DE1961817C3

DE1961817C3 - Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen öfen, insbesondere Roheisenmischern

Info

Publication number: DE1961817C3
Application number: DE19691961817
Authority: DE
Inventors: Sigismund Prof. Dr. 6200 Wiesbaden Kienow
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1969-12-10
Filing date: 1969-12-10
Publication date: 1978-03-09
Also published as: GB1334696A; DE1961817B2; FR2071771A5; JPS4926489B1; SE371809B; AT319128B; DE1961817A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen öfen, insbesondere Roheisenmischern, durch Herstellen eines Gemisches aus grobkörniger, eisenarmer Sintermagnesia mit über 92% MgO, weniger als 1% Fe2Öj und einem CaO-SiO2-Verhältnis von maximal 2 und feinkörniger Sintermagnesia in anteilmäßig kleinerer Menge, Formen von Steinen und Brennen.

Die in metallurgische Öfen eingesetzten basischen Magnesiasteine mit erhöhten FejOj-Gehalten von 5 — 8% unterliegen durch chemischen, thermischen und mechanischen Angriff einem starken Verschleiß, der sich in der Auflösung der Steinkomponenten sowie in Volumenänderungen, Rißbildungen und Abplatzungen äußert. Um diesen nachteiligen Erscheinungen zu begegnen, ist man vielfach zu hochreinen, eisenarmen Magnesiasteinen mit einem relativ hohen Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von etwL 1,8 und höher übergegangen. Derartige hochwertige basische Erzeugnisse haben auf Grund ihrer hohen Heißfestigkeitseigenschaften vorwiegend gegenüber thermischen und mechanischen Beanspruchungen zu Erfolgen geführt.

Die basischen Magnesiasteine sind ferner im Betrieb der Zerstörung durch chemischen Angriff unterworfen. Insbesondere in Roheisenmischern treten im Zuge der Sodaentschwefelung sulfidhaltige Schlacken und Dämpfe auf, die tief in den porösen Magnesiastein eindringen und ?.u einer Entfestigung und Zermürbung des Steingefüges führen können. Die in bestimmten Steinzonen auftretende Zermürbung und bis zum Zerfall gehende Zerstörung ist dabei wahrscheinlich auf die Neubildung von schwefelhaltigen Verbindungen im Steinmaterial, vornehmlich auf die Bildung von Magnesiumsulfid zurückzuführen. Durch den Einsatz der bekannten eisenarmen hochwertigen Magnesiasteine mit relativ hohem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis lassen sich die zerstörenden chemischen Angriffe der sulfidhaltigen Schlacken und Dämpfe nicht eindämmen, vielmehr wurde beim Einsatz dieser Steine ein sogar noch verstärkter Angriff beobachtet.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von abschreckfesten Magnesiasteinen bekanntgeworden, wobei Gemische aus grobkörniger Sintermagnesia mit höchsten 2% Eisenoxid und aus feinkörniger Sintermagnesia mit mindestens 4% Eisenoxid verwendet werden, siehe deutsche Patentschrift 6 57 156. Hierbei weist sowohl die eisenarme als auch die eisenreiche Sintermagnesia ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis auf, das unter 2 liegt. Derartige Steine besitzen jedoch keine ausreichende Resistenz gegenüber dem chemischen Angriff durch sulfidhaltige Schlacken und Dämpfe, was vermutlich auf eine mangelnde und ungleichmäßige Abschirmung der Magnesiakörner durch Magnesia-Eisen-Verbindungen zurückzuführen ist Außerdem bewirkt die Verwendung von eisenreicher Sintermagnesia als eisenreicher Zusatz ΐ·η Feinkornbereich zwar eine feste Einbettung der graben eisenarmen Sintermagnesia, jedoch entstehen beim Brand leicht Rißbildungen und Verwerfungen im Gefüge der Steine. Diese Rißbildungen und Verwerfungen, die auf das raschere und auch ungleichmäßigere Sintern der feinen eisenoxidreichen Magnesia zurückzuführen sind, bedeuten aber wiederum eine Beeinträchtigung solcher Steineigenschaften, die für den Einsatz, insbesondere in Roheisenmischern, wichtig sind.

Es ist weiterhin bekannt, bei gebrannten MgO-Steinen u. a. Fe2Oj, teils jedoch in geringen Mengen unier 1%, zuzusetzen, wobei das CaO-SiO, Verhältnis über 2 liegt, so daß sich u. a. bei hohen Temperaturen flüssiges Dicalciumferrit bildet, siehe z.B. DT-AS 12 77 098.

