DE1904116B2

DE1904116B2 - Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Sinterkörnung

Info

Publication number: DE1904116B2
Application number: DE19691904116
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Leoben-Goess Kaltner (Oesterreich)
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1968-02-07
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE1904116C3; GB1256915A; SE343613B; DE1904116A1; AT301433B; ES363254A1; FR2001459A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Sinterkörnung durch Brikettieren und Brennen einer Ausgangsmischung aus einem eine Korngröße <0,l mm aufweisenden Magnesiüträger, wie Rohmagnesit, kaustisch gebrannter Magnesia, Sintermagnesia oder anderen beim Brennen Magnesiumoxyd liefernden Magnesiumverbindungen, und grobkörnigem Chromerz.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein feuerfestes Sintermaterial auf dur Grundlage von Magnesitchrom oder Chrommagnesit zu schaffen, das in seinen Eigenschaften einem Schmelzkornmaterial weitgehend nahekommt. Ein derartiges Schmelzmaterial wird beispielsweise dadurch erhalten, daß man eine Mischung von kaustisch gebrannter oder sintergebrannter Magnesia und Chromerz, allenfalls mit geeigneten Zusätzen, im elektrischen Lichtbogen bei Temperaturen von über 2600 C niederschmilzt und das Schmelzprodukt nach dem Erkalten zerkleinert. Das Gefüge eines solchen Schmelzmaterials zeichnet sich dadurch aus, daß die Chromspinelle in feinverleilter Form und inniger Bindung im Periklas vorliegen. Das Schmelzmaterial besitzt hervorragende Feuerfesteigenschaften, die Herstellung bedingt jedoch eigene Schmelzanlagen und ist wegen des zum Schmelzen nötigen relativ hohen Energieaufwandes sehr kostspielig.

Die Erfindung zielt danach, ein Material mit etwa denselben Eigenschaften, jedoch ohne Niederschmelzen, sondern durch einen Brand in einem Sinterofen zu erhalten, wobei eine niedere scheinbare Porosität der Sinterkörnung angestrebt wird. Es wurde nun festgestellt, daß dies bei Einhaltung bestimmter Körnungs- und Zusammensetzungsbedingungen durch einen Sinterbrand bei besonders hoher Temperatur möglich ist, wobei das Chromerz in der Magnesiagrundmasse aufgelöst wird und nach dem Abkühlen als Spinell-■ > neubildung vorliegt.

Das gemeinsame Brennen eines mehr oder weniger feinleiligen Magnesiaträgers mit relativ grobkörnigem Chromerz zur Erzeugung eines Sintermaterials ist bereits mehrfach bekannt. Der Brand erfolgt jedoch

κι bei den bekannten Verfahren bei Temperaturen ziemlich weit unter 2000' C, so daß dabei das vorteilhafte Gefüge des erfindungsgemäßen Sintermaterials, das dem des Schmelzkornes weitgehend nahekommt, nicht erreicht wird.

Ii So hat man zwischen 80 und 20% Magnesit oder Seewassermagnesia einer Korngröße unter 0,25 mm mit 20 bis 80% Chromerz einer Korngröße von 0,5 bis 4 mm brikettiert und dann bei Temperaturen von etwa 1300 bis 1500C gebrannt (GB-PS 8 73 765). Abgesehen von der sehr niedrigen Brenntemperatur, bei der noch kein Spinell gebildet wird, wird die Magnesiakomponente verhältnismäßig grobkörnig verwendet. Das gleiche gilt für ein Verfahren, wonach Chromerz mit einem Gehalt von 20 bis 40% SiO₂ und einer

'ι Korngröße von unter 4,7 mm und Magnesit oder Magnesia einer Korngröße von unter 0,83 mm gemischt und die Mischung gegebenenfalls in brikettierter Form in oxidierender Atmosphäre bei Temperaturen über 1595"C, vorzugsweise bei etwa 1680°, gebrannt wird

