DE1937742C - Verwendung von metallischem Hartstoff oder metallkeramischem Verbundwerkstoff bei einem Schieberverschluß für mit einer Ausgußöffnung versehene, flüssige Schmelze enthaltende Behälter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schieberverschluß für mit einer Ausgußöffnung versehene, flüssige Schmelze enthaltende Behälter, wie er zur Regulierung der Ausflußmenge und zum Verschließen der Ausgußöffnung, insbesondere bei Gießpfannen in der metallurgischen Industrie verwendet wird, und betrifft die Verwendung hochhitzebeständigcr metallischer Hartstoffe oder metallkeramischer Verbundwerkstoffe für derartige Schieberverschluss^.

Es ist bekannt, daß das als Schieberplatte bezeich- 5« nete linear- oder drehbeweglich verschiebbare Teil eines Schieberverschlusses, welches unterhalb am Boden z. B. einer Gießpfanne in ι inem Gehäuse verschiebbar und dichtend gegen die Unterfläche einer im Bodenstein des Pfannenbodens fest angeordneten Lochplatte geführt ist, einer hohen Beanspruchung durch thermische, chemische und ercsive Einwirkungen der rasch durchfließenden flüssigen Schmelze ausgesetzt ist, obwohl die Schieberplatte, wie auch alle übrigen mit der flüssigen Schmelze in Berührung kommenden Teile des Schieberverschlusses und der Pfanne aus hoch feuerfesten Materialien bestehen bzw. damit ausgekleidet sind. So kann vorwiegend in gedrosselter Schieberstellung eine Erosion im Durchflußkanal der Schieberplatte zu unerwünschten Veränderungen des Durchflußquerschnittes führen, was nicht nur die Konstanz der Ausflußmenge und ihre Geschwindigkeit unkontrollierbar beeinflußt.

sondern auch in geschlossener Scliieberstellun,- dl·.· Dichtfiäehenüberdeckung von Schieberplatte und Lochplatte - ermindert, somit die Gifahr von Durch brächen begünstigt. Fine weitere Schwierigkeit K steht in der Gefahr des »Einfrierens« der flüssige Schmelze im Durchflußkanal der Lochplatte bei;-Schließen des Schieberverschlusses, vornehmlich wenn die Schieberplatte für längere Zeit in Veischlußstellun» verbleibt, weil infolge ungenügender Wärmeleiifäliigkei; des feuerfesten Materials de: Schieberplatte und des dadurch bedingten TemperaturE'jfälles gegenüber dtr Durchflußöffnung die Dichtfläche der Schieberplatte nicht genügend aufgeheizt wird und im Bereich der Enaarrungstemperatur der flüssigen Schmelze liegt.

Es ist zwar'schon von Behältern zur Aufnahme \on Metallschmelzen bekannt, die Teile des Behälters, die dem besonderen Angriff der Metallschmelze ausgesetzt sind, aus Verbundwerkstoff mit feinverteilten metallischen (Molybdän und/oder Wolfram) und oxydkeramischen (Zirkonoxyd) Komponenten auszubilden, um Korrosionsschäden durch Metall und Schlackenangriff zu vermeiden. Eine bloße über tragung dieser vorbek.,nuten Maßnahmen auf Schieberverschluss·*, etwa dadurch, daß einzelne oder sämtliche feuerfeste keramische Schieberverschlußteile aus derartigem Verbundwerkstoff hergestellt werden würdet., ist jedoch wegen der relativ hohen Wärmeleitfähigkeit dieser Werkstoffe praktisch nicht durch führbar, sondern hätte wegen zu hohen Wärmeentzugs ein rasches Einfrieren der Scl.melze im Durchflußkanal zur Folge.

