DE2644741B2

DE2644741B2 - Feuerfeste auskleidung von stationaeren oder beweglichen gefaessen zur aufnahme von roheisen

Info

Publication number: DE2644741B2
Application number: DE19762644741
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Dr.mont Leoben Gulas (Österreich)
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1975-10-08
Filing date: 1976-10-04
Publication date: 1977-11-10
Also published as: IT1074266B; ATA770775A; LU75944A1; AT344213B; TR19908A; FR2327008B1; CA1062733A; FR2327008A1; SE423709B; NL7611114A; GB1564920A; US4023786A; DE2644741A1; ES451836A1; SE7611161L; BE847055A

Description

Die Erfindung betrifft die feuerfeste Auskleidung von stationären oder beweglichen Gefäßen zur Aufnahme von Roheisen.

Bekanntlich werden als Zwischengefäße für das Roheisen zwischen dem Hochofen und dem Stahlschmelzaggregat stationäre Mischer, z. B. Rollmischer oder bewegliehe Pfannen, z. B. Torpedopfannen, verwendet. Diese Zwischengefäße dienen beispielsweise zum Transport des Roheisens, zur Erreichung einer gleichmäßigen Zusammensetzung des Roheisens, zum Abfangen und Aufbewahren von überschüssigem Roheisen, welches nicht sofort weiterverarbeitet wird, sowie zum Warmhalten des Roheisens.

Diese Gefäße sind üblicherweise mit Magnesit-, Dolomit- oder Hochtonerdesteinen zugestellt. Da die Betriebstemperaturen in herkömmlichen Gefäßen dieser Art 1400°C nicht übersteigen, ist der Verschleiß hauptsächlich vom Schlackenangriff abhängig. Die Schlacke besteht überwiegend aus CaO+ SiO₂ (meist über 60 Gew.-%), bei einem CaO/SiO2-Gewichtsverhiiltnis von etwa 0,6—1,4, und weist zumeist einen beträchtlichen Alkalimetalloxidgehalt (bis 15 Gew.-%) auf.

Magnesitsteine zeigen vor allem in stationären Mischern ein gutes Entsprechen, während Dolomitsteine in Transportpfannen gute Haltbarkeiten aufweisen. Hochtonerdesteine sind sehr anfällig gegen Schlacken mit höheren CaO-Gehalten und mit Alkalimetalloxidgehalten und werden deshalb nur wenig verwendet.

Durch die Entwicklung von leistungsfähigeren Hochöfen mit immer größeren Gestelldurchmessern mußten aus Gründen der Ofenführung immer höhere Abstichtemperaturen, des Roheisens in Kauf genommen werden. Die Folge davon ist ein Anstieg der Temperaturen in den nachfolgenden Zwischengefäßen auf Werte über 1400⁰C. Die Haltbarkeit der bis dahin in diesen Gefäßen eingebauten Magnesiasteine aus zumeist eisenreicher Sintermagnesia wurde schlechter und erreichte in einzelnen Fällen nur mehr die Hälfte des Durchsatzes, der von der Inbetriebnahme der Großhochöfen erzielt wurde. Die naheliegende Verbesserung der Magnesiasteine in Richtung höherer Heißfestigkeit durch Verwendung hochwertiger eisenarmer Sintermagnesia erbrachte auch keine zufriedenstellende Haltbarkeitsverbesserung.

Ziel der Erfindung ist es, für Hochtemperaturmischer, das sind solche mit Betriebstemperaturen über 1400⁰C, eine Auskleidung zu schaffen, welche gegenüber den bisher dort verwendeten Steinqualitäten bessere Haltbarkeiten erbringt.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch Verwendung von Maenesitchromsteinen mit einem Cr₂Oj-Gehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-%, wobei der eingesetzte Chromit in der Steinmasse in so hohem Maße aufgelöst ist, daß Chromitrelikte nur in einem Anteil von maximal 12 Vol.-%, vorzugsweise maximal 5 Vol.-%, im Stein vorhanden sind, zur feuerfester. Auskleidung von stationären oder beweglichen Gefäßen zur Aufnahme von Roheisen, z. B. von Roheisenmischern, Torpedopfannen od. dgl.

