DE1232053B - Feuerfeste Materialien und Ofenauskleidungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WAW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C04b

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 80 b - 8/17

1232053
C32746VIb/80b
28. April 1964
5. Januar 1967

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues basisches feuerfestes Schmelzgußmaterial, welches sich besonders für die Verwendung in basischen Sauerstoff öfen für die Stahlerzeugung eignet, sowie basische Sauerstofföfen oder Gefäße, die eine Auskleidung aus dem neuen feuerfesten Schmelzgußmaterial enthalten. Bekanntlich wird feuerfestes Schmelzgußmaterial üblicherweise hergestellt, indem man einen Ansatz des feuerfesten Materials der gewünschten Zusammensetzung schmilzt, gießt und das geschmolzene feuerfeste Material unter Bildung einer erstarrten feuerfesten Masse abkühlt. In einigen Fällen wird ein getrennter Gießvorgang fortgelassen; das geschmolzene feuerfeste Material erstarrt in dem gleichen Behälter, in dem es geschmolzen wurde. Weiterhin kann das neuartige basische feuerfeste Schmelzgußmaterial in Form kleiner Körnchen hergestellt werden, indem man das geschmolzene feuerfeste Material nach bekannten Verfahren in kleine Tropfen zerteilt, die dann erstarren.

Die Bedingungen, die in basischen Sauerstofföfen für die Stahlherstellung herrschen, verursachen ziemlich starke Korrosion und Erosion an den Betriebsauskleidungen, insbesondere denen der Seitenwände. Die schädlichsten dieser Einflüsse sind: die durch den Sauerstoffstrom entwickelten hohen Temperaturen, die auslaugende Wirkung der Schmelze auf die feuerfeste Auskleidung, die korrodierenden Eigenschaften der stark kalkhaltigen Schlacken und Schlackendämpfe und die reduzierende Wirkung der entwickelten Kohlenmonoxydatmosphäre. Die feuerfesten Materialien, die als Betriebsauskleidungen in diesen Öfen bisher verwendet wurden, setzen sich aus gebrannten oder teergebundenen Dolomiten und Magnesiten oder Mischungen derselben zusammen. Diese feuerfesten Materialien weisen zwar eine mäßige Korrosions-Erosions-Beständigkeit unter den in basischen Sauerstofföfen herrschenden Bedingungen auf; auf Seiten der mit diesen Öfen arbeitenden Techniker besteht jedoch der Wunsch nach einem feuerfesten Material mit stark verbesserter Korrosions-Erosions-Beständigkeit, um die Lebensdauer der Betriebsausldeidungen zu erhöhen.

Es wurde nun ein neuartiges basisches feuerfestes Schmelzgußmaterial gefunden, das unter den in einem basischen Sauerstoffofen herrschenden Bedingungen eineKorrosions-Erosions-Beständigkeit besitzt, die der des bisher verwendeten gebrannten oder teergebundenen basischen feuerfesten Materials weit überlegen ist.

Das erfindungsgemäße feuerfeste Schmelzgußmaterial besteht, allgemein gesagt, analytisch im wesentlichen

Feuerfeste Materialien und Ofenauskleidungen

Anmelder:

Corhart Refractories Company,

Louisville, Ky. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener, Dr. H. J. Wolff
und Dr. H. Chr. Beil, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:
Allen Myron Alper, Corning, N. Y.;
Robert Nicholas McNaIIy,
Horseheads, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 6. Mai 1963 (278 322)

