DE2248128C2 - Erschmolzene feuerfeste Gußmasse und deren Verwendung - Google Patents

Erschmolzene feuerfeste Gußmasse und deren Verwendung

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Description

2. Gußmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Dichten mindestens 4,1 g/cmJ beträgt.
3. Gußmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gefüge hauptsächlich aus Kristallen eines MgO- und Cr2O5-SpineIls mit stäbchen- oder nadeiförmigen Einschlüssen einer Me2O3-Phase, überwiegend Cr2O3, und einer kleinen Menge eines Glases zwischen den Korngrenzen besteht.
4. Gußmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß MgO nicht als Periklas vorliegt.
5. Verwendung der feuerfesten Gußmasse nach Anspruch 1 zum Auskleiden von Wannen für Glasschmelzen.
Die Erfindung betrifft eine erschmolzene feuerfeste Gußmasse, aus Cr2O3, MgO, FeO, Al2O3 und SiO2.
Erschmolzene feuerfeste Gußmassen sind bekannt und werden schon seit vielen Jahren benutzt. Solche feuerfesten Werkstoffe, die im wesentlichen ein monolithisches Gefüge haben, haben viele Vorteile in speziellen Anwendungsbereichen gegenüber noch älteren feuerfesten Produkten, die aus granulärem, hitzebeständigem Material bestehen, das in den gewünschten Formen mit hitzebeständigen Keramikwerkstoffen gebunden wird. Insbesondere wegen der naturbedingt dichteren Gefüge sind bestimmte erschmolzene feuerfeste Gußmassen sehr beständig gegen Angriffe durch korrosive Schmelzen, wie Glas, und geschmolzene Metalloxide. Zusätzlich zu ihrem Gefüge ist jedoch die chemische Zusammensetzung erschmolzener feuerfester Gußmassen ein wichtiger Faktor in der Schaffung einer Korrosionsbeständigkeit.
Es sind schon viele verschiedene Zusammensetzungen für erschmolzene feuerfeste Gußwerkstoffe bekanntgeworden, und es ist festgestellt worden, daß für spezielle Anwendungen bestimmte Zusammensetzungen überlegen sind.
Folglich sind eine Reihe solcher feuerfester Produkte verschiedener Zusammensetzungen kommerziell verfügbar gemacht worden, unter anderem eine Anzahl von Stoffen, die Chromoxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid enthalten. Ein typisches Alkalimetall-BoFsilikatglas, das im großen Umfange bei der Herstellung von Glasfasern verwendet wird, hat folgende Zusammensetzung:
CaO
B2O3
22,0
8,5
0,5
Aus der DE-OS 15 71 374 ist für die Herstellung von feuerfesten Gegenständen ein Material aus einer Mischung von Gußteilchen bekannt, die aus mindestens 40% MgO, weniger als 30% FeO, CaO, BaO, SrO, bis 58% Cr2O3, bis 40% Al2O3 bis 18% TiO2, mehr als 5% SiO2, bis 7% Fluor bestehen.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung einer erschmolzenen feuerfesten Gußmasse, insbesondere für die Auskleidung von Glastanks, die gegen den Angriff von geschmolzenem Glas widerstandsfähiger als bekannte Materialien sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine feuerfeste Gußmasse vorgeschlagen, die 75—85 Gew.-% Cr2O3, 5-10 Gew.-% MgO, 5-3 Gew.-% FeO, unter 6 Gew.-% Al2O3 und 1-4 Gew.-% SiO2 enthält, bei der das Molverhältnis Cr2O3ZAI2O3 über 10 liegt und das Me2O3ZMeO-MoIverhältnis 14-23 beträgt. Die Dichte der eriindungsgemäßen GuSmasse soll dabei mindestens 4,1 gZcm3 betragen. Ferner wird es bevorzugt, daß das Gefüge der Gußmasse hauptsächlich aus Kristallen eines MgO- und Cr2O3-Spinells mit stäbchen- oder nadeiförmigen Einschlüssen einer Me2O3-Phase, überwiegend Cr2O3, und einer kleinen Menge eines Glases zwischen den Korngrenzen steht. Das MgO sollte möglichst nicht als Periklas vorliegen.