Die bessere Haltbarkeit derartiger Magnesitchromsteine ist überraschend, da Chromit an sich durch die in den Mischerschlacken enthaltenen Alkalimetalle stark angegriffen wird. Dieser Angriff wirkt sich jedoch weitaus weniger stark aus, wenn erfindungsgemäß Steine zur Anwendung kommen, in denen der eingesetzte Chromit im Zuge eines Herstellungsbrandes in der Periklasgrundmasse in dem angegebenen hohen Ausmaß aufgelöst wurde und nach dem Abkühlen im wesentlichen nur in Form neugebildeter Chromitspinel-Ie enthalten ist. Auch dem Angriff saurer Schlacken halten diese Steine besser Stand.

Diese hohe Chromitauflösung kann durch gemeinsames Schmelzen von Chromerz und einem Magnesiaträger erreicht werden. Die erstarrte Schmelze wird zerkleinert und zu Steinen geformt.

Eine andere Art der Herstellung erfindungsgemäß zu verwendender Steine ist das gemeinsame Sintern von Chromerz und einem Magnesiaträger, etwa Rohmagnesit, kaustisch gebrannter Magnesia oder Sintermagnesia, ohne Niederschmelzen, wie es z. B. in der OS-PS 3 01433 beschrieben ist. In diesem Fall werden die eingesetzten Chromitkörner im Zuge eines Hochtemperaturbrandes, z. B. bei Temperaturen über 2000⁰C oder über 2100°C, in der Periklasgrundmasse in Form einer festen Lösung aufgelöst und beim Abkühlen scheiden sich neugebildete Chromitspinelle aus. Das derart gewonnene vorreagierte Sinterrnaterial wird dann zu Steinen weiterverarbeitet.

Es besteht auch die Möglichkeit, das gemeinsame Schmelzen oder den gemeinsamen Sinterbrand zu vermeiden und die Chromitauflösung im Zuge des Steinbrandes, z. B. bei einer Temperatur von 1700 bis 1900⁰C, zu erreichen, wenn das in der Steinmischung eingesetzte Chromerz und auch ein Anteil (z. B. bis zu 10 Gew.-%) der eingesetzten Sintermagnesia in feinteiliger Form unter 0,1 mm vorliegen, wobei jeweils mindestens 70 Gew.-% dieser Feinanteile eine Körnung unter 0,06 mm aufweisen. Zur Erzielung einer besseren Temperaturwechselbeständigkeit kann es sich dabei empfehlen, einen untergeordneten Anteil (z. B. 10 bis 40 Gew.-%) des Chromerzes in grober Körnung von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 0,7 bis 2 mm, vorzusehen. Dieser Grobanteil ist bei Bestimmung der Chromitrelikte, d. h. der mikroskopisch nachweisbaren Restbestandteile der ursprünglich eingesetzten Chromerzkörner, außer Betracht zu lassen. Bei dieser Herstellungsvariante werden zweckmäßig 26 bis 56 Gew.% Chromerz in die Steinmischung eingesetzt. Bei Anwendung eines hochwertigen Chromerzes mit einem CrjOi-Gehalt von 45 bis 57 Gew.-%, wie es bei allen Hersteilungsvarianten der erfindungsgemäß zu verwendenden Steine vorzuziehen ist, ergibt dies einen Cr₂Oj-Gehalt von rund 15 bis 25 Gew.-% in den Steinen.

Das folgende Beispiel dient der Veranschaulichung der Erfindung.

Beispiel

Aus einer Mischung aus 41 Gew.-% Chromerz und 59 Gew.-% kaustisch gebrannter Magnesia wurde durch

einen Sinterbrand bei einer Temperatur von 2150"C ein Magnesiachrom-Sintermaterial hergestellt. Die Ausgangsstoffe und das Sintermaterial hatten folgende Analyse (glühverlustfrei gerechnet):

Magnesia Chromer/. Sinter

SiCh, Gew.-%
AhCh, Gew.-%

3, Gew.-%

3, Gew.-%
CaO, Gew.-%
MgO (aus Differenz),
Gew.-%

0,48
0,30
5,30

2,89
91,03

1,42

14,73

28,00

46,69

0,06

9,30

0,82

6,46

14,89

20,47

55,45

Aus dem Sintermaterial wurde eine Steinmischung mit folgendem Körnungsaufbau hergestellt:

3 — 5 mm
1—3 mm
0,1 — 1 mm
0—0,1 mm

25Gew.-% 35Gew.-% 20Gew.-% 30Gew.-%

Die Mischung wurde mit etwa 4% Magnesiumsulfatlösung versetzt und mit einem Preßdruck von 1250kp/cm² zu Steinen verpreßt, welche getrocknet und dann bei 1800° C 4 Stunden lang im Tunnelofen gebrannt wurden (Steinqualität A). Im Zuge der Herstellung wurden die Chromerzbestandteile vollständig im Periklas aufgelöst. In den fertigen Steinen waren keine Chromitrelikte mehr enthalten.

