DE4040458A1

DE4040458A1 - Poroeses, feuerfestes spuelelement

Info

Publication number: DE4040458A1
Application number: DE19904040458
Authority: DE
Inventors: Martina Dr Ing Schulze; Petra Dipl Ing Icha; Goetz Dipl Ing Steigemann
Original assignee: AKEN MAGNESITWERK GmbH; Magnesitwerk Aken GmbH
Current assignee: AKEN MAGNESITWERK GmbH; Magnesitwerk Aken GmbH
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1992-06-25
Also published as: WO1992011220A1

Description

Die Erfindung betrifft ein poröses feuerfestes Spül element, das zum Einblasen von Gasen durch die feuer feste Auskleidung in metallurgischen Schmelzgefäßen wie Konverter, Gießpfannen, Elektroöfen eingesetzt wird.

Für den schmelzmetallurgischen Einsatzbereich gibt es eine Vielzahl von Entwicklungen gasdurchlässiger feuer fester Spülsteine. Aufgrund ihrer guten Einsatzparameter wie gleichmäßig feiner Gasstrom und einfachen Herstellungs technologien haben sich in der Praxis poröse Spülsteine durchgesetzt. Es zeigt sich allerdings, daß diese durch ihre hohe Porosität und niedrige mechanische Festigkeit einem starkem Verschleiß ausgesetzt sind.

Bei ausreichender Festigkeit wiederum kann die erwünschte gute Gasdurchlässigkeit nicht erreicht werden. In der DE-OS 15 83 241 ist ein poröser feuerfester Körper aus Magnesiasinter, dessen Körnung 0 bis 4 mm (Anteil < 0,5 mm mindestens 85%) beträgt, mit einem Bindemittel aus kausti scher Magnesia und Zusatz von Borsäure und/oder Eisenoxid, beschrieben.

Der feuerfeste Körper besitzt nicht die gewünschte mechani sche Festigkeit.

In der CS-PS 2 24 505 ist ein Spülelement beschrieben, bei dem der Magnesia Portlandzementklinker zugesetzt wird. Durch den hohen CaO-Gehalt weist der feuerfeste Körper eine schlechte Schlackebeständigkeit auf und ist nur bis zu einer Temperatur von 1700°C einsetzbar.

In der DE-OS 34 13 853 und der DE-OS 25 11 979 sind Lösungen beschrieben, bei denen durch den Einsatz von Ausbrennstoffen die Porosität erzielt wird. Solche Steine weisen aber eine geringe Gasdurchlässigkeit und eine zu niedrige mechanische Festigkeit sowie Tempera turwechselbeständigkeit auf, so daß sie in der Praxis keinen Einsatz finden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein poröses feuerfestes Spülelement aus synthetischer Sintermagnesia mit 90 bis 99 Massenanteilen in % und Bindemittel zu schaffen, dessen physikalische Eigenschaften den Einsatzbedingungen in metallurgischen Schmelzgefäßen gerecht werden und dessen Herstellung keinen größeren Aufwand erfordert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Bindemittel aus einer Kombination von

a) Sulfitablauge und
b) Tabulartonerde oder Kieselgel und/oder Zirkon besteht,

und die Sintermagnesia einen Körnungsaufbau von <0 bis 0,5 mm mit 15 bis 40 Massenanteilen in % und 0,5 mm bis 1,0 mm mit 60 bis 85 Massenan teilen in % besitzt.

Ein Spülelement in dieser Zusammensetzung und Körnung weist eine sehr gute Gasdurchlässigkeit auf. Durch die Bindemittelkombination aus den Komponenten a) Sulfit ablauge und b) Tabulartonerde oder Kieselgel und/oder Zirkon werden eine wesentliche Verbesserung der mecha nischen Festigkeitswerte und der Temperaturwechselbe ständigkeit der Spülelemente erreicht.

Die Spülelemente werden durch Mischen Pressen, Trocknen und Brennen bei einer Temperatur von 1700°C hergestellt. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Bindemittels ver läuft bei dieser Brenntemperatur im Steingefüge eine Phasenänderung, die von einer Volumenverringerung begleitet ist. Die Zusammensetzung und Körnung der Spülelemente be günstigen diesen Prozeß. Es erfolgen bei gleichzeitiger Er höhung der mechanischen Festigkeit und Temperaturwechselbe ständigkeit eine Verbesserung der Porosität und Gasdurch lässigkeit.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Anteil der Komponente a) 10 bis 70 Massenanteile in % und der Anteil der Komponente b) 30 bis 90 Massenanteile in % im Bindenittel. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der An teil der Komponente a) 20 bis 60 Massenanteile in %, vor zugsweise 20 Massenanteile in %, und der Anteil der Kompo nente b) 40 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise 80 Massenanteile in %, im Bindemittel beträgt.

Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn der Körnungs aufbau der Sintermagnesia im Bereich von <0 bis 0,5 mm 20 bis 35 Massenanteile in %, vorzugsweise 20 Massenanteile in %, und im Bereich von 0,5 mm bis 1,0 mm 65 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise 80 Massenanteile in %, beträgt.

Hinsichtlich des Bindemittelanteils ist es vorteilhaft, wenn dieser 2,5 bis 7,5 Massenanteile in %, vorzugsweise 2,5 Massenanteile in %, beträgt.

