DE1964493A1

DE1964493A1 - Elektrisch geschmolzene feuerfeste Produkte

Info

Publication number: DE1964493A1
Application number: DE19691964493
Authority: DE
Inventors: Esnoult Marc Roland Gilbert; Ayme-Jouve Michel Louis
Original assignee: Electro Refractaire SA
Current assignee: Societe Europeenne des Produits Refractaires SAS
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3667981A; FR1597288A; DE1964493B2

Description

Elektrisch geschmolzene feuerfeste Produkte

Elektrisch geschmolzene feuerfeste Produkte sind bekannt und werden in verschiedenen Industrien besonders für den Bau gewisser Ofenteile gebraucht. Gewisse feuerfeste Produkte neigen im Laufe ihrer Herstellung dazu, sehr große lunkerhohlräume zu bilden, die man gewöhnlich verteilt.

Ein typisches Beispiel dieser Materialien ist das Produkt, das unter dem Handelsnamen "öorhart 104" verkauft wird und in der amerikanischen Patentschrift 2 599 566 beschrieben ist und dessen typische Zusammensetzung 55-56 $> MgO, 20 <fo Cr₂O₅, 12-13 Io PeO, 7-8 io Al₂O₃, 2,5 1<> SiO₂ und 1,3 f» GaO ist. Diese Produkte werden in Gußblöcken hergestellt, aus denen handelsübliche Stücke geschnitten werden.

Far diese Produkte wird die "Verteilung des? Lunker durch verschiedene bekannte Verfahren erhalten, z.B. durch Zugabe einer gewissen Menge kleiner Körner zu der Schmelze des G-ußfolockes, die aus zerkleineren Stoffen bestehen (das Verfahren ist auf Seite

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247 der englischen Übersetzung des Buches von A.A. LITVAKOVSKII: "Fused Gast Refractories" 1961 oder in der französischen Patentschrift Nr. 738 117 be schrieben), oder durch Ztifügung eines Stoffes zu der Schmelze des Gußblockes, der eine entgasende Wirkung hat (das Verfahren ist in der französischen Patentschrift Nr. 922 954 beschrieben) oder eine Kombination dieser beiden Verfahren.

Diese Art vorzugehen, bringt ein doppeltes Ergebnis:

Sie hat in wirtschaftlicher Hinsicht den Vorteil, daß fast die ganze Länge des Gußblockes zum Herausschneiden von Teilen ausniitzbar ist und etwa unbrauchbare Stücke in Form von kleinen Körnern wieder verwendet werden können. In Hinsicht auf die Qualität verbessert sie die Homogenisierung der Blöcke beinahe über ihre gesamte Länge und durch die Einfügung von Löchern, die durch die Verteilung der Lunker erhalten werden, die Unempfindlichkeit des Materials gegenüber Wärmerissen.

Die Löcher, die durch die Verteilung der Lunker gebildet werden, sind jedoch indessen nicht ohne Nachteil: Sie schaden dem Aussehen des Produkts, stellen Wege für ein relativ leichtes Eindringen von qgp?essiven Stoffen dar und bewirken, wenn der feuerfeste Stoff mit bewegten Flüssigkeiten in Berührung steht, !Durbulenzen und Wirbel, die den Verschleiß des Materials fördern.

- 3 009828/1267

Die einzige bekannte und gebräuchliche Maßnahme , um diesen Nachteilen vorzubeugen, ist bis jetzt die Herstellung kompakter Blöcke. Jedoch bringt eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, wie man sie auf diese Weise erhält, in qualitativer Hinsicht eine weniger gute Widerstandsfähigkeit gegen lemperaturwechsel mit sich und in wirtschaftlicher Hinsicht ein Ansteigen der Herstellungskosten deracb, daß die Rentabilität des Produktes nicht mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrisch geschmolzene feuerfeste Produkte mit verbesserter Qualität und besserem Aussehen zu schaffen, deren Preis etwas niedriger ist als der Preis vergleichbarer derzeit erhältlicher Produkte.

Die erfindungsgemäßen feuerfesten Produkte sind daäirch gekennzeichnet, daß die verteilten Lunkerhohlräume mit einem geeigneten flüssigen !Füllstoff ausgefüllt und abgedichtet sind.

Das Ausfüllen und Abdichten der verteilten lunkerhohlräume kann durch verschiedene Verfahren bewirkt werden.

Eines dieser Verfahren besteht darin, den Block«, dessen geschnittene Seiten horizontal gelegt werden, zum Ausfüllen horizontalen Schwingungen oder ruckweisen vertikalen Stößen zu unterwerfen und den flüssigen füllstoff mit einer Kelle nach-

009828/1267 - 4 -

- 4 einander auf die beiden geschnittenen Seiten zu geben.