M> (GB-PS 6 67 099 und FR-PS 9 81 725). Hier ist überdies der Kieselsäuregehalt ungewöhnlich hoch, was die Feuerfestigkeit beeinträchtigt.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine Mischung von Magnesia oder Magnesia liefernden

r, Rohstoffen und Chromoxid enthaltendem Material, die das chromoxidhaltige Material mindestens zum Teil in Form gröberer Körnungen (über 0,3 mm) enthält und nach dem Brennen ein überwiegend aus Magnesia bestehendes Sinterprodukt liefert, einem gemeinsamen Sinterbrand unterworfen. Dabei ist die zu sinternde Mischung auf ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO₂ von über 1,4, vorzugsweise auf 1,8, eingestellt, und der Gehalt an Kalk und Kieselsäure in der Mischung ist so bemessen, daß die Summe CaO + SiO₂ im fertigen Erzeugnis 20%, zweckmäßig 15%, nicht übersteigt (OE-PS 1 89 113). Die Korngröße der Magnesiakomponente wird als nicht wesentlich erachtet und kann z. B. 0 bis 30 mm betragen. Der Brand erfolgt beispielsweise in einem Drehofen bei

so einer Temperatur über 1700⁰C.

Ferner ist bekannt, eine Mischung aus chromoxidhaltigen Stoffen, insbesondere Chromerz, einer Korngröße von 0 bis 6 mm oder 0 bis 4 mm, wovon mindestens 65%, besser mindestens 80%, eine Korngröße von über 0,12 mm aufweisen, und aus Magnesit oder anderen beim Brennen MgO liefernden Stoffen einer Korngröße von unterO,12 mm, vorzugsweise höchstens 0,10 mm, nach der Brikettierung bei Temperaturen von mindestens 1700⁰C, z. B. bei 1720 bis 1850⁰C,

bo ohne Schmelzen zu sintern, wobei die Magnesia in Mengen von mindestens 30% und das Chromerz in Mengen von höchstens 70% vorliegen kann und wobei das Sintermalerial einen Kieselsäuregehalt von höchstens 5,5%, vorzugsweise höchstens 4,5%, und ein

f,3 molares Kaik-Kieselsäure-Verhältnis von höchstens 0,6, vorzugsweise höchstens 0,35, aufweist und ferner einen Cr₂Oj-Gehalt von 5 bis 40%, vorzugsweise 20 bis 30%, aufweisen kann (DT-AS 12 57 655).

Hei den Sinterprodukten gemäß den beiden letztgenannten bekannten Verfahren, die auch unter dem Namen »Simultansinter« bekannt sind, wird ein dichtes Anwachsen der Periklaskristalle des vorzugsweise feingemahlenen MgO-Trägers an die groben Chromerzkömer und damit eine direkte Bindung zwischen 'Periklas und Chromit beim Sinterbrand angestrebt. Wie in der DT-AS 12 57 655 ausgeführt ist, sind bei diesen Sinterprodukten die Periklasteilchen gleichsam auf das Chromerzkorn aufgedrückt, so daß die Periklas- und die Chromerzteilchen mit einer jeweils größeren Fläche miteinander verbunden sind. Das Gefüge dieser Sintermaterialien unterscheidet sich somit grundsätzlich von dem Gefüge des erfindungsgemäßen Sinters, bei dem das Chromerz in der Periklasgrundmasse vollständig aufgelöst ist und der Chromit als Spinellneubildung enthalten ist. Bei den bekannten Verfahren sind dagegen Periklaskristalle und ursprüngliche Chromerzkörner, wenn auch miteinander verwachsen, nebeneinander vorhanden. Eine vollständige Auflösung des Chromerzes wird nach dem bekannten Verfahren nicht abgestrebt und bei der Sintertemperatur von 1700' C oder wenig darüber auch nicht erreicht.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird kieselsäurearmes Chromerz einer Korngröße von 0,15 bis 6,7 mm, vorzugsweise 0,2 bis 1,65 mm, mit einer Schlämme von Magnesiumhydroxid einer Korngröße von höchstens etwa 0,02 mm im Verhältnis von 20 bis 60 Teilen Chromerz und 80 bis 40 Teilen MgO gemischt. Die Mischung wird bei Temperaturen von jo etwa 800 bis 1300"C zum Austreiben des Wassers geglüht und dann zu Briketts geformt, welche bei Temperaturen von etwa 1700° bis maximal 1930^cC im Schachtofen totgebrannt werden (US-PS 31 80 745). Hier wird ebenfalls eine chemische Vereinigung zwi- js sehen den einzelnen Chromerz- und Magnesiateilchen angestrebt, die sich aus der Diffusion und Gegendiffusion der RO-Phase des Chromerzes und der Magnesia ergibt. Die angewendeten Brenntemperaturen sind jedoch zu nieder, um eine vollständige Auflösung des Chromerzes und das einem Schmelzgefüge stark angenäherte Gefüge des erfindungsgemäßen Sintermaterials und dessen niedere Porosität zu erreichen.

Gemäß diesem bekannten Verfahren darf die Brenntemperatur etwa 1930"C nicht überschreiten, da sonst Zusammenballungen des Brenngutes im Schachtofen auftreten könnten. Das bekannte Verfahren verwendet bevorzugt ein tonerdereiches Chromerz mit einem Gehalt von etwa 30% AI₃O₃. Es wurde jedoch festgestellt, daß derartige Zusammenballungen des Brenngutes auch bei Temperaturen über 2100°C vermieden werden können, wenn der Tonerdegehalt des Chromerzes in der Ausgangsmischung auf höchstens 20Gew.-% AI₂O₃ beschränkt wird.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Sintermaterialien mit einem Gehalt an Magnesia von mindestens 55% zu erwähnen, bei dem eine Mischung aus Magnesit oder anderen beim Brennen MgO liefernden Magnesiumverbindungen und Chromerz nach Brikettieren durch einen einmaligen Brand ohne Schmelzen gesintert wird, wobei in der Ausgangsmischung mindestens 90% der Magnesiumverbindungen und mindestens 80% des Chromerzes eine Korngröße von unter 0,06 mm aufweisen. Das KaIk-Kieselsäure-Verhältnis beträgt entweder mindestens 1,4, und der Sinterbrand erfolgt bei einer Temperatur von mindestens 185O°C, vorzugsweise mindestens 1900°C, oder das Kalk-Kieselsäure-Verhältnis liegt unter 0,6, und es wird bei mindestens 1750"C sintergebrannt. Dieses Verfahren strebt zwar eine dem Schmelzkorn ähnliche Gefügeausbildung an und erreicht auf Grund der extremen Feinheit des verwendeten Chromerzes auch eine Art Auflösung des Chromerzkornes schon bei niedrigeren Temperaturen, als nach der Erfindung verwendet werden; das nach dem älteren Verfahren erzielte Gefüge ist jedoch wesentlich poröser als das des erfindungsgemäßen Sintermaterials, bei dem von grobem Chromerz ausgegangen wird. Nach dem älteren Verfahren wird ein Kornraumgewicht von 3,25 angestrebt. Dem entspricht eine scheinbare Kornporosität von etwa 15 bis I6Vol.-%, was insbesondere hinsichtlich der Schlackenbeständigkeit unbefriedigend ist.

Bei der Herstellung von Steinen aus Magnesia und Chromit hat man die Auflösung des Chromits in der Magnesiagrundmasse dadurch zu erreichen versucht, daß man eine Magnesia-Chromit-Mischung, deren Körnung auf optimale Packungsdichte eingestellt ist, zu Steinen formt und diese bei Temperaturen von 1870 bis 2090°C brennt (US-PS 33 21 322). Auch ein Zweistufenverfahren wurde dabei vorgesehen, wobei die gebrannten Formkörper zerkleinert und aus dem zerkleinerten Material in herkömmlicher Weise Steine hergestellt werden. Die genannten Brenntemperaturen sind jedoch zu gering, um die vollständige Auflösung des Chromits zu sichern. Dadurch und durch die gewählte Körnung werden nur Porositätswerte von rund 17Vol.-% erreicht, welche unbefriedigend sind.

