DE1408935C3 - Kohlenstoffhaltige Umhüllung fur hohen Temperaturen ausgesetzte Tragteile - Google Patents

Description

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das verwendete Bindemittelmaterial in Form von zusammengesetzt ist: 7,5% H₂, 6,2% CO, 8?.% Kohlenstoff vorliegt CO₄, Rest N.,. Der Taupunkt l?egt bei etwa 15,5° C.

Wenn das Gemisch Boroxyd zugegeben wird, er- Die Linie C in F i g. 1 zeigt, daß bei zunehmendem

höht sich die mechanische Festigkeit der Umhüllung, Anteil an zugesetztem Chrom in die Mischung, wobei und die Reaktionsfähigkeit des Kohlenstoffs in der S als Rest Graphit mit 20 Gewichtsprozent Pechbinder Umhüllungsoberfläche mit dem Sauerstoff wird, unab- vorliege·*, der Gewichtsschwund geringer wird. Der ' hängig ob im Ofen freier Sauerstoff oder sauerstoff- Versuch wird 18 Stunden lang bei 980° C in einer haltige Gase vorhanden sind, zusätzlich start redu- aus 90% Stickstoff und 10% Wasserstoff bestehenziert. Die aus diesem Gemisch, beispielsweise durch den Atmosphäre durchgeführt, deren Taupunkt bei Strangpressen, hergestellte Umhüllung wird durch io etwa 21° C liegt.

starkes Erhitzen erhärtet und formfest, während das Die Linie D in F i g. 1 zeigt die gleiche günstige

bituminöse Bindemittel danach als Kohlenstoff vor- Wirkung bei steigendem Titangehalt, wenn der Rest liegt. des Gemisches aus Graphit mit 20 % Pechbinder be-

Ein besonders bevorzugtes, die Umhüllung bilden- steht. Der Versuch wird unter den gleichen Bedindes Gemisch besteht zu 15 bis 60 Gewichtsprozent 15 gungen wie bei C ausgeführt.

aus einem oder mehreren der Metalle Silizium, Titan, An Hand des Diagramms in F i g. 2 soll die gün-

Zirkonium, Chrom und Aluminium, zu 85 bis 40 Ge- stige Wirkung des Zusetzens vun Boroxyd (B₂Oj₁) ge-

wichtsprozent aus Kohlenstoff, wobei m diesem Pro- zeigt werden. Die Versuche, deren Ergebnisse durch

zentsatz das bituminöse Bindemittel enthalten ist, die Linien I und Γ dargestellt sind, werden in Luft

und gegebenenfalls zu 10 bis 20 Gewichtsprozent aus ao durchgeführt. Luft stellt eine wesentlich reaktivere

Boroxyd. Atmosphäre dar, als sie im allgemeinen in einem Me-

AIs zweckmäßig hat sich herausgestellt, wenn der tallerhitzungsofen auftritt, wo mit der erfindungsgc-

Anteil des ursprünglich zugegebenen Bindemittels mäßen Tragteilumhfcllung gearbeitet wird. Die Li-

bei 20 % des aus dem Kohlenstoff, dem Bindemittel nie I zeigt den Verlauf des Gewichtsschwundes der

und dem Metall in der ursprünglichen Mischung be- as Umhüllung über dem zunehmenden Anteil einer SiIi-

stehenden Gesamtgewichtes liegt. zium-Magnesiumlegierung (52% Silizium, 31% Ma-

Die Metalle Silizium, Titan, Zirkonium, Chrom gnesium), wobei der Rest der Mischung aus Graphit

und Aluminium können mit Kalzium oder Magne- besteht und 20" 0 eines Pechbinders umfaßt. Der

sium legiert oder gemischt sein. Versuch dauert 4 Stunden bei 980° C in Luft.

Als sehr günstig hat es sich herausgestellt, wenn 30 Werden dem Gemisch 5 Gewichtsprozent B₂O₁ der im Gemisch vorhandene Anteil an Boroxyd klei- zugesetzt, so erhält man die durch die Linie Γ dargener ist als der Anteil des im Gemisch vorhandenen stellten Versuchsergebnisse, aus denen man die Metalls. merkliche Verbesserung des Oxydationswiderstandes

An Hand der Zeichnung wird die vorliegende Er- bei Zugabe von Boroxyd, abhängig vom Gewichtanfindung beispielsweise näher erläutert. 35 teil der Legierung im Gemisch, ersehen kann.