Sin anderes Verfahren besteht darin, den .Block in einen abgeschlossenen evakuierbaren Raum zu geben, diesen Raum zu evakuieren, eine Verbindung zwischen diesem abgeschlossenen Raum und einem Vorratsbehälter mit dem flüssigen Füllstoff herzustellen, unter Vermeidung von Luftzutritt den flüssigen Füllstoff in diesen abgeschlossenen Raum einzugeben und die Hohlräume mit dem flüssigen Füllstoff auszufüllen. Zum Herausnehmen ies Blockes wird der-Raum belüftet, der Block vom überflüssigen Füllstoff befreit und der verbleibende Füllstoff für den nächsten Arbeitsgang zurückgewonnen. Anschließend läßt man den Block an der Luft oder unter anderen geeigneten Bedingungen trocknen.

Ein weiteres mögliches Verfahren besteht darin, den auszufüllenden Block in einem geschlossenen Raum anzuordnen, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, den flüssigen Füllstoff in diesen Raum zu geben und den Raum unter Druck zu setzen. Anschließend wird der Raum entlüftet, der Block herausgenommen und der überflüssige Füllstoff abgestreift, wie dies bereits beschrieben wurde. Dieses Verfahren kann übrigens vorteilhaft mit dem vorher beschriebenen kombiniert werden, und zwar wird der abgeschlossene Raum dann unter Druck gesetzt, wenn zuvor der dünnflüssige Füllstoff in den evakuierten Raum eingefüllt worden ist. Dieses letzte Verfahren ist die beste Art, feuerfeste Produkte gemäß der Erfin-

00 98 28/1267 " ⁵ "

- 5 dung aus zufallen.

Die Vakuum- und Druckte dingungen sind nicht kritisch. Man. kann 3.ΙΪ. ein Vakuum in der Größenordnung von 10 Ms 60 mm Hg verwenden, das durch eine DrehschieI)erpumpe erzeugt wird und/oder einen Druck der Größenordnung von einigen Atmosphären, der mittels eines Anschlusses an eine Druckluftquelle hergestellt wird.

Der benötigte flüssige Füllstoff muß mehrere Bedingungen erfüllen. Insbesondere darf er nicht zu stark abklären unter dem Einfluß der Vibrationen oder der ruckartigen Beanspruchung oder des Absaugens der Flüssigkeit durch das Vakuumj er muß ausreichend fein sein, damit er bei der Behandlung der feuerfesten Produkte in die engen Öffnungen eindringen kann, aber nicht zu fein, damit bei der Trocknung kein zu großer Schwund auftritt; er muß thixotrop sein, um nicht nach der Behandlung aus den lunkerhohlräumen nach außen abzufließen; er darf sich im kalten Zustand nicht zu schnell verfestigen; er muß sich in der Hitze verfestigen, um nicht während der Aufheizung im Betrieb in Staub zu verfallen und er muß eine gute Korrosionsbeständigkeit haben.

Mehrere Beispiele für Füllstoffe werden im folgenden angegeben.

Die Ausfüllung und Abdichtung der verteilten Lunkerhohlräume ist bei einem gegebenen Ausfüll- und Abdichtverfahren und einem gegebenen Füllstoff umso besser, je mehr Verbindungen^wischen

-6-

009828/1267 bad original

- β - ' . ■ ■ ■

den einzelnen Hohlräumen bestehen. Obwohl man Gußblöcke aus "Corhart 104", die auf dem normalen Eertigungsweg hergestellt worden sind, nach der Erfindung behandeln kann, um Blöcke mit verbesserter Qualität zu erhalten, so hat die Anmelderin doch herausgefunden, daß die besten Ergebnisse mit Blöcken erhalten werden, die nach einem besonderen Verfahren hergestellt werden, das zur Bildung einer offenen Porosität in dem endgültigen Gfußblock führt. Ein solches Verfahren besteht darin z.B. darin,' die Inmker durch Zufügung eines feinkörnigen Stoffes zu verteilen und eine Schmelztechnik zu verwenden, die eine Schmelzbadentgasung hervorruft, wie sie in der französischen Patentschrift Mr. 1 577 und ihren Zusätzen "Nr. 75 893, 82 057, 82 310 und; 84 155 beschrieben wird.

