DE2926946A1 - Feuerfester schmelzstoff - Google Patents

Feuerfester schmelzstoff

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DE2926946A1
DE2926946A1 DE19792926946 DE2926946A DE2926946A1 DE 2926946 A1 DE2926946 A1 DE 2926946A1 DE 19792926946 DE19792926946 DE 19792926946 DE 2926946 A DE2926946 A DE 2926946A DE 2926946 A1 DE2926946 A1 DE 2926946A1
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Jack Anthony Brothers
Robert Charles Doman
Robert Nicholas Mcnally
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Corning Glass Works
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Description

Anmelderin: Corning Glass Works
Coming, Ή. Y., U S A
Feuerfester Schmelzstoff
Die Erfindung "betrifft Chrom - Aluminiumoxid enthaltende feuerfeste Schmelzstoffe die z. B. zur Herstellung feuerfester Körper, Auskleidungen, Schamottsteine in Form von Schmelzgußkörpern, Schmelzkorn, wiedergefundenem oder gesintertem Schmelzkorn und dergleichen geeignet sind.
Bekannte Chrom - Aluminiumoxid enthaltende feuerfeste Schmelzstoffe sind meistenteils durch eine zweiphasige Kristallstruktur gekennzeichnet. Die eine Phase besteht aus chromhaltigen Korund in fester Lösung, die andere Phase ist ein Chrom - Aluminiumoxid enthaltendes Spinell in fester Lösung mit Anteilen an MgO und Eisenoxiden. Die älteren Zusammensetzungen legen das Schwergewicht auf die Spinellphase fester Lösung, US-PS 2,063,15^, während die spätere US-PS 2,279,260 durch geringere MgO und FeO Anteile und kleinere Zusätze von SiOp, TiOp, ZrOp und BpO-, die fer.te Spinellösunp; b α νταή χ. ι., s. auch Rauinann, Journal of the
90988 4/07
]NACHC .OHTj
American Ceramic Society, Bd, 27, Fr. 11 (1944) S. 327 - 329.
Da die Herauslösung von Cr^O^ das Glas grün färbt, ist der Einsatz dieser feuerfesten Stoffe auf die Herstellung von Schmelzen für Glasgegenstände wie Flaschen, Glaswolle und dergleichen begrenzt geblieben, also Anwendungen in denen die grüne Färbung in Kauf genommen werden kann.
Über Versuche, die Korrosion und Herauslösung zu vermindern, berichtet M. Jaupain, Bericht Nr.20 des "Symposium On Refractory Materials for Glass-Melting Furnaces", PiMngton Brothers Research Laboratories, Okt. 1964. Er gelangt zu der Feststellung, daß die größte Korrosionsfestigkeit und geeignete Glasfärbung in Chrom - Aluminiumoxid, enthaltenden Schamottsteinen mit dem geeigneten Magnesiumoxidgehalt und folglich der geringsten Spinellphase zu verzeichnen sei. Die handelsüblichen Schamotte dieser Art der letzten 15 Jahre enthalten entsprechend der US-PS 3,188,219 etwa 3,7 - 7,3 Gew.-% MgO und 2,7 - 4,9 Gew.-% Eisenoxid, mit einer sekundären Spinellphase, die in der Hauptphase aus Chrom - Aluminiumoxid enthaltenden Korund fester Lösung dispergiert ist.
Trotz der größeren Korrosionsfestigkeit der Chrom - Aluminiumoxidschamotte für viele Glassorten wurden die gewöhnlichen Aluminiumoxid - Schmelzstoffe und Aluminium - Zirkoniumoxid Kieselsäure (AZS) Schamotte, der geringeren Kosten halber bevorzugt, selbst in Anwendungsfällen mit tolerierbarer Grünfärbung.
909884/0734 - 3 -
Der Übergang zu Elektroschmelzofen land die stark erhöhten Durchsätze in der Massenproduktion beispielsweise von Glaswolle, Isolierstoffen usw. führte aber zu solch starkem Verbrauch der feuerfesten Auskleidung durch Korrosionsfraß, daß die korrosionsfesteren Chrom - Aluminiumoxid - Schmelzstoffe und die mit Chrom versetzten AZS-Schamotte der US-PS 3,837,870 interessant wurden. Die Energieverluste infolge geringen Widerstands bei bei Betriebstemperaturen konnten nur zum Teil durch bauliche Änderungen der Schmelzofen, z.B. gem. den US-PS 3,806,621, 3,818,112, 3,967,046 und UK-PS 1,473,091 ausgeglichen werden.
