DE2044289C2

DE2044289C2 - Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Sintermaterials

Info

Publication number: DE2044289C2
Application number: DE2044289A
Authority: DE
Inventors: Guenther Lorenz Dr.Dipl.-Ing. Villach Moertl (Oesterreich)
Original assignee: OESTERREICHISCH-AMERIKANISCHE MAGNESIT AG RADENTHEIN KAERNTEN (OESTERREICH)
Current assignee: OESTERREICHISCH-AMERIKANISCHE MAGNESIT AG RADENTHEIN KAERNTEN (OESTERREICH)
Priority date: 1970-09-07
Filing date: 1970-09-07
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DK141870B; HU172996B; GB1327749A; ZA715939B; FR2107119A5; IL37499A0; DE2044289B2; SE375980B; BE772221A; ES394450A1; IL37499A; RO62737A; DE2044289A1; BR7105846D0; AT323038B; NL7112285A; CA961865A; DK141870C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung

eines feuerfesten Sintermaterials, das an Stelle von eines feuerfesten Sintermaterials auf der Grundlage

Chromerz in feuerfesten Steinen und Massen verwend- von Chrommagnesit aus Mischungen von mindestens

bar ist. 65% Chromerz und höchstens 35% Magnesia oder

Die Qualität chromerzhaltiger feuerfester Steine 5 entsprechenden Mengen von beim Brennen Magnesia und Massen und vor allem die Qualität von Steinen liefernden Magnesiumverbindungen, wobei diese Mi- und Massen aus Chrommagnesit und Magnesitchrom schungen zu Formungen, insbesondere Briketts oder hängt wesentlich von der Güte des verwendeten Chrom- Granalien, verformt und bei Temperaturen von über erzes ab. Für die Herstellung dieser Erzeugnisse wird 175O°C ohne Schmelzen gesintert werden, und dieses das Chromerz zum weitaus überwiegenden Teil in io Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Mischun-Form gröberer Körnungen benötigt, die aus stücki- gen von 65 bis 90% Chromerz einer Korngröße von gern Erz durch Brechen und Mahlen gewonnen werden. höchstens 2,5 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm, und Es wird nun jedoch immer schwieriger, stückiges 10 bis 35% Magnesia oder entsprechenden Mengen Chromerz hoher Qualität, insbesondere mit einem Magnesiumverbindungen einer Korngröße von höchniedrigen Gehalt an Kieselsäure, vorzugsweise einem 15 stens 0,2 mm, die zusammen ein Sintermaterial mit Kieselsäuregehalt von etwa 3%, zu erhalten, und auf einem Kieselsäuregehalt von höchstens 3,0%, vordem Markt ist eine stetig zunehmende Verknappung zugsweise unter 1,0%, und einem Geh-'it von min- und Verteuerung solcher Erze festzustellen. Es sind destens 40% Cr₂O₃ + Al₂O₃ ergeben, auf eine Tem-4aher verschiedene Verfahren zur Aufbereitung von peratur über 1750 C erhitzt werden, bei der das geweniger reinen Chromerzen für die Gewinnung von 20 samte Chromci/ in Sekundärspinelle übergeführt wird. Chromerzkonzentraten, die bezüglich ihrer analy- Vorzugsweise werden Temperaturen von 1800 bis tischen Zusammensetzung den gestellten Anforde- 2000 C angewandt, doch kann insbesondere bei Verlungen entsprechen, ausgearbeitet worden. Bei diesen wendung von grobkörnigerem Chromerz auch eine Aufbereitungsverfahren wird das Stückerz aber auf Brenntemperatur bh etwa 2200°C Anwendung finden. eine Feinheit von unter 2 mm, meist u.iter 1 mm oder 25 Als Chromerz wird vor allem Chromerzkonzentrat noch feiner, gemahlen und eine solche feine Körnung verwendet, doch ist das Verfahren in gleicher Weise ist in vielen Fällen, z. B. für die Herstellung feuerfester auch für nicht aufbereitetes natürliches Chromerz und Steine unter Mitverwendung von Magnesia, nicht ge- Chromerzabfäüe, wie sie z. B. in der Feuerfestindustrie eignet. Es ist daher schon versucht worden, auf- zurückgewonnen werden, anwendbar, wenn die Zukereitete feinkörnige Chromerze zur Erhöhung der 30 sammensetzung der zu sinternden Mischung so einKorngröße zu agglomerieren und die erhaltenen gestellt werden kann, daß das erhaltene Sintermaterial Agglomerate zu brennen. Die auf diese Weise ge- nicht über 3% Kieselsäure, nicht über 2% Kalk und »onnenen Produkte sind jedoch bis jetzt für feuerfeste mindestens 40% Cr₂O₃-} Ai₂O₃ enthält. Die zweite Zwecke ungeeignet, weil durch das Brennen eine teil- Komponente, die Magnesiakomponente, kann in »eise Änderung der chemischen Natur der Chromerzc 35 Form von Sintermagnesia, kaustisch gebrannter Ma- »nd vor allem selbst bei hoher Temperatur keine aus- gnesia bzw. Flugstaub, der beim Brennen von Magnesit, !eichende Verdichtung erfolgt. Dadurch ist dann bei insbesondere in Drehofen, anfällt, oder in Form von tus solchen Produkten hergestellten Magnesitchrom- beim Brennen MgO liefernden Verbindungen, wie Rohlind Chrommagnesitsteinen die Porosität höher, das magnesit, Brucii oder synthetischem Magnesium-Raumgewicht und die Kaltdruckfestigkeit aber nie- 40 hydroxyd, eingesetzt werden. Ferner kann als Magnesiadlriger als bei vergleichbaren Steinen aus nicht vor- komponente auch Cr₂O₃-haltiger Flugstaub, wie er gebranntem Chromerz. Nach einem noch nicht zum beim gemeinsamen Brennen von Mischungen von ttande der Technik gehörenden Vorschlag werden Magnesia und Chromerz anfällt, verwendet werden. Chromerzkonzentrate mit Hilfe von Bindemitteln Als Bindemittel zur Herstellung der Formlinge, instgglomeriert, z. B. brikettiert oder granuliert, die den 45 besondere Briketts, aus den Ausgangsmaterialien Agglomeraten eine steinartige Festigkeit verleihen, dient beim Verfahren gemäß der Erfindung zumeist lind hierauf werden die Agglomerate ohne vorherigen Flugstaub, der beim Brennen von Magnesit erhalten trand auf die gewünschte Körnung gebrochen bzw. _wj_rd, in Mengen von etwa 10 bis 20% zusammen mit gemahlen. Dieses Verfahren liefert zwar ein brauch- Mayiesiumsulfatlösungen oder Schwefelsäure. Wenn tares Chromerzmaterial, hat aber den Nachteil, daß 50 in der zu verfonrienden Mischung nicht mindestens ein verhältnismäßig großer Anteil an Unterkorn an- 15% kaustische Magnesia und/oder Flugstaub vorlallt, der wieder in die Brikettierung bzw. Granulierung liegen, ist es erforderlich, neben oder an Stelle von lurückgeführt werden muß. Magnesiumsulfat oder Schwefelsäure noch ein anderes

