DE3240732A1

DE3240732A1 - Zusammengesetzter feuerfester gegenstand und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE3240732A1
Application number: DE19823240732
Authority: DE
Inventors: Pierre 6001 Charleroi Deschepper; Pierre 1400 Nivelles Robyn
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1981-11-05
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1983-05-11
Also published as: BE894868A; FR2515546B1; GB2109099B; IT1156539B; SE8206277L; FR2515546A1; US4497473A; IT8268250A0; JPS58104074A; GB2109099A; CA1202464A; SE8206277D0; SE453467B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten feuerfesten Gegenstandes mit einer Durchflußöffnung, durch welche ein Strom eines geschmolzenen Metalls geleitet werden kann und welcher aus einem ersten Körper eines feuerfesten Materials besteht, welcher die Oberfläche des Durchgangs bestimmt, wobei ein derartiger erster Körper mit einem zweiten Körper aus einem feuerfesten Material verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner zusammengesetzte feuerfeste Gegenstände der erwähnten Art.

Derartige, die Erfindung betreffende zusammengesetzte feuerfeste Gegenstände sind nützlich als Teile von Anschlußstücken bzw. als Anschlußstücke für in der Metallurgie verwendete Vorrichtungen und insbesondere für Vorrichtungen, die im Gießerei-Betrieb Verwendung finden. Derartige Gegenstände enthalten Teile, welche zur Leitung oder Steuerung des Stroms aus geschmolzenem Metall verwendet werden, wie beispielsweise Schieberplatten und Sammeldüsen (Sammelansatzrohre) von Absperrschiebern .

Ein im Gießerei-Betrieb auftretendes Problem besteht im Verschleiß des feuerfesten Materials durch den Strom eines geschmolzenen Metalls, der an dem Material vorbeifließt. Beispielsweise ist es bekannt, eine Absperrschieberplatte auf Magnesiumoxid-Grundlage zur Steuerung des Stroms von geschmolzenem Stahl aus einem Tiegelschmelzofen zu verwenden, aber im allgemeinen muß die Schieberplatte jedesmals wenn der Tiegelschmelzofen gefüllt wird, ersetzt werden, da der Ausfluß des Stahls durch die Durchflußöffnung in der Schieberplatte diese Öffnung vergrößert und unregelmäßig macht. Nach Gebrauch werden derartige Schieberplatten ausrangiert. Es ist ebenfalls bekannt, derartige anfällige feuerfeste Teile aus einem höherwertigen feuerfesten Material, wie

beispielsweise aus Aluminiumoxid, herzustellen, aber dieses ist teuer. Es ist ebenfalls bekannt, Einsätze aus hochwertigem feuerfesten Material, beispielsweise aus Zirkonoxid in Körper aus einem feuerfesten Material an derem anfälligsten Bereich anzukleben. Das ist in der Praxis unvorteilhaft, da der Einsatz und der verbleibende feuerfeste Körper sorgfältig in Form und Größe zusammenpassen müssen.

Ferner ist es durch die britische Patentanmeldung Nr. GB 2 065 278 A von. Flogates Limited bekannt, einen feuerfesten Gegenstand mit einem Oberflächenbereich auszubilden, welcher im Betrieb in Kontakt mit dem Strom des geschmolzenen Metalls ist und welcher einen integrierten zusammengesetzten Körper aufweist mit einem ersten feuerfesten Teil, das den Oberflächenbereich bildet, mit einem mulden- oder becherartigen Metallbelag, der das erste feuerfeste Teil umfaßt und mit einem zweiten feuerfesten Teil als Reserve, daß das erste feuerfeste Teil mit dem einfassenden Belag unterstützt, wobei das erste feuerfeste Teil aus einem höherwertigeren feuerfesten Material besteht als das zweite feuerfeste Teil. Diese Flogates Anmeldung offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung derartiger feuerfester Gegenstände, das aus den Stufen besteht:

(i) Ausbildung eines ersten Formenraumes aus einem mulden- oder becherförmigen Metallbelag und einem Gegenstück nach Art eines Dauerformteils, dessen Form ein Negativ des Oberflächenbereiches ist;

(ii) Ausfüllen des ersten Formenraumes mit einer formbaren feuerfesten Masse und wenigstens teilweiser Aushärtung der Masse;
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(iii) Zusammenbau des Belags und darin Ausformung eines zweiten Formenraumes, der aus den Gegenstücke bildenden Formteilen gebildet ist;