Die Erfindung hat feuerfeste Schmelzstoffe verbesserter Korrosionsfestigkeit beim Kontakt mit Glasschmelzen geringeren Energieverlusten dank besserer alektrischer Resistivität, zusammen mit guten Wärmeschockfestigkeit zur Aufgabe.
Für die schließlich erarbeitete Lösung dieser Aufgabe war eine Voraussetzung die überraschende Erkenntnis, daß die erhöhte Korrosionsfestigkeit nicht durch gänzlichen Ausschluß von Magnesiumoxid und/oder der Spinellphase fester Lösung erreicht werden durfte, weil die dann erhaltene einphasige Masse durch längliche, miteinander ausgerichtete chromhaltige Korundkristalle in fester Lösung mit erheblichen Hohlräumen und Ebenen geschwächter Festigkeit zwischen den Partikeln gebildet wird und Wärmeschockfestigkeit wie auch Korrosionsfestigkeit stark herabgesetzt sind. Vielmehr ist die zweite Phase nötig, um eine feinkörnige, •umorientierte, dichte Kristallstruktur guter Festigkeit, Wärmeschockbeständigkeit und möglichst geringer Schwächung der
9098Ö4/0734
NACHGEREICHT
Korrosionsfestigkeit infolge der primären Korundphase fester Lösung zu bekommen.
Es wurde daher versucht, in einem feuerfesten Stoff auf der Chrom - Aluminiumoxidgrundlage eine neue oder modifizierte Sekundärphase zu schaffen, welche mit dem Korund in fester Lösung so zusammenwirkt, daß eine wesentlich größere Korrosionsfestigkeit entsteht; außerdem sollte eine größere elektrische Resistivität erhalten werden. Bekannte feuerfeste Schmelzstoffe mit einer primären Korundphase ohne Chrom haben (außer Zirkonoxid in den AZS-Schamotten) verschiedene sekundäre Oxidphasen für die verschiedensten Zwecke, vgl. die US-PS 2,474,544, 2,695,849, 5,230,101, 3,264,123, 3,844,803, 3,879,210, ohne aber eine Lösung der umrissenen Problematik nahezulegen.
Für die Lösung der gestellten Aufgabe wurden bisher nicht verfügbare feuerfeste Chrom - Aluminiumoxid - Schmelzstoffe geschaffen, welche sekundäre Oxidphasen hauptsächlich in Form von chromhaltigen Erdalkali - Hexaluiainat fester Lösung enthalten, m ijusammenwirkung mit eiern Korund in fester Lösung der kristallinen Hauptphase entsteht so eine stark erhöhte Korrosionsfestigkeit beim Kontakt mit Glasschmelzen, besonders Natronkalk- und Borsilikatgläsern. Darüber hinaus konnte durch geregelte Begrenzung des SiOo Anteils der sorgfältig ausgewogenen Zusammensetzungen im erfindungsgemäßen Bereich die elektrische Eesistivität wesentlich verbessert werden.
