DE1942876C3

DE1942876C3 - Verwendung einer Fasermatte zum Abdecken der freiliegenden waagerechten Oberfläche von geschmolzenem Metall

Info

Publication number: DE1942876C3
Application number: DE19691942876
Authority: DE
Inventors: Richard Carl Lakewood Ohio Phoenix
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1968-08-22
Filing date: 1969-08-22
Publication date: 1981-12-24
Also published as: ES370755A1; DE1942876A1; GB1287402A; BE737852A; NL168153C; DE1942876B2; NL6912791A; FR2017176A1; NL168153B; JPS504182B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Fasermatte mit einer Dichte zwischen 0,03 und 1,5 g/cm³, deren eine Seite mit exothermen Materialien imprägniert ist, wobei die imprägnierte Seite eine durchschnittliche Porosität von weniger als 50 AFS-Einheiten aufweist und ein Bindemittel enthält, zum Abdecken der freiliegenden waagerechten Oberfläche von geschmolzenem Metall in Blockformen odsr Gießpfannen, wobei die imprägnierte Seite nach unten gerichtet ist

In vielen Fällen ist es in der Gießerei-Industrie und in Stahlwerken erwünscht, den Wärmeverlust von geschmolzenem Metall, beispielsweise in Pfannen und Gießwannen oder in Köpfen von sich verfestigenden Blöcken oder bei Steigern von Gußstücken, auf ein Minimum herabzusetzen.

Üblicherweise werden die Seiten von Blockformen, Kokillen, Steigern in der Gießerei, Pfannen und C>eßwannen mit einer Schicht aus wärmeisolierendem Material ausgekleidet Die maximale Isolierung, die durch dieses Verfahren erreicht werden kann, wird jedoch häufig als ungenügend angesehen, und deshalb sind Verfahren vorgeschlagen worden, um den Wärmeverlust aus der waagerechten Oberfläche des geschmolzenen Metalls auf ein Minimum herabzusetzen.

Diese bekannten Verfahren umfassen die Schaffung einer geformten isolierenden Decke (z. B. aus Gips, Ton, Schamotte) oder einer Schicht eines pulverförmigen wärmeisolierenden Materials (z. B. Reishülsen). Außerdem kann dem geschmolzenen Metall von Außen Wärme zugeführt werden, und es wurde hierfür die Verwendung einer exothermen Masse vorgeschlagen. • Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, daß man auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls eine Mischung von losem pulverförmigen exothermen Material und losem pulverförmigen wärmeisolierenden Material, welches in einem Karton oder ähnlichen Behälter enthalten ist, um seine Handhabung zu erleichtern, aufbringt.

In der US-PS 29 73 563 ist eine zusammengesetzte, feuerfeste Blockformauskleidung beschrieben, die eine glatte, dichte feuerfeste Innenoberfläche und eine faserförmige Rückseite aus glasartigem Material, z. B. Glasfaserbahnen aufweist.

Unzweifelhaft sind die Bedingungen, die für eine Förmauskleiduiig, wie sie in der US-PS besehrieben ist, erforderlich sind, völlig von den Bedingungen verschieden, welche für eine Isoliermatte in Betracht kommen, die auf der waagerechten Oberfläche eines geschmolzenen Metalls in einer Blockform oder dergleichen schwimmt und den Wärmeverlust durch Strahlung auf ein Minimum herabsetzt.

Die Auskleidung gemäß der genannten US-PS muß

dem Gießen der Metallschmelze in die Form Widerstand leisten, die Auskleidung ist dem Druck des geschmolzenen Metalls unterworfen und sie muß auch so angebracht werden, daß sie in Berührung mit dem geschmolzenen Metall nicht zu schwimmen versucht

Demgegenüber ist eine Isoliermatte, wie sie gemäß der Erfindung verwendet wird, so ausgebildet, daß sie auf dem geschmolzenen Metall schwimmt Außerdem wird sie nicht irgendeinem Metalldruck unterworfen und sie kann nach dem Gießen des geschmolzenen Metalls aufgelegt werden.

