DE1583355A1

DE1583355A1 - Material based on aluminum oxide for the lining of stoves and slideways of pusher ovens

Info

Publication number: DE1583355A1
Application number: DE19671583355
Authority: DE
Inventors: Dr Martin Blanke; Dr Karl Hass
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1967-09-14
Filing date: 1967-09-14
Publication date: 1970-08-20
Also published as: LU56865A1; CS160640B2; BE720798A; NL6813130A; NO123634B; FR1579419A; GB1203004A; AT306767B

Description

Dr.-lng. von Krairler Dr.-lng. SchonwaldDr.-lng. by Krairler Dr.-lng. Schonwald

Dr.-lng. Th. Meyer Dr. FuesDr.-lng. Th. Meyer Dr. Feet

Kfiln, DotehmannhausKfiln, Dotehmannhaus

13, September 1967 Ke/KiSeptember 13, 1967 Ke / Ki

Dynamit Notel Aktiengesellschaft., TroisdorfDynamit Notel Aktiengesellschaft., Troisdorf

Werkstoff auf Aluminiumoxydbasis für die Zustellung von Herden und Gleitbahnen von StoßofenMaterial based on aluminum oxide for the lining of stoves and slideways of pusher ovens

Die Erfindung betrifft einen neuen Werkstoff auf Aluminiumoxydbasis, der in Form"schmelzflüssig gegossener feuerfester Erzeugnisse für die Zustellung von Herden und Gleitbahnen von Stoßofen Verwendung findet.The invention relates to a new material based on aluminum oxide, of refractory products cast in molten form for the lining of stoves and slideways of pusher furnace is used.

Stoßofen dienen in der Hüttentechnik der Vorwärmung von metallischen Gußblöcken hohen Gewichtes von beispielsweise einer Tonne und mehr oder von Metallknüppeln erheblicher Länge von beispielsweise 6 m oder auch mehr auf Walztemperatur. Diese metallischen Formkcrper werden mit einer Stoßmaschine über den Herd mit feuerfester Zustellung geschoben und auf Temperaturen von mehr als 12CC⁰C erwärmt. Die feuerfeste Zustellung des Herdes wird hierbei natürlich außerordentlich stark beansprucht, und zwar nicht nur dadurch., daß die Formkörper mechanisch auf die Zustellung einwirken, sondern auch durch die Einwirkung des Zunders, der von diesen Formkörpern abfällt. Eine weitere Beeinflussung findet durch die Gußhauben stattj die während des Transportes durch den Stoßofen abplatzen und die Verbindungen enthalten., die bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen schmelzen und die Ofenzustellung angreifen. Diese niedrig-schmelzendenPusher furnaces are used in metallurgical engineering to preheat high-weight metal ingots of, for example, a ton or more, or of metal billets of considerable length of, for example, 6 m or more, to rolling temperature. These metallic moldings are pushed over the stove with a refractory lining with a slotting machine and heated ^{to temperatures of more than 12cc 0 C.} The refractory lining of the hearth is of course extremely stressed, not only because the moldings act mechanically on the lining, but also by the action of the scale that falls off these moldings. Another influencing factor is the cast hoods, which flake off during transport through the pusher-type furnace and contain the compounds that melt at comparatively low temperatures and attack the furnace lining. These low-melting ones

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Verbindungen stammen aus den Zuschlägen, die -beim Guß der metallischen Formkörper in die Kokillen gegeben werden,um den Einguß flüssig zu halten. Außerdem wirkt auch, noch der am Kopfende des Gußkörpers befindliche Grat mechanisch auf den Herd und die Gleitbahnen ein. Schließlich ist es bei manchen öfen üblich., den Gußblock über eine Kippkante zu stoßen* so daß dieser sich überschlägt und der durch die wassergekühlten Stoßschienen auf dem Gußblock hervorgerufene Schatten ausgeglichen wird.Connections come from the aggregates that -in the casting the metallic moldings are placed in the molds in order to keep the pouring liquid. In addition, it also works nor the burr located at the head end of the cast body mechanically on the hearth and the slideways. In the end It is customary in some ovens to push the cast block over a tilting edge * so that it overturns and the shadow created by the water-cooled butt rails on the cast block is compensated for.

Neben dieser mechanischen Beanspruchung irr· Ofenzustellungen .kcmmt aber noch die thermische Beanspruchung hinzu, die den Werkstoff in Mitleidenschaft-zieht3 denn sowohl bei der Beschickung der öfen mit Blöcken und Knüppeln als auch bei ihrer Entleerung muß jeweils ein Tor geöffnet werden, durch das Kaltluft in den Ofen einströmt und die heiße Ofenzustellung plötzlich stark abkühlt, Der Werkstoff für diese Ofenzustellung muß demzufolge eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Temperaturunterschieden haben.In addition to this mechanical stress, the furnace lining is wrong . but adds the thermal stress, which affects the material as well3 as both A gate must be opened when loading the furnaces with blocks and billets as well as when emptying them through which cold air flows into the oven and the hot oven lining suddenly cools down significantly, The material for this furnace lining must therefore have sufficient resistance to temperature differences.