- 5 -909804/0734
Die Aufgabe wird durch den feuerfesten, dichten Schmelzstoff auf Chrom - Aluminiumoxidbasis der Erfindung gelöst. Dieser hat eine Mikrostruktur im wesentlichen bestehend aus wenigstens 70 Volumen-% chromhaltiges kristallines Korund in fester Lösung als Hauptkristallphase, als sekundäre Kristallphase wenigstens 5 Volumen-?*» Oxide, hauptsächlich chromhaltiges Erdalkali - Hexaluminat in fester Lösung und weniger als 10 Volumen-% Metall und im wesentlichen die analytische Zusammensetzung in Gew.-%, wenigstens 90 % Al3O3 + Cr2O5, 20 - 60 % Cr2O3, 1 - 4 % MO, wobei M = Ca, Ba, Sr,. Mg, Fe, einzeln oder in Mischung, 0,4 - 3,5 % CaO, BaO, SrO einzeln oder in Mischung, nicht mehr als 3 % MgO, nicht mehr als 3,5 % FeO, weniger als 5 % SiO2, bis zu 0,5 % Fluor, weniger als 1,5 % R2O, worin R = Li, Na, K, Rb, Cs, einzeln oder in Mischung, bis zu 2 % TiOp, und bis zu 3 %
Für die sorgfältig ausgewogene Zusammensetzung sind einige wichtige GeSichtspunkte bedeutsam. Die insgesamt und einzeln zu beachtenden MO Oxide ergeben den sehr großen Volumenanteil (wenigstens 70 %, noch günstiger mindestens 75 0A) Korund in fester Lösung, der einen wesentlichen Beitrag zu der hohen Korrosionsfestigkeit leistet. Die kritischen Mengen Erdalkalioxide (CaO, BaO, SrO, wobei CaO meist bevorzugt wird) sind nötig, um genügende Mengen der entsprechenden Hexaluminatphasen fester Lösung zu erhalten, gleichzeitig aber nicht derart im Übermaß vorhanden zu sein, daß ungünstige, die Korrosionsbeständigkeit verschlechternde andere Phasen wie z.B. Dikalziumaluminat entstehen können. MgO kann wegbleiben, wird zumindest aber streng begrenzt, um
909884/0734 ~6■"
möglichst wenig der für die Korrosionsfestigkeit ungünstigen Spinellphase in fester Lösung zu erhalten. Eine genaue Regelung des PeO ist aus dem gleichen Grunde vonnöten; es kann auch ganz weggelassen werden, aber einige Versuche deuten auf einen günstigen Einfluß von wenigstens etwa 0,5 % PeO auf die Wärmeschockfestigkeit. Die Höchstgrenze für SiO2 muß eingehalten werden, um die Entwicklung erheblicher ungünstiger Silikate oder Glasphasen auf Kosten der Hexaluminatphase zu vermeiden. Eine noch schärfere obere Begrenzung von SiOp auf weniger als 1 % ergibt die stark verbesserte elektrische Resistivität. SiOp kann zwar wegbleiben, aber die erlaubten geringen Mengen erleichtern die Herstellung der Schmelzstoffe. Die sorgfältig bemessenen C^pO, und AIpO-, Anteile ermöglichen die wesentliche Haupt- und Sekundärphasenentstehung von Korund in fester Lösung und Hexaluminat in fester Lösung, welche die überlegene Korrosionsfestigkeit in erster Linie bestimmen. Weitere Wahlbestandteile entfallen oder werden so begrenzt, daß sie die günstigen Eigenschaften, besonders die Korrosionsfestigkeit nicht wesentlich verschlechtern. Pur die Herstellung von Schmelzgußkörpern ist aber ein Mindestgehalt von (nicht verflüchtigtem) 0,02 Gew.-% Pluor günstig, weil er Produkte mit geringeren Platz- und Risseschäden bei der Herstellung ermöglicht. Pur die Herstellung von Schmelzkorn ist ein verbleibender Pluorgehalt meist nicht erforderlich.
Weitere günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen. Sie können als Schmelzgußkörper und dergleichen, oder
909884/0734 " 7 "
auch, in Gestalt eines Produkts aus geschmolzenem Korn, das gegebenenfalls z.B. durch Sintern wieder gebunden werden kann, verwendet werden.
Die zur Herstellung von Schmelzkorn- und Schmelzgußprodukten gebräuchlichen Verfahren sind auch im Rahmen der Erfindung anwendbar. Das Schmelzkorn kann durch Aufreißen, Versprühen, Atomisieren eines Schmelzstoffstroms, oder durch Zerkleinern eines Schmelzgußkörpers, oder der im Schmelzofen erstarrten Masse hergestellt werden. Die üblichen Gieß- und Anlaßmethoden wurden zur Herstellung von Schmelzgußprodukten eingesetzt. Für die üblichen Gießtemperaturen von 2000 - 215O0C sind am besten Graphitformen und zum Anlassen Aluminiumoxidpulver geeignet. Schmelzgußkörper auf Chrom - Aluminiumoxidbasis neigen an sich zur Entwicklung poröser Gußstücke; dies gilt auch für die Zusammensetzungen der Erfindung. Dieser die Korrosionsfestigkeit vermindernde Erscheinung kann aber in der üblichen Weise durch kurze Schmelzbögen (unter 2 cm Länge) bei niedrigerer Spannung und durch Einblasen oder Aufblasen oxidierender oder träger Gase wie Luft, Sauerstoff, Stickoxydul, Kohlendioxid, Stickstoff oder Argon, in bzw. auf die Schmelze, während des Schmelz- oder Gießvorganges oder im Anschluß an diese, begegnet werden, s. hierzu US-PS 3,670,061 und die japanische PS 444,323. Liefert Chromerz einen Teil des Ox JS^ Gehalts, so kann die Porösitätsentwicklung durch Vorbrand des Chromerzes nach der US-PS 2,911,313 verhindert werden. Der reduzierenden Entwicklung der Graphitelektroden in Elektroschmelzöfen auf die Metallphase kann durch Reoxidieren des geschmolzenen Materials durch oxidierenden Gaseinschuß entgegengewirkt werden, wodurch ein Mindestmaß an
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Chrom und ein Höchstmaß an Cr2O5 in der Metallphase entsteht. Ebenso wird Eisen weitgehend als FeO "belassen, wenngleich ein gewisser Anteil auch als Fe2O, vorliegen kann. In jeden Fall gelten die analytischen Zusammensetzungsgrenzen für die jeweils angegebene Oxidform der Metalle.
