DE2638458A1

DE2638458A1 - Ungebrannte, feuerfeste massen oder steine fuer metallurgische gefaesse

Info

Publication number: DE2638458A1
Application number: DE19762638458
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Magnesital Feuerfest GmbH
Current assignee: Magnesital Feuerfest GmbH
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2638458B2; NL7709252A; LU78016A1; FR2362801A1; GB1541782A; BE858084A; US4115133A

Description

COHAUSZ & FLORAC

PATE NTANWALTS B ÜB O D-4 DÜSSELDORF . SCHUMANNSTR. Θ7

PATENTANWAXTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirfsch.-Ing. A. GERBER - Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Magnesital-Feuerfeat GmbH Oberhausen

Ungebrannt·, feuerfest· Massen oder Steint für Metallurgische

Gefäße

Die Erfindung bezieht sich auf ungebrannte, feuerfeste Massen oder Steine für metallurgische Gefäße, bestehend aus den wesentlichen Bestandteilen Chromerz, Sintermagnesit und kohlenstoffhaltigem Bindemittel.

Feuerfeste Hassen o'd'e'r' Steine für metallurgische Gefäße auf der Grundlage von Chromerz sind tfafür bekannt, daÄ sie eine gute Beständigkeit gegen basische und saure Schlacken haben, daß aber die Temperaturwechselbeständigkeit und die Standfestigkeit nicht befriedigend ist. Eine bekannte Fehlerquelle bei den Steinen auf Chromerzbasis ist das Bursting. Eine Übersicht über typische Steine auf Chromerzbasis gibt Lueger, Lexikon der Hüttentechnik (1963, S.115). Öle dort vorgestellten Chromerrsteine und Chrommagnesiasteine werden in gebrannten Zustand eingesetzt.

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Ge/Schu 8 09 809/0244 _ ₂ -

Ungebrannte feuerfeste Massen oder Steine auf Chroiaerzbasls werden in der DT-PS 667 691, der DT-AS 1 ol4 913 und der DT-AS 1 646 837 beschrieben. Die DT-PS 667 691 beschreibt eine feuerfeste Masse auf Chromerabasis, die weniger als 3 % SiO₂ enthalten soll und die als Bindemittel anorganische Bindestoffe wie Wasserglas oder organische sich verflüchtigende Stoffe wie Teer, trockene Öle enthalten kann. Als Bindemittel wird in dieser Druckschrift auch Sulfitablauge erwähnt. Die DT-AS 1 οΐ4 913 beschreibt nicht aaure, feuerfeste Steine oder Massen, insbesondere ungebrannte, feuerfeste Steine, aus einer Mischung von Chromerz und gebrannter Magnesia. Als Bindemittel werden Schwefelsäure, saures Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid, Sulfitablauge oder andere organische Bindemittel angegeben.

Da die Schlackenbeständigkeit, Standfestigkeit, Kaltdruckfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit der vorbekannten Magnesitchrom- und Chrommagnesit3teine nicht befriedigte, ist in der DT-AS 1 6^6 837 vorgeschlagen worden, ein Gemisch von Chromerz und Magnesit gemeinsam zu brenne^ um als Vorprodukt einen Simultansinter zu erzeugen und diesen Simultansinter fUr die Herstellung ungebrannter Steine heranzuziehen. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird es als wesentlich erachtet, daß bereits der Simultansinter die Eigenschaften des Hochtemperaturbrandee trägt, nämlich die direkte Bindung zwischen den chromoxydhaltigen Stoffen und der Magnesia. Zur Erzeugung der Steine wird das Sintermaterial in gekörnter Form in an sich bekannter Weise mit Teer und/oder Pech, insbesondere Hartpech vermischt und zu den Steine verformt. Diese Steine sollen in Siemens-Martin-Öfen gegenüber anderen Chromerzsteinen eine verlängerte Haltbarkeit erbracht haben. Die Herstellung des Simultansintere erfordert einen vorgeschalteten Brennvorgang.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung sind Probleme, die bei Pfannenausmauerungen beobachtet werden. Die Forderung nach höheren Reinheitsgraden bei Stählen hat dazu geführt, daß vlel-

