DE69936979T2

DE69936979T2 - Feuerfestmaterial des typs aluminiumoxid-magnesiumoxid-graphit

Info

Publication number: DE69936979T2
Application number: DE69936979T
Authority: DE
Inventors: Koji Kitakyushu-shi OGATA; Shoji Kitakyushu IITSUKA
Original assignee: Krosaki Corp
Current assignee: Krosaki Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: BR9907304A; CA2319660A1; JP3283883B2; DE69936979D1; AU2075399A; EP1052233A1; US6461991B1; WO1999038818A1; BR9907304B1; EP1052233B1; CA2319660C; ES2288772T3; AU760214B2; CN1310847C; EP1052233A4; CN1291177A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein wieder verwendbares Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial, welches in geeigneter Weise auf Feuerfestprodukte für Strangguß aufgetragen wird, wie eine Langdüse, welche zum Gießen eines geschmolzenen Metalls aus einem Gießtiegel verwendet wird, eine untergetauchte Düse, welche zum Gießen des geschmolzenen Metalls aus der Gießwanne in eine Form verwendet wird, und einen Langstopper, welcher eine Flußgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls steuert.
Stand der Technik
Seit einigen Jahren erfordern Feuerfestprodukte zum Strangguß, daß sie ein langlebiges Material sind, ausgezeichnet bezüglich der Korrosionsbeständigkeit sind, um Einheitsverbrauch und Einheitskosten zu reduzieren. Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterialien sind als wünschenswerte Feuerfestmaterialien verwendet worden, welche diese Erfordernisse erfüllen.
Beispielsweise wird in praktischen Anwendungen eines solchen Feuerfestprodukts für Strangguß es im allgemeinen als ein üblicher Weg akzeptiert, daß eine Langdüse oder ein Langstopper nach Vervollständigung einer Gießoperation gesichert und dann für weitere Gießoperationen wiederverwendet wird, obwohl diese Düse und dieser Stopper bislang durch einen neuen bei jeder Gießoperation ersetzt wurden.
Jedoch verursacht ein solches Feuerfestprodukt, nachdem es unter thermischer Belastung von geschmolzenem Stahl bearbeitet ist, eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere der thermischen Schockbeständigkeit, verglichen mit derjenigen seiner anfänglichen Verwendung.
Die japanische Patentveröffentlichung Sho 47-49409 offenbart ein Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial als ein Feuerfestmaterial mit einer verbesserten thermischen Schockbeständigkeit zur Verwendung in einer Langdüse und einem Langstopper zum Strangguß, wobei Quarzgut mit geringen thermischen Expansionseigenschaften zugegeben wird, und dieses Feuerfestmaterial ist gemeinhin verwendet worden. Wenn jedoch eine Menge des zugefügten Quarzguts erhöht wird, um eine Verschlechterung der thermischen Schockbeständigkeit zur Wiederverwendung zu verhindern, wird ein Problem der Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit hervorgebracht, da das Quarzgut leicht durch eine Schlacke korrodiert wird.
Ein Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial, das frei von Quarzgut ist, zeigt ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, während sein Elastizitätsmodul erhöht wird, aufgrund von gemeinsam gesinterten Aluminiumoxidteilchen, verursacht durch thermische Belastung aus erhaltenem geschmolzenem Stahl, resultierend in einer verschlechterten thermischen Schockbeständigkeit, und seine thermische Schockbeständigkeit ist im wesentlichen nicht so hoch aufgrund seines großen thermischen Expansionskoeffizienten. Daher tritt bei Wiederverwendung dieser Art des Feuerfestmaterials ein Problem, das Risse oder Sprünge verursacht, leichter hervor als im Falle der erstmaligen Verwendung eines neuen Feuerfestmaterialprodukts.
In dieser Beschreibung schließt das Wort "Wiederverwendung" üblicherweise nicht einen Fall des zeitweiligen Lagers einer Langdüse oder eines Langstoppers unter einer Bedingung der Wärmeisolierung nach einer Gießoperation bis zu einer nächsten Gießoperation vor vollständigem Abkühlen ein. Dies wird als "periodische Verwendung" bezeichnet, welche streng von "Wiederverwendung" getrennt sein sollte.
Sogar bei der periodischen Verwendung wird jedoch ein Problem verursacht, das ähnlich ist zu demjenigen bei der Wiederverwendung, da die Langdüse oder der Langstopper, welche unter einer schweren thermischen Belastung durch eine Gießoperation gearbeitet haben, großen thermischen Schock während einer anfänglichen Stufe einer folgenden Gießoperation verursachen.
Die Wiederverwendung oder die periodische Verwendung von Langdüsen und Langstoppern ist bei untergetauchten Düsen nicht üblich. In einigen Fällen jedoch, wo unterschiedliche Stahlarten stranggegossen werden, zu einem Zeitpunkt, wenn mehrere Minuten ablaufen, nachdem eine untergetauchte Düse aus einer Form herausgezogen worden ist, wird die untergetauchte Düse wiederum verwendet. In diesem Falle wird die untergetauchte Düse zum Abkühlen während des unterbrochenen Betriebs stehengelassen. Wenn daher die untergetauchte Düse wiederum geschmolzenen Stahl aufnimmt, würde die untergetauchte Düse unter der im wesentlichen gleichen Bedingung wie bei der periodischen Verwendungsbedingung einer Langdüse verwendet werden.
Unter verschiedenen feuerfesten Materialien weist insbesondere Magnesiumoxid einen hohen Schmelzpunkt auf und ist daher bezüglich der Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet. Zusätzlich ist Magnesiumoxid ein verhältnismäßig kostengünstiges Material und daher ökonomisch geeignet. Jedoch weist Magnesiumoxid einen extrem großen thermischen Expansionskoeffizienten verglichen mit Aluminiumoxid auf. Wenn daher die Menge an zu einem feuerfesten Material zugegebenem Magnesiumoxid erhöht wird, wird der thermische Expansionskoeffizient des feuerfesten Materials erhöht, was in einer verschlechterten thermischen Schockbeständigkeit des Feuerfestmaterials resultiert. Folglich werden Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterialien lediglich auf spezifische Bereiche aufgetragen, wie eine Schutzhülle eines Temperaturmeßfühlers mit einer kleinen Hüllenform, die vorteilhaft ist zum Einschränken des Auftretens eines thermischen Schocks, wie es in "Refractories" 48 [11] 606 (1996) offenbart wird, oder in Anschlußbereichen von Stopperköpfen und Anschlußbereichen von Düsen, wobei ein geringer thermischer Schock auftritt, wie es in "Refractories" 48 [11] 608 (1996) offenbart wird.
Ein Aluminiumoxid-Graphit-Material einschließend zugegebenes Magnesiumoxid ist bekannt gewesen. Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Sho 58-120569 ein Aluminiumoxid-Graphit-Material, wobei Magnesiumoxid mit 35 bis 70% zugegeben wird, um einen nicht-metallischen Einschluß, wie Aluminiumoxid, davon abzuhalten, an einem Feuerfestmaterialprodukt angefügt zu werden. Die japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Sho 61-2132266 und die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Sho 61-215251 offenbaren ebenfalls ein Aluminiumoxid-Graphit-Material, zu dem Magnesiumoxid mit 0,1 bis 5,0% zugegeben wird, und die japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Sho 59-3069 offenbart ein Aluminiumoxid-Siliciumcarbid-Kohlenstoff-Material, zu dem Magnesiumoxid mit 0,5 bis 4,0% zugegeben wird.
Jedoch wird bei diesen bekannten Aluminiumoxid-Graphit-Materialien Magnesiumoxid zugegeben, um als eine Sinterhilfe von Aluminiumoxid zu wirken, und führt dadurch zu einem erhöhten Elastizitätsmodul. Demzufolge sind diese Materialien zur Wiederverwendung überhaupt nicht geeignet.
Daher können die herkömmlichen Aluminiumoxid-Graphit-Materialien einschließend zugegebenes Magnesiumoxid eine Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und der thermischen Schockbeständigkeit bei Wiederverwendung und periodischer Verwendung nicht vermeiden.
DE 24 59 601 offenbart eine Feuerfestmaterialmasse und geformte Körper, die daraus erhalten werden, welche hauptsächlich Magnesiumoxid (60 Gewichtsteile), Kohlenstoff oder Graphit (20 Gewichtsteile), Aluminiumoxid (10 Gewichtsteile) und organischen Binder umfassen. Die Korngröße des Magnesiumoxids und ebenso die Korngröße der gesamten Masse sind kleiner als 1 mm.
Ferner offenbart die JP 06287057 (Abstract) ein Feuerfestmaterial, welches aus einer Zusammensetzung resultiert, die geknetet, geformt, getrocknet und gehärtet wird, umfassend unter anderem (A) 30–60 Gew.-% Aluminiumoxid, 1–20 Gew.-% Graphit und 10–85 Gew.-% Spinell und (B) 2–20 Gew.-% Magnesiumoxid einer Teilchengröße von ≤ 74 Mikrometer.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial bereitzustellen, welches eine geringe Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und der thermischen Schockbeständigkeit unter einer Wiederverwendungsbedingung aufweist und dadurch Wiederverwendung oder periodische Verwendung ermöglicht.
Als das Ergebnis der Untersuchung eines Effekts der Zugabe von Magnesiumoxid zu einem Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial ist gefunden worden, daß das Feuerfestmaterial bezüglich der Korrosionsbeständigkeit durch Verwendung einer bestimmten Korngröße des Magnesiumoxids verbessert wurde. Es ist ebenfalls gefunden worden, daß ein Hohlraum ebenfalls um das Magnesiumoxid durch thermische Belastung durch Definition der zugegebenen Menge innerhalb eines bestimmten Bereichs erzeugt wurde, wobei der Hohlraum einen Beitrag leistete zu einer Verbesserung der thermischen Schockbeständigkeit, so daß ein Verschlechterungsgrad bei Wiederverwendung des Feuerfestmaterials minimiert werden konnte.
Beim Erfahren einer thermischen Belastung aus aufgenommenem geschmolzenem Stahl werden herkömmliche Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterialien im allgemeinen bezüglich der thermischen Schockbeständigkeit zu einem großen Ausmaß aufgrund des beträchtlich erhöhten Elastizitätsmoduls, verursacht durch gemeinsam gesinterte Aluminiumoxidteilchen, verschlechtert. Wenn im Gegensatz dazu das Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial einschließend das zugegebene Magnesiumoxid thermische Belastung während einer Gießoperation aufnimmt, wird das zugegebene Magnesiumoxid durch einen umgebenen Kohlenstoff desoxidiert, und ein resultierendes, gasförmiges, metallisches Magnesium erzeugt dann einen Spinell durch Reaktion mit umgebendem Aluminiumoxid. Während dieser Reaktion wird der Hohlraum um die Magnesiumoxidkörner erzeugt. Dieser Hohlraum manifestiert eine Pufferfunktion bezüglich der Spannung, so daß der Elastizitätsmodul des Feuerfestmaterials davon abgehalten wird zuzunehmen. Zusätzlich verhindert der um den Hohlraum erzeugte Spinell, daß die Festigkeit des Feuerfestmaterials in Verbindung mit dem erzeugten Hohlraum reduziert wird, so daß ein Verhältnis von Festigkeit zum Elastizitätsmodul größer wird und die thermische Schockbeständigkeit demzufolge verbessert werden kann.
Zur Verbesserung der Beständigkeit einer Langdüse und eines Langstoppers sollten die Korrosionsbeständigkeit der Langdüse oder des Langstopperbereichs entsprechend einem Schlackeniveau verbessert werden. Da eine innere Wand einer Gießwanne im allgemeinen mit einer Beschichtungsschicht einschließend Magnesiumoxid bereitgestellt wird, wird etwas Magnesiumoxid unausweichlich in einer Schlacke enthalten sein. Vor diesem Hintergrund ist gefunden worden, daß die Zugabe von Magnesiumoxid vorteilhaft war, um Korrosionsbeständigkeit der Langdüse/des Langstoppers zu verbessern, da ein Unterschied der Magnesiumoxidkonzentration zwischen der Schlacke und der Langdüse/dem Langstopper durch die Zugabe reduziert wurde, so daß die Langdüse/der Langstopper bezüglich des Schmelzens in der Schlacke gehemmt werden kann. Es ist ebenfalls gefunden worden, daß ein verbessertes Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial bereitgestellt wurde durch Zufügen von Magnesiumoxid mit einer bestimmten Korngröße, speziell von 0,02 mm oder mehr bis 1,0 mm oder weniger. Das Feuerfestmaterial wurde signifikant bezüglich der Korrosionsbeständigkeit verbessert, welche mit der thermischen Schockbeständigkeit gut ausgeglichen ist.
Eine erste Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial, gebildet durch ein Verfahren umfassend: Mischen von 10 bis 60 Gew.-% Magnesiumoxid mit einer Korngröße von 0,02 bis 1,0 mm mit einer Mischung umfassend hauptsächlich Aluminiumoxid und Graphit, und Mischen, Formen und Brennen der resultierenden Mischung.
Im Falle, wo die Korngröße des gemischten Magnesiumoxids kleiner als 0,02 mm ist, wird der um die Magnesiumoxidkörner erzeugte Hohlraum kleiner, so daß die Funktion zur Reduzierung des Elastizitätsmoduls geschwächt wird. Außerdem wird der erzeugte Spinell über eine Matrix des gebildeten Produkts verteilt, resultierend in einem erhöhten Elastizitätsmodul. Parallel bewirkt eine kleinere Korngröße einen geringeren Effekt bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.
Auf der anderen Seite, im Falle wo die Korngröße des gemischten Magnesiumoxids größer als 1,0 mm ist, hat dies wahrscheinlich einen günstigen Effekt auf die Korrosionsbeständigkeit, jedoch wird eine Zunahme der thermischen Expansion für das Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial bereitgestellt, aufgrund der großen Wärmeexpansion, welche ein inhärenter Nachteil vom Magnesiumoxid ist, was in einer verschlechterten thermischen Schockbeständigkeit resultiert.
Zum Erhalt eines ausreichenden Effekts des zugegebenen Magnesiumoxids weisen wenigstens 60 Gew.-% des zugegebenen Magnesiumoxids bevorzugt eine Korngröße im zuvor genannten Bereich der Korngröße auf.
Das zugegebene Magnesiumoxid wird mit der Mischung umfassend hauptsächlich Aluminiumoxid und Graphit in einer Menge von 10 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, vermischt. Im Falle, wo das zugegebene Magnesiumoxid weniger als 10 Gew.-% ist, wird der um das Magnesiumoxid durch thermische Belastung aus aufgenommenem geschmolzenem Stahl erzeugte Hohlraum kleiner, so daß die Funktion zum Einschränken der Zunahme des Elastizitätsmoduls geschwächt wird. Im Falle von mehr als 60 Gew.-% des zugefügten Magnesiumoxids wird im Gegensatz dazu die Menge an Aluminiumoxid und Graphit verhältnismäßig reduziert, so daß die thermische Expansion erhöht wird, was in einer Verschlechterung der thermischen Schockbeständigkeit resultiert.
Jede geeigneten Materialien, wie elektroschmelzende Materialien oder sinternde Materialien, können als Magnesiumoxidmaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eingesetzt werden. Die notwendigen Bedingungen werden von MgO mit einer Reinheit von mehr als 90 Gew.-% oder mehr erfüllt. Jedoch ist es unerwünscht, eine MgO-Reinheit von weniger als 90 Gew.-% herzustellen, da Verunreinigungen wie SiO₂ oder CaO, erhöht werden und die Verunreinigungen mit Aluminiumoxidmaterial reagieren, um ein niedrig schmelzendes Material zu erzeugen, welches eine Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit verursacht. Das Magnesiumoxid mit 97 Gew.-% oder mehr an MgO-Reinheit ist wünschenswert, um ein Feuerfestmaterial bereitzustellen, das bezüglich der Korrosionsbeständigkeit exzellent ist.
Eine Reinheit des Aluminiumoxids ist bevorzugt 90 Gew.-% oder mehr, bevorzugter 97 Gew.-% oder mehr. Eine Mischungsrate von Aluminiumoxid zur Mischung ist von 10 bis 80 Gew.-%. Es ist nicht erwünscht, das Aluminiumoxid in weniger als 10 Gew.-% der Mischungsrate herzustellen, da die Menge des gemischten Aluminiumoxids unzureichend ist in bezug auf die Menge an zugefügtem Magnesiumoxid, so daß der Spinell in nicht ausreichender Form erzeugt wird und ein inadäquater Effekt der vorliegenden Erfindung daraus resultierend erhalten werden kann. Im Falle von mehr als 80 Gew.-% der Mischungsrate wird die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert. Eine verfügbare Korngröße des Aluminiumoxids ist im Bereich von 0,5 μm bis 1 mm. Im Falle von weniger als 0,5 μm an Aluminiumoxidkorngröße wird eine Textur des Feuerfestmaterials außerordentlich verdichtet, so daß die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert wird, während mehr als 1 mm an Aluminiumoxidkorngröße eine verschlechterte Festigkeit verursacht.
Jegliche geeigneten Materialien, wie flockiges kristallines Graphit, amorphes Graphit, künstliches Graphit, Kish-Graphit, zerkleinerter Graphitelektrodenabfall, expandiertes Graphit und geflocktes expandiertes Graphit, mit einer Reinheit von 85 Gew.-% oder mehr, bevorzugt 95 Gew.-% oder mehr, kann als das zuvor genannte Graphit eingesetzt werden. Eine Mischungsrate von Graphit zum gemischten Material ist von 10 bis 40 Gew.-%. Im Falle von weniger als 10 Gew.-% der Mischungsrate wird die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert, während mehr als 40 Gew.-% der Mischungsrate eine extrem verschlechterte Erosionsbeständigkeit verursachen. Eine Korngröße des Graphits ist bevorzugt von 0,01 bis 1 mm. Im Falle von weniger als 0,01 mm an Graphitkorngröße kann ein geringerer Effekt der Verbesserung der thermischen Schockbeständigkeit erhalten werden, während mehr als 1 mm an Graphitkorngröße eine extrem verschlechterte Festigkeit verursachen.
Die vorliegende Erfindung beschreibt Merkmale des Zufügens von Magnesiumoxid in basische Komponenten umfassend Aluminiumoxid und Graphit. Wenn jedoch eine Mischung, die aus Aluminiumoxid und Graphit gebildet ist, Spinell oder Zirkoniumoxid einschließt, kann diese Mischung ebenfalls als die basischen Komponenten eingesetzt werden.