Geeignet sind alle Ansatzkombinationen, welche die im erfindungs gemäßen Bereich liegende analytische Zusammensetzung des Schmelz produkts ergeben. Typische Analysen handelsüblicher, im Regelfall bevorzugter Rohstoffe enthalten, in Gew.-% Aluminiumoxid: 99,01 % Al2O3, 0,45 % Na2O, 0,02 % SiO2; Chromoxid: 99,2 % Cr3O5, 0,05 % FeQ, 0,01 % Al3O5, 0,01 % CaO, 0,01 % SiO2;
Chromerz: 45,7 % Cr3O5, 24,39 % FeO, 14,6 % Al3O5, 11,39 % MgO, 2 % SiO2, 0,56 % TiO3, 0,29 % CaO;
Fluorspar: 95,24 % Caj?2;
Kalk: 97,04 % CaO, 1,48 %
Im Ansatz muß der Fluorverlust durch Verflüchtigung berücksichtigt werden. Die Erfahrung mit Fluorspar zeigt, daß etwa ein Drittel des Ansatzfluors im Schmelzprodukt verbleibt.
Mit Ausnahme der Proben 5, 25, 26 enthielten die folgenden Beispiele 57 kg Ansätze, welche im Elektrobogenofen mit zwei Hohlgraphitelektroden bei 94 - 109 Volt/120 KW mit kurzen Bögen von etwa 2,6 - 12,8 mm geschmolzen wurden.
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Während des Schmelzens wurde in die Schmelze Stickstoff mit einem Durchsatz von etwa 0,6 nr/Std./Elektrode eingeperlt. Am Ende des Schmelzvorgangs aber vor dem Guß wurde 30 Sek. lang Sauerstoff mit einem Durchsatz von etwa 5,9 nr/Std. eingeblaseh. Dann wurde die Schmelze in 7,62 χ 15,24 x 30,48 cm große Gußstücke ergehende Formen gegossen.
Für die Herstellung der Proben 25 und 26 wurden in einem Elektrobogenofen mit drei Hohlgraphitelektroden bei 120 - 180 Volt/ 2200 KW und drei kurzen Bögen von 9,5 - 19 mm Abschnitte von etwa einer metrischen Tonne geschmolzen. Hierbei wurde Stickstoff mit einem Durchsatz von etwa 1,1 nr/Std./Elektrode eingeblasen. Ferner wurde mit einer Lanze 5 Min. lang 0,8 nr/Min. Sauerstoff eingeschossen. Die Schmelze wurde sodann in Formen zu dichten Gußstücken verschiedener Größe und Abmessung gegossen, z.B. zur 0,9 x 0,3 x 0,4 m messenden Probe 25, und zu der 0,7 x 0,3 x 0,5 m messenden Probe 26. Die Probe 25 wurde einem handelsüblichen feuerfesten Schmelzgußblock entnommen.
