DE2013444A1 - Magnesite chromite bricks with high tempresistance - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln grosser Wärmebeständigkeit aus gebrantnem Chromit und geeigneten Sorten ton Sintermagnesit Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln grosser Wärmebeständigkeit und hat als Aufgabe die Herstellung von solchen Ziegeln, welche man im ungebrannten oder gebrannten Zustand verwenden kann, wobei man im zweiten erwähnten Fall das trennen bei klassischen Temperaturen von 1550°C oder Temperaturen über 1700°C ausführen kann. EkLe weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von Magnesitchromitziegeln, welche hohe physikalisch-chemische Parameter besitzen (Wärmebeständigkeit unter Druck, und gute mechanische Eigenschaften im kalten Zustand, Widerstandsfähigkeit gegen Schlacke) und besonders geeignet für Wöllbungen und Wände von SM-und Elektroöfen, Flammenöfen für Kupfer und andere metallurgische Ofen, bzw.
• Wärme aggregate sind.
• Die Erfindung beruht auf einem spezifischen Verfahren zur Vorbereitung der Chromerz- und der Körnerartigen Sintermagnesitkomponente, welche die Grundzusammens etzung der erwähnten Magnesitchromitziegel bildet'. Sie unteracheidet sich bedeuten von Verfahren zur Herstellung von ahnlichen Stoffen, welche für denselben Zweck verwendet werden, wobei man für die Gewinnung von ähnlichen Stoffen van besseren Sorten von Chromit ausgehen muss, so dass während des Brennvorgangs mit Magnesit in Rotations- und ähnlichen Ofen die direkte Umsetzung von Cr2O3 und MgO stattfinden kann, und ausserdem müssen die Ausgangsrohstoffe Chromit und Magnesit fein gemahlt werden, eventuell auch bricketiert und erst dann gebrannt, wobei sich die gesamte Menge des geschmolzenen Produktes in Form von verschiedenen Silikatverbindungen verbindet, welche dann im endgültig erzeugten Produkt zurückbleiben und als solche für die Weiterzeugung von Magnesitchromitziegeln dienen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln gross er Wärmebeständigkeit aus Sintermagnesit und Chromit, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Chromit mit einem SiO2-Gehalt iiber 5 % und einer Korngrösse von grasser als 20 mm, und kleiner als 250 mm, vorzugsweise grösser als 50 mm und kleiner als 200 mm, zusammen mit Magnesit in Rotations- oder ähnlichen Ofen bei Temperaturen über 16000 C brennt, und dann vom Sintermagnesit auf geeignete Weise trennt, bis zu einer Granulatzusammensetzung von 0 bis 4 mm mahlt, und als eine der Xomponenten in die Masse zur Magnesitchromitziegeln zugibt, in einem Prozentsatz unterhalb 40 %, vorzugsweise 10 bis 30 %, 80 dass die granulometrische Zusammensetzung vom gemshlenen gebrannten Chromit weniger als 30 % der Komponente von 0 bis 1 mm und mehr als 70 % der Komponente von 1 bis 4 mm beträgt.
• Das Rohchromerz, welches zur Erzeugung von gebranntem Chromit diente, hatte die folgende Zusammensetzung: Glüh- SiO2 Al2O3 FeO CaO MgO Cr2O3 verlust 1,75 7,24 11,26 12,79 0,67 19,24 47,00 2,12 8,00 12,10 13,11 0,67 16,00 47,52 2,53 7,70 11,73 13,94 0,62 16,11 47,76 1,76 7X80 11,00 13,29 0,22 17,01 46,96 Das Chromerz in Form von grossen Stücken der angeführten chemischen Zusammensetzung und einer Korngrösse von 50 bis 200 mm wird in einem Rotationsofen oder ähnlichem Ofen gebrannt, zusammen mit Magnesiterz von nicht hoher Qualität, welches als Aufnahmemedium für die Schmelze, verteilt im Rohchromit in Form von Serpentin, Olivin und anderen Minerailen, dient.-Beim Brennen von Ohromit mit Sintermagnesit ist es notwendig, dass die Chromitstücke grosser sind, aber dass sie nicht 250 mm überschreiten. Die Grösse der Chromitstücke beeinflusst den Prozentsatz vom geschmolzenen Erzgang, der entfernt wird. Der Magnesitrohrstoff wird im Laufe der Decarboxilierung kleinkörnig, was eine bessere Aufnahme vom geschrolzenen Gang aus dem Chromit ermöglicht.