Besonders vorteilhaft hat sich die erfindungsgemäße feuerfeste Gußmasse zum Auskleiden von Wannen für Glasschmelzen erwiesen.
Als Ausgangsstoffe kommen Chromerz in Betracht, wobei sich Türkische und Transvaal-Erze als besonders geeignet erwiesen haben. Chromoxid und Magnesiumoxid werden zugesetzt um eine Zusammensetzung innerhalb des beanspruchten Bereichs zu erzeugen.
Kleinere Mengen an einem Lichtbogenstabilisierungsmittel können zugesetzt werden, die bis 1% Prozent wirksam sind.
Das Schmelzen, Gießen und Vergüten der feuerfesten Gußmasse kann nach üblichen Verfahren erfolgen.
Bei Herstellung der erschmolzenen feuerfesten Gußmasse gemäß der Erfindung können die die Bestandteile bildenden Oxide in relativ reiner Form chargiert werden. Die Verwendung von Chromerz, das auch kleinere Gehalte an AI2O3 und MgO enthält, ist jedoch wirtschaftlicher. Die erwähnten handelsüblichen Erze haben etwa folgende durchschnittliche Zusammensetzung:
Transvaal-Erz Türkisch-Erz
55 Cr2O3 41,2 51,2
MgO 9,9 17,2
Al2O, 16,8 13,2
FeO 26,1 12,7
60 SiO2 3,1 2,6
Gew.-°/o
SiO2 54,5
AI2O3 14,5
Magnesiumoxid kann in verfügbarer relativ reiner Form zugesetzt werden, wenn der im Chromerz vorhandene MgO-Gehalt nicht ausreicht. Wenn Chromerz verwendet wird, müssen meist keine zusätzlichen Mengen an FeO und Al2O3 zugesetzt werden, weil diese in ausreichender Menge im Chromerz vorhanden sind.
Die Bestandteile werden in Granulatform in den Ofen
chargiert, nachdem sie zuvor gründlich gemischt worden sind. Die Charge kann in einem Dreiphasen-Elektrolichtbogenofen mit wassergekühltem Tiegel bei einer Spannung von 75—150 V geschmolzen werden. Die Charge bildet dabei selbst die Ofenauskleidung, wobei während des Schmelzvorgangs nachchargiert werden kann.
Bei Korrosionstests wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße erschmolzene feuerfeste Masse nicht nur gegen Natron-Kalk-Glassorten, sondern auch gegen die noch stärker korrodierenden Alkali-Borsilikatglassorten sehr beständig ist. Dabei ist die Beständigkeit der erfindungsgemäßen Gußmasse besser als die des teureren gesinterten Chromoxids. Die Korrosion betrug zum Teil nur etwa 40% derjenigen anderer in Verbindung mit Glas verwendeter Materialien.
Eine bevorzugte Zusammensetzung der erfindungsgemäßen feuerfesten Gußmasse hat folgende Analyse:
80% Cr2O3,8% MgO, 4% Al2O3,
6% FeO, und 2% SiO2.
Typische Ofenchargen zur Herstellung der erfindungsgemäßen erschmolzenen feuerfesten Gußmasse sind wie folgt zusammengesetzt:
Gew.-%
(A) Transvaal-Chromerz 253 Chromoxid (Cr2O3) 68,? Magnesiumoxid (MgO) 6,0
(B) Kommerzielles Chromoxid (Cr2O3) 802 Aluminiumoxid (Al2O3) 93 Magnesiumoxid (MgO) 93
<C) Transvaal-Chromerz 24,1
Chromoxid (Cr2O3) 673
Magnesiumoxid (MgO) 6,0

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Feuerfeste Gußmasse, aus Cr2O3, MgO, FeO, AhO3 und SiO2, dadurch gekennzeichnet, daß
- sie 75 bis 85 Gew.-% Cr2O3, 5 bis 10 Gew.-% MgO, 5 bis 8 Gew.-% FeO, unter 6 Gew.-% Al2O3 und 1 bis 4 Gew.-% SiG2 enthält,
- das Molverhältnis Cr2O3ZAl2O3 über 10 liegt und
- das Me^s/MeO-MoIverhältnis 13 bis 23 beträgt
DE2248128A 1971-10-01 1972-09-30 Erschmolzene feuerfeste Gußmasse und deren Verwendung Expired DE2248128C2 (de)

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