DE102007037873A1

DE102007037873A1 - Dichtung

Info

Publication number: DE102007037873A1
Application number: DE200710037873
Authority: DE
Inventors: Marcus Blumenberg; Peter Stein
Original assignee: KNOELLINGER KERAMISCHE VERSCHL; Knollinger Keramische Verschleissteile GmbH
Current assignee: KNOELLINGER KERAMISCHE VERSCHL; Knollinger Keramische Verschleissteile GmbH
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum Dichten von Stoßflächen von aneinandergrenzenden Bauteilen, wobei die Dichtung aus einer stranggepressten plastischen keramischen Masse besteht und einen Kohlenstoffträger mit 15-45 Masseprozent enthält, wobei zudem mineralische Bestandteile enthalten sind, wobei die mineralischen Bestandteile Al2O3 und SiO2 oder MgO und/oder Dolomit aufweisen und zudem zur Sicherstellung plastischer Eigenschaften polare und/oder unpolare Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohole oder Harze enthalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine plastische Dichtung, insbesondere zur Abdichtung stahlführender Bauteile in der Sekundärmetallurgie.
Das Stranggießverfahren ist das auf der Welt am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Weiterverarbeitung von flüssigem Metall, insbesondere von flüssigem Stahl.
Beim Stranggießen gelangt der flüssige Stahl aus einem Gefäß, der sogenannten Gießpfanne, über einen Zwischenbehälter, den sogenannten Tundish, mit regulierbarem Ausguss unter Luftabschluss in die kurze wassergekühlte Kupferkokille. Die wichtigsten Teile sind in 13 gezeigt.
Um den Stahl nach einer sekundärmetallurgischen Behandlung aus der Gießpfanne 101 in den Tundish 102 ablaufen zu lassen, sind im Pfannenboden 103 Öffnungen 104 vorgesehen, aus denen der Stahl austreten kann. Um zu verhindern, dass der Stahl hierbei mit Luft in Berührung kommt, wird der Stahl durch ein sogenanntes Schattenrohr 105 in den Tundish 102 geführt, wobei das Schattenrohr 105 eine Öffnung 106 im Tundishdeckel durchgreift und unterhalb des Badspiegels des Stahls bzw. unterhalb eines Schlackenspiegels mündet.
Um den im Tundish 102 befindlichen flüssigen Stahl in eine nachfolgende Stranggießkokille abzuführen sind verschiedene Systeme bekannt, die ebenfalls aus 13 ersichtlich sind.
Um den Stahl abfließen zu lassen, sind im Tundishboden 108 Ausflussöffnungen 109 vorhanden, durch die der flüssige Stahl insbesondere durch Düsen 110 oder Ausgüsse 111 den Tundish 102 verlässt.
Selbstverständlich muss der Stahl dosiert aus dem Tundish 102 abgezogen werden, um einerseits ein Leerlaufen zu vermeiden und andererseits den Badspiegel in der Kokille kontrollieren zu können. Hierzu gibt es grundsätzlich unterschiedliche Systeme.
Ein bekanntes System ist der sogenannte Schieberverschluss 112. Beim Schieberverschluss 112 sind Tundish-seitig eine Kopfplatte 113, die mit einer Auslaufhülse 114 verbunden ist, eine Schieberplatte 115 und eine Unterplatte 116, die mit einem Eintauchausguss 117 verbunden ist, vorhanden.
Die Kopfplatte 113, die Schieberplatte 115 und die Unterplatte 116 besitzen jeweils eine insbesondere durchmessergleiche Durchtrittsöffnung 118 für den Stahl, wobei die Schieberplatte 115 gegen die Kopfplatte 113 und die Unterplatte 116 derart verschieblich ist, dass ein neben der Durchtrittsöffnung 118 befindlicher Plattenbereich 119 in den Durchtritt eingeschoben werden kann, um damit den Durchtritt des Stahls zu verhindern, bzw. die Durchtrittsöffnung 118 zu verringern, um den Strom zu beeinflussen.
Sowohl zwischen der Kopfplatte 113 und einer Auslaufhülse 114 bzw. Austrittsdüse aus dem Tundish 102 als auch dem Pfannenausguss 104 und dem sich daran anschließenden Schattenrohr o der Eintauchausguss 117 muss eine Befestigung bzw. Abdichtung vorgesehen sein, da die vorgenannten Bauteile allesamt Verschleißteile sind, die insbesondere unterschiedliche Standzeiten besitzen.
Die Abdichtung und Verbindung dieser Bauteile untereinander wird im Stand der Technik üblicherweise mit einem feuerfesten Mörtel durchgeführt, wobei der Mörtel auf eine zu dichtende Fläche oder eine zu verbindende Fläche aufgetragen wird, anschließend die Teile zusammengesetzt werden und der feuerfeste Mörtel aushärtet.