(iv) Ausfüllung des zweiten Formenraumes mit einer zweiten feuerfesten Masse, welche von geringerer Güte ist als die erste Masse; und

(v) Aushärtung der zweiten Masse und Aushärten ebenfalls der ersten Masse, wenn diese noch nicht vollständig ausgehärtet ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches alternatives Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Gegenstände zu schaffen, welches gewisse Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren aufweist, und auf das im Laufe der Beschreibung Bezug genommen wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten feuerfesten Gegenstands geschaffen, der eine Durchflußöffnung aufweist, durch welche ein Strom eines geschmolzenen Metalls geleitet werden kann und welcher aus einem ersten Körper aus feuerfestem Material besteht, welcher die Oberfläche des Durchgangs bestimmt, wobei der erste Körper mit einem zweiten Körper aus feuerfestem Material verbunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Stufen, daß ein derartiger zweiter Körper vorgesehen ist, der einen Durchgang aufweist, dessen Querschnittsfläche größer ist als die Querschnittsfläche der Durchflußöffnung, daß innerhalb dieses Durch-. gangs ein erster Körper aus einem feuerfesten Material vorgesehen wird, der die Oberfläche der Durchflußöffnung bestimmt, und daß der erste Körper in dem größeren

Durchgang ausgeformt wird indem sein feuerfestes Material dazu gebracht wird, sich mit dem zweiten Körper durch Verschmelzung oder teilweiser Verschmelzung in situ zusammenzukleben und zu verbinden.

Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren weist die Vorteile auf, daß es sowohl bei der Herstellung neuer feuerfester Gegenstände als auch bei der Überholung oder der Ausbesserung gebrauchter feuerfester Gegenstände angewendet werden kann. Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren ist auch besonders einfach und vorteilhaft in der Anwendung, da die Oberfläche des ersten feuerfesten Körpers bei der Durchführung eines derartigen Verfahrens sich dem zweiten feuerfesten Körper anpaßt, ohne daß irgendwelche spezielle Formverfahren erforderlich sind.

Der Ausdruck "Verschmelzung oder teilweise Verschmelzung feuerfesten Materials", der hier verwendet wird, beschreibt ein Verfahren, in dessen Verlaufe das Material vollständig in der flüssigen Phase ist oder bei dem die Teilchen des feuerfesten Materials im wesentlichen mindestens an der Oberfläche alle geschmolzen sind, so daß sie nach der Abkühlung eine verschmolzene zusammenhängende Masse bilden. Eine derartige Schmelzverbindung unterscheidet sich von der reinen Sinterung, bei welcher ein verdichtetes Pulver erhitzt wird auf eine Temperatur, die niedriger ist als die Temperatur, die erforderlich ist, um die flüssige Phase zu erbringen, aber hoch genug, daß eine Festkörperreaktion oder eine Interkristallisation stattfinden kann, und von anderen Verbindungstechniken, in welchen feuerfeste Teilchen unverschmolzen in einer Bindemittelmatrix gebunden werden, wobei eine derartige Matrix selbst geschmolzen sein kann oder nicht. In den wichtigsten Ausführungsformen der Erfindung ist der erste feuerfeste Körper zusammen-

-ΙΟΙ gesetzt aus geschmolzenem oder teilweise geschmolzenem feuerfestem Material. Die innere Struktur eines derartigen ersten feuerfesten Körpers, welcher geschmolzen oder teilweise geschmolzen ist, zusammen in Übereinstimmung mit den bevorzugten Merkmalen der Erfindung, ist verschieden von denen eines gesinterten Körpers oder eines Körpers, der aus ungeschmolzenen feuerfesten Teilchen in einer Bindemittelmatrix besteht, und weist besonders für diese Zwecke bedeutende Vorteile auf, hinsichtlich dessen, daß das Gefüge hochfest zusammenhängend und . widerstandsfähig gegenüber einer Abnutzung durch geschmolzenes Metall ist.

