DE839469C

DE839469C - Thermoplastic refractory materials

Info

Publication number: DE839469C
Application number: DEC3485A
Authority: DE
Inventors: James William Craig
Original assignee: Canadian Refractories Ltd
Current assignee: Canadian Refractories Ltd
Priority date: 1950-11-30
Filing date: 1950-11-30
Publication date: 1952-05-19

Description

Thermoplastische feuerfeste Materialien Die Urfin(lung bezieht sich auf ein Verfahren zum Binden und 11:irten von Einzelteilchen aus basischen feuerfesten Materialien. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die hierbei verwendeten Rohstoff,u und deren thertnoplastische Produkte. Die ]#-'rtltidtirig bezweckt hauptsächlich für das erfin-Ititigsgeiii'il.ic Verfahren geeignete Ausgangsstoffe vorzusehen und ein Verfahren zum Binden von l,'iti;,eltcilclien aus Dolomit und anderen kalkhaltigen feucrl)cstätidigeti Materialien zu thermoplastisclien Ofenauskleidungen u. dgl. von geringer l'orosit:it und daher von geringer Durchlässigkeit für Metall und inetallurgische Schlacken.Thermoplastic refractory materials The Urfin (lung refers to a method of binding; and 11: removing individual particles from basic refractories Materials. Furthermore, the invention relates to the raw material used here, u and their thermoplastic products. The] # - 'rtltidtirig mainly aims to provide suitable starting materials for the inventive method and a method of binding l, 'iti;, eltcilclien from dolomite and other calcareous feucrl) cstätidigeti materials for thermoplastic furnace linings and the like. of low l'orosit: it and therefore of low permeability for metal and inetallurgical Slag.

1)ie Erfindung bezweckt auch die Bildung von t'Ilermol)1,istiscliczi feuerfesten Materialien bei außergewöhnlicb niedrigen Temperaturen, so daß das 2-1 Binden leicht und mit großer Geschwindigkeit vor s 1 c '11 , gellt. Ferner bezweckt die Erfindung die nötigen Reaktionen an Ort und Stelle stattfinden zu lassen, d.h. die Reaktionen finden statt, nachdem ein Gemisch von voneinander unähnlich-en Ausgangsstoffen auf den Herd oder den Boden der Ofen aufgetragen worden ist.1) ie invention also aims at the formation of t'Ilermol) 1, istiscliczi refractory materials at außergewöhnlicb low temperatures, so that the 2-1 bonding easily and at high speed before s 1 c '11, rings out. Furthermore, the invention aims to allow the necessary reactions to take place on the spot, ie the reactions take place after a mixture of starting materials which are dissimilar from one another has been applied to the stove or the floor of the furnace.

Schließlich bezweckt die Erfindung diese wünschenswerten Ziele bei sehr niedrigen Kosten zu erhalten, so daß das gesamte Verfahren außergewöhnlich billig ist.Finally, the invention aims to achieve these desirable goals very low cost, making the whole procedure exceptional is cheap.

