DE3048678A1

DE3048678A1 - Haltbares feuerfestes material und verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung

Info

Publication number: DE3048678A1
Application number: DE19803048678
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Honda; Nobuhiko Kaji; Hiroshi Fukuoka Shikano
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1981-10-01
Also published as: GB2066802B; US4326040A; DE3048678C2; JPS5919067B2; GB2066802A; JPS5696774A

Description

: '⁵^ . : : :„..""- : j nachqereichtI Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein haltbares feuerfestes Material und ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung. Dabei handelt es sich im besonderen um ein Material, das beim Stahlguß eingesetzt wird und sich speziell für das feuerfeste Düsensystem einer Gießmaschine eignet.

Mit dem Ziel, beim Stahlguß den Ausstoß zu erhöhen und die Produktionskosten zu vermindern, werden mehr und mehr Gießsysteme mit kontinuierlicher Beschickung eingesetzt anstelle der bisherigen diskontinuierlichen Beschickungssysteme, wobei in den letzten Jahren das Stahlgießen in den meisten Fällen in aufeinanderfolgenden Schritten erfolgte, von einigen Beschickungen bis zu zehn und mehr Beschickungen.

In einer Stahlgießmaschine wird die feuerfeste Düse eingesetzt jeweils zwischen der Kellenwanne und zwischen der Gießwanne und der Form, wobei sie eine Oxydation der Stahlschmelze verhindert und die Strömungsrichtung des geschmolzenen Stahls steuert. Somit handelt es sich bei der feuerfesten Düse um einen Wichtigen Bestandteil innerhalb der Stahlgießmaschine.

Wenn jedoch die feuerfeste Düse bei dem oben erwähnten Gießverfahren mit kontinuierlicher Beschickung eingesetzt wird, kommt, da die Düse für relativ lange Zeitabschnitte in die Wanne mit geschmolzenem Stahl eingetaucht wird, die Düse auch in Kontakt mit einer stark erodierenden Pulverschicht, die aus Silika oder Tonerde besteht und auf die Stahlschmelze aufgestreut ist, wobei die Düse von dem erodierenden Pulver a.ngegriffen wird.

Um den jeweiligen Bereich der feuerfesten Düse vor dem erodierenden Material zu schützen, sind bereits verschiedene Versuche gemacht worden. Diesbezüglich hat man bereits 1. die Düse aus Al₂O₃ und Graphit hergestellt, 2. einen Schutzrinq um den mit dem Pulver in Kontakt tretenden Teil des Ciiser.-

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NACHGEREICHT

..6- :-:

steines gelegt und 3. gleichzeitig den mit dem Pulver in Kontakt tretenden Bereich und den Rest der feuerfesten Düse unter Verwendung eines hocherosionswiderstandsfähigen Materials (beispielsweise Zirkonecde oder ähnlichem) und Stahl jeweils hergestellt, um dadurch den Teil der feuerfesten Düse,der mit dem Pulver in Kontakt tritt, zu verstärkenKeiner dieser herkömmlichen Versuche führte jedoch zu einer vollständigen Zufriedenheit. Obwohl der unter 3 genannte Versuch eingehend studiert und in der Praxis in großem Rahmen eingesetzt worden ist, da hiernach das teuere Material wie Zirkonerde mit einer hohen Wirtschaftlichkeit eingesetzt werden kann, weil die Düse aus einer Kombination verschiedener Materialien hergestellt wird, trifft die Fertigung dieser Düse auf große Schwierigkeiten. Außerdem kann der mit dem Pulver in Kontakt tretende Teil der Düse, der aus der Kombination der verschiedenen Materialien hergestellt ist, nicht ständig in Kontakt mit der Pulverschicht auf der Stahlschmelze gehalten werden, da die feuerfeste Düse sich im Laufe des Gießvorganges nach oben und nach unten bewegt_r Hierdurch werden auch andere Bereiche der Düse als gerade der Pulverkontaktbereich der erodierenden Pulver schicht ausgesetzt, so daß hieran angrenzend eine Schädigung der Düse auftreten kann, womit auch dieser Weg nicht zu einer zufriedenstellenden Lösung des Problemes führt.

