CH149349A - Hochfeuerfester Körper und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Description

  Hochfeuerfester Körper und Verfahren zu dessen Herstellung.    Von den hochfeuerfesten Stoffen verlangt  man besonders drei Eigenschaften:  1. einen hohen Schmelzpunkt,  2. einen hohen     Erweiehungspunkt,     3. eine gute Widerstandsfähigkeit  gegen chemische Angriffe, insbesondere bei  hohen     Temperaturen.    Diese Bedingungen  werden von den üblichen feuerfesten Steinen  nur sehr ungenügend erfüllt.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein hoch  feuerfester geformter     Körper,,    welcher die  vorerwähnten Eigenschaften aufweist. Dieser  ist dadurch gekennzeichnet, dass er durch Zu  sammenschmelzen von Oxyden des Alumi  niums, Siliziums, Magnesiums und Chroms  erhalten worden ist und eine solche Zu  sammensetzung besitzt, dass ein Teil     A1203    zu       SiO.,    und einem Teil     Mg0,    ferner     Cr303    zu  dem restlichen Teil     A1203    und zu einem an  dern . Teil     MgO    in monomolekularem Ver  hältnis stehen und überschüssiges     MgO    vor-    banden ist. Geringe     Abweichungen    sind  möglich.  



  Die neuen     hochfeuerfesten        Körper    sollen  also die vier Grundstoffe     Aluminiumoxyd,          Magnesiumoxyd,        Siliziumoxyd    und Chrom  oxyd aufweisen, und zwar in einem solchen  Verhältnis, dass die einzelnen Oxyde gegen  seitig     abgesättigt    erscheinen, darüber     hinai.is     aber überschüssiges     Magnesiumoxyd    vorhan  den ist.  



  Zweckmässig ist dafür Sorge zu tragen,  dass Chromoxyd und     Magnesiumoxyd        zic-          sammengerechnet    die Hauptmenge bilden, da,  heisst 50 % und mehr der Masse ausmachen.  Die Menge des überschüssigen     Magnesium-          oxydes    ist entsprechend dem Verwendungs  zweck einzustellen, wobei als Grundsatz gilt,  dass der     Magnesiumoxydüberschuss    die Masse  besonders widerstandsfähig gegen basische  Schlackenangriffe macht.  



  Sehr vorteilhaft verhalten sich die Kör  per, welche     etwa   <B>50%</B> und mehr glasige Be-           standteile    enthalten, deren besonders hohe  Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchun  gen aller Art hiermit hervorgehoben sei. Man  erreicht dies dadurch,     da.ss    man die durch  Schmelzung erhaltene Masse einer     Temperung     unterwirft oder die Schmelze entsprechend  kühlt.  



  Es ist zweckmässig, dafür Sorge zu tragen,  dass der hochfeuerfeste Körper einen mög  lichst geringen Kalk- und auch einen nicht  allzu hohen Kieselsäuregehalt aufweist,  wenngleich geringe Mengen dieser Stoffe, ins  besondere Kieselsäure, die guten Eigenschaf  ten der neuen Masse nicht wesentlich beein  trächtigen.  



  Das Verfahren zur Herstellung der neu  artigen hochfeuerfesten Körper wird in ein  fachster Weise so durchgeführt,     da.ss    eine  entsprechend abgestimmte Mischung von die  genannten feuerfesten Oxyde enthaltenden  Stoffen verschmolzen und die Schmelze zu  Formkörpern vergossen     wird.    Zweckmässig  ster Ausgangsstoff sind Chromerze, welche  neben Chromoxyd auch Tonerde, Kieselsäure  und Magnesia enthalten.

   Durch Zuschlag ge  eigneter Mengen von Bauxit,     Magnesit    und  dergleichen kann man gegebenenfalls eine  Vermischung derart vornehmen, dass in der  Masse Tonerde durch Kieselsäure und Mag  nesia, auf der andern Seite Chromoxyd durch  Magnesia     und    Tonerde     abgesättigt    erscheinen  und überschüssiges     MgO    vorhanden ist.  



