DE1571531C - Feuerfeste Steine Blocke und Massen aus gebrannter Magnesia und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft feuerfeste Steine, Blöcke liegen. Vorteilhafterweise werden die Bedingungen und Massen aus gebrannter Magnesia, die für feuer- beim Brennen der Magnesia auf solche Weise einfeste Zustellungen aller Art, vor allem aber für eine geregelt, daß ein dichtes Produkt mit einem Korn-Auskleidung von LD-Konvertern oder anderen Kon- raumgewicht von über 3,0, noch besser über 3,2 und vertern, in welchem mit Sauerstoff geblasen wird, 5 vorzugsweise über 3,3, erhalten wird,
oder sonstige Zustellungen von öfen für die Herstel- Eine gebrannte Magnesia, welche die angeführten lung von Stahl mit Hilfe von Sauerstoff bzw. mit Bedingungen erfüllt, kann gemäß der Erfindung für Sauerstoff angereicherter Luft, geeignet sind. Ferner die Herstellung von feuerfesten Steinen, Blöcken und betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung Massen verwendet werden, die insbesondere in Gesolcher Steine, Blöcke und Massen. io fäßen bzw. öfen aller Art verwendbar sind, die für

Die Erfindung zielt darauf ab, feuerfeste Steine, die Herstellung von Stahl unter Anwendung von gas-Blöcke und Massen aus gebrannter Magnesia zu förmigem Sauerstoff geeignet sind, wie LD-Konschaffen, die für die angeführten Anwendungszwecke ve.rter, Kaldo-Konverter u. a. Vorzugsweise wird als besser geeignet sind als die bisher eingesetzten feuer- Bindemittel in allen Fällen ein Stoff auf der Grundfesten Materialien. 15 lage von Teer, wie Stahlwerksteer, Pech oder Hart-

Es ist von R.P.Heuer bereits früher vorge- pech, verwendet. Die Erzeugnisse können in geschlagen worden, bei der Herstellung von Stahl mit branntem oder ungebranntem Zustand eingesetzt Hilfe von Sauerstoff bzw. mit Sauerstoff angereicher- werden, wobei die gebrannten Erzeugnisse gegebeter Luft und vor allem für eine Auskleidung von nenfalls mit Teer überzogen bzw. imprägniert sein LD-Konvertern oder anderen Konvertern, in welchen 20 können.

mit Sauerstoff geblasen . wird, feuerfeste Steine, Massen gemäß der Erfindung sind in hervorragen-

Blöcke und Massen aus gebrannter Magnesia mit dem Maße als Flickmassen bzw. Reparaturmassen

einem Gehalt von höchstens 88% MgO, nämlich für Auskleidungen und Herde von Industrieöfen und

etwa 80 bis 88% MgO, mindestens 5% Kalk, der metallurgischen Gefäßen, insbesondere Konvertern

gleichmäßig verteilt ist, bis zu etwa 2% Kieselsäure 25 für das Sauerstoffblasen, geeignet. Es lassen sich mit

und über 5% Dikalziumferrit zu verwenden. Im diesen Massen wesentlich bessere Ergebnisse als mit

Zuge umfangreicher weiterer Untersuchungen und den bisher bekannten Flick- bzw. Reparaturmassen

Forschungen konnte nun festgestellt werden, daß es erhalten, und außerdem sind auch noch geringere

für den Erhalt bester Ergebnisse erforderlich ist, daß Materialmengen als bisher erforderlich, so daß sich

die Erzeugnisse Trikalziumsilikat und einen gewissen 30 eine beträchtliche Kostenersparnis ergibt.

Gehalt an freiem Kalk sowie einen bestimmten Es ist festzuhalten, daß insbesondere im Falle

Höchstgehalt an Kieselsäure und ferner Dikalzium- einer Verwendung als Flickmassen aus Gründen

ferrit oder Dikalziumferrit plus Tetrakalziumalumi- einer guten Verschlackungsbeständigkeit ein hohes

niumferrit innerhalb bestimmter, nicht zu unter- und Kornraumgewicht erforderlich ist. Dieses soll auf

überschreitender Grenzen aufweisen, wogegen der 35 alle Fälle über 3,0 und noch besser über 3,3 liegen.