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fach metallurgische Arbeit, die früher in Sehmelzaggregaten durchgeführt wurde, in die Pfanne verlegt wird. Hierau gehört die Pfannenentgasung, die Entschwefelung, das Legieren von Schmelzen und ähnliche Maßnahmen. Diese Behandlungsschritte setzen voraus, daß der Stahl mit höherer Temperatur in die Pfanne abgestochen wird, um die Behandlungsschritte zu ermöglichen. Daraus folgt, daß diese Gefäße, die in den früheren Jahren fast ausschließlich mit Steinmoder Massen auf der Basis Al-O,, SiO₂, jedoch mit niedrigeren AIpO-- Gehalten zugestellt waren, den Anforderungen nicht mehr genügen. Man hat daher zumindest in den Hauptverschleißzonen der Gefäße basische Erzeugnisse angebracht mit Materialien auf der Basis MgO,Cr₂O, oder AIpO,, SiO,, jedoch mit Al₂O₃-Gehalten über 60 %.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, insbesondere für diese hoch beanspruchten Pfannen· feuerfest« Massenoder Steine auf der Basis Chromerz zu entwickeln, die bei preiswerter Herstellung den hohen Anforderungen an die Temperaturwechselbeständigkeit, Schlackenbeständigkeit und Standfestigkeit genügen.

überraschenderweise wird diese Aufgabe bei ungebrannten, feuerfesten Massen oder Steinen gelöst, wenn die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination eingehalten wird. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Hartpech 3 bis 5 % und der Gehalt an Kohlenstoff 2 bis 4 i. Zweckmäßigerweise nimmt man für Kohlenstoff Mittel wie Koks, Graphit und/oder Ruß. Es wurde festgestellt, daß dieser Kohlenstoffgehalt in Kombination zu dem Hartpechgehalt den gewünschten hohen Restkohlenstoffgehalt garantiert, wobei ein Restkohlenstoffgehalt von etwa 4,5 % die optimalen Ergebnisse hinsichtlich Schlackenbeständigkeit ergibt, ohne die anderen Eigenschaften zu benachteiligen. <

Xn diesem Zusammenhang ist es besondere vorteilhaft, wenn der Gehalt an Sintermagnesia Io bis 15 % beträgt, wobei der Fe₂O₅-Gehalt weniger als 1 % beträgt. Besonders bevorzugt wird Sinter-

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magnesia mit einem Pe₂O,-Oehalt unterhalb von ο, 5 %- Hierdurch wird garantiert, daß die vorgesehenen Kohlenstoffanteile und Hartpechanteile zu dem gewünschten Restkohlenstoffgehalt führen.

Das Chromerz sollte zweckmäßigerweiee einen Fe₂O,-Gehalt von weniger als 25 J, vorzugsweise einen Gehalt an Fe-O- von 13-16 % enthalten. E3 handelt sich um refraktores (feuerfest) Chromerz.

Besondere bevorzugt v/erden ungebrannte feuerfeste Steine, die ale Bindemittel o,5 bi3 2,5 % Sulfitablauge und zur Imprägnierung o,5 bis 2,5 % Imprägnieröl enthalten. Dabei werden Imprägnieröle mit einer Dichte von l,o bis l,2o g/cnr bevorzugt. Dieses Imprägnier öl verhältnismäßig hoher Dichte fördert die Benetzung der Kornfraktion. Zur Steinherstellung werden die feuerfesten Massen in kaltem Zustand, z.B. auf Zwangemischern, vermischt, anschließend mittels mechanischer oder hydraulischer Pressen bei spezifischen

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Preßdrücken von 4oo bis looo kg/cm , vorzugsweise max. 8oo kg/cm verformt, dann bei Temperaturen von Io5 bis 115° C in oxydierender Atmosphäre getrocknet und anschließend getempert. Getempert wird bei Temperaturen von etwa 3oo° C.