Darüber hinaus ist es bekannt, Mörteldichtungen vorzuformen, wobei Mörtel in eine Form eingebracht wird und in der Form gepresst wird. Ferner ist es bekannt, derartige Dichtungen aus Faserwerkstoffen auszubilden. Derartige Faserdichtungen und vorgeformte Mörteldichtungen sind beispielsweise von der Firma Vesuvius bekannt.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines Tundishausgusses ist im Tundishboden 108 ein Rohr- bzw. Düsenrohr 117 vorhanden, welches im Tundish selber eine Mündung 120 besitzt, wobei sich an die bodenseitige Mündung 120 dieses Rohres ebenfalls ein Schattenrohr bzw. ein Eintauchausguss 117 anschließt. Bei dieser Ausführungsform befindet sich im Tundish 102 bzw. oberhalb des Tundish 102 ein sogenannter Monoblock-Stopfen 121, der in die Mündung der Austrittsdüse herabsenkbar ist und mit der Düse gemeinsam ein Ventil bildet, wenn er hineingesenkt wird.
Auch bei dieser Ausführungsform muss das Schattenrohr bzw. der Eintauchausguss 117, der in die Kokille ragt, mit der Auslaufhülse 114, welche den Tundishboden 108 durchgreift, mit einem Mörtel verbunden werden.
Insofern sind Mörtelverbindungen zwischen dem Schieberplattenausguss und der Gießspitze, bzw. dem Schattenrohr oder dem Eintauchausguss, oder zwischen einer Innenhülse oder Unterhülse und der Kopfplatte des Schieberverschlusses sowie zwischen Schattenrohrstopfen und Lochstein im Verteiler notwendig.
Der bekannte Mörtel wird insbesondere bereits fertig angemischt aus Eimern oder Kartuschenmaterial von Hand aufgetragen. Die Mörteldicke und Gleichmäßigkeit des Auftragens unterliegen dabei immer der Willkür der Person, die den Mörtel bzw. die Dichtmasse aufträgt.
Dies hat als Nachteil zur Folge, dass die Fugen ungleichmäßig sind, der Mörtel teilweise vorzeitig aushärtet, zusätzlich nicht immer der komplette Mörtel aus einem Eimer benötigt wird, jedoch auch nicht mehr bis zum nächsten Einsatz aufbewahrt werden kann und so eine größere Menge des Materials verworfen wird.
Ein ganz entscheidender Nachteil, auch bei vorgeformten Mörteldichtungen, ist, dass der Mörtel mit den Flächen, auf die er aufgetragen wird, reagiert und an diesen Flächen quasi ansintert bzw. festbrennt, wodurch die Dichtflächen beim Lösen beschädigt werden. Dies bedeutet, dass beim Austausch eines Bauteils mit einer geringeren Standzeit gegebenenfalls ein Bauteil mit größerer Standzeit derart stark beschädigt wird, dass es mit ausgetauscht werden muss. Dies ist unwirtschaftlich.
Bei herkömmlichen Faser- und/oder Mörteldichtungen ist zudem von Nachteil, dass derartige Dichtungen gegenüber dem durchfließenden Medium, nämlich flüssigem Stahl, eine verringerte Standzeit aufweisen, als die übrigen Bestandteile. Hierdurch kommt es zu einem erhöhten Verschleißfortschritt in diesen empfindlichen Bereich, so dass zusätzlich auch die benachbarten Bauteile durch Verwirbelungen angreifbar sind.
Zudem ist der Mörtelauftrag von Hand sehr zeitaufwändig.
Dem gegenüber besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Dichtung, insbesondere für thermisch hoch belastete keramische Teile zu schaffen, die einfach herzustellen ist, einfach, schnell und sicher aufzubringen ist und bei sehr guter Abdichtleistung im Wesentlichen rückstandsfrei entfernbar ist.
Die Aufgabe wird mit einer Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Material für eine Dichtung, insbesondere für thermisch hoch belastete keramische Bauteile zu schaffen, welches eine Dichtung ergibt, die sehr gut abdichtet, korrosionsbeständig ist und sich nach dem Austausch gut ablösen lässt.