aus etwa 80 Gewichtsprozent MgO plus CaO plus BaO plus SrO, wobei das MgO mindestens 50Gewichtsprozent und die Gesamtmenge von CaO plus BaO plus SrO weniger als 35 Gewichtsprozent ausmacht, und aus 0,05 bis 20 Gewichtsprozent Fluor. Dieses überlegene korrosions-erosions-beständige feuerfeste Schmelzgußmaterial läßt sich leicht in Form von im wesentlichen von Rissen freien Körpern herstellen, indem man eine Mischung geeigneter Rohmaterialien, z.B. Magnesia und Magnesiumfluorid oder Magnesia und Calciumfiuorid, schmilzt. Erwartungsgemäß sind relativ hohe Temperaturen (z. B. etwa 2000 bis 2800° C) erforderlich, um die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu sintern und zu schmelzen. Vorzugsweise werden die üblichen Lichtbogenelektroöfen verwendet, gewünschtenfalls kann jedoch jede andere geeignete Vorrichtung angewendet werden. Die Rohmaterialien des Ansatzes werden zweckmäßigerweise in solchen Mengenverhältnissen eingesetzt, daß die gewünschte Endzusammensetzung erhalten wird, wobei die normale Verdampfung eines Teils des fluorhaltigen Bestandteils berücksichtigt wird, die bei den angewendeten hohen Schmelztemperaturen auftritt. Als allgemeine Regel wurde gefunden, daß das in dem erstarrten feuerfesten Material zurückgehaltene Fluor mindestens etwa 15 Gewichtsprozent des Fluorgehaltes der Ausgangsmischung beträgt. Es ist also erforderlich, einen angemessenen Überschuß des

609 750/377

fluorhaltigen Bestandteils im Ansatz vorzusehen, um den gewünschten Restgehalt in dem erstarrten Material zu erzielen. Die Materialien des Ansatzes werden vorzugsweise vorgemischt, bevor sie in den Schmelzofen gegeben werden.

Es ist bekannt, Magnesia in einem elektrischen Ofen zu schmelzen, beispielsweise aus S e a r 1 e, »Refractory Materials«, 1940, S. 468, und aus der deutschen Patentschrift 891 826. Es ist auch bekannt, fluorhaltige Verbindungen einer Schmelze feuerfester Massen zuzusetzen; so wird gemäß USA.-Patentschrift 2 480 475 Cryolith (Na₃AlF₂) einer Schmelze von AIN und Al₂O₃ zugesetzt, um den Schmelz- oder Erweichungspunkt herabzusetzen, und gemäß USA.-Patent 2154 318 wird Cryolith oder Flußspat aluminiumhaltigem Schmelzgußmaterial als »Mineralisator« zur Erzielung größerer Kristalle einverleibt. Eine ähnliche Wirkung ist bei der Verwendung von Fluorgas in Silikatschmelzen gemäß der deutschen Patentanmeldung F 680 VIb/80 b beabsichtigt. Im Gegensatz zu den vorstehend genannten Verfahren wird in der vorliegenden Erfindung Fluor in genau definierten, hoch magnesiahaltigen Schmelzgußmassen mit dem Ziele eingesetzt, Produkte mit überlegener Korrosions- und Erosionsbeständigkeit gegenüber basischen Schlacken zu gewinnen.

Die übliche Anwendungsform des neuen feuerfesten Materials zur Auskleidung von basischen Sauerstofföfen ist die von Ziegeln, die in Formen gegossen oder von Barren geschnitten werden, welche durch Gießen der geschmolzenen Materialien des Ansatzes in herkömmliche vorgebildete Formen aus irgendeinem geeigneten Material, z.B. Graphit, Sand oder Stahl, und Abkühlen und Erstarrenlassen des Materials nach üblichen Verfahren, z.B. nach dem in der USA.-Patentschrift 1 615 750 von G. S. F u 1 c h e r beschriebenen, hergestellt werden, auf das Bezug genommen werden kann. Gewünschtenfalls kann man das neue feuerfeste Material natürlich in dem gleichen Behälter schmelzen und erstarren lassen. Man kann jedoch auch einen Strom des geschmolzenen feuerfesten Ansatzmaterials nach bekannten Verfahren zu kleinen Tropfen von gewünschter Größe zerteilen und dann als eine Masse körnigen Schmelzgußmaterials erstarren lassen. Dieses körnige Material kann dann zur Bildung von besonders geformten Ziegeln verwendet werden, die sich nicht so leicht durch direktes Gießen aus dem geschmolzenen Material herstellen lassen. Das körnige Material zur Herstellung solcher Ziegel kann auch dadurch erhalten werden, daß man gegossene Blöcke oder Barren aus dem neuen feuerfesten Material zerkleinert.

