DE3111769C2

DE3111769C2 - Zuschlagsstoff zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen und Rohmischung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3111769C2
Application number: DE19813111769
Authority: DE
Inventors: Nikolaj F. Bach&ccaron;ejev; Jurij V. Magnitogorsk Jakovlev; Gennadij I. Kusnezov; Vladimir A. Orlov; Ivan Ch. Romasan; Stanislav A. Leningrad Suvorov
Original assignee: VSESOJUZNYJ GOSUDARSTVENNYJ INSTITUT NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKICH I PROEKTNYCH RABOT OGNEUPORNOJ PROMYSLENNOSTI LENINGRAD SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ GOSUDARSTVENNYJ INSTITUT NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKICH I PROEKTNYCH RABOT OGNEUPORNOJ PROMYSLENNOSTI LENINGRAD SU
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1986-09-18
Also published as: FR2482580B1; ATA113281A; FR2482580A1; DE3111769A1; AT375400B

Abstract

Der Stoff zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen Schlackeneinwirkung stellt einen stückigen Stoff dar, der in die Eisenhüttenanlage auf die Oberfläche der Schlackenschmelze gegeben werden kann und der als eine der hauptsächlichen chemischen Ingredienzen Aluminiumoxyd enthält. In diesem Stoff ist außerdem zusätzlich Magnesium oxyd, dessen Gewichtsverhältnis zum Aluminiumoxyd 0,3 bis 0,8 beträgt, sowie ein Stabilisator für Magnesium- und Cal cium orthosilikate in einer Menge von 0,5 bis 2,0 Gew.%, enthalten. Der Möller zur Erzeugung eines solchen Stoffs besteht aus technischer Tonerde, kaustischem Magnesitstaub und feingemahlenem, feuerfestem Ton, der in einer Menge von 5-10 Gew.% als Bindemittel verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zuschlagsstoff zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen die Einwirkung der Schlacke sowie die Rohmischung zur Erzeugung eines solchen Stoffes. |:

Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff ist insbesondere für die Verwendung in Eisenhüttenanlagen, die unter Vakuum arbeiten, und ganz besonders zur Verwendung in Anlagen für die Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl außerhalb der öfen bestimmt, in denen der flüssige Stahl als strömende Stahlschmelze behandelt wird.

Es ist bekannt, daß die Schlackenschmelze in eine chemische Wechselwirkung mit dem feuerfesten Werkstoff

des Futters tritt, was eine der Hauptursachen der Zerstörung des Futters darstellt. Die Art der Zerstörung des Ö

Futters ist in Abhängigkeit von den sich bildenden Produkten der Wechselwirkung der Schlackenschmelze mit dem feuerfesten Werkstoff des Futters unterschiedlich.
V^:enn die gebildeten Produkte der Wechseiv/irkung zwischen der Schlackenschmelze und dem feuerfesten Werkstoff relativ leichtschmelzend sind, bilden sie eine flüssige Phase, in der sich der feuerfeste Werkstoff des Futters auflöst, und an der einzelne Komponenten in das flüssige Metall übertreten können. Um einen solchen Faii handelt es sich unter anderem bei der Wechselwirkung zwischen feuerfesten Magnesiawerkstoffen und Schlacke mit einer geringen Basizität, bei der sich Mervinit 3 CaO · MgO · SiO₂, der eine Schmelztemperatur von !575°C aufweist, Monticeüit CaO · MgO · SiO₂ mit einer Schmelztemperatur von 1450°C, Okermanit 2 CaO · MgO · 2 SiO₂ mit einer Schmelztemperatur von 1436°C sowie andere leichtschmelzende Verbindungen bilden.