Wenn eine lange Düse eingesetzt wird, deren Spitze während des Gießvorganges stets in die Stahlschmelze eingetaucht ist, wird die eingetauchte Spitze der Düse von der Hitze der durch die feuerfeste Düse fließenden Stahlschmelze angegriffen und nutzt sich frühzeitig ab, womit die Lebensdauer der Büse erheblich herabgesetzt wird. Darüber hinaus neigt beim Einsatz einer eingetauchten Düse Tonerdeablagerung aus der Stahlschmelze dazu an den öffnungen der Düse anzuhaften und diese zu verstopfen, wodurch ebenfalls die Lebensdauer der Düse herabgesetzt werden kann.

Um ein Verstopfen der Düsenöffnungen durch die Tonerdeab-

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. INACMGEREICHT j

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lagerung aus der Stahlschmelze zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen , Gas wie beispielsweise Argongas in die Öffnungen einzublasen. Bei den herkömmlichen feuerfesten Düsen aus einer Kombination aus AIgO₃ und Graphit kann jedoch die Tonerdeablagerung nicht vollständig aus den Öffnungen entfernt werden, so daß sich das hindurchgeblasene Gas als nicht voll wirkungsvoll zeigte. Außerdem neigt der durchgeblasene Gasstrom dazu, die Strömung der Stahlschmelze zu beeinflussen, wodurch der Abnutzungseffekt der feuerfesten Düse beschleunigt wird. Die Abnutzung schreitet von den Wänden der Öffnungen der feuerfesten Düse in den Düsenkörper hinein fort.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein feuerfestes Material und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, das unter Vermeidung der oben aufgezeigten Nachteile für eine Düse geeignet ist, die sich für den kontinuierlichen Stahlgießbetrieb eignet. Da-bei soll sich das Problem der Verstopfung der Öffnung durch Tonerdeablagerungen verhindern lassen, ohne daß es erforderlich ist, ein Gas durch die Öffnungen hindurchzublasen und ohne daß sich die Düse vorschnell abnutzt.

Es ist bereits ein Patent erteilt worden, auf die Herstellung einer hochfesten Düee für den kontinuierlichen Stahlgießbetrieb mit einer Kombination von Al-O- und Graphit, wozu Zirkon und Zirkonerde hinzugegeben wurde. Da jedoch Zirkon und Zirkonerde in ihrer ursprünglichen Form eingesetzt werden, können diese nicht vollständig und gleichförmig in der Al-O₃ und Graphit-Kombination verteilt werden. Da außerdem Zirkon und Zirkonerde eine höhere Feuerfestigkeit besitzen als die anderen Bestandteile der fuerfesten Düse, dauert es sehr lange, bis die zugesetzten Materialien einen hochviskosen Glasfilm bilden, durch ihre Reaktion mit den anderen Bestandteilen der feuerfesten Düse, wobei die anderen Bestandteile dazu neigen, durch die Hitze des geschmolzenen Stahls nachteilig beeinflußt zu werden, bevor der Glasfilm gebildet ist.

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[naohqereichtI

Obwohl es bereits vorgeschlagen worden ist, zur Verhinderung der Düsenverstopfung Silika in einer größeren Menge der Al-O. und Graphit-Kombination beizugeben, hat die Zugabe einer solchen erhöhten Menge von Silika nicht dazu geführt, daß das Problem der Verstopfung der feuerfesten Düsenöffnungen wesentlich vermindert worden wäre. Es ist außerdem schwierig, die Menge der Zusätze proportional zur Menge des Tonerdeniederschlages zu erhöhen, um eine vorzeitige Abnutzung zu vermeiden und ein Verstopfen der Öffnung zu verhindern, wodurch der Zusatz nicht in einer solchen Menge beigefügt werden kann, um mit der Veränderung des zu gießenden Stahlmaterials Schritt zu halten.

Die oben genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst, wobei bezüglich bevorzugter Ausführungsformen auf die Unteransprüche verwiesen wird.

Hierdurch ist es gelungen, ein haltbares feuerfestes Material zu schaffen, das sich für Dosen eignet, die in kontinuierlichen Stahlgußverfahren eingesetzt werden. Es werden hierdurch die oben aufgezeigten Nachteile vermtaden, so daß sich die Düsen über lange Zeiträume kontinuierlich einsetzen lassen. Gemäß der Erfindung wird gleichzeitig ein Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Materials geschaffen, wie dies in den Ansprüchen angegeben ist.