Die GB-PS 9 77 190 beschreibt Gießaufsätze, Auskleidungen für Gießaufsätze, Deckel für Gießaufsätze und den Abschluß des Raums zwischen den Gießaufsätzen und der Form.

Jedoch vermittelt diese Druckschrift keinen Hinweis auf eine schwimmende Matte.

Die FR-PS 15 32 517 betrifft die Ver. ondung von Runkelrübenpulpe und Abfällen der Zuckerherstellung

μ bei Gießformen, wobei die Pulpe getrocknet in Pulveroder Kornform zur Anwendung gelangen und mit verschiedenen anderen Materialien, z. B. wärmeerzeugenden Materialien, wie pulverisiertem Koks oder pulverisierter Holzkohle, versetzt werden kann. Außerdem kann auch ein feuerfestes Material und ein Bindemittel vorhanden sein.

Die GB-PS 8 12 426 betrifft Formkörper zur Verwendung als Buchsen oder dergleichen beim Gießen. Es handelt sich hier wieder um Gegenstände, die von den erfindungsgemäß zu verwendenden Matten völlig verschieden sind.

In der US-PS 24 62 256 ist eine mehrschichtige Platte beschrieben, die im Inneren von Blockformen angeordnet werden soll. Die Art dieser Platte ist völlig verschieden von der erfindungsgemäß zu verwendenden Matte. Es handelt sich um eine Platte, deren obere Schicht aus einem Isoliermaterial besteht, das unter dem Einfluß der Hitze sich expandiert Der Träger hat auf der Unterseite einen verhältnismäßig dicken Überzug, welcher eine dritte Schicht bildet Die Zusammensetzung dieser dritten Schicht ist derart, daß diese bei Erhitzung zerfällt, wobei der Rückstand sich am unteren Ende des Lunkers sammelt.
Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung einer Matte, mittels welcher der Wärmeverlust von der waagerechten Oberfläche des geschmolzenen Metalls in Bockformen, Steigern, Pfannen oder dergleichen auf ein Minimum herabgesetzt werden kann, wobei diese Matte leicht und bequem auf die freiliegende Oberfläche der

so Metallschmelze aufgelegt werden ka.in.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß djrch die Verwendung der eingangs beschriebenen Fasermatte.
Gemäß der Erfindung wird eine neue wärmeisolierende Fasermatte verwendet, die leicht zu handhaben ist und mit welcher die Nachteile, die den meisten früheren Maßnahmen anhafteten, nämlich große Mengen von Einschlüssen in dem verfestigten Metall, vermieden werden können.

Die erfindungsgemäß verwendete Matte wird in die gewünschte Größe aus Bahnen des Materials geschnitten (üblicherweise gesägt), und das Stück wird dann auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls mit der imprägnierten Seite nach unten gelegt. Die imprägnierte Seite liefert einen feuerfesten Belag, der die Oberfläche des geschmolzenen Metalls bedeckt und den Wärmeverlust durch Strahlung auf ein Minimum herabsetzt. Die Rückschicht aus nicht imprägnierten

Fasern ist noch wärmeisolierend.

Die Fasermatte kann aus feuerfestem Fasermaterial, z. B. Asbest, Schlacken- und Mineralwolle, Aluminiumsilicatfasern, Calciumsilicatfasem oder Metallfasern bestehen oder sie kann aus organischem Fasermaterial, wie z. B. Baumwolle, Jute, Acrylnitril-, Holz- oder anderen Cellulosefasern oder synthetischen organischen polymeren Fasern oder Mischungen davon bestehen. Carbonisierte Fasern, wie z. B. carbonisierte Acrylnitrilf asern, können auch verwendet werden. ι ο

Das feuerfeste, wärmeisolierende Imprägnierungsmaterial kann vorzugsweise aus feinteiligem feuerfesten Material, wie z. B. Sand, Siliciumdioxydmehl, Sillimanit, gebranntem Ton oder gemahlener Schamotte, Zirkonoxyd, Dolomit, feuerfestem Silicat, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonmehl oder Chromitmehl bestehen (wobei vorzugsweise wenigstens 20 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,076 mm und besonders bevorzugt wenigstens 50 Gew.-°/o durch ein Sieb mit eipsr lichten Maschenweite von 0,076 mm hindurchgehen).