Wenn sich in den Poren des Futters relativ hochschmelzende Produkte der Wechselwirkung der Schlackenschmelze mit dem feuerfesten Futterwerkstoff bilden, bei deren Erstarrung es zu einer Ausdehnung kommt, | führt ein Absinken der Temperatur in einem solchen Bereich zu erheblichen mechanischen Spannungen in der |

Oberflächenschicht des Futters, die zu einem Bersten und Absplittern dieser Schicht führen. Dazu kommt es unter anderem bei der Wechselwirkung von feuerfesten Magnesiabaustoffen mit einer Schlacke hoher Basizität, bei der das Verhältnis von Calciumoxid zu Siliziumoxid nicht über 2 liegt. In einem solchen Falle bilden sich Calcium- und Magnesiumorthosilikate, Forsterit 2 MgO · SiO₂, der eine Schmelztemperatur von 189O⁰C aufweist, Calciumorthosilikat 2 CaO · SiO₂ mit einer Schmelztemperatur von 2130⁰C und ähnliche Phasen, bei

denen es zu einer von einer Volumenvergrößerung begleiteten Umwandlung in andere Formen koritmt. So ist es »

bekannt, daß die Umwandlung der unstabilen Formen des Calciumorthosilikats in die stabile ß-Form mit einer %

Volumenvergrößerung von 12% verbunden ist. f;

Derartige Prozesse, die zu einer Zerstörung des Futters führen, laufen im ν akuum besonders intensiv ab, da in einem solchen Falle die Schlackenschmelze imstande ist, tief in die Poren des feuerfesten Stoffs des Futters einzudringen, die frei von Gasen sind. Änderungen der Standhöhe der Metallschmelze, die beispielsweise in Anlagen zur Vakuumbehandlung des flüssigen Stahls außerhalb des Ofens vorkommen, führen zu einer erheblichen aggressiven Einwirkung der Schlackenschmelze auf das Futter und erzeugen außerdem Temperaturwechselbeanspruchungen, die die Existenzbedingungen des Futters noch verschärfen.
Zur Erzeugung von Schutzüberzügen an dei Oberfläche des Futters von Eisenhüttenanlagen sind Ein- und Vielkomponenten-Zuschlagsstoffe bekannt. Zu diesen Stoffen gehören Sand (W. Schaefer. »DH-Unit Refractories experiences problems and progress«, J. Metalls, 1966, Jan., Seite 69—71), Magnesiapulver und Chromiterz i(K. Bick, W. Weinreuth, W. Klapdor »Entwicklung und Betriebsergebnisse der feuerfesten Ausmauerung einer |

DH-Entgasungsanlage unter den besonderen Bedingungen der Kombination mit einer Stranggußanlage«, Kiep- |

zig Fachber. 1967, Jan., S. 43—47). Es ist ferner ein mehrkomponentiger Zuschlagsstoff bekannt, der u.a. |

Sillimanit, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und ein Flußmittel, ζ. B. Calciumfluorid, enthält (GB-PS 9 62 205). In |

den genannten Stoffen ist eine große Menge relativ leichtschmelzender Silikatbeimengungen enthalten, die die |

Standfestigkeit der aus solchen Stoffen erzeugten Überzüge herabsetzen und außerdem das zu behandelnde Metall verunreinigen.

Es ist ferner die Verwendung reiner Oxide von Elementen bekannt, die fähig sind, mit dem Hauptbestandteil des feuerfesten Baustoffs des Futters einen hochschmeizenden Spinell zur Erzeugung einer Oberflächenschicht im Futter zu bilden. Als solche reine Oxide werden für Futter aus Magnesitsteinen pulverförmige reine Tonerde und für Futter auf Tonerdebasis pulverförmiges Magnesiumoxid verwendet (SU-PS 3 17 229). In Schutzschichten, die bei Verwendung dieser reinen Oxide aufgebaut werden, ist die Anzahl der niedrigschmelzenden Phasen etwas geringer als in Schutzüberzügen, die mit Hilfe der zuerst genannten Stoffe erzeugt werden. Trotzdem werden auch diese Schutzschichten bei der aggressiven Einwirkung der Schlacke relativ schnell zerstört und erfordern eine Wiederherstellung nach jeder Charge. Hierbei wird die Zerstörung derartiger Schutzschichten von einem Verschleiß des eigentlichen Futters begleitet, da die Schutzschichten einen Bestandteil des Futte-s bilden.