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der Erhöhung der Lebensdauer der Spülelemente und in einer Verbesserung der Stahlqualität beim Einsatz dieser Spülelemente.

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Beispielen erläutert werden.

Beispiel 1

Zur Herstellung der porösen feuerfesten Spülelemente werden synthetische Sintermagnesia mit 95,5 Massenanteilen in % und Bindemittel nit 4,5 Massenanteilen in % verwendet. Die Sintermagnesia besitzt folgenden Körnungsaufbau:

<0 bis 0,5 mm
30 Massenanteile in %
0,5 bis 1,0 mm	70 Massenanteile in %

Das Bindemittel besteht aus folgender Kombination:

Sulfitablauge
30 Massenanteile in %
Tabulartonerde	70 Massenanteile in %

Die synthetische Sintermagnesia wird mit den Bindemittel komponenten gemischt, gepreßt, getrocknet und bei einer Temperatur von 1700°C gebrannt.

Es entsteht ein poröses feuerfestes Spülelement mit sehr guten physikalischen Eigenschaften, die in der abschließen den Tabelle angegeben sind.

Beispiel 2

Zur Herstellung der porösen feuerfesten Spülelemente werden synthetische Sintermagnesia mit 92,5 Massenanteilen in % und Bindemittel nit 7,5 Massenanteilen in % verwendet. Die Sintermagnesia besitzt folgenden Körnungsaufbau:

<0 bis 0,5 mm
20 Massenanteile in %
0,5 bis 1,0 mm	80 Massenanteile in %

Das Bindemittel besteht aus folgender Kombination:

Sulfitablauge
20 Massenanteile in %
Tabulartonerde	65 Massenanteile in %
Zirkon	15 Massenanteile in %

Beispiel 3

Zur Herstellung der porösen feuerfesten Spülelemente werden synthetische Sintermagnesia mit 97,5 Massenanteilen in % und Bindemittel mit 2,5 Massenanteilen in % verwendet. Die Sintermagnesia besitzt folgenden Körnungsaufbau:

<0 bis 0,5 mm
35 Massenanteile in %
0,5 bis 1,0 mm	65 Massenanteile in %

Das Bindemittel besteht aus folgender Kombination:

Sulfitablauge
60 Massenanteile in %
Kieselgel	40 Massenanteile in %

Vergleichsbeispiel

Zur Herstellung der porösen feuerfesten Spülelemente werden synthetische Sintermagnesia mit 98,5 Massenanteilen in % und als Bindemittel Sulfitablauge mit 1,5 Massenanteilen in % verwendet. Die Sintermagnesia besitzt folgenden Körnungsaufbau:

<0 bis 0,5 mm
45 Massenanteile in %
0,5 bis 1,0 mm	55 Massenanteile in %

Die synthetische Sintermagnesia wird mit dem Bindemittel gemischt, gepreßt, getrocknet und bei einer Temperatur von 1700°C gebrannt.

Es entsteht ein poröses feuerfestes Spülelement, dessen physikalische Eigenschaften in der abschließenden Tabelle angegeben sind.

Tabelle

Physikalische Eigenschaften der hergestellten porösen feuerfesten Spülelemente

Wie diese Ergebnisse zeigen, besitzen die erfindungs gemäßen porösen feuerfesten Spülelemente hervorragende anwendungstechnische Eigenschaften. Sie zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit und Temperatur wechselbeständigkeit bei gleichzeitiger Steigerung der Gasdurchlässigkeit aus.

Spülelemente in einer dem bekannten Stand der Technik ent sprechenden Zusammensetzung weisen ein wesentlich niedri geres Eigenschaftsniveau auf, was in der Praxis zu erheb lich geringeren Chargenhaltbarkeiten führt.

Claims

1. Poröses feuerfestes Spülelement aus synthetischer Sintermagnesia mit 90 bis 99 Massenanteilen in % und Bindemittel, gekennzeichnet dadurch, daß das Binde mittel aus einer Kombination von

a) Sulfitablauge und
b) Tabulartonerde oder Kieselgel und/oder Zirkon besteht,

und die Sintermagnesia einen Körnungsaufbau von <0 bis 0,5 mm mit 15 bis 40 Massenanteilen in % und 0,5 mm bis 1,0 mm mit 60 bis 85 Massenanteilen in % besitzt.

2. Poröses feuerfestes Spülelement nach Anspruch 1, gekenn zeichnet dadurch, daß der Anteil der Komponente a) 10 bis 70 Massenanteile in % und der Anteil der Kompo nente b) 30 bis 90 Massenanteile in % im Bindemittel beträgt.

3. Poröses feuerfestes Spülelement nach Anspruch 2, gekenn zeichnet dadurch, daß der Anteil der Komponente a) 20 bis 60 Massenanteile in %, vorzugsweise 20 Massen anteile in %, und der Anteil der Komponente b) 40 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise 80 Massenanteile in % im Bindemittel beträgt.

4. Poröses feuerfestes Spülelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Körnungsaufbau der Sintermagnesia im Bereich von <0 bis 0,5 mm 20 bis 35 Massenanteile in %, vorzugsweise 20 Massenanteile in %, und im Bereich von 0,5 mm bis 1,0 mm 65 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise 80 Massenanteile in %, beträgt.

5. Poröses feuerfestes Spülelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Bindemittelanteil 2,5 bis 7,5 Massenanteile in %, vorzugsweise 2,5 Massen anteile in %, beträgt.