DE2845970C2 - Feuerfeste Auskleidungsmasse für Metallschmelzöfen - Google Patents
Feuerfeste Auskleidungsmasse für MetallschmelzöfenInfo
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Description
Die Erfindung betriffl eine feuerfeste Auskleidungsmasse für Metallschmelzöfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung üblicher Grundstoffe eine feuerfeste Auskleidungsmasse
für Metallschmelzöfen /u schaffen, die eine wesentlich längere Standzeit hut als übliche für
Metallschmelzofen benutzte Massen aus gleichen Grundstoffen.
Es sind wiederholt Vorschläge zur Lösung dieser Aufgabe gemacht worden. Sie gehen von verschiedenen
zum Teil einander widersprechenden Annahmen über die Gründe des metallurgischen Verschleißes des
Fulters von Metallschmelzofen aus und bestehen
beispielsweise darin, bei quarzitischen Massen einen hohen Reinheitsgrad, insbesondere die Abwesenheit
von Alkalien und Erdalkalien zu verlangen (Gießerei 1968, S. 668 bis 691) oder eine gewisse Menge an
bestimmten Verunreinigungen wie Glimmer oder Feldspat zu verlangen (Gießerei 1969, S. 109 bis 122 und
245 bis 251), wobei im Betrieb meist die Regel gilt, daß die Summe aller Verunreinigungen in Silikamassen nicht
höher als 0,2% liegen dürfe. Nach anderen Vorschlägen sollen feuerfesten quarzitischen Massen Oxide von
Aluminium oder seltenen Erden in Mengen von 0,1 bis 20% zugesetzt werden (Stahl und Eisen, 1972, S. 144 bis
149).
Entgegen diesen Vorschlägen wird die vorgenannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
feuerfeste Masse neben den Grundstoffen Desoxidationsmittel
für im Ofeninhalt enthaltene Oxide- des zu schmelzenden Metalls in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%
der Masse enthält.
Beispielsweise wird einer feuerfesten Silikamasse Silizium oder ein anderes der Art dieser Masse
entsprechendes, im folgenden »arteigenes« genanntes Desoxidationsmittel, z. B. Rein-Silizium, 99- oder
95%iges Ferro-Silizium oder auch eine in der Desoxidationspraxis übliche Vorlegierung anderer Desoxidationsmittel
wie Zirkon oder Aluminium zugesetzt, sofern die Reaktionsprodukte aus den vollständig
abgelaufenen Desoxidationsreaktionen einen Schmelzpunkt von mehr als 1400° C haben.
Bei basischen oder neutralen feuerfesten Massen
J0 bestehen diese Zusätze sinngemäß aus solchen Metallen
oder Metalloiden, bzw. deren Legierungen oder Verbindungen (z. B. Salzen), deren oxidische Verbindungen
im wesentlichen die feuerfeste Masse bilden. Bei Magnesit- oder Dolomitmassen besteht der arteigene
J5 Zusatz z. B. aus magnesiumhaltig^ Desoxidationslegierungen,
bei Tonerde- oder Mullit-Massen dagegen z. B. aus aluminiumhaltigem Silizium oder Ferro-Silizium.
Durch diese Zusätze wird erreicht, daß zwar FeO- und MnOhaltige Schlacken beim Eindringen in die das
Ofenfutter bildende Masse reduziert werden und ihr Schmelzpunkt erhöht wird, daß aber eine Reduktion der
feuerfesten Massen gänzlich oder im wesentlichen vermieden wird. Bei Berücksichtigung der letztgenannten
Voraussetzung können auch kohlenstoffhaltige Desoxidationsmittel und Karbide zugesetzt werden.
Neben solchen Desoxidationsmilteln können der feuerfesten Masse auch Stoffe beigegeben werden, die
im Betrieb von Graugießereien als »Impfmittel« der Schmelze zugegeben werden, d. h. Mit'el, die Silizium,
Ferro-Silizium, Silizium-Karbid. Magnesium. Calzium-Karbonat,
Zirkon, Chrom, Aluminium, einzeln oder in Mischungen oder Legierungen enthalten.
Die genannten Desoxidationsmittel werden den Grundstoffen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% der
''' Masse zugefügt.
Die mittlere Korngröße der Desoxidationsmittel ist höchstens gleich der mittleren Korngröße der Grundstoffe
und vorzugsweise größer als die halbe mittlere Korngröße derselben. Wenn beispielsweise die mittlere
hn Korngröße der feuerfesten Grundstoffe vor dem
Einstampfen 1,0 mm beträgt, so soll die mittlere Korngröße der zuzusetzenden Desoxidationsmittel
vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,0 mm liegen; wobei eine Körnung unter 0.5 mm höchstens in einer Menge
von 10% vorhanden sein soll. Das Gemisch der Grundstoffe und der Desoxidationsmittel kann in
üblicher Weise mit .Sintermitteln und Bindemitteln versetzt und dann in den Ofen eingebracht werden. Das
Sintern und die übrigen Vorbereitungen bis zum Schmelzen können in üblicher Weise erfolgen.
Die Anwendung der Erfindung hat den Vorteil, daß die Dauer der Haltbarkeit der Masse auf das 3- bis
5fache erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß an die feuerfesten Grundstoffe erheblich
geringere Ansprüche an den Reinheitsgrad gestellt zu werden brauchen. Die Menge an Verunreinigungen,
insbesondere an Metalloxiden und Alkalien, aber auch an Flußmitteln, kann die bisher dafür übliche Maximalgrenze
von 0,2% um ein Vielfaches, gegebenenfalls bis zu 5% überschreiten.
Es hat sich gegebenenfalls als zweckmäßig erwiesen, neben Desoxidationsmitteln gemäß der Erfindung der
feuerfesten Masse noch feuerfeste, z.B. keramische i>
Fasern, z. B. Mullit, beizumischen, deren Durchmesser maximal 50μιπ, vorzugsweise weniger als 10 μηι
beträgt. An Kontaktstellen solcher Fasern mit den Körnern des Grundmaterials wird durch Anschmelzer,
zwar eine Verfesiigung erreicht, jedoch werden diese
Brücken wegen ihrer außerordentlich geringen Querschnitte zu Sollbruchstellen bei schneller Abkühlung; sie
führen somit zum Spannungsabbau und können bei Wiedererwärmung erneut durch Anschmelzen den
Kornverband festigen. Diese Wirkung ist vor allem ausgeprägt, wenn schmelzpunkterniedrigende Oxidulverbindungen
ferngehalten werden. Deshalb ist das Einfügen von keramischen Fasern besonders vorteilhaft
bei gleichzeitigem Einbringen von Desoxidationsmitteln. Insoweit hat sich insbesondere ein Zusatz von 0,1
bis 0,5 Gew.-% solcher Fasern bewährt, wenn der Anteil der Desoxidationsmittel zwischen 0,1
Masse liegt.
und 5 Gew.-°/o der
Quarzitmasse
Teile
Teile
4,6 Teile
0,4 Teile
Zweckmäßig:
0,4 Teile
Zweckmäßig:
Muliitmasse 97 Teile 2,6 Teile
0.4 Teile
Zweckmäßig:
0.4 Teile
Zweckmäßig:
Quarzit oder Silikat
Körnung: max. 4,0 mm
36,8% größer als 0,8 mi > Mittelkorn: 0,5 mm FeSi95%igmit2,5%AI
Körnung: 0,3-0,5 mm
Mullit-Faser
Faser-Durchmesser ca. 20 μίτι
Sinterhilfen entsprechend den technischen Erfordernissen wie üblich z. B. 0,8-2% Borsäure-Anhydrid
Mullit
Körnung: max. 4,5 mm
36,8% größer als 1,5 mm Mittelkorn: 0,8 mm SiC mit ca. 2% Al
Körnung: 0,5-0.8 mm
Handelsüblicher kieselsäurereicher Mullit, Faserdurchmesser ca. 15 μιη
Sinterhilfen wie üblich entsprechend den technischen Erfordernissen.
Claims (8)
1. Feuerfeste Auskleidungsmasse für Metallschmelzöfen, insbesondere für öfen zum Schmelzen
von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, aus üblichen Grundstoffen mit einem zur Erzielung möglichst
dichter Packungen geeigneten Kornaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse
außer den Grundstoffen ein Desoxidationsmittel für im Ofeninhalt enthaltene Oxide des zu schmelzenden
Metalls in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% der Masse enthält.
2. Feuerfeste Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße des
zugesetzten Desoxidationsmittels höchstens gleich der mittleren Korngröße der Grundstoffe und
vorzugsweise größer als die halbe mittlere Korngröße der Grundstoffe ist.
3. Feuerfeste Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Desoxidationsmittel
ganz oder zum Teil die Form von Fasern von bis zu 50 μίτι Durchmesser haben.
4. Feuerfeste Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie verschiedene
Desoxidationsmittel einzeln oder vermischt oder legiert enthält.
5. Feuerfeste Masse nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstoffe
mehr als 0.2% Beimengungen aufweisen, die herkömmlicherweise als Verunreinigungen bezeichnet
werden.
6. Feuerfeste Masse nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Desoxidationsmittel
aus einem Element oder einer chemischen nichtoxidischen Verbindung eines Elements
besteht, dessen chemische oxidische Verbindung ein wesentlicher Bestandteil der Grundstoffe ist.
7. Feuerfeste Mr-se nach Ansprüchen I bis 6.
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0.1 bis 0,5 Gew.-% feuerfeste Fasern von bis 50 Jim 0 mit
gleicher oder ähnlicher chemischer Zusammensetzung wie der feuerfeste Grundstoff enthält.
8. Feuerfeste Masse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inkorporierten Fasern aus
anderen hochschmelzenden oxidischen oder silikatischen Stoffen als der feuerfeste Grundstoff bestehen,
mit diesem jedoch keine unter 14000C schmelzenden Mischungen ergeben.
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