Die Aufgabe wird mit einer Dichtmasse mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Dichtung ist ein an die Kontur der zu dichtenden Flächen angepasster Dichtring mit einer Dicke von beispielsweise 2 bis 12 mm. Erfindungsgemäß werden die Dichtungen bzw. Dichtringe dadurch hergestellt, dass eine keramische Masse in einer Strangpresse zu einem Formstrang geformt wird. Bei einer derartigen Herstellung in einer Strangpresse und nicht – wie im Stand der Technik – durch Handformen oder Einformen in eine Form, Pressen und Ausstanzen aus der Form, wird eine erheblich höhere Materialvergleichmäßigung erzielt, so dass das die Dichtringe ausbildende Material eine erheblich höhere Qualität besitzt. Erfindungsgemäß kann die keramische Masse in einem Querschnitt ausgepresst werden, der dem inneren und äußeren Querschnitt der gewünschten Dichtung entspricht. Von einem solchen Formstrang werden dann die Dichtungen herunter geschnitten. Dies ist insbesondere bei einer sehr hohen Stückzahl einer Form von Vorteil.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein einheitlicher Formstrang ausgepresst, bei dem die Formstrangwandungsdicke der Dicke der gewünschten Dichtungen entspricht. Beispielsweise wird ein hoher zylindrischer Formstrang ausgepresst. Nach dem Austritt aus dem Mundstück wird der Formstrang längs aufgeschnitten und eben zu einem flachen Strang ausgebreitet. Aus diesen flachen Strang werden dann die gewünschten Formen ausgestanzt, wobei hier von Vorteil ist, dass für unterschiedliche Dichtungsgrößen und -formen unterschiedliche Stanzwerkzeuge eingesetzt werden können, während lediglich ein einheitliches, teures Mundstück verwendet werden muss.
Die Ringdichtung kann demzufolge als Kreisringdichtung aber auch Eckringdichtung mit drei, vier oder mehr Ecken ausgebildet sein. Die Dichtungsfläche kann hierbei flachkreisringartig liegend aber auch konisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Gegebenenfalls können Konizitäten, Ein- oder Ausprägungen, Konturen oder Strukturen auf Pressen nachgepresst werden. Gleichwohl ist die Dichtung auch durch das Einbringen der Dichtmasse in eine herkömmliche Presse für die keramische Formgebung herstellbar.
Diese vorgeformte Dichtung ist leicht zu handhaben, sie muss nur auf die Dichtfläche aufgelegt werden, wobei eine gleichmäßige Dichtmassenstärke gewährleistet ist.
Das Auflegen auf eine vorhandene Dichtfläche erhöht die Betriebssicherheit, wobei das Auflegen der Dichtung in erheblich schnellerer Weise geschehen kann, als der Handauftrag einer Masse. Unregelmäßigkeiten in einer Fugenbreite können dennoch durch eine gewisse plastische Verformbarkeit der Dichtung aufgefangen werden.
Die erfindungsgemäße Dichtmasse ist eine plastische kohlenstoffhaltige feuerfeste Masse, die extrudierbar ist und über eine Kohlenstoffkomponente, insbesondere Graphit sowie übliche keramische Komponenten, beispielsweise Tonkomponenten, verfügt.
Beispielsweise besteht der mineralische Anteil aus Mullit, Tonerde, insbesondere Tabulartonerde, feinem Ton und Graphit sowie gegebenenfalls einem Emulgator, Plastifizierern und Wasser. Der Graphitanteil beträgt zwischen 15 und 45% wodurch eine sehr gute Resistenz gegen Korrosion durch Stahl und Schlacke erzielt wird. Zudem gewährleistet der Graphit die gute und leichte Ablösbarkeit von den Dichtflächen. Gegebenenfalls können auch ein- oder mehrwertige Alkohole und/oder polare oder unpolare Lösungsmittel enthalten sein. Um die Masse in einem plastischen Zustand zu halten, werden die erfindungsgemäßen Dichtungen vorzugsweise in Kunststofffolie eingeschweißt. Die Folie kann dünn und aus Polypropen (PP), Polyethen (PE), Polyamid (PA) Polyurethan (PU) oder Polyester (PES) ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Dichtung mit Folie auf die Dichtfläche aufgelegt werden, wobei die Folie bei der Anwendung verbrennt bzw. verkohlt.
Überraschend bei der erfindungsgemäßen Masse ist, dass durch die spezielle Zusammensetzung eine Mischbarkeit des ansonsten mit wässrigem System schlecht mischbaren Graphit gegeben ist, obwohl wasserhaltige Tonkomponenten bzw. Wasser selbst in der Masse vorhanden sind. Das Vorurteil der fehlenden Mischbarkeit graphithaltiger Massen mit Wasser hat bislang eine derartige Dichtung am Markt verhindert.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung in einer Schnittansicht;
2: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung;
3: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung als konischer Ring;
4: stark schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung mit einer eingeprägten Kontur;
5: schematisiert eine Schnittansicht eines Schieberverschlusses an einer Stahlgießpfanne mit den Einbauorten der erfindungsgemäßen Dichtung;
6: eine weitere Ausführungsform eines Schieberverschlusses an einer Stahlgießpfanne mit möglichen Einbauorten der erfindungsgemäßen Dichtung;
7: schematisch ein Schieberverschluss eines Pfannenverteilerrohrs bzw. Tundish mit möglichen Einbauorten der erfindungsgemäßen Dichtung;
8: eine weitere Ausführungsform eines Schieberverschlusses eines Pfannenverteilerrohres (Tundish);
9: wiederum eine weitere Ausführungsform eines Schieberverschlusses für ein Pfannenverteilerrohr mit möglichen Einbauorten der Dichtung;
10: die Schnittansicht einer Kopfhülse eines Pfannenverteilerrohrs;
11: die Kopfplatte eines Pfannenverteilerrohrschieberverschlusses;
12: eine Draufsicht auf die Kopfplatte nach 11;
13: eine Stahlgießpfanne mit einem Pfannenverteilerrohr und verschiedenen Ausgussvarianten aus dem Pfannenverteilerrohr nach dem Stand der Technik.