• Die Trennung von Chromit vom Medium erfolgt wegen des grossen Unterschieds der spezifischen Gewichte der zwei Materien leicht. Der auf diese Weise gebrannte Chromit hat die folgende chemische Zusammensetzung: %Glüh- SiO2 Al2O3 FeO CaO MgO Cr2O3 verlust - 0,85 12,94 12,75 0,04 11,62 60,00 - 1,62 10,80 13,42 0,05 15,80 58,21 - 1,02 11,30 14,37 0,12 16,19 57,00 Der Gehalt von unerwünschten SiO2 und Ca0 iBt 7 bis 8, bzw.
• 16 bis 17 mal vermindert, während der Prozentgehalt von erwünschten hoch feuerbeständigen Oxiden erhöht wurde.
• Parallel durchgeführte mineralogische Untersuchungen von rohem und gebranntem Magnesit bestätigen die vorherigen Anführungen.
• Der gebrannte Chromit ergibt bei Zerkleinerung eine sehr günstige Kornverteilung mit einem kleinen Gehalt von Fraktionen unterhalb 0,5 mm. Dies ist ein grosser Vorteil in Bezug auf das Mahlgut von Rohmagnesit, der beim Mahlen einen grossen Gehalt an Feinfraktionen ergibt, welche praktisch überhaupt nicht oder nur von kleinem Nutzen sind.
• Stücke von gebranntem Chromit sind porös, aber zäh und liefern beim Mahlen scharfkantige Körner, wodurch die Magnesitchromitziegel eine geringe Porosität haben. Die gtinstigsten Resultate wurden durch Verwendung von Chromit mit der folgenden Kornverteilung gewonnen: 30 % Komponente von 0 bis 1 mm und 70 % Komponente von 1 bis 4 mm. Das Sintermagnesit, das man als Aufnahmemedium für den leicht schmelzbaren Gang aus Chromit verwendet, dient auch zur Herstellung anderer grossformatischer oder körnerartiger feuerbeständiger Erzeugnisse, beispielsweise von Fosteritziegeln und Magnesitziegeln für Thermoöfen bzw. für verschiedene Massen ffir metallurgische Öfen.
• Eine weitere spezifische Eigenschaft dieser Erfindung liegt in der Vorbereitung und Verwendung von nichtgemahlenen, gesiebten Körnern von Sintermagnesit geeigneter Zusammensetzung in Form einer grobkörnigen Komponente. Hierbei wurde eine günstige Korngrössenverteilung von Sintermagnesit gefunden, die man nach Austreten aus dem Kühler des Rotationsofens in Komponenten von 0 bis 4 (5) mm und 4 (5) bis 15 (25) mm klassieren kann, wobei das Verhältnis 70 bis 80 % 20 bis 30 % ist. Die Komponente von 0 bis 4 (0 bis 5) wird dann durch einfaches Sieben von Fraktionen von 0 bis 0,5 mm befreit, welche ebenfalls für bestimmte Anwendungen dienen (in der Elektroindustrie und Giesserei), während man die Fraktion von 0,5 bis 4 (5) mm als grobkörnige Komponente bei der Herstellung von Magnesitchromitziegeln verwendet. Die Komponente von 4(5) bis 15(25) mm wird dann zur Herstellung von feinkörniger Komponente von 0 bis 0,1 mm (Mehl) terwendet, welche man neben gebranntem Chromit von 0 bis 4 mm (15 O/o), grobkörniger gesiebter Komponente von 0,5 bis 4 (5) mm (60 %) in einer enge von 25 % in die Masse einmischt, und dann nach Zugabe von chemischen Bindemittel und Nischen in geformte Körper presst.
• Es ist zu erwähnen, dass man durch Verwendung von gIobkörniger, nicht gemahlener Sintermagnesitkomponente in Magnesitchromitziegeln die kostspielige Mahloperation umgeht, und zwar für 60 % Material von der Gesamtmenge.
