DE1947904B2

DE1947904B2 - Feuerfestes waermeisolierendes material

Info

Publication number: DE1947904B2
Application number: DE19691947904
Authority: DE
Inventors: John Edward Nechells Birmingham Cartwrigth (Grossbritannien)
Original assignee: Foseco Trading AG, Chur, Graubünden (Schweiz)
Priority date: 1968-09-25
Filing date: 1969-09-22
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE1947904A1; DE1947904C3; GB1283692A; FR2018840A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf teuerteste warmelsoherende Materialien aus Aluminiumsilicatfaser und einem Bindemittel, die insbesondere zur Verwendung beim Gießen von geschmolzenem Metall bestimmt sind. Die Materialien gemäß der Erfindung sind von besonderem Wert beim Gießen von Stahl wegen ihrei hervorragenden Eigenschaten bei sehr hohen Temperaturen, die Verwendung der Materialien gemäß der Ei findung ist jedoch nicht auf dieses Gebiet beschrankt

Gemäß der Erfindung sind teuerfeste warmeisoliei ende Materialien vorgesehen, die Aluminium, Magnesium oder Silicium in Teilchenform, eine teuerteste Faserkomponente, bestehend aus Aluminiumsihcattasern, und ein Bindemittel umfassen Die Menge des verwendeten Metalls hegt in dem Bereich von 1 bis 20 Gew. % des warmeisoherenden Materials, wahrend die teuerteste Faserkomponente 10 bis 97 Gew.% des warmeisoherenden Materials darstellt. Das feuerteste warmeisolierende Material enthalt 2 bis 16 Gew.% Starke und kolloidales Sihciumdioxyd als Bindemittel

Es ist gefunden worden, daß Steigerbuchsen, Platten tür die Heistellung vcn Gießautsatzen oder Gießhauben und ahnliche Formstucke, die aus solchen warmeisoherenden Materialien hergestellt sind, in zufriedenstellender Weise beim Gießen von Stahl bei hohen Temperaturen, wie ζ Β 1600—1650° C, Anwendung finden können. Es ist anzunehmen, daß die Ursache der nicht zufriedenstellenden Leistung von anderen Arten von Steigerbuchsen oder Auskleidungen von Gießautsatzen die Gegenwart von geschmolzenen Oxyden ist, ζ B von Eisen und Mangan an der Oberfläche des Stahls, die tortzufließen suchen und viele der Bestandteile der zuvor teuertesten warmeisoherenden Massen zerstören, und sie so unwirksam machen. Vermutlich reduziert in dem vorliegenden Fall, d h. bei Anwendung des teuertesten warmeisoherenden Materials gemäß der Erfindung, das Metall in dem warmeisoherenden Material das geschmolzene Eisenoxyd zu Eisen unter Erzeugung von hochteuertestem Oxyd, das eine Schutzschicht über die mit dem Stahl in Berührung kommende Oberfläche des warmeisoherenden Materials bildet Es ist gefunden worden, daß durch Anwendung der Erfindung teuerteste warmeisolierende Materialien erzeugt werden können, die bei Stahl brauchbar sind, wahrend sie eine verhältnismäßig niedrige Dichte (und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben) Bekannte Materialien sind nicht genügend feuertest oder hitzebeständig zur Verwendung bei Stahl gewesen Bei Anwendung der Erfindung können bei Stahl brauchbare Materialien mit einer Dichte von unter 0,5 g/cm¹ erzeugt werden.

Die Materialien gemäß dei Erfindung können zusätzlich zu den oben angegebenen Komponenten teilchenförmigen teuertesten Fullstott, wie zerkleinerten Koks, Aluminiumoxyd und andere sehr hochteuerfeste oder hitzebestandige Materialien enthalten Diese Zusatzstoffe können 10 bis 87 Gew % des warmeisoherenden Materials darstellen

Das verwendete teilchentormige Material hat vorzugsweise eine solche Korngroße oder Klassierung, daß wenigstens 99 Gew.% durch ein Sieb von 0,053 mm lichter Maschenweite gehen

Das warmeisolierende Material gemäß der Erfindung wird vorzugsweise so hergestellt, daß man einen Schlamm der Bestandteile in einem flüssigen Medium (gewohnlich Wasser) bildet und die Flüssigkeit durch eine Siebform saugt, so daß sich auf der Form ein Korper der Feststoffe des Schlamms absetzt, und danach den gebildeten zusammenhangenden Formling entfernt und trocknet. Der angewendete Gehalt an Schlammteststotten hegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.%

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen naher erläutert

Beispiel 1

Es wurde ein wäßriger Schlamm mit einem Feststottgehalt von 1% aus den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Gewichtsmengen hergestellt

Aluminiumsilicatfaser
Aluminium (99% < 0,053 mm)
kolloidales Sihciumdioxydsol mit
einem Gehalt von 30 Gew % SiO₁
Starke

Gew % 71,44 7,14

14,28 7,14

100

Die Aluminiumsilicatfaser hatte folgende Zusammensetzung. 42-57 Gew.% AI₂O₁, 45-57 Gew.% SiO₂ und 1-6 Gew. % TiO₂ zusammen mit Spuren von anderen Oxyden Dieser Schlamm wurde in einer zylindrischen Siebtorm entwassert, um eine Buchse von 12 mm Dicke abzusetzen, die von der Form abgestreift und bei 160° C 2V₂ Std. getrocknet wurde. Die Buchse wurde als Steigerbuchse tür ein großes Stahlgußstuck verwendet, wahrend andere Steiger dabei mit handelsüblichen Steigerbuchsen der gleichen Abmessung ausgekleidet waren Nach dem Guß wurden die Steiger untersucht Die handelsüblichen Buchsen

waren stark beschädigt, und die Steiger zeigten eine Menge Lunker, was eine unzureichende Warmeisolation anzeigte Die Steigerbuchse gemäß der Erfindung war im wesentlichen unbeschädigt, und der verfestigte Steiger hatte eine völlig Hache Oberseite und zeigte keine Lunker in dem Gußstuck.

