DE624763C

DE624763C - Process for making refractory bricks

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Publication number: DE624763C
Application number: DEC45575D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-11-03
Filing date: 1931-11-03
Publication date: 1936-01-28

Description

Verfahren zur Herstellung feuerfester Steine Gegenstand der Erfindung bildet ,ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Steinen durch Formen und Brennen eines Glemisches von Chromeisenerz und gesinterter Magnesia, welches ;auf einer besonderen Wahl und Zusammenstellung,der Formmasse beruht, die zu wertvollsten physikalischen und chemischen Eigenschaften der so hergestellten Steine führt.Process for the production of refractory bricks The subject of the invention forms, a method of making refractory bricks by molding and firing of a mixture of chromium iron ore and sintered magnesia, which; on a special choice and composition, the molding compound is based, the most valuable physical and chemical properties of the stones produced in this way.

Es ist bekannt, daß viele metallurgische Verfahren durch die Mängel der feuerfesten Steine beschränkt sind, beispielsweise muß die Temperatur basischer Kupferkonverter so niedrig gehalten werden, daß die Magnesitsteinauskleidung mit einem Überzug von Magnetit bedeckt und geschützt bleibt. In Siemens-Martin-Öfen wird durch den Erweichungspunkt -der feuerfesten Steine, die zum Bau .der öfen dienen, die obere Temperaturgrenze festgelegt und damit die Arbeitsweise erheblich verlangsamt. In diesem Fall werden außerdem die Kieselsäunesteine der Bedachung durch basische Teilchen, welche aus der Beschickung entweichen, chemisch angegriffen. Hierdurch werden Ausbesserungen der Bedachung erforderlich und damit schwerwiegende Unterbrechungen in größeren oder geringeren Zeitabständen hervorgerufen. Weiterhin splittern Magnesit- und Chromitsteine, die in Teilen von metallurgischen öfen verwendet werden, in unerwünschter Weise ab, wenn man sie häufigem Erhitzen und Abkühlen unterwirft. Auch hierdurch werden kostspielige Verzögerungen und Ausbesserungen bedingt.It is known that many metallurgical processes are deficient of the refractory bricks are limited, for example the temperature must be more basic Copper converters are kept so low that the magnesite brick lining with covered and protected by a coating of magnetite. In Siemens-Martin ovens is determined by the softening point of the refractory bricks used to build the furnaces the upper temperature limit is set and thus the operation is slowed down considerably. In this case, the pebble stones of the roof are also replaced by basic ones Particles that escape from the feed are chemically attacked. Through this Repairs to the roof will be necessary, resulting in serious interruptions caused in greater or lesser time intervals. Furthermore, magnesite splinter and chromite stones used in parts of metallurgical furnaces are undesirable Reject if subjected to frequent heating and cooling. Also because of this costly delays and repairs are required.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, feuerfeste Steine zu schaffen, bei deren Verwendung die vorerwähnten Nachteile zumindest weitgehend vermieden werden, und zwar durch :die Kombination folgender Eigenschaften: i. hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Angriffen durch Schlacke oder durch Teilchen, welche aus der Beschickung entweichen und sauer oder basisch seinkönnen, 2. verminderte Neigung zum Absplittern bei abwechselndem Erhitzen und Abkühlen. Diese Eigenschaften werden im Rahmen des eingangs erwähnten Formens und Brennens eines Gemisches von Chromeisenerz und gesinterter Magnesia erfindungsgemäß durch Verwendung eines Gemenges als Formmasse erzielt, welches einerseits zu etwa 7o Gewichtsteilen aus zerkleinertem Magnesiaklinker, der etwa 18 % Calciumoxyd enthält und dessen Teilchengröße i mm nicht überschreitet, und andererseits zu etwa 3o Gewichts,teilen aus zerkleinertem Chromeisenerz, dessen Korngröße zwischen i mm und etwa 2,5 mm liegt, besteht. Danach ist also nicht nur die Wahl der AusgangssföffA nach Art -und Menge für die Beschaffenheit der Endprodukte von Bedeutung,-sondern, insbesondere auch bezüglich der Splitterfestigkeit, die richtige Bemessung der Korngröße vop grundlegendem Einfluß. Und zwar ist es dabei nicht nur wesentlich, gröberes und feineres Matexial nebeneinander zu haben, sondern auch als gröberen Bestandteil innerhalb der angegebenen Grenzen Chromeisenerz und als feineren Bestandteil zerkleinerten, etwa 18 % Galciumoxyd enthaltenden Magnesiakliuker @ebenfalls innerhalb der angegebenen Grenzen zu verwenden.The invention now aims to create refractory bricks, when using them, the aforementioned disadvantages are at least largely avoided, namely by: the combination of the following properties: i. high resistance against chemical attack by slag or by particles from the Charge escape and can be acidic or basic, 2. reduced tendency for splintering with alternating heating and cooling. These properties are in the context of the aforementioned shaping and firing of a mixture of chromium iron ore and sintered magnesia according to the invention by using a mixture as a molding material achieved, which on the one hand is about 7o parts by weight of crushed magnesia clinker, which contains about 18% calcium oxide and whose particle size does not exceed 1 mm, and on the other hand to about 30 weight, parts of crushed chromium iron ore, its Grain size is between i mm and about 2.5 mm. After that is So not just the choice of the starting material according to type and quantity for the quality of the end products of importance, especially with regard to splinter resistance, the correct dimensioning of the grain size vop fundamental influence. And indeed it is it is not only essential to have coarser and finer material next to each other, but also as a coarser component within the specified limits chromium iron ore and, as a finer component, crushed magnesia cliuker containing about 18% calcium oxide @ also to be used within the specified limits.