Das exotherme Imprägnierungsmaterial besteht vorzugsweise aus einem feinteiligen oxydierbaren Material, wie z. B. Aluminium, Calciumsilicid, Magnesium oder Kugelmühlenstaub (wobei vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,076 mm durchgehen) und einem Oxydationsmittel dafür, beispielsweise einem Alkali- oder Ammoniumnitrat, -chlorat oder -perchlcrat oder Eisenoxyd (Hämatit, Walzzunder) oder Mangandioxyd.

Das Bindemittel kann aus irgendeinem Material bestehen, das in der Gießerei verwendet wird, wie z. B. natürlichen oder synthetischen Ge.,nmis oder Harzen (Phenol- und Harnstorf-Fot maldehydharzen, Furanharz), Alkalisilicaten, Sulfitlauge, ko! jidalem Siliciumdioxyd, Aluminiumphosphaten. Die Gesamtdicke der Fasermatte beträgt vorzugsweise 6 bis 150 mm, und liegt insbesondere zwischen 12 und 50 mm, die Dicke des imprägnierten Teils beträgt entsprechend vorzugsweise 1 bis 50 mm und insbesondere 6 bis 25 mm.

Die Dichte der nicht imprägnierten Fasermatte beträgt vorzugsweise 0,008 bis 0,65 g/cm³ und insbesondere 0,03 bis 0,3 g/cm³, während die Dichte der imprägnierten Schicht entsprechend zwischen 0,03 und 1,5 g/cm³ und insbesondere zwischen 0,05 und 1,0 g/cm³ liegt.

Zur Erhöhung des Widerstandes gegenüber Zerbrechen oder Zerfall bei Verwendung der Materialien gemäß der Erfindung kann gegebenenfalls ein Metallgitter oder -netz oder ein anderes Verstärkungselement entweder während der Herstellung oder auf irgendeine andere geeignete Weise der Fasermatte einverleibt werden.

Die erfindungsgemäß verwendete Fasermatte kann nach irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, jedoch besteht die bevorzugte Arbeitsweise darin, einen wäßrigen Schlamm aus den Bestandteilen des Imprägnierungsmittels und des Bindemittels zu bilden, die Fasermatte auf einen Siebträger anzuordnen, den Schlamm auf die Matte aufzubringen und unter Anwendung von Druck öder Saugen das flüssige Medium des Schlammes durch die Fasermatte zu pressen und zu entfernen, wobei die Schlammfeststoffe zurückbleiben, den oberen Teil der Matte imprägnieren und gegebenenfalls eine Schicht darauf bilden. Die sich ergebenden feuchten Platten können dann zum Abtreiben des verbleibenden Schlammediums (gewöhnlich Wasser) in einem Ofen behandelt werden, wonach die Matte gebrauchsfertig ist

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert

Beispiel 1

50 g Schlackenwolle wurden in 800 g Wasser dispergiert und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,250 mm unter Anwendung eines Luftdrucks von etwa 1,4 kg/cm² in eine gewünschte Gestalt gebracht Aus 50 g einer exothermen Masse zum Auskleiden eines Gießaufsatzes oder einer Wärmehaube und 2 g Phenolharzpulver in 200 g Wasser wurde ein Schlamm hergestellt, und die Mischung wurde unter Anwendung eines Druckes von etwa 1,4 kg/cm² durch das Kissen aus Schlackenwolle filtriert Das sich ergebende Duplex-Kissen wurde während 2 Stunden bei 200° C getrocknet Zwischen den beiden Schichten bestand eine gute Bindung. Die exotherme Schicht zeigte etwas Sprödigkeit, während die Schlackenwollenschicht sehr weich war.

