DE1408299C3 - Keramische Gleitschienen in Walzwerks- und Schmiedestossöfen und dergleichen - Google Patents

Description

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In den Stoßofen bzw. Durchstoßofen der Walzwerke und Schmieden wird das aus Blöcken, Brammen, Knüppeln, Platinen usw. bestehende Stahlmaterial durch den Brennkanal als kontinuierlicher Strang hindurchgeschoben, wobei das Wärmgut auf den sogenannten Gleitschienen ruht. Diese Gleitschienen bestehen üblicherweise aus Stahlbrammen bzw. Stahlschienen, besitzen jedoch den Nachteil der beträchtlichen thermischen Ausdehnung mit allen sich hieraus ergebenden Schwierigkeiten (Verwerfen, Wachsen und Treiben usw.). Werden derartige Stoßofen mit Unterbeheizung betrieben, so ist ein Ersatz der massiven Gleitschienen durch wassergekühlte Rohre mit Gleitaufsatz erforderlich, da die ungekühlte Schiene unter der Belastung nachgeben würde. Die Anordnung wassergekühlter Schienen bedeutet einen erheblichen Wärmeverlust (20 bis 25% des gesamten Wärmeaufwands) sowie weiter eine Minderung der Ofenleistung und eine starke Qualitätseinbuße des Wärmguts und der hieraus herzustellenden Erzeugnisse infolge der stellenweise zurückbleibenden Temperaturen.

Es ist bereits des öfteren versucht worden, die aus Wasser gekühltem Stahl bzw. aus ungekühlten Brammen bzw. Stahlschienen bestehenden Glcilschienen durch keramisches, feuerfestes Material zu ersetzen. Ein Vorschlag ging z. B. dahin, daß in Triigcrstcinc Gleitsteine aus hitzebeständigem keramischem Material eingesetzt werden sollten. Hierzu sollten sehr reine Metalloxyde (von mindestens 97",iiger Reinheit) mit einem Schmelzpunkt von mindestens 1750 ¹C verwendet werden. Dieses hochfeuerfeste Material ist aufwendig im Preis und in der Verarbeitung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind keramische Gleitschienen, die, wie der Versuchsbetrieb gezeigt hat, die hier bestehenden Aufgabe, nämlich den keramischen Gleitschienen eine gleichmäßig gute Qualität zu verleihen, in vollauf befriedigender Weise lösen. Erlindungsgemäß werden die Gleitschienen aus feuerfesten Massen gestaltet, die zumindest 70% aus tonerdehaltigen bzw. tonerdereichen Magerungsmitteln und einem aus feuerfestem Bindeton und wasserlöslichem Aluminiumphosphat (z. B. AI[H,PO,]_;!) gebildeten Bindemittel bestehen, bei einem Phosphatgehalt von 2 bis 5% und einem Verhältnis Ton/Phosphat von 1.5 bis 4 zu 1.

Die vorstehend gekennzeichnete Masse, die vorzugsweise in erdfeuchter Konsistenz unter starker mechanischer Einwirkung (Pressen oder Stampfen) zu verdichten und zum Formkörper zu gestalten ist, besitzt überraschenderweise alle die Eigenschaften, auf die es bei der Gleitschienengestaltung in besonderem Maße ankommt. Die Massen besitzen gute bis ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, ausreichende Unempfindlichkeit gegen Schlag und Stoß, hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit. Die notwendige thermische Beständigkeit ist durch entsprechende Auswahl der Masse-Rohstoffe zu erzielen. An Rohstoffen können verwandt werden: Schamotte, Sillimanit, Mullit, Korund. — Vorzugsweise sollen die Magerungsmittel aus Korund oder natürlichem oder künstlichem Mullit bestehen. Gleitschienen aus solchen korund- bzw. mullitreichen Massen besitzen hohe Verschließfestigkeit und Standfestigkeit. Es ist weiter von Vorteil, auf gute Kornabstimmung zu achten, um ein möglichst porenarmes Gefüge zu schaffen. Auch dies wirkt im Sinn einer guten Verschleißfestigkeit. Bei den erfindungsgemäß gestalteten Massen, d. h., dank der Eigenart des Bindemittelgemisches ist die Herstellung weitgehend verdichteter Massen ohne ins Gewicht fallende Beeinträchtigung der Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel ohne weiteres möglich.