Alle bisher beschriebenen Stoffe werden so verwendet, daß man sie in Form von Oberzügen auf die zu schützende Oberfläche des Futters in den Pausen zwischen den Metallbehandlungen aufträgt. Hierbei werden die Oberzüge entweder unmittelbar auf das heiße Futter oder auch auf das kalte Futter mit nachfolgender Erwärmung des Futters bis auf Betriebstemperatur zum Sintern der Schutzschicht aufgetragen. Derartige Schutzverfahren für das Futter von Eisenhüttenanlagen führe; zu einer Verlängerung der Pausen zwischen den einzelnen Chargen und zu einer bedeutenden Erhöhung des Arbeitsaufwandes des Hüttenprozesses. Außerdem ist in einigen Eisenhüttenanlagen, darunter auch in Anlagen zur Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl außerhalb des Ofens, ein Auftragen von Überzügen schwierig oder überhaupt unmöglich, weil der Zugang zu diesen Oberflächen kompliziert ist

Es ist ferner die Verwendung eines Zuschlagsstoffes zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen die Schlackeneinwirkung in Form eines stückigen Stoffes auf Aluminiumoxidbasis bekannt, der aus einem granulierten Tonerde-Elektrokorund besteht {V. Havlik, »Zkusenosti s pouzitim« rüznych druhü staviv na vaknove stanici VZKG »Hutnik«, 9, XVII/1976, S. 337).

Dieser Zuschlagsstoff wird so verwendet, daß man ihn auf die Oberfläche der Schmelze aufträgt. Der sich in der Schlacke auflösende und mit dem feuerfesten Bestandteil des Futters in Wechselwirkung tretende Elektrokorund erzeugt eine Schutzschicht in der Oberflächenschicht des Futters unmittelbar während der Bearbeitung des flüssigen Metalls. Wie jedoch schon vorstehend ausgeführt wurde, bietet -iie Verwendung von reinem Aluminiumoxid keinen ausreichenden Schutz des Futters gegen Zerstörung, und die Verwendung dieses Oxids in Form von Elektrokorund hat eine zusätzliche Verunreinigung des zu behandelnden Metalls mit Nichtmetalleinschlüssen zur Folge. Außerdem wirkt dieser Stoff, wie auch andere bekannte Stoffe, nicht in chemisch aktiver Weise auf die Schlacke ein und verhindert die Bildung hochschmelzender Phasen, die einer Umwandlung unter Volumenvergrößerung un; erliege · und zu Spannungen führen, die eine Zerstörung des Futters bewirken, in den Poren des feuerfesten Futters nicht.

Aus der US-PS 39 64 899 ist fernr- ein mehrkomponentiger Zuschlagsstoff bekannt, der neben dem Hauptbe^ standteil Aluminiumoxid und neben Eisenoxid, Titanoxid und/oder Manganoxid auch Magnesiumoxid enthalten kann. In allen konkret beschriebenen Mischungen. Hegt dabei das Verhältnis Al₂O₃/MgO in einem Bereich zwischen 0,12 und 0,135, wobei stets weitere Oxide zusätzlich anwesend sind. Die Wirkung des beschriebenen Zuschlagsstoffs wird auf eine Beschleunigung der Auflösung des üblichen CaO-Zusatzes und die damit beschleunigte Erhöhung der Basizität der Schlacke zurückgeführt. Das Problem der Verhinderung ??.- Ablagerung hochschmelzender Verbindungen in den Poren des Futters wird nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zuschlagsstoff zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen die Einwirkung der Schlacke in Form einer stückigen Zuschlages auf der Basis von Aluminiumoxid und Magnesiumoxid anzugeben, dessen Zusammensetzung die Tendenz zur Ausbildung hochschmelzender Phasen, die sich unter Volumenvergrößerung umwandeln, vermindert und zu einem Schutz der Futteroberfläche führt.

Diese Aufgabe wird bei einem Zuschlagsstoff gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1 durch die Merkmale des Kennzeichens gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Lösung der Aufgabe dient ferner auch die Angabe der Rohmischung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffes besonders vorteilhaft ist.

Untersuchungen haben ergeben, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Aluminiumoxid im Bereich von 0,3 bis 0,8 in dem stückigen Zuschlag, der unmittelbar der Schlackenschmelze zugesetzt wird, eine aktive Beeinflussung nicht nur des feuerfesten Futters erfolgt, sondern auch der Schlackenschmelze, wobei auf der Oberfläche des Futters der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff mit der Schlacke hochschmelzende Spinellphasen ausbildet. Dabei wird die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Magnesium- und Calciumorthosilikaten geringer, deren Umwandlung von einer schädlichen Volumenvergrößerung begleitet ist. Das alles führt zu einer Verbesserung des Schutzes des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen aggressive Schlackeneinwirkungen.

Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff kann aus einer Rohmischung hergestellt werden, die aus technischer Tonerde kaustischem Magnesitstaub und feingemahlenem Ton, der als Bindemittel in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% verwendet wird, sowie dem Zusatz des Stabilisators besteht. Eine solche Rohmischung weist den Vorteil auf, daß die Rohstoffbasis zu ihrer Aufbereitung breit ist und die einzelnen Bestandteile billige Materialien sind, wobei außerdem eine Verunreinigung des zu.behandelnden Metalls verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff·enthält einen Stabilisator für Magnesium¹ und Galciumorthosilikat in einer Menge von 0,5 bis 2,0 GeW.-°/o, berechnet auf der Basis des Oxids des Stabilisatorelements. Ein derartiger Stabilisator erweist sich als besonders wichtig, wenn die Schlackenschmelzen eine hohe Basizität aufweisen und ihre Wechselwirkung mit dem feuerfesten Futter zur Bildung von Magnesium- und Calciumorthosilikaten führt. Der Stabilisator bewirkt, daß die Magnesium-Calciumorthosilikatphasen stabilisiert werden und sich nicht unter Volumenvergrößerung in eine andere Form umwandeln. Dadurch wird ihre Volumenkonstanz erreicht Und es wird dem Auftreten von Spannungen in den Poren des feuerfesten Futters vorgebeugt.

Elemente, deren Verbindungen Stabilisatoren für Magnesium- und Calciumcrthosilikate sind, so daß deren Umwandlung verhindert wird, sind in großer Anzahl bekannt Derartige Elemente und ihre Verbindungen sind ausführlich in der Literatur beschrieben, die die Portlandzementproduktion betrifft. Dabei ist es dem Fachmanii klar, daß von diesen bekannten Stabilisatoren im erfindungsgemäßen Zuschlagsstoff solche Stabilisatoren nicht verwendet werden dürfen, die die Behandlung des flüssigen Metalls stören bzw. das zu behandelnde Metall verunreinigen könnten.

Geeignete Stabilisatoren für die Magnesium- und Calciumorthosilikate sind Verbindungen von Bor, Barium, Beryllium, Gallium, Indium, Lanthanides Yttrium und anderen Seltenerden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise die zugänglichsten Stabilisatoren verwendet, nämlich Barium-, Bor- und Yttriumoxide.
Vorzugsweise liegt der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff in Form von Stücken mit einer Druckfestigkeit von 1,0 bis 1,6 MPa und einer offenen Porosität von 50 bis 60% vor. Ein derartiger Zuschlagsstoff wird aufgrund seiner geringen Festigkeit schnell zerstört und tritt wegen seiner großen chemisch aktiven Oberfläche in eine gute.- Wechselwirkung mit der Schlackenschmelze.

Wenn der Ausgangsrohstoff für die Herstellung des erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffes Siliziumdioxid enthält, darf der Siliziumdioxidgehalt im fertigen Produkt 10 Gew.-°/o nicht überschreiten. Dadurch wird eine Verunreinigung des zu behandelnden Metalls verhindert

Nachfolgend werden die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Hauptbestandteile des erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffes sind Aluminiumoxid und Magnesiumoxid, deren Menge so gewählt ist, daß das Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Aluminiumoxid im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff wird aus einer Rohmischung hergestellt, ;ie als Quelle für das Aluminiumoxid ungebrannte technische Tonerde als Quelle für das Magnesiumoxid kausti^chin Magnesitstaub sowie zusätzlich 5 bis 10 Gew.-% eii.<ss feinzerkleinerten plastischen Tons als Bindemittel enthält Außerdem enthält der erfindungsgemäße ZuscWagsstoff 0,5 bis 2 Gew.-% eines Stabilisators für Magnesium- und Calciumorthosilikate, der der Rohmischung in Form eines Zusatzes von Verbindungen von Bor, Barium, Yttrium oder eines anderen geeigneten Stabilisators, der den technologischen Prozeß der Metallbehandlung nicht stört und das Metall nicht verunreinigt, zugegeben wird. AJs Quelle für Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und für das Bindemittel können auch andere Rohmischungsbestandteile verwendet werden, wobei jedoch bei Anwesenheit von Siliziumdioxid in diesen Bestandteilen sicherzustellen ist, daß Siliziumdioxid im fertigen Zuschlagsstoff in einer Menge von nicht über 10 Gew.-% anwesend ist. Die Rohmischung, die in den Ausführjngsbeispielen verwendet wird, erfüllt diese Bedingung. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß bei der Verwendung einer derartigen Rohmischung ais unvermeidliche Beimengungen im fertigen Zuschlagsstoff auch Calciumoxid und Eisenoxid vorhanden sind. Diese Begleitstoffe der gewählten Rohmischungsbestandteile sind jedoch nicht nötig und beeinflussen die Eigenschaften des Zuschlagsstoffes zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen die Einwirkung der Schlacke nicht.

Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff wird in stückiger Form als Körner oder Briketts mit einer Druckfestigkeit von !.Q bis !,6 MPa und einer offenen Porosität von 50 bis 60% hergestellt In den nachfolgenden Ausfüh-U rungsbeispielen sind die Daten solcher Zuschlagsstoffe angeführt, die Brikettform aufwiesen.

ρ Zur Brikettierung wurde die Rohmischung in eine Rührvorrichtung gegeben und 10 Minuten gerül.rt. Danach

j^v AO wurde das Gemisch mit Sulfitablauge bzw. Sulfithefe-Maische mit einer Dichte von 1,15 bis 1,18 g/cm³ benetzt, j wonach noch 5 Minuten gerührt wurde. Anschließend wurden Briketts mit Abmessungen von

230 χ 111 χ 65 mm unter einem Druck von 20 MPa gepreß".. Nach der Formgebung der Briketts wurden diese

j bei einer Temperatur von 70 bis 100⁰C bit auf eine Feuchtigkeit von 0,3 bis 0,5 Gew.-% getrocknet, wonach ein

zweistündiges Brennen bei einer Temperatur von etwa 1000⁰C erfolgte. Die konkreten Zusammensetzungen der auf diese Weise hergestellten Zuschlagsstoffe, der zu ihrer Herstellung verwendeten Rohmischungen sowie die physikalischen Eigenschaften der fertigen Briketts sind in den nachstehenden Beispie'en angegeben.

j Beispiel 1

j so Dieses Beispiel beschreibt einen Zuschlagsstoff mit einem Gewichtsverhältnis von Magnesiumoxid zu Aluminiumoxid von etwa 0.6, der als Stabilisator für Magnesium- und Calciumorthosilikate Boroxid enthält.

Der fertige Zuschlagsstoff weist die folgende chemische Zusammensetzung in Gew.-% auf:

Aluminiumoxid 56,2

j 55 Magnesiumoxid 35,4

j Siliziumdioxid 4,7

Boroxid 2,0

Calciumoxid 0,8

■ Eisenoxid 03

I_n, Die Rohmischung, aus der Briketts dieses Zuschiagsstoffes gepreßt wurden, wies die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf: -,

ungebrannte technische Torierde 50

kaustischer Magnesitstaub 38

feingemahienSr feuerfester Ton 10

normale Borsäure 2

Ein Brikett aus dem Zuschlagsstoff auf der Basis der genannten Rohmischung wies die folgenden physikalischen Kennwerte auf:

Druckfestigkeit 1,5 MPa

offene Porosität 52% 5

scheinbare Dichte 1,19 g/cm³

Beispiel 2

In diesem Beispiel beträgt das Gewichtsver.hältnis Magnesiumoxid zu Aluminiumoxid etwa 0,3, während der io Gehalt des Stabilisators für Magnesium- und Calciumorthosilikate 1 Gew.-% beträgt.

