DE2554822C3 - Auskleidung von Hochöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Magnesiasteinen zur Auskleidung von Hochöfen.

Die feuerfeste Auskleidung von Hochöfen wurde in früheren Jahren aus Steinen auf der Basis Al₂O₃-SiO₂, wie z. B. Schamotte, Sillimanit und hochtonerdehaltige Produkte, durchgeführt Durch den Angriff von CaO und den Alkalien aus der Schlacke war der Verschleiß vor allem in jenen Bereichen, wo größere Mengen an flüssiger Schlacke auftreten, sehr groß. Durch die Entwicklung von Kohlenstoffsteinen, die gegen solche Schlacken äußerst widerstandsfähig sind, war es zwar möglich, die Haltbarkeit dieser Bereiche, insbesondere die des Gestells, entscheidend anzuheben, da die Kohlenstoffsteine jedoch gegen Oxidation sehr empfindlich sind, war ein Einbau in Rast und Kohlensack vorerst nicht möglich.

Durch eine weitere Entwicklung von Halbgraphit- und Graphitsteinen, die eine geringere Oxidationsempfindlichkeit als Kohlenstoffsteine haben, wurde es dann ermöglicht, diese in der Rast, im Kohlensack sowie im untersten Teil des Schachtes einzusetzen.

In der an diesen Bereich anschließenden Zustellung werden verschiedenste Arten von AlÄ-haltigen Steinen bis zu Mullit- und Korundsteinen eingesetzt Auch mit Aluminiumphosphat getränkte Steine, welche eine höhere Schlackenbeständigkeit gegen Alkalien aufweisen, werden verwendet Trotz dieser hochwertigen Steinsorten ist die Haltbarkeit in der Zone oberhalb der Kohlenstoffzustellung in wenigen Werken befriedigend, und in dieser Zone tritt zumeist ein voreilender Verschleiß auf.

Magnesiasteine sind im Hochofen bisher großtechnisch nicht zum Einsatz gekommen, da man sie aus mehreren Gründen hierfür für ungeeignet hielt So ist der Magnesiastein sehr empfindlich hinsichtlich Zerstörung durch CO-Zerfall, wobei sich das in der Ofenatmosphäre enthaltene CO bei Anwesenheit von Fe₂O₃ im Stein zu CO₂ und C zersetzt und dieser Kohlenstoff sich an den Steinen ablagert und zu deren Zerstörung führt Ferner ist beim Magnesiastein die Hydratationsbeständigkeit, welche in Anbetracht der üblichen Wasserkühlung beim Hochofen ein wichtiges Kriterium für die Betriebssicherheit darstellt relativ gering.

Trotzdem sind Vorschläge und Versuche für den Einsatz von MgO-Steinen im Hochofen bereits gemacht worden. So wurde vorgeschlagen, anstelle der wassergekühlten Blasform eine massive Blasform aus Sintermagnesit zu verwenden. Weiter wurde vorgeschlagen, den Hochofenboden aus Magnesit herzustellen.

Als hinsichtlich der Haltbarkeit kritischer Teil der Hochofenauskleidung ist der Bereich über der üblichen Kohlenstoffauskleidung anzusehen, namentlich Rast Kohlensack und unterer Schachtteil. Es wurden daher in diesen Bereichen verschiedene Steinqualitäten erprobt Soweit dabei Magnesiasteine zur Anwendung "gelangten, handelte es sich um teergetränkte eisenarme Magnesiasteine. Die mit diesen Magnesiasteinen erzielten Ergebnisse waren zwar besser als die der Steine aus Al₂O₃- und SiOrGrundlage, sie haben aber noch nicht voll befriedigt
Teergetränkte Steine haben, wie nun festgestellt