Es ist bereits seitens der Erfinder zuvor eine sehr dauerhafte feuerfeste Düse für die Verwendung bei einem kontinuierlichen Stahlgießverfahren entwickelt worden. Diese feuerfeste Düse wird gebildet aus einem elektrisch geschmolzenen oder gebrannten feuerfesten Klinkermaterial mit einem feuerfesten Bestandteil, dessen Hauptmineralphase aus Mullit, Baddeleyit und Korund besteht,und dessen chemische Zusammensetzung besteht aus Al₃O₃, ZrO₂ und SiOg innerhalb eines bestimmten Mischungsverhältnisses (das hochfeste Klinkermaterial wird nachfolgend als "ZRM" bzeichnet). Diese feuerfeste Düse ist Gegenstand der japanischen Pa-

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tentanmeldung Nr. 87459/1979. Wie diese japanische Patentanmeldung zeigt, wird die hochdauerhafte feuerfeste Düse zur Verwendung in einem kontinuierlichen Stahlgießveröiren hergestellt, durch die Vermischung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, des feuerfesten Bestandteiles einschließlich der Hauptmineralphase, bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung, bestehend aus 30 - 60 Gew.-% Al-O-, 20 bis 60 Gew.-% ZrO₂ und 5-25 Gew.-% SiO₂, jeweils bezogen auf das Gewicht der chemischen Zusammensetzung, 20 - 40 Gew.-% Graphitpuder, 0-10 Gew.-% SiC, 0-25 Gew.-% Kieselglas und 0 bis 45 Gew.-% Tonerdepulver mit einem Gehalt von mindestens 70 Gew.-% Al₂O₃, bezogen auf das Gewicht des Tonerdepulvers hä niedriger Temperatur, oder unter Erhitzung bei Verwendung eines Harz-oder Pechbinders, worauf man die Mischung formte und das geformte Produkt in einer nicht oxydierenden Atmosphäre brannte.

In sich anschließenden Nachforschungen haben die Erfinder jedoch ermittelt, daß die ZRM-Düse positiv einen hochviskosen Glasfilm durch die Hitze aus der Stahlschmelze erhält, wodurch die Wärmefestigkeit der inneren und äußeren Oberflächen der Düse wesentlich verbessert wird. Die Anwesenheit der so gebildeten Glasfilme auf der inneren und der äußeren Oberfläche der feuerfesten Düse verbessert die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung und verhindert ein Verstopfen der Düsenöffnung, so daß eine erhöhte Haltbarkeit auf die Düse auch dann übertragen wird, wenn das Mischverhältnis der Bestandteile innerhalb der hitzebeständigen Komponente und die eingemischte Menge des hitzebeständigen Bestandteiles in dem hitzebeständigen Material in einem bestimmten Bereich verändert werden. Dies gilt auch dann, wenn der hitzebeständige Bestandteil innerhalb der Mischung in Beträgen von 5-30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung vorliegt. Damit wurde gemäß der Erfindung ein haltbares feuerfestes Material geschaffen, das sich für eine Düse zu Gießzwecken eignet.

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Gemäß der Erfindung wird die haltbare feuerfeste Düse zur Verwendung in einem kontinuierlichen Stahlgießverfahren hergestellt, indem man, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, 5 - 80 Gew.-% eines feuerfestent Bestandteiles einschließlich der Hauptmineralphase, bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung,bestehend aus 25- 85 Gew.-% AIpO-, 10 - 70 Gew.-% ZrOj und 5-25 Gew.-% SiO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammensetzung, 10 - 40 Gew.-% Graphitpulver, 0» 20 Gew,-% einer oder mehrerer Bestandteile aus der Gruppe SiC, Si₃N₄, metallisches Silizium und Ferrosilizium, 0-30 Gew.-% Kieselglas und 0-60 Gew.-% Tonerdepulver, enthaltend mindestens 70 Gew.-% Al_?0,, bezogen auf das Gesamtgewicht des Tonerdepulvers bei niedriger Temperatur, oder unter Erhitzen unter Verwendung eines Harz- oder Pechbinders miteinander vermischt, die Mischung formt und die so geformte Mischung in einer nicht oxydierenden Atmosphäre brennt.

Als feuerfester Bestandteil einschließlich der Hauptmineralphase, bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung, bestehend aus 25 - 85 Gew«-% Al-O₃₁ 10 - 70 Gew.-% ZrO₂ und 5-25 Gew.-% SiO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammensetzung, kann Klinker verwendet werden, der hergestellt ist durch Schmelzen von Zirkon und Tonarde als Hauptbestandteile oder Klinker, die hergestellt sind durch Schmelzen von Zirkon und Tonerde unter Hinzufügung von Baddeleyit. Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung von ZRM, hergestellt durch Schmelzen von Zirkon und Tonerde mit oder ohne die Zufügung von Baddeleyit, sondern umfaßt auch Klinker, hergestellt durch das Sintern von Zirkon und Tonerde mit oder ohne die Zufügung von Baddeleyit, wobei man das Sintermaterial zermahlen kann, um die Korngröße einzustellen.

