DE2023107A1 - Basischer,feuerfester,monolithischer Koerper - Google Patents
Basischer,feuerfester,monolithischer KoerperInfo
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Description
DRESSER INDUSTRIES INC. Republic National Bank Building
Dallas, Texas, 75221, USA
Erfindungsgemäß wird ein Vakuumentgasungsgefäß geschaffen, das
eine Auskleidung, bestehnd im wesentlichen aus chemisch basischen Steinformkörpern und monolithischen Anteilen aufweist,
wobei die monolithischen Anteile im wesentlichen aus geschmolzenem
Magnesit-Chromerz-Korn mit einem Magnesit zu Chromerz-Verhältnis von 30:70 bis 70:30 und einem geeigneten Bindemittel besteht*
Der Erfindungegegenstand baut auf den Erfindungsgegenstand der US-Patentschrift (US-Patentanmeldung Ser.No. 679 238 und
627 972) auf, die beide eine Verbesserung des Gegenstandes nach der US-Patentschrift (US-Patentanmeldung Ser.No. 573,159) darstellen.
Gefäße für die Handhabung geschmolzenen Metalls und Schlacke
können entweder mit gebrannten oder chemisch gebundenen Formkörpern
oder mit einer Kombination beider ausgekleidet sein. Formkörper sind bei einer Auskleidung zweckmäßig, da dieselben
einheitlich gute Dichte besitzen. Gebrannte Formkörper sind zweckmäßig, da dieselben erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen
Schlackenangriff besitzen. Gießfähige und einstampffähige Gemische,
die allgemein als monolithische Produkte bekannt sind, sind zweckmäßig, da dieselben leicht und wirtschaftlich angeordnet werden können.
Kombinierte Auskleidungen, die Formkörper und monolithische Produkte aufweisen, werden oftmals angewandt, um das langwierige
Schneiden und Einpassen zu vermeiden, das bei allen Auskleidungen auf der Grndlage von Formkörpern erforderlich ist. Diese Auskleidungen sind gewöhnlich so vorgesehen, daß der monolithische
Anteil mehrfach während der Lebensdauer des formkörper-
anteil« ö«r
a6gl&ctn So «rlaabfc s
ist aicht @in®s Vakuunno»QlitÄiech@»
gilt alms £te basisch®
die f egeaibes·
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Semit stellt ei mla©
dar, basisch© di®
bei 30s70 bio
BAD ORlQIKiAL
00*9062/1473
Das geschmolzene Kornprodukt sollt· «ine derartige GrOBe und
so klassifiziert sein, da0 es etwa 4O bis 6O% eine Größe von
-4,76/1,68 M, «twa 20 bis 30% «in· GrOBe von -1,68+0,210 an
und der restliche Anteil Kugelmühlenfeinanteile (-0,21 oat)
aufweisen, wobei etwa 30 bis 70% -0,044 ms sind.
Ss kann eine kleine Menge an totgebrannten Magnesit oder Chromoxid des Ansatz zugesetzt werden, ohne daß sich nachteilige
Wirkungen ergeben. Unter einer kleinen Menge sind bis zu 10 Gew.t zu verstehen·
Das Monolithische Produkt weist ein geeignetes chemisches Bindemittel,
wie Ligninextrakt, Dextrin oder ein Polysaccharid-Pflanzengummi
auf. Es sind alle anderen allgemein bekannten i
organischen Bindemittel einschließlich organischer Säuren und deren Salze geeignet. Su weiteren geeigneten Binemitteln gehören
Alkali- und Erdaikalisalse der Chromsaure, Schwefelsaure,
Salpetersaure und Kohlensaure. So stellen z.B. Natriumnitrat, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid, Hexahydrat, Natriumcarbonat,
Calciumchlorid und Natriumchromat geeignete chemische Bindemittel dar. Chromsäure ist ebenfalls geeignet. Phosphate und
Silikate sind nicht erlaubt als chemische Bindemittel bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand. Erfindungsgemäß angwandte basische
Formkörper sind beliebige der allgemein bekannten Magnesitoder Magneslt-Chroraerz Formkörper, wie sie allgemein in der
Stahlindustrie angewandt werden. 'M
Im folgenden verstehen sich alle Prozentsätze und Verhältnisse
auf der Gewichtsgrundlage. Die chemischen Analysen werden vermittels Spektrographie erhalten und vermittels chemischer Naßanalyse
überwacht und die Analysenwerte sind als Oxide in der
üblichen Weise auf dem Gebiet der feuerfesten Materialien angegeben.
Es werden zwei geschmolzene Magnesit-Chromerz-Kornprodukte hergestellt
vermittels homogenem Vermischen von Magnesiumoxid und Transvaal-Chromerz in dem Verhältnis von 60:40 und 40:60
(Beisplle 1 bzw. 2). Die typische chemische Analyse der Rohprodukte, wie sie zum Herstellen des geschmolzenen Koanproduktes
angewandt werden, sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben.