Die Gleitschienen gemäß der Erfindung können aus den oben gekennzeichneten Massen an Ort und Stelle aus erdfeucht angemachter Masse aufgestampft oder in anderer Weise verdichtet werden — unter Benutzung einer entsprechenden Schalung. Nach dem Verstampfen werden sie getrocknet und eingebrannt. Es ist jedoch auch möglich, Steine bzw. Blöcke gesondert zu pressen oder zu stampfen, danach zu trocknen und zu brennen und in gebranntem Zustand in die Stoßofen u. dgl. einzubauen. Für die Fertigung solcher Steine oder Blöcke empfiehlt sich die Verpressung unter hohem Druck (300 bis 600 kg/cm²). —- Eine Sonderform stellt die Arbeitsweise dar, wonach die gepreßten und getrockneten Steine nur bei einer zwischen 200 und 600°C liegenden Temperatur gebrannt werden, um danach in die Stoßofen eingebaut zu werden.

Als Beispiel sei benannt: Blöcken vorhandene Barte nicht zerstörend wirken

Masse-Versatz- können, jedenfalls den Betrieb des Ofens nicht ge-

Kiinstiicher Korund, ^Μ'*"·,,, , , , , _c ,.

Körnung 0 bis 3 mm 60% _u ^^achA^{b b}; ^l ^'^der Sch.enenste.n aus ^einem

Sinterschamotte, Körnung 1 bis 3mm 15% ⁵ halben Achteck, wöbe, d.e Kanten schwach abgerun-

ff. Bindeton 14% ^det _A ^s'^nd' . . . _.. . , .

wasserlösliches Al-Phosphat 5% _l ^Abb:^{2 ze}!f\_u ^e/^nen Schienenstein, dessen Quer-

^y,_lsser si," schnitt einem Halbkreis sehr nahekommt.

^{c /u} In A b b. 3 ist ein Stein gezeigt, der im Oberteil aus

ίο einem Kreisabschnitt, im unteren aus einem Rechteck

Unter einem Druck von 350 kg/cm² wurden aus besteht.

dieser Masse Blöcke gepreßt, getrocknet und bei Sk 14 Der Schienenstein nach Abb.4 besteht im Untergebrannt. Aus diesen Blöcken wurden durch Anein- teil aus einem Rechteck, im Oberteil aus einem Halbanderreihen die Gleitschienen gebildet. — Die Blöcke kreis, wobei der oberste Teil des Halbkreises abgezeigten eine Kaltdruckfestigkeit von 1400 kg/cm², Ab- 15 schnitten wurde.

riebfestigkeit in der Kälte und in der Hitze unter In A b b. 5 ist ein Stein gezeigt, der im unteren Teil

0,01 cm^/crn². Die Abnutzung im Versuchsbetrieb mit aus einem Dreieck, im oberen aus einem Kreisab-

Blöcken von 200 · 200 mm in kontinuierlich betriebe- schnitt besteht, auch als Dreieck mit stark gerundeter

nen Stoßofen betrug nach 12monatiger Betriebszeit im Spitze aufzufassen ist.

Mittel 10 bis 20 mm. ao A b b. 6 schließlich zeigt einen Stein, dessen Unter-

Die günstigen Eigenschaften der neuartigen Schie- teil ein Rechteck und dessen Oberteil ein Dreieck mit

nen bzw. Schienensteine machen es nun weiter möglich, gerundeter Spitze bildet.