Zirkonerde besitzt eine ausgezeichnete Erosionswiderstands-

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I NACHGSREICHT f

fähigkeit. Obwohl Zirkonerde, wie oben erwähnt wurde, geeignet ist, den Teil der feuerfesten Düse, der mit dem Pulver in Kontakt kommt, zu verstärken, ist dieses Material außerordentlich teuer. Da Zirkonerde außerdem ein relativ hohes spezifisches Gewicht besitzt, erhöht dieses erosionswiderstandsfähige Material das Gewicht der sich ergebenden feuerfesten Düse, so daß ihre Handhabung damit schwierig wird. Andererseits hat stabilisierte Zirkonerde einen höheren thermischen Expansionskoeffisient als derjenige der Oxide, wie Korund und Zirkon, die als Hauptbestandteile einer Kohle enthaltenden eingetauchten Düse Verwendung finden. Unstabilisierte Zirkonerde neigt zur überhöhten Expansion in einem solchen Ausmaß, daß das Material reißt.

Mit dem Ziel, eine Düse für den Einsatz beim Stahlgießen zu schaffen, die Spalling-und Abnutzungsfestigkeit besitzt, und deren Öffnung nicht zum Verstppfen neigt, während außerdem in einer einfachen Weise ein Glasüberzug gebildet werden kann, unter Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Erosionsbeständigkeit gegenüber der erodierenden Pulverschicht, haben die Erfinder großangelegte Forschungen an verschiedenene Materialien durchgeführt und dabei festgstellt, daß sich innerhalb des ZRM Zirkonerde Kristalle in und um die MuIIit- und Korundkirstalle anlagern, um die MUllit- und Korundkristalle zu schützen, wobei die Zirkonerdekristalle eine ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigen. Da ZRM eine relativ niedrige Beständigkeit, verglichen mit Tonerde, Zirkonerde und Zirkon besitzt, kann ZRM leicht eine Glasschicht bilden, in welcher Zirkonerde dispergiert ist, während gleichzeitig eine hohe Viskosität gegeben ist. Außerdem besitzt ZRM einen relativ niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise 7 χ 1O~ und zeichnet sich besonders durch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2 bis 4 χ 10 in dem hohen Temperaturbereich •von 1000 bis 1600°C aus. Die Erfinder sind zu dem Ergebnis gekommen, daß diese Eigenschaften ZRM geeignet machen, als hauptwärmefesten Bestandteil für eingetauchte Düsen zur Verwendung bei dem kontinuierlichen Stahlgießen, da die Düsen

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hohe Erosions-, Abnutzungs- und Spallingsfestigkeitseigenschaften besLtzen müssen, während gleichzeitig die Neigung zur Verstopfung der öffnung gering sein soll,

Wenn ZRM weniger ZrO₂ enthält als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von ZRM, so ist die Menge an Zirkonerde, die sich innerhalb und um die Mullit- und Korundkristalle niederschlägt, unzureichend klein, wobei ZrO₂ in solchen kleinen Mengen die Erosionsfestigkeit der Düse nicht zu verbessern vermag. Wenn andererseits die Menge an ZrO₂ 70 Gew.-% überschreitet, tritt, da ZrO₂ in der Form von monoklinischen Kristallen vorliegt, eine abnorme Expansion innerhalb des ZrOg auf, wodurch in einer nachteiligen Weise die Spallingfestigkeit der Düse herabgesetzt wird. Dementsprechend sollte die Menge von ZrO₂, die in ZRM enthalten ist, in dem Bereich von 10 - 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von ZRM liegen.

In dem ZRM sollten die Mengen von Al₃O₃ und SiO₂ in den Bereichen von 25 - 89 Gew.-% bzw. 5-25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von ZRM liegen.

Das ZRM mit der oben erwähnten chemischen Zusammensetzung nimmt 5-80 Gew.-%, bzeogen auf das Gesamtgewicht der Mischung der feuerfesten Düse ein. Wenn ZRM in Mengen von weniger als 5 Gew.-X in der Mischung eingesetzt wird, kommen die oben erwähnten Eigenschaften von ZRM nicht zur vollen Wirkung, wührend andererseits, wenn die Menge an ZRM 80-Gew.-% überschreitet die Spallingfestigkeit der sich ergebenden eingetauchten Düse unzulänglich ist.