Anteil an MgO auch unter 80% betragen kann. Als Als besonders günstig haben sich Flickmassen mit

Ergebnis dieser Untersuchungen und Forschungen einem hohen Gehalt an Feinanteil erwiesen, z. B.

bilden den Gegenstand der Erfindung feuerfeste Massen, in denen etwa 40% der Körnungen eine

Steine, Blöcke und Massen, insbesondere Flick- Korngröße von unter 0,5 mm haben,

massen, aus gebrannter Magnesia mit einem Gehalt 40 Eine gebrannte Magnesia, die im Rahmen der

von etwa 76 bis 88% MgO, mindestens 5% Kalk Erfindung eingesetzt werden kann, kann folgende

und über 5% Dikalziumferrit, deren Kennzeichen Zusammensetzung aufweisen:

darin besteht, daß sie Trikalziumsilikat und bis zu ηήςο/

5% freien Kalk, unter 1,5%, vorzugsweise unter ^bl°-' 0,o5 /0

1 % Kieselsäure und höchstens 10% Dikalziumferrit 45 ^Fea°3 · · · ⁵'³°^/o

oder höchstens 12,5% Dikalziumferrit plus Tetra- Al₂O₃ .....; 1,0%

kalziumaluminiumferrit enthalten. Der Gehalt an all- q_&q ~ 7,2%

fälligen Bindemitteln ist bei diesen Zahlenangaben j^ q 8575%

nicht berücksichtig; d.h. die erwähnten minera- r^v-L """- ' _n'_10/

lischen Verbindungen, wie Magnesia, Kalk, Dikal- 50 Crluhverlust 0,1 /0 ,

ziumferrit usw., machen zusammen ohne Bindemittel In dieser Magnesia liegen demnach 4,76% Tetra-

100% aus. kalziumaluminiumferrit und 6,34% Dikalziumferrit

Die angeführten geringen Mengen an freiem Kalk vor, und 1,19% Kalk sind für die Bildung von Tri-

sind in metallurgischer Hinsicht sehr günstig und kalziumsilikat und darüber hinaus als freier Kalk

wirken sich auf die Haltbarkeit der Erzeugnisse vor- 55 verfügbar.

teilhaft aus. Größere Mengen an freiem Kalk führen Eine für die Herstellung von feuerfesten Steinen,

zu schlechteren Ergebnissen, und auch ein erhöhter Blöcken und Massen gemäß der Erfindung verwend-

Gehalt an Dikalziumferrit bzw. Dikalziumferrit plus bare Magnesia kann dadurch gewonnen werden, daß

Tetrakalziumaluminiumferrit wäre ungünstig, da natürlicher verunreinigter Magnesit, der, auf ge-

oberhalb der angeführten Werte von 10 bzw. 12,5%, 60 brannte Basis bezogen, mehr als 50% MgO enthält,

wie festgestellt werden konnte, die Feuerfestigkeit mit Hilfe von physikalischen Methoden, wie Flota-

des Materials nachteilig beeinflußt wird. tion, Schwerflüssigkeitsaufbereitung, Magnetschei-

Zweckmäßig kann die gemäß der Erfindung ver- dung u. a., so weit gereinigt wird, daß er, gleichfalls

wendete gebrannte Magnesia 80 bis 88% MgO ent- auf gebrannte Basis bezogen, etwa 76 bis 88% MgO,

halten, und der Kalkgehalt soll 5 bis 15%, Vorzugs- 65 mindestens 5% Kalk, der gleichmäßig verteilt ist,

weise 6 bis 8%, betragen. Ferner soll der Gehalt an unter 1,5%, vorzugsweise unter 1%, Kieselsäure,

Fe₂O₃ unter 7%, vorzugsweise unter 5,5%, der Ton- über 5 bis höchstens 10% Dikalziumferrit oder

erdegehalt unter 1,2%, vorzugsweise unter 0,9%, höchstens 12,5% Dikalziumferrit plus Tetrakalzium-

aluminiumferrit und Trikalziumsilikat und bis zu5°/o freien Kalk enthält. Als Ausgangsmateria! für diesen Zweck ist insbesondere ein Magnesit aus der Gegend von Kitzbühel, Österreich, geeignet, und die beste Aufbereitungsmethode für diesen Magnesit besteht in einer Flotation.

Die Berechnung der in den Erzeugnissen gemäß der Erfindung vorhandene Anteile an Dikalziumsilikat, Tetrakalziumaluminiumferrit (Brownmillerit) und Dikalziumferrit erfolgt auf folgende Weise:

Es wird angenommen, daß die gesamte vorhandene Menge an Kieselsäure mit dem vorliegenden Kalk unter Bildung von Dikalziumsilikat reagiert. Ferner wird angenommen, daß der nach der Bildung von Dikalziumsilikat verbleibende Anteil an Kalk mit der gesamten vorhandenen Tonerde und der erforderlichen Menge an Eisenoxyd, das in der Magnesia vorliegt, Tetrakalziumaluminiumferrit bildet. Die nach der Bildung von Tetrakalziumaluminiumferrit vorhandenen Mengen an Kalk und Eisenoxyd setzen sich miteinander unter Bildung von Dikalziumferrit um. Es ist für die Erzeugnisse gemäß der Erfindung Bedingung, daß ein größerer Anteil an Kalk vorhanden ist, als für die Bindung des gesamten, nach der Bildung von Tetrakalziumaluminiumferrit noch vorliegenden Eisenoxyds in Form von Dikalziumferrit erforderlich ist. Dieser demnach nach der Bildung von Dikalziumsilikat, Tetrakalziumaluminiumferrit und Dikalziumferrit noch vorliegende Anteil an Kalk setzt sich mit dem bereits gebildeten Dikalziumsilikat zu Trikalziumsilikat um, und der nach der Bildung von Trikalziumsilikat noch vorhandene Anteil an Kalk stellt freien Kalk dar.

