DE1961817C3 - Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen öfen, insbesondere Roheisenmischern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen öfen, insbesondere RoheisenmischernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von
metallurgischen öfen, insbesondere Roheisenmischern,
durch Herstellen eines Gemisches aus grobkörniger, eisenarmer Sintermagnesia mit über 92% MgO,
weniger als 1% Fe2Öj und einem CaO-SiO2-Verhältnis
von maximal 2 und feinkörniger Sintermagnesia in anteilmäßig kleinerer Menge, Formen von Steinen und
Brennen.
Die in metallurgische Öfen eingesetzten basischen Magnesiasteine mit erhöhten FejOj-Gehalten von
5 — 8% unterliegen durch chemischen, thermischen und mechanischen Angriff einem starken Verschleiß, der
sich in der Auflösung der Steinkomponenten sowie in Volumenänderungen, Rißbildungen und Abplatzungen
äußert. Um diesen nachteiligen Erscheinungen zu begegnen, ist man vielfach zu hochreinen, eisenarmen
Magnesiasteinen mit einem relativ hohen Kalk-Kieselsäure-Verhältnis von etwL 1,8 und höher übergegangen.
Derartige hochwertige basische Erzeugnisse haben auf Grund ihrer hohen Heißfestigkeitseigenschaften vorwiegend
gegenüber thermischen und mechanischen Beanspruchungen zu Erfolgen geführt.
Die basischen Magnesiasteine sind ferner im Betrieb der Zerstörung durch chemischen Angriff unterworfen.
Insbesondere in Roheisenmischern treten im Zuge der Sodaentschwefelung sulfidhaltige Schlacken und Dämpfe
auf, die tief in den porösen Magnesiastein eindringen und ?.u einer Entfestigung und Zermürbung des
Steingefüges führen können. Die in bestimmten Steinzonen auftretende Zermürbung und bis zum Zerfall
gehende Zerstörung ist dabei wahrscheinlich auf die Neubildung von schwefelhaltigen Verbindungen im
Steinmaterial, vornehmlich auf die Bildung von Magnesiumsulfid zurückzuführen. Durch den Einsatz der
bekannten eisenarmen hochwertigen Magnesiasteine mit relativ hohem Kalk-Kieselsäure-Verhältnis lassen
sich die zerstörenden chemischen Angriffe der sulfidhaltigen Schlacken und Dämpfe nicht eindämmen, vielmehr
wurde beim Einsatz dieser Steine ein sogar noch verstärkter Angriff beobachtet.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von abschreckfesten Magnesiasteinen bekanntgeworden,
wobei Gemische aus grobkörniger Sintermagnesia mit höchsten 2% Eisenoxid und aus feinkörniger Sintermagnesia
mit mindestens 4% Eisenoxid verwendet werden, siehe deutsche Patentschrift 6 57 156. Hierbei weist
sowohl die eisenarme als auch die eisenreiche Sintermagnesia ein Kalk-Kieselsäure-Verhältnis auf,
das unter 2 liegt. Derartige Steine besitzen jedoch keine ausreichende Resistenz gegenüber dem chemischen
Angriff durch sulfidhaltige Schlacken und Dämpfe, was vermutlich auf eine mangelnde und ungleichmäßige
Abschirmung der Magnesiakörner durch Magnesia-Eisen-Verbindungen zurückzuführen ist Außerdem
bewirkt die Verwendung von eisenreicher Sintermagnesia als eisenreicher Zusatz ΐ·η Feinkornbereich zwar
eine feste Einbettung der graben eisenarmen Sintermagnesia, jedoch entstehen beim Brand leicht Rißbildungen
und Verwerfungen im Gefüge der Steine. Diese Rißbildungen und Verwerfungen, die auf das raschere
und auch ungleichmäßigere Sintern der feinen eisenoxidreichen Magnesia zurückzuführen sind, bedeuten
aber wiederum eine Beeinträchtigung solcher Steineigenschaften, die für den Einsatz, insbesondere in
Roheisenmischern, wichtig sind.
Es ist weiterhin bekannt, bei gebrannten MgO-Steinen
u. a. Fe2Oj, teils jedoch in geringen Mengen unier
1%, zuzusetzen, wobei das CaO-SiO, Verhältnis über 2 liegt, so daß sich u. a. bei hohen Temperaturen flüssiges
Dicalciumferrit bildet, siehe z.B. DT-AS 12 77 098.
