DE2006815A1

DE2006815A1 - Chrome oxide-contng magnesite and dolomite bricks

Info

Publication number: DE2006815A1
Application number: DE19702006815
Authority: DE
Inventors: Margarete Dipl Geol Dr 6202 Wiesbaden Biebrich Ottmar Paul Dipl Ing 6200 Wiesbaden Bierstadt Seeger
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1970-02-14
Filing date: 1970-02-14
Publication date: 1971-08-26
Also published as: ES386600A1; ZA71713B

Description

Basische kohlenstoffhaltige Magnesit- und Dolomitsteine.
Die Erfindung betrifft basische kohlenstoffhaltige eisenarme gebrannte und ungebrannte Magnesit- und Dolomitsteine fär die Zustellung von metallurgischen Gefäßen und insbesondere Sauerstoffkonverter.
Die für die Auskleidung metallurgischer Gefäße,wie Sauerstoffkonverter verwendeten basischen Steine aus Magnesit und/oder Dolomit, welche entweder eine Teer- bzw. Kohlenstoffbindung aufweisen oder im Anschluß an den Steinbrand mit kohlenstoffhaltigen Substanzen imprägniert werden, sind im Betrieb insbesondere dem mechanischen und chemischen Angriff durch BetallBchmelze und Schlacke ausgesetzt. Da durch den in den Steinen vorliegenden Kohlenstoff bzw. kohlenstoffhaltige Substanzen die Schlacke an einer tiefen Infiltration in den Stein gehindert wird, stellt die äußere, meist relativ schmale und kohlenstofffreie Steinzone den verschleißbestimmenden Steinbereich dar. Bis zu der Grenze des noch nicht aufgezehrten Kohlenstoffes im Stein vermag im Betrieb die Schlacke zu infiltrieren und eine Auflösung und Schwächung des Steingefüges zu bewirken.
Nach der USA-Pat.-Schr. 2 487 290 ist die Herstellung von Sintermagnesia unter Zusatz von bis zu 2% Cr2O3 bekannt. Die Verwendung einer derartigen relative dichten Sintermagneia zusammen mit einem kohlenstoffhaltigen Material führt jedoch beim Einsatz der feuerfesten basischen Formkörper in metallurgischen Gefäßen zu keiner wesentlichen Haltbarkeitssteigerung.
Dieses Verhalten ist offenbar darin bagrilndet, daB durch die gleichmäßige Verteilung und die geringe Konzentration des Chromoxides an den Kornoberflächen die bekannte schlackenabweisende Wirkung der Chromverbindungen praktisch nicht zur Geltung kommt.
Bekannt sind ferner Magnesitsteine nach der österr. Patentanmeldung A 4161/63, die einen Zusatz von feinstem Cr203 in einer Beige von 1-15 enthalten und bei hohen Temperaturen gebrannt werden. Die Steine sollen eine gute mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen und eine gute Schlackenresistenz besitzen. Die Steine enthalten Jedoch das zugesetzte Cr2O3 nach dem Brand in gebundener Form. Ferner ist die Gegenwart von Kohlenstoff nicht vorgesehen, da dies infolge der etwaigen Reduktion des Cr2O3 der Brauchbarkeit des Cr2O3 zu dem vorgesehenen Zweck zuwiderlaufen würde. Durch das Fehlen des kohlenstoffhaltigen Mairials im Stein sowie durch das Vorliegen des Cr2O3 in gebundener Form können aber eine tiefgehende Schlackeninfiltration und Veränderung der Steinstruktur unter der Einwirkung der Schlacke nicht verhindert werden.
SohlieBlich wird nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 471 227 ein basisches feuerfestes Erzeugnis aus Magnesiasinter mit einem höheren Gehalt an Dikalziumferrit vorgesehen, wobei die in feuerfester Hinsicht nachteiligen Wirkungen des Dikalziumferrits durch Reaktion mit zugesetztem freiem Chromoxid beseitigt werden sollen. Ein derartiges an Eisenoxid relativ reiches Material in Verbindung zenit kohlenstoffrreichen Stoffen unterliegt jedoch von vornherein einer nachweisbar unzureichenden Haltbarkeit in metallurgischen Gefäßen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Haltbarkeit von basischen kohlenstoffhaltigen eisenarmen Magnesit-- und Dolomitsteinen mit einem Kalk/Kieselsäureverhältnis von 1,6 und höher, insbesondere im Bereich der im Betrieb sich ausbildenden äußeren, schmalen, kohlenstofffreien Steinzone zu verbessern.