In Ausübung der Erfindung werden grobe und kleine Teilchen aus feuerbeständigem Material, das Kall, und Magnesia in einem bestimmten Verhältnis, z. B. im gebrannten oder Rohdolomit enthält, intensiv mit einem verhältnismäßig kleinen Teil-von Teilchen aus Ferrosilicat oder beim Erhitzen leicht Ferrosilicat bildenden Materialien vermischt. Diese dienen als Bindemittel für die genannten Teilchen. Das Gemisch wird hierauf an der gewünschten Stelle aufgetragen, z. B. auf den Herd eines offenen Herdofens, wo ein Angriff auf das feuerbeständige Material stattgefunden hat. BeimErhitzen inGegenwart von Luft schmilzt das Ferrosilicat bei einer Temperatur -von 1205' oder weniger, wobei das Abbinden der Teilchen an Ort und Stelle unter Ab- lauf einer Reihe von Reaktionen sofort beginnt. Der -enatie Verlauf dieser Reaktionen wurde bisher nicht genau ermittelt, aber im Fall des Fayalits (2 FeO - SiO.) und des gebrannten Dolomits verlaufen die Reaktionen ungefähr wie folgt: 2Fe0 - SiO.+ CaO = Ca0 - Fe0 - Si02 + FCO (I) 2 Fe 0 + 0 (Luft) = Fe2 0, (2) 2CaO + Fe20, =:2Ca0 - Fe"03 (3) CaO - FeO - Si02 + CaO = 2CaO - Si02 + FCO (4) Das zweite in Freiheit gesetzte Molekül Ferrooxyd reagiert ebenfalls mit Sauerstoff und Kalk wie in den Gleichungen (2) und (3). Falls noch mehr Kalk zugegen ist, findet eine weitere Reaktion statt: 2 CaO - Si02 + CaO = 3 Ca0 - S'02 (5) Diese Gesamtreaktion kann wie folgt dargestellt werden: 5 CaO + 2 FeO - Si02 + 0 (Luft) = 3 CaO - Si02 + 2 CaO - Fe20,3 (6) Es ist ersichtlich, daß einige niedrigschmelzende Verbindungen, wie z.B. 2Fe0 - Si02, Ca0 - Fe0 -Sio2 und 2Ca0-Fe,03 bei niedrigen Temperaturen eine Flüssigkeit bilden, die die feuerbeständige Masse durchdringeri kann und die das Binden und den Schwund unter Bildung einer für Stahl und Schlacke fast undurchdringlichen Ofenauskleidung verursacht. Bei diesen Bedingungen reagiert das flüssige Silicat mit Kalk weiter, bis die sich ergebendeiihochfeuerfestenCalciumsilicate eine starke Bindung zwischen den Einzelteilchen bilden. Das an Ort und Stelle gebildete Calciumferrit verbleibt lediglich als solches und verleiht der Masse einen wünschenswerten Grad der nermoplastizität. Doch genügt dessen Anteil nicht, um die Feuerfestigk-eit in unerwünschtem Maß herabzusetzen. Während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren meistens ge- brannter oder roher Dolomit als geeignetes feuerfestes Material verwendet wird, kann man ebenfalls dolomithaltigen Magnesit oder ein Gemisch von Dolomit oder Magnesit unter der Voraussetzung verwenden, daß ein genügender Überschuß an Kalk gegenüber der Kieselerde vorhanden ist. Es wurde nun gefunden, daß der Prozentsatz an Kalk in dem zu bindenden aus Teilchen bestehenden Material mindestens einer Zahl entsprechen muß, die durch Multiplikation der Summe aus der Prozentzahl der in dem Material enthaltenden Kieselerde und 3,2 Mit 487 erhalten wird. Dies entspricht mindestens 1,87 (O/o Kieselerde und 3,2). Dies hat zur Folge, daß in den feuerbeständigen Teilchen mehr als genügend Kalk zur Bindung irgendwelcher in dem feuerbeständigen Material selbst vorhandener Menge Kieselerde vorhanden ist, damit dieReaktion hierauf mit dem zugegebenen Bindemittel erfolgt. Der Überschuß an Kalk innerhalb der Teilchen ge- genüber dem für die Bildung von Calciumsilicat erforderlichen ist vorzugsweise io%, wobei höhere Anteile nicht zu beanstanden sind. Um das Gemisch dicht und undurchlässig für Metalle und Schlacken zu machen, werden 3 bis 2o11/o Bindemittel den Teilch#en zugegeben, und 2 bis i5% Flußmittel sollen in der Masse bei 450' vorhanden sein. Bei mehr als 15 % an Flußmittel wird ein Aussaigern beobachtet, und falls dies nicht eintritt, wird die Masse füreinen befriedigenden Betrieb zu plastisch. 3 bis io% an Flußmittel ist der bevorzugte Gehalt. Der Gehalt an Kalk in dem Gemisch muß mindestens zur Bildung von Dicalciumsilicat mit der gesamten vorhandenen Kieselerde genügen.In practicing the invention, coarse and small particles of refractory material, the kall, and magnesia are used in a certain ratio, e.g. B. in the fired or raw dolomite, intensively mixed with a relatively small portion of particles of ferrosilicate or materials that easily form ferrosilicate when heated. These serve as binders for the particles mentioned. The mixture is then applied to the desired location, e.g. B. on the hearth of an open hearth furnace, where an attack on the fire-resistant material has taken place. Upon heating in the presence of air melts the ferrosilicate at a temperature -from 1205 'or less, the setting of the particles in place under ex run a series of reactions start immediately. The course of these reactions has not yet been determined exactly, but in the case of fayalite (2 FeO - SiO.) And burnt dolomite the reactions proceed roughly as follows: 2Fe0 - SiO. + CaO = Ca0 - Fe0 - Si02 + FCO ( I) 2 Fe 0 + 0 (air) = Fe2 0, (2) 2CaO + Fe20, =: 2Ca0 - Fe "03 (3) CaO - FeO - Si02 + CaO = 2CaO - Si02 + FCO (4) The second in Ferrooxide, which is set free, also reacts with oxygen and lime as in equations (2) and (3). If more lime is present, another reaction takes place: 2 CaO - Si02 + CaO = 3 Ca0 - S'02 (5 ) This overall reaction can be represented as follows: 5 CaO + 2 FeO - Si02 + 0 (air) = 3 CaO - Si02 + 2 CaO - Fe20.3 (6) It can be seen that some low-melting compounds, such as 2Fe0 - Si02 , Ca0 - Fe0 -Sio2 and 2Ca0-Fe, 03 form a liquid at low temperatures which can penetrate the refractory mass and which binds and shrinks with the formation of a liquid for steel and slag f branch impenetrable furnace lining. Under these conditions, the liquid silicate continues to react with lime until the resulting high refractory calcium silicates form a strong bond between the individual particles. The calcium ferrite formed in place merely remains as such and gives the mass a desirable degree of thermoplasticity. However, this proportion is not sufficient to reduce the refractory strength to an undesirable extent. While in the process of this invention usually overall have burned or raw dolomite is used as a suitable refractory material, one can also use dolomitic magnesite, or a mixture of dolomite or magnesite, provided that a sufficient excess of lime with respect to the silica is present. It has now been found that the percentage of lime in the particulate material to be bound must be at least a number obtained by multiplying the sum of the percentage of silica contained in the material and 3.2 by 487. This corresponds to at least 1.87 (O / o silica and 3.2). As a result, there is more than enough lime in the refractory particles to bind any amount of silica present in the refractory material itself in order to react with the added binder. The excess of lime particles within the overall genüber the extent required for the formation of calcium silicate is preferably io%, with higher levels are not objectionable. In order to make the mixture dense and impermeable to metals and slag, 3 to 20% binder are added to the particles, and 2 to 15% flux should be present in the mass at 450 °. If more than 1 5% of the flux a Aussaigern is observed, and if this does not occur, the mass füreinen satisfactory operation to plastically. 3 to 10% flux is the preferred level. The lime content in the mixture must be at least sufficient to form dicalcium silicate with all of the silica present.