Der Zuschlagsstoff dieses Beispiels weist die folgende chemische Zusammensetzung in Gew.-% auf:

Aluminiumoxid 73,2

Magnesiumoxid 20,9 15

Siliziumoxid 3,9 jj|

Boroxid .1,0 |

Calciumoxid 0,4 |

Eisenoxid Ό.6 Il

Die Rohmischung zur Herstellung von Briketts dieses Zuschlagsstoffes wies die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf:

ungebrannte technische Tonerde 70

kaustischer Magnesitstaub 20 25

feingemahlener feuerfester Ton 9

Boroxid 1

Ein Brikett aus dem Zuschlagsstoff auf der Basis der genannten Rohmischung wies die folgenden physikalischen Kennwerte auf: 30

Druckfestigkeit 1,5MPa

offene Porosität 51%

scheinbare Dichte 1,18 g/cm³

35 Beispiel 3

In diesem Beispiel ist gegenüber Beispiel 2 vor allem der Gehalt an Boroxid verändert, der im fertigen Zuschlagsstoff 04 Gew.-% beträgt Die vollständige Zusammensetzung dieses Zuschlagsstoffes in Gew.-% ist wie folgt: 40

Aluminiumoxid 73,2

Magnesiumoxid 22,5

Siliziumdicxid 2,9

Boroxid 0,5 45

Calciumoxid 0,4

Eisenoxid 0,5

Die Rohmischung zur Herstellung von Briketts dieses Zuschlagsstoffes wies die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf: so

ungebrannte technische Tonerde 70

kaustischer Magnesitstaub 25

feingemahlener feuerfester Ton 44

Boroxid 04 55

Ein Brikett des aus dieser Rohmischung hergestellten Zuschlagsstoffes wies die folgenden physikalischen Kennwerte auf:

Druckfestigkeit 1,2 MPa 60

offene Porosität 58%

scheinbare Dichte 1,1 g/cm³

Beispiel 4

In diesem Beispiel wird als Stabilisator für die Magnesium- und Calciumorthosilikate Baxiumoxid verwendet, wobei das Verhältnis der anderen chemischen Bestandteile des Zuschlagsstoffes gleich war wie im Beispiel 1. Die Dhvsikalischen Kennwerte des Zuschlagsstoffes wiesen die gleichen Werte wie in Beispiel 1 auf.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde als Stabilisator für die Magnesium- und Calciumorthosilikate Yttriumoxid verwendet, wobei das Verhältnis der anderen chemischen Bestandteile des Zuschlagsstoffes wie in Beispiel 1 war. Hierbei wiesen die physikalischen Kennwerte des Zuschlagsstoffes die gleichen Werte wie in Beispiel 1 auf.

Alle in den Beispielen 1 bis 5 wiedergegebenen Zuschlagsstoffe wurden einer experimentellen Prüfung unterzogen, indem man die Schlackenbeständigkeit von feuerfesten Chrommagnesiawerkstoffen in einem dynamisrhen Verfahren ermittelte. Hierbei wurden zylindrische Prüflinge mit einer Höhe und einem Durchmesser von jeweils 25 mm aus einem feuerfesten Werkstoff angefertigt, der die folgende Zusammensetzung in Gew.-% aufwies: 75 bis 80 MgO, 8 bis 13 Cr₂O₃, 2,0 bis 2,5 CaO, 1,4 bis 2,0 SiO₂. Ein derartiger Prüfling wurde in die Schmelze einer basischen SM-Ofenschlacke getaucht, die die nachstehend angeführte Zusammensetzung in Gew.-% aufwies: 10,9 SiO₂,20,3 FeO₁10,2 Fe₂O₃,2,5 Al₂O₃,4,2 MnO,38,9CaO, 13,1 MgO, 1,15 P₂O₅.

Die Bedingungen während der Prüfung entsprachen den tatsächlichen Bedingungen, denen das Futter einer Vakuumanlage in Betrieb ausgesetzt ist: Temperatur 1600 bis 165O⁰C, Druck 13,3 bis 16,5 Pa, Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs 8 bis 10°C/min und Abkühlgeschwindigkeit 15 bis 20°C/min. Der Schlacke wurde in einer Menge von 15 Gew.-°/o, bezogen auf die Gesamtmasse der Schlacke, ein Zuschlagsstoff gemäß den Beispielen 1 bis 5 zugesetzt, anschließend wurde der Prüfling in die Schlackenschmelze eingetaucht und in Drehung versetzt.

Im Laufe der Prüfung wurde die mittlere Geschwindigkeit V der Zerstörung des Prüflings anhand der Abnahme seiner Masse in g/min ermittelt und die maximale Beständigkeit rdes Prüflings in min.