Die in der .nachstehenden Tabelle verzeichneten Zusammensetzungen und Korngrößen geben Steinsorten wieder, welche die oben angegebenen erwünschten Eigenschaften besitzen, wobei aus den unter z angegehenen Werten gleichzeitig auch noch gersichtlich ist, daß schon relativ geringfügige Abweichungen von dem in dem Verhältnis 70 : 30 gegebenen Optimum unter ,sonst gleichen Bedingungen bereits zu mit :steigender Abweichung immer geringer werdenden Ergebnissen führen. Die Absplitterungsproben wurden bei diesen Versuchen derart ausgeführt, daß, der zu prüfende Stein abwechselnd seiner Temperatur von izoo° w4hrend einer gesamten Heizperiode von 5o 'Minuten ausgesetzt wurde und hierauf eine i ö , Minuten lange Kühlperiode folgte, bei welcher der Stein .einem Luftstrom ausgesetzt wurde, der bei Zimmertemperatur von einem gewöhnlichen :elektrischen Ventilator erzeugt wurde. Ein Kreislauf bestand dabei also aus einer Heiz- und einer Abkühlungsperiode mit einer Gesamtzeit von i Stunde pro Kreislauf.The recorded in the .nachstehenden Table compositions and particle sizes give stone types again having the desirable properties indicated above, wherein the same time is still gersichtlich from being gehenen z values that even relatively minor deviations from the in the ratio 70: given 30 Optimum under, otherwise the same conditions, with: increasing deviation lead to ever decreasing results. The chipping tests in these tests were carried out in such a way that the stone to be tested was alternately exposed to its temperature of izoo ° for a total heating period of 50 minutes and this was followed by a cooling period of 10 minutes, during which the stone was exposed to a stream of air generated by an ordinary electric fan at room temperature. A cycle consisted of a heating and a cooling period with a total time of 1 hour per cycle.

Die Bedeutung der bemerkenswerten Splitterfestigkeit, welche aus der Tabelle zu entnehmen ist, ergibt sich aus der Tatsache, daß der gewöhnliche Handelsmagnesitstein von guter Standardeigenschaft bei entsprechender Prüfung im Mittel nach neun Kreisläufen bei 95o° C und unveränderlich beim ersten Kreislauf bei 120o° ,absplitterte. Demgegenüber erwiesen sich die nach der Erfindung hergestellten Steine bei der Untersuchung als vollkommen unverändert, wenn die Prüfung nach dreißig Kreisläufen bei .i2oo° unterbrochen wurde. Der träge: chemische Charakter des -erfmdungsgemäB hergestellten feuerfesten Materials ergibt :sieh aus der Tatsache, daß. dasselbe in Berührung mit Kieselsäure- und Maknesit- öder Chromitstein ohne irgendwelche Nachteil- gebrannt und verwendet werden kann..The importance of the remarkable splinter resistance, which can be seen from the table, results from the fact that the ordinary commercial magnesite stone with good standard properties, when tested accordingly, splintered after nine cycles at 95 ° C and invariably during the first cycle at 120 °. In contrast, the stones produced according to the invention were found to be completely unchanged in the examination when the examination was interrupted after thirty cycles at .i2oo °. The inert chemical character of the refractory material produced according to the invention results from the fact that. the same in contact with silicic acid and macnesite or chromite stone can be fired and used without any disadvantage.

