DE2335791A1

DE2335791A1 - Feuerfeste mullit/chrom-masse

Info

Publication number: DE2335791A1
Application number: DE19732335791
Authority: DE
Inventors: Edward Lining Manigault
Original assignee: CHAS TAYLOR S SON CO
Current assignee: CHAS TAYLOR S SON CO
Priority date: 1972-07-13
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-01-31
Also published as: JPS4959107A; US3773532A; FR2192990A1; GB1421418A; FR2192990B1; CA973572A

Description

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"DIPL..-ING. HANS W. GROENING 2335791

DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN

PATENT A NWÄLT-E

The Chas. Taylor's Sons Company, Cincinnati, Ohio / USA

Feuerfeste Mullit/Chrom-Masse

Feuerfeste Mullitmassen sind bisher zu einer Verwendung in der Stahlindustrie entwickelt worden. In neuerer Zeit wurde ein feuerfestes Mullit/Chromoxid-Material hergestellt, das sich besonders für eine Verwendung in der Stahlindustrie eignet, da diese Kombination feuerfester ist als feuerfeste Mullitmaterialien. Es wurde jedoch gefunden, daß ein neuer Typ eines feuerfesten Mullitmaterials hergestellt werden kann, das noch weiter verbesserte Eigenschaften gegenüber den Materialien besitzt, die unter Verwendung von feuerfesten Mullit/Chromoxid-Materialien erhalten werden.

Die Erfindung betrifft eine neue feuerfeste Masse, welche 56 bis 80 % Mullit, 6 bis 13 % Kyanit, O bis 8 % Aluminiumoxid, 1 bis 9 % Siliziumdioxid und 4 bis 25 % eines Eisen/Chromit-Erzes aufweist, wobei sich alle Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

Dieses feuerfeste Material wird in der Weise hergestellt, daß die vorstehend angegebenen Bestandteile vermischt werden, die Mischung zu den gewünschten Formen verformt wird, worauf die

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SI EBKHTSTH. 4 ■ POSTFACH 800 720 · KABEL: RHEINPATENT ■ TELEFON (080) 471070/70 · TELEX 3-23

Formen bei Temperaturen zwischen 1500 und 165O°C gebrannt werden.

Es wurde gefunden, daß, falls ein Eisen/Chromit-Erz einer feuerfesten Mullitmasse zugemengt wird, eine feuerfeste Masse erhalten wird, die weniger porös ist und gegenüber einem Angriff durch Schlacke und Alkalien widerstandsfähiger ist als ein Mullitkörper oder ein Chromoxid/Mullit-Körper.

Eisen/Chromit-Erz enthält gewöhnlich 35 bis 50 % Chrom(III)-oxid, 2O bis 35 % Eisenoxide und 20 bis 45 % Oxide von Silizium, Magnesium, Kalzium und Aluminium.

Zur Herstellung der keramischen Mischung sollte der Mullit zur Erzielung eines Größenbereichs von -6,3 mm bis O,O44 mm (325 mesh) vermählen werden. Der kalzinierte Kyanit sollte auf eine Teilchengröße von -0,15 mm (-100 mesh) vermählen werden, während das Eisenchromiterz, das Siliziumdioxid sowie das Aluminiumoxid auf eine Teilchengröße von -0,044 mm (-325 mesh) vermählen werden sollten.

Die vorstehend angegebenen Bestandteile werden mit einer solchen Menge Wasser und eines organischen Bindemittels vermischt, daß die Mischung vermischt werden kann, worauf die Mischung in die gewünschten Formen überführt wird, die dann bei 15OO bis 165O°C unter Bildung des gewünschten feuerfesten Materials gebrannt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern dia Erfindung.

Beispiel 1

Zur Durchführung dieses Beispiels werden 70,8 kg Mullit und 4,8 kg Eisenchromiterz mit 10,1 kg eines kalzinierten Kyanits, 6,6 kg Aluminiumoxid und 7,7 kg Siliziumdioxid vermischt. Der

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Mullit enthält Teilchen von -6,3 mm bis-0,044 mm (325 mesh). Der kalzinierte Kyanit wird auf -0,15 mm (-100 mesh) vermählen, während das Eisenchromiterz, das Aluminiumoxid sowie das Siliziumdioxid jeweils auf -O,044 mm (-325 mesh) vermählen werden.

Das eingesetzte Eisenchromiterz setzt sich wie folgt zusammen: Bestandteil · Prozent

Chrom(III)oxid Eisenoxide Siliziumdioxid Kalziumoxid Magne s i umoxi d Aluminiumoxid

100,00

Die Mischung wird trocken während einer Zeitspanne von 3 Minuten vermischt. 3,1 kg einer 30 %igen Lösung einer Ligninf liissigkeifc in Wasser werden der Mischung zugesetzt, worauf die Mischung während einer Zeitspanne von 10 Minuten vermischt wird.

Ziegel mit einer Größe von 228 χ 114 χ 76 mm werden hergestellt und bei einer Temperatur von 156O°C während einer Zeitspanne von 5 Stunden gebrannt. Die fertigen Ziegel werden untersucht, wobei folgende Eigenschaften ermittelt werden:

Porosität, Prozent 15,0

Absorption, Prozent 5,8

Die Ziegel werden ferner einem Schlacken- und Alkaliangriffstest unterzogen. Diese Tests werden nachstehend beschrieben:

3 0 9 8 8 5/1114

- 4 Schlackenangriffstest:

Der Ziegel wird auf 1425 ⁰C in einem Schlackentropfofen erhitzt und 300 σ einer geschmolzenen Hochofenschlacke während einer Zeitspanne von ungefähr 3 Stunden ausgesetzt. Der Ziegel wird dann aus dem Ofen entfernt, worauf der Einschnitt in den Ziegel, der durch die geschmolzene Schlacke verursacht worden ist, gemessen wird (Volumen des Einschnittes).

