DE2459601B1

DE2459601B1 - Metallurgical refractories resistant to temp. shocks - based on magnesia (opt. with other oxides) with addition of carbon and silicon

Info

Publication number: DE2459601B1
Application number: DE19742459601
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Paul
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1976-03-04

Abstract

Compsn. for the prodn. of temp. shock-resistant troughs or receptacles for molten metals (esp. steel) contg. mainly magnesia, opt. in the form of mixed minerals, is improved in that it contains 10-30 wt % of carbon (pref. graphite, at least in part) and up to 20 wt % of silicon (elemental, or in the form of an alloy, such as ferrosilicon or calcium-silicon). The compsn. may opt. contain up to 20 wt % of metal oxide(s) forming a mixed mineral with magnesia, e.g. alumina, chromium oxide, CaO, SiO2, TiO2, ZrO2 and other refractory oxides. The compsn. may contain 1-10 wt % of an organic or metallo-organic binder and/or a pressing aid. The grain size of the compsn. is pref. less than 1 mm. Refractory matls. produced from the above compsn. withstand temp. shocks when contacted with molten metals without any cracking. The cold- and hot-compressive strength is sufficient. The resistance against erosion by molten metals and attach by slags (esp. basic slags) is good. The shaped bodies can be fired at much lower temps than the sintering temp. of the conventional ceramics. The bodies are pref. shaped by the isostatic pressing.

Description

Patentansprüche: 1. Feuerfeste keramische Masse aus überwiegend Magnesiumoxid oder Mischmineralien mit überwiegenden Magnesiumoxid-Anteilen und Mischungen daraus zur Herstellung von temperaturschockbeständigen Formkörpern und Bauteilen, insbesondere von Ausgüssen und Tauchausgüssen zum Gießen von Metallschmelzen, dadurch g e k e n n -z ei c h n e t, daß die Masse 10 bis 30 Gewichtsprozent Kohlenstoff und bis zu 20 Gewichtsprozent Silicium enthält. Claims: 1. Refractory ceramic mass made predominantly of magnesium oxide or mixed minerals with predominantly magnesium oxide components and mixtures thereof for the production of temperature shock-resistant molded bodies and components, in particular of nozzles and immersion nozzles for pouring molten metal, thereby g e k e n n -z ei c h n e t that the mass is 10 to 30 percent by weight carbon and up Contains 20 weight percent silicon.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Korngröße unter 1 mm ist. 2. Composition according to claim 1, characterized in that its grain size is less than 1 mm.

3. Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffanteil ganz oder überwiegend aus Graphit besteht. 3. Composition according to claim 1 and 2, characterized in that the carbon content consists entirely or predominantly of graphite.

4. Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Silicium als reines Metall oder in Form einer Legierung, wie Ferro-oder Calciumsilicium, enthält. 4. Composition according to claim 1 to 3, characterized in that it is the Silicon as a pure metal or in the form of an alloy, such as ferrous or calcium silicon, contains.

5. Masse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 20 Gewichtsprozent eines Metalloxids enthält, mit dem das Magnesium ein Mischmineral bildet, z. B. Tonerde, Chromoxid, Calciumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid u. a. feuerfeste Oxide. 5. Composition according to claim 1 to 4, characterized in that it is up Contains 20 percent by weight of a metal oxide with which the magnesium is a mixed mineral forms, e.g. B. alumina, chromium oxide, calcium oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide i.a. refractory oxides.

6. Masse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 10 Gewichtsprozent eines oder mehrerer, an sich bekannter organischer oder metallorganischer Binder und/oder Preßhilfsmittel enthält. 6. Composition according to claims 1 to 5, characterized in that they 1 to 10 percent by weight of one or more, per se known organic or contains organometallic binders and / or pressing auxiliaries.

7. Masse nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 60 Gewichtsteile Magnesiumoxid 20 Gewichtsteile Kohlenstoff 10 Gewichtsteile Silicium 10 Gewichtsteile Aluminiumoxid 5 Gewichtsteile organische Preßhilfsmittel. 7. Composition according to claims 1 to 6, characterized by the following Composition: 60 parts by weight of magnesium oxide 20 parts by weight of carbon 10 Parts by weight silicon 10 parts by weight aluminum oxide 5 parts by weight organic Pressing aids.

Die Erfindung bezieht sich auf eine feuerfeste keramische Masse aus überwiegend Magnesiumoxid oder Mischmineralien mit überwiegenden Magnesiumoxid-Anteilen und Mischungen daraus zur Herstellung von temperaturschockbeständigen Formkörpern und Bauteilen, insbesondere von Ausgüssen und Tauchausgüssen für Gießen von Metallschmelzen. The invention relates to a refractory ceramic mass predominantly magnesium oxide or mixed minerals with predominantly magnesium oxide components and mixtures thereof for the production of temperature shock-resistant molded bodies and components, in particular of nozzles and submerged nozzles for pouring molten metal.

Die Verwendung von Magnesiumoxid und Magnesiumoxid-Spinellen bzw. anderen Magnesiumoxid-Mischmineralien und Mischungen daraus als feuerfeste Rohstoffe ist allgemein bekannt. Die aus solchen Massen hergestellten Formkörper oder Bauteile zeichnen sich jedoch durch eine relativ geringe Temperatur-Schockbeständigkeit aus. The use of magnesium oxide and magnesium oxide spinels resp. other magnesium oxide mixed minerals and mixtures thereof as refractory raw materials is well known. The moldings or components produced from such masses however, are characterized by a relatively low temperature shock resistance.