009852/ U73- _-4 „
rad ORIGINAL
Tabelle I | Transvaal Chromerz |
totgrebrannter Magnesit |
3,0% |
0,7% | 16,6 |
0,3 | 2S,1 |
0,3 | 43,1 |
0,5 | |
0,7 | 9,7 |
Rest | 13 |
weniger als 0, | |
Kieselerde (SiO2)
Tonerde (Al2O3)
Eisenoxid (Fe2O.)
Chromoxid (Cr2O3)
Calciumoxid (CaO)
Magnesiumoxid (MgO)
Tonerde (Al2O3)
Eisenoxid (Fe2O.)
Chromoxid (Cr2O3)
Calciumoxid (CaO)
Magnesiumoxid (MgO)
Boroxid iB2°3^
ErfindungsgenäB kann jedes feuerfeste Chromerz unter der Voraussetzung
angewandt werden, daß dasselbe einen Kieselerdegehalt von weniger als etwa 4% aufweist. Es ist jede Magnesiumoxidquelle
geeignet unter der Voraussetzung, daß dieselbe einen Kieselerdegehalt von etwas weniger als 4% besitzt. Der Kieselerdegehalt
des geschmolzenen Magnesit-Chromerz-Konrproduktes sollte sich auf weniger als 4% und vorzugsweise weniger als 2%
belaufen. Die Körner werden in elektrischen Lichtbogenöfen erschmolzene
in denen dieselben vollständig geschmolzen werden, bevor man sich dieselben abkühlen und erneut verfestigen läßt.
Die zwei geschmolzenen Kornprodukte werden größenklassifiziert
und wie folgt in Ansätze unterteilt:
-4,76+1,68 mn 50 Gew.%
~l,68+O,59 mm 10 "
-0,210 mn 40 "
Zu den Ansätzen der geschmolzenen Kornprodukte werden 2
Dextrin-Bindenittel und 0,5% Borsäure zugesetzt. Dem Ansätzen
werden 2,5% Hasser-zugesetzt. Die so erhaltenes Asisltse werden ,
in monolithische Formkörper unter Anwenden pneumatischer Hämmer
nach der üblichen Arbeltsweise gestampft. Sodann werden al® Fora«
körper getrocknet. Formkörper nach den Beispielen 1 und 2 und drei typische basische Formkörper (chemische Analyse wie in der
Tabelle II angegeben) werden einem dynamischen Schlackentest
unterworfen, um so deren relative Widerstandsfähigkeit gegenüber Kieselerde und eisenenthaltender Schlacke festzustellen, wie sie
für das Stahlherstellungaverfahren typisch ist. Bei diesem Test
BAD
20231Q7
werde» 1000 g geschmolzene Schlacke alt der in der Tabelle II
angegebenen Zusammensetzung über »it eines Winkel von 30° gegen"
über der Waagerechten geneigten Proben bei einer Temperatur von
βθ 160O0C tropfengelassen· Die Proben werden sodann auf deren
Widerstandsfähigkeit gegenüber Erosion und Bindringen der Schlacke bewertet*
Tabelle II | (SiO2) | 26,2% | |
Kieselerde | (Al2O3) | 5,5 | |
Tonerde | (Fe2O3) | 26,5 | |
Eisenoxid | (TiO2) | 0,7 | |
Titandioxid | (CaO) | 30,6 | |
Calciumoxid | (MgO) | 6,5 | |
Magnesiumoxid | (MnO2) | 4,3 | |
Mangandioxid |
Die Ergebnisse des Schlackentests sind in der Tabelle III wiedergegeben
zusammen mit den chemischen Analysen von beispielsweisen monolithischen Formkörpern und einem Verfrleichsformkörper.