Eine erfindungsgemäße Dichtung 1 (1 bis 4) ist beispielsweise flachkreisringartig ausgebildet (1) mit einer Kreisringoberseite 2, einer Kreisringunterseite 3, einer radial umlaufenden Außenwandung 4 und einer radial umlaufenden Innenwandung 5, die eine zentrale mittige Ausnehmung 6 begrenzt. Anstelle einer kreisringartigen Ausbildung (1) kann die Dichtung auch hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei derartige kreisringartige oder hohlzylindrische Dichtungen vorzugsweise durch das Mischen, Kneten und Extrudieren einer Masse erzeugt werden, wobei ein rohrförmiger Strang erzeugt wird und von dem rohrförmigen Strang Kreisringe bzw. Hohlzylinder abgeschnitten werden.
Bei dieser Ausführungsform besitzt das Mundstück eine Mundstücksöffnung, die dem fertigen Dichtring im Querschnitt im Wesentlichen entspricht, so dass von diesem ausgepressten Formstrang die Dichtscheiben senkrecht zur axialen Erstreckung des Formstrangs herunter geschnitten werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Dichtungen durch das Mischen, Kneten und Extrudieren einer Masse bzw. Strangpressen einer Masse erzeugt, wobei ein standardisierter Formstrang, beispielsweise und vorzugsweise ein hohlzylindrischer Formstrang mehr oder weniger beliebigen Durchmessers ausgepresst wird, wobei die Wanddicke des Formstranges der Dicke einer gewünschten Dichtung entspricht. Nach dem Austreten aus dem Mundstück wird der Formstrang längs aufgeschnitten und flach ausgebreitet, so dass sich ein ebener Formstrang ergibt, aus dem die Dichtungen ausgestanzt werden.
Um die Dichtung gegebenenfalls mit geneigten Dichtflächen anzupassen, ist es auch möglich, die Dichtung konisch auszubilden (3), wobei eine Konusbasiswandung 7, eine gegenüberliegende Konusbodenwandung 8 sowie eine innere radial umlaufende Konuswandung 9 und eine äußere radial umlaufende Konuswandung 10 vorhanden sind, wobei die innere Konuswandung 9 ebenfalls eine Durchtrittsöffnung 6 begrenzt.
Eine derartige konusartig verlaufende Dichtung 1 wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass auf bereits beschriebene Weise ein Kreisring von einem extrudierten Strang abgeschnitten wird und anschließend in einer konusartigen Matrize mit einem konusartigen Stempel zur Konusdichtung gemäß 3 ver presst wird. Dies ist durch die Plastizität der Masse ohne Weiteres möglich.
Gleichwohl kann auch eine herkömmliche Kreisringdichtung gemäß 1 oder 2 allein durch das Aufsetzen auf eine konusartige Dichtfläche und das nachträgliche Aufsetzen der Gegendichtfläche begünstigt durch die Plastizität der Masse sozusagen im Gebrauch der Form angepasst werden.
Besitzen die Dichtflächen eine korrespondierende oder nicht korrespondierende jeweilige Struktur, ist es zudem möglich, eine Kreisringdichtung (4) an den Flächen 2 und/oder 3 aber auch den Flächen 4 und/oder 5 mit einer Kontur zu versehen.
Eine derartige Kontur kann beispielsweise eine umfänglich auf den Wandungen 2 oder 3 verlaufende Nut 11 oder eine entsprechend geformte Feder 12 sein.
Selbstverständlich können die Flächen auch mit Strukturierungen, z. B. Aufrauungen, Riffelungen oder Gleichem versehen werden, um die Dichtwirkung dadurch zu erhöhen, dass erhabene Bereiche durch den Pressdruck der zu dichtenden Bauteile aufeinander leichter in entsprechende Poren der zu dichtenden Bauteile einpressbar sind.
Die Dichtungen 1 sind hierbei nicht ausschließlich kreisringförmig ausgebildet, die Dichtungen können auch z. B. dreieckige, viereckige, sechseckige, achteckige oder anders geformte Ringe ergeben, wobei diese Formen sowohl bei konischen als auch bei flachliegenden oder zylindrischen Dichtungen realisierbar sind. Diese äußere Ringform wird lediglich durch die Anwendung bzw. durch den Querschnitt des extrudierten Stranges bestimmt.
Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Dichtung 1 sind beispeilsweise Linearschieberverschlüsse an Stahlgießpfannen, wobei die Stahlgießpfanne einen Pfannenboden 15 besitzt, in welchen ein sogenannter Lochstein 16 eingesetzt ist, wobei bodenseitig in den Lochstein 16 eine Hülse 17 eingesetzt ist. Die Hülse 17 ist beispielsweise mit einer konischen Dichtung 18 im Lochstein 16 dichtend angeordnet, wobei an einem auslaufseitigen Ende 19 der Hülse 17 eine Kopfschieberplatte 20 mit einer Dichtung 21 gegen die Hülse 17 gedichtet ist. Die entsprechende Schieberplatte oder Fußplatte 22 besitzt auslaufseitig ebenfalls eine konische bzw. konisch gewinkelte Dichtung 23, mit der die Schieberplatte oder Fußplatte 22 gegen einen Ausguss 24 gedichtet ist.
Bei einem Linearschieberverschluss für Stahlgießpfannen mit einem Wechselausguss 25 ist im Pfannenboden 15 ebenfalls ein Lochstein 16 angeordnet, wobei im Lochstein 16 eine Hülse 17 vorhanden ist, die mit einer Dichtung 18 gegen den Lochstein 16 abgedichtet ist, wobei unterhalb der Hülse 17 auslaufseitig mit einer flachkreisringförmigen Dichtung 21 eine Dichtung gegen die Kopfplatte 20 erzeugt wird. Die Schieberplatte oder Fußplatte 22 ist ebenfalls mit einer flachkreisringförmigen Dichtung 23 gegen den Wechselausguss 25 gedichtet.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist der Tundish-Schieberverschluss bzw. der Schieberverschluss an einem Pfannenverteilerrohr, wobei im Tundishboden 30 (7) ein Lochstein 31 eingesetzt ist, wobei sich stahlbadseitig ein sogenannter Hülsenaufsatz 32 anschließt. Auslaufseitig ist eine Oberplatte oder Kopfplatte 33 des Schieberverschlusses 34 vorhanden, welche mit einer entsprechenden Dichtung (nicht gezeigt) gegen die Hülse abgedichtet ist. Auslaufseitig schließt sich an die Oberplatte bzw. Kopfplatte 33 die Mittelplatte 35 und anschließend die Unterplatte 36 an, wobei die Unterplatte 36 gegen einen Eintauchausguss 37 ebenfalls mit einer nicht gezeigten erfindungsgemäßen Dichtung abgedichtet ist.
Bei einer weiteren Form des Tundish-Schieberverschlusses ist ebenfalls an die Hülse 31, die im Tundishboden 30 eingebaut ist, eine Kopfplatte 33 angeordnet, wobei die Kopfplatte 33 gegen die Hülse 17 mit einer Dichtung 38 und die Unterplatte 36 mit einer Dichtung 39 gegen den Eintauchausguss 37 abgedichtet ist (8, 9).
Eine entsprechende Hülse 31 (10) besitzt beispielsweise eine schieberverschlussseitig abzudichtende Fläche 40, welche über eine umlaufende Feder 41 verfügt, die in eine entsprechende Nut 42 einer Kopfplatte 33 (11) eingreift. Die Nut 42 befindet sich konzentrisch um eine Durchgangsöffnung 43, wobei die Kopfplatte 33 Tundish-seitig von einer Metall- und insbesondere Stahlkassette 44 umgeben ist. Eine erfindungsgemäße Dichtung 1 ist an den Verlauf der zu dichtenden Fläche 40 bzw. auf den Nuten 42 derart angepasst ausgebildet, dass eine konzentrische Nut 11 und eine konzentrische korrespondierende Feder 12 in den Flächen 2, 3 vorhanden sind.
Die chemische Zusammensetzung der Dichtung besteht aus 30–70% Tonerde, 10–25% Siliziumdioxid und 10–40% Kohlenstoff, wobei Plastifizierungshilfsmittel und Wasser sowie gegebenenfalls ein oder mehrwertige Alkohole, sonstige organische Lösungsmittel und/oder Kunstharze enthalten sein können.
Als Rohstoff wird beispielsweise ein Mullit in der Körnung 0–0,5 und einem Al₂O₃-Anteil von etwa 70% als gemischter Träger von Tonerde und Siliziumdioxid verwendet.
Als weiterer Tonerdezusatz wird beispielsweise eine Tabulartonerde der Körnung 0–0,5 und eine Tabulartonerde der Körnung 0–0,2 verwendet.
Ferner kann Ton eingesetzt werden, insbesondere fein vermahlener Ton.
Der Graphit wird beispielsweise als Flocken-Graphit eingesetzt.