Zusätzlich zu Magnesiumfluorid und Calciumfluorid oder an Stelle dieser Materialien können andere geeignete fluorhaltige Stoffe zur Herstellung des neuen erfindungsgemäßen feuerfesten Materials verwendet werden, wie z. B. Bariumfluorid, Strontiumfluorid oder Aluminiumfluorid und Kombinationen der genannten Fluoride. Wenn andere Fluoride als Magnesiumfluorid verwendet werden, wird das neue feuerfeste Material analytisch auch kleinere Mengen der jeweiligen Metalloxyde infolge des teilweisen Verlustes an Fluor während des Schmelzens enthalten.

Andere Zusätze oder Verunreinigungen können in kleinen Mengen dem neuen feuerfesten Material einverleibt werden, ohne die überlegene Korrosions-Erosions-Beständigkeit zu beeinträchtigen. Darüber hinaus wurde gefunden, daß gewisse Zusätze besondere Vorteile ergeben. Wenn nämlich bei der Lagerung oder dem Transport der neuen feuerfesten Materialien Hydratisierungsprobleme auftreten, verhindern Siliziumdioxyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, Aluminiumoxyd und/oder Chromoxyd, wie gefunden wurde, wirksam die Hydratisierung in dem neuen feuerfesten Material. Im allgemeinen kann das neue feuerfeste Material einen oder mehrere der folgenden Bestandteile enthalten, wobei die Mengen jedoch für den entsprechenden MgO-Gehalt wie angegeben begrenzt sind, um eine Beeinträchtigung der überlegenen Korrosions-Erosions-Beständigkeit zu vermeiden (analytisch in Gewichtsprozent):

	Wenn der M 50 bis 80 beträgt	gO-Gehalt mindestens 80 beträgt
CaO 4- BaO + SrO ... Al2Oo	unter 35 unter 6 unter 4 unter 4 unter 8 unter 10	unter 19 unter 10 bis zu 18 bis zu 8 bis zu 12 bis zu 15
Cr2O,	bis zu 10	bis zu 10
SiO2	nicht über 10
TiO2
ZrO2
FeO
Al2O3 + Cr2O3 + SiO2 + TiO2 + ZrO3 ....

Um eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Hydratisierung sicherzustellen, insbesondere wenn Calciumfluorid als Fluorquelle verwendet wird (oder wenn wesentliche Mengen CaO, BaO oder SrO enthalten sind), sollte die feuerfeste Zusammensetzung eine wirksame Menge mindestens eines der hydratisierungshemmenden Bestandteile, nämlich Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂, TiO₂ und ZrO₂ enthalten. Besondere Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen feuerfesten Materials mit guter Hydratisierungsbeständigkeit bestehen im wesentlichen analytisch aus mindestens 80 Gewichtsprozent MgO, mindestens 0,2 Gewichtsprozent Fluor, mindestens 1 bis 8 Gewichtsprozent Al₂O₃ oder 5 bis 18 Gewichtsprozent Cr₂O₃ oder 1 bis 8 Gewichtsprozent SiO₂ oder 2 bis 12 Gewichtsprozent TiO₂ oder 2 bis 15 Gewichtsprozent ZrO₂ und gegebenenfalls einem im wesentlichen aus CaO bestehenden Rest.

Zur Erzielung optimaler Eigenschaften und Ergebnisse beim Arbeiten mit basischen Sauerstofföfen sollten die folgenden Mengengrenzen der Zusammensetzung (analytisch in Gewichtsprozent) eingehalten werden:

MgO mindestens 88%

Fluor 0,20 bis 5,0%

CaO bis zu 11,8%

Al₂O₈ weniger als 5 %

Cr₂O₅ weniger als 10%

SiO₂ weniger als 3 %

TiO₂ weniger als 5 %

ZrO₂ bis zu 5%

FeO weniger als 5%

Zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden folgende eingehende Beschreibungen und Werte von erfmdungsgemäßen feuerfesten Proben und herkömmlichen Materialien sowie deren Eigenschaften und Merkmale angegeben:

Die Tabelle I zeigt Zusammensetzungen, die im Lichtbogen geschmolzen wurden und unter Bildung eines erfindungsgemäßen feuerfesten Materials erstarrten. Die angegebenen Mengen sind Gewichtsprozentsätze.