Die Erfindung zielt nun darauf ab, unter Vermeidung Bindemittel, vorzugsweise Sulfitzelluloseablauge, zu <er oben angeführten Nachteile ein in einfacher Weise 55 verwenden, um die Bindefestigkeit zu erhöhen. Insiurchführbares Verfahren zur Herstellung eines feuer- besondere ist dies dann der Fall, wenn die Magnesiafesten Chromer/materials zu schaffen, das tinein- komponente der zu verformenden und zu brennenden geschränkt für alle Verwendungszwecke auf dem Mischung aus Rohmagnesit besteht, weil dieser mit Feuerfestgebiet, für die stückiges Chromerz geeignet Magnesiumsulfat oder Schwefelsäure keine Magnesiaist, eingesetzt werden kann. Es wurde gefunden, daß 60 zcmentbindung ergibt.

dieses Ziel dann erreicht werden kann, wenn eine über- Vorzugsweise werden beim Verfahren gemäß der

wiegende Menge Chromerz, insbesondere Chromerz- Erfindung Mischungen von 80 bis 90% Chromerz

konzentrat, in Mischung mit untergeordneten Mengen und 10 bis 20% Magnesiakomponente verwendet, um

Magnesia oder beim Brennen Magnesia liefernden Brennprodukte mit möglichst hohen Cr-jO^-Gehalten

Magnesiumverbindungen unter Einhaltung eines be- 65 zu gewinnen.

stimmten Höchstgehaltes an Kieselsäure und Kalk und Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird praktisch

unter Anwendung bestimmter Korngrößen bei Tcmpe- das gesamte Chromerz in Sckundärspinelle übcr-

raturcn von über I75O"C gebrannt wird. Demnach geführt, und diese Sckundärspinelle sind miteinander