Aufgabe der Erfindung ist, wie erwähnt, die Schaffung einer Sinterkörnung, die hinsichtlich Gefüge und Eigenschaften einem Schmelzkornmaterial weitgehend nahekommt und die eine hohe Rohdichte mit niedriger scheinbarer Kornporosität aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Sinterkörnung mit einem Cr₂O₃-Gehalt von 10 bis 30Gew.-%, einem MgO-Gehalt >42Gew.-%, einem SiO₂-Gehalt von höchstens 4 Gew.-% und einem CaO-Gehalt von höchstens 3 Gew.-% durch Brikettieren und Brennen einer Ausgangsmischung aus einem eine Korngröße <0,l mm aufweisenden Magnesiaträger und grobkörnigem Chromerz mit einem AI₂O₃-Gehalt <20Gew.-% und mit einer Korngröße, bei welcher der Anteil <0,l mm höchstens 20Gew.-% und der Anteil >1 mm mindestens 40Gew.-% beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung einer scheinbaren Kornporosität <8Vol.-% in einem stationären Ofen unter Verwendung von Sauerstoff bei einer Temperatur von mindestens 2100°C bis zur Auflösung des Chromerzes in der Magnesia ohne Niederschmelzen erhitzt.

Bei der genannten hohen Brenntemperatur >2100 C werden die Chromerzkömer vollständig aufgelöst, und zwar zum größten Teil in Form einer festen Lösung in der Periklasgrundmasse (RO-Phase). Ein geringer Teil des Chromerzes, insbesondere die Nebenphasen (Verunreinigungen), gehen auch schon in eine Schmelzphase über, jedoch überwiegt insgesamt der feste Zustand bei weitem. Beim Abkühlen scheiden sich aus der Schmelze Primärchromitspinelle aus, die zumeist grobe und idiomorphe (eigengestaltige) Formen aufweisen. Der in der festen Periklasgrundmasse aufgelöste Chromit scheidet sich in Form von nicht idiomorphen Sekundärchromitspinellen im Periklas

aus, die teils grob, teils fein sind. Chromitrelikte, d. h. Restbestandteile der ursprünglichen in der Ausgangsmischung enthaltenen Chromerzkörner sind nicht vorhanden, da diese Körner vollständig aufgelöst wurden. Die Periklaskristalle sind miteinaniier überwiegend ι durch Sekundärchromitspinelle verbunden. Das Gefüge des erfindungsgemäßen Sintermaterials ist überraschend gleichmäßig. Die neugebildeten Chromitspinelle und der Periklas sind aufs innigste miteinander verbunden, was besonders günstige Feuerfesteigen- κι schäften sichert. Das Gefüge dieses Sintermaterials kommt dem eines Schmelzmaterials gleicher chemischer Zusammensetzungen weitgehend nahe, jedoch kann das Sintermaterial in wesentlich einfacherer Weise in einem Sinterofen erhalten werden.

Um beim Endprodukt die erwünschte niedere scheinbare (offene) Kornporosität <8 Vol.-% zu erzielen, ist es nötig, daß der Magnesiaträger in der Ausgangsmischung in feinverteilter Form mit einer Korngröße unter 0,1 mm oder unter 0,06 mm vorliegt, daß aber das Chromerz relativ grobkörnig ist. Im Chromerz soll der Kornanteil unter 0,1 mm möglichst gering sein, d. h. höchstens 20 Gew.-% betragen, und der Anteil über 1 mm soll möglichst hoch sein, d. h. mindestens 40Gew.-% betragen. Zum Beispiel weist das Chromerz in der Ausgangsmischung eine Korngröße von 0 bis etwa 5 mm auf, wobei der Anteil mit einer Korngröße unter 0,1 mm höchstens 15Gew.-% und der Anteil mit einer Korngröße über I mm mindestens 50Gew.-% beträgt. Es kann auch ju zweckmäßig sein, wenn das Chromerz eine Korngröße von etwa 1 bis 3 mm aufweist.

Um den Einfluß der Chromerzkörnung und der Sinterbrenntemperatur auf die scheinbare Kornporosität und die Rohdichte (auch als Raumgewicht bezeich- π net) des Sinters aufzuzeigen, wurden folgende Versuche angestellt. Dabei wurde von einem Chromerz und einem durch Flotation gereinigten Rohmagnesit mit nachstehenden chemischen Analysen ausgegangen:

Scheinbare Kornporosität des Sinters (Vol.-%]

	Chromerz	Flotations
		rohmagnesit
Glühverlust	0,40 Gew.-%	48,96 Gew.-%
SiO₃	2,50 Gew.-%	0,30Gew.-%
Fe₂O₃	16,31 Gew.-%	2,08 Gew.-%
Al₂O₃	12,39 Gew.-%	0,27 Gew.-%
CaO	0,20 Gew.-%	l,42Gcw.-%
MgO	16,95 Gew.-%	46,88 Gew.-%
Cr₂O₃	52,19 Gew.-%	-

50

Dabei wurde das gesamte im Chromerz enthaltende Eisen in der Analyse als Fe₂O₃ bestimmt, obwohl das Eisen im Chromerz hauptsächlich in zweiwertiger Form vorliegt.