Diese unterschiedlichen Ansprüche, denen ein Werkstoff für die Ofenzustellungen genügen muß., konnten bisher nur teilweise bzw. auf andere, häufig aufwendigere Art und Weise erfüllt werden» So ist es beispielsweise bekannt, Herde mit Gleitschienen aus hitzebeständigen Metallen, den sogenannten Platinen, zu verstärken« Weiterhin wurde bei nicht-ebenflächigen Herden mit wassergekühlten Stahlschienen gearbeitet, die aber den Nachteil haben, daß bei ihrer Verwendung auf der einen Seite Wärme-Verluste eintreten und andererseits sich auf den Formkörpern Schatten ausbilden, die aus der Wechselwirkung von metallischem Formkörper und Stahlschiene herrühren. Diese Nachteile zeigt zwar feuerfestes Material nicht, doch ist dies seinerseits wiederum mechanischen Einflüssen und star ken Temperaturschwankungen gegenüber zu wenig widerstandsfähig. These different demands for one material must suffice for the furnace lining., could only partially or in a different, often more complex way and wise to be fulfilled »For example, it is known To reinforce stoves with slide rails made of heat-resistant metals, the so-called plates water-cooled steel rails were used for non-level herds, but this had the disadvantage have, on the one hand, heat losses when using them occur and, on the other hand, shadows form on the shaped bodies, which result from the interaction of metallic molded body and steel rail. Refractory material does not show these disadvantages, but it is this, in turn, is insufficiently resistant to mechanical influences and strong temperature fluctuations.

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Als keramische Zustellung von Herden und Gleitbahnen von Stoßofen ist es seit langem bekannt, schmelzflüssig gegossene Steine zu verwenden, die aus 72 - 75 Gew.% Aluminiumoxyd und et v/a 18 - 21 Gew.# Siliciumdioxyd bestehen« Diese sogenannten Corhart-Steine haben ebenso wie die bekannten Forsterit-Steine bei ihrer Verwendung als Werkstoffe für Ofenzustellungen den Nachteil, daß infolge des vergleichsweise hohen Gehaltes an Siliciumdioxyd- im Zusammenwirken mit dem im Zunder der metallischen Formstücke enthaltenen FeO Fayalit gebildet wird, der bei gleichzeitiger Anwesenheit von Aluminiumoxyd bereits bei 1200⁰C schmilzt. Die Oberfläche der Zustellung wird also bei den Betriebstemperaturen der Stoßofen im Eereich zwischen 12^0 und IJOO⁰C zu einer viskosen Glasphäse aufgeweicht., die beim Weitertransport der metallischen Formkörper selbst leicht abgestoßen wird, so daß in verhältnismäßig kurzer Zeit die Zustellung völlig unbrauchbar wird. Hinzu kommt, daß durch die Infiltration von FeO in die Oberfläche der Corhart-Steine dort die Auskristallisation-von Trydimit und Christobalit ausgelöst wird, die bei TemperatürSchwankungen ineinander üterge:,e:i nci deren Volumen sich fcei diesem Übergang sprunghaft verändert. Ba die Infiltration selbst bereits eine Änderung von Volumen und Ausdehnungskoeffizient bewirkt, erhalten die Steine beim Einströmen von Kaltluft in den Ofen Sprünge, die ihre Lebensdauer stark herabsetzen.As ceramic delivery of flocks and slideways of pusher furnace, it has long been known to use molten cast bricks, consisting of 72 -. 75% by weight of aluminum oxide and et v / a. 18 - 21 wt # silica consist "These so-called Corhart stones as well as the known forsterite stones when used as materials for furnace linings, the disadvantage that due to the comparatively high content of silicon dioxide in interaction with the FeO fayalite contained in the scale of the metallic fittings is formed, which with the simultaneous presence of aluminum oxide already at 1200 ⁰ C melts. The surface of the lining is softened to a viscous glass phase at the operating temperatures of the pusher furnace in the range between 12 ^ 0 and 100 ⁰ C, which is itself easily repelled when the metal moldings are transported further, so that the lining becomes completely unusable in a relatively short time . In addition, the infiltration of FeO into the surface of the Corhart stones triggers the crystallization of trydimite and christobalite, which intermingles with temperature fluctuations:, e: i nci whose volume changes abruptly for this transition. Since the infiltration itself already causes a change in volume and expansion coefficient, the stones get cracks when cold air flows into the furnace, which greatly reduce their service life.

An sich könnte man aus diesem Verhalten der bischer bekannten schmelzflüssig gegossenen Steine den Schluß ziehen, daß es vorteilhaft sein könnte, auf den Siliciumdioxydanteil in diesen Erzeugnissen für die Zustellung in Stoßofen ganz zu verzichten. Dies ist jedoch deshalb ungünstig, weil in einem reinen Korundstein ein grobkristallines Gefüge mit langen Kristallen entsteht, die von den Außenbereichen zum Zentrum verlaufen, und die Festigkeit der Steine ganz , erheblich beeinträchtigen.In itself one could from this behavior of the bischer known molten cast stones draw the conclusion that it might be beneficial to rely on the silica content in to completely dispense with these products for delivery in pusher ovens. However, this is unfavorable because in a pure corundum stone creates a coarsely crystalline structure with long crystals that come from the outside run to the center, and affect the strength of the stones quite, significantly.