Zwar werden in der Literatur und in Prospekten magnesitische Spezialsteine beschrieben, denen eine »hohe« Temperaturwechselbeständigkeit zugeschrieben wird. Diese reicht jedoch nicht aus für einen Einsatz solchen Materials in Form von Tauchausgüssen für das Stranggießen von Stahl oder anderen Metallschmelzen. It is true that magnesite special stones are used in the literature and in brochures described, to which a "high" thermal shock resistance is ascribed. However, this is not sufficient for one use such material in the form of immersion nozzles for the continuous casting of steel or other molten metals.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine magnesitische Masse zu schaffen, aus der keramische Formkörper erzeugt werden können, die ein direktes Beaufschlagen des kalten Steins mit flüssigem Stahl erlauben, ohne daß Risse oder Abplatzungen auftreten. The invention has set itself the task of a magnesitic mass to create, from the ceramic moldings can be produced, which a direct Allowing the cold stone to be exposed to liquid steel without cracking or cracking Flaking occur.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Masse 10 bis 30 Gewichtsprozent Kohlenstoff und bis zu 20 Gewichtsprozent Silicium enthält.The object is achieved in that the mass is 10 to 30 percent by weight Contains carbon and up to 20 percent by weight silicon.

Gemäß den weiteren Merkmalen der Erfindung beträgt die Korngröße der Masse unter 1 mm. Der Kohlenstoffanteil besteht zweckmäßig ganz oder überwiegend aus Graphit, es können aber auch entsprechende Anteile von Pech oder Ruß in der Masse enthalten sein. According to the further features of the invention, the grain size is the mass less than 1 mm. The carbon content is expediently wholly or predominantly made of graphite, but there can also be corresponding proportions of pitch or soot in the Mass to be included.

Das Silicium kann erfindungsgemäß in der Masse als reines Metall oder in Form einer Legierung, wie Ferro-oder Calciumsilicium, enthalten sein. Zusätzlich kann der keramischen Masse bis zu 20 Gewichtsprozent eines Metalloxides beigefügt sein, mit dem das Magnesium ein Mischmineral bildet, z. B. Tonerde, Chromoxid, Calciumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid u. a. According to the invention, silicon can be used in bulk as a pure metal or in the form of an alloy such as ferrous or calcium silicon. Additionally Up to 20 percent by weight of a metal oxide can be added to the ceramic mass be, with which the magnesium forms a mixed mineral, e.g. B. alumina, chromium oxide, calcium oxide, Silica, titania, zirconia and others.

feuerfeste Oxide. Schließlich empfiehlt es sich auch, daß die Masse 1 bis 10 Gewichtsprozent eines oder mehrerer, an sich bekannter organischer oder metallorganischer Binder und/oder Preßhilfsmittel enthält. Eine bevorzugte Masse gemäß der Erfindung weist die folgende Zusammensetzung auf: 60 Gewichtsteile Magnesiumoxid 20 Gewichtsteile Kohlenstoff 10 Gewichtsteile Silicium 10 Gewichtsteile Aluminiumdioxid 5 Gewichtsteile organischer Preßhilfsmittel.refractory oxides. Finally, it is also recommended that the mass 1 to 10 percent by weight of one or more organic or known per se contains organometallic binder and / or pressing aids. A preferred mass according to the invention has the following composition: 60 parts by weight of magnesium oxide 20 parts by weight of carbon 10 parts by weight of silicon 10 parts by weight of aluminum dioxide 5 parts by weight of organic pressing aids.

Die erfindungsgemäße Masse zeichnet sich aus durch besonders hohe Temperaturschockbeständigkeit bei ausreichend hoher Kalt- und Heißdruckfestigkeit, durch hohe Verschleißbeständigkeit gegenüber Metallschmelzen und den entsprechenden Schlacken, insbesondere gegen basische Schlacken. The mass according to the invention is characterized by particularly high Temperature shock resistance with sufficiently high cold and hot compressive strength, due to high wear resistance to molten metal and the corresponding Slags, especially against basic slags.

Der weitere Vorteil dieser Massen besteht darin, daß die gepreßten Formlinge bei Temperaturen gebrannt werden können, die weit unter der Sintertemperatur des keramischen Materials liegen und doch eine hohe Kalt-und Heißdruckfestigkeit aufweisen. Das Vermeiden der keramischen Bindung und die innige Vermischung von Magnesiumoxid, Kohlenstoff und Silicium führen zu einer ungewöhnlich guten Unempfindlichkeit gegen Temperaturschock. The further advantage of these masses is that the pressed Briquettes can be fired at temperatures well below the sintering temperature of the ceramic material and yet have a high cold and hot compressive strength exhibit. Avoiding the ceramic bond and the intimate mixing of Magnesium oxide, carbon and silicon lead to an unusually good insensitivity against temperature shock.

Die Verschlackungsbeständigkeit wird durch die Zugabe der Spinell bildenden Oxide sowie durch die Zugabe des metallischen Calciums als Mischmetall mit Silicium erhöht. Während des Einsatzes kommt es zu Mineralneubildungen, die ein vorzeitiges Ausbrennen des Kohlenstoffes verhindern. The slagging resistance is due to the addition of the spinel forming oxides as well as by adding the metallic calcium as misch metal increased with silicon. During use, new minerals are formed which prevent the carbon from burning out prematurely.

Claims

Such masses are particularly suitable if they are fine-grained for deforming with the help of isostatic pressing. One of the uses for The moldings that can be used from such masses is continuous casting of liquid metals, especially steel.