Tabelle I

Schmelze Nr.	Magnesia	Fluoride	Aluminiumoxyd	Chromoxyd	Siliziumdioxyd	Sonstiges
1	90	10
2	85	15	—	—	—	—
3	80	20	—	.—	—
4	70	30	—	—	—	—
5	50	50	—	—	—	—
6	90	8	—.	—	2	—
7	80	18	—	—	2
8	95	5	—	— "	—
9	90	10
10	85	15	—	—	—
11	80	20	—	.—	—	—
12	70	30	—	—	—	.
13	60	40	—	—	—
14	50	50	—	—	—
15	85	10	5	—	—	—
16	80	10	5	5
17	80	5	5	10
18	80	5	4	5	—	5TiO2
19	85	13	—	2	—
20	85	10	—	5	—	—
21	80	10	—	10	—
22	80	5	—	15	—	.
23	80	12	—	5	3	—
24	80	5	—	—	5	10 T. C. O. b)
25	80	5	—	—	_ f	10 T. C. O. b) 5TiO8
26	93	5	—	—	2
27	90	9,5	—	—	0,5
28	90	8	—		2
29	85	13	—	—	2
30	80	18	—	—	2
31	80	15			5
32	88	2	—	—	—	10 TiO2
33	85	12	—	—	—	3TiO2
34	80	10	—	—	—	10 TiO2
35	85	13	—	—		2ZrO2
36	85	10	—	•—·	—	5ZrO2

^a) Gereinigtes Magnesiumfluorid wurde in den ersten sieben Schmelzen, Fluorspat (Fluorit) in allen anderen Schmelzen verwendet.

^b) Transvaal Chromerz.

Die verschiedenen Bestandteile der obigen Mischungen stammten aus handelsüblichen Rohmaterialien, die die folgenden typischen chemischen Analysenwerte (in Gewichtsprozent) zeigten:

Calciniertes Magnesit:

98,51 % MgO, 0,86% CaO, 0,28% SiO₂, 0,22% Fe₂O₃, 0,13% Glühverlust.

Gereinigtes Magnesiumfluorid:

85,0% MgF₂, 3,00% MgO, 11,50% Glühverlust (H₂O).

Silikasand:

99,92% SiO₂, 0,04% Al₂O₃.

Fluorit:

97,3% CaF₂, 1,1% CaCO₃, 1,1% SiO₂, 0,5% Fe₂O₃.

Aluminiumoxyd nach dem Bayerverfahren:

99,2% Al₂O₃, 0,45% Na₂O, 0,03% Fe₂O₃, 0,02 % SiO₂, 0,3% Glühverlust.

Grünes Chromoxyd:
99,75% Cr₂O₃.

Rutil:

96 bis 98% TiO₂, 1% max. Fe₂O₃, 0,3% ZrO₂, 0,3% Al₂O₃, 0,25% SiO₂, 0,1% Cr₂O₃, 0,29% V₂O₅, 0,025 bis 0,05% P₂O₅, 0,01% S.

Transvaal Chromerz:

44% Cr₂O₃, 23% FeO, 13% Al₂O₃, 12% MgO, 4% SiO₂, 0,5% CaO, 0,4% TiO₂.

Zirkonerde:

85,03% ZrO₂, 10,00% AI₂O₃, 4,36% SiO₂, 0,15% Fe₂O₃, 0,18% TiO₂, 0,28% CaO.