Die Feuerfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Steine wurde durch Vm-wendung im Siemens-Martin-Ofen bei den. dort herrschenden Höchsttemperaturen. geprüft. Die Steine ertrugen nicht nur die Ofentemperatur, sondern blieben auch unverändert, wenn alle Steine in. der Umgebung stark abgespEttert waren. Sie bildeten dann Vorsprünge in dem Ofen, bis dieser ausgebessert wurde und die Steine zur Untersuchung entfernt wurden.The fire resistance of the stones produced according to the invention was by using Vm in the Siemens-Martin furnace at the. the maximum temperatures prevailing there. checked. The stones not only endured the furnace temperature, they stayed unchanged if all the stones in the area were heavily peeled off. they created then protrusions in the furnace until it has been repaired and the stones for inspection removed.

Diese Steine enthielten als Bindemittel etwa 8 % einer 5on/oigen Lösung von Dextrin-oder Ligninextrakt. Man kann aber ,auch ein. anderes Bindemittel verwenden. Die Mischung, welche zusammen mit der Bindeflüssigkeit verwendet wurde, brachte man auf die erforderliche Temperatur. Sie wurde dann bei denjenigen Drucken, die man für die Steinherstellung- verwendet, in geeigneter Weise geformt. Die Steine werden bei Zimmertemperatur allmählich getrocknet und vor dem Brennern; auf eine Temperatur von etwa iio° gebracht. Das Brennen wird, so wie es bei den Magnesitsteinen üblich ist, bei einer Temperatur ausgeführt, die dem Kegel 16 oder 17 @entspricht.These stones contained about 8% of a 5on / o solution as a binding agent of dextrin or lignin extract. But you can, too. use a different binding agent. The mixture that was used with the binding liquid brought one to the required temperature. She was then printed with those who one used for stone making, shaped in a suitable manner. The stones are gradually dried at room temperature and before burning; on a Brought a temperature of about 10 °. The burn will be like it at the magnesite bricks is usually carried out at a temperature which corresponds to the cone 16 or 17 @ corresponds.

Man hat bereits vorgeschlagen, rohen Magnesit, Dolomit oder Kalkstein, also ungebrannte Carbonate, innig mit Chromeisenerz zu mischen und hierauf das Gemisch zu formen und zu brennen. Stellt man nach diesem Verfahren Steine her, z. B. aus Chromit und rohem Magnesit im Verhältnis 1:2, so erhält man Produkte, welche eine etwa 14%ige, für den praktischen Gebrauch ,also viel zu große Schrumpfung aufweisen und schon nach einmaligem Erhitzen auf 1 too° und anschließendem Abkühlen :an der Luft sofort brüchig werden, also auch in dieser Hinsicht den erfindungsgemäß erhältlichen Produkten weit unterlegen sind.It has already been suggested to use raw magnesite, dolomite or limestone, that is, unfired carbonates, to be mixed intimately with chromium iron ore and then the mixture to shape and burn. If you use this method to produce stones, z. B. off Chromite and raw magnesite in a ratio of 1: 2, you get products that have a about 14% shrinkage, which is far too great for practical use and after just one heating to 1 too ° and subsequent cooling: on the Air immediately become brittle, thus also in this respect those obtainable according to the invention Products are far inferior.

Weiter ist in, der Fachliteratur auch noch angegeben worden, daß zur Herstellung widerstandsfähiger Steine entweder Magnesit oder D olomit im Gemisch mit Chromit verwendet werden könne. Dies entspricht jedoch nicht den Erfahrungen, welche die Erfinder bei der Herstellung von Steinen ;gemacht hahein, die mechanisch; fest sind, nicht zum Splittern neigen und gegen Chemische Einwirkungen unempfindlich sind. Steine, die aus gesintertem Magnesit und Chromit in Korngrößen hergestellt sind, die notwendig sind, um sie splitterfest zu machen, 'haben sich vielmehr als mechanisch zu schwach für den üblichen Gebrauch erwiesen. Anderseits. zerfielen diejenigen Steine, die aus gesintertem Dolomit und Chromit hergestellt waren, beim Trocknen infolge der Instabilität,des Kalkes.In addition, it has also been stated in the specialist literature that for Production of resistant stones either magnesite or dolomite in a mixture can be used with chromite. However, this does not correspond to the experience which the inventors used in the manufacture of stones; made hahein that mechanically; are solid, do not tend to splinter and are insensitive to chemical influences are. Stones made from sintered magnesite and chromite in grain sizes are necessary to make them shatterproof, 'rather than mechanically too weak for normal use. On the other hand. disintegrated those stones made from sintered dolomite and chromite at Drying as a result of instability, the lime.