• Die Nützlichkeit des geschilderten Vorganges der Komponentenbereitung ist durch die hohe Qualität der Magnesitchromitziegeln bewiesen, deren Erzeugung auch Gegenstand dieser Erfindung ist. Es wurden zwei Sorten von Ziegein hergestellt, mit dem gleichen Prozentsatz von einzelnen Komponenten, aber ausgehend von zwei verschiedenen Sorten von Sintermagnesit.
• B e i s p i e l 1 Im vorhergehenden Text ist schon der prozentuelle Einsatz von einzelnen Komponenten angeführt, um die Bedeutung ton "Masse" zu erklären. In der ersten Variante wurde Sintermagnesit "L" von folgender Zusammensetzung verwendet: Glüh- SiO2 A120 Pe2o F verlust 2 2@ 2@ 0,12 1,42 0,14 0,39 1,96 95,97 0,23 1,20 0,09 0,47 2,29 95,72 0,14 1,56 0,13 0,47 1,90 95,80 0,18 1,24 0,06 0,44 1,68 96,40 Das Sintermagnesit der angegebenen chemischen Zusammensetzung wurde in Form von grobkörniger nichtgemahlener Komponente (0,5 bis 4 mm) und feingemahlener Komponente von 0, bis 0,1 mm verwendet. Der prozentuelle Anteil von dan einzelnen Komponenten betrug: A. Gebrannter Chromit 0 bis 4 mm 15 % B. Sintermagnesit Ii" 0,5 bis 4 mm 60 % C. Sintermagnesit "L" 0,01 mm 25 % Die Komponenten wurden in einem Mischer vermischt, chemisches Bindemittel wurde beigefügt und die so gewonnene Masse wurde bei einem Druck von 1000 bis 1300 kp/cm gepresst. Die besten Resultate wurden bei Pressdrucken von 1100 bis 1200 kp/cm2 erzielt T a b e l l e I Eigenschaften von Magnesitchromitziegeln mit Zugabe von 15 % gebranntem Chromit, aus Sintermagnesit "L" RL-1 RL-2 RL-3 (chemisches) (gebrannt (gebrannt bei) Bindemittel bei) 1760 C 15500 C Raumgewicht g/cm³ 3,03 2,90 2,98 Spezifisches Gewicht 3,69 3,67 3,72 g/cm³ Offener Porengehalt % 14,32 19,61 17,66 Gesamter Porengehalt % 17,89 20,98 19,89 Druckfestigkeit 420 405 3654; 335 20° C kp/cm² Mechanische Festigkeit bei Druckbelastung (2 kp/cm²) bei erhöhter Temperatur Ta °C ) 1800 > 1800 > 1800 Tb °C > 1800 > 1800 > 1800 Thermostabilität (schnelles Kühlen mit - >50 >50 Luft von 950° C) Nachträgliches Schrumpfen bei 1700° C 0,30 0,28 -Chemische Zusammensetzung: SiO2 1,46 Al2O3 3,10 Fe2O3 3,35 CaO 1,47 MgO 78,16 Cr2O3 11,11 Glühverlust 1,35 B e i s p i e l 2 Als Ausgangsmaterial wurde Sintermagnesit "B" folgender Zusammensetzung verwendet: Glüh- SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO verlust 0,07 1,98 0,07 0,72 1,33 95,83 0,19 1,74 0,08 0,71 1,37 95,91 0,17 1,82 0,12 O,Te2 1,45 95,72 0,08 1,36 0,09 0,64 0,86 96,97 Das Sintermagnesit der angegebenen chemischen Zusammensetzung wurde in Form von grobgemahlener 0,5 bis 4 mm und feingemahlener Komponente 0 bis 0,1 mm verwendet.
• Prozentueller Anteil der Komponenten: A. Gebrannter Chromit O bis 4 mm 15 % B. Sintermagnesit "B" 0,5 bis 4 mm 60 % C. Sintermagnesit "B" O bis 0,1 mm 25 % Die Ziegelsteine wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 erzeugt.