Beispiel 2

Es wurde ein wäßriger Schlamm mit einem Gehalt von 1 % Feststoffen aus den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Gewichtsmengen hergestellt.

	Gew.%
Aluminiumsilicatfaser	61
Starke	6
kolloidales Sihciumdioxyd mit
einem Gehalt von 30 Gew.% SiO₂	5,5
Aluminiumpulver (99,7% < 0,053 mm)	9
Aluminiumoxyd	17,5
Aluminiumsulfat	1

Unter Verwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurden Buchsen von 75 mm X 150 mm Hohe hergestellt Die Dichte betrug 0,30-0,40 g/cm'

Eine solche Buchse wurde dazu benutzt, um einen 120-mm-Wurfel mit Stahl zu speisen (ein Standard, angegeben von der Steel Foundries Society of America), wobei die Anordnung in silicatgebundenem Sand geformt war. Es wurde ein Bodeneinlautsystem angewendet, und das Gußstück wurde aus völlig beruhigtem Stahl mit 0,24-0,40 Kohlenstoff bei einer Ptannentemperatur von 1590 ± 10° C erzeugt Die Oberflache des Metalls in der Buchse wurde mit einer Schicht eines exothermen Lunkermittels auf der Basis von Aluminium und oxydierenden Mitteln bedeckt.

Nach dem Guß konnte die Buchse leicht von dem Steiger abgestreift werden, wobei sich eine glatte Oberfläche ergab, die frei von Eindringung oder Ausdehnung war. Nach Schneiden des Gußstuckes wurde gefunden, daß dieses tehlertrei war

Beispiel 3

Es wurden Vergleichsversuche untei Verwendung von 2 Buchsen ausgeführt, von denen die eine Aluminium enthielt.

Es wurden Schlamme mit niedrigem Feststoff gehalt durch Dispergieren der folgenden Materialien in 400 1 Wasser hergestellt

a) Aluminiumsilicatfaser 1500 g Starke 140 g

kolloidales Siliciumdioxydsol mit

einem Gehalt von 30 Gew % SiO₂ 400 g

Aluminiumsulfat 25 g

b) Aluminiumsilicatfaser 1500 g ° Starke 140 g

kolloidales Siliciumdioxydsol mit
einem Gehalt von 30 Gew.% SiO₂ 400 g

Aluminiumsulfat 25 g

Aluminiumpulver
(99,7% < 0,053 mm) 300 g

Unter Verwendung des geschilderten Verfahrens unter Bildung eines Schlammes und Absaugung durch eine Siebform wurden Buchsen mit einem Innendurchmesser von 75 mm und einer Hohe von 150 mm und einer Wandstarke von 12 mm hergestellt wobei die Herstellungszeit 60 see betrug Diese Buchsen wurden dann zum Gießen von 120 mm Stahlwurteln benutzt, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden.

Die Buchse, die kein Aluminium enthielt, erzeugte eine schlechte Steigeroberflache infolge von Schlakkenbildung und Metalleindnngen, eine wahrnehmbare Ausdehnung und ein fehlerhaftes Gußstuck Die Buchse, die Aluminium enthielt, ergab demgegenüber eine beträchtliche Verbesserung hinsichtlich der Schlackenbildung, der Eindnngung und der Ausdehnung, und ihre Speiseeigenschaften waren gut.
Die Ausdehnung wurde durch Messen des Durchmessers des Steigers an semem Unterteil bestimmt: Die Abmessungen betrugen 75 mm im Fall der Aluminium enthaltenden Buchse und 96 mm im Fall der Buchse ohne Aluminium

Die Speiseeigenschaften wurden durch Messen der Lunkertiefe in cm von der Trennflache zwischen dem Steiger und dem Gußstuck gemessen. Die Ergebnisse ^vurden aufgezeichnet als positiv im Steiger und negativ im Gußstuck. Die Aluminium enthaltende Buchse erzeugte eine Lunkertiete von + 3,6 cm, wahrend die Buchse ohne Aluminium eine Lunkertiefe von — 5,5 cm erzeugte.

Claims

Patentanspiuche:

1 Feuertestes warmeisolierendes Material aus AIiminiumsiliCuttaser und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 10 bis 20 Gew % Aluminiumsilicatfaser besteht und 1 bis 20 Gew % Aluminium, Magnesium oder Silicium in Teilchentorm und 2 bis 16 Gew % Starke und kolloidales Sihciumdioxyd als Bindemittel enthalt
2 Feuertestes warmeisolierendes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen teilchenförmigen teuertesten FuIlstott enthalt
3. Feuertestes warmeisolierendes Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der teuerteste Fullstott aus zerkleine'tem Koks oder Aluminiumoxid besteht
4. Feuertestes warmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchentormige Aluminium, Magnesium oder Silicium eine solche Korngroße autweist, daß wenigstens 99 Gew. % durch ein Sieb von 0,053 mm lichter Maschenweite gehen.
5 Verwendung eines teueitesten warmeisoherenden Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Auskleidungen von Steigern, Gießautsatzen oder -formen tür den Stahlguß.