Als organisches Bindemittel werden insbesondere Kunstharze eingesetzt, wobei insbesondere schadstoffreduzierte Kunstharze oder Peche eingesetzt werden. Insbesondere können Phenol-, Epoxyd- oder Novolackharze eingesetzt werden, wobei auch Mehrkomponentenharze und insbesondere Harze mit sowohl flüssigen als auch festen Harzkomponenten mit Erfolg verwendbar sind.
Die Mullitkomponente wird beispielsweise in einem Anteil von 9–15% eingesetzt, Tabulartonerde mit der Körnung 0–0,5 beispielsweise ebenfalls mit 9–15% und Tabulartonerde der Körnung 0–0,2 mit 5–12%. Die Tonkomponente, insbesondere fein vermahlener Ton, wird in Anteilen von 17–30% hinzugefügt, die Graphitkomponente kann von 15–45% eingesetzt werden, wobei die Kunstharzkomponente mit 2–8% enthalten ist. Der Wasseranteil beträgt 10–17% und der Anteil des Plastifizierungshilfsmittels 3–8%.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden 3–7% Plastifizierungshilfsmittel und 3–7% zusätzliches wasserlösliches Bindemittel eingesetzt, wobei der Wasseranteil 7% beträgt und das Wasser 1% Zitronensäure enthält.
Die Mischung aus den vorgenannten Bestandteilen wird zu 100% der Feststoffe gemischt während das Plastifizierungshilfsmit tel so wie Wasser zusätzlich zugegeben werden oder in der Tonkomponente enthalten sind. Die Komponenten werden innig miteinander gemischt und gegebenenfalls in einem Kollergang bearbeitet. Anschließend wird die Masse gegebenenfalls ruhen gelassen, um gegebenenfalls quellfähige Komponenten wie Ton quellen zu lassen.
Anschließend wird die Masse extrudiert und entsprechende Dichtringe geschnitten, die gegebenenfalls nachfolgend konturiert, strukturiert oder in sonstiger Weise umgeformt werden.
Die entsprechenden Dichtungen werden beispielsweise in Kunststofffolie eingeschweißt und insbesondere bei einfachen Formen, die nicht weiter verformbar sind, auch vakuumiert in Folie eingeschweißt.
Bei eingeschweißt verwendeten Dichtungen kann ein Nachquellen quellungsfähiger Komponenten auch noch in verpacktem Zustand erfolgen.
Die Dichtungen können, um die Handhabbarkeit zu vereinfachen und das direkte Anfassen der keramischen Masse zu verhindern, mit Aluminiumstaub oder -pulver oder Graphitstaub oder -pulver oder Talkumpulver bestäubt bzw. dünn beschichtet sein, um ein Ankleben beim Herausnehmen aus einer Packung und Auflegen auf eine Dichtungsfläche zu vermeiden oder das Aneinanderkleben von mehreren Dichtungen in einer Packung zu vermeiden.
Besonders bevorzugt ist es, die erfindungsgemäße Dichtung nach der Formgebung in Latex-Milch einzutauchen und hierdurch einen schützenden Überzug zu erzielen. Eine derart imprägnierte Dichtung ist hierdurch ein bis zwei Tage an Umgebungsluft lagerbar bevor ein Trocknungsprozess einsetzt. Besonders bevorzugt ist es, den Tagesbedarf an derartigen Dichtungen in luft dicht verschlossenen Einheiten zusammenzufassen, so dass nach Öffnung der luftdicht verschlossenen Einheit der Packungsinhalt an Dichtungen innerhalb eines Tages verbraucht ist. Derartig mit Latex-Milch imprägnierte Dichtungen sind sehr gut handhabbar, zudem entfällt eine weitere gegebenenfalls störende Umverpackung.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtung ist von Vorteil, dass eine einfach anwendbare, leicht zu montierende Dichtung zur Verfügung gestellt wird, die gleich bleibende Dichtfugen gewährleistet, durch ihre Plastizität dennoch Toleranzen ausgleichen kann und beim Austausch einzelner Systemkomponenten eine leichte Trennung ohne Beschädigung der Dichtflächen ermöglicht.
Zudem wird durch eine erheblich niedrigere Wärmeleitfähigkeit im Gegensatz zu herkömmlichen Mörteldichtungen eine geringere thermische Belastung durch durchgeleitete Wärme oder nach außen an Verschraubungen abgeführte Wärme erzielt. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird zudem eine Dichtung erzielt, die eine Korrosionsbeständigkeit gegenüber flüssigem Stahl und/oder eingezogener Schlacke besitzt, die benachbarten, zu dichtenden Bauteilen ähnlich ist, so dass ein Korrosions- und Verschleißfortschritt im Dichtungsbereich vermieden wird, so dass im Betrieb auch zwischen den zu dichtenden Bauteilen eine Ringfugenbildung verringert wird. Derartige Ringfugen sind von Nachteil, da es hierzu zu Verwirbelungen kommen kann, die den Verschleißfortschritt noch verstärken.
