168309. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olvasztott tűzállóanyag előállítására
3 168309 4 nium-oxid és szilícium-dioxid, tartalmú olvasztott tűzállóanyag esetében is, amelynél a cirkónium tartalom 15-60% (1 220 311 NSZK lsz. szabadalmi leírás), valamint a korund, spinell- és földalkáli -oxid tartalmú olvasztott tűzálló anyag esetében (1 250 331 5 lsz. NSZK szab. leírás). Ezekben az esetekben is fellépnek mindazok a nehézségek, amelyekre fentebb már rámutattunk. További hátránya ennek az eljárásnak, hogy az így előállított tűzálló anyag cirkóniumoxidot „izzad ki" szövetszerkezetből és ez kedvezőt- ig len hatást gyakorol a vele érintkező üvegolvadék minőségére. A hagyományosan öntött korund kövek szerkezetének jellegzetessége, hogy a köveknek az öntőformával érintkező külső része tömör, kisméretű kristályok- 15 ból áll, még a belső része nagykristályokból épül fel és kisebb-nagyobb üregeket, pórusokat tartalmaz. A két rész jól definiált felülettel különül el egymástól. A belső részben nagy belső feszültségek vannak, amelyek az öntött köveket törékennyé is teszik. 20 A találmány célja az (15%-nál nagyobb mennyiségű) alumíniumoxidot tartalmazó olvasztott tűzálló anyagok textúrájának egyenletesebb kialakítását, az átlagos egyedi kristályméret csökkentését, az amorf fázis tartalom csökkentését és így az olvasztott 25 tűzálló anyagok élettartamának növelését, valamint ütésszilárdságának, kopásállóságának javítását eredményező módszer kidolgozása adalékanyagok alkalmazásával és szükség szerint az öntéstechnika fejlesztése útján. 30 Kísérleteink során a fluorvegyületek illékonyságának csökkentése érdekében a fluor nagyobb kötéserővel rendelkező alumínium-oxid-fluorid alakban adagolva arra az előre nem látható, meglepő eredményre jutottunk, hogy az öntött kádkő szövetszer- 35 kezetének egyenletessége megnőtt, a kisméretű finom és durvaelosztású szerkezeti részeket elválasztó határfelület megszűnt, miáltal a kő ütőszilárdsága és kopásállósága jelentősen megnőtt. Ezenkívül azonos öntési viszonyok mellett növekedett az előállított 40 idom térfogatsúlya is azonos kémiai összetétel mellett. Hasonló eredményre jutottunk akkor is, ha cirkónium-alumínium-oxifluoridot adagoltunk az alapanyagba. Ez különösen akkor volt célszerű, ha cirkónium-oxid tartalmú olvasztott tűzálló anyagot 45 állítottunk elő. Hasonló jellegű hatást tapasztaltunk akkor is ha az alapanyagba fémport adagoltunk. A tűzálló anyag minősége még tovább volt javítható, ha az alumínium-oxid-fluorid és magas olvadáspontú fémport adagolását kombináltuk. Előnyösnek 50 mutatkozott, ha az olvadékba az ívfénykemencében, vagy az öntőformában nitrogén tartalmú gázt fúvatnak be. Felismerésük lehetővé teszi az olvasztott korund tűzálló anyagok szerkezeti egyenletességének biztosi- 55 tását olyan adalékanyagok alkalmazása nélkül is, mint pl. nátrium- vagy kálium-oxid, amelyek az olvasztott tűzállóanyagok olvadáspontját, korrózióállóságát és kopásállóságát csökkentik. Megjegyezzük, hogy a nagy olvadáspontú fémek 60 adagolása nem analóg a szilikátolvadékok kristályosodásának nukleátorokkal történő elősegítésével, mert ezekben az esetekben a nukleátor hatású anyag előbb homogén módon oldódik az olvadékban és