Ferner ist es bei der Herstellung von ungebrannten, chemisch gebundenen MgO-Steinen bekannt. Eisenpulver zuzusetzen, siehe DT-PS 8 97 068 und schweizerische Patentschrift 3 32 589. Bei der Anwendung dieser MgO-Steine wandelt sich dieses Eisenpulver über Eisenoxid in Magnesiumferrit um. Diese chemisch gebundenen Steine weisen jedoch noch eine relativ ungleichmäßige Schwindung auf und sind daher für den Kontakt mit flüssigem Metall und Schlacke beispielsweise in Roheisenmischern nicht geeignet. Die vorbekannten Vorschläge legen es jedoch nicht nahe, Eisenoxid in einer Menge von 1 bis 3% in Kombination mit eisenarmer, feiner Sintermagnesia und eisenarmer, grober Sintermagnesia zu verwenden. Mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Steinen ergeben sich bei deren Anwendung in Mischerzustellungen Standzeiten, die um 30% höher als bei Anwendung vorbekannter Magnesiasteine liegen.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiasteinen, die insbesondere für die Auskleidung von Roheisenmischern verwendet werden, eine hohe Heißfestigkeit aufweisen und widerstandsfähiger gegenüber den Angriffen von schwefelhaltigen Schlacken oder Gasen sind.

Zur Lösung dient das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als feinkörnige Sintermagnesia eine eisenarme Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung wie die grobkörnige Sintermagnesia verwendet und 1 bis 3% feinstes Eisenoxidpulver zu dem Gemisch zusetzt.

Der Zusatz von Eisenoxidpulver zu der eisenarmen Sintermagnesia bewirkt beim Brand eine erhöhte Selbstdiffusion des MgO an den Korngrenzen der Magnesiasinterkörner und in der Folge damit eine stärkere Brückenbildung zwischen den miteinander versinternden Magnesiasinterkörnern. Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch, daß durch die Gegenwart des Eisenoxides beim Brand sich auf den Sintermagnesiakörnern ein eisenoxidreicher Schutzsaum bildet, der eine hohe und gleichmäßige Konzentration von

''5 Magnesiaferrit aufweist. Dieser gemäß der Erfindung durch Zusatz von feinem Eiseno.;id erzielte hoch magnesiumferrithaltige Schutzsaum bewirkt einen Abschirmeffekt gegenüber den im Betrieb auftretenden

schwefelhaltigen aggressiven Stoffen, ohne daß die auf die Verwendung von eisenarmer Sintermagnesia zurückzuführenden hochwertigen Eigenschaften der gebrannten Magnesiasteine in ihrer Wirkung ins Gewicht fallend gemindert werden. Um die Bildung von niedrigschmelzenden Kalkferriten beim Steinbrand zu vermeiden, muß das CaO-SiO?-Verhältnis im Stein nicht über 2.0 liegen.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugesetzte Eisenoxid kann in Form von Eisenoxid und auch Eisenhydroxid eingebracht werden, wobei der Zusatz sich auf 1 bis 3%, berechnet als Fe2Oj, bemißt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Gemisch aus eisenarmer Sintermagnesia in den Körnungen I bis 4 mm mit 50 bis 60%, 0 bis 1 mm mit 20 bis 25% und unter 0,09 mit 20 bis 25% sowie 2% Eisenoxidpulver unter 0,06 mm verwendet.

Die nach dem erfindungsgemäflen Verfahren hergestellten Steine können auch mit kohlenstoffhaltigen; Material imprägniert werden. Derartige mit Kohlenstoff angereicherte Steine lassen sich vorteilhaft insbesondere in Konvertern einsetzen, wo sie zu einem gleichmäßigeren Verschleiß bei verminderter Rißbildung unter der Steinoberfläche und insgesamt zu gesteigerter Haltbarkeit führen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen Öfen, insbesondere Roheisenmischern, durch Herstellen eines Gemisches aus grobkörniger, eisenarmer Sintermagnesia mit über 92% MgO, weniger als 1% Fe2Oj und einem CaO-Si(VVerhältnis von maximal 2 und feinkörniger Sintermagnesia in anteilmäßig kleinerer Menge. Formen von Steinen und Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß man als feinkörnige Sintermagnesia eine eisenarme Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung wie die grobkörnige Sinterniagnesia verwendet und 1 bis 3% feinstes Eisenoxidpulver zu dem Gemisch zusetzt.