  Wird ein     chromoxydreiches    Endprodukt  erstrebt, so kann mit Vorteil Chromerz oder  ein ähnlicher Stoff, welcher auch die andern  Oxyde enthält, in einem geeigneten Ofen ein  geschmolzen werden, wobei gegebenenfalls,  ohne dass andere Stoffe hinzugesetzt werden,  unmittelbar eine     chromoxydreiche    Verbin  dungen enthaltende, hochfeuerfeste Masse er  halten werden kann. Das Verfahren zur Her  stellung der neuartigen hochfeuerfesten Kör  per kann auch mit der Herstellung von     Ferro-          chrom    verbunden werden.

   Man führt in-einem  solchen Falle die Reduktion des Chromerzes  mit einem Unterschuss an Kohlenstoff aus,  erzeugt dadurch     kohlenstoffarmes    Ferro-         chrom    und hält gleichzeitig den Chromgehalt  der Schlacke hoch. Geeignete Oxyde     (Mg0,          A1_03)    kann man, falls gewünscht, in ge  eigneten Prozentsätzen von vornherein oder  im Laufe des Reduktionsprozesses zugeben.  Versuche in dieser Richtung haben gezeigt,  dass es möglich ist, neben     kohlenstoffarmem          Ferrochrom    eine Schlacke zu erzielen, deren  Schmelzpunkt um 2000   oder höher liegt.

    Man kann nun derart vorgehen, dass man von  vornherein     weniger    Kohlenstoff zur Be  schickung zugibt, als theoretisch zur mög  lichst weitgehenden Reduktion des Chrom  erzes erforderlich ist, oder aber, dass man das  Chromerz zunächst in normaler Weise mit  einem Überschuss an Kohle reduziert, in einer  zweiten Phase des Prozesses aber erneut so  viel Chromerz zugibt, dass der Kohlenstoff  gehalt hierdurch auf den gewünschten Gehalt  vermindert und die Schlacke an Chromoxyd  angereichert wird.  



  Die Durchführung des Schmelzprozesses  zur Erzeugung der neuartigen hochfeuer  festen Körper kann in beliebiger Weise und  in beliebigen Ofen erfolgen, sofern diese nur       gestatten,    bei den in Frage kommenden Tem  peraturen (bis zu 2000 ) zu arbeiten. Natur  gemäss wird man hierzu gegebenenfalls elek  trische Ofen benutzen.  



  Man arbeitet beispielsweise derart, dass  man einen     14Zöller    gewählter Zusammen  setzung in einen Elektroofen einsetzt, diesen  unter Zugabe von     Reduktionsmitteln    bis zum       Schmelzfluss    erhitzt, wobei noch hauptsäch  lich Eisen und teilweise Silizium als Me  talle ausgeschieden werden. Sonstige Verun  reinigungen der Schmelze werden durch Ver  dampfung mehr oder weniger entfernt. Die  Temperatursteigerung im Schmelzofen wird  möglichst hoch getrieben, um so das an  gestrebte Mass von Verbindungen höchster  Feuerfestigkeit zu erreichen.  



  Die aus dem Schmelzofen in Formen ver  gossene     Schmelze    wird man anschliessend  einer besonderen Wärmebehandlung unter  werfen. Dieses Tempern     bezw.    Kühlen der  Schmelze     bezw.    Körper hat weniger die Auf  gabe, Spannungen im Erzeugnis zu verhüten,      als vielmehr die Bildung wertvoller Verbin  dungen herbeizuführen. Das Schmelzen, aber  ebenso das Kühlen     bezw.    Tempern der Mas  sen sind zwei wichtige Massnahmen des Ver  fahrens. Das Schmelzen geschieht zu dem  Zweck, dass auf dem Wege des     Seigerns    die  besonders widerstandsfähigen Verbindungen  entstehen können.

   Das Tempern     bezw.    be  sondere     Abkühlenlassen    der Masse schafft  die Möglichkeit, dass sich in genügendem       bezw.    jeweils gewünschtem Ausmass die wert  vollen Verbindungen bilden können. Die  Stoffe selbst werden in den für die     Reaktion          günstigen    physikalischen Zustand überge  führt, und durch Erhaltung der in allen  Fällen notwendigen hohen     Temperatur    wird  den Stoffen auch die Zeit zum Eingehen der  wertvollen     Verbindungen    gegeben.  