sich hinsichtlich der Querschnittsgestaltung weit- Bei sämtlichen neuartigen Schienensteinen kann die gehend den Betriebsbedingungen anzupassen. Hier hat Unterseite nach Wunsch ausgebildet werden, sei es, sich nämlich gezeigt, daß auch die Querschnittsform 25 daß eine Leiste in der Steinmitte vorgesehen wird, mit maßgeblich für die Verhinderung von Schäden bzw. welcher der Stein in eine entsprechende Nut des UnZerstörungen bzw. für die Lebensdauer ist. Wie er- terlagsteins eingreift, sei es, daß eine Nut angeordnet kannt wurde, ist ein großer Teil von Schaden auf fol- wird, in welche eine auf dem Unterlagstein vorhangende Ursachen zurückzuführen: Bei dem häufig re- dene Leiste zum Eingriff kommen soll usw.
lativ hohen Gewicht der aufzuheizenden Blöcke, 30 Für den Aufbau von Schienen in den Öfen der oben Brammen usw. wurde Wert auf eine große Tragfläche gekennzeichneten Art werden die Schienensteine gegelegt. Damit gelang es zwar, die Abnutzung bzw. den maß der Erfindung hintereinander verlegt, so daß sie Abrieb in gewissen Grenzen zu halten. Da jedoch ein einen geschlossenen Strang bilden. Sie können mit großer Teil der Blöcke usw. nicht ebenflächig war, ebenen Flächen aneinander stoßen, eventuell an den auch häufig mit Barten versehen, kam es auf der rela- 35 Stoßstellen vermörtelt werden. Es ist aber auch mögtiv breiten Fläche zu punkt- bzw. linienförmiger Auf- lieh, die Stoßflächen winklig auszubilden, so daß jelagerung. Damit konzentrierte sich der Belastungs- weils die Stoßfuge zwischen zwei Steinen teils durch den druck auf eine sehr kleine Fläche, und es kam zu mehr einen, teils durch den anderen Stein überdeckt ist. oder weniger starken Zerstörungen (Kanten weg- Die A b b. 7 und 8 zeigen diese beiden vorstehend gebrechen usw.), die ein Stillsetzen des Ofens und ein 40 kennzeichneten Strangarten in Draufsicht.
Auswechseln der schadhaft gewordenen Schienensteine Welche der einzelnen Steinformen und welche Gezur Folge hatten. staltungsart für den Strang im Einzelfall zu wählen ist,

In den A b b. 1 bis 6 sind schematisch Steinformen richtet sich nach den Betriebsbedingungen. Bei sehr

wiedergegeben, die den Betriebserfordernissen weit- schweren Blöcken wird man zweckmäßig die Gestal-

gehend Rechnung tragen und deren Gestaltung die 45 tungen nach Abb.l und 4 wählen, bei leichteren

neuartige Masse des Patentes mit Erfolg ermöglicht. Blöcken und Brammen A b b. 2 und 3, bei ganz leich-

Grundprinzip aller neuartigen Steinformen ist: breite ten die Gestaltung der A b b. 5 und 6.

und stabile Auflagefläche für den Stein, kleine Trag- Hierbei spielt auch zusätzlich eine Rolle, ob mit

fläche für die Blöcke, Schrägneigung der Seitenflächen. flüssiger Schlacke oder teigigem Zunder zu rechnen ist

Sämtliche in den Abbildungen schematisch (samt- 50 oder nicht. Wird teilweise flüssig oder teigig gefahren, liehe Abbildungen sind Querschnitte) wiedergegebenen so empfiehlt sich eine solche Gestaltung der Schienen-Steinformen sind so gestaltet, daß auch ballige, d. h. steine, daß der Zunder leicht seitlich abgleiten kann, nur einseitig aufliegende Blöcke usw., sowie an den d. h. eine Gestaltung etwa nach A b b. 1, 4, 5 oder 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Keramische Gleitschiene aus feuerfester Masse in Stoß- und Durchstoßofen für Walzwerke und Schmieden, gekennzeichnet d u r c h eine Zusammensetzung der Masse aus mindestens 70";, tonerdereichen Magerungsmittel!!, 2 bis 5% wasserlöslichem Aluminiumphosphat als Bindemittel und feuerfestem Bindeton bei einem Verhältnis von Bindeton zu Bindemittel von 1,5 bis 4 zu 1.

2. Keramische Gleitschiene aus feuerfester Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magerungsmittel der Masse aus Korund und/oder Mullit bestehen.

3. Keramische Gleitschiene aus feuerfester Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Querschnitt gesehen die Form eines halben Achtecks besitzt.

4. Keramische Gleitschiene aus feuerfester Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Querschnitt die Form eines Halbkreises oder Kreisabschnittes besitzt bzw. dieser Form angenähert ist.

5. Keramische Gleitschiene aus feuerfester Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen die Form eines Dreiecks mit stark gerundeter Spitze aufweist.

6. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Gleitschiene nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschienen aus erdfeucht angemachten Massen im Ofen aufgestampft, getrocknet und gebrannt werden.

7. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Gleitschiene nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschienen aus aneinandergereihten, vorgefertigten Steinen gebildet werden, die in erdfeuchtem Zustand unter hohem Druck verpreßt, getrocknet und gebrannt wurden, vorzugsweise bei einer Temperatur von 200 bis 600⁰C und einem Druck von 300 bis 600 kp/cm².