3 4

und bei Vorliegen eines MgO-Überschusses auch mit bis 10,0"/,, des Chromerzes in dem Sintermaterial den Überschüssigen MgO-Teilchen, die in der Magnesia- selbst bei Zusatz von z. B. 35% vollkommen kiesel_komponente von vornherein vorliegen bzw. aus dieser säurefreier Magnesia immer noch über 6,1% Kiesel-L₀₁ Brand gebildet werden, direkt verbunden, so daß säure vorliegen. Damit wird aber im Gegensatz zum ■m Endergebnis die in überwiegender Menge vor- 5 Verfahren gemäß der Erfindung ein Sintermaterial erliegenden Teilchen der Chromerz-Sekundärspinelle zu halten, in welchem die einzelnen Chromerzkörnungen dichten und festen Agglomeraten vereinigt sind. Aus von einer Siiikathülle umgeben sind. Das gleiche gilt Gründen der Einfachheit wird das beim Verfahren ge- für eine abgeänderte Ausführungsform dieses zuletzt maß der Erfindung erhaltene Brennprodukt im fol- erörterten Verfahrens, bei der an Stelle der erwähnten eenden als »Simultan-Chrornerz« bezeichnet. m Magnesiumverbindungen ein Periklasmaterial, also

Es ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, daß ein bereits gebranntes magnesiumoxydhaltiges Mabereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von terial, verwendet wird (USA.-Patentschriften 2 028 018 feuerfesten Sintermaterialien durch gemeinsames Bren- und 2 037 600).

nen von Mischungen von Chromerz und einer Magne- Schließlich sind auch schon Verfahren zur Herstel-

cjakomponente wie Magnesit, Sintermagnesit oder beim 15 lun^ eines feuerfesten Sintermaterials mit einem Gehalt Brennen Magnesiumoxyd liefernden Magnesiumver- an Magnesia von mindestens 55% aus Mischungen bindungen, bekannt sind. Bei einem dieser bekannten von Magnesit oder anderen, beim Brennen MgO-he-Verfahren werden für die Herstellung des Sinter- fernden Magnesiumverbindungen und Chromerz bematerials mindestens 65%, aber nicht mehr ab etwa schrieben worden, bei weichen mindestens -"J /₀ der 90°/ des Chromerz·.^ in einer Korngröße von über 20 Magnesiumverbindungen und mindestens 80% des 0P°mm mit der Magnesiakomponente, die in einer Chromerzes eine Korngröße von unter 0,06 mm aufKorngröße von unter 0,12 mm vorliegt, vermischt. weisen und die zu sinternde Mischung, in der ein KaIk- und die Mischung wird, vorzugsweise nach Ver- Kieselsäure-Verhältnis von unter 0,6 oder mindestens formung zu Briketts u. dgl., bei einer Temperatur von 1,4 vorliegt, nach Verformung zu Kleinkörpern mindestens 1700'C gesintert. Der zu sinternde Satz 25 Briketts oder Steinen durch einen einmaligen Brand wird dabei so eingestellt, daß das e-haltene Sinter- bei einer Temperatur von mindestens 1750 C bzw material einen Kieselsäuregehalt von höchstens 5,5"/,, mindestens 1850°C o.ine Schmelzen gesintert wird und ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von höchstens (österreichische Patentschriften 263 614 und -63i öl-)· 0 6 hat (österreichische Patentschrift 265 094). Bei Derartige Produkte sind jedoch infolge ihrer hohen diesem Verfahren w>d aber das Chromerz in einer 30 MgO-Gchalte nicht ills Ersatz für Chromerz verwend-Korngröße von 0 bis 6 mm, vorzugsweise 0 bis 4 mm. bar. .

eingesetzt um zu gewährleister, daß , dem erhaltenen Beim Verfahren gemäß der Erfindung erfolgt be.