2 | » Vergleichswerte für |
Formkörper | ge- | |
brannte | Magnesit- | |||
Beispiel | Magnesit- | Chrom- | Chrom- | |
I | Chrom* | Formkörper | Magne- | |
Formkörper | aus * gebrann— | sit | ||
aus ge | tem direkt | Form | ||
branntem | gebundenen | körper | ||
geschmolze | Produkt | in typi | ||
nen Korn | scher | |||
produkt | Weise | |||
ungebrannt | ||||
Magnesit-ChromerzVerhältnis:
Tropfschlakkentest
(1600°C) unter Anwenden von 1000 g Schlacke n. Tabelle I
(1600°C) unter Anwenden von 1000 g Schlacke n. Tabelle I
Volumen 3 Erosion cm
60:40
4Oi 60
14 10 18
009852/U73
unmöglich zu messe» aufgrund Verwerfen« der Probe
BAD
Chemische Analyse: | 0,961 | - 6 - Beispiel 2 |
Magnesit- Chrom- Formkörpar «us g·- branntem geschmol se·· |
Magnesit- «htom- Woxwk&xp- *ue g·- brannte» direkt ge· bvmdeneRi |
Chro«- Nagnesit Forakörpr in typi scher Nei - se unge brannt |
|
Kieseriede (SiO2) |
6,5 | aem lorn- produkt |
Produkt | |||
Tonerde (Al2O3) |
11,8 | 0,58% | 5,7% | |||
1 | KiMBOXid (Feo % Fe2O3* |
0,65 | 8,5 ' | 1,3% | 1,5% | 21,1 |
Calciumoxid (CaO) |
60,2 | 15,0 | «** | 9,1 | 11,1 | |
Magnesiumoxid (NgO) |
18,9 | 0,35 | 11,7 | 4,9 | 0,5 | |
Chromoxid (Cr2O3) |
».- _ - | 44,7 | 0,5 | 0,8 | 32,8 | |
Glühverlust | 30,1 | 62,1 | 73,3 | 25,5 | ||
17*9 | 10,4 | 3,3 | ||||
die erfindungsgense« Anvendtmf geeignet. Bin Vakuum-BntgasungsgeflS
alt einem aonolithischem fi-odukt n&ah Beispiel 2 stellt
die bevorsugte AusfOhrungsfom d« ürfindangsgeg«wptande» dar»
aonolithlsche Xornprodukt g^isa mo scklackeiif®st oder sogar
noch schlackenfester als der basische Fon&Urper ist. Das
flhigkeit gegenüber einem f®brannt®ra>
ymmtemlmmmsi
selbe ist dem direkt gebundwin
überlegen und dem typischen nicht
tion mit FormkOrperauskleidung®ii angewandt
in Pollina
ohne da®
periodische Reparaturen oder ein Austausch erforderlich ist.
Für die erfindungsgemiee Anwendung werden monolithische Formkörper in der gleichen allgemeinen Welse wie im Beispiel 1 und
009852/1473 - 7 -
2 ausgehend von eine» geschmolzenen Kornprodukt alt einem Magnesit-Chroaerz-verhältnis
von 60:40 , mit der Ausnahme, daß 51 Chromoxid den Ansatz zugesetzt werden (das Chromoxid besteht zu
100t aus Teilchen alt einer Größe von -0,044 am). Durch diesen
Zusatz wird die Dlchteua etwa 0,15 g/ca3 erhöht. Diese Forakörper
werden unter einea Druck von 210 kg/ca2 verpreßt und es wurde gefunden, dafi dieser Druck in etwa äquivalent dea Einstaapfdruck
ist. Bei dea Tropfenschlackentest zeigte ein formkörper nach
diesem Beispiel eine Erosion von lediglich 17 ca .
Es wird ein monolithischer Forakörper in der gleichen Meise wie im Beispiel 1 beschrieben alt der Ausnahme hergestellt, daß Dextrin
durch 4t Natriumsilikatgel ersetzt wurde. Bei Aussetzen
gegenüber dea Tropfenschlackentest erfolgt bei diesea Forakörper
ein sehr erhebliches Eindringen und Erodieren biszu einer Tiefe
von 2,54 ca. Da das erodierte Teil des Formkörpers mit einer lunkrigen Schlacke gefüllt war, konnte eine verglelchsaessung
des erodierten Voluaens nccht durchgeführt werden. Zu Vergleichszwecken sei jedoch angegeben, daß bei dea Beispiel 1 eine Erosion
lediglich bis zu einer Tiefe von 0,95 aa erfolgte. Das Beispiel 4
zeigt, daß Natriuasillkat-Blndealttel für die erflndungsgeaäeßen
Zwecke ungeeignet sind. Natriumsillkate setzen sich ait dea
feuerfesten Korn]MYodttkt unter Ausbilden einer, nicht feuerfesten
Matrix ua. Hit anderen Worten, organische Bindemittel, Sulfate, Carbonate, Nitrate und Chloride verdampfen bei dea Erhitzen und
beeinflussen nicht nachteilig den feuerfesten Charakter des Formkörpers.
Die Chromate bleiben zurück, bilden jedoch eine feuerfeste Bindung. Phosphatbindemittel sind ähnlich wie die Silikate
und daher nicht geeignet. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die erfindungsgemäß geeigneten chemischen Bindemittel diejenigen
organischer und anorganischer Bindemittel sind, die sich nicht mit dem geschmolzenen Kornprodukt unter Ausbilden einer nicht
feuerfesten Matrix umsetzen. Für das Binden monolithischer, feuer
fester Produkte in Anwendung komaende Bindemittel sind dem einschlägigen
Fachmann allgemein bekannt und z.B. in dem Kapitel 18 on Ceramic Fabrication Processes ,herausgegeben von Kingery,
John Wiley t Sons, Inc. New York (1958) beschrieben.