Vergleichsversuche wurden mit Prüflingen durchgeführt, ohne daß der Schlacke der erfindungsgemäßc Zuschlagsstoff zugesetzt wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Außer diesen Prüfungen, die die Vorteile der erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffe offensichtlich an den Tag legen, wurde eine Überprüfung einer Anlage zur Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl außerhalb des Ofens im Versuchsbetrieb vorgenommen, wobei erfindungsgemäße Stoffe in Form von Briketts gemäß Beispiel 1 verwendet wurden. Außerdem wurde zum Vergleich unter den gleichen Bedingungen die Behandlung von flüssigem Stahl ohne Verwendung irgendeines Mittels zum Schütze des Futters gegen die Schlackeneinwirkung sowie eine Behandlung unter Verwendung von Elektrokorund durchgeführt.

*

Tabelle 1

Kennwerte Ohne Anwendung des Erfindungsgemäße Stoffe entsprechend den Beispielen " |

erfindungsgemäßen 12 3 4 5 |

Stoffs

V	0,079	0,022	0,028	0,030	0,028	0,029
τ	23	84	78	72	76	76

Die Beständigkeit des Futters wurde anhand der Chargenanzahl ermittelt, die ohne Ausbesserung des Futters gefahren werden konnte. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Ausgemauerte Chargenzahl

Elemente der Anlage ohne Schutz Anwendung von Stoff entsprechend

für das Futter Elektrokorund dem Beispiel 1

Saugstutzen 90 109 250

so Boden und Wandungen

im Bereich des Metalls 116 154 450

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß die erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffe die Lebensdauer des Futters von Eisenhüttenanlagen, darunter auch von Anlagen zur Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl außerhalb des Ofens, erheblich steigern. Das ist die Folge einer aktiven Einwirkung des erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffes auf die Schlackenschmelze. Die erfindungsgemäßen Zuschlagsstoffe können in Brikettform unmittelbar auf die Oberfläche der Schlackenschmelze geschüttet werden, und bei Änderungen der Schlackenstandhöhe vermischen sie sich mit der Schlacke und erzeugen an der Oberfläche des Futters stabile Spinelle. Dadurch wird es möglich, auf ein arbeitsaufwendiges Aufbringen von Schutzüberzügen zu verzichten, die in Anlagen zur Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl außerhalb des Ofens sowieso kaum aufgebracht werden können, weil der Zutritt zum Futter erschwert ist Der erfindungsgemäße Zuschlagsstoff weist als Vorteil ferner auf, daß er billig ist und eine breite Rohstoffbasis aufweist.

Claims

Patentansprüche:

1. Stückiger Zuschlagsstoff zum Schutz des Futters von Eisenhüttenanlagen gegen die Einwirkung der Schlacke bestehend aus Aluminiumoxid und Magnesiumoxid sowie Siliziumdioxid, Eisenoxid und Calcium-

5 oxid als unvermeidliche Verunreinigungen, wobei der Gehalt an SiO₂ nicht über 10 Gew.-°/o liegen darf, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich 0,5 bis 2 Gew.-% eines Stabilisators für Magnesium- und Calciumorthosilikate enthält, und daß das Gewichtsverhältnis Magnesiumoxid zu Aluminiumoxid in der genannten Zusammensetzung einen Wert von 0,3 bis 0,8 aufweist

2. Zuschlagsstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Stabilisator Boroxid, Bariumoxid ίο oder Yttriumoxid enthält.

3. Zuschlagsstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke, aus denen er besteht, eine Druckfestigkeit von 5,0 bis 1,6 MPa und eine offene Porosität von 50 bis 60% aufweisen.

4. Zuschlagsstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Rohmischung auf der Basis von technischer Tonerde, kaustischem Magnesitstaub und in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% feingemahlenem feuerfestem Ton als Bindemittel sowie einen Zusatz des Stabilisators hergestellt ist

5. Rohmischung zur Herstellung des Zuschlagsstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus technischer Tonerde, kaustischem Magnesitstaub sowie einer Menge von 5 eis 10 Jj Gew.-°/o feingemahlenem feuerfestem Ton, der als Bindemittel dient, sowie einem Zusatz des Stabilisators besteht