DE3115156C2

DE3115156C2 - Legierungsformling für Kupolöfen

Info

Publication number: DE3115156C2
Application number: DE19813115156
Authority: DE
Inventors: Klaus 4300 Essen Schramm
Original assignee: Frank & Schulte 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Frank & Schulte 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3115156A1

Description

6—11% hydraulisches Bindemittel und
1— 3% Quellton, insbesondere in Form von Bentonit,

enthält.

is

Die Erfindung betrifft einen Legierungsformling für Kupolöfen, welcher Legierungselemente in Form von Granulat und ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere in Form von Portlandzement, enthält

Bei der Erschmelzung von Gußeisen in Kupolöfen werden der Schmelze in zunehmendem Maße Legierungselemente wie Ferro-Silicium (FeSi), Ferro-Mangan (FeMn), Ferro-Phosphor (FeP) sowie Silicium-Carbid (SiC) zugesetzt Diese Legierungselemente liegen in der Regel als Granulate unterschiedlicher Körnung vor und müssen mit Hilfe von Bindemitteln zu Formungen zusammengesetzt werden, damit sie sich erst in der eigentlichen Schmelze und zum geeigneten Zeitpunkt auflösen und nicht schon vorher im Ofenschacht abgc¹ rannt werden. Hierzu benötigen die Formlinge eine gewisse Festigkeit Diese wird normalerweise durch Zement als Bindemittel erreicht Dabei sind Zementgehalte von 15—30% üblich und erforderlich.

Beim Einsatz solcher Formlinge in Kupolöfen wird das Bindemittel aufgeschmolzen, gelangt in die Kupolofenschlacke und belastet sowohl diese als auch den Schmelzvorgang selbst, da zum Schmelzen des Zementanitiles zusätzlich Energie aufgewendet werden muß.

Die Kupolofenschlacke wird insbesondere insofern belastet, als z. B. Portlandzement hochbasisch ist. In modernen dauerzugestellten, insbesondere futterlos betriebenen Kupolöfen soll die Schlacke demgegenüber im sauren bis neutralen Bereich liegen Der Gattierung müssen deshalb oft entsprechende Mengen an sauren Zuschlägen zugegeben werden, welche die aus den Formlingen stammenden basischen Bestandteile neutralisieren. In diesem Sinne sind auch schon Legicningsformlinge hergestellt worden, deren Zusammensetzung im Hinblick 9.1t eine gewünschte Schlackenzusammen setzung konzipiert ist. Diese Formlinge enthalten Kieselsäure und tonerdehaltigc Stoffe in entsprechender Zusammensetzung (DKPS 15 83 262. DEAS 27 27 8%).

Wie ohne weiteres ersichtlich ist werden dabei allerdings weitere Schlackenmengen erzeugt, die den Schmelzvorgang durch einen entsprechenden Energiebedarf stark belasten Außerdem liegen die Lager- und Transportkosten aufgrund des ungünstigen Verhältnisses von Ntitzinhalt und Bruttogewicht der Formlinge beträchtlich höher

Es ist deshalb anstrebenswert, bei der Herstellung von derartigen Formlingen mit möglichst wenig Zement auszukommen. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt. Zum einen haben die Formlinge bei einer zu starken Abmagerung nicht mehr die erforderliche Endfestigkeit, so daß sie beim Transport und insbesondere unmittelbar nach dem Lmbringen in den Ofenschacht zerbröckeln, so daß — ähnlich wie bei losem Granulat — erheblich Abbrandverluste auftreten. Zum anderen ergeben sich bei zu geringem Zementgehalt Schwierigkeiten bei der Herstellung der Formlinge, weil sie keine ausreichende Grünstandfestigkeit haben. Die Formlinge werden normaler Weise in herkömmlichen Rüttelform-Maschinen hergestellt, wie sie bei der Herstellung von Betonsteinen verwendet werden.