Die vergleichende Tabelle I enthält Angaben zur Zusammensetzung einer im erfindungsgemäßen bevorzugten Bereich liegenden Probe 1, als Probe 2 die annäherungsweise Reproduktion des Materials S-6 nach Jaupain, aaO., oben, sowie S-5 nach Jaupain (Probe 3); eine annäherungsweise Reproduktions des 2 Gew.-% MgO, 5 % FeO enthaltenden Schmelzprodukts gemäß Ansprüchen 4 und 6 der ÜS-PS 2,279,260 (Probe 4), und als Probe 5 ein handelsübliches Produkt nach US-PS 3,188,219. Die Phasen wurden in bekannter Weise durch Spitzenzählwertanalysen ermittelt. Der Korrosionsfraß am Schmelzspiegel
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(als MLG -melt line cut "bezeichnet) wurde nach dem Prüfungsverfahren der US-PS 3,632,359, Spalte 6, Zeilen 3-16, unter Verwendung von geschmolzenem Glas für Glaswolle nach den US-PS 2,877,124 und 2,882,173 bestimmt. Bei diesem Prüfversuch hatte das Glas eine Temperatur von 1450° und die Eintauchdauer betrug vier Tape. In gleicher Weise wurden die Korrosionswerte IiLC in den übrigen Tabellen ermittelt.
TABELLE I
Beispiel-
Nr.		 1 - 3.2 IV) ?, 1 3 5-10^2) 4 4,9 5
(1)
Phasenanalyse ^ J 		- 1, 6 0,6
Yolumen-%
Korund, feste
Lösung		 88,5 65, 6 64,8 52,8 63,1
Sekundäroxide 11,3 33, 34,6 42,3 36,5
Hexaluminat,
feste Lösung		 7,0 - O - - -
Spinell, feste
Lösung		 4,3 31. 3 25-30(2) 27,6 23,8
Silikat - - 14 7 8,9
unbestimmte Oxide - 3,8
Metall 0,4
K J ohne Porenvolumen
K '' Schätzwert weeen ähnlicher :ieflektivität
- 11 -
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-χ-
T A 1 0 64,67 η* LE I 2926946 5
32,22 BEL 3 (Fortsetzung)
2,46 2 4
('
Ansatzanalysev*		 0,65 60,65
Volumen-% 0,57 69,70 27,37
Al2O3 1,24 35,64 25,39 62,49 9,89
Cr2O3 0,13 61,11 4,58 29,80 -
MO 0,20 2,94 0,63 6,98 6,08 .
CaO 0,29 0,53 1,61 0,05 3,81
MgO 0,03 2,11 2,34 1,98 1,78
PeO 0,30 0,03 4,95 -
SiO2 0,03 - 0,36 0,31
Fluor - 0,30 - _
Na2O 0,28 _ 0,37
TiO0 _ _
ähnlich der Produkt analyse, außer ca. 2/3 Fluorverlust (s. Tabelle 5); die Probenanalyse 5 wurde den Angaben des Herstellers entnommen.
Beispiel-
Eigenschaften % A
MLC^ mm χ 10
-2
2,2 6,3
7 15
6,8
20
7,9 10
24
6,4 6,5
44
47
erscheinende Porösität
Schmelzspiegeleinschnitt infolge von Schmelzkorrosion.
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- 12 -
Die folgende Tabelle II zeigt die Bedeutung der richtigen Anteile Al2O5 und Cr2O5. Die Beispiele 9-14 erläutern die Erfindung, während die Beispiele 6-8 außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs liegen.
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TABELLE II
Beispiel-
Nr.		 6 ■7 8 9 10 11 12 15 14
Ans at ζ analys e
Volumen-%
Al2O3 87,08 84,28 77,41 69,58 64,67 64,67 59,78 48,64 45,04
Cr2O3 9,74 12,26 19,44 27,23 52,22 52,22 37,21 48,55 52,21
CaO 0,64 0,84 0,64 0,71 0,65 0,65 0,61 0,64 0,46
to
O 		MgO 0,57 0,57 . 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57
co
co
co
ΐ- 		PeO
SiO2 		1 ,22
0,13		 1,25
0,15		 1,23
0,13		 1,24
0,12		 1,24
0,15		 1,24
0,13		 1,24
0,13		 1,24
0,15		 1,23
0,12
Ο
-J 		Pluor 0,20 0,27 0,20 0,21 0,20 0,20 0,16 0,20 0,14
ca
■r» 		Na2O 0,39 0,59 0,35 0,31 0,29 0,29 0,27 0,22 0,20
TiO2 0,03 0,05 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,05 0,03
Eigens chaft en
% AP 15,5
15,3		 1,4 10,0
8,0		 - 5,6 4,9
0,4		 - 11,5
12,5		 5,5
MLC mm χ 10"2 120
159		 74 91
78		 15 6 16
16		 7 8
7		 16
1 Ansatzanalyse 69 Eigenschaften O, 5 T A B E Aa III 1 8 1 2926946
Gewichts-% 29 % AP 18
19		 1 6 LLE
Beispiel-
Nr.		 Al2O3 0 MLC mm
χ 10-2		 17 9
Cr2O3 0 ,18 76 ,43 66
CaO 0 ,70 68 ,82 28 ,95 28
PeO 0 ,46 29 ,55 68,13 2 ,92 4 ,06
SiO2 0 ,02 0 ,97 29,25 0 ,02 0 ,37
Fluor ,02 0 ,02 1,94 0 ,06 0 ,86
Na2O ,31 0: ,02 0,02 0 ,31 0 ,02
,31 o: ,31 0,04 0 ,31 0 ,08
o; ,31 0,31 ,31
,04
,3		 0,31 0,
o 		,9
,6		 4
4		 ,30
4,
4,		 ,5
,6		 40
28		 76
66
29
18		 5,9
7,2		 ,5
,3
34
18
Die folgende Tabelle 4 zeigt den Einfluß unterschiedlicher SiO2 Mengen auf die Korrosionsfestigkeit. Die Beispiele 11, 20 - 22 liegen innerhalb des Bereichs der Erfindung, das Beispiel 23 außerhalb desselben.