009852/1473 fl
— ο —
BAD ORiGINAC
- 8 Beispiel 5
Eb wird ein geschmolzenes Kornkörper mit einem Magnesit-Chrom-Verhältnie
von 80:20 ausgehend von dem gleichen Rohprodukten hergestellt, wie sie sum Herstellen der Kornprodukte nach den
Beispielen 1 und 2 angewandt worden sind. In der gleichen Weise wie im Beispiel 1 wird ein monolithischer Formkörper hergestellt
und dem Tropfschlackentest unterworfen. Bei de» Schlackentest
verliert dieser Formkörper durch Erosion 27 cm (asu beachten ist, daB dies mehr oder weniger das Doppelt® des Erosionsverlustes
nach den Beispielen 1 und 2 ist.) Das Beispiel 5 sseigt, daß das Magnesit-Chromerz-Verhältnis des geschmolzenen Korn-Produktes
kritisch ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist dort ©in typisches Vakuum»
Sntgasungsgef&fi gezeigt, das aus ein©r äuSer@si Bfetallumkleidung
1, einer benachbarten, isolierenden, feuerfesten Auskleidung 2 und einer Formkörperauskleidung 3 besteht. Di® Formkörperauskleidung
besteht im wesentlichen aus Standarfiformkörpem. Es werden Spezialformkörper an den Steilen 4,5,6 und 7 angewandt.
Es verbleiben jedoch Flächen, die sieh nicht leicht durch Schneiden und Anpassen von Formkörpern ausfüllen lassem. In diesen
Fliehen (11, 12 und 13) wird ein Einstampfgemisch aus gschmolzenem
Magnesit-Chromerz eingestampft.
Eine erfindungsgeȊe aufgebaute Auskleidung ist derjenigen nach
dem Stand derTechnik ausmehreren Gründen überlegen. Dieselbe W läBt sich leichter anordnen, da das langwierige Schneiden und
Einpassen der Formkörper vermieden wird. Dieser Vorteil wird erzielt, ohne Verlust an Lebensdauer der Auskleidung, da der
Ofen in seinem Betrieb nicht unterbrochen zu werden braucht, um Reparaturen oder einen Austausxch der Einstampfteile vorzunehmen,
wodurch die Formkörperauekleidung schädichen W&rmaschocks ausgesetzt
wird.
009852/1473
Claims (7)
1. Feuerfeste Auskleidung für Vakuum-Entgasungsgefäße bestehend
im wesentlichen aus chemisch basischen, feuerfesten Formkörpern und monolithischen Anteilen, wobei die monolithischen Anteile
so vorliegen, daß sie dem Angriff von Kieselerde und eisenenthaltenden Schlacken ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die monolithischen Anteile im wesentlichen aus einem geschmolzenen
Magnesit-Chromerz-Kornprodukt bestehen, das ein Magnesit-Chromerz-Verhältnis
von 30:70 bis 70:30 aufweist, bis zu 10t Chromoxid, bis zu 10% Magnesit und ein chemisches Bindemittel
enthält, das sich nicht mit dem geschmolzenen Kornprodukt bei dem Erhitzen unter Ausbilden einer nicht feuerfesten Matrix umsetzt,
sich der Gesamtmagnesiumgehalt des monolithischen Produktes, ausschließlich Bindemittel, auf weniger als 75 Gew.% beläuft.
2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bindemittel aus der Gruppe löslicher Alkali- und Erdalkalisalze der Schwefelsäure, Kohlensäure, Chromsäure, Salpetersäure und
Salzsäure ausgewählt ist.
3. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
geschmolzene Kornprodukt etwa 97% des Ansatzes ausmacht.
4. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Kornprodukt eine derartige Größenverteilung aufweist,
daß etwa 40 bis 60 Gew.% sich auf -4,76-1-1,68 mm, etwa
20 bis 30% auf -1,68+0,210 mm und der restliche Anteil auf
-0,210 mm belaufen, wobei hiervon etwa 30 bis 7<fi% -0,044 mm sind.
5. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d-er Ansatz bis au etwa 0,2% Borsäure enthält.
009852/U73
6. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bindemittel ein organisches Bindemittel ist.
7. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bindemittel Chromsäure ist.
Die Patentanwälte
A6 Nr. 60/70 (§ 46PJit AO)
2/U73
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WO1997047775A1 (de) * | 1996-06-11 | 1997-12-18 | Veitsch-Radex Aktiengesellschaft Für Feuerfeste Erzeugnisse | Rüssel für entgasungsanlagen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3521870A (en) | 1970-07-28 |
FR2060010A6 (en) | 1971-06-11 |
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