  Eine erfindungsgemäss hergestellte     Masse     zeigt beispielsweise folgende Zusammen  setzung:  Neben geringen Mengen     Fe203    und     TiO2,     deren Gehalt in Molen, bezogen auf 2     Mol.          S102,    0,006 nicht überstieg, enthielt die durch  Schmelzen von     Chromeisenstein,    Bauxit und       Magnesit    in reduzierendem Feuer erhaltene  Masse nach der Abkühlung,         Ca0,        SiO2,        Cr203,    A1203,     Mg0       in dem molekularen Verhältnis    1     CaO    : 2     Si0-    :

   2,5     CrzO3    : 4     A1203    : 10     Mg0.       47 % der Masse waren     chromoxydarme    Kri  stalle, 53 % glasartige Bestandteile.  



  Die auf die beschriebene Weise hergestell  ten hochfeuerfesten Erzeugnisse besitzen  einen sehr hohen Schmelzpunkt, der bei       92000'C    und darüber liegt. Ihre Feuer- und  Standfestigkeit ist     ausserordentlich        günstig.     Die Verbindungen, die bei den hohen Tempe  raturen     bezw.    durch den zur Anwendung  kommenden     Schmelzprozess    erzeugt werden,  weisen wider Erwarten in chemischer Be  ziehung eine Widerstandsfähigkeit auf, wie  sie bisher bei keinem andern Material fest  gestellt werden konnte. Diese besondere che  mische Widerstandsfähigkeit ist auch bei  hohen Temperaturen vorhanden.

   Deshalb sind    die neuartigen Erzeugnisse hervorragend für  den Bau heissgehender     (Ofen,    in denen die  Schlackenfrage, wie überhaupt Widerstands  fähigkeit gegen chemische Angriffe eine  Rolle spielt, ganz hervorragend geeignet. So  können sie mit den besten Erfolgen zum Bei  spiel für     Siemens-Martin-Ofen,    Elektroöfen  und dergleichen benutzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Hochfeuerfester, geformter Körper, da durch gekennzeichnet, dass er durch Zu sammenschmelzen von Oxyden des Alu miniums, Siliziums, 31Iagnesiums und Chroms erhalten worden ist und eine sol che Zusammensetzung besitzt, dass ein Teil A1203 zu S102 und einem Teil 11i-0 und ferner Cr203 zum restlichen A120.; und zu einem andern Teil -i#ig0 im mono molekularen Verhältnis stehen und über schüssiges 131g0 vorhanden ist.

   II. Verfahren zur Herstellung eines hoch feuerfesten Körpers gemäss Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man feuerfeste Oxyde enthaltende Stoffe derart zusammenschmilzt, dass in der Schmelze ein Teil A1203 zu Si02 und einem Teil MgO und ferner Cr203 zum restlichen A1203 und einem andern Teil Mg0 im monomolekularen Verhältnis stehen und überschüssiges 31g0 vorhan den ist, worauf die Schmelze zu Kör pern vergossen wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Hochfeuerfester Körper gemäss Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Chromoxyd und Magnesiumoxyd zu sammengerechnet den Hauptbestandteil der -Masse ausmachen. 2. Hochfeuerfester Körper gemäss Patent anspruch I und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass er mindestens <B>50%</B> glasige Bestandteile enthält. 3. Hochfeuerfester Körper gemäss Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass er einen geringen Kalkgehalt, daneben geringen Kieselsäuregehalt aufweist. 4. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass als Ausgangs stoff Chrom enthaltende Erze, welche da neben noch Tonerde, Kieselsäure und Magnesia enthalten, benutzt werden. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass der Schmelzprozess bei Anwen dung eines Unterschusses an Kohlenstoff reduzierend geführt wird, so dass kohlen stoffarmes Ferrochrom und eine hoch- chromhaltige Schlacke gebildet werden. 6.

   Verfahren gemäss Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass Chromerz zunächst mit einem Überschuss an Kohle reduziert wird, in einer zweiten Phase des Prozesses aber erneut so viel Chromerz zugegeben wird, dass kohlenstoffarmes Ferrochrom und eine chromox\ dreicbe Schlacke gebildet werden. 7. Verfahren gemäss Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Schmelze zum Schluss auf möglichst hohe Tempe raturen erhitzt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Schmelz prozess zwecks Eisenentfernung reduzie rend geführt wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass die erhaltene Schmelze einer Temperung unterworfen wird. -