Das wird dadurch erreicht, daß die basischen kohlenstoffhaltigen eisenarmen ungebrannten und gebrannten Magnesit- und Dolomitsteine mit einem Kälk/Kieselsäureverhältnis von 1,6 und höher einen Zusatz von feinteiligem freien Cr203 enthalten. Der Anteil von feinteiligem freien Cr2O3 wird durch die Umgebung von kohlenstoffhaltigem Material weitgehend an einer frühzeitigen Reaktion mit den oxidischen Bestandteilen des basischen Steinkörpers gehindert. Erst bei höheren Betriebstemperaturen und insbesondere mit der Verminderung des Ko&lenstoffgehaltes in der äußern Steinzone tritt das Cr203 verstärkt mit den Oberflächen der oxidischen feuerfesten Phasen in Beziehung. Die eich im Betrieb der Steine ausbildende erhöhte Verschleißfestigkeit der-Steine ist dabei auf die Anwesenheit und örtliche hohe Konzentration von Cr2O3 und Chromverbindungen auf den Infiltrationswegen und den Oberflächen des feuerfesten basischen Materials zurtlckzuführen. Ferner wird auch das Schmelzverhalten der entweder im Stein bereits vorliegenden oder unter Mitwirkung der Schlacke entstandenen kalkreichen Silikate durch vorliegendes Cr2O3 in günstiger Weise zu höheren Temperaturen verschoben.
Insgesamt wird bei den Steinen gemäß vorliegender Erfindung durch das noch bis zu hohen Betriebstemperaturen freie bzw. nicht fest keramisch eingebundene Chromoxid, durch die größere Resistenz der äußeren kohlenstofffreien Zone (Ausbrennzone) gegenüber dem Schlackenan giff sowie durch eine Ansteifung der vorliegenden basischen und eisenoxidreichen Schlacken überraschend eine bedeutende Steigerung der Haltbarkeit bei ihrem Einsatz in metallurgischen Gefäßen, wie z.B. Konvertern, erzielt.
Der Zusatz des feinteiligen freien Chromoxides kann gemäß der Erfindung 1 - 5 Gew.% betragen. Darüber hinausgehende Anteile von Cr2O3 ateigern das Verschleißverhalten der Steine nur noch unwesentlich und sind somit wirtschaftlich gesehen nicht mehr zu vertreten. Die Steine können als basisches feuerfestes eisenarmes Material Magnesitsinter, lolomitsinter, Dolmagsinter oder Mischungen davon aufweisen. Die basischen Steine können als teergebundene und kohlenst#offhaltige Steine sowie als gebrannte und anschließend mit einem Kohlenstoffträger imrrllgnierte Steine hergestellt werden. Im ersten Fall empfiehlt es sich, das feinteilige Cr2O3 zunächst usaflflnen mit dem Feinanteil der körnigen Mischung aus Sintergut zu mischen. Sollen gebrannte Steine hergestellt werden, so it.
das Cr2O3 in der erforderlichen Menge feindispergiert in das kohlenstoffhaltige Imprägnierungsmittel einzubringen, mit den der gebrannte Stein imprägniert wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Basische kohlenstoffhaltige eisenarme, ungebrannte und gebrannte Magnesit- und Dolomitsteine mit einem Kalk/ Kieselsäureverhältnis von 1,6 und höher für die Zustellung von metallurgischen Gefäßen und insbesondere Sauerstoffkonverter, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatz von feinteiligem freien Cr2O3 enthalten.

2. Steine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des feinteiligen freien Chromoxides 1 - 5 Gew.% beträgt.

3. Ungebrannte Steine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von teer- bzw. kohlenstoffgebundenen Steinen zunächst das feinteilige Cr2O3 getrennt mit dem Feinanteil der körnigen Mischung aus Sintergut gemischt wird.

4. Gebrannte Steine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von gebrannten Steinen zusammen mit dem kohlenstoffhaltigen Imprägnierungsmittel das feinteilige Cr2O3 feindispergiert in den Stein eingebracht wird.