Aus diesen Materialien wurden Mischungen von 23 Gew.-% Chromerz jeweils in verschiedener Körnung und 77 Gew.-% Flotationsrohmagnesit mit der Korn- bo größe 0 bis 0,1 mm, wovon 85 Gew.-% unter 0,06 mm lagen, hergestellt. Dieses Mischungsverhältnis entspricht im gebrannten Sinter etwa 20Gew.-% Cr₂O₃ bzw. 40Gew.-% Chromerz. Die Mischungen wurden nach Brikettierung bei verschiedenen Temperaturen b5 gebrannt. An den erhaltenen Sintern wurden folgende Werte für die scheinbare Kornporosität und die Rohdichte (Raumgewicht) gemessen:

Chromerzkürnung

Brand 4 Stunden bei

1650 C 1800 C 22Ov)C

0-0,1 mm

(40Gew.-% <0,06mm) 32,5
(65Gew.-% <0,06mm)
(90Gew.-% <0,06 mm)
0,2-1,0 mm 26,9

1,0-2,0 mm 22,2

1,0-3,0 mm
3,0-5,0 mm
0-5,0 mm

Rohdichte des Sinters (g/cm³)

26,2
25,0
23,8
25,9
19,2

9,3
9,6
9,2
12,9
6,2
3,6
3,4
6,1

Chromerzkörnung

Brand 4 Stunden bei
165O¹C 1800 C

2200 C

0-0,1 mm

(40Gew.-% <0,06mm) 2,57 2,81 3,46

(65Gew.-% <0,06mm) 2,85 3,45

(90Gew.-% <0,06mm) 2,91 3,47

0,2-1,0 mm 2,78 2,82 3,33

1,0-2,0 mm 2,95 3,07 3,59

1,0-3,0 mm 3,67

3,0-5,0 mm 3,68

0-5,0 mm 3,58

Aus diesen Tabellen ist ersichtlich, daß befriedigende Porositäts- und Rohdichtewerte nur bei besonders hoher Brenntemperatur zu erreichen sind. Aber auch bei der sehr hohen Temperatur von 2200' C werden scheinbare Kornporositäten unter 8 Vol.-% und entsprechende Rohdichten nur bei relativ grobkörnigem Chromerz erzielt, während feines Chromerz unter 0,1 mm ungünstigere Werte liefert. Am nachteiligsten erweist sich die Chromerzkörnung 0,2 bis 1 mm. Die besten Ergebnisse ergibt die Korngröße von 1 bis 3 mm bzw. 3 bis 5 mm. Da jedoch die Herstellung derartig enger Kornbereiche aufwendig und unwirtschaftlich sein kann, erweist es sich als zweckmäßig, die Chromerzkörnung 0 bis etwa 5 mm zu verwenden, wobei der Anteil unter 0,1 mm möglichst niedrig (unter 20Gew.-%) und der Kornanteil über 1 mm möglichst hoch (über 40Gew.-%) sein soll. Dadurch, daß das Chromerz in derart grober Körnung eingesetzt wird, können sehr niedere Kornporositäten erreicht werden.

Die Ausgangsmischung wird vorteilhaft so zusammengestellt, daß der Kieselsäure- und der Kalkgehalt im fertigen Sintermaterial gering ist. Zweckmäßig beträgt im Sintermaterial derSiO₂-Gehalt0,2 bis 2 Gew.-% und der CaO-Gehalt 0,3 bis 2 Gew.-%. Da in der Feuerfesttechnik in aller Regel natürliche oder technisch reine Ausgangsmaterialien verwendet werden, lassen sich geringe Kalk- und Kieselsäuregehalte nie vermeiden. In diesem Sinne sind die angegebenen unteren Grenzwerte zu verstehen.

