DE2712746A1 - Verfahren zur verbesserung der qualitaet feuerfester steine - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der qualitaet feuerfester steine

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Description

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif
Vereniging zonder winstoogmerk
47, rue Montoyer, Brüssel / BELGIEN
Verfahren zur Verbesserung der Qualität feuerfester Steine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität feuerfester Steine; derartige Steine finden insbesondere Verwendung in metallurgischen Gefässen, wie zum Beispiel Mischern, Vakuumtiegeln, Torpedopfannen und allgemein in Behältern, die die Verwendung gebrannter feuerfester Stoffe erfordern, und zwar vor allem in solchen Zonen, in denen die Schlacke mit den feuerfesten Stoffen in Berührung kommt.
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• ν.
Es ist bekannt, dass in derartigen Gefässen diejenigen Zonen im Zuge ihres Einsatzes am meisten einer chemischen Erosion ausgesetzt sind, welche häufig mit der auf dem metallischen Bad schwimmenden Schlacke in Kontakt gelangen. Diese Erosion wird noch verstärkt, wenn zu den chemischen noch mechanische Beanspruchungen hinzukommen wie beispielsweise durch materialbedingte Stossbelastungen (Metall, Schlacke), fliessbedingte Reibungen oder Wärmeschläge.
Als Folge dieser verschiedenen Beanspruchungen ergibt sich konkret ein schneller und starker Zerfall der Feuerfestmaterialien, und zwar insbesondere infolge Erosion und Absplittern, was einerseits zu häufigen und mühsamen Neuzustellungen und andererseits zu einer nicht geringen Produktivitätsminderung infolge Unterbrechungen in der Produktion führt. Ausserdem ist trotz Durchführung solcher örtlichen Neuzustellungen sehr oft festzustellen, dass die in weniger beanspruchten Zonen befindlichen Feuerfestmaterialien nach Lage der Dinge vor einer völligen Ausnutzung ersetzt werden müssen.
Zahlreiche Versuche wurden bereits unternommen, um die vorbeschriebenen Nachteile, wenn auch nur teilweise, auszuschalten, doch scheinen diese Bemühungen nicht zu Ergebnissen geführt zu haben, die man als zufriedenstellend bezeichnen könnte. Insbesondere bei der Vakuumbehandlung von Stahl oder bei der Stahlverarbeitung in Mischern wurde bereits versucht, zu einem geeigneten Zeitpunkt als Schutzmassnahme das Feuerfestmaterial mit einer dünnen Schicht feinverteilten Aluminiums (das den chemischen Beanspruchungen durch ein Metallbad in besonderer Weise standzuhalten vermag) zu versehen,
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wobei die Beschichtung vorzugsweise auf natürlichem Wege erfolgt (Anhaften an der schlackenfeuchten Wand). Die solcherart hergestellte zusätzliche Schutzwirkung ist jedoch von geringer Dauer, da sie selbst wieder durch mechanische Einflüsse schnell zerstört wird.
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren, durch welches den Peuerfestmaterialien eine klar bessere Beständigkeit gegen Angriffe gleich welcher Art, denen sie naturgemäss und in erster Linie schlackenbedingt ausgesetzt sind, mitgegeben wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Brennen ein sehr fein verteiltes sogenanntes Schutzmaterial in die Steine bzw. zwischen das Korngefüge derselben eingebracht wird, das stärker als das Feuerfestmaterial mit den aggressiven Schlacken reagiert und auf diese Weise die aggressive Wirkung der Schlacke auf sich lenkt, wodurch sich ein wirksamer Schutz für das jeweilige Feuerfestmaterial herstellen lässt.
Es wurde festgestellt, dass mit diesem Material "imprägnierte" feuerfeste Steine eine klar bessere Beständigkeit gegenüber von der Schlacke ausgehenden Beanspruchungen bei sonst gleichbleibenden Bedingungen aufweisen.
Erfindungsgemäss besitzt dieses Material, bei dem es sich selbst um ein Feuermaterial von hoher Qualität handelt, eine sehr feine Körnung und erfolgt die Einbringung dieses Materials in den feuerfesten Stein, nachdem dieser bereits gebrannt ist. Auf diese Weise wird jeder eventuelle unerwünschte Einfluss des Imprägnierungsmaterials auf die Feuerfestigkeit des feuerfesten Steins selbst ausgeschaltet und dem Produkt darüberhinaus ein sehr hohes Reaktionsvermögen gegenüber der in den Stein eindringenden Schlacke verliehen.
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< O-
Offensichtlich reagiert die Schlacke bei Kontakt mit einem auf diese Weise imprägnierten feuerfesten Stein (sogar im Innern desselben) vorzugsweise mit dem Imprägnierungsmittel selbst, ohne einen chemischen oder physikalischen Zerfall des Steins zu bewirken .
In der Praxis erfolgt diese Imprägnierung beispielsweise durch Eintauchen, Vakuumsaugen oder Spritzauftrag unter Einsatz des Materials in Form einer Suspension oder Lösung (von vollständig oder teilweise kolloidaler Beschaffenheit) oder einer flüssigen Verbindung (beispielsweise aus einem Salz dieses Materials), wobei sich an diese Vorgänge gegebenenfalls eine Trocknungs- oder Entwässerungsbehandlung (mit oder ohne Zersetzung) anschliesst, wodurch das Material die erforderlich feine Verteilung erhält.
Erfolgt die Eintragung in den Stein unter Emulgierung des feinverteilten Festmaterials in einer Flüssigkeit, so ist die Dichte vorzugsweise möglichst nahe der Dichte des Festkörpers zu wählen.
Bei Einbringung in Form einer flüssigen Verbindung, die nach erfolgter Zersetzung im Innern des Steins die jeweils gewünschte feine Verteilung des Festmaterials ergibt, gelangt vorzugsweise eine Verbindung zum Einsatz, welche beim Zerfall ausserdem nur noch flüchtige Verbindungen bildet.
Erfindungsgemäss sind die verschiedenen als vorteilhaft anzusehenden Kombinationen zwischen "imprägnierenden" und "imprägnierten" Materialien, für die im Rahmen dieser Anmeldung Schutz beansprucht wird, wie folgt:
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Für feuerfeste Steine aus Magnesiumoxyd- bzw. Magnesiumoxyd- plus Chromeisenerzbasis besteht das impräg nierende Material (das sogenannte Schutzmaterial) vorzugsweise aus Cr2Og, Al2Oo, MgO, CaO oder ZrO2-
Bei feuerfesten Steinen mit 15 % bis 50 % 223 empfiehlt sich als Imprägnierungsmittel vorzugsweise ZrO2 und/oder Cr2O3.
Handelt es sich um feuerfeste Steine mit hohem Aluminiumoxydgehalt (von mehr als 50 %), so gelangt als Imprägnierungsmittel ebenfalls Al2Oo, jedoch in sehr feiner Verteilung, oder Cr2Oo oder ZrO2 unter den gleichen Bedingungen zum Einsatz.
Als Imprägnierungsmittel für feuerfeste Steine auf ZrO2-SiO2-BaSiS empfiehlt sich vorzugsweise Cr2O- oder ZrO2 oder Kieselsäure.
Für feuerfeste Steine auf Kieselsäurebasis besteht das Imprägnierungsmittel vorzugsweise aus Cr9O- in feiner Verteilung oder ZrO2 und/oder SiO2 unter den gleichen Bedingungen.
1 j PATENTANSPRÜCHE
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Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE :
    IJ Verfahren zur Verbesserung der Qualität feuerfester Steine, wie sie insbesondere zur Verwendung in metallurgischen Gefässen bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Brennen ein fein verteiltes Material in die Steine bzw. zwischen das Korngefüge derselben eingebracht wird, das stärker als das Feuerfestmaterial selbst mit den metallurgischen Schlacken reagiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung durch Imprägnierung mittels Eintauchen, Vakuumsaugen oder Aufspritzen erfolgt, wobei das Material in Form einer Suspension, einer vollständig oder teilweise kolloidalen Lösung oder einer vor allem ein gelöstes Salz enthaltenden Flüssigkeit eingesetzt wird, und wobei sich an die Imprägnierung eine Trocknungs- oder Entwässerungsbehandlung anschließt.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material auf Magnesiumoxyd- bzw. Chromexsenerzbasis hergestellt ist, während das Imprägnierungsmaterial Cr2O3, Al2O3, MgO oder CaO oder ZrO2 aufweist.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das feuerfeste Material 15 % bis 50 % Al2O3-SiO2 enthält, und daß das Imprägnierungsmittel ZrO2 und/oder Cr3O3 aufweist.
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    ORlGJ,\v\L INSPECTED
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das feuerfeste Material einen hohen, über 50 % betragenden Gehalt an Aluminiumoxyd aufweist, und daß es sich bei dem Imprägnierungsmaterial um Al5O3 und/oder Cr3O3 und/oder ZrO2 handelt.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das feuerfeste Material auf ZrO2. SiOj-Basis hergestellt ist und das Imprägnxerungsmaterial aus ZrO„ und/oder Cr2O3 und/oder SiO2 besteht.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material auf SiO2-Basis hergestellt ist und als Imprägnierungsmaterial Cr2O3 und/oder ZrO2 und/oder SiO2 zum Einsatz kommt.
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DE19772712746 1976-03-26 1977-03-23 Verfahren zur verbesserung der qualitaet feuerfester steine Withdrawn DE2712746A1 (de)

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