Die Menge an Graphit in der Mischung sollte in einem Bereich von 10 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, liegen. Wenn Graphit in einer Menge eingesetzt wird, die geringer ist als 10 Gew.-%, besitzt die sich ergebende Düse eine unzureichende Erosions- und Spallingbeständigkeit. Wenn andererseits die Graphitmenge 40 Gew.-% überschreitet, schmilzt der Graphit in die Stahlschmelze

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nachgereicht

ein und stellt eine Verunreinigung des geschmolzenen Stahls dar. Anstelle von Graphit kann auch amorpher Graphit, synthetischer Graphit, Garschaumgraphit, thermisch zersetzter Graphit, Erdölpechkoks, Kohlenkoks, Anthrazit, Holzkohle, Ruß, thermisch zersetzte Kohle von Kohlehydrid, thermisch zersetzte Kohle von Kohlehydrat, thermisch zersetzte Kohle von synthetischem Harz oder glasiger Kohle in gleicher Weise eingesetzt werden, wobei diese Stoffe auch in den Rahmen der Erfindung fallen.

Die Menge eines oder mehrerer Bestandteile aus der Gruppe bestehend aus SiC, Si₃N₄, metallischem Silizium und Ferrosilizium sollte im Bereich von 0-20 Gew.-% liegen, wobei eines oder mehrerer dieser Elemente der genannten Gruppe einen SiOp Glasfilm bilden, wenn sie oxydieren. Der Glasfilm trägt zur Verhinderung der Oxydation bei. Wenn die Menge des oder der genannten Elemente 20 Gew.-% überschreitet, schmilzt das Material in die Stahlschmelze hinein und stellt somit eine Verunreinigung des geschmolzenen Metalls dar. Die Menge an Kieselglas sollte im Bereich von 0-30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung liegen, wobei das Kieselglas in diesem Mengenbereich dazu dient, Spallingbeständigkeit und Verstopfung·verhindernde Eigenschaften auf die sich ergebende Düse zu übertragen. Wenn Silika in einer Menge eingesetzt wird, die 30 Gew.-% überschreitet, neigt die Düse dazu, von dem geschmolzenen Metall beschädigt zu werden.

Die Menge an Tonerde, die bis zu 70 Gew.-% Al₃O₃, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tonerde enthält, sollte in einem Bereich zwischen 0 und 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuerfesten Mischung liegen. Da jedoch AIpO₃ auch in ZRM enthalten ist, wird ggf. Tonerde der feuerfesten Mischung beigefügt.

Gemäß der Erfindung werden die oben erwähnten Bestandteile der feuerfesten Mischung miteinander vermischt unter Verwendung eines Harz- oder Pechbinders bei niedrigen Tempera-

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NACHGEREICHT

turen oder unter Erhitzung, worauf die sich ergebende feuerbeständige Mischung geformt wird, worauf man das geformte Produkt in einer nicht oxydierenden Umgebung brennt.

Beispiele der Erfindung werden nachfolgend aufgezeigt, zusammen mit VergleichsbeJqpielen, wobei die Darstellung jedoch nicht eine Beschränkung der Erfindung beinhalten soll.

Die Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften verschiedener ZRM-Zusammensetzungen, die als Hauptbestandteil bei der Herstellung der feuerfesten Mischungen für die Düsen zur Verwendung bei den kontinuierlichen Stahlgießverfahren eingesetzt werden. Die Tabllen 2 und 3 zeigen verschiedene Mischungsverhältnisse von ZRM und anderen Bestandteilen, zusammen mit den Eigenschaften der erhaltenen feuerfesten Mischungen, in jedem Fall wurde die Mischung durchgeführt durch einen Airich-Misher. Das Formen wurde durchgeführt durch die Verwendung einer

Gummipresse mit einem Druck von 1200 kg/cm . Der Brennvorgang wurde in einer herkömmlichen Weise durchgeführt, wobei das geformte Produkt in Koks eingebettet war. Es wurde herausgefunden, daß die Düsen, die aus ZRM enthaltenden feuerfesten Mischungen hergestellt worden waren, ausgezeichnete Abnutzungs- und Spallingbeständigkeit, wie auch Erosionsfestigkeit und eine geringe Neigung zur Verstopfung gegenüber der erodierenden Pulverschicht zeigten. Es traten keine Risse in den Bereichen auf, die mit dem Pulver in Kontakt standen, und die erhaltenen Düsen waren allgemein herkömmlichen vergleichbaren Düsen wesentlich überlegen.