Da der Kalk- und der Kieselsäuregehalt im nach der Erfindung hergestellten Sintermaterial gering ist und da es bei den angewendeten Brenntemperaturen zu einer vollständigen Auflösung aller Bestandteile hauptsächlich in einer festen RO-Phase, zum Teil auch in einer Schmelzphase kommt, ist die Einhaltung eines bestimmten Kalk-Kieselsäure-Verhältnisses für

die Erfindung nicht wesentlich. Es können daher auch solche Kalk-Kieselsäure-Verhältnisse zugelassen werden, die sonst in der Feuerfesttechnik unerwünscht sind. So kann das molare Kalk-Kieselsäure-Verhältnis des Sintermaterials einerseits mindestens 0,6, andererseits höchstens 1,4 betragen.

Der erfindungsgemäße Sinterbrand erfolgt zweckmäßig in einem Schachtofen mit mindestens zwei übereinanderliegenden Brennzonen, wobei gasförmiger Sauerstoff mindestens in der unteren Brennzone zugeführt wird. Dabei ist die Einhaltung von Brenntemperaturen über 2100"C möglich, ohne daß Schwierigkeiten durch Brenngutzusammenballungen im Schachtofen auftreten.

Das erfindungsgemäß hergestellte Sintermaterial kann nach üblicher Zerkleinerung und Kornklassierung zu gebrannten oder zu chemisch gebundenen Formkörpern weiterverarbeitet werden, wobei gew'ünschtenfalls auch Blechumkleidung bzw. Innenarmierungen angebracht werden können. Ferner kann das Sintermaterial auch bei Spezialmassen, z. B. Stampfmassen für Induktionstiegelöfen, zum Einsatz kommen. Besondere Anwendungsgebiete sind chemisch gebundene, blechummantelte Zellensteine, vor allem für Decken von Siemens-Martin-Öfen, gebrannte Steine vorwiegend in der Seitenwand von Lichtbogen-Öfen, aber auch in Nichteisen-Metallschmclzöfen, sowie gebrannte, teergetränkte Steine für Sauerstoffblasgefäße.

Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Es wurde von eisenarmen Naturmagnesit und stückigem Chromerz folgender Zusammensetzung ausgegangen:

Magnesit

Chromerz

Glühverlust
SiO,

Fe,Ö.i

AI₂O,

Cr₂O,

51,10 Gew.-% 0,50Gew.-% 0,12Gew.-% 0,13Gew.-% 1,21 Gcw.-%

47,02 Gcw.-%

0,40Gew.-%

2,50Gcw.-%

16,31 Gew.-%

12,39 Gew.-%

0,20Gew.-%

16,95 Gew.-%

52,19 Gew.-%

Bei der Chromerzanalyse wurde das gesamte Eisen als Fe₂O₁ bestimmt.

Der Rohm;ignesit wurde fein gemahlen auf Korngrößen unter 0,1 mm, mit einem Anteil von etwa 85 Gew.-% unter 0,06 mm. Das Chromerz wurde auf die Korngröße 0 bis 4,0 mm zerkleinert, wobei der Anfall unter 0,1mm nicht über 15Gew.-% und der Anteil über 1,0 mm mit mehr als 50 Gew.-% angestrebt wurde. Der feingemahlene Rohmagnesit und das zerkleinern Chromerz wurden in einem Mischungsverhältnis von 77 zu 23 Teilen unter Verwendung eines Zusatzes von +7 Gcw.-% Kiescritlösung als Bindemittel gemischt und mittels einer üblichen Brikettpresse, ?.. B. Walzenpresse, unter möglichst hohem Druck zu Briketts geformt. Die so erhaltenen Briketts wurden zur Erzielung einer für den Hochtemperaturofenbrand notwendigen Handhabungsfestigkeit bei einer Temperatur von etwa 350¹C getrocknet und anschließend in einem vertikalen Schachtofen unter Anwendung von gasförmigem Sauerstoff

bei Spitzentemperaturen von über 2100"C gebrannt. Der aus dem Schachtofen ausgetragene Magnesiachromsinter wurde nach Abkühlung auf unter 5 mm Korngröße zerkleinert und für die Herstellung von Steinen in mehrere Kornfraktionen unterteilt. Der Magnesiachromsinter hatte folgende chemische Analyse:

SiO₂

Fe₂O.,

Al₂O.,

CaO

MgO

Cr,O,

l,58Gcw.-%
6,95 Gew.-%
4,93 Gew.-%

65,51 Gcw.-%
20,08 Gew.-%

An der Körnung 3,0 bis 5,0 mm wurde die scheinbare Kornporosität mit 6,3 Vol.-% und der mittlere Periklaskristalldurchmesser mit 153 μΐη bestimmt.