Es wäre anzunehmen, daß in einem dolomithaltigen Magnesit immer genügend Kalk vorhanden ist, wie es in einem richtigen Dolomit der Fall ist, um die Kieselerde mit dem aus der Oxydation des Ferrosilicats stammenden Ferrioxyd zu vereinigen, aber es wurde gefunden, daß dies nicht notwendigerweise der Fall ist. Man erhält dann folgende Gesamtreaktion: 2CaO+Mg0+2Fe0-Si0, + 0 (Luft) = 2 CaO - Si02 + MgO - Fe203-Für sich sind sowohl die Caleiumsilicate als auch das gebildete Magnesiumferrit hoch feuerfest, aber .es wurde gefunden, daß es ein Eutektikum zwischen beiden Stoffen gibt, wobei diese ungefähr bei 1400' schmelzen. Infolgedessen wird bei dieser Temperatur eine flüssige Phase erhalten, und das erwünschte Zusammensintern der Masse tritt ein. Ein ähnliches Eutektikum. besteht zwischen Dicalciumsilicat und Magnesiumaluminatspinell, wobei der Anteil des letzteren oft von i bis 5% beträgt.It might be assumed that there is always enough lime in a dolomite-containing magnesite, as is the case in a real dolomite, to combine the silica with the ferric oxide resulting from the oxidation of ferrosilicate, but it has been found that this is not necessarily the case Case is. The following overall reaction is then obtained: 2CaO + Mg0 + 2Fe0-Si0, + 0 (air) = 2 CaO - Si02 + MgO - Fe203 - Both the calcium silicates and the magnesium ferrite formed are highly refractory, but it has been found that there is a eutectic between the two substances, which melt at about 1400 '. As a result, a liquid phase is obtained at this temperature, and the desired sintering together of the mass occurs. A similar eutectic. exists between dicalcium silicate and magnesium aluminate spinel, the proportion of the latter often being from 1 to 5%.

Das Ferrosilicat wird zweckmäßigerweise in Form einer Schlacke zugegeben. Gewöhnliche Schlacken aus offenen Herdöfcn, wie sie lange Zeit bei im wesentlichen kalkfreien Magnesiten verwendet wurden, sind für diesen Zweck nicht befriedigend, da sie zu viel Kalk und zu wenig Eisenoxyd .enthalten, um bei genügend niedrigen Temperaturen zu schmelzen und um ein Flußmittel zu bilden, das das Binden der feuerfesten Teilchen bewirkt. Vielmehr verbleibt bei allen leicht erreichbaren Temperaturen die Schlacke aus offenen Herdöfen als deutlicher Bestandteil zwischen den feuerfes-ten Einzelteilchen aus Magn-esit und reagiert wenig oder überhaupt nicht mit diesen. Daher wandelt sie das feuerbeständige Material nicht in die gewünschte monolithische Masse um.The ferrosilicate is expediently added in the form of a slag. Ordinary slag from open hearth furnaces, as has been the case for a long time lime-free magnesites were used, are not satisfactory for this purpose, since they contain too much lime and too little iron oxide, to keep them low enough Temperatures to melt and to form a flux that binds the refractories Particle causes. Rather, it remains at all easily achievable temperatures the slag from open hearth furnaces as a clear component between the refractory ones Individual particles from Magn-esit and reacts little or no reaction at all with them. Therefore, it does not convert the fire-resistant material into the desired monolithic one Mass around.

Die meisten basisc'hen Metallkonverterschlacken haben fast eine ideale Zusammensetzung für die Verwendung als Bindemittel, wobei diese 2o bis 30% Kiesselerde und 65 bis 75% Ferrooxyd enthalten, aber sie enthalten merkbare Mengen Kupfer oder Nickel, die leicht gewonnen werden können, daher ist die Verwendung von anderen Schlacken im allgemeinen wirtschaftlicher.Most basic metal converter slags have almost an ideal one Composition for use as a binder, this 2o to 30% boiler earth and contain 65 to 75% ferrous oxide, but they contain appreciable amounts of copper or Nickel that can be easily mined, hence the use of others Slag is generally more economical.

In der Praxis bilden Kupfer- und Kupfernickelflammofenschlacken die besten und billigsten Ausgangsstoffe für Ferrosilicat. Sie schmelzen meistens bei 1100 bis 1250' und enthalten 50 bis 6o'/o Ferrooxyd Und 30 bis 381)/o Kieselerde, daneben etwas Tonerde und kleinere Anteile an Kalk und anderen Oxyden. Die Torierde ist nicht störend, da ,sie insbesondere den Schmelzpunkt der verwendeten Schlacke herabsetzt und leicht mit dem Kalk des feuerfesten Nlaterials unter Bildung von niedrigschmelzendem Calcitimaltiminat reagiert oder mit dein Fcrrioxyd unter Bildung von braunem Millerti (4 Ca 0 - Fe, 0 - A 1, 0,) sich umsetzt. Bei der Fest-'7 3 -stellung, ob irgendeine gewöhnliche eisenrosthaltige Schlacke für den Zweck geeignet ist, kann man den üblichen Gehalt an Tonerdc und Manganooxyd mit den gleichen Gewichtsanteilen Ferrioxyd als äquivaltiit betrachten.In practice, copper and copper-nickel furnace slags are the best and cheapest raw materials for ferrosilicate. They usually melt at 1100 to 1250 ' and contain 50 to 60' / o ferrous oxide and 30 to 381 / o silica, as well as some clay and small amounts of lime and other oxides. The pore earth is not disruptive, since it lowers the melting point of the slag used and easily reacts with the lime of the refractory material to form low-melting calcitimaltiminate or with ferric oxide to form brown Millerti (4 Ca 0 - Fe, 0 - A1 , 0,) is implemented. In the solid-'7 3 position, if any ordinary iron rust-containing slag is suitable for the purpose, can be considered as äquivaltiit the usual content of Tonerdc Manganooxyd and with the same parts by weight of ferric oxide.

Kupfer- und Kupfernickelgebläseofenschlacken haben manchmal auch eine geeignete Zusammensetzung, tini mit Dolotiiit und anderen kalkhaltigen feuerfesten Materialien verwendet zu werden. Während hasische Metallgebläseöfen 'heute nicht mehr so verbreitet sind wie früher, gibt es an zahlreichen Orten Ilal(leii von Gebläseöfenschlacken, die man gegen die Kosten des JUtragens, Abfahrens und Zerkleinerns auf die, "eN-,#iiiisclitc Größe erhalten kann. Solche zwei Schlacken 'haben folgende Zusaminensetzung: si o' Fe 0 Ca 0 A 1*2 03 Mg 0 32,8 47,3 4,3 8"95 3,1 35 P 0 13 6 Diese beiden Schlacken schmelzen bei i i,5o' oder darunter, und ihr Gehalt an Kieselerde, Ferrioxyd tind Toiicrdc gcnügt für die Reaktion mit dem feuerfesten #I.aterial unter Bildung des erwünschten Produktes. die Gegenwart von Kalk und Magnesia in (lern Bindemittel weder notwendig noch wünschenswert ist, können geringere Anteile wie hier geduldet werden.Copper and cupronickel fanned furnace slags also sometimes have an appropriate composition to be used tini with dolotiiite and other calcareous refractories. While hasic metal fan ovens are no longer as widespread as they used to be, in numerous places there are Ilal (leii of fan oven slag, which can be obtained at the cost of carrying, running down and crushing to the "eN -, # iiiisclitc" size. Two of these Slags' have the following composition: si o 'Fe 0 Ca 0 A 1 * 2 03 Mg 0 32.8 47.3 4.3 8 "95 3.1 35 P 0 13 6 These two slags melt at 1.5 'or below, and their silica, ferric oxide, and metal content are sufficient to react with the refractory material to form the desired product. If the presence of lime and magnesia in the binder is neither necessary nor desirable, lower proportions such as here can be tolerated.

E's ist jedoch nicht wesentlich, daß das Ferrooxyd und die Kieselerdc schon ini voraus als Ferrosilicate \,orliegeii, wie es bei den obenerwähnten Schlacken der Fall ist. Zum Beispiel können kieselsäurehaltige Sideriterzc oder cinGernisch von Siderit und Kieselerde in beliebiger F, orm verwendet werden. Ein Erz init i_5 1/o Quarz und 85 % Siderit z. B. verliert beim Erliitzun seinen Kohlendiox dgehalt und wird zu y einem Nfaterial mit Ungefähr 22% Kieselerde und IS'I/o l"errooxyd umgewandelt, das sich zu Ferrosilicat init einem Scbmelzpunkt bei 1177' vereinigt. Ein :ihnliches Ergebnis kann bei Verwendung eines reinercii Siderits und Zugabe von genügend Kieselerde erhalten werden, um annähernd dieselbe Endzusarinnensetzung zu ergeben. Wenn das Bindemittel wie in diesem Fall aus zwei oder mehr Bestandteilcii besteht, werden diese vorteilhaft miteinander vermischt oder in Kugelform benutzt, um die bevorzugte Reaktion zwischen ihnen zu erleichtern.It is not essential, however, that the ferrous oxide and silica should be in advance as ferrosilicates, orliegeii, as is the case with the above-mentioned slags. For example, siliceous siderite ores or mixtures of siderite and silica in any shape can be used. An ore init i_5 1 / o quartz and 85 % siderite z. B. loses its carbon dioxide content on heating and is converted to a Nfmaterial with about 22% silica and IS'I / O "errooxyd, which combines to ferrosilicate with a melting point at 1177 ' . A similar result can be obtained when using a pure Siderite and addition of enough silica to give approximately the same final composition, If the binder consists of two or more ingredients, as in this case, these are advantageously mixed together or used in spherical form to facilitate the preferential reaction between them.