Sintermaterial ein Teil des einge-.etz' in Chromerzes Verwendung von Chromerz einer Korngröße von dis noch in Form grobkörnigem Restchn,merz. das mit zu 0,5 mm und darüber, z. B. im Falle von ChromerZ' feinkörnicen MgO-Teilchen direkt verbunden ist. un- 35 konzentraten von 0 bis 0.5 oder 1 mm, zweck mal ig verändert vorliegt. Dieses bekannte Simultansinter- ein Nachmahlen auf unter 0,2 mm, vorzugsweise unter material stellt somit nur ein teilweise ausreagiertcs 0,1 mm, wenn Sintertempcramrcn von 190C C oder Produkt dar und unterscheidet sich demnach grund- weniger angewandt werden. J. Anwendung von leeend von dem Simultan-Chromerz, das beim Ver- Brenntemperaturen von über 1900 C: ist^n rsacn fahren gemäß der Erfindung erhalten wird, denn in 40 mahlung solcher Chromerze bzw Chromerckonzen diesem liegt kein Restchromerz mehr vor, sondern das träte nur teilweise oder überhaupt n.cht erforderlich. JSTte Chromerz oder praktisch das gesamte Chrom- wenn nicht sehr niedrige Porosrt Jen erwünscht smd S iH übfüht Bnders gute Ergebnisse werden erhalten wenn

te Chromerz oder praktisch das gesamte Chrom- wenn nicht sehr niedrige Porosrt J

S in SekundärspineHe übergeführt. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten wenn

" N einem anderen bekannten Verfahren wird zur 80·/. oder mehr Jr Chrome«kompone„ e ■ ne -

Herstellung von Chrommagnesitsteinen gemahlenes 45 große von höchstens 0,063 mm haben, denn

gesintert. Das auf diese Weise gewonnene produkt jedoch mmdestens 40% Cr₂O₃ 4- Al₂O₃

r" sail jsä ^has _Ά v-r£ «^s

^ss

kommen Mengen in Betracht, die mmdestens; 1 ,5 b s de -"beim I ^{rc 1}^ ^ . feuerfesten Simul-

Aufbau von feuerfesten Steinen und Massen verwendbar ist (österreichische Patentschriften 265 099 und 262 867).

Es ist hier festzuhalten, daß natürliches Chromerz «Is magnetisches Gestein ein vollkommen porenfreies Korn ergibt, wogegen die Körnungen von Simultan-Chromerz nicht porenfrei sind. Wenn Simultan-Chromerz als Ersatz für stückiges Chromerz verwendbar sein soll, darf seine Gesamtporosität höchstens 15°/_a, vorzugsweise höchstens 10%, betragen. Eine iq lolche Kornporosität des Simultan-Chromerzes ist bei Einhaltung der beim Verfahren gemäß der Erfindung angewandten Bedingungen ohne weiteres erreichbar. Die geeignete Brenntemperatur ist aber je nach der eingesetzten Chromerztype und der angewandten Menge an MgO bzw. der Magncaiakomponente verschieden, und es ist daher empfehlenswert, die Brenntemperatur für jede spezielle Mischung durch Vorversuche festzustellen.

Die mit dem beim Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Simultan-Chromerz hergestellten feuerfesten Erzeugnisse haben ein außergewöhnlich niedriges Bursting. Dies ist insofern überraschend, als bisher angenommen wurde, daß ein Vorliegen von Magnesiumchromit prinzipiell schlechte Burstingwerte zur Folge hat.

Das erfindungsgemäß erhaltene Simultan-Chromerz Stellt ein voll ausreagiertes Produkt aus Magnesia und natürlichem Chromerz dar. Dies erweist sich aber in keiner Weise als nachteilig, denn die Prüfwerte und Eigenschaften der aus diesem Simultan-Chromerz hergestellten feuerfesten Erzeugnisse sind keineswegs Schlechter als bei Verwendung von stückigem Chromerz, vielmehr in verschiedener Hinsicht überraschenderweise sogar wesentlich besser. Es kann hier erwähnt werden, daß bei Verwendung von natürlichem Chromerz in basischen, feuerfesten Steinen beim Steinbrand je nach d'r eingesetzten Chromerzmenge ein mehr oder minder starkes Brennwachsen der Steine erfolgt, wogegen ein solches Wachsen bei Verwendung von Simultan-Chromerz auch bei hochch^romerzhaltigen Steinen nur mehr in ganz geringem Umfang eintritt. Ferner zeigen die mit Simultan-Chromerz hergestellten Steine nach einem Brand im Tunnelofen außergewöhnlich hohe Werte für die Kaltdruckfestigkeit und auch sehr gute Werte für die Heißbiegefestigkeit Ibei 1260⁰C. In Hinblick auf diese Ergebnisse kann gesagt werden, daß dar Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur die Möglichkeit bietet, aus Chromerzkonzentrat gröbere, für feuerfeste Zwecke geeignete Körnungen herzustellen und damit richtige Verwendungsmöglichkeiten für Chromerzkonzentrate in der feuerfesten Industrie zu eröffnen, sondern darüber hinaus eine Verbesserung von an sich schon hochwertigem Chromerz, wie es die Chromerzkonzentrate darstellen, erreichen läßt.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Ein Chromerzkonzentrat der Körnung 0 bis 0,5 mm wurde nachgemahlen und hatte dann folgende Siebanalyse:

unter 0,063 mm 87,4°/₀

0,063 bis 0,125 mm 11,2%

0,125 bis 0,2 mm 1,1%

über 0.2 mm 0,3 %

Die chemische Zusammensetzung war wie folgt:

SiO₂ 2,71%

Cr₈O₃ 53,78%

Al₈O₃ 10,07%

CaO 0,15%

Glühverlust (GIv.) 0,27 %

Als MgO-liefernde Komponente wurde Flugstaub, der beim Brand eines Gemisches von 80% flotativ aufbereitetem Rohmagnesit und 20% Flugstaub anfiel, verwendet. Dieser Flugstaub hatte folgende Zusammensetzung:

SiO. 1,45%

CaO 0,80%

Fe₂O₃ 4,25%

AI₂O₃ 0,50%

MgO 81,00%

Clv 12,0%

Für die Herstellung des Cimultan-Chromerzes wurden 80% des nachgemahlenen Chromerzkonzentrates mit 20% Flugstaub gemischt und die Mischung wurde zu Briketts verpreßt. Als Bindemittel diente eine Kieseritlösung von 30° Be in einer Menge von 5 1/100 kg Mischung. Die Briketts wurden dann bei 1900^cC in einem Drehofen gebrannt. Das erhaltene Simultan-Chromerz hatte nachstehende chemische Analyse:

SiO₂ 2,44o/_o

Fe₂O₃ 14,06%

Al₂O₃ 7,64%

Cr₂O, 38,45%

CaO 0,48%

MgO 36.93%

GIv +0,11%

Dieses Simultan-Chromerz zeigte ein ausgezeichnetes Brechverhalten, so daß daraus in gleicher Weise wie aus natürlichem Stückerz beliebige Körnungen hergestellt werden konnten. Wenn es z. B. auf eine Korngröße von unter 8 mm gebrochen wird, ergibt sich folgende Siebanalyse:

unter 0,12 mm 7,1%

0,12 bis 0,3 mm 1.7%

0,3 bis 0,5 mm 1,1%

0,5 bis 1,0mm 4.3%

1 bis 2 mm 7,8%

2 bis 3 mm 11,7%

3 bis 4mm 19,9%

4 bis 6 mm 38,3%

6 bis 8 mm 6,0%

8 bis 10 mm 2,1%

über 10 mm 0,0%

Aus diesem Simultan-Chromerz wurden auf die im folgenden beschriebene Weise verschiedene Steine hergestellt:

a) Ein Ch-ommagnesitstein aus folgenden Komponenten :

20% Simultan-Chromerz 2 bis 4 mm

20% Simultan-Chromerz 0,3 bis 2 mm

10% Simultan-Chromerz 0 bis 0,3 mm

20% Sintermagnesia 0,3 bis 0,5 mm

30% Sintermagnesia unter 0,12 mm

Die verwendete Sintermagnesia hatte die Analyse:

SiO₂ 2,8%

Fe₂O₃ 3,8%

At,O_s 1.0%

CaO 1.8%

MgO 90.6%

Die Mischung dieser Stoffe wurde unter Verwendung von 1,5% trockener SuKitzelluIoscablaugc und 1,51 Wasser/100 kg Mischung als Bindemittel bei einem Preßdruck von 1150 kp/cm² zu Steinen verpreßt, die bei 1590 C im Tunnelofen gebrannt wurden.

Die Steine hatten folgende Prüfwerte (Mittelwerte) und Zusammensetzung:

Raumgewicht (RG) (ber.), g/cm³ 2.98

Porosität (Ps), % 21,8

Biegedruckfestigkeit (BDF), kp/cm².... 80

Kaltdruckfestigkeit (KDF), kp/cm² ... 609 Heißbiegefestigkeit (HBF) ^ao

(1260°C), kp/cm^? 109,3

(1480°C), kp/cm² 13,6

Druckfeuerbeständigkeit (DFB)

to 1560⁹C

ta ·. 1610°C

,B über 1700⁰C

abgesunken 1.2%

Normalspalling über 40

Bursting 6

Chemische Analyse:

SiO₂ 2,82%

Fe₂O₁ 8.56%

Al₂O₃ 4.04%

Mn₃O₁ 0,20%

Cr₂O₁ 19,92%

CaO. 1,31%

MgO 63.05%

GIv 0,10%

Im Vergleich dazu hatten Steine, die in vollkommen gleicher Weise aus einem hochwertigen stückigen Chromerz an Stelle des Simultan-Chromerzes hergestellt wurden, bei gleicher Zusammensetzung eine KDF von 255 kp/om², H BF-Werte bei 1260⁰C von 65, bei 1480⁰C von 8,0kp/cm^s und einen Burstingwcrt von 20. Die übrigen Werte waren praktisch (im Rahmen der Fehlergrenzen) gleich. so

b) Ein Magnesitchromstein für die Zementindustrie aus folgenden Komponenten:

50% Sintermagnesia 0,3 bis 3,0 mm

10% Sintermagnesia 0 bis 0.3 mm

20% Sintermagnesia unter 0,12 mm

10% Simultan-Chromerz 0,3 bis 2 mm

10% Simultan-Chromerz 0 bis 0,3 mm

0,5% Borsäure

Die Sintermagnesia war die gleiche wie bei Beispiel a). Als Bindemittel wurde 1,25% trockene SuIfU-zelluloseablauge und 2,01 Wasser/100 kg Mischung verwendet. Ferner wurde Borsäure zugegeben, um die Steine gegen Hydratation beständig zu machen. Auf Grund des Borsäurezusatzes sind aber die Werte für die HBF niedriger als normal.

Die Steine hatten nachstehende Prüfwerte (Mittelwerte) :

RG (ber.), g/cm³ 2,90

Ps, % 19,8

BDF, kp/cm² 64

KDF, kp/cm² 501

HBF (1260⁰C), kp/cm² 55,9

HBF (1480°C), kp/cm² 7,7

DFB

10 1595°C

ta 1640⁰C

IB über 1700⁰C

abgesunken 1,4%

Normalspalling über 37

Bursting 1

Chemische Analyse:

SiO₂ 2,86%

Fc₂O₃ 5,89%

Al₂O₃ 2,17%

Mn₃O₄ 0,18%

Cr₂O₃ 9,18%

CaO 1.58%

MgO 78,00%

GIv 0,14%

In vollkommen gleicher Weise hergestellte Steine aus Stückerz hatten eine KDF von 440 kp/cm², HBF-Wcrte von 30,6 kp/cm² bei 1260" C und 7,4 kp/cm² bei C sowie einen Burstingwert von 4. Die übrigen Werte waren praktisch gleich.

c) Ein Spezialstein für Öfen der Glas- und Stahlindustrie mit nachstehender Zusammensetzung:

40% Sintermagnesia 0,3 bis 3 mm

30% Sintermagnesia unter 0,12 mm

20% Simultan-Chromerz 0.3 bis 2 mm

10% Simultan-Chromerz 0 bis 0,3 mm

Auch in diesem Fall wurde die gleiche Sintermagnesia verwendet wie bei Beispiel a). Das Bindemittel war trockene Sulfhzclluloseablauge' in einer Menge von 1,5% und 1,25 1 Wasser/100 kg Mischung. Die Prüfwerte waren wie folgt:

RG (ber.), g/cm³ 2.94

Ps, % 20.5

BDF, kp/cm² 63

KDF, kp/cm² 509

HBF (1260°C), kp/cm² 97,7

HBF (1480°C), kp/cm² 8,9

DFB

to 1625°C

ta —

tB über 1700⁰C

abgesunken 0,3 %

Normalspalling über 40

Bursting 1

Chemische Analyse:

SiO₂ 3,01%

Fe₂O₃ 6,76%

Al₂O₃ 2,63%

Mn₃O₄ 0,20%

Cr₂O₃ 12,12%,

CaO 1,58%

MgO 73,57%

GIv 0,13%

ίο

Im Vergleich dazu hatten gleiche Steine aus stückigem Chromerz eine KDF von 332 kp/cm², HBF-Werte von 60,0 kp/cm² bei 1260⁰C und 6,0 kp/cm² bei 148O°C sowie einen Burstingwert von 5. Die übrigen Werte waren praktisch gleich.

d) Ein chemisch gebundener Stein für Öfen der Stahiindustrie mit folgender Zusammensetzung:

15 °/₀ Simultan-Chromerz 2 bis 4 mm

15% Simultan-Chromerz 0,? bis 2 mm

40% Sintermagnesia 0,3 bis 3 mm

30% Sintermagnesia unter 0,12 mm

Die Sintermagnesia entsprach derjenigen von Steina). Dazu kamen als Bindemittel 0,75% Borsäure, 1 % trockene Sulfitzelluloseablauge und 2,51 Kieseritlösung von 29° Βέ/lOO kg Mischung. Die Prüfwerte waren wie folgt:

Ungebrannt

RG (ber.), g/cm³

Ps, %

BDF, kp/cm²

KDF, kp/cm²

HBF (1260⁰C), kp/cm² HIiF (1480°C), kp/cm² DFB

to

ta

tB

abgesunken

Normalspalling

Bursting

3,02 13,0 112

827 11.9 7.8

1310 C

1460 "C 1700°C

2,4"/,

Nach Brand

im

Tunnelofen (155O°C)

2,99 19,3 64 612 60,0

9,9

über

Demgegenüber hatten Steine aus stückigem Chromerz folgende Werte:

Ungebrannt

796 16,2 7,3 8

Gebrannt

311 6,7 5,6 7

KDF. kp/cm²

HBF (1260°C), kp/cm² HBF(148O°C), kp/cm² Bursting

Beispiel

Dieses Beispiel betrifft die Herstellung von Steinen
mit direkter Bindung aus sogenanntem Simultansinter. Unter der Bezeichnung »Simultansinter« wird 50 gende Prüfwerte·

ein Sintermaterial verstanden, das unter bestimmten -

Bedingungen durch gemeinsames Brennen von Chromerz und Magnesia (vgl. zum Beispiel die obenerwähnten österreichischen Patentschriften 265 099 und 262 867) erhalten wird. Dabei muß ein Teil des Chromerzes als Grobkorn vorliegen, so daß Chromerzkonzentrate allein nicht verwendet werden können. Aus Simultan-Chromerz aber lassen sich ohne weiteres Körnungen, die für die Herstellung von Simultansinter geeignet sind, gewinnen.

Die Chromerzkomponente für die Herstellung des Simultansinters bestand aus 60% Simultan-Chromerz gemäß Beispiel 1 in einer Körnung von 0 bis 6 mm Feinanteil konnte ebensogut auch aus Simultan-Chromerz bestehen, jedoch wird man nicht eigens dieses wertvolle Material auf so niedrige Korngrößen vermählen, wenn diese Körnungen in Form von natiirlichem Chromerzkonzentrat verfügbar sind. Die Chromerzkomponentc enthielt 2,62% SiO₂. 45.71 °/_n Cr₂(X₁, 10.07% Al₂O₃ und 0,38% CaO bei einem Glühverlust von 0.0%.

Der MgO-Anteil lag in Form eines flotativ aufbereiteten Rohmagnesits mit 0,5% SiO₂, 0,7% CaO. 45,8% MgO und 50,5% Glühverlust vor.

Die Mischung für den Brand (Brikettmischung) bestand aus

46% Rohmagnesit,

34% Chromerzkomponente und 20% Cr₂O₃-haltigem Flugstaub.

Der Fhgstaub enthielt 1,10% SiO₂. 8,50% Cr₂O₃, 0.85% CaO und 64,8% MgO und hatte 16.0% Glüh_ao verlust.

Die Brikettiermischung hatte einen Gehalt von 1,34% SiO₂.17,24% Cr₂O₃,0,62% CaO, 58.5% MgO und 26,23 % Glühverlust. Sie wurde unter Verwendung einer Kicscritlösiing von 29° Be als Bindemittel zu _J5 Briketts verpreßt. Diese wurden bei 1900" C im Drehofen gebrannt und ergaben ein Sintermaterial (Simultansinter) mit einem KRG von 3,37 g/cm³ und einer Gcsamtporosität von 13,80% bei folgender analytischer Zusammensetzung:

SiO₂ 2.1 Γ/ο

Fe₂O₁ 9.91%

AUO, 5.44%

Cr₂O, 24.03%

CaO 1.00%

MgO 57.49%

GIv j 0.01 %

Aus diesem Material wurden Steine mit z-'ci verschiedenen Kornanalysen hergestellt:

a) 67% 0.3 bis 3 mm

33% unter 0,12 mm

b) 25% 3 bis 8 mm

30% 0,5 bis 3 mm

15% 0,3 bis 0,5 mm

30% unter 0.12 mm

Die Steinmischungen wurden mit etwa 1,5% trockener Sulfitzelluloseablauge und 1,251 Wasser/100 kg Mischung gebunden, bei 1150 kp/cm² zu Steinen verpreßt und diese bei 1600⁰C gebrannt. Sie hatten fol-

