AT2295U1

AT2295U1 - Zweischichtisolierplatten zur auskleidung von speisern oder kokillenköpfen

Info

Publication number: AT2295U1
Application number: AT0068797U
Authority: AT
Original assignee: Styrokeram Ges Fuer Feuerfeste
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1998-08-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen für die Verwendung in der Metallgußtechnik. Um die Beständigkeit gegen hohen ferrostatischen Druck sowie auftretende basische Schlacke zu erhöhen ohne dabei den Transport zu komplizieren, ist vorgesehen, daß der Isolierstein aus Leichtschamotte (7) mit einem spezifischen Gewicht zwischen 0,45 g/cm3 und 0,85 g/cm3, vorzugsweise zwischen 0,55 g/cm3 und 0,65 g/cm3 besteht und an seiner dem flüssigen Stahl zugewandten Seite eine Schwerschamottplatte (6) angebracht ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen für die Verwendung in der Metallgusstechnik gemäss Anspruch 1.

In der Metallgusstechnik sind Speiser und Kokillenköpfe der Gussform direkt vor-und/oder nachgeordnet. Die Aufgabe eines Speisers oder Kokillenkopfes besteht darin, den in ihm befindlichen flüssigen Stahl länger in dieser Phase zu halten als der Stahl in der Gussform für die Erstarrung benötigt. Auf diese Weise kann die dabei auftretende Schrumpfung des erstarrenden Stahls durch den noch flüssigen Stahl im Speiser ausgeglichen werden. Die Anforderungen an solche Speiser, die hauptsächlich im Stahl- und Eisenguss Verwendung finden, sind neben einer Feuerbeständigkeit bis ca. 16000C und einer guten Isolierung auch eine hohe Festigkeit, um dem ferrostatischen Druck des Stahls standhalten zu können, wobei letztere Eigenschaft vor allem von tiefliegenden, blinden Speisern gefordert wird.

Je besser ein Speiser isoliert ist, desto kleiner baut er, da nicht soviel Wärmekapazität und damit weniger flussiger Stahl erforderlich ist, um die flüssige Phase aufrecht zu erhalten, wobei die Speisergrösse ausserdem noch vom Gewicht der zu sättigenden Gussstückzone abhängig ist.

Eine bekannte Ausführungsform zeichnet sich durch die Verwendung von harzgebundenen Platten bzw. hülsenförmigen Speisern aus feuerfesten Faserstoffen und anderen anorganischen Füllstoffen aus. Diese enthalten organische Bindemittel und haben daher den Nachteil, dass vor allem bei im Verhältnis zum Gussstück unten angeordneten tieferliegenden Speisern, die bei Gussstücken mit sehr langen Erstarrungszeiten Verwendung finden, diese dem ferrostatischen Druck des flüssigen Stahls nicht standhalten und speziell bei grösseren Speiserdurchmessern zusammengedrückt werden. Durch diesen Umstand verlieren sie einen Grossteil ihrer isolierenden Wirkung, wodurch ein ordnungsgemässes Speisen des erstarrenden Gussstückes mit flussigem Stahl nicht mehr möglich ist.

Ein weiterer Nachteil dieser harzgebundenen Speiser ist die Tatsache, dass es bei deren Einsatz zur Gasbildung in den Speisern kommt. Diese Gase reagieren mit dem Stahl und verschlechtern so dessen Werkstoffeigenschaften. Insbesonders bei blinden Speisern tritt dieser Effekt verstärkt auf, da die Gase nicht nach oben

entweichen können. Eine weitere grosse Schwierigkeit tritt beim Transport der hülsenformigen harzgebundenen Speiser auf. Bei grossen Speisern wird hier hauptsächlich Luft transportiert, was zu erhöhtem logistischen Aufwand und unnötigen Transportkosten führt.

Weiters sind Leichtschamottplatten bekannt, die um ein Holzmodell aufgebaut und dann mittels Stahlband zusammengebunden werden. Nach dem Zusammenbinden wird das Holzmodell entfernt und der fertige, zusammengebunden Speiser ist einsatzbereit. Solche Isoliersteine gibt es in begrenzter Anzahl an Grössen, wobei je nach Grösse des zu bauenden Speisers unterschiedlich viele Isoliersteine zusammengebunden werden. Nachteil solcher bisher verwendeter isolierenden Leichtschamottplatten sind jedoch deren Eigenschaften bei vorhandenem hohen ferrostatischen Druck.

Vor allem bei grossen und/oder tiefliegenden Speisern und speziell bei Vorhandensein von basischer Schlacke, die durch das Abdecken des flüssigen Stahles mit Abdeckpulver während der Abkülphase entsteht, werden die Leichtschamottplatten zusammengedrückt und verglasen und verlieren dadurch einen Grossteil ihrer isolierenden Wirkung. Dieser Umstand bewirkt, dass die Speiser sicherheitshalber grösser gebaut werden müssen und wesentlich mehr flüssiger Stahl zum Beispiel beim Nachguss erforderlich ist.