Kiesels'itirelialtigc Magnesite und Hämatite sind jedoch nicht befriedigend, wenn nicht das Eisen zuii:ichst zu (1,ur 1,errosttife reduziert wird, da das l#'isetiox#,(1 in (Ivi- Ferristufe nicht mit Kiesclerde reagiert und nicht mit Kieselerde ein niedrigschmelzendes Eutektikum bildet.Kieselsitirelialtigc Magnesite and Hematite are not, however, satisfactory, if not the iron tooii: ichst to (1, ur 1, errosttife is reduced, since the l # 'isetiox #, (1 in (Ivi-ferric stage does not react with silica and does not react with silica with a low melting point Eutectic forms.

Das Ferrosilicat oder das Ferrosilicat bildende Material muß einen Schmelzpunkt unter 1400' haben und, bezogen auf seine nicht flüchtigen oxydischen Bestandteile (d. h. unter Vernachlässigung von Kohlendioxyd, gebundenem Wasser usw.), einen Gesarntgehalt von mindestens 45% Ferrooxyd, Manganooxyd und Tonerde sowie einen Gehalt von 15 bis 40% Kieselerde haben.The ferrosilicate or ferrosilicate-forming material must have a melting point below 1400 ° and, based on its non-volatile oxide components (i.e. neglecting carbon dioxide, bound water, etc.), a total content of at least 45% ferrous oxide, manganese oxide and clay as well as having a content of 15 to 40% silica.

Die Korngröße der Schlacke oder anderer bevorzugter Ferrosilicate hat 'keine größere Bedeutung, denn die Reaktionen verlaufen in ähnlicher Weise unabhängig von der Feinheit des Materials. Im allgemeinen ist es wünschenswert, daß die Schlacke annähernd die gleiche Korngröß-e wie das 'zu bindende feuerfeste Material hat, da hierbei Abscheidungen auf ein Minimum zurückgeführt werden. Sehr grobe oder sehr feine Materialien sind unerwünscht. Das erste wegen der größeren Gefahr des Aussaigerns des Flußmittels vor Stattfinden der Reaktion und das zweite wegen der größeren Staubentwicklung beim Auftragen in die Ofen. Zur be- quemen Handhabe können viele Schlacken in Wasser granuliert werden, und solche granulierten Schlacken können oft ohne weitere Zerkleinerung im Gemisch mit feuerbeständigen Materialien verwendet werden.The grain size of the slag or other preferred ferrosilicates is of no greater importance, because the reactions proceed in a similar way regardless of the fineness of the material. In general, it is desirable that the slag have approximately the same grain size as the refractory to be bonded, since this minimizes deposits. Very coarse or very fine materials are undesirable. The first because of the greater risk of the flux leaching out before the reaction takes place and the second because of the greater amount of dust generated when it is applied to the furnace. About how the operation quemen handle many slag can be granulated in water, and such granulated slag can often without further comminution mixed with fire-resistant materials are used.

Die optimale Menge an Bindemitteln schwankt etwas mit den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes. Zur Erreichung der höchsten Feuerfestigkeit können so wenig wie 3 Gewichtsprozent des feuerbeständigen Materials erwünscht sein (bezogen auf ihre nicht flüchtigen Oxyde), während bis ZU 200/0 verwendet werden können, falls ein schn-el#les Binden von größter Bedeutung ist. Diese bilden im Handel die am meisten benutzten Grenzgehalte. Wie oben erwähnt ' sollen 2 bis i5% Flußmittel bei 1450' in dem Gemisch aus feuerbeständigern Material und Bindemittel bei dem chemischen Gleichgewicht vorhanden sein, wobei die Menge an Flußmittel vorzugsweise zwischen 3 bis io% beträgt.The optimal amount of binder will vary somewhat with the desired properties of the end product. To achieve the highest fire resistance as little as 3 weight percent of the refractory material may be desired (relative to their non-volatile oxides), while up to 200/0 may be used if a schn-el # les binding of utmost importance. These form the most commonly used limit levels in trade. As noted above, 'are 2 to i5% flux at 1450' may be present in the chemical equilibrium, wherein the amount of flux is from 3 to io% is preferably in the mixture of feuerbeständigern material and binder.