RG (ber.), g/cm³

Ps, %

BDF, kp/cm²

KDF, kp/cm²

HBF (1260⁰C), kp/cm²
HBF (148O⁰C), kp/cm²

TWB

Bursting

Stein a)

Stein b)

3,19	3.19
17,7	17.2
59,0	58,0
506	548
128,7	171.6
25,5	24,7
12	27
4	5

(davon waren 54% über 0,5 mm Beispiel 3 Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung voi

_ und 10,5% unter __ ^

(fnmm) und 40%"unverändertem Chromerzkonzen- 65 Chrommagnesitsteinen mit einem sehr hohen Chrom trat von 0 bis 0,5 mm. Das Chromerzkonzentrat wurde crzgehalt. Es wurde das gleiche Simultan-Chromer deshalb zugemischt, um bei diesem Versuch den wie bei Beispiel 1 verwendet und daraus wurden zwc Chromerz-Feinanteii etwas zu erhöhen. Dieser erhöhte Steine mit folgenden Kornanalysen hergestellt:

11 12

a) 67°/o 0,3 bis 3 mm Die Steine wurden in bekannter Weise mit trockener

33% unter 0,12 mm Sulfitzelluloseablauge und Wasser gebunden und bei

b) 25% 3 bis 8 mm 1590⁰C gebrannt. Im folgenden sind die Prüfwerte

30% 0,5 bis 3 mm dieser Steine und daneben noch die Werte für einen

15% 0,3 bis 0,5 mm 5 analysengleichen konventionellen Stein aus Chromerz

30% unter 0,12 mm und Magnesia angegeben:

a)	3,23	b)	3,27	Konventioneller Stein
20,0	19,6	2,86
92	81	28,2
380	410
123	129,2	168
21.7	19,7	55
1585	1510	2,0
1630	1640
über 1700	über 1700	1585
1,5	1,7	über 1700
3	6	3
9	14	5
25

RG, g/cm³

Ps, %

BDF, kp/cm²

KDF, kp/cm^a

HBF (1260⁰C), kp/cm^a
HBF (148O⁰C), kp/cm²
DFB

to

ta

tB

abgesunken, %

TWB

Bursting

Wie aus diesen Beispielen zu ersehen ist, kann das Simultan-Chromerz mit Erfolg an Stelle von stückigem Chromerz eingesetzt werden. Die damit hergestellten feuerfesten Erzeugnisse, insbesondere Steine, sind den aus Stückerz hergestellten Erzeugnissen völlig gleichwertig und in mancher Hinsicht (KDF, Heißbiegefestigkeit, Bursting) sogar überlegen. Damit ist ein weiterer Weg gewiesen, der es ermöglicht, feinkörnige Chromerzkonzentrate in allen Fällen an Stelle der immer schwieriger erhältlichen, hochwertigen stückigen Chromerze einzusetzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Sintermaterials auf der Grundlage von Chrommagnesit aus Mischungen von mindestens 65% Chromerz und höchstens 35% Magnesia oder entsprechenden Mengen von beim Brennen Magnesia liefernden Magnesiumverbindungen, wobei diese Mischungen zu Formungen, insbesondere Briketts oder Granalien, verformt und ohne Schmelzen gesintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen von 65 bis 90% Chromerz einer Korngröße von höchstens 2,5 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm, und 10 bis 35% Magnesia oder entsprechenden Mengen Magnesiumverbindungen einer Korngröße von höchstens 0,2 mm, die zusammen ein Sintermaterial mit einem Kieselsäuregehalt von höchstens 3,0%, vorzugsweise unter 2,5%, einem Kalkgehalt von höchstens 2,0%, vorzugsweise unter 1,0%, und einem Gehalt von mindestens 40% Cr_sO₃ + AIjAi ergeben, auf eine Temperatur über 1750° C erhitzt werden, bei der praktisch das gesamte Chromerz in Sekundäispinelle übergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen von 80 bis 90% Chromerz und 10 bis 20% der Magnestrkomponente verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 80% oder mehr der Chromerzkomponente eine Korngröße von höchstens 0,063 mm haben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung einei Sintertemperatur von bis zu 1900⁰C das Chromen in einer Korngröße von unter 0,2 mm, vorzugsweise unter 0,1 mm, eingesetzt wird.