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Tabelle 1 Eigenschaften von ZRM

	Nr.	1	Chemische Zusammen setzung (Gew.-%)	Al₂O₃	SiO₂	Physikalische schaft	Eigen-	Thermischer koeffizient	Expansions-
		2	ZrO₂	67,0	18,0	spez. Roh gewicht	Scheinporosität	bei 1000°C	Abnormität
	ZRM	3	10,0	63,0	16,0	3,5	4,0	0,65	keine
	ZRM	4	35,0	48,0	16,0	3,15	4,1	0,65	keine
	ZRM	5	35,0	40,0	14,0	3,65	2,5	0,70	leichte
	ZRM	6	45,0	33,0	10,0	3,80	2,9	0,80	leichte
	ZRM	7	55,0	20,0	10,0	3,95	2,7	0,70	leichte
	ZRM		70,0	13,0	5,0	4,20	3,1	0,70	mittlere
	ZRM		80,0			4,35	3,8	0,75	starke
13004Oy
ο co 0*3 co

Tabelle 2A

	kristalliner, schuppiger Graphit	Vergleichs beispiel 1	Beisp. 1	Beisp. 2	5	Beisp.	3 Beisp. 4	Beisp. 5	sei sp· b
	ZRM	30	30	30	+ 10	30	30	30	30
	Elektrisch geschmolzene Tonerde		5 (ZRM 3)	' 15 (ZRM 4)	2,45	30 (ZRM 4)	30 (ZRM 4)	30 (ZRM 4)	60 (ZRM 4)
	Geschmolzene Tonerde	60	50	40	18,8	30	15	10
	Siliziumkarbid		5	5	290		15	20
	metallisches Silizium	5	5	5	keine	5	5	5	5
	Phenolharzbinder	5	5	5	5	5	5
	spez. Rohgewicht	+ 10	+ 10	+ 10	+ 10	+ 10	+ 9,5
co	Scheinporosi tat	2,48	2,43	2,65	2,51	2,40	2,59
CD	Druckfestigkeit (kg/cm )	18,0	18,5	18,7	18,3	19,3	20,1
O	Spallingwiderstand (15OO°C χ 15 minütige Wasserkühlung viermal wiederholt)	350	280	315	300	280	310
6960/	Risse tra- _Va,,. _. ten bei d. ^keine 3. Wasserküh lung auf	keine	keine	keine	kein Riss

Korrosionswiderstandsindex	Einsätzen mit einer für 200 Kellen	100	Einsätze	5	93	90	77	95	100	55
Anzahl v. Gießwanne	Einsätzen mit einer für 50 Kellen	3	Einsatz	1	Einsätze	5 Eins.	5 Eins.	5 Eins.	5 Eins.	6 Einsätze
Anzahl v. Gießwanne	1		Eins.	1 Eins				< I (

CD •C-CD *v» CD CO CD CO

Tabelle 2B

(Gew.-*) 'Beispiel 7 Beisp. 8 Beisp. 9 Beisp. 10 Beisp. 11 Beispiel

kristalliner, schuppiger Graphit

ZRM

Elektrisch geschmolzene Tonerde

Geschmolzene Tonerde Siliziumkarbid
metallisches Silizium Phenolharzbinder

30

20

30

spez. Rohgewicht

Scheinporosität (%)

2 Druckfestigkeit (kg/cm )

Spallingwiderstand (1500°C x 15 minütige Wasserkühlung viermal wiederholt)

60 (ZRM 5)	60 (ZRM 3)	60 (ZRM 4)	60 (ZRM 6)	5	70 (ZRM 3)	80 (ZRM 3)
		10		+9,5
5	5	5	5	2,71 19,1
5	5	5	275
+9,5	+ 9,5	+9	feine Risse bei der 4. kühlung	+ 9	+ 9
2,69 19,7	2,57 18,8	2,72 18,4	2,74 19,6	2,76 20,0
320	280	305	280	280
g kein Riss	kein Riss	kein Riss	traten auf Wasser-	kein Riss

Korrosionswiderstandsindex	Einsätzen mit einer für 200 Kellen	45	70	55	45	40	35 : ,/
Anzahl v. Gießwanne	Einsätzen mit einer für 50 Kellen	6 Ein-	6 Ein sätze				j > j
Anzahl v. Gießwanne			2 Ein sätze	2. Ein sätze	2 Ein sätze	2 Ein- ' : ■; sätze 1 ,