Es ist insbesondere von großem Vorteil, daß der erste feuerfeste Körper als ein relativ hochwertiger feuerfester Körper ausgebildet ist und daß der zweite feuerfeste Körper als niedrigwertigerer feuerfester Körper ausgebildet ist. Die Ausdrücke hochwertig und niedrigwertigerer feuerfest werden hier verwendet, um die relativen Grade des Widerstands gegenüber Abnutzung bei hohen Temperaturen zu bezeichnen. Im allgemeinen steigen die Kosten eines feuerfesten Körpers mit dem Ansteigen der Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung bei hohen Temperaturen. Deshalb zeigt die Annahme dieses Merkmals den bedeutenden Vorteil der erhöhten Kostenleistung, da der relativ kostspielige hochwertige erste feuerfeste Körper Bereiche des zusammengesetzten feuerfesten Gegenstandes bildet, welche der Abnutzung am meisten ausgesetzt sind, während dieser Körper durch einen niedrigwertigeren und weniger kostspieligen zweiten feuerfesten Körper abgestützt wird.

Vorzugsweise wird der erste feuerfeste Körper durch eine Spritztechnik ausgebildet. Ein derartiges Spritzen kann ein Plasma-Spritz-Verfahren sein, aber ein derartiger Körper ist vorteilhafterweise durch Flamm-

spritzen einer Mischung aus exothermisch oxidierbarem Material und anderer Materialien ausgebildet, um eine zusammenhängende feuerfeste Masse zu bilden. Das ist ein sehr einfacher und geeigneter Weg zur Herstellung eines feuerfesten Körpers in situ auf einem anderen feuerfesten Körper und kann beispielsweise durchgeführt werden unter Verwendung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, wie sie in den GB-Psen 1 330 894 und 1 330 895 von Glaverbel beschrieben sind.

Ein derartiges oxidierbares Material wird vorteilhafterweise in Form von Teilchen gespritzt, welche eine Durchschnittsgröße von weniger als 50 μια und vorzugsweise von weniger als 10 μΐη aufweisen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann dieses oxidierbare Material vorteilhafterweise in Form von Teilchen gespritzt werden, welche eine spezifische Oberfläche von mindestens 500 cm²/g und vorzugsweise von mindestens 3000 cm²/g aufweisen. Diese Merkmale fördern schnell und zuverlässig die Verbrennung des oxidierbaren Materials.

Das andere Material wird vorteilhafterweise in Form von Teilchen gespritzt, welche eine Durchschnittskorngröße unter 500 um aufweisen.

Das oxidierbare Material kann vorteilhafterweise zumindest zum Teil aus einem Metall oder Metalloid bestehen, das bevorzugt aus nachstehender Gruppe ausgewählt ist: Aluminium, Magnesium, Silizium, Zirkon, und Mischungen von zwei oder mehreren derartiger Materialien. Andere oxidierbare Materialien, welche verwendet werden können, enthalten Calcium, Mangan und Eisen.

Vorteilhafterweise macht das brennbare Material weniger als 35 Gew.-% der gespritzten Mischung aus. Der

erforderliche Anteil brennbaren Materials hängt natürlich u.a. von der Höhe der Hitze ab, welche bei der Verbrennung entwickelt werden muß und die verwendeten Verhältnisse müssen für diesen Zweck ausreichend sein. Ein anderer zu berücksichtigender Faktor ist jedoch die Menge der unverbrannten brennbaren Substanz (soweit vorhanden), die in dem gebildeten feuerfesten Körper verbleibt. Insbesondere wenn ein brennbares Metall verwendet wird, ist es wünschenswert, daß das ganze Metall verbrannt wird, da die Oxide im allgemeinen bessere feuerfeste Eigenschaften als das Metall aufweisen. Die Verwendung von überschüssigem Metall trägt unnötig zu Kosten bei und kann ein minderwertiges Produkt erbringen.

Das andere Material kann vorzugsweise eins oder mehrere von Zirkonoxid, Zirkon, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Chrom-Magnesiumoxid, Magnesiumoxid sein, welche alles hoch-feuerfeste Materialien sind.

Es ist ersichtlich, daß die Auswahl der Materialien zur Herstellung des ersten feuerfesten Körpers die Güte der Verbindung zwischen diesem Körper und dem zweiten feuerfesten Körper in Abhängigkeit von dem Material, aus welchem der zweite Körper hergestellt ist, erbringt. Es ist ebenfalls wünschenswert, die ersten und zweiten feuerfesten Materialien so auszuwählen, daß ihre Koeffizienten der Wärmeausdehnung ähnlich sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere nützlich in der Herstellung zusammengesetzter feuerfester Gegenstände, wobei der erste feuerfeste Körper in einer Absperrschieberplatte ausgebildet ist. Eine derartige Platte kann eine Gleitplatte sein oder eine Platte, gegenüber welcher die Gleitplatte verschoben wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine Schieberplatte eine integrierte Sammeldüse aufweisen, welche zumindest teilweise durch den ersten feuerfesten Körper abgedeckt ist.