Es kann hier festgehalten werden, daß bereits eine feuerfeste Masse aus kalkhaltigen Gemischen feuerfester Stoffe und nicht feuerfester CaO- und SiOy haltiger Stoffe, die beim Erhitzen der Gesamtmischung auf 1500° C mindestens 5% eines sauren flüssigen Silikats bilden, wobei in der Gesamtmasse ein Kalk-Kieselsäure-Gewichtsverhältnis von mindestens 1,87 vorliegt, bekannt ist (deutsche Auslegeschrift 1 088 403). Diese Erzeugnisse enthalten jedoch nicht Trikalziumsilikat oder gar freien Kalk und ferner auch nicht weniger als 1,5% Kieselsäure und über 5°/o Dikalziumferrit. Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung feuchtigkeitsbeständiger, nicht zerrieselnder, Kalk und bis zu 75% Magnesia enthaltender feuerfester Baustoffe zu erwärmen, welches in seinem Wesen darin besteht, daß der gesamte Kalk durch Kieselsäure, und zwar über 14% Kieselsäure, die in einer möglichst reaktionsfähigen Form ,zuzuführen ist, unter Verwendung von Eisenoxyd und Aluminiumoxyd zur Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit, vorherrschend in Trikalziumsilikat umgewandelt und der Hauptanteil des Fe₂Oj durch reduzierenden Brand in feuerfeste (MgO, Fe) O-Mischkristalle übergeführt wird. Es handelt sich somit keineswegs um Erzeugnisse aus gebrannter Magnesia mit einem Gehalt von unter 1,5% Kieselsäure. Überdies wird bei diesen Erzeugnissen der Hauptanteil des Fe₂O₃ in FeO übergeführt, so daß also im Gegensatz zu den Erzeugnissen gemäß der Erfindung nicht auf eine Bildung, sondern auf eine Unterdrückung von Dikalziumferrit hingearbeitet wird. Diese bekannten Produkte haben ebenso wie die vorhin erwähnten eine geringere Haltbarkeit als die gemäß der Erfindung eingesetzten Materialien. In neuerer Zeit werden für die Auskleiduni; von Blasstrahlkonvertern häufig handelsübliche Magnesiasteine verwendet, die z.B. 0,46% Tetrakalziumaluminiumferrit und 1,52% Dikalziumferrit oder 2,86% Tetrakalziumaluminiumferrit und 1,23:'ο Dikalziumferrit enthalten. In diesen Magnesiasteinen liegen zu kleine Mengen an den beiden erwähnten Komponenten vor, und es fehlt freier Kalk_? der in geringen Mengen in den Erzeugnissen gemäß der Erfindung vorhanden ist. Dadurch ist die Haltbarkeit dieser Erzeugnisse insbesondere in sauerstoffblasenden metallurgischen öfen und Gefäßen schlechter als die von Erzeugnissen, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind. Das gleiche gilt für solche Magnesiasteine, die etwas höhere Mengen an den genannten Ferriten, aber gleichfalls kein Trikalziumsilikat und keinen freien Kalk in Mengen bis zu 5% enthalten.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen, insbesondere Flickmassen, aus gebrannter Magnesia mit einem Gehalt von etwa 76 bis 88%, insbesondere 80 bis 88"» MgO, mindestens 5"» Kalk, unter 2% Kieselsäure und über 5 % Dikalziumferrit, dadurch gekennzeichnet, daß sie Trikalziumsilikat und bis. zu 5 % freien Kalk, unter 1,5%, vorzugsweise unter 1°.« Kieselsäure und höchstens 10% Dikalziumferrit oder höchstens 12,5% Dikalziumferrit und Tetrakalziumaluminiumferrit enthalten.

2. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 15%, vorzugsweise 6 bis 8% Kalk enthalten.

3. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Fe₂O., unter 5,5% liegt.

4. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerdegehalt unter 1.2%, vorzugsweise weniger als 0,9%, beträgt.

5. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrannte Magnesia ein Kornraumgewicht von über 3,0, vorzugsweise über 3,3, hat.

6. Feuerfeste Steine, Blöcke und Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bindemittel auf der Grundlage von Teer enthalten.

7. Feuerfeste Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 40% der Körnungen eine Korngröße von unter 0,5 mm haben.