DE1583262C2 - Silicon carbide-containing moldings for cupolas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Siliciumkarbid enthaltende Formlinge als Siliciumträger auf der Grundlage von mit basischen Stoffen gebundenen Siliciumkarbidstücken für Kupolöfen.The invention relates to silicon carbide-containing moldings as silicon carriers based on Pieces of silicon carbide bonded with basic substances for cupola furnaces.

Es ist bekannt, derartige Siliciumträger der Beschickung des Kupolofens zuzufügen. Dabei werden als Siliciumkarbid enthaltende Materialien SiC-Kapsel- und Brennplattenscherben aus der keramischen Industrie oder auch keramisch gebundener SiC-haltiger Schleifscheibenbruch usw. verwendet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß offensichtlich allein die Anwesenheit eines basischen Bindemittels unter den Betriebsbedingungen im Kupolofen nicht ausreicht, um eine befriedigende Siliciumausbeute aus Siliciumkarbid zu erzielen.It is known to add such silicon carriers to the charge of the cupola furnace. Be there SiC capsule and burner plate fragments from the ceramic industry as materials containing silicon carbide or ceramic-bonded SiC-containing broken grinding wheels etc. are used. It has however, it was shown that apparently the presence of a basic binder alone under the operating conditions in the cupola is not sufficient to achieve a satisfactory silicon yield from silicon carbide achieve.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Siliciumträger zu schaffen, welcher neben den metallurgischen Vorteilen des SiC eine erschöpfende Si- Ausbeute aus Siliciumkarbid und gleichzeitig eine günstige Beeinflussung der Schlackenführung gewährleistet.The invention has set itself the task of creating a silicon carrier, which in addition to the metallurgical Advantages of SiC an exhaustive Si yield from silicon carbide and at the same time a favorable one Influence of the slag guidance guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch siliciumkarbidhaltige Formlinge gelöst, die als Siliciumträger auf der Grundlage von mit basischen Stoffen gebundenen, zerkleinerten Siliciumkarbidstücken für KupolöfenAccording to the invention, this object is achieved by silicon carbide-containing moldings which are used as silicon carriers the basis of crushed silicon carbide pieces bound with basic substances for cupola furnaces

15 bis 25¹Vo SiO.,, 7 bis 3O⁰ZoAl₂O.,,15 to 25 ¹ Vo SiO. ,, 7 to 3O ⁰ ZoAl ₂ O. ,,

12 bis IS'V'ii CaO als an sich bekanntes Bindemittel, Rest SiC12 to IS'V'ii CaO as a known binder, Remainder SiC

enthalten, wobei außer dem SiC auch die Komponenten SiO₂ und AI₂O₃ jeweils in Form zerkleinerter keramischer Scherben vorliegen.Contain, in addition to the SiC, the components SiO ₂ and Al ₂ O _{3 are} each in the form of comminuted ceramic shards.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ein praktisch vollständiges Siiiciumausbringen bei Rinnentemperaturen im Kupolofen, die in diesem Fall bei ungefähr 152O⁰C liegen müssen, erzielbar ist, wenn dem Siliciumträger Al₂O₃ und SiO₂ zu dem Bindemittel CaO zugegeben wird. Der SiO₂-Zuschlag bringt ferner eine Einsparung von etwa 20°/₀ Ofenfutter im sauren Kupolofen mit sich. Durch den Zuschlag von Al₂O₃ wird insbesondere die Schlacke besser fließbar.It has surprisingly been found that a practically complete Siiiciumausbringen at trough temperatures in the cupola furnace, which must be in this case at about 152O ⁰ C, is obtained when the silicon substrate Al ₂ O ₃ and SiO ₂ were added to the binder CaO. The SiO ₂ -Zuschlag further yields a saving of about 20 ° / ₀ furnace lining in the cupola furnace acid with itself. The addition of Al ₂ O ₃ in particular makes the slag easier to flow.

Dem Siliciumträger gemäß Erfindung wird das Siliciumdioxyd aus Silicium-Brennplatten und -kapseln zugegeben, wobei Al₂O₃ gesondert ebenfalls in Form von Brennhilfsmitteln aus der Porzellanindustrie oder anderen Ursprungs beigegeben wird. Das Vorliegen des SiC, SiO₂ und Al₂O₃ in keramischer Form hat den Vorteil, daß einerseits eine energiemäßige Belastung des Schmelzvorgangs vermieden und andererseits ein Niedergehen des SiC im Ofen ohne vorzeitige Reaktionen gewährleistet wird.The silicon dioxide is added to the silicon support according to the invention from silicon burning plates and capsules, with Al ₂ O ₃ also being added separately in the form of kiln furniture from the porcelain industry or of other origin. The presence of the SiC, SiO ₂ and Al ₂ O ₃ in ceramic form has the advantage that, on the one hand, an energy load on the melting process is avoided and, on the other hand, the SiC is guaranteed to sink in the furnace without premature reactions.