csak alacsonyabb hőmérsékleten végzett hőkezelés hatá- 65 sara válik ki a homogén olvadékból. A magas olvadáspontú fémek (p. W vagy MO stb.) nem oldódnak fel a korund, vagy cirkonkorund vagy spinelles összetételű olvadékban és így nem is válnak ki abból, a W vagy megmarad fém wolframként, vagy a találmány szerinti eljárás során, ha nitrogén tartalmú gázok befúvásával kezeljük az olvadékot, nitrifikálódik és wolframnitrid illetve-oxid-nitrid=alakjában lesz jelen az olvadékban. A találmány szerint gyártott kádkövek minőségét összehasonlítottuk a hagyományos kádkövek minőségével. 1 m magasból ingpályán ejtett 5 kg-os súlyú vasgolyóval a hagyományos módon készített kövek 5-8 ütést bírtak ki, repedés illetve törés nélkül. Az oxid-fluoridos kövek 14—16, az oxid fluoridos és wolfram adalékos kövek 18-21 ejtést álltak ki repedés nélkül. A kopásállóság üzemi igénybevétel mellett vizsgáltuk. Csúsztatás hatására a hagyományos kövek kopása 1 év alatt 2 mm volt, az oxifluoridos köveké 0,4 mm. így az oxid-fluorid és wolfram adalékos kövek élettartama az ötszörösére nőtt. Az olvadékkal szembeni ellenálló képessége. Dietzel kemencében vizsgálva, minimum, 35%-kal nagyobb ellenálló képesség adódik. Azonos olvasztási és öntési módszerrel hasonlítva össze korund öntésnél a találmány szerinti eljárást a hagyományossal a 300 X 400 X 500 mm-es idomtérfogatsúlya 2,9 kp/cm3-ről, 3,2 kp/dm 3 -re ill. e fölé növekedett. A találmány szerint alumínium-oxid, továbbá cirkon-oxid, magnézium-oxid, és króm-oxid tartalmú olvasztott tűzálló anyag előállításánál úgy járunk el, hogy az alumínium-oxidhoz legalább 10% mennyiségű alumínium-oxidfluorid és/vagy cirkónium-alumíniumoxid-fluorid és/vagy 0,01%-tól 0,8%-ig terjedő mennyiségben 1700 °C feletti olvadáspontú fémport vagy oxidjainak kivételével fém vegyületeinek porát adagoljuk, nyers keveréket készítünk, melyhez az alapkeverék súlyára számítva max. 10% mennyiségben további adalékokat: BaO, ZnO, Zr02 CaO, CoO, Cr2 0 3 ,MgO, SrO, Si0 2 , Th0 2 , V 2 O s , és W0 3 , és legfeljebb 5% mennyiségben, de ezt 2% mennyiségű borsavat és alkáli oxidot adunk hozzá, amelyeket összekeverésük után ívfénykemencében megolvasztjuk, az olvadékot formába öntjük mimellett a kívánt esetben az olvadékba nitrogén tartalmú gázt is fúvatva, majd az anyagot a formából késleltetéssel vagy késleltetés nélkül lehűtjük, vagy a formából a megdermedés után kivéve hőkezelő kemencében hűtjük le. A találmány szerint úgy is eljárhatunk, hogy legalább 10% A12 0 3 — timföld formában- és, cirkonszilikát cirkonkorund és/vagy Zr2 0 3 - beleértve az ezeket tartalmazó ásványokat is, ill. magnézium-oxid alapanyagból kiindulva a nyers keveréket 10-80% Zr02 0-45% Cr2 0 3 , 0-15% Si0 2 , 0-15% MgO, 0-10%, ZaO, BaO, W03 ZmO, CoO, Mo 2 0 3 , tartalomra állítjuk be, melyhez 5%-nál több az alumínium-oxidfluorid és/vagy cirkónium-alumínium-oxid-fluoridot és, melynek fluorid tartalma kisebb mint 6% és/vagy 0-10%-nál több célszerűen 0,8%-nál kevesebb 1700 C°-nál nagyobb olvadáspontú fémport vagy víz oldható sóit oxid kivételével adagoljuk és, amelyek összekeverése után a fentiek szerint járunk el. Az olvasztott tűzálló anyag előállítása során a találmány szerint úgy is eljárhatunk, hogy az alumí-2