- 15 909884/0734
TABELLE IV
Beispiel-
Nr.		 11 20 21 22 23
Ansatzanalyse
Gewichts-%
Al2O3 64,67 64,62 64,55 63,34 61,43
Cr2O3 32,22 32,18 32,15 31,57 30,60
CaO 0,65 0,64 0,64 0,62 0,61
MgO 0,57 0,57 0,57 0,56 0,55
FeO 1,24 1,24 1,24 . 1,23 1,18
SiO2 0,13 0,23 0,33 2,11 5,14 ·
Fluor 0,20 0,20 • 0,20 0,20 0,20
Na2O 0,29 0,29 0,29 0,35 0,27
TiO2 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02
Eisens chaft en
% AP 4,9
0,4		 5,8
5,7		 5,0
4,5		 5,4
7,4		 5,2
MLC mm
χ 10"2 		16
16		 8
16		 30
24		 21
21		 112
Die Tabelle V erläutert die Erzielung hoher elektrischer Resistivität durch geregelte, niedrige SiO2 Anteile. Die Beispiele 24 - 26 liegen im erfindungsgemäßen Bereich, während das Beispiel 5 ein handelsübliches Produkt betrifft. Das Beispiel 24 hat die gleiche Zusammensetzung des Ansatzes wie die Beispiele 1, 10 und 11. Ein Vergleich zeigt, daß Ansatzanalyse und Produktanalyse bis auf die normalen Fluorverluste weitgehend gleich sind.
909884/07.34 - 16 -
T A ■ 24 BELL E Y 26 2S2694S
25
Beispiel-
Nr.		 5
Pro dukt analys e 65,8^· ; 62,65
Gewichts-% 31,0 ' 61, 50 31,09
Al2O3 0,79 33, 08 0,80 60,65
Cr2O3 0,71 0, 76 0,69 27,37
CaO 1,61 0, 57 1,68 -
MgO 0,11 1, 51 0,75 6,08
PeO 0,07 0, 42 0,06 3,81
SiO2 na<2> 0, 06 0,26 1,78
Fluor -· 0, 18 0,77 -
Na2O naß 0, 38 XRF^) 0,31
ZrO2 XRF (3) -
Analys eme tho d e •a r\/~> unbekannt
«rf« t ^ s a in 1 ^^ ——. I I r^ ■ —
übrigen Bestandteile
K 'nicht analysiert Röntgenstrahlenluoreszenzanalyse
Elektrische Resistivität
0hm-cm bei .ieweils C 100 69 45
15000C 230 180 170 54
14000C 500 320 290 63
13000C 1100 680 700 91
12000C 1800 1200 1200 180
11000C 3500 2900 2000 430
10000C 6300 180000 110000 25OOO
5000C 25OOOO
909884/0734
-χ-
Die Probe 27 belegt, daß geringe TiO2 Zusätze im Rahmen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung toleriert werden können. Dieses Beispiel enthält nach der Ansatzanalyse in Gew.-%: 64,04 % Al2O5, 31,9 % Cr2O3, 0,64 % CaO, 0,57 % MgO, 1,24 % PeO, 0,12 % SiO2, 0,2 % F, 0,29 % Na2O, 1 % TiO2 und für beide Probegläser dieses Beispiels die Eigenschaften
Anscheinende
Porösität (AP) in % MIC mm χ 10"2
4,9 . 8 ■ '
5,9 H
Als Beispiels eines wiedergebundenen Schmelzkornprodukts im Rahmen der Erfindung wurde Schmelzgußmaterial aus der Schmelze für die Proben 25 und 26 zerkleinert und auf die drei Korngrößenfraktionen _ klassiert;