	Z
	>
	0
m	I
	Q
00
	re
	ö
	X

co
σ>
co

kristalliner, schuppiger
Graphit

ZRM

Ver-

_gleichs-
£eisp_iel 2

Tabelle 2C \

Vgl-Beisp. 3 VgI-B. VgI-B. 5 VgI-B. 6

(Gew.-%)
VgI-B.7

20

30 30

30

60 70 40 30 60

(Zirkonerde) (Zirkonerde) (Zirkonerde)(Zirkon) (Zirkon)

Elektrisch geschmolzene
Tonerde

3eschmolzene Tonerde
Siliziumkarbid
metallisches Silizium
Pher.ol harzbinder

5
5
+8,5

+8

20

30

+10

30

20

(Zirkonerde) (Zirkon) 20

20

5
5
+9,5

2,70 3,15 . 2,64

20,3 19,7 20,1

250 330 260

Spallingwiderstand (1500°C ^feine Risse feine Risse feine

χ 15 minütige Wasserkühlung traten bei traten b. d. Risse

spez. Rohgewicht
Scheinporosität
Druckfestigkeit (kg/cm²)

18,3
280

18,5
330

kein Riss kein Riss

viermal wiederholt)

Korrosionswiderstandsindex

d. 2. Wasser- 1. Wasser-traten b kühig, auf kühlung aufd. 2. Wasserkühig, auf

—JiO 30 70

Anzahl v. Einsätzen mit einer 4 Einsätze Gießwanne für 200 Kellen Risse

Anzahl v. Einsätzen mit einer
Gießwanne für 50 KeI1eη

90

17,9
290

Risse traten b. d. 3.j kühig, auf

Einsätze 3 Einsätze -

3 Einsätze

Einsatz Einsatz

CO

IT!

Tabelle 3

(Gew.-%)

kristalliner, schuppiger

Beisp. 13 Beisp. 14 Beisp. 15 Beisp. 16 Vergl.- Vergl.- Vergl.-

lange Düse eingetauehte Düse Beisp. 8 Beisp. 9 beisp. 10 • lange eingetauehte

Düse Düse

Graphit	30	+ 1Ω	30	30	3)	30	30	30	₊ 1O	30
ZRM	5	2,25	10	25		20	-	—	2,30	—
	(ZRM 3)	14,5	(ZRM 3)	(ZRM		(ZRM 3)			17,0
Elektrisch geschmolzene	40	270	35	22		35	45	47	245	55
Toperde
3-eschrrolzene Tonerde	20	20	15		5	20	15	5
Siliziumkarbid	5	5	5		5	5	5	5
T,e ta irisches Silizium	-	-	3	30	5	-	3	5
Phenolharzbinder	+ 1O	+ 1O	5	+ 1O	+ 1Ω	+ 10
spez. Rohgewicht	2,25	2,		2,40	2,25	2,40
Scheinporosität (%)	14,5	16,	17,0	14,5	17,5
Druckfestigkeit (kg/cm )	290	240	270	255	280

Spallingwiderstand (1500 C k_ei_n rj._ss kein Riss kein Riss kein Riss kein Riss kein Riss kein Hiss χ 15 minütige Wasserkühlung :'"".

viermal wiederholt) > ',",\

KorrosionsWiderstandsindex

Anzahl v.

Einsätzen mit ' 200 Kellen

11.Ein- 13 Einsätze sätze

Anzahl v. Einsätzen mit einer Gießwanne für 200 Kellen

Einsätze 6 Einkein Defekt sätze

Einsätze
Öffnung verstopft

5 Einsätze

wesntlicher

Wärmeschader.,

Bemerkungen; *1 •2

Hochaluminiumstahl, Gasblasen und geschichtete Lagen von Zirkonerde Mittleier Aluminiumstahl

ω ω

CO

Claims

Kurosaki Refractories Co., Ltdo 544.207 1-1 Higashi Hama-cho, Yahata Nishi-ku, Kita Kyushu-shi, Fukuoka-ken Japan 22. Dezember 198< Haltbares feuerfestes Material und Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung Patentansprüche:

1. Haltbares feuerfestes Material zu Gießzwecken, gekennzeichnet durch, jweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, 5 bis 8 Gew.-% eines feuerfesten Bestandteils einschließlich der Hauptmineralphase, bestehend^ aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung bestehend aus 25 - 85 Gew.-% Al₂O₃, 10 - 70 Gew.-% ZrO₂ und 5-25 Gew.-% SiO₃ bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammensetzung sowie 10 - 40 Gew.-% Kohlepulver.