- Die feuerfesten Produkte gemäß der Erfindung zeigen im Vergleich zu den Produkten, deren verteilte Lunkerhohlräume nicht ausgefüllt sind, ein verbessertes Aussehen, einen Dichtezuwachs um ungefähr 5 fo und eine um ca. 15 ⁰A erhöhte Korrosionsbeständigkeit. Im übrigen erlaubt eine Behandlung gemäß der Erfindung die Turbulenzeffekte zu verringern, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturwechsel durch die Verteilung und die Größe der Porosität wirksam zu verbessern und eine Verminderung der Herstellungskosten zu erhalten, indem man die Ausnutzung verbessert und die . ■. Abfälle und den Sägeschlamm wieder aufbereitet. Diese Abfälle · und der Sctflamm können der Fftllstoffmischung beigegeben werden.

985871267 ^_{0 OR|S|NAL} „

Die folgenden noch weiter ergänzbaren Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Alle Prozentgehalte oder Teile sind auf das Gewicht bezogen, mit Ausnahme derjenigen} die besonders gekennzeichnet sind,

Beispiel 1;

Die folgende Tabelle gibt die Zusammensetzung der für das Ausfüllen der Hohlräume und der Löcher in den feuerfesten Produkten verwendbaren Füllstoffe auf der Basis'von Chrom- und Magnesiumoxyd.

Füllstoffe ■	-	I	- - 5 . " - ■	: β » *	"■'.· G-.
Farine -0 104, * Teile	: 88 :
Alsing 0 104, ** Teile :	: 7 :	94 ;
Sägeschlamm, Teile '		►- - ι I _a
Handelsüblicher Ton, Teile;	: ¹	₄ 1 - . . 'i
Wasserglas in Pulverform, ; (SiO_p/UapO = 2), Teile :	: 5 i	I I I 5 :
: a I.	ί ■ D ■ .
t - 88 · - .	:■ 25
.7 -	: 25
50
1
■ 3

* Bs handelt sich um das handelsübliche Produkt "Gorhart 104", gemahlen und durch ein Sieb mit der Masehenweite-von 0,5 mm gesiebt.

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BAD,OBTGINAL

— ο

·** jSs handelt sich, um das handelsübliche Produkt "Oorhart Tü4", in einer Kugelmühle, der Marke 41sing gemahlen und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,1 mm gesiebt. .-., ;

Diesen Mischungen fügt man in etwa 15 bis 20 i-> V/asser zu, um einen flüssigen füllstoff mit geeigneter Dichte zu erhalten.

.Beispiel 2: ~ ⁼ ■

Die füllstoffe A und B des Beispieles 1 sind dazu benutzt worden, Versuche mit Blöcken aus Oorhart 104 durchzuführen, die besonders hergestellt wurden, um ein entgastes Produkt zu erhalten.

Die zum Ausfüllen verwendeten Verfahren und die erhaltenen Srgebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle festgehalten. Für Jede Versuchsreihe wurden die Ergebnisse nach zunehmenden Dichten geordnet. ■ ·

Versuch

angewandtes Ausfüll

*

horizontale *

- -benutzter

Dichte,

■

3,10

,in

16

teev

π nii

'' mit tie -

Fr.

verfahren

Vibrationen

Füllstoff

g/cm'

3,18

j

27

α '■>

;rer Ge-

vorher

3,24

34

;winn.

;g/cm

1

-
A

•nachher"

:o,

06

2

: o,

09 '

: 0,08

3

: 3,

: o,

10

: 5,

.3,

00 9-8 28/ 12 67

BAD ORIGINAL

	ruckweise - ■>** verti/raie Stöße	•	ruckweise . >*" vertikale Stöße ■ -,	. - 9	—	,97	: 3,08-	: °	1	,11	964493
				: 2	,06-	: 5,20	: ο		,14
4				Γ 5	,15 ,21	\ 3-,2S : 3,28	' . ° : °	,15 ,07
			: a	3 : 5	,22	: 3,28	: ο	,06
C 7	•			.' 3-	»22	\ 3,34	: ο	,12
3	Vakuum '· 12 bis 15 mm Hg) Γ		; 3.	,24	• " 3,56		12	:- o,ii
9			: ■ 5	,00	• : 3Ί8	0	18
10				08	. 3,19 ■:.·	O₃	11
11			3,	12 . 16 :	3,21 I 3,29 ·	0, 0,	09 13 ·
12		B ;	5, 3,	19 :	3,27 ;	0;,	08 \
13 14 ₍		3,	22 :	\3,51 I	o,	09 ■-:	0,12
15:		3,	22:	5,50 !	o>	08 :
16:		3,	96 "	5,08 :	ο,	12 ;
17 [		2,	00:· n :	3,18. · 5,34 :	. o, 0,	1-8 j 23 :
13 ·	β :	3, 3,	14:	.· ■ 3,25 :	o,	11 :
iy : 20:		3,	16 \	3,52 ;	Q,	16 ]	0,15
21		3,	22;	5,34 *	Ö,	12 :
22 ;		3,
23 :

Der zu behandelnde Block wurde auf ein Gestell gelegt, das durch '-:xi Preßlufthammer "in Vibration versetzt wurde.