• T a b e l l e II RB-1 RB-2 (chemisches) (gebrannt bei) Bindemittel 1760° C Raumgewicht g/cm³ 3,10 3,00 Spezifisches Gewicht g/cm3 3,75 3,73 Offener Porengehalt % 12,45 16,34 Gesamter Porengehalt % 17,33 19,57 Druckfestigkeit bei 20° C 535 315 : 400 kp/cm² Mechanische Festigkeit bei Durckbelastung (2 kp/cm²) bei erhöhter Temperatur Ta °C 1750 >1800 Tb °C >1800 >1800 Thermische Stabilität (schnelles Kühlen mit Luft - >50 : >50 von 950° C) Nachträgliches Schrumpfen bei 17000 C 0,25 Chemische Zusammensetzung: SiO2 1,73 Al2O3 2,30 Fe2O3 3,55 Ca0 0,58 MgO 80,56 Cr2O3 11,06 Glühverlust 0,22 Als weiteren Vorteil der Erfindung muss man die Anwendungsmöglichkeit auch von schlechteren Sorten von Sittermagnesit zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln von itc)her Qualität anführen, wobei es zu einer Erhöhung des Prozentgehaltes von gebranntem Chroniit kommt, welcher einen sehr kleinen Prozentgehalt von SiO2 und CaO enthält, was bis Jetzt nicht möglich zu erzielen war, da man mit keiner Chromitanreicherungsmethode (ausgehend von oben angeführter Zusammensetzung von Rochchromit und der Bedingung, dass man in so ein Erzeugnis grobkörmige Chromitkomponente von 0 bis 4 mm eintragen muss) die angeführte hohe Rinheit erzielen konnte.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln grosser Wärmebeständigkeit aus Sintermagnesit und Chromit, dadurch gekennzeichnet, dass man Chromit mit einem SiO2-Gehalt über 5 5' und einer Korngrösse von grösser als 20 mm, und kleiner als 250 mm, vorzugsweise grösser als 50 mm und kleiner als 200 mm, zusammen mit Nagnesit in Rotations- oder ähnlichen Ofen bei Temperaturen über 16000 C brennt, und dann vom Sintermagnesit auf geèignete Weise trennt, bis zu einer Granulatzusammensetzung von 0 bis 4 mm mahlt, und als eine der Komponenten in die Masse für Magnesitchromitziegeln zugibt, in einem Prozentsatz unterhalb 40 5', vorzugsweise 10 bis 30 %, so dass die granulometrische Zusammensetzung vom gemahlenen gebrannten Chromit weniger als 30 % der Komponente von 0 bis 1 mm und mehr als 70 % der Komponente von 1 bis 4 mm beträgt.

2. Verfahren zur Herstellung von Magnesitchromitziegeln grosser Wärmebeständigkeit aus Sintermagnesit und Chromit, dadurch gekennzeichnet, dass die kornerartige Sintermagnesitkomponente durch siebweise Trennung von Körnern von 0,5(0,8) - 4(5) mm aus geeigneten Sorten von nichtgemahlenem Sintermagnesit vorbereitet wird, und dann in einem Prozentsatz unter 70 5', hauptsächlich unter 60 % der MEsse zugegeben wird, während man die feine Komponente aus den Rückständen von nicht gemahlenem Sintermagnesit herstellt, durch Mahlen bis unter 0,1 mm, und mit einem Prozentsatz unter 30 %, hauptsächlich unter 25 5', der Masse zugibt.

3. Verfahren sur Herstellung von Magnesitchromitziegeln grosser Wärmebeständigkeit aus Sintermagnesit und Chromit, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten nach Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2 nach Zugabe eines geeigneten chemischen Bindemittels in bestiinitten Verhältnissen mischt, und die auf diese Weise gewonnene Masse in geformte Körper mit einem Druck von über 1000 kp/cm2, hanptsächlich von 1100 bis 1300 kp/cm2 presst, welche man dann in rohem oder gebranntem Zustand verwenden kann, wobei man im tweiten erwähnten Fall das Brennen bei einer Temperatur über 15000 C, hauptsächlich bei 150° C und 1760° C durchführt, so dass man in allen Fällen hochwertige Magnesitchromitziegeln mit hohen Feuerbeständigkeitsparametern erhält, wie es in Tabellen 1 und II angefrührt ist.