Aus dem Magnesiachromsinter wurden unter An-2(; wendung der Kornrezeptur

40 Gew.-% Korn	2,0-5,0 mm	51 N/mm²	nach DIN 51 064 bei 0,2 N/mm²	1750X
20 Gew.-% Korn	0,5-2,0 mm	32 N/mm²	Belastung)	1750 "C
15Gew.-% Korn	0-0,5 mm		Ό	I75O"C
25 Gew.-% Korn	0-0,1 mm	'a	17,9Vol.-%
Steine geformt und im Tunnelofen	bei 1700'C 6 Stun	h
den lang gebrannt. Die Steine wiesen folgende Eigen	Scheinbare Porosität
schäften auf:	Beispiel 2
Druckfestigkeit
Druckfestigkeit bei 1400 C
DFB (Druckfeuerbeständigkeil

Es wurde von Flotationsrohmagnesit-Konzentrat und stückigem Chromerz folgender Zusammensetzung ausgegangen:

Magncsil

Chromerz

Glühverlust

SiO₂

FcO₃

AI₂O.,

CaO

MgO

Cr₂O.,

TiO₂

48,96Gcw.-%
0,30Gew.-%
2,08 Gew.-%
0,27 Gew.-%
1,42 Gcw.-%

46,88 Gew.-%

1,47 Gew.-%

l,50Gew.-% 25,39 Gew.-% ll,89Gew.-%

0,16Gew.-% 10,20 Gew.-% 50,30 Gew.-%

0,63 Gew.-%

Bei der Chromerzanalyse wurde das gesamte Eisen als Fe₂O, bestimmt.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen, hochgebrannten Magnesiachromsinters aus den angeführter Ausgangsmaterialicn erfolgte in einem Mischungsverhältnis von 81 Teilen Rohmagnesit der Körnung C bis 0,1 mm und 19Teilen Chromerz der Körnunj 1 bis 4,0 mm gemäß den in Beispiel 1 aufgezählter Erzeugungsschritten. Der hochgebranntc Magnesiachromsinler wies folgende chemische Analyse auf:

SiO₂
Fc₂O.,

l,19Gew.-%
10,81 Gcw.-%

Al₂O₃

CaO

MgO

Cr₂O,

TiO₂

4,09 Gew.-%

2,42 Gew.-%

65,90 Gew.-%

15,51 Gew.-%

0,20 Gew.-%

An der Körnung 3,0 bis 5,0 mm wurde die scheinbare Komporosität mit 4,1 Vol.-% und der mittlere Periklaskristalldurchmesser mit 181 μιτι bestimmt.

Der zerkleinerte und in Kornfraktionen unterteilte Magnesiachromsinter wurde für die Erzeugung chemisch gebundener Steine nach folgendem Körnungsund 3,6 Gew.-% CuO 11 Stunden bei einer Temperatur von 1450"C beaufschlagt, wobei der Ofen um seine Achse gedreht wurde. Nach dem Abstellen und Abkühlen des Ofens wurden die Steine ausgebaut und an jeweils 3 Steinen die abgetragene Tiefe mit folgendem Ergebnis gemessen:

Steine nach

Abtrag im
Durchschnitt

mm/h

au verwendet:	2,0-5,0 mm	Erfindung	Ij	0,98	Beispiel 4
20Gew.-% Korn	0,5-2,0 mm	Vergleich		1,61
40 Gew.-% Korn	0-0,5 mm 0-0,1 mm
15Gew.-% Korn 25 Gew.-% Korn

Die chemisch gebundenen Steine, die für die Anwendung als Zustellungsmaterial für Stahlschmelzöfen mit Innen- und Außenblechen versehen werden, wiesen folgende Eigenschaften auf:

Druckfestigkeit 58 N/mm²

DFB (DIN 51 064, 0,2 N/mm²)