Nachfolgend werden drei besondere Ausführungsformen des Siliciumträgers gemäß Erfindung aufgeführt, welche die nachfolgenden Analysen haben:Three particular embodiments of the silicon carrier according to the invention are listed below, which have the following analyzes:

Typ 1Type 1 Typ 2Type 2 Typ 3Type 3 12 bis 15% CaO12 to 15% CaO 12 bis 13% CaO12 to 13% CaO 12 bis 15% CaO12 to 15% CaO 20 bis 30% Al₂O₃ 20 to 30% Al ₂ O ₃ 15 bis 25% Al₂O₃ 15 to 25% Al ₂ O ₃ 10 bis 15% Al₂O₃ 10 to 15% Al ₂ O ₃ 15 bis 25% SiO₂ 15 to 25% SiO ₂ 15 bis 25% SiO₂ 15 to 25% SiO ₂ 20 bis 25% SiO₂ 20 to 25% SiO ₂ Rest SiCRemainder SiC Rest SiCRemainder SiC Rest SiCRemainder SiC insbesondere für basischeespecially for basic insbesondere für saureespecially for acidic insbesondere für saureespecially for acidic KupolöfenCupolas KupolöfenCupolas KupolöfenCupolas

Wenn sich auch die Al₂O₃- und SiO₂-Gehaite in etwa entsprechend den Analysen der Typen 1, 2, 3 gegeneinander verschieben, ergeben sich in dem genannten Rahmen keine spürbaren Unterschiede im Si-Ausbringen. Beim Preßling Typ 3 liegen für viele Zwecke die Beimengungen im unteren Bereich, um den entsprechenden Silicierungswirkungsgrad zu erreichen. If the Al ₂ O ₃ and SiO ₂ contents also shift relative to one another roughly in accordance with the analyzes of types 1, 2, 3, there are no noticeable differences in the Si yield within the framework mentioned. In the type 3 compact, the admixtures are in the lower range for many purposes in order to achieve the corresponding siliconization efficiency.

Die Raumform der in den Kupolofen eingebrachten Siliciumträger gemäß Erfindung ist grundsätzlich unwesentlich, wenn sich auch die Ausbildung als Preßling mit gleichbleibendem Nutzinhalt als besonders vorteilhaft erwiesen hat.The three-dimensional shape of the silicon carriers introduced into the cupola according to the invention is fundamental insignificant, even if the training as a compact with constant usable content turns out to be special has proven beneficial.

Der Si-Träger gemäß Erfindung kann sowohl für saure als auch für basische Kupolöfen verwendet werden. Falls der Träger für basische Kupolöfen eingesetzt werden soll, liegen die Gehalte an Al₂O₃ im oberen Grenzbereich, beispielsweise bei 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse.The Si support according to the invention can be used for both acidic and basic cupola furnaces. If the carrier is to be used for basic cupolas, the Al ₂ O ₃ contents are in the upper limit range, for example 20 to 30 percent by weight, based on the total mass.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Siliciumkarbidhaltige Formlinge als Siliciumträger auf derGrundlagc von mit basischen Stoffen gebundenen, zerkleinerten Siliciumkarbid-Stücken für Kupolöfen, gekennzeichnet durch folgende Gehalte:Silicon carbide-containing moldings as silicon carriers on the basis of with basic substances bonded, crushed silicon carbide pieces for cupola furnaces, characterized by the following contents: 15 bis 25¹VoSiO,,
7 bis 30°/o AUÖ.J,
12 bis 15°/« CaO als an sich bekanntes15 to 25 ¹ VoSiO ,,
7 to 30 ° / o AUÖ.J,
12 to 15% CaO as known per se Bindemittel,
Rest SiC,Binder,
Remainder SiC, wobei, außer dem SiC, auch die Komponenten SiO., und AL₁Oy in Form zerkleinerer keramischer Scherben vorliegen.where, in addition to the SiC, the components SiO., and AL ₁ Oy are also present in the form of comminuted ceramic shards.