Es ist in der Praxis besonders vorteilhaft, den ersten feuerfesten Körper auszuformen und anschließend auszubohren, um die Durchflußöffnung zu schaffen.

jQ Wie vorstehend ausgeführt, ist die Erfindung nicht nur anwendbar bei der Herstellung neuer feuerfester Gegenstände, sondern sie ist ebenfalls von Wert bei der Wiederherstellung oder Ausbesserung gebrauchter feuerfester Gegenstände und einige Ausführungsformen der Erfindung weisen die bevorzugten Merkmale auf, daß der erste feuerfeste Körper in einem Loch ausgebildet wird, welches durch Entfernung von Material rund um die Durchflußöffnung des gebrauchten feuerfesten Gegenstandes ausgebildet wird.

Die Erfindung umfaßt einen zusammengesetzten feuerfesten Gegenstand, der durch das vorstehend gekennzeichnete Verfahren hergestellt wird.

Die Erfindung umfaßt ebenfalls zusammengesetzte feuerfeste Gegenstände, welche eine Durchflußöffnung aufweisen, durch welche ein Strom eines geschmolzenen Metalls geleitet werden kann und welche aus einem ersten Körper aus feuerfestem Material' bestehen, welcher die Oberfläche des Durchgangs bildet, wobei der erste Körper mit einem zweiten Körper aus feuerfestem Material verbunden ist. Ein derartiger erfindungsgemäßer Gegenstand ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper innerhalb eines Durchgangs ausgebildet ist, der in dem zweiten Körper vorgesehen ist, wobei die Querschnittsfläche des Durchgangs größer ist als die der Durchfluß-

Öffnung und wobei der erste Körper mit dem zweiten Körper durch Verschmelzung oder teilweiser Verschmelzung in situ zusammenklebt und verbunden ist.

Der erste feuerfeste Körper ist vorzugsweise zusammengesetzt aus geschmolzenem oder teilweise geschmolzenem feuerfesten Material.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der erste feuerfeste Gegenstand aus einem relativ hochwertigen feuerfesten Körper und der zweite Körper ist ein niedrigwertigerer feuerfester Körper.

Der erste feuerfeste Körper enthält vorzugsweise eins oder mehrere Materialien aus Zirkonoxid, Zirkon, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Chrom-Magnesiumoxid, Magnesiumoxid.

Vorzugsweise sind die Materialien der ersten und zweiten feuerfesten Körper an einer Grenzschicht ineinander verschmolzen. Vorteilhafterweise umgibt der erste feuerfeste Körper eine Durchflußöffnung in einer Absperrschieberplatte und in einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Schieberplatte eine integrierte Sammlerdüse auf, welche zumindest teilweise durch den ersten feuerfesten Körper abgedeckt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt einen Absperrschieber am Boden eines Schmelztiegelofens,

Fig. 2 zwei Stufen bei der Ausbesserung einer gebrauchten Absperrschieberplatte und

Fig. 3 eine weitere Stufe in der Herstellung einer

Absperrschieberplatte gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt die Sohle 1 eines Schmelztiegelofens, die mit einer öffnung 2 zum Gießen von in dem Ofen enthaltenen Metalls versehen ist. Die öffnung 2 ist verschließbar durch einen Absperrschieber, der aus einer Schieberplatte 3 und einer zweiten Platte (Düsenplatte) 4 besteht, welche eine integrale Sammeldüse 5 aufweist.

2Q Die Schieberplatte 3 ist ein zusammengesetzter feuerfester Gegenstand, der aus einem ersten feuerfesten Körper in der Form eines hohlen Stopfens 6 besteht, welcher die Durchflußöffnung 7 bildet und welcher durch einen zweiten feuerfesten Körper 8 abgestützt wird, der den

^g Hauptteil der Schieberplatte darstellt. Die Düsenplatte 4 ist ebenfalls ein zusammengesetzter feuerfester Gegenstand und besteht aus einem ersten feuerfesten Körper 9 in Form einer Buchse für die Durchflußöffnung 10 durch einen zweiten feuerfesten Körper 11, der die Düsenplatte 4 mit seiner integrierten Sammeldüse 5 darstellt. -