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit Der durch den Punkt Il dargestellte Gewichtsver-

des Gewichtsverlustes bzw. der Gewichtszunahme lust in Fig 2 bezieht sich auf einen Probezylinder, vom Gewichtsprozentsatz für verschiedene Metalle; der aus einem Gemisch, bestehend aus 25% SiIi-

F i g. 2 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit zium. Rest Graphit einschließlich Pechbinder, hergedes Gewichtsverlustes der Umhüllung von dem Ge- 40 stellt ist und 18 Stunden lang bei 980° C in einer Atwichtsprozentanteil an Metal! oder einer Metallegie- mosphäre geprüft wird, die 90% Stickstoff und 10% rung, wenn Boroxyd oder kein Boroxyd zugesetzt Wasserstoff enthält und deren Taupunkt bei etwa wird. 35°C liegt. Durch Zugeben von Boroxyd zu einer

Die in dem Diagramm von F i g. 1 eingetragene Li- derartigen Mischung in einem von 5 auf 20 % steinie A zeigt den abnehmenden Gewichtsverlust der 45 genden Anteil unter Beibehaltung von 25 % Silizium, Umhüllung, d.h. den zunehmenden Oxydations- Rest Graphit mit Pech, wird der Gewichtsverlust widerstand bei zunehmender Menge in Silizium, an- bzw. Oxydationswiderstand beachtlich verbessert, gegeben in Gewichtsprozent, bezogen auf die Ge- wie es durch die eingetragene Linie ΙΓ gezeigt ist, die samtniischung, wobei der Rest aus Kohlenstoff in sich aus Versuchen ergibt, bei denen Proben Form von Graphit besteht, der durch -inen Pechbin- 50 Stunden lang bei 980 C in einer aus 90% Stickder gebunden ist. Der Versuch wird 18 Stunden lang stoff und 10% Wasserstoff bestehenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 980° C in einer zu 90% behandelt werden. Der Taupunkt beträgt etwa aus Stickstoff und zu 10% aus Wasserstoff bestehen- 15,5⁰C. Die Gewichtsprozentangabe bezieht sich den Atmosphäre durchgeführt. Der Taupunkt liegt für die Linie II' auf den prozentualen Anteil des Borbei etwa 34° C. 55 oxyds in diesen Proben. Es ist zu ersehen, daß die

Die Linie B zeigt den Verlauf des Oxydations- angestrebten Wirkungen durch einen Boroxydzusatz Widerstandes für zunehmenae Siliziummengen in der erreicht werden, der, bezogen auf das Gesamtgewicht Mischung, wenn der Versuch bei der gleichen Tem- des Gemisches, zwischen 35 Gewichtsprozent und peratur genauso lange in einer Atmosphäre durchge- vorzugsweise zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent führt wird, die aus folgenden Volumprozent-Anteilen 60 liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 bilden sich auf den Tragteilen starke Ansammlungen Patentansprüche: des geförderten Blech- oder Bandmaterials, wodurch sowohl die Behandlung von eisenhaltigen Blechen,

1. Kohlenstoffhaltige Umhüllung für Tragteile, beispielsweise aus Siliziumstahl oder rostfreiem Stahl, vorzugsweise Walzen, zum Tragen und Fördern 5 als auch von Nichteisenmetallen, wie Messing, Kupfer eines Werkstückes in einer im Betrieb Gase mit oder Munelmetall, große Schwierigkeiten ergibt
freiem Sauerstoff enthaltenden Umgebung von Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht hoher Temperatur, die durch Brennen eines ein deshalb darin, eine kohlenstoffhaltige Umhüllung für bituminöses Bindemittel enthaltenden Gemisches hohen Temperaturen ausgesetzte Tragteile zu schaferzielt wird, dadurch gekennzeichnet, io fen, die über sehr lange Zeiträume formbeständig daß dieses Gemisch zu 5 bis 80 Gewichtsprozent sind und ihre gleitfördernden und schmierenden aus einem oder mehreren der Metalle Silizium, Oberflächeneigenschaften in einer Gase mit freiem Titan, Zirkonium, Chrom und Aluminium, zu 20 Sauerstoff enthaltenden Umgebung von hoher Tembis 95 Gewichtsprozent aus Kohlenstoff, wobei in peratur beibehalten, so daß ein Abrieb am geförderdiesem Prozentsatz das bituminöse Bindemittel 15 ten Werkstück und eine Ablagerung dieses Abriebs enthalten ist. und gegebenenfalls zu 5 bis 40 Ge- auf der Förderfläche vermieden werden.
wichUprozent aus Boroxyd besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

2. Kohlenstoffhaltige Umhüllung nach An- löst, daß das die kohlenstoffhaltige Umhüllung bilspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die dende Gemisch zu 5 bis 80 Gewichtsprozent aus Umhüllung bildende Gemisch zu 15 bis 60 Ge- 20 einem oder mehreren der Metalle Silizium, Titan, wichtsprozent aus einem oder mehreren der Me- Zirkonium, Chrom und Aluminium, zu 20 bis 95 Getalle Silizium, Titan, Zirkonium, Chrom und Alu- wichtsprozent aus Kohlenstoff, wuliei in diesem Prominium, zu 85 bis 40 Gewichtsprozent aus Koh- zentsatz das bituminöse Bindemittel enthalten ist, lenstoff, wobei in diesem Prozentsatz das bitumi- und gegebenenfalls zu 5 bis 40 Gewichtsprozent aus nöse Bindemittel enthalten ist, und gegebenen- 25 Boroxyd besteht.