Enthalten die Formlinge zu wenig Zement, so besteht die Gefahr, daß sie sofort nach dem Ausformen zerfallen. Auf diese Weise nimmt die Ausschußquote mit abnehmendem Zementgehalt drastisch zu.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb. Formlinge der eingangs genannten Art herzustellen, die einen möglichst geringen Zementgehalt haben.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Legierungsformling der eingangs genannten Art vor, daß der Formling, 6—11% hydraulisches Bindemittel und 1—3% Qve'iton, insbesondere in Form von Bentonit, enthält

Legierungsformlinge gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß der Anteil an hydraulischem Bindemittel drastisch abgesenkt werden kann, ohne daß die Grünstandfestigkeit oder die Endfestigkeit geringer werden. Das bedeutet, daß weniger Bindemittel in die Kupolofenschlacke gelangt, so daß die Schlacke und der Schmelzvorgang weniger belastet werden. Außerdem verschiebt der Betonit-Zusatz die Basizität des Bindemittels des Formüngs zu günstigeren Werten.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß sich das Gewicht der Formlinge pro Tonne Legierungsstoff stark reduziert Diese Tatsache wirkt sich günstig sowohl auf den Wärmehaushalt des Kupolofens als auch auf die wirtschaftliche Ausnutzung desselben sowie auf die Fracht- und Lagerkosten aus. Zudem sind die Herstellungskosten pro Tonne Rein-Legierungsstoff geringer, weil mehr Zement eingespart wird, als Bentor, α zusätzlich zugegeben wird.

Einen überraschenden, zusätzlichen Vorteil bringt die Zugabe von Bentonit speziell bei der Herstellung von Ferrosilicium-Formlingen mn sich. Bei der nach dem Stande der Technik üblichen Bindung mit Zement allein tritt vorwiegend während der ersten Hydratationsstufe des Zementes eine exotherme Reaktion auf. bei der sich wahrscheinlich das Calcium Silikat-Hydrat des Zementes mit dem Silicium und den in diesem vorhandenen Verunreinigungen wie Phosphiden. Sulfiden und Carbi den des Calciums und des Aluminiums verbindet. Diese exotherme Reaktion kann zum Zerplatzen des Formlin ges fuhren. Durch das Hinzufügen von Bentonit bei gleichzeitiger Reduzierung des Zt nentgehaltes wird diese exotherme Reaktion überraschender Weise vierwartet stark unterdrückt ohne daß die Abbindezeit verlängert wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Vergleiches mit dem Stand der Technik näher erläutert

Dieses Beispiel geht von einem Silicium-Carbid Formling aus. der metallurgisches Siliciumcarbid enthält, dessen Richtanalyse folgende Zusammensetzungergibt:

88% SiC

6% SiO₂

0,5% AI₂O,

0,5% CaO

4% C (Kohlenstoff frei)

1% Rein-Silieium.

Ein nach dem Stand der Technik hergestellter Formung setzt sich zusammen aus:

Ein erfindungsgenäßer Formling dagegen weist folgende Zusammensetzung auf:

75% metallurgisches Silicium-Carbid 20% Zement 5% H₂O,

wobei die Analyse folgende Werte ergibt:

46,2% Si aus SiC

9% SiO₂

1,2% AI₂O₃

13,8% CaO

22,8% C (Kohlenstoff gesamt)

5% H₂O

2% Rest

Das Verhältnis CaOZSiO₂. die Basizität, beträgt 1,53, und das Gewicht de* Formlinge liegt bei 2,16 Tonnen pro Tonne Rcin-Siücium.

86%	SiC	Si aus SiC
9%	Zement	SiO₂
1%	Bentonit	AI₂O₃
4%	H₂O.	CaO
Er enthält somit:	C (Kohlenstoff gesamt)
52^%	Rest.
7,81%
033%
6,46%
27,1%
4,8%

Die Basizität beträgt jetzt 0,82, was für den Schmelzvorgarig bedeutend günstiger ist.
2i) Daneben reduziert sich das Gewicht der Formlinge pro Tonne Rein-Silicium auf 1,89 Tonnen, was sich günstig auf die Transport- und Lagerkapazitäten sowie auch auf die Transport- und Lagerkosten auswirkt.

Claims

Patentanspruch:

Legjerungsformling für Kupolöfen, welcher Legierungselemente in Form von Granulat und ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere in Form s von Portlandzement, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling