DE710010C - Verfahren zur Herstellung von temperaturwechselbestaendigen hochfeuerfesten Steinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von temperaturwechselbeständigen hochfeuerfesfen Steinen Das vorliegende Verfahren liefert feuerfeste Steine aus Chromit und Magnesia, welche sämtliche Eigenschaften, auf die es bei einem feuerfesten Material hauptsächlich ankommt, nämlich Temperaturwechselbeständigkeit (TWB.), Druckfeuerbeständigkeit (DFB.), Widerstandsfähigkeit gegen den An-" griff saurer und basischer Schlacken, im ;. Höchstmaß in sich vereinigen und dabei eine genügend große Kaltdruckfestigkeit besitzen.
• Die Herstellung von feuerfesten Steinen aus Gemischen von Chromit und Sinterist seit langem bekannt. In neuerer Zeit ist ein Verfahren dieser Art in der britischen Patentschrift 36o 572 (Vereinigte Stahlwerke A.-G.) beschrieben worden, nach welchem als Zusatz eine bei mindestens i 5oo° C gebrannte Sintermagnesia oder geschmolzene Magnesia in Mengen von io bis 8o% verwendet «erden soll, die gegebenenfalls als Feinhorn in die Masse eingebracht wird. Den nach diesem Verfahren hergestellten Steinen wird in der Patentschrift neben den Vorzügen einer guten Druckfeuerbeständigkeit und guter Verschlackungsbeständigkeit eine im Vergleich zu gewöhnlichen Chromitsteinen überlegene Temperaturwechselbeständigkeit zugeschrieben. Die nach den Vorschriften dieser Patentschrift hergestellten Erzeugnisse des Handels zeigen jedoch, im elektrischen Ofen durch 5o Minuten auf 95o' C erhitzt und mit kalter Druckluft von i Atm. angeblasen, nur eine Abschreckzahl von i bis 4, wogegen die Abschreckzahl der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Chromitsteine, nach derselben Methode bestimmt, zwischen 30- und 70 oder selbst darüber liegt.
• Die französische Patentschrift 727 522 (C a rr ie und Miterfinder) beschreibt die Herstellung von splitterfesten Steinen aus Mischungen von Sintermagnesit mit Chromit, die 15 bis 5o Teile Chromit enthalten, so däß der Magnesiaanteil zwischen 5o und 85% liegt. Die bevorzugte Mischung entspricht nach C a r r i e dem Verhältnis 7o Teile Magnesia zu 3o Teilen Chromit. Durch eine Kornauswahl, deren Wesen C a r r i, e selbst darin erblickt, daß der Möller aus groben und feinen Anteilen zusammengesetzt und der Chromit ganz oder -teilweise als Grobkorn eingebracht wird, konnte C a r r i e auf diesem Mischungsgebiet eine bedeutende Steigerung der TWB. erreichen. Nach dem eigenen Zeugnis C a r r i e s geht die TWB. aber schon bei einer geringen Erhöhung des Chromitanteiles erheblich zurück. Diesem bekannten Verfahren haftet daher seiner inneren Natur nach die unvermeidliche Begrenzung an, daß es nur splitterfeste Erzeugnisse liefert, die einen überschuß von Magnesia enthalten und daher die charakteristische Widerstandsfähigkeit der reinen Chromitsteine gegen saure Schlacken nicht aufweisen. Dabei bleibt die KD F., wie C a r r r i e in seinen Patentschriften selbst zugibt, unzureichend. Dieser Schwierigkeit konnte C a r r i e nur durch die Verarbeitung von @kalkreichen Klinkern Herr werden, was einen weiteren Rückgang der Beständigkeit gegen saure Schlakken notwendig zur Folge hat. Auch die DFB. solcher Steine ist nicht befriedigend.
• Der Erfinderin ist es gelungen, die Chromitsteine in bezug auf die TWB. in hohem Maße zu verbessern, ohne die besondere chemische Indifferenz dieser Steine zu beeinträchtigen. Dabei besitzen die neuartigen Steine auch eine hervorragende DFB. Schließlich ist mit diesem Verfahren auch die Schwierigkeit überwunden worden, daß die KDF. der Chromitgrundmasse durch den Zusatz von Magnesia unerträglich vermindert wird und erst wieder ansteigt, wenn die Verhältnismenge der Magnesia über 6o% hinausgeht, demnach in einem Gebiet, wo die Steine die charakteristische Verschlackungsbeständigkeit der Chromitmassen eingebüßt haben. Dieser bahnbrechende Fortschritt war das Ergebnis der Vereinigung von zwei Teilvorschriften: a) Zusammensetzung des Möllers aus einer Mischung von Chromit mit 1Iagnesia, die mindestens 20%, höchstens ¢ooi'ö, verzugsweise 300/0 Magnesia enthält, wobei der Hauptteil der Magnesia vorzugsweise die feinste Kornfraktion bildet, b) bestimmte granulometrische Zusammensetzung, die darin besteht, da.ß der Satz aus einer Feinkorngruppe unterhalb von 200,u (vorteilhaft unterhalb von roo a), einer Mittelkorngruppe und einer Grobkorngruppe über Soo,u (vorteilhaft über iooo,u) besteht, wobei das Verhältnis von Feirikorn:Mittelkorn: Grobkorn wie 2o bis q.0:15 bis 25:35 bis 65 eingestellt wird. ,# Hinzuzufügen ist, daß Vorschriften für die Kornzusammensetzung, die mit den Arbeitsbedingungen des vorliegenden Verfahrens insofern übereinstimmen, als das Mahlgut Feinmehl und Grobkorn in einer Gesamtmenge enthält, die 55 Hundertteile vom Ganzen überschreitet (wobei das Mittelkorn auch ganz fehlen kann), im Dienste der Herstellung von Magnesitsteinen und von Chromitsteinen schon Anwendung gefunden haben (vgl. die französische Patentschrift 699 598), dies aber vornehmlich, um die Dichte und Festigkeit der Steine möglichst zu steigern. In der genannten Patentschrift ist ferner nur die Herstellung von reinen Magnesitsteinen oder reinen Chromitsteinen beschrieben. In Verbindung mit solchen ungemischten Grundmassen vermag aber die angegebene Kornzusammen-Setzung eine Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit nicht einmal in bescheidenem Maße hervorzurufen. Der bei den erfindungsgemäß hergestellten Steinen erreichten Abschreckzahl von mehr als 70 steht bei den reinen Chr'omitsteinen, die nach dem Verfahren -der bezeichneten französischen Patent-.Schrift hergestellt sind, eine Abschreckzahl von o bis i gegenüber. Hingegen ist die Dichte der nach dem vorliegenden Verfahren erzeugten Steine, deren Porosität zwischen 22 und 27% schwankt, im gebrannten Zustand nicht höher als die der normalen, aus nicht besonders aufbereitetem Mahlgut hergestellten Steine; ebenso ist die Festigkeit der neuen Steine in kaltem Zustand nicht größer als die normaler Steine.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Korngrößen an den Grenzen zwischen der groben, mittleren und feinen Fraktion aussortiert und entfernt, so daß im fertigen Satz das größte Korn einer Gruppe vom kleinsten Korn der angrenzenden gröberen Gruppe sich im Durchmesser um mindestens ioo,u unterscheidet. Zweckmäßig beträgt die Durchmesserdifferenz q.oo bis iooo,u. Im Grenzfall fällt das ganze Mittelkorn fort. In diesem Falle wählt man das Verhältnis von Feinkorn zu Grobkorn wie 2o bis q.o:8o bis 6o.
• Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Korn- und Stoffverteilung auch die Temperaturwechselbeständigkeitkalt gebundener, nicht gebrannter Chromitsteine erheblich erhöht werden kann, mag die Kaltbindung durch organische Bindemittel, wie z. B. Leinöl, Zellstoffablauge, oder anorganische Bindemittel, wie z. B. Wasserglas, Bittersalz, Schnellbindezement, herbeigeführt werden.
• Statt Sintermagnesia kann auch geschmolzene Magnesia beim Verfahren Verwendung finden.
• ':Ausführungsbeispielei. Das gesamte Mahlgut (Chromit sowohl als auch Sintermagnesia) mit 'Korngrößen von o bis 3000,4 wird in drei Fraktionen mit den Durchmesserintervallen o bis ioo,u, ioo bis 8ooy _ und 80o bis. 3ooo;u zerlegt. Aus diesen Fraktionen wird das zu verpressende Gut in der Weise zusammengesetzt, daß sich der feine zum mittleren zum grobkörnigen Anteil wie 30:20:5o verhält, wobei die Fraktion o bis iooy ausschließlich aus Magnesia besteht. Die Verhältniszahlen stellen einen-Mittelwert dar und können nach oben und unten um etwa 1/g schwanken. Die Masse wird gemischt und nach Hinzufügung von Wasser, gegebenenfalls auch anderer organischer oder anorganischer Bindemittel, unter Anwendung eines Druckes von Zoo bis ioookg/cm2 verformt, getrocknet und bei Temperaturen, die zwischen 1400 und 160o° C liegen, gebrannt.
• 2. Aus gemahlenem Chromit mit Korngrößen von o bis 2500,u werden zwei Fraktionen, und zwar eine Mittelfraktion von 400 bis 8oo,u und eine grobe Fraktion von 180o bis 25oo,u, aussortiert. 14,6% der Mittelfraktion und 53,40,'o des Grobkornes werden mit 32% Magnesiafeinmehl von o bis ioo,u innig gemischt und in gleicher Weise wie beim ersten Beispiel verformt und gebrannt.
• 3. Der zu verformende Satz wird aus 65% gemahlenem Chromit von der Korngröße 80o bis i8oo,u und 35% Magnesiafeinmehl von der Korngröße o bis r ooo ,tt zusammengemischt und nach den Angaben des ersten Beispiels weiterverarbeitet.
• Für das Verfahren kann Sintermagnesia aus beliebigen kalkarmen Magnesiten, z. B. aus den österreichischen Magnesiten mit einem Kalkgehalt zwischen o,5 bis 40/0, verwendet werden. Ebenso sind die im Handel befindlichen Chromerze mit einem Gehalt von 38 bis '5o% Cr203, die zur Herstellung von feuerfesten Erzeugnissen dienen, für, das Verfahren unabhängig vom Chromoxydgehalt geeignet. Der Verwendung chromoxydreicherer Erze steht nur ihr hoher Preis im Wege.

Claims (2)

1. PATENTANSI'RÜCi1E: 1. Verfahren zur Herstellung von temperaturwechselbeständigen hochfeuerfesten Steinen aus Gemischen von Chromit und Sintermagnesia oder geschmolzener Magnesia, deren Korngrößenverhältnisse so gewählt werden, daß das Mahlgut Feinmehl und Grobkorn in einer Gesamtmenge enthält, die 55 Hundertteile vom Ganzen überschreitet, wobei vorzugsweise die Hauptmenge der Magnesia in für sich bekannter Weise als feine Kornfraktion eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromitgrundmasse Magnesia in Mengen von mindestens 20 und höchstens 4o Gewichtsprozenten zugesetzt wird und der Satz aus einer Feinkorngruppe unterhalb von 2oo,u (vorteilhaft unterhalb ioo,u), einer Mittelkorngruppe und einer Grobkorngruppe über- 80o /t (vorteilhaft über iooo,u) besteht, wobei das Verhältnis von Feinkorn : Mittelkorrk-: Grobkorn in Prozenten wie 2o bis 40:15 bis 25:35 bis 65 eingestellt wird.
2. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Feinkorn-, Mittelkorn und Grobkomgruppe Korngrößen in der Weise ausgeschieden werden, daß im fertigen Satz das größte Korn einer Gruppe vom kleinsten Korn der angrenzenden gröberen Gruppe sich im Durchmesser um mindestens ioo ,u unterscheidet, wobei mit steigendem Durchmesserabstand die Menge der mittleren Korngruppe bis zü ihrer völligen Entfernung abnehmen kann, in welchem Grenzfall die Menge des Feinkorns zum Grobkorn im Prozentverhältnis von 2o bis 40:8o bis 6o geregelt wird.