falls zu 10 bis 20 Gewichtsprozent aus Boroxyd Diese erfindungsgemäße Umhüllung hat den Vorbesteht, teil, daß durch den Metallzusatz eine Abnutzung der

Wal/enobeirfläche im wesentlichen ausgeschaltet ist,

weil durch das Zusammenwirken des Metalls mit

30 dem Sauerstoff in der heißen Umgebungsatmosphäre ein feuerfestes Oxyd, vermischt mit Kohlenstoff, gebildet wird, ohne daß dabei die schmierend wirkende

Die Erfindung betrifft eine kohlenstoffhaltige Um- Kohlenstoffoberfläche beschädigt oder abgenutzt hüllung für Tragteile, vorzugsweise Walzen, zum wird. Der Zusatz von reinen oxydierbaren Metallen Tragen und Fördern eines Werkstückes in einer im 35 schützt also das in der Oberfläche liegende Material, Betrieb Gase mit freiem Sauerstoff enthaltenden Um- beispielsweise Graphit, so daß die gleiche Wirkung gebung von hoher Temperatur, die durch Brennen wie bei einer aus Kohlenstoff bestehenden Walze ereines ein bituminöses Bindemittel enthaltenden Ge- zielt werden kann, ohne daß die bei den herkömmlimisches erzielt wird. chen Walzen bekannten Oxydationsverluste auftre-Derartige Tragteile werden bei kontinuierlich ar- 40 ten, und Oberflächenbeschädigungen des Werkstükbeitenden Heißbehandlungsturmöfen verwendet, in kes, wie sie beispielsweise durch Siliziumcarbid erfoldenen bandförmige Metalle bei Temperaturen bis zu gen, vermieden werden. Die erfindungsgemäße Umungefähr 1100° C behandelt werden, hüllunfe kann deshalb nicht nur bei Tragteilen für So hat man zum Tragen und Fördern von Silizi- eisenhaltige Metalle,, wie Bänder aus Siliziumstahl umstahl in einem Ofen Walzenumhüllungen verwen- 45 oder rostfreiem Stahl, verwendet werden, sondern det, die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehen. auch für nichteisenhaltige Zusammensetzungen. Die Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich diese Umhüllun- hohe Formstabilität und die lange Lebensdauer der gen sehr schnell verbrauchen, da der Kohlenstoff der erfindungsgemäß umhüllten Tragteile führt außer-Umhüllung mit dem Sauerstoff der heißen Umge- dem zu einer hohen Kosteneinsparung,
bungsatmosphäre Gase bildet, die aus dem Ofen ab- 50 Der für die erfindungsgemäße Umhüllung verwengeführt werden. Dieser Kohlenstoffschwund aus der dete Kohlenstoff kann beispielsweise aus Erdölkoks festen Phase führt zu einem übermäßigen Verschleiß gewonnen werden, und die Kohlenstoffpartikeln kön- und einer frühzeitigen Zerstörung der Walzenober- nen in amorpher Phase oder im graphitischen Zufläche, so daß die Lebensdauer derartiger Umhüllun- stand dem Gemisch zugegeben werden,
gen sehr beschränkt und die Erhaltungs- und In- 55 Die verwendeten Metalle Silizium, Titan, Zirkostandsetzungskosten sehr hoch sind (deutsche Patent- nium, Chrom und Aluminium können einzeln, verschrift 934 834). mischt oder legiert zugesetzt werden. Die Metalle Eine andere bekannte Trag- bzw. Förderwalze hat sind stabil, fest und bilden überwiegend saure Oxyde eine Umhüllung aus Siliziumcarbid, was ein sehr bei den Wärmebehandlungstemperaturen, wie sie in schwierig zu behandelndes und schwer schmelzbares 60 den Öfen auftreten. Ihre Affinität für Sauerstoff ist Material ist. Ein derartiges Material hat den Nach- größer als für Kohlenstoff.

teil, daß seine Oberfläche sehr raüh und hart ist und Da das Bindemittel bituminös ist — es besteht bei-

dadurch am zu fördernden Werkstück einen starken spielsweise aus Pech und/oder Teer —, kann es als

Abrieb hervorruft. Außerdem ist der Reibungswider- Teil des Kohlenstoffbestandteiles betrachtet werden,

stand zwischen Werkstück und Förder- bzw Tragteil 65 d. h. der Kohlenstoffanteil kann in Form von Koks

im Gegensatz zu reinem Kohlenstoff, der gleitför- oder einem anderen Kohlenstoff und in Form von

dernd und schmierend wirkt, sehr hoch (deutsche Pa- Pech- oder Teerbindemittel vorliegen. Diese Bezie-

tentschrift 966 177). Durch diesen starken Abrieb hung ist deshalb zweckmäßig, da nach dem Brennen