Die Massen oder Steine eignen eich insbesondere zum Einsatz in Stahlpfannen, bei denen relativ hohe Temperaturen auftreten. Es hat sich gezeigt, daß der Erfindungsgegenstand sowohl gegen Temperaturschocks und gegen aggressive Schlacken beständig ist. Diee kann darauf zurückgeführt werden, daß der Restkohlenstoffgehalt sowohl eine Schlackenbeständigkeit bewirkt und gleichzeitig die Temperaturwecheelbeständigkeit fördert, da durch den höheren Kohlenstoffanteil die Wärme besser in der feuerfesten Ausmauerung verteilt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungebeispiels näher erläutert:

8o % Chromerz (Chrorait-Spinellgehalt 9o $, Körnung ο bis 6 mm) wird mit 12 % feingemahlenem, eisenarmem Sintermagnesit (Fe₂CU-Qehalt o,3 %_t Kalk-Kieselsäureverhältnis 2 bis 3:1, Kieselsäure-

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gehalt o,5 K), Ί j Hartpech (Erweichungspunkt über l6o° C, Destillationsrückstand bei 36o° C über 95 %, Kohlenstoffgehalt nach Conradson von über 6o %) und 3 % feingemahlenem Kohlenstoff in Form von Graphit, Anthrazit, Koks bzw. amorphem Kohlenstoff in Form von Ruß gemischt. Da zur Steinherstellung ein Anteil von Imprägnieröl von o,8 bis 1,5 % bevorzugt wird, wird 1 % Imprägnieröl zugegeben (Dichte 1,1 g/cm , Wassergehalt max. I %, Destillation bei 21o° C max. 1 %_t bei 235° C max. Io JC, bei 335° C max. 8o %). Der Anteil an Sulfitablauge beträgt ebenfalls 1 %.

Die Masse wird mit einer meahbnischen Presse bei einem Druck von 65o g/cm zu Steinen geformt und bei Ho⁰ C in oxydierender Atmosphäre getrocknet, wobei die Kernfeuchte unter o,l % liegt. Anschließend werden die Formlinge bei 3oo° C getempert. Die chemische Zusammensetzung der Steine ist wie folgt:

3o % Cr₂O₃, 29,5 % MgO, 18 % Al₂O₃, 12.% Pe₂O₃, 5 % SiO₂, 4,5 % Restkohlenstoffgehalt, 1 % CaO. Der Glühverlust betrugt 6 %.

Der Kornaufbau der Steine setzt . sich wie folgt zusammen:

O	bie	o,l	mm	15 %
ο,Ι	bis	o,4	mm	Io %
ο,4	bis	1	mm	8 %
1	bis	3	mm	4o %
3	bis	6	mm	*15 .**

Nach dem Tempern hat der Stein eine Kaltdruckfestigkeit von

250 kg/cm , eine scheinbare Porosität von etwa Io % und ein Raumgewicht von ca. 3I0 kg/m . Für den Einsatz in einer Stahlpfanne bei Schlackenangriff kombiniert der Stein eine hinreichende Kaltdruckfestigkeit mit hoher Schlackenbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit .

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche;

1. Ungebrannte, feuerfeste Massen oder Steine für metallurgische Gefäße, bestehend aus den wesentlichen Bestandteilen Chromerz, Sintermagnesit und kohlentoffhaltiges Bindemittel, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: 75 bis 85 % Chromerz mit einem Cr₂0,-Anteil von mind. 33 %i Io bis 19 % Eisenarmer Sintermagnesia und 2 bis 7 t Hartpech in Kombination mit

1,5 bis 5 % Kohlenstoff zur Erzeugung eines Restkohlenstoffgehaltes von 3 bis 6 Jf.

2. ungebrannte, feuerfeste Masse oder Stein nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 3 bis 5 % Hartpech in Kombination mit 2 bis 4 % Kohlenstoff.

3· Ungebrannte, feuerfeste Masse oder Stein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Sintermagnesia von Io bis 15 %_t deren Fe₂O,-Gehalt unterhalb 1 % liegt.

4. Stein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er o,5 bis 2,5 % Sulfitablauge und o,5 bis 2,5 % Imprägnieröl enthält.

5« Verwendung der Massen und Steine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Stahlpfannen.

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