- 10 -

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, ■· '■''■*

** Der zu behandelnde Block wurde ruckartigen Stoßen mit einer Amplitude von 3 cm und einer Frequenz von 10 pro Minute unterworfen.

Von diesen drei Ausfüllverfahren zum Behandeln der Blöcke bringt das Verfahren unter Vakuum die besten Ergebnisse mit einem mittleren Dichtegewinn von 0,15 g/cm'. Dieser Gewinn scheint nicht be-'

sonders von der Ausgangs dichte ebsuhängen, sondern mehr von der Größe der zugänglichen Löcher oder Hohlräume, da sich ein großes Loch leichter füllt als mehrere kleine.

In dieser Versuchesserie konnten, allein die zwei ersten Füllstoffe A und B mit hohem Anteil an Farine G 104den Schwund in den großen Lunkern verhindern. Der Füllstoff B, der 1 °/o handelsüblichen Ton enthält, ist etwas besser als der Füllstoff A.

* Die ausgefüllten Blöcke verhalten sich im Gebrauch sehr gut.

Beispiel 3: "

Die Füllstoffe A, B und C des Beispieles 1 sind, für den Versuch benutzt worden, Blöcke aus Corhart 104 normaler Herstellung auszufüllen, um deren Aussehen und Qualität zu verbessern. Das angewandte Ausfüllverfahren und.die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden !Tabelle angegeben. Für jede Versuchsserie wurden die Ergebnisse nach zunehmenden Dichten geordnet.

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8AD ORIGINAL

Versuch ITr.	angewandtes Ausfüll verfahren	!benutztes !Füllmittel	_t	:Dichte .; g/cm • vorher	», in 3 -;_s._?:i nachher	; Gewinn -; g/cm"	* öiittle- rerj&e- V/inn^
24	■ - "' <t f.		G" .1	j 2,99	•3,04	J 0,05
25	"*'■" ■ ■"■ ,. ■ ■- - -			: 3,02	•3,08	; o,o6	• 0,055
26 27	vertikale Stöße		o . :	: 3,13. • 3,15	.'3,18 ;3,21	: 0,05 ·' 0,06
28		:. β '		: 3,18	•3,25·	;' 0,07	- 0,06
29			C	: 3,27 .	;3,33	; ^: 0,06-"-'■
30		* " -		: 3,30	:3,36	I 0,06
31 32		: β-	' 3,21 3,33	: 3,31 • 3,39	0,10 0,06	: o,o8
33	Vakuum (12 bis 15 mm Hg)	- 3,27	^37 I	0,10
34-		3,28 :	3,41 ;	0,13 .	0,12
35		5,55 ·	3,47 :	0,12 :
36 : 37 :	Druck ₉ .' (4,5 kp/cm-) :	3,22 j 3,23 ;	3,32 : 3,30 ;'	0,10 : .0,07 \	0,08
38 :		3,18 ■]	3,35 ;	0,17 \
39 j 40 j 41 :		3,22 : 3,23 · 3,24 I	5,33 : 3,37 : 3,38 j	o,ii j 0,14 : o,i4 :	0,14
42:		3,24 :	3,38 ;	0,14";

	Vakuum ■' ; (15 mm Quecksilber); + Druck '. (4,5 kp/cm²) [

** Der zu behandelnde Block wurde ruckarti^en Stößen mit einer Amplitude von 3 cm und einer Frequenz von 160/Min. unterworfen.

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r12-

BAD ORiOINAL

Der Vergleich-der .Tabellen der Ergebnisse 2 und 3 zeigt sehr gut, daß für den gleichen Füllstoff und für das gleiche Füllverfahren Corhart 104 in Sonderherstellung zu der.besten Ausfüllung führt.

Im übrigen zeigt die Tabelle 3, daß das beste Ausfüllverfahren das Verfahren ist, bei dem der Füllstoff im Vakuum angewendet und anschließend eine Druckbehandlung vorgenommen wird.. Das Füllmittel C mit seiner viel kleineren "Korngröße ist im Hinblick auf das Eindringen besser als das Füllmittel 3, wie die Ergebnisse der Versuche 31 bis 35 zeigen. Der Füllstoff ö zeigt dennoch llachteile und erfährt bei der Trocknung Inen großen Schwund.