45 Gew.-% -4+10 Tyler mesh, 25 Gew.-% -10+45 Tyler mesh, 35 Gew.-% -100 Tyler mesh.
Diesem Ansatz wurden (in auf diesen Ansatz bezogenen Gew.-%) zugesetzt:
2,75 % Mgninsulfonat mit 46,5 % Peststoffen in Wasser, als Bindemittel; und 1,15 % Polyäthylenglykollösung (10 Gew.-% Carbowax (Warenzeichen) 2OM in Wasser) als Gleitmittel. Der gut gemischte Ansatz wurde zu einem Ziegel gepreßt und dieser 6 Std. bei 165O0C gebrannt. Stücke dieses Ziegels hatten die Eigenschaften
■ % AP MLC mm χ 10~2
24,7 62
24,9 81
909884/0734 " 18 "
Die an sich größere Porösität wiedergefundenen Schmelzkorns im Vergleich zum Schmelzguß kann durch Einstellung der Korngrößen verbessert werden. Möglich sind auch Anteile ungeschmolzenen Korns, z.B. Aluminiumoxid, oder Aluminiumoxid und Chromoxid, als Fraktion der -100 mesh Größe.
-19-909884/0734

Claims (6)

Patentansprüche
1. Feuerfester, dichter Schmelzstoff auf Chrom - Aluminiumoxid-"basis, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mikrostruktur im wesentlichen bestehend aus wenigstens 70 Yolumen-% chromhaltiges kristallines Korund in fester Lösung als Hauptkristallphase, als sekundäre Kristallphase wenigstens 5 Volumen-% Oxide, hauptsächlich chromhaltiges Erdalkali - Hexaluminat in fester lösung, und weniger als 10 Volumen-% Metall enthält und im wesentlichen die analytische Zusammensetzung in Gew.-% hat wenigstens 90 % Al3O^Cr2O5, 20 - 60 % Cr3O5, 1 - 4 % MO, wobei M = Ca, Ba, Sr, Mg, Pe, einzeln oder in Mischung, 0,4 - 3,5 % CaO, BaO, SrO einzeln oder in Mischung, nicht mehr als 3 % MgO, nicht mehr als 3,5 % FeO, weniger als 5 % SiO2 bis zu 0,5 % Fluor weniger als 1,5 % R?0» worin R = Li, Na, K, Rb, Cs, einzeln oder in Mischung bis zu 2 % TiO2, und bis zu 3 % ZrO2.
2. Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korundphase mindestens 75 % beträgt, die Hexaluminatphase auf Kalzium basiert, und in der analytischen Zusammensetzung Al3O5+ Cr3O5 wenigstens 95 %, Cr3O5 25 - 30 %, CaO 0,5 - 3 %, MgO nicht mehr als 1,5 96, FeO 0,5 - 3 %, SiO3 weniger als 1 % Fluor nicht mehr als 0,2 % R3O weniger als 1 %, und TiO3 nicht mehr als 1 % ist.
3. Stoff nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korundphase mindestens 80 %, die sekundäre oxidische Kristallphase mindestens 10 %, die Metallphase weniger als 5 %, jeweils
909884/073*
- 20 -
in Volumen-96 beträgt, und in der analytischen Zusammensetzung Al2O^Cr3O5 wenigstens 95 % Cr3O5 30 - 40 %, CaO 0,6 - 1 %, MgO 0,4 - 0,8 %, PeO 1 - 1,5 %, SiO2 nicht mehr als 0,3 % Fluor 0,05 - 0,2 %, R2O weniger als 0,5 %, und TiO2 nicht mehr als 0,2 % ist.
4. Stoff nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Schmelzgußprodukt verwendet wird und der analytische Pluorgehalt mindestens 0,02 % beträgt.
5. Stoff nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Schmelzkorn verwendet wird.
6. Stoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzkorn wiedergebunden wird.
809884/0734
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