is wurde, infolge der infiltrationshemmenden Wirkung des Kohlenstoffes eine sehr geringe Eindringtiefe der angreifenden Schlacken, was bei basischen Schlackentypen mit einem CaO/SiOz-Molverhältnis von etwa über 1,5 zu einem geringeren Gesamtverschleiß führt als bei eingetränkten Steinen. Bei Schlacken mit einem niedrigeren CaOZSiO₂-Verhältnis bleibt an sich die schlackenabweisende Wirkung des Kohlenstoffes bestehen, es wird jedoch infolge der starken örtlichen Konzentration der saueren Schlacke und durch das wiederholte Heranbringen von neuer reaktionsfreudiger Schlacke zu einer vermehrten Bildung von niedrigschmelzenden Silicaten, wie Merwinit Ca₃Mg(SiO4)2 und Monticellit CaMgSiO₄, kommen und so zu einem starken Verschleiß führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Haltbarkeit im kritischen Teil des Hochofens, namentlich im unteren Teil des Schachtes im Anschluß an den Kohlenstoffteil, anzuheben und somit die Gesamthaltbarkeit des Hochofens zu verbessern.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch Verwendung von basischen, gebrannten, teer- und pechfreien, feuerfesten Baukörpern auf der Grundlage von MgO mit einem Fe₂O₃-Gehalt von unter 0,8 Gew.-% und einer offenen Porosität von weniger als 20 Vol.-% zur Auskleidung

des Übergangsbereiches Kohlensack/Schacht bis etwa V₃ Schachthölle von Hochöfen mit Schlacken mit einem CaO/SiO₂-Molverhältnis von unter 1,5.

In dem genannten, hinsichtlich Haltbarkeit kritischen Teil der Hochofenauskleidung, in dem wegen der Gefahr der Oxidation ein weiteres Hochziehen des Kohlenstoffteiles nicht mehr möglich ist und in dem infolge des Auftretens primärer Schlacken mit einem CaO/SiO₂-Molverhältnis bis 1,5 die Schlackenbeständigkeit der Al₂O₃-Produkte durch den Angriff von CaO und den Alkalien sehr gering ist zeigen Magnesiasteine der angegebenen Zusammensetzung eine ausgezeichnete Haltbarkeit

Bei nicht mit Teer oder Pech getränkten Steinen dringt die Schlacke tief in den Stein ein, die Schlacke steift durch Aufnahme von MgO an und verliert an

Aggressivität so daß der Verschleiß von nicht

teergetränkten Steinen bei diesen Schlackentypen immer geringer wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung

können die Magnesiasteine mit Sulfitablauge getränkt sein. Dadurch wird ein ausreichender Schutz gegen Hydratation erreicht ohne daß die Nachteile der teergetränkten Steine in Kauf genommen werden müßten.

Ausführungsbeispiel

Es wurden mit Sulfitablauge getränkte Magnesiasteine mit nachstehender chemischer Analyse und folgen-

den technologischen Prüfwerten (gemessen am ungetränkten Siein) verwendet

Chemische Analyse:
SiO₂
Al₂O₃
Fe₂O₃
CaO
MgO

Kaltdruckfestigkeit

0,76 Gew.-% 0,09 Gew.-% 0,28 Gew.-% l,96Gew.-% 9634 Gew.-%

542 kp/cm²

Rohdichte
Offene Porosität

234 g/cm³
17,0VoL-%

Diese Steine wurden in einen Hochofen mit 7 m Gestelldurchmesser eingebaut Nach einer Betriebszeit von etwa 18 Monaten, bei einem Roheisendurchsatz von 267 747 t, betrug der Verschleiß 70 mm, bei einer Ausgangsstärke von 750 mm. Die angrenzenden Schamottesteine waren mindestens doppelt so stark verschlissen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von basischen, gebrannten teerund pechfreien, feuertesten Baukörpern auf der Grundlage von MgO mit einem Fe₂O₃-GeHaIt von unter 0,8 Gew.-% und einer offenen Porosität von weniger als 20 VoL-% zur Auskleidung des Übergangsbereiches Kohlensack/Schacht bis etwa </3 Schachthöhe von Hochöfen mit Schlacken mit einem CaO/SiOrMolverhältnis von unter 1,5.

2. Verwendung von mit Sulfitablauge getränkten Baukörpern nach Anspruch 1.