In der Fachliteratur wird weiter davon gesprochen, im Rahmen des eben erwähnten Verfahrens gepulvertes Chromerz mit zermahlenem Magnesit und fein verteiltem Magnesit mit ,gekörntem Chromerz zu verwenden. Auch dies führt aber nicht zu dem gewünschten Erfolg; es müssen viehmehr die vorerwähnten, erffndungsgemäß festgestellten Bedingungen eingehalten werden, wenn wirklich zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden sollen.The specialist literature continues to speak of this in the context of the mentioned process powdered chrome ore with ground magnesite and finely divided To use magnesite with, granular chrome ore. But this does not lead to that either desired success; there must be more of the aforementioned, established according to the invention Conditions are met when really satisfactory results are achieved should be.

Hierüber geben auch noch die nachstehenden Vergleichsversuche näheren Aufschluß: 1. Ein Stein wurde aus totgehranntem Klinker, der _ etwa 18 % Kalk enthielt und eine Teilchengröße von o,59 mm besaß., durch Mischen mit Chromerz hergestellt, das fein zermahlen war, so daß es durch= ein Sieb von drei Maschen je Zentimeter hindurchging, nachdem diejenigen Teilchen entfernt worden sind, die durch ein Sieb von sechs Maschen je Zentimeter hindurchgingen.The following comparative tests also provide more details on this Exposure: 1. A stone was made from dead clinker, which contained about 18% lime and a particle size of o.59 mm., produced by mixing with chrome ore, which was finely ground so that it passed through a sieve of three meshes per centimeter passed after removing those particles that passed through a sieve of six meshes per centimeter passed through.

2. Ein anderer Stein wurde in derselben Weise . und mit denselben Mengenverhältnissen hergestellt; jedoch war der totgebrannte Klinker durch den bekannten,österreichischen totgehrannten Magnesiaklinker ersetzt.2. Another stone was made in the same way. and with the same Quantitative proportions produced; however, the dead-burned clinker was due to the well-known Austrian one replaced dead magnesia clinker.

In beiden Fällen betrug der Chromerzanteil etwa 3o Gewichtsprozent der Gesamtmischung. Die Steine wurden in einem Ofen auf eine Temperatur von 155o° erhitzt. Die Probe Nr.2 besaß eine nur sehr geringe Bindung. Sie erwies sich als, weich und zerreiblich; die Körner ließen sich herauspfiücken, während die Probe Nr. 1 fest war und -einte hochentwickelte Bindung besaß. Beide Steine waren splitterfest. Die Probe Nr. 2 ließ sich aber schlecht handhaben, da sie keine genügende mec'hänische Festigkeit besaß.In both cases the proportion of chrome ore was about 30 percent by weight the overall mix. The stones were in an oven at a temperature of 155o ° heated. Sample # 2 had very little binding. She turned out to be soft and friable; the grains could be picked out during the test No. 1 was solid and had a sophisticated bond. Both stones were shatterproof. However, sample no. 2 was difficult to handle because it was not sufficiently mechanically Possessed strength.

3. Steine aus gebranntem dolomitischem Magnesit und Chromit, bei denen auf eine besondere Körnchengröße nicht geachtet wurde; erwiesen sich als weniger widerstandsfähig gegen wiederholte Wärmeänderungen als der Standardmagnesitstein.3. Fired dolomitic magnesite and chromite stones where a particular grain size was not taken into account; turned out to be less more resistant to repeated heat changes than the standard magnesite stone.

¢. Geformte Mischungen aus gebranntem Dolomitklinker und Chromit zerbrachen beim Trocknen vor dem Brennen durch die Einwirkung von Wasser ,auf Kalk infolge der Unstäbilität des Dolomitklinkers.. Es war nicht möglich, Steine zum Brennen zu @erzeugen.¢. Molded mixtures of burnt dolomite clinker and chromite broke when drying before firing due to the action of water, as a result of lime the instability of dolomite clinker .. It was not possible to burn stones to create.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of refractory bricks by molding and firing a mixture of chromium iron ore and sintered magnesia, characterized in that a mixture of about 7o parts by weight is used as the molding compound. crushed magnesia clinker, which contains about 18% calcium oxide and its particle size 1 now does not exceed, and about 3o parts by weight of finely minced chromium iron ore, whose grain size is between 1 mm and about 2.5 mm is used.