Bei der Verwendung in Stranggusssystemen ist die erfindungsgemäße thermisch hoch belastbare Dichtung in der Lage, für eine schnellere und effektivere Montage, längere Standzeiten und damit geringere Investitionskosten zu sorgen.

1: Dichtung
2: Kreisringoberseite
3: Kreisringunterseite
4: radial umlaufende Außenwandung
5: radial umlaufende Innenwandung
6: zentral mittige Ausnehmung
7: Konusbasiswandung
8: Konusbodenwandung
9: innere radial umlaufende Konuswandung
10: äußere radial umlaufende Konuswandung
11: umfänglich verlaufende Nut
12: Feder
15: Pfannenboden
16: Lochstein
17: Hülse
18: konische Dichtung
19: auslaufseitiges Ende
20: Kopfschieberplatte
21: Dichtung
22: Schieberplatte oder Fußplatte
23: konisch bzw. konisch gewinkelte Dichtung
24: Ausguss
25: Wechselausguss
30: Tundishboden
31: Lochstein
32: Hülsenaufsatz
33: Kopfplatte
34: Schieberverschluss
35: Mittelplatte
36: Unterplatte
37: Eintauchausguss
38: Dichtung
39: Dichtung
40: abzudichtende Fläche
41: umlaufende Feder
42: Nut
43: Durchgangsöffnung
44: Stahlkassette
101: Gießpfanne
102: Tundish
103: Pfannenboden
104: Öffnungen
105: Schattenrohr
106: Öffnung
108: Tundishboden
109: Auslassöffnungen
110: Düsen
111: Ausgüsse
112: Schieberverschluss
113: Kopfplatte
114: Auslaufhülse
115: Schieberplatte
116: Unterplatte
117: Eintauchausguss
118: Durchtrittsöffnung
119: Plattenbereich
120: Mündung
121: Monoblock-Stopfen

Claims

Dichtung zum Dichten von Stoßflächen von aneinandergrenzenden Bauteilen, wobei die Dichtung aus einer stranggepressten plastischen keramischen Masse besteht und einen Kohlenstoffträger mit 15–45 Masseprozent enthält, wobei zudem mineralische Bestandteile enthalten sind, wobei die mineralischen Bestandteile Al₂O₃ und SiO₂ oder MgO und/oder Dolomit aufweisen und zudem zur Sicherstellung plastischer Eigenschaften polare und/oder unpolare Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohole oder Harze enthalten sind.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Bestandteile feuerfeste Eigenschaften besitzen.
Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse Mullit und/oder Tonerde und/oder Aluminiumspinelle und/oder Aluminium-Eisen-Spinelle aufweist.
Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Bestandteile MgO und/oder Dolomit und/oder Spinelle enthält.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger Graphit umfasst.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger zudem Pech umfasst.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) Kunstharze umfasst.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger Epoxydharz und/oder Phenolharz und/oder Novolackharz enthält.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) eine Kunststofffolie umfasst, welche um die Dichtmasse herum angeordnet ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus Polypropen (PP), Polyethen (PE), Polyamid (PA), Polyurethan (PU) oder Polyester (PES) ausgebildet ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung mit einem staubförmigen Medium wie Aluminiumstaub, Graphitstaub, Talkumstaub oder anderen mineralischen oder metallischen Stäuben bepudert oder eingestäubt ist, um ein Anhaften der Dichtungen untereinander bei der Lagerung und/oder Anhaften der Dichtungen beim Entnehmen und Auflegen zu vermeiden.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung nach der Formgebung mit Latex-Milch beschichtet oder imprägniert ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) als Dichtring ausgebildet ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) als Kreisring, ovaler Ring oder eckiger Ring mit drei oder mehr Ecken ausgebildet ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) eine Dicke von 2–25 mm, insbesondere 5–15 mm aufweist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) flachkreisringartig, zylindrisch oder konisch, insbesondere hohlkegelstumpfartig, oder mit Flanschen oder Mischungen hieraus ausgebildet ist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) flachkreisringartig ausgebildet ist mit einer Oberseite (2), einer Unterseite (3), einer radial umlaufenden Außenwandung (4) und einer radial umlaufenden Innenwandung (5), die eine zentrale mittige Ausnehmung (6) begrenzt.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) konische Dichtflächen besitzt, wobei eine Konusbasiswandung (7), eine gegenüberliegende Konusbodenwandung (8) sowie eine innere radial umlaufende Konuswandung (9) und eine äußere radial umlaufende Konuswandung (10) vorhanden sind, wobei die innere Konuswandung (9) eine Durchtrittsöffnung (6) begrenzt.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (2, 3, 9, 10) eine konturierte oder strukturierte, insbesondere geprägte, genoppte, gerippte Oberfläche besitzt.