Beispiel 4;

Anstelle des Füllstoffes C, der gewisse llachteile zeigt, (hohe Herstellungskosten und großer Schwund bei der Trocknung) kann man den Füllstoff D verwenden. Dieser Füllstoff wurde bei den in 3onderhersteilung gefertigten Jlüeken ausprobiert.-"Wie bei den anderen Versuchen wurden die Ergebnisse nach zunehmenden Dichten

geordnet. - ■ - ■ .

Versuch	0 0 9;	Dichte in	ORIGINAL	Bewinn ; &/cm-*	;mittle-
IJr.		; g/cm*		•rer Ge-
		•vorhe	^: 0,13	.' w inn ν . g/em-'
43 .		;3_;22
	; Füllmittel		0,1.2
44 :		¹ - p - .	o,i4 :
45 - ■ :		5,24	- - - ₄ 0,15 ·
46 ^:		3,24 ■	0,12 ·	0,14
47 ;	D	3,26 ;	0,17 ·
48 ;		?,2β ;	-
	8 28/ 128 7j	r nachher	] ·; _
• benutztes Jusxüll-* benutztes		; 3,35
I verfahren
	-■'..ü. > BAD	3,35
Vakuum	3,38
(j5 mm Hg) .	3,39
+ Druck r,	3,38 [
(4,5 kp/cr./)	3,43 ;

Der Füllstoff D.führt zu Ergebnissen, die geringfügig unter denen des Füllstoffes G liegen (der mittlere Zuwachs ist der gleiche, aber die mit dem Füllstoff 0 erhaltenen Ergebnisse wurden mit normalen Blöcken erzielt, während sieh jene mit dem Füllstoff D auf Spezialblöcke beziehen). Dennoch stellt der Füllstoff D den besten •Kompromiß hinsichtlich Qualität und Herstellungskosten dar..

Die Beispiele zeigen, daß die Größe der löcher- und die Porosität der Blöcke einen großen Einfluß auf den Dichte^inn haben.

Selbstverständlich können auch andere Füllstoffe anstelle der ,angeführten verwendet werden. Insbesondere kann man Füllstoffe verwenden, die man' dadurch erhält, daß man die Verhältnisse zwischen Far ine 0 104, Al sing C 104 und dem Schlamm,, der durch das Zersägen der Blöcke aus Gorhart 104 entsteht, variiert.. G-leichfalls ist es möglich, andere Füllstoffe als solche auf der Basis von Gorhart 104 zu verwenden, z,3.- solche auf der Basis von Magnesium»

Die erfindungsgemäß behandelten Produkte erbringen einen Zuwachs in der KorrosionsbestäixlLgkeit, wie die Ergebnisse der folgenden Versuche zeigen: „ ^

- 14 -

009828/1287
■ · - ^i: BAD

Angreifendes Medium

Eisenzunder "bei 168O⁰C
Dauer 3 Stunden

-

Basische Schlacke = ',
IeO : 30 fo '.
CaO : 50 fo ;
SiO₂ : 20 $ '.
"bei 1680⁰C Hauer ;
3 Stunden

'. . Produkt

: . C1O4
; nicht behandelt

-C 104
"behandelt mit Füllmit
tel Ä

C 104
nicht behandelt

C 104 ~" \
behajxdelt mit lulxmit-l
. te! A :

•
feß für die
Korrosion

I . 64

: -77-

64

-
73

Bs ist selbstverständlich, daß die beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die besonders durch den Austausch von äquivalenten Mitteln geändert v/erden können, ohne daß deshalb der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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ORDINAL

Claims

Patentansprüche t

PiJ Elektrisch geschmolzene feuerfeste Produkte mit verteilten Lunkerliohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohlräume mit einem geeigneten flüssigen füllmittel, das pulverisierte feuerfeste Stoffe enthält, ausgefüllt und abgedichtet sind.
2. Elektrisch'geschmolzene feuerfeste Produkte mit verteilten Lunkerhohlräumen, die in Gewichtsprozenten ca. 55-56 ','<> MgO., ca. 20 fo Cr₂O₇, ca. 12-15 # FeO, ca. 7-8 #-AIgO-, ca. 2,5 f SiO₂ und ca. 1,3 $ OaO enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohlräume mit einem geeigneten flüssigen Füllmittel, das pulverisierte feuerfeste Stoffe enthält, ausgefüllt und abgedichtet sind.
5. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß die Hauptbestandteile des Füllstoffes Pulver sind, die eine.ähnliche Zusammensetzung haben wie das Produkt.
4. Produkt nach Anspruch 1, däduron gekennzeichnet, daß der Füllstoff' den Sägesohlamm der genannten Produkte enthält.

00 9 828/1267

-.„ BAP ORIGINAL