Spinell liefert insbesondere eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen eine Schlacke mit einer hohen Basizität, und die Eigenschaft ist gegenüber derjenigen von Aluminiumoxid überlegen. Daher liefert ein Aluminiumoxid-Spinell-Graphit-Feuerfestmaterial eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Wie für das Aluminiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial wird jedoch ein Sintern zwischen Aluminiumoxid, zwischen Spinell, oder zwischen Aluminiumoxid und Spinell durch Wärmebelastung aus aufgenommenem geschmolzenen Stahl verursacht. Somit wird der Elastizitätsmodul in einem großen Ausmaß erhöht, so daß die thermische Schockbeständigkeit extrem verschlechtert wird. Ein Feuerfestmaterial, zu dem Magnesiumoxid zu diesem Aluminiumoxid-Spinell-Graphit-Feuerfestmaterial zugegeben wird, weist eine verbesserte thermische Schockbeständigkeit auf und ist daher für Operationen unter hoher Basizität der Schlacke geeignet.
Sogenanntes übliches Spinell, zusammengesetzt aus 28,3 Gew.-% MgO und 71,7 Gew.-% Al₂O₃, kann als Spinell der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, ebenso wie magnesiumoxidreicher Spinell, wobei MgO mit mehr als 28,3 Gew.-% eingeschlossen ist, oder als aluminiumoxidreicher Spinell, wobei Al₂O₃ mit mehr als 71,7 Gew.-% eingeschlossen ist. Es kann wünschenswert sein, einen Spinell mit einer hohen Reinheit herzustellen, der gegeben wird durch Aufsummieren der Al₂O₃- und MgO-Gehalte. Insbesondere ein Spinell mit einer Reinheit von 97 Gew.-% ist wünschenswert aufgrund seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit. Eine Mischungsrate des Spinells ist bevorzugt 60 Gew.-% oder weniger. Im Falle von mehr als 60 Gew.-% des Spinells wird die Menge an Aluminiumoxid verhältnismäßig reduziert, so daß ein unzureichender Spinell durch Umsetzung von Aluminiumoxid und Magnesiumoxid erzeugt wird und ein inadäquater Effekt der vorliegenden Erfindung daraus resultierend erhalten werden kann. Außerdem wird die thermische Schockbeständigkeit aufgrund einer reduzierten Menge an Graphit verschlechtert.
Eine verfügbare Korngröße des Spinells ist im Bereich von 0,5 μm bis 1 mm. Im Falle von einer Spinellkorngröße von kleiner als 0,5 μm wird eine Textur des Feuerfestmaterials außerordentlich verdichtet, so daß die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert wird, während bei einer Spinellkorngröße von größer als 1 mm eine verschlechterte Festigkeit verursacht wird. Wenn ein magnesiumoxidreicher Spinell eingesetzt wird, kann eine Menge des zugefügten Magnesiumoxidmaterials eingeschränkt werden, da ein aluminiumoxidreicher Spinell aus Aluminiumoxid und Spinell umfaßt ist. In diesem Falle wird, sogar wenn mehr als 60 Gew.-% Spinell zugegeben wird, kein Problem verursacht, da die Gesamtmenge an Aluminiumoxid in der Mischung niemals durch die Zugabe des an aluminiumoxidreichen Spinells reduziert wird.
Zirkoniumoxid weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen eine Schlacke mit einer geringen Basizität auf, und die Eigenschaft ist gegenüber derjenigen von Aluminiumoxid überlegen. Somit liefert ein Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Schlacke mit einer geringen Basizität, während es einen kleinen Effekt bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Schlacke mit einer hohen Basizität liefert.
Ein Feuerfestmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem Magnesiumoxid zum zuvor genannten Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Graphit-Feuerfestmaterials zugegeben wird, weist eine verbesserte thermische Schockbeständigkeit und ebenfalls eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Schlacke mit einer hohen Basizität auf. Daher kann das Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial, das das zugefügte Zirkoniumoxid einschließt, in großem Maße sowohl in einem Betrieb eingesetzt werden, bei dem eine Schlacke mit einer geringen Basizität erzeugt wird, und in einem Betrieb, bei dem eine Schlacke mit einer hohen Basizität erzeugt wird.
Jegliche geeignete Materialien einschließend verschiedene Arten von Zirkoniumoxid, wie nicht stabilisiertes geschmolzenes Zirkoniumoxid, Baddeleyit, stabilisiertes Zirkoniumoxid, Zirkoniumoxid-Mullit, Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid und Zirkon können als Zirkoniumoxid, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eingesetzt werden, und es ist ebenfalls möglich, eine Kombination dieser Materialien zuzufügen. Wenn diese feuerfesten Materialien Zirkoniumoxid einschließen, kann es wünschenswert sein, eine hohe Reinheit zu haben. Insbesondere ist Zirkoniumoxid mit 3 Gew.-% oder weniger an Verunreinigung wünschenswert aufgrund seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit. Eine Mischungsrate von Zirkoniumoxid ist bevorzugt 60 Gew.-% oder weniger. Im Falle von mehr als 60 Gew.-% an Zirkoniumoxid wird die Menge an Aluminiumoxid verhältnismäßig reduziert, so daß ein unzureichender Spinell durch Umsetzung von Aluminiumoxid und Magnesiumoxid erzeugt wird, und ein inadäquater Effekt der vorliegenden Erfindung kann daraus resultierend erhalten werden. Außerdem wird die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert aufgrund einer reduzierten Menge an Graphit.
Eine verfügbare Korngröße des Zirkoniumoxids ist im Bereich von 0,5 μm bis 1 mm. Im Falle einer Zirkoniumoxidkorngröße von kleiner als 0,5 μm wird eine Textur des Feuerfestmaterials außerordentlich verdichtet, so daß die thermische Schockbeständigkeit verschlechtert wird, während bei einer Zirkoniumoxidkorngröße von größer als 1 mm eine verschlechterte Festigkeit verursacht wird.
Zusätzlich zu den zuvor genannten Additiven der Feuerfestmaterialien können irgendwelche bekannten Additive in irgendeinem Bereich ohne Begrenzung des Effekts der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Als ein Beispiel gibt es verschiedene Metalle, SiC, B₄C. Quarzgut kann ebenfalls kombiniert werden, um die thermische Schockbeständigkeit zusätzlich zu verbessern.
Das Feuerfestmaterial der vorliegenden Erfindung kann durch ein übliches Verfahren zum Herstellen von Feuerfestmaterialien zum Strangguß hergestellt werden, wobei ein üblicherweise verwendetes organisches Bindemittel, wie ein Phenolharz, zu der Mischung, umfassend die zuvor genannten basischen Komponenten, zugegeben wird, und wobei dann Mischen, Formen und Brennen durchgeführt werden. Das Brennen wird im Temperaturbereich von 800 bis 1300° C unter Reduktionsatmosphäre durchgeführt.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Beispiel 1

Ein Effekt der Korngröße des zum Aluminiumoxid-Graphit-Material zugefügten Magnesiumoxids wurde untersucht. Tabelle 1 zeigt jede Zusammensetzung der getesteten Mischung. Nr. 3 bis Nr. 6 zeigen Beispiele der vorliegenden Erfindung, und Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 7 zeigen Vergleichsbeispiele. Tabelle 1

	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3	Nr. 4	Nr. 5	Nr. 6	Nr. 7
Mischungszusammensetzung, Gew.-%
Flockengraphit (0,5–0,1 mm)	25	25	25	25	25	25	25
Geschmolzenes Magnesiumoxid*	–	20	20	20	20	20	20
Geschmolzenes Aluminiumoxid mittleren Korns (Durchschnitt 0,2 mm)	40	20	20	20	20	20	20
Ultrafeines geschmolzenes Aluminiumoxid (–0,05 mm)	35	35	35	35	35	35	35
*Magnesiumoxidkorngröße (mm)	–	< 0,02	0,02–0,05	0,05–0,1	0,1–0,5	0,5–1,0	1,0–1,5
Eigenschaften des bei 1000°C gebrannten Produkts Reißmodul (MPa)	9,0	10,3	10,0	9,5	9,2	8,8	7,4
Elastizitätsmodul (GPa)	10,2	11,2	10,9	10,5	10,3	10,0	8,8
Thermischer Expansionskoeffizient (× 10^–6/°C)	4,1	4,5	4,4	4,3	4,2	4,3	4,7
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	215	204	209	210	213	205	179
Korrosionsbeständigkeit (Korrosionsindex)	100	75	74	72	71	71	70
Eigenschaften des Produkts nach Erwärmen bei 1550°C Reißmodul (MPa)	10,2	13,5	11,6	11,1	10,8	10,5	8,6
Elastizitätsmodul (GPa)	13,8	17,2	12,7	11,7	11,1	10,4	9,3
Thermischer Expansionskoeffizient (× 10^–6/°C)	4,8	5,2	4,9	4,7	4,7	4,9	5,3
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	161	151	186	202	207	206	174
Beachte V.B.: Vergleichsbeispiel I.: Vorliegende Erfindung	V.B.	V.B.	I.	I.	I.	I.	V.B.

Jede Korrosionsrate im Korrosionstest ist indiziert, indem der Schmelzschädigungsgeschwindigkeit aus Nr. 1 der Wert 100 gegeben wurde. Eine kleinere Zahl zeigt eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Magnesiumoxid wurde hergestellt durch Zerkleinern eines geschmolzenen Magnesiumoxids mit einer Reinheit von 98% und dann Klassieren in die in Tabelle 1 beschriebenen Korngrößen. Eine adäquate Menge des Phenolharzes wurde mit jedem Mischungsmaterial vermischt und jede resultierende Mischung geknetet. Die resultierenden gekneteten Produkte wurden in einer Düse mit einem Druck von 1000 kg/cm² durch CIP-Verfahren (kaltes isostatisches Pressen) geformt. Dann, nach dem Eingraben unter einem Koks, wurden die resultierenden geformten Produkte bei einer maximalen Temperatur von 1000°C unter Reduktionsatmosphäre gebrannt.
Untersuchungsergebnisse der Biegefestigkeit, des Elastizitätsmoduls, des thermischen Expansionskoeffizienten und der Korrosionsbeständigkeit der gebrannten Produkte sind in Tabelle 1 gezeigt. Der Reißmodul wurde durch den Dreipunkt-Querbiegefestigkeitstest bestimmt, und der Elastizitätsmodul wurde durch das Ultraschallverfahren bestimmt. Der thermische Expansionskoeffizient wurde durch ein kommerziell erhältliches Dilatometer bestimmt und durch einen Durchschnitt eines linearen Expansionskoeffizienten durch Erwärmen auf 1500°C gezeigt. Die thermische Schockbeständigkeit wurde durch die folgende Formel berechnet, da das Poisson-Verhältnis im wesentlichen konstant war. Große Zahlen zeigen eine bessere thermische Schockbeständigkeit an. (Reißmodul)/[(Elastizitätsmodul) × (thermischer Expansionskoeffizient)]
Zum Bestimmen der Korrosionsbeständigkeit wurde ein Stahl, einschließend 0,01 Gew.-% Kohlenstoff, bei 1600°C geschmolzen, so daß eine Schlacke einschließend 35% CaO, 30% SiO₂, 15% Al₂O₃, 10% MgO und 7% MnO₂, auf einer Oberfläche des geschmolzenen Stahls flotierte. Dann wurde eine Probe mit einer rechtwinkeligen Säulenform in den geschmolzenen Stahl für 30 Minuten eingetaucht. Ein Schmelzschadenausmaß an einem am stärksten schmelzgeschädigten Bereich der Probe wurde gemessen. Die Figur, die in Tabelle 1 gezeigt ist, ist ein Wert, der indiziert wurde, indem der Korrosionsrate von Nr. 1 der Wert 100 gegeben wurde. Eine kleinere Zahl zeigt eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Zur Untersuchung einer Qualität der gebrannten Düsen bei Wiederverwendung wurden die gebrannten Düsen für 8 Stunden bei 1550°C in geschmolzenem Stahl eingetaucht, welcher durch einen Hochfrequenzofen geschmolzen wurde, gefolgt von einer Luftkühlung. Die untersuchten Ergebnisse des Reißmoduls, des Elastizitätsmoduls, des thermischen Expansionskoeffizienten und der thermischen Schockbeständigkeit der Düsen (gezeigt als Produkte nach dem Erwärmen bei 1550°C in Tabelle 1) sind ebenfalls in der Tabelle gezeigt.
Angesichts der Eigenschaften der bei 1000°C gebrannten Produkte, die in der Tabelle gezeigt sind, wird bewiesen, daß die Beispiele der vorliegenden Erfindung eine bessere thermische Schockbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit verglichen mit dem Vergleichsbeispiel aufweisen, und die thermische Schockbeständigkeit nach Erwärmen bei 1550°C weist im wesentlichen die gleiche oder eine geringere Verschlechterung verglichen mit dem Wert der bei 1000°C gebrannten Produkte auf. Im Gegensatz dazu sind die Vergleichsbeispiele nicht wünschenswert, da sie in bezug auf die Korrosionsbeständigkeit gegenüber der vorliegenden Erfindung schlechter sind und ihre thermische Schockbeständigkeit nach Erwärmen bei 1550°C in großem Maße verschlechtert ist. Während ein Vergleichsbeispiel der Nr. 7 bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Produkten der vorliegenden Erfindung überlegen ist, sind beide ihrer Produkte, die bei 1000°C gebrannt werden, und ihres Produkts nach Erwärmen bei 1550°C bezüglich der thermischen Schockbeständigkeit gegenüber dem Produkt der vorliegenden Erfindung unterlegen. Somit kann bewiesen werden, daß die Korngröße des Magnesiumoxids im Bereich von 0,02 mm oder mehr bis 1,0 mm oder weniger sein sollte.
Ein Beispiel wird beschrieben, in welchem ein Feldversuch durchgeführt wurde für ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial, das durch die vorliegende Erfindung erhalten wird. Langdüsen wurden durch Beaufschlagen jedes Materials des Vergleichsbeispiels Nr. 1 und des Beispiels Nr. 5 der vorliegenden Erfindung auf einen Langdüsenbereich entsprechend einem Schlackeniveau gebildet, und dann zum Durchführen eines Feldversuchs durch Verwendung einer kontinuierlichen Gußmaschine bereitgestellt.
Eine Gießtiegelkapazität war 310 Tonnen und eine Gießzeit pro Charge war etwa 45 Minuten. Unter der Wiederverwendungsbedingung schloß dieser eine Gießbetrieb 3 bis 6 Chargen ein, und die Langdüse wurde aus dem Gießtiegel nach jeder Beendigung eines Gießbetriebs abgetrennt, gefolgt von einem vollständigen Abkühlen der Langdüse und der Verwendung derselben wiederum nach einem Vorerwärmen, wobei die Gießbetriebe bis zu dreimal durchgeführt wurden. Die Anzahl an getesteten Proben war 10.
Als ein Ergebnis können alle 10 Düsen, die das Produkt der vorliegenden Erfindung einsetzen, drei Gießbetriebe durchführen, während eine der herkömmlichen Düsen einen Riß an einer Anfangsstufe des zweiten Gießbetriebs und die anderen zwei der herkömmlichen Düsen einen Riß an einer Anfangsstufe des dritten Gießbetriebs aufwiesen.
Nach dreimaligem Gießbetrieb wurden die verwendeten langen Düsen gesammelt, um eine Korrosionsrate an dem Bereich entsprechend dem Schlackenniveau zu untersuchen. Als ein Ergebnis wurde bewiesen, daß die Korrosionsratengeschwindigkeit des Produkts, das durch ein Beispiel der vorliegenden Erfindung erhalten wird, weniger als etwa 35% derjenigen des Produkts war, das durch das Vergleichsbeispiel erhalten wurde. Somit konnte die Beständigkeit der Langdüse durch Einsatz des Feuerfestmaterials der vorliegenden Erfindung am Langdüsenbereich entsprechend dem Schlackenniveau verbessert werden.
Beispiel 2
Zum Untersuchen eines Effekts des zugefügten Magnesiumoxids zu einem Aluminiumoxid-Spinell-Graphit-Material wurden acht Mischungsarten, die in Tabelle 2 gezeigt sind, hergestellt. In Tabelle 2 zeigen Nr. 4 bis Nr. 7 Beispiele der vorliegenden Erfindung. Nr. 1 bis Nr. 3 und Nr. 8 zeigen Vergleichsbeispiele.
Bearbeiten durch Mischen, Formen und Brennen und ein Test der gebrannten Produkte bezüglich des Reißmoduls, des Elastizitätsmoduls und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und so weiter wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Zum Bestimmen der Korrosionsbeständigkeit wurde ein Stahl, einschließend 0,01 Gew.-% Kohlenstoff, bei 1600°C geschmolzen, so daß eine Schlacke mit hoher Basizität und einschließend 45% CaO, 25% SiO₂, 10% Al₂O₃, 10% MgO und 7% MnO₂ auf eine Oberfläche des geschmolzenen Stahls flotiert wurde. Dann wurde eine Probe mit einer rechtwinkeligen Säulenform mit 20 mm auf einer Seite in den geschmolzenen Stahl für 30 Minuten eingetaucht. Ein Schmelzschadenausmaß beim am stärksten schmelzgeschädigten Bereich der Probe wurde gemessen. Tabelle 2

	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3	Nr. 4	Nr. 5	Nr. 6	Nr. 7	Nr. 8
Mischungszusammensetzung, Gew.-%
Flockengraphit (0,5–0,1 mm)	22	22	22	22	22	22	22	22
Geschmolzenes Magnesiumoxid (0,5–0,02 mm)	0	2	3	6	15	34	60	70
Geschmolzener Spinell (–0,2 mm)	10	10	10	10	10	10	6	3
Geschmolzenes Aluminiumoxid mittleren Korns (0,5–0,05 mm)	40	38	37	34	25	6	0	0
Geschmolzenes ultrafeines Aluminiumoxid (–0,05 mm)	28	28	28	28	28	28	13	5
Eigenschaften des bei 1000°C gebrannten Produkts Reißmodul (MPa)	9,1	9,2	9,3	9,6	9,4	9,2	9,1	9,3
Elastizitätsmodul (GPa)	10,2	10,2	10,3	10,3	10,3	10,2	10,4	10,6
Thermischer Expansionskoeffizient (× 10^–6/°C)	4,2	4,2	4,2	4,2	4,3	4,4	4,6	4,9
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	212	215	215	220	212	205	190	179
Korrosionsbeständigkeit (Korrosionsindex)	100	98	96	89	79	68	65	63
Eigenschaften des Produkts nach Erwärmen bei 1550°C Reißmodul (MPa)	10,4	10,5	10,8	10,9	11,0	10,6	10,2	9,8
Elastizitätsmodul (GPa)	14,3	14,0	13,1	12,2	11,5	10,8	10,5	10,6
Thermischer Expansionkoeffizient (× 10^–6/°C)	4,7	4,7	4,7	4,7	4,8	4,9	5,2	5,9
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	155	160	175	190	199	200	187	157
Beachte V.B.: Vergleichsbeispiel I.: Vorliegende Erfindung	V.B.	V.B.	V.B.	I.	I.	I.	I.	V.B.

Jede Korrosionsrate im Korrosionstest ist indiziert, indem der Schmelzschädigungsgeschwindigkeit aus Nr. 1 der Wert 100 gegeben wurde. Eine kleinere Zahl zeigt eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Tabelle 2 zeigt Zahlen, die normiert wurden, indem der Schmelzschadengeschwindigkeit von Nr. 1 der Wert 100 gegeben wurde. Eine kleinere Zahl bezeichnet eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Eine Qualität des gebrannten Feuerfestmaterials bei Wiederverwendung wurde untersucht, ebenso das Beispiel 1, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Angesichts der in der Tabelle gezeigten Eigenschaften wird bewiesen, daß die Beispiele Nr. 4 bis Nr. 7 der vorliegenden Erfindung eine bessere thermische Schockbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit verglichen mit den Vergleichsbeispielen aufweisen, und die thermische Schockbeständigkeit nach Erwärmen bei 1550°C weist im wesentlichen die gleiche oder eine geringere Verschlechterung verglichen mit dem Wert der bei 1000°C gebrannten Produkte auf. Im Gegensatz dazu sind die Vergleichsbeispiele Nr. 1 bis Nr. 3 nicht wünschenswert, da sie bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber der vorliegenden Erfindung nachteilig sind und ihre thermischen Schockbeständigkeiten in großem Maße verschlechtert sind aufgrund eines extrem erhöhten Elastizitätsmoduls nach Erwärmen bei 1550°C. Während das Vergleichsbeispiel Nr. 8 bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Produkt der vorliegenden Erfindung überlegen ist, sind beide ihrer Produkte, die bei 1000°C gebrannt werden, und ihres Produkts nach Erwärmen bei 1550°C, bezüglich der thermischen Schockbeständigkeit gegenüber den Produkten der vorliegenden Erfindung aufgrund eines großen thermischen Expansionskoeffizienten des Vergleichsbeispiels unterlegen. Somit konnte bewiesen werden, daß die Menge an zugefügtem Magnesiumoxid im Bereich von 6% oder mehr bis 60% oder weniger sein sollte.
Es wurde ebenfalls bewiesen, daß eine zufriedenstellende thermische Schockbeständigkeit unabhängig von der Menge des Magnesiumoxids erhalten werden kann, und daß eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Schlacke mit hoher Basizität erhalten werden kann durch Zufügen von Spinell zu einem Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial.
Ein Beispiel wird beschrieben, bei dem ein Feldversuch durchgeführt wurde für ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Spinell-Graphit-Feuerfestmaterial, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist. Langdüsen wurden gebildet durch Einsetzen jedes Materials des Vergleichsbeispiels Nr. 1 und des Beispiels Nr. 5 der vorliegenden Erfindung in einem Langdüsenbereich, der einem Schlackeniveau entspricht, und dann bereitgestellt zum Durchführen eines Feldversuchs unter Verwendung einer Stranggußmaschine. Eine Gießtiegelkapazität war 310 Tonnen und eine Gießzeit pro Charge war etwa 45 Minuten. Unter der Wiederverwendungsbedingung schloß dieser eine Gießbetrieb 3 bis 6 Chargen ein, und die Langdüse wurde von dem Gießtiegel nach jeder Beendigung eines Gießbetriebs entfernt, gefolgt von einem vollständigen Abkühlen der Langdüse und Verwendung derselben wiederum nach einem Vorerwärmen, wobei die Gießbetriebe bis zu dreimal durchgeführt wurden. Die Anzahl an getesteten Proben war 10. Als ein Ergebnis konnten alle 10 Düsen, die das Feuerfestmaterial des Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzten, drei Gießbetriebe durchführen. Jedoch wiesen im Vergleichsbeispiel zwei Düsen einen Riß an einer Anfangsstufe eines zweiten Gießbetriebs und die anderen zwei einen Riß an einer Anfangsstufe des dritten Gießbetriebs auf. Nach dreimaligem Gießbetrieb wurden die verwendeten Langdüsen gesammelt, um eine Korrosionsrate am Bereich, der dem Schlackenniveau entspricht, zu untersuchen. Als ein Ergebnis wurde bestätigt, daß die Korrosionsrate des Beispiels der vorliegenden Erfindung weniger als etwa 25% derjenigen des Vergleichsbeispiels war. Somit konnte die Beständigkeit der Langdüse durch Einsetzen des Produkts der vorliegenden Erfindung am Langdüsenbereich, der dem Schlackeniveau entspricht, verbessert werden.
Beispiel 3
Dieses Beispiel ist das Ergebnis einer Untersuchung des Effekts einer Zugabe an Magnesiumoxid zu einem Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Graphit-Material. Acht Mischungsarten, die in Tabelle 3 gezeigt sind, wurden verwendet. In Tabelle 3 zeigen Nr. 4 bis Nr. 7 Beispiele der vorliegenden Erfindung. Nr. 1 bis 3 und Nr. 8 zeigen Vergleichsbeispiele. Das Verarbeiten durch Mischen, Formen und Brennen und eine Einschätzung des Reißmoduls, des Elastizitätsmoduls und des thermischen Expansionskoeffizienten wurden wie für Beispiel 1 durchgeführt. Eine Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit wurde durchgeführt unter Verwendung einer Schlacke mit hoher Basizität, wie es der Fall ist bei Beispiel 2. Dieses Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt.
Eine Qualität des gebrannten Feuerfestmaterials bei Wiederverwendung wurde untersucht ebenso wie das Beispiel 1, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Angesichts der in der Tabelle gezeigten Eigenschaften wird bewiesen, daß die Beispiele Nr. 4 bis Nr. 7 der vorliegenden Erfindung eine bessere thermische Schockbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit verglichen mit den Vergleichsbeispielen aufweisen, und die thermische Schockbeständigkeit nach Erwärmen bei 1550°C weist im wesentlichen die gleiche oder eine geringere Verschlechterung verglichen mit dem Wert der bei 1000°C gebrannten Produkte auf. Im Gegensatz dazu sind die Vergleichsbeispiele Nr. 1 und Nr. 3 nicht wünschenswert, da sie bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Beispiel der vorliegenden Erfindung verschlechtert sind und ihre thermische Schockbeständigkeit aufgrund des extrem erhöhten Elastizitätsmoduls nach Erwärmen bei 1550°C in großem Maße verschlechtert ist. Während das Vergleichsbeispiel Nr. 8 bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Beispiel der vorliegenden Erfindung überlegen ist, ist das Vergleichsbeispiel nicht wünschenswert, da beide seiner Produkte, gebrannt bei 1000°C, und seines Produkts nach Erwärmen bei 1550°C bezüglich der thermischen Schockbeständigkeit gegenüber dem Beispiel der vorliegenden Erfindung aufgrund des großen thermischen Expansionskoeffizienten des Vergleichsbeispiels extrem schlechter sind.
Somit konnte bewiesen werden, daß die Menge an zugegebenem Magnesiumoxid im Bereich von 10 oder mehr bis 60% oder weniger sein sollte.

Es wurde ebenfalls bestätigt, daß eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit erhalten werden konnte, gegenüber einer Schlacke mit hoher-geringer Basizität durch Zugabe von Zirkoniumoxid zu einem Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial. Tabelle 3

	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3	Nr. 4	Nr. 5	Nr. 6	Nr. 7	Nr. 8
Mischungszusammensetzung, Gew.-%
Flockengraphit (0,5–0,1 mm)	22	22	22	22	22	22	22	22
Geschmolzenes Magnesiumoxid (0,5–0,02 mm)	0	2	3	8	15	34	60	70
Geschmolzenes Zirkoniumoxid (CaO-stabilisiert) (–0,1 mm)	10	10	10	10	10	10	5	3
Geschmolzenes Aluminiumoxid mittleren Korns (0,5–0,05 mm)	40	38	37	34	25	6	0	0
Geschmolzenes ultrafeines Aluminiumoxid (–0,05 mm)	28	28	28	28	28	28	13	6
Eigenschaften des bei 1000°C gebrannten Produkts Reißmodul (MPa)	9,2	9,3	9,4	9,6	9,5	9,3	9,2	9,4
Elastizitätsmodul (GPa)	11,2	11,2	11,3	11,3	11,3	11,2	11,4	11,6
Thermischer Expansionskoeffizient (× 10^–6/°C)	4,0	4,0	4,0	4,0	4,1	4,2	4,4	4,7
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	205	208	208	212	205	198	183	172
Korrosionsbeständigkeit (Korrosionsindex)	100	96	93	87	77	66	63	61
Eigenschaften des Produkts nach Erwärmen bei 1550°C Reißmodul (MPa)	10,7	10,8	11,1	11,2	11,3	10,9	10,5	10,1
Elastizitätsmodul (GPa)	15,3	15,0	14,1	13,2	12,5	11,8	11,8	11,6
Thermischer Expansionskoeffizient (× 10^–6/°C)	4,6	4,6	4,6	4,6	4,7	4,8	5,1	5,8
Koeffizient der thermischen Schockbeständigkeit	152	157	171	184	192	192	174	150
Beachte V.B.: Vergleichsbeispiel I.: Vorliegende Erfindung	V.B.	V.B.	V.B.	I.	I.	I.	I.	V.B.

Jede Korrosionsrate im Korrosionstest ist indiziert, indem der Schmelzschädigungsgeschwindigkeit aus Nr. 1 der Wert 100 gegeben wurde. Eine kleinere Zahl zeigt eine bessere Korrosionsbeständigkeit.
Ein Beispiel wird beschrieben, bei dem ein Feldversuch durchgeführt wurde für ein Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Zirkoniumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial. Langdüsen wurden durch Einsatz jedes Materials des Vergleichsbeispiels Nr. 1 und des Beispiels Nr. 5 der vorliegenden Erfindung, die in Tabelle 3 gezeigt sind, in einem Langdüsenbereich entsprechend dem Schlackenniveau gebildet, und dann wurden sie zum Durchführen eines Feldversuchs durch Verwendung einer kontinuierlichen Gußmaschine bereitgestellt, wie in dem Falle der Beispiele 1 und 2. Als ein Ergebnis konnten alle 10 Düsen, die das Feuerfestmaterial des Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzen, drei Gießbetriebe durchführen. Jedoch wies eine der Düsen, die das Vergleichsbeispiel einsetzt, einen Riß an einer Anfangsstufe des dritten Gießbetriebs auf. Nach dreimaligem Gießbetrieb wurden verwendete Langdüsen gesammelt, um eine Korrosionsrate am Bereich, der dem Schlackenniveau entspricht, zu untersuchen. Als ein Ergebnis wurde bestätigt, daß die Korrosionsrate des Beispiels der vorliegenden Erfindung weniger als etwa 25% derjenigen des Vergleichsbeispiels war. Somit konnte die Beständigkeit der Langdüse durch Einsetzen des Produkts der vorliegenden Erfindung am Langdüsenbereich, der dem Schlackenniveau entspricht, verbessert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Das Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial der vorliegenden Erfindung ist außergewöhnlich gut bezüglich der thermischen Schockbeständigkeit und der Korrosionsbeständigkeit, nicht nur bei einem erstmaligem Brandprodukt, sondern ebenfalls bei einem Zustand nach Erwärmen in einem tatsächlichen Betrieb, wodurch eingetauchte Düsen, Langdüsen und Langstopper, die bezüglich der Beständigkeit unter Wiederverwendungsbedingungen oder periodischen Verwendungsbedingungen ausgezeichnet sind, erhalten werden können.

Claims

Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial für eine Stranggußdüse, herge-stellt durch Mischen, Formen und Brennen einer Feuerfestmaterialmischung bestehend aus 10 bis 80 Gew.-% Aluminiumoxidmaterial, 10 bis 60 Gew.-% eines Magnesiumoxidmaterials und 10 bis 40 Gew.-% eines Graphitmaterials zur Gesamtmenge von 100 Gew.-% der Feuerfestmaterialmischung in der Gegenwart eines organischen Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumoxidmaterial einen Korngrößenbereich von 0,02 bis 1,0 mm aufweist, wodurch das Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial bezüglich einer Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und der thermischen Schockbeständigkeit für Wiederverwendungen und periodische Verwendungen reduziert ist.
Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, wobei die Mischung zusätzlich 60 Gew.-% oder weniger eines Spinellmaterials zur Gesamtmenge von 100 Gew.-% der Feuerfestmaterialmischung umfaßt.
Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, wobei die Mischung zusätzlich 60 Gew.-% oder weniger eines Zirkoniumoxidmaterials zur Gesamtmenge von 100 Gew.-% der Feuerfestmaterialmischung umfaßt.
Aluminiumoxid-Magnesiumoxid-Graphit-Feuerfestmaterial nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Additiv zugefügt ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe eines Metalls, B₄C und Quarzgut.