Der hohle Stopfen 6 oder die Buchse 9 sind aus relativ hochwertigem feuerfesten Material geformt und in situ ausgebildet in dem Durchgang in dem zweiten feuerfesten Körper 8 bzw. 11 der entsprechenden Schieberplatte 3 bzw. 4 derart, daß er mit dem zweiten feuerfesten Körper 6 durch Verschmelzung oder teilweiser Verschmelzung zusammenklebt und verbunden ist. Ein

zweiter
derartiger/feuerfester Körper ist aus niedrigwertigerem feuerfesten Material ausgebildet. Eine derartige in situ Ausbildung neigt dazu, eine IneinanderSchmelzung der feuerfesten Materialien an der Grenze zwischen den feuerfesten Körpern 6 und 8 oder 9 und 11 zu bewirken.

Zusätzlich können der hohle Stopfen 6 oder die Buchse aus feuerfestem Material bestehen, welches geschmolzen oder teilweise geschmolzen und mit dem entsprechenden zweiten feuerfesten Körper 8 oder 11 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt eine Stufe in der Ausbesserung einer gebrauchten Schieberplatte 12 eines Absperrschiebers. Die Schieberplatte 12 bestand ursprünglich aus einem einzigen feuerfesten Körper, der mit einer in unterbrochenen Linien dargestellten Durchflußöffnung 13 versehen war. Während des Gebrauchs wurde die Durchflußöffnung 13 infolge der Abnutzung des Materials vergrößert, wie auf der rechten Seite der Fig. 2 dargestellt ist. Diese Abnutzung ist besonders stark an den Enden der Durchflußöffnung 13. Um diese Schieberplatte 12 auszubessern, wird zusätzlich feuerfestes Material rund um die Durchflußöffnung 13 entfernt, um einen vergrößerten Durchgang 14 zu schaffen, dessen Umriß in ausgezogenen Linien links in der Figur und in unterbrochenen Linien rechts in der Figur dargestellt ist. Es ist zu ersehen, daß das Profil des vergrößerten Durchgangs 14 abgestuft ist, um eine Schulter 15 auszubilden, welche eine zusätzliche mechanische Stütze für den feuerfesten Stopfen bildet, der in den vergrößerten Durchgang einzubringen ist. Als Alternative dazu kann zur Ausbildung einer derartigen Unterstützung das Profil des Durchgangs 14 konisch ausgebildet sein. Natürlich kann ein Teil des Profils, wenn gewünscht, konisch wahlweise abgestuft ausgebildet sein.

Nach der Ausbildung des Durchgangs 14 wird dieser mit einem Stopfen 16 (Fig. 3) aus feuerfestem Material gefüllt, so daß die Schieberplatte aus einem ersten und einem zweiten feuerfesten Körper 16, 17 besteht. Bei der normalen Herstellung kann der Stopfen 16 nach der Ausbildung über die Oberfläche des zweiten feuerfesten

Körpers 17 hervorstehen. In einem solchen Fall ist eine spanabhebende Bearbeitung erforderlich, um die Schieberplatte 12 mit einer flachen Oberfläche auszubilden. Nach der Ausformung des Stopfens 16 wird diese ausgebohrt/ um eine DurchflußÖffnung, wie die Durchfluß-Öffnung 7 in der Schieberplatte 3 von Fig. 1, zu schaffen. Um die Unterseite des Stopfens 16 eben auszubilden, wird eine Formplatte 18 aus feuerfestem Material, wie beispielsweise aus Siliziumoxid oder einem geeigneten Metall, gegen die Unterseite der Gleitplatte 12 vor der Ausformung des Stopfens angeordnet.

Um den Stopfen 16 auszubilden, ist insbesondere die Vorrichtung, die in der GB-PS 1 330 895 von Glaverbel beschrieben ist, zu verwenden, d.h. eine Vorrichtung zum Flammspritzen einer Mischung aus feinen Teilchen, welche brennbare (d.h.'Metall oder Metalloid) Teilchen und Teilchen eines anderen Materials wie feuerfeste Oxidteilchen enthält, um die verbundene feuerfeste Masse zu bilden.

Es ist natürlich ersichtlich, daß der Stopfen 16 von Fig. 3 gleichermaßen gut in einem ungebrauchten Körper aus feuerfestem Material ausgebildet werden kann und daß eine Düsenplatte, wie die Platte 4 von Fig. 1, gleichermaßen in ähnlicherpeise hergestellt oder ausgebessert werden kann.

