155151. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ívfényes kemencében megömlesztett alumíniumoxid tartalmú anyag olvadékából előállított test szivacsosságának és/vagy elszíneződésének csökkentésére
155151 3 4 év folyamán számos, összetételükben egymástól jelentősen különböző alumíniumoxid tartalmú, öntött tűzállókő-íéleségeket fejlesztett ki a tűzállóanyagipar. Az alumíniumoxid tartalmú kövekkel szemben támasztott különféle üzemi követelmények kielégítésének előfeltételét képező, egymástól jelentősen eltérő minőségi kívánalmaknak teljesítésére az alumíniumoxid tartalmú oxidolvadékba számos adalék bevitelét javasolták. A leggyakrabban használt adalékanyagok: Si02 , Na2 0, Cr2 0 3 , Zr0 2 , B 2 0 3 MgO és Ti0 2 . Az említett adalékanyagokat tartalmazó alumíniumoxid tartalmú kövek tulajdonságai, az adalékok célszerű megválasztásával, a felhasználók változó igényeinek megfelelően lényegesen szélesebb határok közt módosíthatók, mint a gyakorlatilag csupán alumíniumoxidból álló köveké. Az alumíniumoxid tartalmú olvadékban lévő nem kívánatos alkotók a végtermékben porozitást, rétegeződést és elszíneződést is okozhatnak, továbbá a termék felhasználásakor további zavaró mellékhatások okozói is lehetnek. Ezért olyan eljárások is ismertek, amelyek gáztfejlesztő adalékok segítségével hoznak létre az olvadék egészét átkeverő gázáramot. Az ívfényes kemencében olvasztott alumíniumoxid tartalmú öntött idomkövek anyagában esetenként kialakuló szivacsos (porózus) szövetet főképpen a kemence elektródáiból az olvadékba került széntartalom idézi elő, párosulva az olvadékban oldott gáztartalommal. A széntartalom és az alumíniumoxid tartalmú olvadék között lehetséges reakciók, pl.: A12 0 3 + 3 C «--* <2 Al + 3 CO 2 A12 0 3 + 9 C ~—• ALC 3 + 6 CO A120 3 -f AI4C3 —- <6 Al + 3 CO 3 A12 0 3 + C — 2|[A10 • A12 0 3 ] + CO 8A120 3 + 6C — 3 Al 2 0-5 A1 2 0 3 + 6 CO 6A1A + 9C — [4 Al20 3 -Al 4 C 3 ] + 6 CO 3AI20 3 + 9C — Al 2 0 3 -A] 4 C 3 + 6 CO eredményeképpen az öntött idomok anyagában teljes megdermedésükig gázok és gőzök képződnek. Ugyanígy a timföldet szennyező egyéb fémoxidok vagy a fémoxid-adalékok is létrehozhatnak ilyen reakciókat, pl.: ' Si02 + 2 C *-->- Si + 2 CO Si02 + C *-- SiO + CO Az ily módon létrejövő, valamint az olvadékban oldott gázok és gőzök eredményezik a megdermedő idoirnkövek olvadt fázisában a növekvő kristályok között elhelyezkedő buborékokat, amelyek az öntött kövek szivacsosságát okozzák. Ez a porozitás egyes kőösszetételek esetében jellegzetes, nagyrészt összefüggő hálózatként alakul ki. Olvadt üveg, salak és egyéb, a szivacsos kövekkel érintkező olvadékok és oldatok többnyire néhány centimeter mélységig behatolnak azok póruscsatornáiba. A szivacsos szövetű kövek anyaga és a korrodáló olvadék között az ily módon megnagyobbodott érintkezési felület miatt fokozódik az elhasználódás mértéke a tömör szövetű kövekéhez viszonyítva. 5 Az öntött idomkövek egyes összetételeinél észlelhető szivacsosság kialakulásának megszüntetésére irányuló találmányunk a következő 'meggondolásból indul ki: Az ívfényes kemencében előállított alumí-10 niumoxid tartalmú olvadékba bevitt, azokban megolvadva jól elegyedő és eközben legnagyobb részt 1800 C° alatti forráspontú termékek képződése közben redukálódó, oxigén tartalmú vegyületek keveréke, — célszerűen a 15 cink-, a kadmium-, a magnézium-, az ólom-, az antimon-oxidjai, vagy alumíniumoxiddal alkotott vegyületeik és/vagy 1500 C°-ig felhevítve maradéktalanul oxiddá és gázalakú bomlástermékké alakuló szervetlen-, vagy szerves sói 20 — kellő behatási idő után, jelentősen csökkentik vagy esetleg megszüntetik az alumíniumoxid tartalmú olvadékokból öntött idomkövek szivacsosságát, miáltal ezek tömörsége és térfogatsúlya megnő. 25 Az ívfényes kemencében végzett olvasztás eredményeként, főként a szén-, vagy a grafitelektrődákból eredő széntartalommal szennyezett alumíniumoxid tartalmú olvadékban a fentebb említett oxidáló adalékok közül egyesek-30 nek kiragadott példaképperii alkalmazása esetében lejátszódó, lehetséges egyenleteit az alábbiakban mutatjuk be: 6 MgO+ 3 Al2 0-5 A12 0 3 —* 6 Mg(gőz) + 35 + 8 A1 2 0 3 MgCQ, + 2 C — Mg(gőz) + 3 CO(gáz) Mg C2 0 4 • 2 H2 0 + C — Mg + C0 2 + + 2 OO 4- 2 H2 0 9 ZnO + A14 C 3 «— 9 Zn(gőz) + 2 A1 2 0 3 + 40 + 3 OOl(gáz) ZnS04 +4 i(A10-Al 2 O 3 ) — Zn(gőz) + + 6 A12 0 3 + S0 2 i(gáz) PbO + Sib2 0 5 4- 6 C *— Pb(gőz) + + 2 Sh(gőz)+6 CO(gáz) 4 3 PbS0 4 + 4 Al — 3 Pb(gőz) + 2 A1 2 0 3 + + 3 S02! (gáz) A fenti egyenletekből kitűnik, hogy a különböző adalékok redukálódásuk során az ívfényes kemence elektródáiról az alumíniumoxid tartalmú olvadékba került széntartalmat hatékonyan oxidálják. A termékek egy része gáz alakban távozik az olvadékból. Az alumíniumoxid tartalmú olvadékban képződött egyéb, redukáló hatású olvasztási terméket az oxidáló adalékok — redukeiójdk során — szintén oxidálják. A közölt és azokhoz hasonló reakciók ered-60 -menyeként az ívfényes kemencében előállított oxidolvadék széntartalma oly mértékben csökkenthető, hogy a gázfejlődés megszűnik. Az olvadék gázfejlődéstől mentes állapotának feltétele, hogy a széntartalmat lecsökkentsük. A 65 széntartalom kielégítő mértékű csökkenése csak 2