Dichtmasse, insbesondere zur Herstellung einer Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse einen Kohlenstoffträger in einem Anteil von 15–45 Masseprozent sowie mineralische Bestandteile und Wasser enthält.
Dichtmasse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Bestandteile Al₂O₃ und SiO₂ oder MgO und/oder Dolomit aufweisen.
Dichtmasse nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass polare und/oder unpolare Lösungsmittel wie Wasser, Alkohole oder Harze enthalten sind.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Bestandteile feuerfeste Eigenschaften besitzen.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse als mineralische Bestandteile Mullit und/oder Tonerde und/oder Aluminiumspinelle und/oder Aluminium-Eisen-Spinelle aufweist.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Bestandteile MgO und/oder Dolomit und/oder Spinelle umfassen.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger Graphit umfasst.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger zudem Pech umfasst.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse Kunstharze umfasst.
Dichtmasse nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffträger Epoxydharz und/oder Phenolharz und/oder Novolackharz enthält.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse Plastifizierungsmittel enthält.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse 9–15% Mullit, 14–27% Tabulartonerde, 17–30% fein vermahlenen Ton, 2–8% Kunstharz und 10–17% Wasser enthält.
Dichtmasse nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser zudem Säurebildner enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zum Dichten von Stoßflächen von aneinandergrenzenden Bauteilen, insbesondere einer Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 unter Verwendung einer Dichtmasse, insbesondere nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kohlenstoffträger sowie mineralische Bestandteile und Wasser miteinander gemischt werden, die Dichtmasse in einer Strangpresse zu einem Strang ausgepresst und von oder aus dem Strang Dichtungsscheiben abgeschnitten oder ausgestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse mit einer Strangpresse zu einem Formstrang verpresst wird, wobei der Formstrang eine Innen- und eine Außenkontur besitzt, die der Kontur und der Breite einer gewünschten Dichtung entspricht und von diesem Formstrang Dichtungsscheiben abgeschnitten werden, die eine Scheibendicke besitzen, die der Dichtungsdicke im Wesentlichen entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Strangpresse ein hohler Formstrang ausgepresst wird, wobei die Wandungsdicke des Formstranges einer gewünschten Dichtungsdicke in etwa entspricht und wobei der Formstrang nach dem Mundstück längs aufgeschnitten wird und der längs aufgeschnittene Formstrang ausgebreitet wird und aus dem ebenen, ausgebreiteten Formstrang Dichtungen mit einer gewünschten äußeren und inneren Umfangskontur ausgestanzt oder ausgeschnitten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass extrudierte und abgeschnittene oder ausgestanzte Dichtungen mit einer Presse nachverpresst, insbesondere mit einer Kontur oder Struktur versehen werden, oder durch Nachpressen an eine geometrische Form einer zu dichtenden Fläche angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten gemischt und anschließend in einem Kollergang bearbeitet werden, bevor sie extrudiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung nach der Formgebung in eine Kunststofffolie eingeschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung nach der Formgebung vakuumiert in eine Kunststofffolie eingeschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung nach der Formgebung mit einem staubförmigen Medium, wie Aluminiumstaub, Graphitstaub, Talkumstaub oder anderen mineralischen oder metallischen Stäuben bepudert oder eingestäubt oder beschichtet wird, um ein Anhaften der Dichtungen untereinander bei der Lagerung oder Anhaften der Dichtungen beim Entnehmen und Auflegen zu vermeiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung nach der Formgebung mit Latex-Milch beschichtet oder besprüht oder in Latex-Milch eingetaucht wird, um eine Schutzschicht gegen Austrocknung und Anhaftung um die Dichtung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichteten Dichtungen eines Tagesbedarfs in einer luftdicht abschließbaren Umverpackung zusammengefasst werden, um nach dem Anbruch der luftdichten Umverpackung einen raschen Verbrauch der Dichtungen zu gewährleisten.
Verwendung einer Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für das Abdichten temperaturbelasteter keramischer Bauteile gegeneinander.
Verwendung nach Anspruch 43 für Stahl führende keramische Teile im Stranggussverfahren.
Verwendung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) zwischen der Hülse (17) eines Lochsteins (16) in einer Stahlgießpfanne und/oder einem auslaufseitigen Ende (19) der Hülse (17) und einer Kopfschieberplatte (20) und/oder zwischen einer Schieberplatte oder Fußplatte (22) des Schieberverschlusses und einem Ausguss (24) verwendet wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) zwischen einem Lochstein (31) und einem Hülsenaufsatz (32) und/oder dem Hülsenaufsatz (32) und einer Oberplatte oder Kopfplatte (33) eines Schieberverschlusses (34) an einem Tundish und/oder zwischen einer Unterplatte (36) und einem Eintauchausguss (37) verwendet wird.