Beispiel 1

Um einen Stopfen in einem Körper aus feuerfestem Basismaterial auszubilden, welches hauptsächtlich Magnesiumoxid enthält, wurde eine Mischung aus Teilchen vorbereitet und in ein Loch geschleudert, das in basisbildendem,feuerfesten Material ausgebildet war, wobei die Vorrichtung, die in der GB-PS 1 330 895 beschrieben ist,

-18-verwendet wurde.

Der feuerfeste Körper wurde auf 500⁰C erwärmt.

Die Teilchenmischung wurde in einer Menge von 20 kg/Std. in einem Sauerstoffstrom von 13000 1/Std. geschleudert und hatte folgende Zusammensetzung in Gewichtsteilen: ZrO_ 4 5 %, SiO₂ 28 %, Al₂O₃ 15 %, Si 12 %. Die Siliziumteilchen hatten eine maximale durchschnittliche Korngröße von 10 ρ und eine spezifische Oberfläche von 5000 cm²/g und die anderen Teilchen hatten eine maximale Durchschnittskorngröße von 500 μΐη. Die Verbrennungshitze des Siliziums war ausreichend, um zumindest die Oberfläche der anderen Teilchen zu schmelzen, so daß ein zusammenklebender Stopfen aus feuerfestem Material gebildet wurde, welcher mit dem feuerfesten Körper aus Magnesiumoxid zusammengeschmolzen und direkt verbunden wurde.

Beispiel 2

In einer Variante zu Beispiel 1 wurden die Oxidteilchen der geschleuderten Mischung ersetzt durch ZrO„ (50 Gew.-° der Mischung) und Al₃O₃ (38 %).

Beispiel 3

Um einen Stopfen in einem feuerfesten Basisblock auszubilden, der hauptsächtlich aus Magnesiumoxid bestand, wurde eine Anfangsmischung feinst unterteilter Teilchen, bestehend aus 40 % MgO, 40 % ZrO₃ und 20 % Silizium in einer Menge von 0,7 kg/Min. in einem Sauerstoffstrom von 240 l/Min, geschleudert.

Der Block wurde auf eine Temperatur von ungefähr 500°C erwärmt.

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Es wurde wiederum eine zusammenhängende Masse zusammengeschmolzenen feuerfesten Materials erhalten.

Als Variante dieses Beispiels war eine geringe Menge SiO- in der Anfangsmischung enthalten.

Beispiel 4

Um einen Stopfen in einem feuerfesten Basisblock auszubilden, der hauptsächlich aus Magnesiumoxid bestand, wurde eine Anfangsmischung aus fein unterteilten Teilchen, bestehend aus 60 % Gewichtsanteile Chrom-Magnesiumoxid, 20 % ZrO₂ und 20 % brennbaren Materials in einer Menge von 0,7 kg/Min, in einem Sauerstoffstrom von £5 240 l/Min, geschleudert. Das verwendete brennbare Material war Silizium und der Block wurde vor dem Spritzen auf eine Temperatur von 500 ⁰C erwärmt.

Beispiel 5

Ein feuerfester Basisblock wurde durch Schleudern mit einer Menge von 0,7 kg/Min, in einem Sauerstoffstrom von 220 l/Min, durch eine Mischung von fein unterteilten Teilchen verstopft, welche enthielt 15 % Gewichtsanteile Al₃O₃, 12 % SiO₂, 60 % ZrSiO₄ und 13 % brennbares Material.

Der Block wurde auf 500⁰C erwärmt. 30

£0 Leerseite

Claims

MÜLLEB- BOEE · DEUFEL -SCHOJSf "'HEETEL PATBSIANWÄME PATENT ATTOHNETS DR. WOLFGANG MOlLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. □B. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS. D/Ot/sc - G 3226 GLAVERBEL, Brüssel /Belgien Zusammengesetzter feuerfester Gegenstand und Verfahren zur Herstellung desselben Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten feuerfesten Gegenstands mit einer Durchflußöffnung, durch welche ein Strom geschmolzenen Metalis geleitet werden kann, wobei der feuerfeste Gegenstand aus einem ersten Körper eines feuerfesten Materials besteht, welcher die Oberfläche der öffnung darstellt und wobei der erste Körper mit einem zweiten Körper aus einem feuerfesten Material verbunden ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensstufen, daß der zweite Körper mit einem Durchgang versehen ist, dessen Querschnittsfläche größer ist als die Durchflußöffnung, daß innerhalb des Durchgangs der erste Körper aus feuerfestem Material vor-