Wie leicht ersichtlich, ist, ergeben diese geschmolzenen Mischungen analytische Zusammensetzungen, die eindeutig innerhalb des vorstehend definierten Rahmens der Erfindung üegen, weil die Fluoridmaterialien teilweise verdampfen. Zum Beweis sind die am erstarrten Produkt von acht Schmelzen nach bekannten chemischen Analysenverfahren erhaltenen Ergebnisse in Gewichtsprozent in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle II^a)

IO

Schmelze Nr.	MgO b)	Fluor	SiO2	CaO
1	98,80	1,20	_	_
5	91,60	8,40	—	—
6	96,01	1,29	2,7	—
11	87,68	3,24	0,50	8,58
12	73,82	7,18	—	19,0
13	76,94	7,06	—	16,0
14	70,87	9,13	—	20,0
29	90,17	1,57	1,83	6,43

mäßigen Geschwindigkeit von 72mal pro Stunde bewegt, wobei eine ihrer großen Oberflächen nach oben zeigte. Als Schlacke wurde eine typische basische Sauerstoffofenschlacke der folgenden Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) verwendet: 22% Fe₂O₃, 20% SiO₂, 39% CaO, 10% 4 CaO · P₂O₅, 6% MgO und 3% Al₂O₃. Nach Ablauf des 2 stündigen Versuches wurde die durchschnittliche Dicke der Proben gemessen und mit der ursprünglichen Dicke von 13 mm vor dem Versuch verglichen. Die in Tabelle III angegebenen Ergebnisse dieses Vergleiches geben die prozentuale Änderung der Dicke der Proben wieder:

Tabelle III

^a) Eine einzige Analyse für jede Schmelze mit Ausnahme von Schmelze Nr. 29, wo die Ergebnisse den Durchschnitt von vier getrennten Analysen mit Abweichungen innerhalb der folgenden Grenzen darstellen: MgO ± 1,0, Fluor ± 0,63, SiO₂ ± 0,35, CaO ± 0,63.

^b) Als Differenz.

3o

Bei dem im Lichtbogen geschmolzenen Produkt ist also der Fluor-Restgehalt ziemlich gleichmäßig und beträgt gewöhnlich etwa 15 bis 30% für das gereinigte Magnesiumfluorid, da das im Ansatz befindliche Fluorid etwa 5 bis 50% des Ansatzes ausmacht und etwa 25 bis 70% für den Fluorit, da die im Ansatz befindliche Menge etwa 5 bis 60 % des Ansatzes ausmacht. In Anbetracht der festgestellten Gleichmäßigkeit wurden nicht alle Produkte der Beispiele in Tabelle I der kostspieligen und zeitraubenden ehemisehen Analyse unterworfen.

Die Tabelle III zeigt die Ergebnisse von Versuchen zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Schlacke, die mit verschiedenen erfindungsgemäßen feuerfesten Proben und mit herkömmlichen Materialien durchgeführt wurden. Die numerierten Proben waren die erstarrten Produkte der entsprechenden numerier-" ten Schmelzen der Tabelle I. Die Proben A bestanden aus handelsüblichen, teergebundenen Dolomitziegeln, die Proben B aus handelsüblichen, teergebundenen Magnesiaziegeln. Die Proben C bestanden aus einem Schmelzgußmaterial mit der folgenden Analyse (in Gewichtsprozent): 62,92% MgO, 0,16% Fluor, 0,92% CaO, 25,4% Al₂O₃, 6,5% Cr₂O₃, 0,7% SiO₂ und 3,4% FeO. Dieses letztere Schmelzgußmaterial stammt aus einer früheren Erfindung der gegenwärtigen Erfinder, die in der gleichzeitig laufenden USA.-Patentanmeldung 127 475, eingereicht am 28.7.1961, beschrieben ist.

Die Versuche zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Schlacke, bei denen die Werte der Tabelle III erhalten wurden, bestanden darin, daß man Proben mit den Abmessungen 38 · 25 · 13 mm in einem Gas-Sauerstoff-Ofen anbrachte, der als basischer Sauerstoffofen betrieben werden konnte. Die Proben wurden etwa 2 Stunden lang bei 1700⁰C durch einen abwärts gerichteten Strom geschmolzener basischer Schlacketropfen mit einer im wesentlichen gleich-

	Verringerung	Proben	Verringerung
Proben	durch Schlacke	23	durch Schlacke
2	10, 11	24	16*
3	9,8	25	10
6	9, 9, 9, 11	26	7
7	8, 12	27	16, 16
8	6, 12	28	12
9	11	29	12, 14
10	12, 12, 19	30	12,13,17,18,10
11	13, 12, 16, 18	31	13
16	12	33	14
17	12	34	12
18	10	A	11
19	15, 14	B	70, 32
20	12, 12	C	27,29
21	8		39, 30, 28
22	12, 16

* Durchschnitt von neun Proben.