Durch die Erfindung sollen die geschilderten Mängel und Schwierigkeiten vermieden und ein Schieberverschluß geschaffen werden, der nicht nur gegen korrodierende und erodierende Angriffe der durchfließenden flüssigen Schmelze weitgehend beständig ist, sondern bei dem auch ein »Einfrieren« der Schmelze während der einzelnen Gießphasen nicht möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schieberverschluß der eingangs geschilderten Art an Schmelzebehältern durch Verwendung an sich bekannter hochhitzebestäridiger metallischer Hartstoffe oder metallkeramischer Verbundwerkstoffe auf der Basis von Molybdän und Zirkonoxyd a'.;- Werkstoffe für mit Schmelze in Berührung kommende Teile der Schieberplatte zum Zwecke der Steuerung des Wärmetransports von der Durchflußöffnung der Schieberplatte an einfriergefährdete Zonen gelöst. Der verwendete metallkeramische Verbundwerkstoff kann hierbei zur Erhöhung der Oxydationsbeständigkeit der Metallphase mit Vorteil bis zu 40 Volumprozent Chrom enthalten, während als metallischer Hartstoff vorteilhaft Molybdän-Disilicid (MoSi₁.) verwendet werden kann. Sowohl hochhitzebeständige Hartstoffe als auch metallkeramische Verbundwerkstoffe können in Form eines Belages an den mit Schmelze in Berührung kommenden Teilen von Schieberplatten angeordnet sein. Ferner können auch die mit Schmelze in Berührung kommenden Teile der Schieberplatte als hülsenförmiger Einsatz mit einem sich flanschförmig über die Schieberplatten-Dichtfläche erstreckenden Kragen ausgebildet sein, wobei der hülsenförmige Einsatz mit einem die unterschiedliche Dehnung von Einsatz und Schieberplatte aufnehmenden feuerfesten Kiitt in die Schieberplatte eingebettet sein kann.

Die Verwendung eines metallischen Harnstoffes Diier eines metallkeramis'.hen Verbundwerkstoffes »is Belag oder Einsatz für den Bereich von Durch-•luBöffnung und Dichtfläche der Schieberplatte verleiht dieser nicht nur eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Erosion und Korrosion der durchfließenden Schmelze, sondern ermöglicht durch seine gegenüber dem feuerfesten Trägermaterial der Schieberplatte höhere Wärmeleitfähigkeit eine gerichtete Wärmeleitung an der Schieberplatte und damit ein Aufheizen der Dichtfläche in gedrosselter oder geöffneter Schieberstellung durch die hindurchfließende Stahlschmelze, was beim Schließen des Schiebers ein »Einfrieren« der flüssigen Schmelze oberhalb der ,Schieberp'atten-Dichtfläche im Bereich eier Lochplatten-Durchflußöffnung mit Sicherheit ausschließt. Die wesentlichen Eigenschaften metallischer Hartstoffe, insbesondere der Silicide, nämlich große Härte, chemische Widerstandsfähigkeit up 1 Zunderbeständigkeit, sind an sich bekannt. Auch auf verschiedene Anwendungsmöglichkeiten solcher Hartstoffe in der Metallurgie ist in der Literatur hingewiesen worden, wobei diese Hinweise jedoch nicht über die obengenannten der deutschen Patentschrift 1242 810 geoTfenbarten Maßnahmen hinausgehen. Einen Hinweis auf das Wärmeleitvermögen dieser Hartstoffe im Zusammenhang mit ihrer Anwendung in Schieberverschlußeinrichtungen geben diese Veröffentlichungen indessen nicht.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und anschließend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den unteren Teil e>ner Gießpfanne mit Schieberverschluß in teilweiser Darstellung im Längsschnitt und

F i g. 2 eLe Draufsicht auf die Schieberplatte nach Schnittlinie Il —II in Fig. I.

Mit 1 ist der Metallmantel einer Gießpfanne bezeichnet, welcher ein die Außenwand und den Boden bedeckendes feuerfestes Futter 2 trägt. An einer für den Auslauf der flüssigen Schmelze im Pfannenboden durchbrochenen Stelle von Metallmantel 1 und Feuerfestfutter 2 ist ein außen rechteckiger Bodenstein 3 mit trichterförmigem Einlaufloch 3' und einer nach unten koni.-^h sich erweiternden Öffnung vorgesehen, in der eine Einlaufhülse 4 ebenfalls aus feuerfestetn Material i/nt entsprechendem feuerfesten Mörtel befestigt ist. An die Einbufhülse schließt sich nach unten eine ebenfalls an der Hülsenstirnfläche und im Pfannenboden mit feuerfestem Mörtel fest verankerte Lochplatte 5 aus feuerfestem Material mit Durchflußöffnung S' als Teil des mit allgemein bezeichneten Schieberverschlusses an.