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Es wurde nun gefunden, daß rr.an die Nachteile der bisherigen Werkstoffe ausschalten kann., vienn man als Werkstoff für die Zustellung "on Herden und Gleitbahnen von Stoßofen schmelzflüssig gegossene feuerfeste Erzeugnisse aus mehr als 97 Geii.-fo Al₂O _v 0,3 - 0,8 Gev/.-jS SiO₂, Rest TlC₂-Fe₀O-,-Erdalkali- und Alkalioxyde verwendet.It has now been found that rr.an can eliminate the disadvantages of the previous materials. If one can use as a material for the lining "of hearths and slideways of pusher-type furnaces, melt- poured refractory products made of more than 97 Geii.-fo Al ₂ O _v 0, 3 - 0.8 Gev /.- jS SiO ₂ , remainder TlC ₂ -Fe ₀ O -, - alkaline earth and alkali oxides are used.

rer besondere Vorteil der Verwendung dieses Werkstoffes besteht darin., daß das Eutektikum zwischen AIpO- und FeO dann über der Betriebstemperatur in den Stoßofen., narr." ich bei IJ^C⁰C liegt und demzufolge der Anteil von Fayaiit, falls sich dieser tatsächlich bildet, so gering ist, daß er nicht mehr schaden kann. Steine der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kennen auch nicht durch die Eildung von Christofcalit gefährdet werden, da sie nur einen äußerst geringen Anteil an SiOp enthalten. Sie sind daher gegen Te:r,peraturv;echsel widerstandsf.ähiger als Schtrelzsteine mit einem Gehalt von et\\^ra 20 % SiOp«rer particular advantage of using this material is. that the eutectic between AIpO- and FeO I is ⁰ C above the operating temperature in the pusher furnace., zany. "at IJ ^ C and consequently the share of Fayaiit if this actually forms, is so small that it can harm no more stones of the composition of the invention also do not know by the Eildung of Christofcalit at risk, since they contain only a very small proportion of SIOP they are therefore against Te r, peraturv; echsel.. widerstandsf.ähiger as Schtrelzsteine with a content of 20% et \\ ^r a siop "

Die Erzeugnisse gemäß der Erfindung sind aber nicht nur temperaturwechselbeständiger,, sondern auch abriebfester als die bisher bekannten Werkstoffe für Zustellungen in Stoßofen, Ta eine Infiltration des FeO nicht stattfindet, kann der Zunder selbst bei hoher Eelastung durch die Gußblöcke nicht anbacken, Auch das eventuelle Aufprallen eines Gi-ßblockes auf den Ziehherd schadet nicht, da schmelzflüssig gegossene Erzeugnisse der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine Kaltdruckfestigkeit von über 20C0 kg/cm^ aufweisen gegenüber einer spezifischen EeIa-The products according to the invention are not only more resistant to temperature changes, but also more abrasion-proof as the previously known materials for lining in pusher furnaces, Ta an infiltration of the FeO does not take place, the scale cannot bake even with high loads from the cast blocks, also the eventual impact a Gi-ßblocks on the drawing hearth does no harm, there Melt-cast products of the invention Composition have a cold compressive strength of over 20C0 kg / cm ^ compared to a specific EeIa-

.τ L υ ng "on 1.5 kg/cm auf dem Herd des Stoßofens« Eei Verwendung des Werkstoffes gemäß der Erfindung ist man also nicht mehr gezwungen., den Herd wie bisher durch hitzebeständige Platinen zu versteifen, was mit erheblichen Kosten verbunden war und hinsichtlich der Lebensdauer wenig zufrieden stellte..τ L υ ng "on 1.5 kg / cm on the hearth of the pusher-type oven for use of the material according to the invention one is no longer forced. To the stove as before by heat-resistant To stiffen boards, which was associated with considerable costs and little in terms of service life satisfied.

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Als Werkstoff auf Aluminiumoxydbasis für die Zustellung von Stoßofen gemäß der Erfindung haben sich besonders schmelzflüssig gegossene Steine und Formlinge bev/ährtj die aus 98 Ge\-i,-fo Al₃O-^ Q,J> Ge\-i.~fo SiO₂ und Rest FepO-, Erdalkali- und Alkalioxyden bestehen.As a material based on aluminum oxide for the lining of pusher-type furnaces according to the invention, bricks and bricks which have been cast in a molten state have proven particularly useful, those made from 98 Ge \ -i, -fo Al ₃ O- ^ Q, J> Ge \ -i. ~ Fo SiO ₂ and the rest FepO, alkaline earth and alkali metal oxides.

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Claims

Claim

Use of molten cast., Refractory products from more than 97 Gevu-fo AIgO ^ ₅ 0 , "■ - 0.3 Gexu-% SiO ₂ ^ remainder TiO ^ Fe ₂ O ^ alkaline earth and alkali oxides, as a material for the lining of Hearths and slideways of pusher furnaces

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