Das obenerwähnte Verfahren und das Endprodukt stehen in scharfern Gegensatz in der normalen Herstellung und Verwendung des sog. doppelgebrannten Dolomits bei dem Auskleiden von offenen Herdöfen. Vor dem Brennen eines solchen Dolomits werden feine Bestandteile ausgesiebt, und Teile von fast gleichmäßig ' er Größe werden durch einen Drehrdlirofen mit einer kleinen Menge Ferrioxyd hindurchgeleitet, In dem Drehrohrofen finden die Reaktionen zwischen dem Kalk des Dolomits und dem Ferrioxyd statt, wobei das gebildete Calciumferrit in die noch porösen und nicht verfestigten Dolomitteilcben eindringt und diese einzeln zu dichten Körn#ern zusammenzieht, ohne im wesentlichen feine Bestandt-eile zu bilden. Meistens ist nur wenig Kieselerde vorhanden, und diese #befin#det sich im wesentlichen innerhalb der Teilchen, wo sie mit Kalk unter Bildung von etwas Dicalcium- oder Tricalciumsilicat reagiert. Diese Körnchen werden hierauf hauptsächlich beim Auskleiden von Stahlöfen verwendet. Das Caleiumferrit schmilzt hierauf zweifellos, aber der größte Anteil befindet sich bereits innerhalb der Teilchen und hält diese nur lose zusammen, während der geringe Gehalt an Silicat innerhalb der Teilchen, um selbst bei höchsten Ofentemperaturen zu schmelzen oder weich zu werden, zu feuerfest ist. Es dient daher nicht als Bindemittel zwischen den Einzelteilc'hen. Das Endprodukt besteht demnach aus einer etwas spröden Masse aus verhältnismäßig losen Teilchen, die bedeutende Lücken aufweisen. Daher wird die Masse leicht von flüssigem -Metall oder von Schlacke durchdrungen. Die Masse ist gänzlich von dem viel dichteren monolithischen Produkt verschieden, das durch das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene feuerfeste Calciumsilicat zusammengehalten wird.The above-mentioned process and the end product are in sharp contrast in the normal production and use of so-called double-burnt dolomite in the lining of open hearth furnaces. Before firing of such a dolomite fine components are sieved out and passed parts of nearly uniform 'it be size by a Drehrdlirofen with a small amount of ferric oxide in the rotary kiln, the reactions take place between the lime of the dolomite and the ferric oxide instead, wherein the calcium ferrite formed penetrates into the still porous and unconsolidated dolomite basin and contracts these individually into dense grains without essentially forming fine constituents. Most of the time there is little silica, and most of it is inside the particles, where it reacts with lime to form some dicalcium or tricalcium silicate. These granules are then mainly used in lining steel furnaces. The caleium ferrite will undoubtedly melt, but most of it is already inside the particles and only loosely holds them together, while the small amount of silicate within the particles is too refractory to melt or soften even at the highest furnace temperatures. It therefore does not serve as a binding agent between the individual parts. The end product therefore consists of a somewhat brittle mass of relatively loose particles with significant gaps. Therefore the mass is easily penetrated by liquid metal or by slag. The mass is entirely different from the much denser monolithic product held together by the refractory calcium silicate obtained by the process of the invention.

Die Erfindung wird insbesondere beim Auskleiden und der Herstellung von Herden bei offenen Herdöfen für Stähle angewandt, wobei Dolomit bzw. dolomit'haltiger Magnesit im Gemisch mit geeigneten Bindemitteln verwendet wird. Die Atmosphäre genügt zur Oxydation des in Freiheit gesetzten Ferrooxvds zu Ferrioxyd, wobei ein genügender t#l)crscli#iß an Kalk vorhanden ist und die Temperatur zum Schmelzen des Ferrosilicats und der nicht feuerbeständigen Produkte der stattfindenden Reaktionen mehr als genügt. Die plastischen Eigenschaften des bei diesen Bedingungen gebildeten Produktes fübren zur Entwicklung eines Materials hoher Dichte, das oft wichtiger als die höchste Feuerfestigkeit ist.The invention is particularly useful in lining and manufacturing used by stoves in open hearth furnaces for steels, with dolomite or dolomite containing more Magnesite is used in a mixture with suitable binders. The atmosphere is enough for the oxidation of the released ferrous oxide to ferric oxide, with one sufficient The lime is present and the temperature at which the ferrosilicate melts and the non-fire-resistant products of the reactions that take place are more than enough. The plastic properties of the product formed under these conditions to develop a high density material that is often more important than the highest Fire resistance is.