Der Schieberverschluß besteht im wesentlichen aus einer am Metallmantel 1 im Bereich des Pfan neiibodens angeschraubten (nicht dargestellt) gußeisernen Gehäuseplatte 7 mit abnehmbarem rahmenförmigen Deckel 7', der mit Hilfe von 6 Bolzenschrauben (nicht dargestellt) über Federelemente 8 durch Muttern 9 unter Druck gegen die Gehäuseplatte feststellbar ist, sowie einem gußeisernen rat; menartigen Futterkörper 10 mit Tülle 10', in welchen eine Schieberplatte 11 aus feuerfestem Material mil nach unten anschließender Auslaufhülse 12 ebenfalls ίο aus feuerfestem Material eingebettet ist. Der die Schieberplatte tragende Futterkörper 10 gleitet aui am Deckel angeordneten Führungsbahnen 13 und kann durch einen bei 14 angeordneten hydraulischen Antrieb linear verschoben werden.

In die Schieberplatte ist ein hülsenförmiger Einsatz 11' aus hochhitzebestär.digem Molybdän-Disilieid (MoSi.,) mit flanschförmigem Kragen mit Hilfe eines feuerfesten dehnungsei; -ischen Kitts oberflächenbündig eingebettet, dessen Oberfläche als Teil ao der Schieberplattengleitfläche durch die vorgespannten Federelemente 8 dichtend gegen die Unterfläche der Lochplatte 5 gedrückt wird. Der Einsatz 15 au■-. Molyrxlän-Disilicid mit einer Feuerfestigkeit übei 2000 C und einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,1 cal/cm-Vs/' C bei 20' C erhöht die Standzeit der Schieberplatte ganz erheblich, so daß. mehrere Pfannenabgüsse mit dem Schieberverschluß vorgenommen werden können. Als Feuerfestmaterial für Ein-• laufhülse 4, Lochplatte 5, Schieberplatte 11 und Auslaufhülse 12 ist hochtonerdehaltiges Material auf Mullit-Korrund-Ton-Basis mit etwa 80¹VoAl₂O., vorgesehen, welches eine Porosität von etwa 20 "/0, eine Heißbiegefestigkeit von 180 bis 200 kg. cm- bei 1400' C sowie eine Wärmeleitfähigkeit von 2,0 bis 2,1 kcal/m/h/°C bei 1000 bis 1200° C besitzt. Die unterschiedlichen Wärmedehnungen des metallischen Hartstoff-Einsatzes 15 aus MoSi₂ und der hochtonerdehaltigen Schieberplatte werden weitgehend von dem bei 11" angedeuteten dehnungselastischen feuerfesten Kitt, einem unter 0,1 mm gekörnten Tonerdemörtel mit Aluminiummonophosphat-Bindung, aufgenommen. Darüber hinaus sind die Federelemente 8 in der Lage, quer zur Bewegungsachse der Schieberplatte wirkende Materialdehnungen aufzunehmen. Der flanschfönnige Kragen des Einsatzes bildet mit seiner der Lochplatte zugekehrten Oberfläche zugleich die Schieberplattengleit- und -dichtfläche, d. h., er ist so bemessen, daß er auch in gescnlossener Schieberstellung (maximale Bewegung der Schieberplatte in Pfeilrichtung) eine genügende Dichtfläche unterhalb der Durchfallöffnung in der Lochplatte 5 bildet.

Der Einsatz 1Γ kann auch aus Zirkonoxyd und Molybdän zu einem Sintermetallkörper verpreßt sein,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verwendung an sich bekannter hochhitze-Ivstündiger metallischer Hartt.toffe oder meiallkeramischer Verbundstoffe awf der Basis von Molybdän und Zirkonoxyd als Werkstoffe für mit Schmelze in Berührung kommende Teile \on Schieberplatten an Schieberverschlüssen von Schnielzebehältern zum Zwecke der Steuerung des Wärmeiransports von der DurchfluBnffnung der Schieberplatte an einfriergefährdete Zonen.

2. Verwendung eines metallkeramischen Verbundwerkstoffes, der bis zu 40 Volumprozent Chrom enthält, zum Zwecke nach Anspruch 1.

3. Verwendung von Molyhdän-Disilizid (MoSi.,) als met'.Mischer Hartstoff zum Zwecke nach Anspruch I.

4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schmelze in Berührung kommenden Teile von Schieberplatten als Belag ausgebildet sind.

5. Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schmelze in Berührung kommenden Teile der Schieberplatte als hülsenförmigcr Eirsatz mit einem sich flanschförmig über die Schieberplatten-Dichtfläche erstreckenden Kragen ausgebildet sind.

fi. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsei.fönnige Einsatz mit einem die unterschiedliche Dehnuii^, von Einsatz und Schieberplatte aufnehmenden feuerfesten Kitt in die Schieberplatte eingebettet ist.