Ferner ist es bei der Herstellung von ungebrannten, chemisch gebundenen MgO-Steinen bekannt. Eisenpulver
zuzusetzen, siehe DT-PS 8 97 068 und schweizerische Patentschrift 3 32 589. Bei der Anwendung dieser
MgO-Steine wandelt sich dieses Eisenpulver über Eisenoxid in Magnesiumferrit um. Diese chemisch
gebundenen Steine weisen jedoch noch eine relativ ungleichmäßige Schwindung auf und sind daher für den
Kontakt mit flüssigem Metall und Schlacke beispielsweise in Roheisenmischern nicht geeignet. Die vorbekannten
Vorschläge legen es jedoch nicht nahe, Eisenoxid in einer Menge von 1 bis 3% in Kombination
mit eisenarmer, feiner Sintermagnesia und eisenarmer, grober Sintermagnesia zu verwenden. Mit nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Steinen ergeben sich bei deren Anwendung in Mischerzustellungen
Standzeiten, die um 30% höher als bei Anwendung vorbekannter Magnesiasteine liegen.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiasteinen, die insbesondere für
die Auskleidung von Roheisenmischern verwendet werden, eine hohe Heißfestigkeit aufweisen und
widerstandsfähiger gegenüber den Angriffen von schwefelhaltigen Schlacken oder Gasen sind.
Zur Lösung dient das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als feinkörnige
Sintermagnesia eine eisenarme Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung wie die grobkörnige Sintermagnesia
verwendet und 1 bis 3% feinstes Eisenoxidpulver zu dem Gemisch zusetzt.
Der Zusatz von Eisenoxidpulver zu der eisenarmen Sintermagnesia bewirkt beim Brand eine erhöhte
Selbstdiffusion des MgO an den Korngrenzen der Magnesiasinterkörner und in der Folge damit eine
stärkere Brückenbildung zwischen den miteinander versinternden Magnesiasinterkörnern. Von wesentlicher
Bedeutung ist jedoch, daß durch die Gegenwart des Eisenoxides beim Brand sich auf den Sintermagnesiakörnern
ein eisenoxidreicher Schutzsaum bildet, der eine hohe und gleichmäßige Konzentration von
''5 Magnesiaferrit aufweist. Dieser gemäß der Erfindung
durch Zusatz von feinem Eiseno.;id erzielte hoch magnesiumferrithaltige Schutzsaum bewirkt einen Abschirmeffekt
gegenüber den im Betrieb auftretenden
schwefelhaltigen aggressiven Stoffen, ohne daß die auf die Verwendung von eisenarmer Sintermagnesia zurückzuführenden
hochwertigen Eigenschaften der gebrannten Magnesiasteine in ihrer Wirkung ins Gewicht
fallend gemindert werden. Um die Bildung von niedrigschmelzenden Kalkferriten beim Steinbrand zu
vermeiden, muß das CaO-SiO?-Verhältnis im Stein nicht
über 2.0 liegen.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugesetzte Eisenoxid kann in Form von Eisenoxid und auch
Eisenhydroxid eingebracht werden, wobei der Zusatz sich auf 1 bis 3%, berechnet als Fe2Oj, bemißt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Gemisch aus eisenarmer Sintermagnesia in den
Körnungen I bis 4 mm mit 50 bis 60%, 0 bis 1 mm mit 20 bis 25% und unter 0,09 mit 20 bis 25% sowie 2%
Eisenoxidpulver unter 0,06 mm verwendet.
Die nach dem erfindungsgemäflen Verfahren hergestellten
Steine können auch mit kohlenstoffhaltigen; Material imprägniert werden. Derartige mit Kohlenstoff
angereicherte Steine lassen sich vorteilhaft insbesondere in Konvertern einsetzen, wo sie zu einem
gleichmäßigeren Verschleiß bei verminderter Rißbildung unter der Steinoberfläche und insgesamt zu
gesteigerter Haltbarkeit führen.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung feuerfester, gebrannter Steine für die Auskleidung von metallurgischen Öfen, insbesondere Roheisenmischern, durch Herstellen eines Gemisches aus grobkörniger, eisenarmer Sintermagnesia mit über 92% MgO, weniger als 1% Fe2Oj und einem CaO-Si(VVerhältnis von maximal 2 und feinkörniger Sintermagnesia in anteilmäßig kleinerer Menge. Formen von Steinen und Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß man als feinkörnige Sintermagnesia eine eisenarme Sintermagnesia der gleichen Zusammensetzung wie die grobkörnige Sinterniagnesia verwendet und 1 bis 3% feinstes Eisenoxidpulver zu dem Gemisch zusetzt.
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