Die Werte der Tabelle III zeigen klar die wesentliche Verbesserung der Korrosions-Erosions-Beständigkeit des erfindungsgemäßen feuerfesten Materials für die Verwendung in basischen Sauerstoffofen. Es ist auch ersichtlich, daß ein basisches feuerfestes Schmelzgußmaterial nach dem bisherigen Stand der Technik, das in Siemens-Martin-Öfen verwendet wurde, im wesentlichen keine bessere Korrosions-Erosions-Beständigkeit zeigt als die teergebundenen feuerfesten Materialien, die für den Betrieb von basischen Sauerstoffofen verwendet wurden. Aus diesem Grund ist es also sehr wichtig, daß die zuvor erwähnten Bestandteile innerhalb der angegebenen Mengenverhältnisse gehalten werden.

Die Tabelle IV zeigt die Ergebnisse von Hydratisierungsversuchen für verschiedene feuerfeste Proben der vorliegenden Erfindung. Bei den Proben handelte es sich um die erstarrten Produkte der entsprechend numerierten Schmelzen in Tabelle I. Die Versuche bestanden darin, daß man entweder (1) die Proben in siedendes Wasser tauchte oder (2) die Proben in eine Atmosphäre von 100% Feuchtigkeit bei 65⁰C brachte. Die Proben wurden so lange in diesen beiden Medien gehalten, bis ein Stück absplitterte oder abblätterte oder ein offener Riß mit einer Breite von mindestens 9,8 mm entstand; dann wurde die Verweilzeit in dem Medium in Stunden notiert. Bei vier der in Tabelle IV aufgeführten Versuche wurden diese vor dem Abblättern oder der Rißbildung unterbrochen, weil die bereits abgelaufene beträchtliche Zeit klar eine überlegene Beständigkeit gegen Hydratisierung anzeigte.

Tabelle IV

	Eintauchen	100% Feuchtigkeit
Probe")	in siedendes H2O	bei 650C
	Stunden	Stunden
1	290 b)
11	3	20
10	4	—
29	13	68
15	29
23	155	119 b)
33	382V2 b)	—
36	290 b)	—

^a) Die Proben 11, 23 und 29 hatten die Abmessungen 76 · 102 · 102 mm; die Proben 1, 10, 15, 33 und 36 hatten die Abmessungen 25 · 26 · 76 mm.

^bl Versuch abgebrochen ohne Auftreten von Bruch oder Bildung eines offenen Risses von mindestens 0,8 mm.

Wie sich aus den Tabellen I und IV leicht ergibt, wird die Anfälligkeit für Hydratisierung, die bei dem mit Calciumfluorid hergestellten feuerfesten Material am stärksten auftritt, durch kleine Zugaben einer oder mehrerer der Verbindungen Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂, TiO₂ und ZrO₂ stark herabgesetzt. Während diese Zusätze aus den vorstehend erwähnten Gründen auf die angegebenen Mengen beschränkt bleiben sollen, ist die Verwendung überschüssiger Mengen auch deswegen besonders sorgfältig zu vermeiden, weil sie die Widerstandsfähigkeit des Schmelzgußmaterials gegen Verformung bei Belastung in heißem Zustand stark herabsetzen. Es ist daher zur Erzielung einer guten Widerstandsfähigkeit gegen Verformung in heißem Zustand wesentlich, daß die Gesamtmenge dieser fünf Zusätze etwa 10% nicht übersteigt, wenn der MgO-Gehalt niedriger als etwa 80% ist. Selbst wenn der MgO-Gehalt mindestens 80% oder mehr beträgt, ist es aus dem gleichen Grunde besonders wichtig, daß der Al₂O₃-Gehalt weniger als 10% beträgt, der SiO₂-Gehalt 8% nicht übersteigt und der TiO₂-Gehalt 12% nicht überschreitet. Eine übermäßige Menge SiO₂ reduziert auch stark den Bruchmodul bei Raumtemperatur.