Es wurden gebrannte Steine aus erfindungsgemäßem Sintermaterial mit gebrannten Steinen nach DT-AS 12 57 655 in Vergleich gesetzt, wobei die Steine folgende Zusammensetzungen und Eigenschaften aufwiesen:

I₀

ta

<b

Porosität nach 4-Stunden-Brand bei 1700"C
Maßänderung
nach 4-Stunden-Brand bei 1700" C

1650X 172O⁰C 175O⁰C 17,6 Vol.-%

-0,6 Linear-% -0,9 Vol.-%

Jü

Bei spiel 3 _jr>

Gebrannte Steine aus einem nach der Erfindung hergestellten Magnesiachromit-Sintermaterial wurden in Vergleich gesetzt zu gebrannten Magnesiachromitsteinen, die nach dem Verfahren der DT-AS 12 57 655 hergestellt waren. Die Steine wiesen folgende Zu- -to sammensetzungen und Eigenschaften auf:

Erfindung Vergleich

Analyse (Gew.-%)

SiO₂ 1,10 2,47

Fe₂O₃ 12,26 10,34

Al₂O₃ 5,42 5,42

CaO 1,90 1,22 ">»

MgO 58,16 54,88

Cr₂O., 21,44 26,40

Druckfestigkeit (N/mm²) 55,9 76,5

Scheinbare Porosität (Vol.-%) 17,7 18,3

	Erfindung	Vergleich
Analyse (Gew.-%)
SiO₂	1,45	2,17
Fe₂O₃	8,58	9,25
Al₂O₃	4,38	5,73
CaO	2,14	1,19
MgO	63,51	58,30
MnO	0,24	0,20
Cr₂O₃	19,70	23,10
Druckfestigkeit (N/mm²)	70,6	65,2
Scheinbare Porosität (Vol.-%)	17,4	16,0

Die Steine wurden in die Auskleidung der Schlackenzone eines Lichtbogenofens eingebaut und mit einer Schlacke mit rund 33,5 Gew.-% SiO₂, 3 Gew.-% Al₂O₃ und 55 Gew.-% Fe₂O₃ 7 Stunden bei einer Temperatur von 1450"C beaufschlagt, wobei der Ofen zur Vergleichbarkeit des Verschleißes langsam um die feststehenden Elektroden gedreht wurde. Nach dem Abstellen und Abkühlen des Ofens wurden die Steine ausgebaut, der Länge nach durchgeschnitten und an den Schnittflächen die unter der Schlackeneinwirkung abgetragene Fläche bzw. Tiefe mit folgenden Ergebnissen gemessen:

Steine nach

Die Steine wurden in die Auskleidung eines gasbeheizten Trommelofens in Zonen gleicher Beanspruchung eingebaut und mit einer Schlacke mit rund 30Gew.-% SiO,, 55 Gew.-% Fe₂O₃, 4Gew.-% AI₂O₃ bo Abgetragene
Flüche im
Durchschnitt

mm²

Abgetragene
Tiefe im
Durchschnitt

mm

Erfindung Vergleich 231
483

7,1
16,6

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Sinterkörnung mit einem Cr₂O₃-Gehalt von 10 bis 30Gew.-%, einem MgO-Gehält>42Gew.-%, einem SiO₂-Gehalt von höchstens 4Gew.-% und einem CaÖ-Gehalt von höchstens 3 Gew.-% durch Brikettieren und Brennen einer Ausgangsmischung aus einem eine Korngröße <0,l mm aufweisenden Magnesiaträger und grobkörnigem Chromerz mit einem Al₂O₃-Gehalt <20Gew.-% und mit einer Korngröße, bei welcher der Anteil <0,l mm höchstens 20Gew.-% und der Anteil >lmm mindestens 40Gew.-% beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung einer scheinbaren Kornporosität < 8 Vol.-% in einem stationären Ofen unter Verwendung von Sauerstoff bei einer Temperatur von mindestens 2100"C bis zur Auflösung des Chromerzes in der Magnesia ohne Niederschmelzen erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brand in einem Schachtofen mit mindestens zwei übereinanderliegenden Brennzonen erfolgt, wobei Sauerstoff mindestens in der unteren Brennzone zugeführt wird.