Alkaliangriffstest:

Der gebrannte Ziegel wird zu einem 50 mm Würfel zerschnitten, worauf ein Loch mit einem Durchmesser von 3 2 mm und einer Tiefe von 25 mm aus dem Oberteil unter Ausbildung eines Napfes ausgeschnitten wird. Der Napf wird mit 8 g Kaliumcarbonat gefüllt und mit einem ähnlichen zieaelähnlichen Material bedeckt. Der Würfel wird dann unter reduzierenden Bedingungen auf 1040 C während einer Zeitspanne von 5 Stunden erhitzt.

Der Zyklus wird wiederholt, wobei erneut Alkali eingefüllt wird und solange erhitzt wird, bis der Würfel erheblich zerstört ist. Die Anzahl der angewendeten Zyklen wird als Widerstandsfähigkeit geaenüber dem Alkali aufgezeichnet.

Die nach diesem Beispiel hergestellten Ziegel besitzen folgende Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Angriff:

Schlackenangriffstest, ecm 9,9

Alkaliangriffstest, Zyklen 8

Alle diese Eigenschaften sind beträchtlich gegenüber den Eigenschaften eines Mullit-Ziegels oder eines Mullit/Chron(III)oxid-Ziegels, hergestellt nach bekannten Verfahren, verbessert. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der Vergleichsversuche zusammen mit den Ergebnissen von Beispiel 1 zusammengefaßt.

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Beispiele 2 bis 3

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß verschiedene Mengen an Aluminiumoxid, Eisenchromiterz und Siliziumdioxid verwendet werden. Bei der Durchführung des Beispiels 2 werden die Mengen an Aluminiumoxid und Siliziumdioxid vermindert, während zur Durchführung des Beispiels 3 die Eisenchromiterzmenge um das Fünffache erhöht wird.

Auch bei der Durchführung dieser Beispiele werden verbesserte Ergebnisse erhalten. Die Ergebnisse sind zusammen mit den Vergleichsergebnissen in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Chrom(III)oxid/

	Beispiele Mullit	1	2	3	, Vergleich	Mullit, Vergleich
	70,8	74,3	67,6
Mullit, kg	10,1	10,6	10,6	68,6	68,6
Kyanit, kg				8,6	8,6
Aluminium -	6,6	4,6
oxid, kg				3,6	8,6
Silizium	7,7	5,4	1,5
dioxid , kg
Eisenchromit,	4,8	5,0	22,8
kg
Chrom(III)-
oxid, kg				5,0
Ton, kq	14,2	14,2

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NA

	Beispiele.	2	3	Chrom(III)- oxid/ Mullit, Vergleich	Mullit, Vergleich
	1	15,3	15,3	16,1	17,3
Porosität,%	15,0	5,9	5,5	6,2	6,8
Absorp tion, %	5,8			10,8	15,8
Schlacken angriffs test, ecm	9,9		5-	2	1
Alkali angriff s- test, Zyklen	8

Aus der vorstehenden Tabelle ist deutlich zu ersehen, daß dann, falls Eisenchromiterz in einer Mullitmasse verwendet wird, die Absorption sowie die Porosität der gebrannten Ziegel gegenüber Ziegeln vermindert sind, die entweder unter Einsatz einer bekannten Mullitmasse oder einer bekannten Chrom(III)oxidmullitmasse hergestellt worden sind. Ferner werden die erfindungsgemäß hergestellen Ziegel weniger sowohl von geschmolzener Schlacke als auch von Alkali angegriffen als die in bekannter Weise hergestellten Ziegel.

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Claims

Patentansprüche

1. Feuerfeste Masse, gekennzeichnet durch 56 bis 80 % Mullit,

6 bis 13 % eines kalzinierten Kyanits, 0 bis 8 % Aluminiumoxid, 1 bis 9 % Siliziumdioxid und 4 bis 25 % Eisenchromiterz, wobei sich die Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

2. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Masse, dadurch gekennzeichnet, daß 56 bis 80 % Mullit, 6 bis 13 % eines kalzinierten Kyanits, O bis 8 % Aluminiumoxid, 1 bis 9 % Siliziumdioxid und 4 bis 25 % Eisenchromiterz vermischt werden, aus der Mischung geformte keramische Körper gebildet werden, und diese Körper bei einer Temperatur zwischen 1500 und 1650 C gebrannt werden, wobei sich alle Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das. verwendete Eisenchromiterz 20 bis 35 % Eisenoxide und 20 bis 45 % Oxide von Silizium, Magnesium, Kalzium und Aluminium enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mullit eine Größe von -6,3 mm bis 0,044 mm (325 mesh) besitzt, der kalzinierte Kyanit eine Größe von -0,15 mm (-100 mesh) aufweist und das Eisenchromiterz, das Aluminiumoxid sowie das Siliziumdioxid eine Größe von -0,044 mm (-325 mesh) aufweist.

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