Ebenfalls bekannt sind handelsübliche mit Flugstaub oder Kieselgur gefüllte Schwerschamotthohlsteine als Speiserauskleidung. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie an den Stossflächen und den Stegen der Isoliersteine Kältebrücken aufweisen und damit die Isolierung erheblich schwächen. Die Beständigkeit gegenüber basischen Schlacken ist zwar gegeben, gelegentlich bricht jedoch der Feuerfestbetonverschluss der Hohlräume auf, wodurch flüssiger Stahl in diese Hohlräume eindringt und wiederum den Isoliereffekt wesentlich verschlechtert.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Auskleidung für Speiser vorzusehen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet, eine gute Isolierung bewirkt, sehr stabil gebaut ist und vor allem unempfindlich gegen den hohen ferrostatischen Druck sowie etwaiger auftretender basischer Schlacke ist.

Gemäss Anspruch 1 wird gegenüber harzgebundenen Hülsen eine wesentlich höhere Festigkeit erreicht. Der Speiser bleibt also auch im Falle von tiefliegenden blinden Speisern voll

funktionsfähig und wird nichL dii-ct, den hohen ferrostatischen Druck beeinträchtigt. Auch eventuell auftretende basische Schlacke beeinträchtigt die Leichtschamotte nicht, da sie durch die Schwerschamottplatte vom flüssigen Stahl getrennt ist.

Anspruch 2 definiert den Begriff Schwerschamott genauer und Anspruch 3 verhindert das Lösen der Schwerschamottplatte von der Leichtschamotte.

Gemäss Anspruch 4 wird die Dicke des Leichtschamottbestandteils des Isoliersteins an die Erstarrungszeit angepasst um optimale Isolierung zu gewährleisten ohne dabei Material zu verschwenden, indem der Isolierstein zu dick gebaut wird und ohne eine zu geringe Isolierwirkung durch Unterdimensionierung des Leichtschamotteinsatzes hervorzurufen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 das Schema einer Gussform mit einem offenem und einem blinden Speiser
Fig. 2 erfindungsgemässe Isoliersteine, die einen Speiser oder einen Kokillenkopf bilden
Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäss aufgebauten Kokillenkopfes
In Fig. 1 sind ein offener Speiser 3 und ein tiefliegender, blinder Speiser 2, die beide aus den erfindungsgemässen Isoliersteinen mit Schwerschamottplatten 6 und Leichtschamotte 7 aufgebaut sind, ober und unterhalb einer Gussform 1 angeordnet. Der flüssige Stahl tritt in Richtung des Pfeiles 4 in das System ein und steigt solange bis der Speiser 3 gefüllt ist.

Nachdem das System mit flüssigem Stahl gefüllt ist, beginnt der Stahl in jenem Bereich der am schnellsten abkühlt zu erstarren. Im vorliegenden Fall ist dies im Bereich 5. Der Stahl in den Speisern 2,3 bleibt aufgrund der isolierenden Eigenschaft der erfindungsgemässen Isoliersteine länger flüssig. Die beim Abkühlen der Schmelze einsetzende Schrumpfung bewirkt, dass der obenliegende, offene Speiser 3 solange den untenliegenden, blinden Speiser sättigen muss, bis die Verbindungszone 5 völlig erstarrt ist. Ab diesem Zeitpunkt erst beginnt der tiefliegende, blinde Speiser 2 zu wirken und muss ein so grosses Volumen an noch

flüssigem Material enthalten, dass dieses später erstarrt als die zu versorgende, tiefliegende Gussstückpartie 5a.

In Fig. 2 ist ein Speiser dargestellt, der aus mehreren erfindungsgemassen Isoliersteinen besteht, die mittels Stahlbänder 8 zusammengehalten werden. Die Schwerschamottplatten 6 sind an der dem flüssigen Stahl zugewandten Seite der Leichtschamotte 7 befestigt. Die durch die Form der Isoliersteine entstehenden Zwischenräume 9 sind mit Sand gefüllt, in welchen der gesamte Speiser eingebettet ist.

Fig. 3 zeigt eine Kokille 12, deren Kopf durch einen erfindungsgemäss aufgebauten Speiser 13 ausgekleidet ist. Der flüssige Stahl steigt in Richtung des Pfeiles 10 durch den Steiger 11 in die Kokille bis diese komplett gefüllt ist. Durch die Isolierung im Kopfbereich durch den Speiser erstarrt der flüssige Stahl im unteren Bereich der Kokille, der nicht durch den Speiser ausgekleidet ist schneller.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Isolierstein aus Leichtschamotte (7) mit einem spezifischen EMI5.1 Kokillenköpfen für die Verwendung in der Metallgusstechnik, dadurch gekennzeichnet, dass an seiner dem flüssigen Stahl zugewandten Seite eine Schwerschamottplatte (6) angebracht ist.
2. Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerschamottplatte (6) einen A1203 Gehalt zwischen 25% und 50%, vorzugsweise zwischen 30% und 35% und eine Rohdichte zwischen 1, 9 g/cm3 und 2, 05 g/cm3, vorzugsweise 2 g/cm3 aufweist.
3. Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerschamottplatte (6) mittels feuerfestem Klebstoff an der Leichtschamotte (7) befestigt ist.
4. Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er in seiner im eingebauten Zustand waagrechten Querschnittsebene einen viereckigen, vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt aufweist.
5. Isolierstein für die Auskleidung von Speisern oder Kokillenköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Leichtschamotte aufgrund von Erfahrungswerten an die Erstarrungszeit angepasst ist.