Eine weitere Qualität (Steinqualität B) wurde aus einer Sihtermagnesia und einem Chromerz folgender chemischer Analyse hergestellt:

	Sintermagnesia	Chromerz
S1O2	0,32 Gew.-%	2,80 Gew.-o/o
AI2O3	0,38 Gew.-%	13,42 Gew.-%
Fe2U3	6,32 Gew.-%	15,17 Gew.-o/o
CaO	1,85 Gew.-%	0,28 Gew.-%
MgO	91,13 Gew.-%	15,51 Gew.-o/o
(aus Differenz)
CnO3	—	52,82 Gew.-o/o

Bei der Steinherstellung, die in gleicher Weise wie bei der Steinqualität A erfolgte, wurde folgender Körnungsaufbau angewendet:

Sintermagnesia
1 — 3 m m
0,1 -1 mm
0—0,1 mm

Chromerz
0,1-0,7 mm
0-0,1 mm

35Ge\v.-%

2OG-'w.-^J/o

5 G L-w.-%

10Gcw.-%
30Gew.%

Die Steine enthielten nach dem Steinbrand 4 Vol.-% Chromitrelikte.

Beide Qualitäten wurden in einem Drehverschlakkungsofen eingebaut und dort mit üblichen Mischersteinen (Steinqualität C) aus eisenreicher Sintermagnesia mit folgender Analyse verglichen.

Steinqualität C

SiO₂

AI₂O₃

Fe₂Oj

CaO

MgO (aus Differenz)

O,38Gew.-°/o
0,42Gew.-%
6,48 Gew.-%
l,76Gew.-%
90,96 Gew.-%

Dem Ofen wurde eine Mischerschlacke mit folgender Analyse aufgegeben:

SiO₂	39,7 Gew.-%
Fe₂Oj	12,9 Ge w.-%
Al₂Oj	3,1 Gew.-o/o
CaO	31,8 Ge w.-%
MgO (aus Differenz)	2,4Gew.-%
MnO	4,0 Ge w.-%
Alkalien	6.1 Gew.-%

Der Ofen wurde auf eine Temperatur von 1440°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur bei einer Drehbewegung von 20 UpM 3 Stunden und 20 Minuten gehalten. Nach Erkalten und Ausbau der Versuchssteine zeigte es sich, daß bei beiden erfindungsgemäßen Qualitäten A und B eine Steinabtragung von 0,3 bzw. 0,4 mm aufwiesen, während die Vergleichssteinqualität C 9 mm verschlissen war.

In einem mit der Qualität C ausgekleideten 1500-t-Mischer wurde im Hauptverschleißbereich ein Versuchsfeld, bestehend je zur Hälfte aus den Qualitäten A und B, eingebaut. Nach einem Durchsatz von rund 520 000 t Roheisen standen die Versuchssteine A und B um etwa 50 mm gegenüber den restlichen Steinen C vor.

Ein 1500-t-Mischer wurde mit der Qualität A zugestellt und erreichte eine Haltbarkeit von 1 150 000 t Durchsatz; dagegen erbrachte die Qualität C während der vorangegangenen Ofenreisen nur durchschnittlich 650 000 t Durchsatz.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Mugnesitchromsteinen mit einem Cr₂Oj-Gehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-%, wobei der eingesetzte Chromit in der Steinmasse in so hohem Maße aufgelöst ist, daß Chromitrelikte nur in einem Anteil von maximal 12 Vol.-%, vorzugsweise maximal 5 VoL-%, im Stein vorhanden sind, zur feuerfesten Auskleidung von stationären oder beweglichen Gefäßen zur Aufnahme von Roheisen, /,. B. von Roheisenmischern, Pfannen oder dergleichen.