SMUNCHENSS₁SIEBERTSTr^ ■ POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 4740 OS · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24

gesehen wird, durch welchen die Oberfläche der Durchflußöffnung bestimmt ist, und daß der erste Körper in dem größeren Durchgang geformt wird, indem sein feuerfestes Material dazu gebracht wird, mit dem zweiten Körper durch Verschmelzung oder teilweiser Verschmelzung in situ zusammenzukleben und zu verbinden,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper aus geschmol-

jQ zenem oder teilweise geschmolzenem feuerfesten Material zusammengesetzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste feuerfeste Körper als 5 relativ hochwertiger feuerfester Körper ausgebildet ist und daß der zweite Körper als geringwertigerer feuerfester Körper ausgebildet ist.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper durch eine Spritztechnik ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper durch Flammspritzen einer Mischung aus exothermisch oxidierbarem Material und anderen Materialien ausgebildet ist, so daß eine zusammenhängende feuerfeste Masse gebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Material in Form von Teilchen gespritzt wird, welche eine Durchschnittsgröße von weniger als 50 μκι und vorzugsweise von weniger als 10 ρ aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Material in Form von

Teilchen gespritzt wird, welche eine spezifische Oberfläche von mindestens 500 cm²/g und vorzugsweise von mindestens 3000 cm²/g aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Material in Form von Teilchen mit einer Durchschnittsgröße unter 500 lim gespritzt wird.

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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Material mindestens zum Teil aus einem Metall oder Metalloid besteht und vorzugsweise aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Aluminium, Magnesium, Silizium, Zirkon und

■^5 Mischungen aus zwei oder mehreren derartiger Materialien.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Material in einem Gewichtsanteil von weniger als 35 % der gespritzten Mischung verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Material eins oder mehrere von Zirkonoxid, Zirkon, Siliziumoxid, AIuminiumoxid, Chrom-Magnesiumoxid, Magnesiumoxid enthält.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper in einer Absperrschieberplatte ausgebildet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte eine integrierte Sammeldüse (Sammelansatzrohr) aufweist und wenigstens teilweise durch den ersten feuerfesten Körper abgedeckt ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper ausgeformt und anschließend aufgebohrt wird, um die Durchflußöffnung zu bestimmen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper in einem Loch ausgeformt wird, welches durch Entfernung von Material rings um eine Durchfluß-Öffnung eines gebrauchten feuerfesten Gegenstands ausgebildet ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten feuerfesten Gegenstandes nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wie im wesentlichen hierin beschrieben.

17. Zusammengesetzter feuerfester Gegenstand hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

18. Zusammengesetzter feuerfester Gegenstand mit einer Durchflußöffnung,durch welche ein Strom eines geschmolzenen Metalls geleitet wird und welcher aus einem ersten Körper eines feuerfesten Materials besteht, welcher die Oberfläche der Öffnung bestimmt, wobei der erste Körper mit einem zweiten Körper aus feuerfestem Material verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper innerhalb eines Durchgangs in dem zweiten Körper ausgeformt ist, wobei die Querschnittsfläche des Durchgangs größer ist als die Querschnittsfläche der Durchflußöffnung, und daß der erste Körper zusammenklebt und verbunden ist mit dem zweiten Körper durch Verschmelzung oder teilweiser Ver-Schmelzung in situ.

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19. Gegenstand nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper aus geschmolzenem oder teilweise geschmolzenem feuerfesten Material zusammengesetzt ist.

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20. Gegenstand nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper ein relativ hochwertiger feuerfester Körper ist und daß der zweite Körper ein geringwertigerer feuerfester Körper ist.

21. Gegenstand nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Körper eines oder mehrere von Zirkonoxid, Zirkon, Silizium-

^g oxid, Aluminiumoxid, Chrom-Magnesiumoxid, Magnesiumoxid enthält.

22. Gegenstand nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch· gekennzeichnet, daß der erste feuerfeste Kör-P^er eine Durchflußöffnung in einer Absperrschieberplatte umschließt.

23. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte eine integrierte Sammeldüse (Sammelansatzrohr) aufweist/die wenigstens teilweise durch den ersten feuerfesten Körper abgedeckt ist.

24. Gegenstand nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der feuerfesten Körper an einer Grenzschicht einander völlig durchdringen.