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NACHGEREICHT

3 O A. R R 7 ft

2. Material nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen Gehalt jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, an bis zu 20 Gew.-* SiC, Si N

3 4' metallischem Silicium und/oder Ferrosilizium, bis zu 30 Gew.-* Kieselglas sowie bis zu 60 Gew.-* Tonerdepulver enthaltend mindestens 70 Gew.-* Al₃O₃ bezogen auf das Gesamtgewicht des Tonerdepulvers.

3. Verfahren zur Herstellung des haltbaren feuerfesten Materials nach den Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß man, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, 5 bis 80 Gew.-* eines feuerfesten Bestandteils einschließlich der Hauptmineralphase bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung bestehend aus 25 - 85 Gew.-* Al₃O₃, 10 - 70 Gew.-* ZrO₂ und 5-25 Gew_?-* Sio_? bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammensetzung und 10 bis 40 Gew.-* Kohlepulver unter Verwendung eines Binders miteinander vermischt, die Mischung formt und das sich ergebende geformte Produkt in einer nicht oxydierenden Umgebung brennt.

4. Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Materials gemäß den Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß man, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfestent Materials, 5-80 Gew.-* eines feuerfesten Bestandteiles einschließlich der Hauptroineralphase bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund/m^ einer chemiechen Zusammensetzung, bestehend aus 25 - 85 Gew.-* Al₂O₃, 10 - 70 Gew.-* ZrO₂ und 5 bis 25 Gew.-* SiO₃, bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammenatzung, 10 - 40 Gew.-% Kohlepulver, bis zu 20 Gew.-* eines oder mehrerer Bestandteile der Gruppe, bestehend aus SiC, Si->N ,

3 4 metallisches Silizium und Ferrosilizium, bis zu 30 Gew.-% Kieselglas sowie bis zu 60 Gew.-* Tonerdepulver, enthaltend mindestens 70 Gew.-* A1₂°₃» bezogen auf das Gesamtgewicht des Tonerdepulvers unter Verwendung eines Binders miteinander vermischt, die Mischung formt und das sich ergebende geformte Produkt in einer nicht oxydierende- Umgebum brennt.

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5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, d a d u r ch gekennzeichnet, daß man als Binder Harz verwendet.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Binder Pech verwendet.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung bei einer niedrigen Temperatur durchführt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, d a d u r c h gekennzeichnet , daß man den Mischvorgang unter gleichzeitigem Erhitzen durchführt.

9. Verwendung des feuerfesten Materials nach den Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß man, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, 5-80 Gew.-% eines feuerfesten Bestandteiles einschließlich der Hauptmineralphase, bestehend aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung, bes tehend aus 25 - 85 Gew.-% AIjO₃, 10 - 70 Gew.-% ZrO- und 5-25 Gew.-% SiO₂ bezogen auf das Gesamtgewicht der chemischen Zusammensetzung sowie 10 - 40 Gavi.-% Kohlepulver, unter Verwendung eines Bindes miteinander vermischt, dieser Mischung die Form einer Düse gibt und die sich ergebende geformte Düse in einer nicht oxydierenden Umgebung brennt.

10. Verwendung des feuerfesten Materials nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a du rch gekennzeichnet, daß man, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des feuerfesten Materials, 5 bis 80 Gew.-% eines feuerfesten Bestandteiles einschließlich der Hauptmineralphase,bestehend aus aus Mullit, Baddeleyit und Korund und mit einer chemischen Zusammensetzung, bestehend aus 25 - 85 Gew.-% Al ^C-,, IC 70 Gew.-% ZrO-, und 5-25 Qew.-% SiO-, bezogen auf das Ge-

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NACHGEREICHT

samtgewicht der chemischen Zusammensetzung, 10 - 40 Gew.-% Kohlepulver, bis zu 20 Gew.-% eines oder mehrerer Bestandteile aus der Gruppe, bestehend aus SiC, Si₃N₄, metallischem Silizium und Ferrosilizium, bis zu 30 Gew.-% Kieselglas sowie bis zu 60 Gew.-% Tonerdepulver enthaltend mindestens 70 Gew.-% AIpO-, bezogen auf das Gesamtgewicht des Tonerdepulvers unter Verwendung eines Binders miteinander vermischt, aus der Mischung eine Düse formt und die sich ergebende geformte Düse in einer nicht oxydierenden Umgebung brennt_T

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