DE651994C

DE651994C - Feuerfester Koerper

Info

Publication number: DE651994C
Application number: DEC49906D
Authority: DE
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax I LLC
Priority date: 1933-12-16
Filing date: 1934-11-27
Publication date: 1937-10-23

Description

Feuerfester Körper Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Gießen von schmelzflüssigen Gemischen erzeugten feuerfesten Körper, der gegen Springen und auch gegenüber anderen schweren Beanspruchungen hochwiderstandsfähig ist.
Es ist bekannt, daß geschmolzene feuerfeste Gußkörper zwar eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Schlackeneinwirkung u. dgl. aufweisen, daß sie jedoch andererseits plötzlichen Wärmeschwankungen nicht standzuhalten vermögen. Diese Eigenschaft macht sie für viele Anwendungszwecke bei Ofen ungeeignet und eröffnet ihnen ein nur sehr begrenztes Anwendungsgebiet.
Es sind auch feuerfeste Körper bekannt, die durch Brennen eines Gemisches, im wesentlichen auch Aluminiumoxyd und gebranntem Magnesit, .unter Bildung eines Steines mit Kristallen .des Spinelltyps hergestellt wurden.
!s ist weiterhin auch bekannt, daß Schmelzen von Magnesiumoxyd und vorwiegend Tonerde entsprechend der mengenmäßigen Zusammensetzung aus Korund- und Spinellkristallen bestehen.
Die vorliegende ErfindtIng beruht nun auf der Erkenntnis, daß Tonerdeschmelzen mit einen Gehalt von 2 bis ro°/° Magnesia ein besonderes Kristallgefüge aufweisen, und daß die daraus hergestellten gegossenen feuerfesten Körper eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmeschwankungen aufweisen.
Der feuerfeste Körper, der durch Gießen von schmelzflüssigem Tonerde-Magnesia-Gemisch der angegebenen Zusammensetzung hergestellt wird, besteht gemäß der Erfindung in seiner Mikrostruktur aus ineinandergreifenden spinellartigen Kristallen und kristalliner Tonerde, wobei aber die spinellartigen Kristalle überwiegen.
Ein Eutektikum wird in der Tonerde-Magnesiareihe bei ungefähr 8 °/° Mg 0 und 921/o A1,03 gebildet.
Bei der Durchführung der Erfindung kann man Magnesia in Form von handelsüblichem kalziniertem Magnesit verwenden. Als Ausgangsmaterial für Tonerde werden entsprechend dem Grade der Feuerfestigkeit, welche erzielt werden soll, verschiedene Formen benutzt. Gewöhnlich wird als Tonerde ein geschmolzenes Tonerdenebenprodukt bei der Iferstellung von Schleifkörnern verwendet, welches mehr als 951/, A1. 03 enthält. Eine vorzugsweise Zusammensetzung besteht aus ungefähr 51/, Magnesia und. 95 °/° Tonerde. Die Grenzen der Zusammensetzung können :ich zwischen 2 bis ro°/° Magnesia ändern. Bei über ioo/o Magnesia geht die charakteristische Struktur verloren, und die nach diesem Verfahren hergestellten feuerfesten Körper verlieren ihre Bruchfestigkeit, wenn der Anteil an Magnesia weit über io°/o erhöht wird. Das Kriterium bildet die durch die hetrographische Untersuchung festgestellte Mikrosteuktur sowie die durch Versuche gefundene Bruchfestigkeit und nicht die bloße Art der Zusammensetzung.
Bei der Herstellung der feuerfesten Körper der verbesserten Art werden die Ausgangsstoffe auf ungefähr 3 bis 6 mm und feiner zerkleinert und dann vor dem Schmelzen zusammengemischt: Wenn das verwendete Tonerdematerial einen beträchtlichen Anteil an Verunreinigungen enthält, wird an Stelle des Mischens zunächst die Tonerde mit ausreichend Kohlenstoff gebrannt, um -Verunreinigungen, wie Eisenoxyd und Kieselerde; zu reduzieren, und alsdann wird die Magnesia zu der geschmolzenen Tonerde hinzugefügt. In jedem Falle erfolgt das Schmelzen in einem Ofen, wie er z. B. für die.Herstellung geschmolzener Tonerde für Schleifzwecke verwendet wird; und der im wesentlichen aus einem wassergekühlten Eisenbehälter ohne Ausfütterung besteht. Das Schmelzen erfolgt zunächst durch einen elektrischen Lichtbogen zwischen zwei oder mehreren in den Behälter eingebrachten Elektroden, und wenn ein Bad von geschmolzenem Material vorhanden ist, dient der Widerstand dieses Bades gegen den Durchgang des elektrischen Stromes zur Erzeugung der notwendigen Wärme. Das Material wird allmählich eingeführt, und die Elektroden werden in dem Maße angehoben, wie die Schmelze ansteigt.
Das Gut wird zu einer Temperatur erhitzt, welche beträchtlich über seinem Schmelzpunkt liegt, und wird dann in aus körnigem feuerfesten Material bestehende Formen gegossen.
An Stelle des Einbringens des geschmolzenen feuerfesten Stoffes in die Formen ist es auch- möglich; den Ofen selber als Form zu verwenden, es ist dann erwünscht, ihn mit einem sehr leichten Überzug aus feuerfestem Material auszufüttern.
Die Formstücke können für eine weitere. Wärmebehandlung in der Form belassen werden oder; insbesondere bei Metallformen, kurz nachdem die Außenwände des Gußstückes verfestigt sind, herausgenommen und ohne weitere Stütze geglüht werden.
Feuerfeste Gußstücke aus Magnesia und Tonerde, bei welchen diese besondere Kristallstruktur vorherrscht, sind wesentlich widerstandsfähiger gegen plötzliche Temperatur-Wechsel als die bisher hergestellten feuerfesten Gußstücke, außerdem sind sie chemisch verhältnismäßig neutral, so daß sie ein sehr weites Anwendungsgebiet besitzen einschließlich derjenigen Fälle, bei denen feuerfeste Gußstücke gegen Schlackeneinwirkungen widerstandsfähig sind, jedoch bisher infolge ihrer leichten Bruchneigung nicht verwendet werden konnten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Durch Gießen von schmelzflüssigen, im wesentlichen aus Tonerdeund Magnesia bestehenden Gemischen erzeugter feuerfester Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er 2 bis io°jo M-0 und 9o bis 98°!o A12 03 enthält. z. Feuerfester Körper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er in seiner Mikrostruktur aus ineinandergreifenden, spinellartigen Kristallen und kristalliner Tonerde bestellt, und daß die spinellartigen Kristalle überwiegen.