Das erfindungsgemäße feuerfeste Material, das die bevorzugte Zusammensetzung mit mindestens 88% MgO besitzt und die Form von gegossenen Blöcken hat, ist im allgemeinen dadurch gekennzeichnet, daß es weniger als 5 % lineare Verformung bei etwa 2000 und sogar 2200⁰C aufweist, wenn ein Würfel mit einer Kantenlänge von 25 mm einer Belastung von 1,8 kg/ cm² ausgesetzt wird, während er mit einer Geschwindigkeit von 100°C/Stunde erhitzt wird.

Der in der vorliegenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen verwendete Ausdruck »analytisch« bedeutet, daß das Fluor und die Oxyde der verschiedenen Metalle und Metalloide in dem feuerfesten Material jeweils als ungebundenes Fluor und als die spezifische angegebene Oxydverbindung, z.B. TiO₂, FeO usw., berechnet wurden.

Die erfindungsgemäßen feuerfesten Schmelzgußmassen wurden im vorstehenden in ihrer Verwendung als Auskleidungen für basische Sauerstofföen beschrieben; sie können jedoch auch in anderen Formen, Strukturen und für andere Zwecke nach Wunsch und Eignung eingesetzt werden. Beispielsweise können die gegossenen Blöcke auf geeignete Weise geschnitten und zu Raketendüsen oder Auskleidungen in magnetohydrodynamischen Generatoren zusammengesetzt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Feuerfestes Schmelzgußmaterial auf der Basis von MgO, das für Ofenauskleidungen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß es nach der chemischen Analyse aus mindestens 80 Gewichtsprozent MgO mit CaO, BaO, SrO und 0,05 bis 20 Gewichtsprozent Fluor besteht, wobei die Menge an MgO nicht kleiner als 50 Gewichtsprozent ist und die Gesamtmenge des CaO, BaO und SrO weniger als 35 Gewichtsprozent beträgt.

2. Feuerfestes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich weniger als 6% Al₂O₃, weniger als 4% Cr₂O₃, weniger als 4% SiO₂, weniger als 8% TiO₂, weniger als 10 % ZrO₂ und bis zu 10% FeO enthält, wobei die Gesamtmenge des Al₂O₃ plus Cr₂O₃ plus SiO₂ plus TiO₂ plus ZrO₂ 10% nicht übersteigt.

3. Feuerfestes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an MgO mindestens etwa 80%, der Gehalt an CaO plus BaO plus SrO weniger als 19% beträgt und das Material zusätzlich weniger als 10% Al₂O₃, bis zu 18% CrO₃, bis zu 8% SiO₂, bis zu 12% TiO₂, bis zu 15% ZrO₂ und bis zu 10% FeO enthält.

4. Feuerfestes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an MgO mindestens 80%, der Gehalt an Fluor mindestens 0,2% beträgt und das Material weiter mindestens eines der aus der folgenden Gruppe ausgewählten Oxyde, nämlich 1 bis 8 % Al₂O₃, 5 bis 18 % Cr₂O₃, 1 bis 8% SiO₂, 2 bis 12% TiO₂ und 2 bis 15% ZrO₂ enthält und der Rest gegebenenfalls aus CaO besteht.

5. Feuerfestes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an MgO mindestens 88 %> der an Fluor 0,2 bis 5⁰J₀, der an CaO nicht mehr als 11,8% beträgt und das Material weiterhin weniger als 5% Al₂O₃, weniger als 10% Cr₂O₃, weniger als 3% SiO₂, weniger als 5% TiO₂, bis zu 5% ZrO₂ und weniger als 5% FeO enthält.

6. Feuerfestes Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine wirksame Menge mindestens eines der die Hydratisierung hemmenden Bestandteile Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂, TiO₂ und ZrO₂ enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 715 926, 891 826;
deutsche Patentanmeldung F 680 VIb/80b (bekanntgemacht am 30. 7.1953);

USA.-Patentschriften Nr. 2 480 475, 2154 318.

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