Beispiel 2

50 g Schlackenwolle wurden in 800 g Wasser dispergiert und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,250 mm unter Anwendung eines Luftdrucks von etwa 1,4 kg/cm² in eine gewünschte Gestalt gebracht. Aus 45 g der in Beispiel 1 genannten exothermen Masse zum Auskleiden eines Gießaufsatzes, 2 g Phenolharz und 5 g Schlackenwolle in 300 g Wasser wurde ein Schlamm bereitet Die Mischung wurde unter Anwendung eines Druckes von etwa 1,4 kg/cm² durch das Kissen aus Schlackenwolle filtriert Das Duplex-Kissen wurde während 2 Stunden bei 200°C getrocknet Zwischen den beiden Schichten bestand eine gute Bindung. Die exotherme Schicht wies eine gute Qualität auf, während die Schlackenwolleschicht weich war.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß vor dem Aufschlämmen 4% Phsnolharz zu der Schlackenwolle zugegeben wurden. Das Duplex-Kissen wies eine gute Qualität auf, wobei beide Schichten fest waren.

Beispiel 4

456 g Schlackenwolle und 18 g Phenolharzpulver wurden in 10 800 g Wasser aufgeschlämmt und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,250 mm unter Anwendung eines Vakuums von etwa 711 mm zum Absaugen des Materials durch das Sieb filtriert. 900 g der exothermen Masse zum Auskleiden eines Gießaufsatzes, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, und 36 g eines Phenolharzpulvers wurden in 5400 g Wasser aufgeschlämmt und durch ein Kissen aus Schlackenwolle filtriert. Nach Trocknen wog die Duplex-Platte 521g und war 15 mm dick. Die durchschnittliche Gesamtdichte der Platte betrug 0,63 g/cm³.

Wärmeflußprüfungen zeigten, daß bei 141O⁰C die Gesamtwärmemenge, die durch das Probestück durchgelassen wurde, 10 250 Joule/cm² von 0 bis 60 Minuten betrug.

Beispiel 5

200 g Papier, 750 g Schlackenwolle und 50 g Phenolharzpulver wurden aufgeschlämmt und unter Verwendung eines Vakuums von etwa 711 mm zum Absaugen

des Materials durch ein Sieb mit einer lichten Maschertweite von etwa 0,250 mm filtriert. 900 g einer Mischung einer exothermen Masse zum Auskleidan eines Gießaufsatzes (aus 2 Gew.-% Natriumnitrat, 2% Natriumkryolith, 10% rotem Eisenoxyd und 86% Kugelmühlenstaub) wurden in Wasser zusammen mit 50 g Phenolharzpulver und 50 g Schlackenwolle aufgeschlämmt Diese Mischung wurde durch die Schlackenwolleschicht filtriert Die Gesamtdicke des Kissens betrug 36 mm, wovon 9 mm exotherm waren und 27 mm von Schlackenwolle eingenommen waren. Die durchschnittliche Dichte des Duplex-Kissens betrug 0,48 g/ cm³. Die Dichte des Isolierteils wurde mit 0,3 g/cm³ bestimmt, während diejenige des exothermen Teils 1,28 g/cm³ betrug. Die durch das Duplex-Kissen bei 1410⁰C übertragene Wärme wurde mit 9100 joule/rm² für 0 bis 60 Minuten bestimmt

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Fasermatte mit einer Dichte zwischen 0,03 und 1,5 g/cm³, deren eine Seite mit exothermen Materialien imprägniert ist, wobei die imprägnierte Seite eine durchschnittliche Porosität von weniger als 50 AFS-Einheiten aufweist und ein Bindemittel enthält, zum Abdecken der freiliegenden waagerechten Oberfläche von geschmolzenem Metall in Blockformen oder Gießpfannen, wobei die imprägnierte Seite nach unten gerichtet ist.