Dasselbe Verfahren kann auf verschiedene Weise angewandt werden. Durch Entwicklung von pastenförrniger oder plastischer Beschaffenheit der verwendeten feuerbeständigen Materialien können diese tititer Verwendung von einer Spritzpistole auf senkrechte Rückwände von offenen Herdöfen aufgetra-gen Und bei Reparaturen von Abstichlöchern verwendet werden. Solche Eigenschaften sind ebenfalls beim Einstampfen der Materialien erwünscht, die als bleibende Böden bei offenen Herdöfen und bei der Konstruktion von neuen Abstichlöchern verwendet werden. Zemente können auf ähnliche Weise bei vielen Arten von Hochtemperaturarbeiten zugemischt werden, nicht nur bei offenen Herdöfen, sondern auch bei elektrischen und Erbitzungsöfen und Birnen in der Stahlindustrie, basischen Metallöfen, Drehrohröfen u. dgl.The same procedure can be used in several ways. By developing the paste-like or plastic nature of the fire-resistant materials used, these titers can be applied with a spray gun to the vertical back walls of open hearths and used for repairs to tap holes. Such properties are also desirable in the ramming of materials used as permanent floors in open hearth furnaces and in the construction of new tapholes. Cements can be admixed in a similar manner in many types of high temperature work, not only in open hearth ovens, but also in electric and heating ovens and pears in the steel industry, basic metal ovens, rotary kilns, and the like.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Mixture for the production of thermoplastic, refractory materials, consisting essentially of two non-reacted components, one component of which consists of highly refractory basic particles, essentially magnesia and lime, the percentage of which corresponds to a number that corresponds to Multiplying the sum of the percentage of silica contained in the material and 3.2 by 1.87 is obtained, and the other component is a binder with a melting point not exceeding 1400 'which, based on its non-volatile oxides, consists essentially of a total of at least 45% t # of ferrous oxide, manganese oxide and alumina and 15 to 40% silica, the lime content in the mixture being sufficient for the formation of dicalcium silicate with all of the silica present.

2. Mixture according to claim i, characterized. characterized in that the binder makes up 3 to 10 percent by weight of the basic refractory particles, this percentage being based only on the non-volatile oxides of the constituents. 3. Mixture Bach claim i, characterized in that the basic particles of dolomite with a lime content that is at least 10% more than is required for the formation of dicalcium silicate from the existing silica, or consist of dolomite-em magriesite. 4. Mixture according to claim i, characterized in that the binder consists of a different slag than Hürdofenschlack ' e (open hearth slag), preferably a basic flame furnace slag or gel) läse (-) feiisclilacke. 5. Mixture according to claim i, characterized in that the binder contains Fürrocarbonat. 6. Mixture according to claim i, characterized in that the basic refractory material and the binder have approximately the same grain size. 7. Fired, thermoplastic, refractory material of low permeability for metals and metallurgical slag according to claim i to 6, characterized in that it consists essentially of magnesia, lime, ferric oxide and silica, -, essentially all of the silica to lime a calcitimsilicate is bound, which is at least as basic as Ort'hosilicate, and substantially all of the ferric oxide is bound to ferrite, and wherein the mass under equilibrium conditions at 1450 'contains 2 to 15%, preferably 3 to 10% of an iron-containing flux. 8. Thermoplastic, refractory material according to claim 7, characterized in that the basic, granular particles are connected to one another by calcium silicate which is at least as basic as orthosilicate. G. A process for the production of thermoplastic, refractory compositions according to claims 1 to 8, characterized in that 3 to 20 GC weight percent of particles consisting essentially of ferrosilicate and substances forming it are mixed with 80 to 97 percent by weight of magnesia and lime-containing refractory particles, the 111 the proportion of lime present in the mixture is at least 1.87 times the proportion of silica and the mixture is heated on the spot (in situ) in order to allow the lime to react with the ferrosilicate and the oxygen in the air with the ferrous oxide released and the ferric oxide formed in To convert an iron-containing flux to achieve plasticity and sintering at temperatures between 100 and 1450 '.