DE1948886C3

DE1948886C3 - Trichterrohr und Rohrsteine für die Herstellung von Eisen- und Stahlblöcken durch steigenden GuB

Info

Publication number: DE1948886C3
Application number: DE19691948886
Authority: DE
Inventors: Masaru Tokio Takashima
Original assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Current assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Priority date: 1968-10-03
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE1948886B2; FR2019856A1; DE1948886A1; SE367936B

Description

JSSSSSSS ÄSTTdiSK fflS

kennzeichnet, daß der Hohlkörper aus Segmenten gebildet ist deren Oberflache gänzlich nut miteinander verbundenen Segmenten (1,1') ge- einer perforierten Stahlhu se umschlossen ,st, und zu bildet ist, deren Oberfläche gänzlich mit einer 75 bis 90I Gewichttprozent aus feuerfestem Material perforierten Stahlhülse umschlossen ist, und zu λ₅ mit einer Korngroße unter 1 mm, zu 3 bis 10 Gew,chts-75 bis 90 Gewichtsprozent aus feuerfestem Material prozent aus Faserstoff und 4 bis 15 Gewichtsprozent mit einer Korngröße unter 1 mm, zu 3 bis 10 Ge- aus einem organischen Bindemittel besteht
Wichtsprozent aus Faserstoff und zu 4 bis 15 Ge- Die Trichterrohre bzw Rohrsteine enthalten nach

Wichtsprozent aus einem organischen Bindemittel einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung 4 bis besteht. ^ao 7 Gewichtsprozent Faserstoffe. Als organische Binde-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet mittel werden vorzugsweise in der Wärme aushärtende durch einen Gehalt von 4 bis 7 Gewichtsprozent Harzt eingesetzt.

Faserstoff. Der Umriß des innen zylindrischen Hohlkörpers

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- kann rund oder quadratisch bis rechteckig sein. Der durch gekennzeichnet, daß das organische Binde- aj außen zylindrische bis eckige und innen zylindrische mittel ein in der Wärme aushärtbares Harz ist. Körper kann entsprechend aus zwei halbrunden oder

halbquadratischen Segmenten bestehen, die aus der feuerbeständigen und wärmeisolierenden Form ι asse hergestellt sind.

30 Die feuerbeständige und wärmeisolierende Formmasse läßt sich durch Zusammenmischen des genannttn feuerbeständigen Materiah des Faserstoffes und des organischen Binders herstellen; der nach dem Formen

Die Erfindung betrifft Trichterrohre bzw. Rohr- entstandene Formkörper wird i.i der Wärme getrocknet, steine für die Herstellung von Eisen- und Stahlblöcken 35 Beispiele für feuerfestes Material mit einer Korndurch steigenden Guß, bestehend aus einem zylin- größe unter lmm sind Kieselerde, Quarz, feuerfester drischen Hohlkörper aus einem feuerbeständigen und Ton, Aluminium und Magnesium,
wärmeisolierenden Material, dessen Innenfläche ganz- Beispiele für den Faserstoff sind organische Fase η

Hch mit einem Werkstoff versehen ist, der einen über aus Pulpe, gestampftem Papier oder Baumwolle der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden 4° sowie anorganische Faserstoffe, wie Asbest, Stein-Schmelzpunkt aufweist. wolle, Schlackenwolle und keramische Wolle.

Als Trichterrohr und Rohrstein für die Herstellung Als organisches Bindemittel, insbesondere wärme-

von Eisen- und Stahlblöcken durch steigenden Guß aushärtende Harze, sind beispielsweise verwendbar wu d;n Schamottesteine benutzt, da diese eine gute Phenolformaldehyd, Cresol-Formuldehyd, Resorcin-Fiuerbeständigkeit, eine hohe Druckfestigkeit und 45 Formaldehyd, Phenol-Furfural, Furfurylalkohol, eirei starken Erosionswiderstand aufweisen. Methaxylen-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd

De zur Herstellung von Kanalsteinen verwendeten und Melamin-Formaldehydharze.
Schamottesteine weisen jedoch nur ein unbefriedigen- Der zylindrische Hohlkörper kann mit einem Vor-

des Wärmeisolationsvermögen, also ein ungenügendes sprung an einem seiner Enden und einem Einsprung Vermögen, Wärme zurückzuhalten, auf. In solchem 50 am anderen Ende versehen sein. Der Vorsprung eines Material geführtes geschmolzenes Eisen oder Stahl zylindrischen Hohlkörpers kann mit dem Einsprung kühlt daher merklich ab, ehe es in die Gußform ge- eines weiteren zylindrischen Hohlkörpers verbunden langt. Die Wärmeverluste im Schamottekanalstein sind werden.

relativ groß. Vorzugsweise ist die Außenfläche eines solchen

Außerdem fällt der Einguß in die Blockform bzw. 55 Körpers gänzlich mit einer perforierten Stahlplatte in die Gußform häufig auch ungleichmäßig aus, da abgedeckt; statt einer perforierten Stahlplatte läßt sich das Trichterrohr und die Rohrsteine durch das sich auch ein Drahtnetz oder eine entsprechende Vor-Auftreten von Absplitterungen bzw. Abtragungen ver- richtung verwenden.

enjen oder gar verschließen. Abgesplitterte Partikeln Die Innenfläche des Körpers ist völlig mit einer

d-T Schamottesteine werden zusammen mit derSchmel- 60 Aufschmelzung aus einer Substanz versehen, die einen ze in die Gußform überführt, was zur Verunreinigung oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl der Gußstücke mit nichtmetallischen Fremdstoffen liegenden Schmelzpunkt besitzt, doch können auch führt- der Vorsprung und der Einsprung des Körpers mit

Bekannte Trichterrohre und Rohrsteine sind außer- dieser Substanz abgedeckt sein.

de η einstückig ausgebildet, wodurch sie nicht nur auf- 65 Beispielsweise kommen als Substanz mit einem wendiger herzustellen und zu montieren sind, sondern Schmelzpunkt, der über der Temperatur von geschmolauch in erhöhtem Maß insbesondere beim Gießen zenem Stahl liegt, in Frage Metalle, wie Molybdän Spannungen ausgesetzt sind. (Schmelzpunkt 2620⁰C) und Wolfram (Schmelz-

punkt 3370⁰C); außerdem Metalloxyde, ζ. Β. Chromoxyd (Schmelzpunkt 1990⁰C), Aluminiumoxyd (Schmelzpunkt 2015° C), Zirkonoxyd (Schmelzpunkt 2715⁰C), Siliciumdioxyd (Schmelzpunkt 2230°C) und Magnesiumoxyd (Schmelzpunkt 280O⁰C); ferner Metallcarbide, z. B. Silikoncarbid (Schmelzpunkt > 270O⁰C) und Titancarbid (Schmelzpunkt 34(XTC); schließlich Metallsilikate, wie z. B. Zirkonsilikat (Schmelzpunkt 2430⁰C) und Magnesiumsilikat (Schmelzpunkt 190Ci⁰C).

Um einen Überzug aus der Substanz mit dem oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden Schmelzpunkt mit der inneren Oberfläche des hohlen, zylindrischen Körpers zu fusionieren, kann jede bekannte Vorrichtung zur Versprühung der Substanz im Schmelzfluß, z. B. ein E/enner zum Schmelzflußversprürien von Metall-Keramik-Werkstoffen, Spritzpistolen für Aufschweißungen und Plasmastrahlen verwendet werden.

Ein Trichterrohr und Rohrsteine für die Herstellung von Eisen- und Stahlblöcken durch steigenden Guß gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Rohrstein 2; gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Rohiitein gemäß der Erfindung mit rundem Umriß,

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Rohrstein gemäß der Erfindung mit eckigem Umriß,

F i g. 4 einen Längsschnitt zur Verdeutlichung des gegenseitigen Anschlusses zweier Rohrsteine gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Rohrsteines gemäß der Erfindung mit rundem Umriß und

F i g. 6 eine peispektivische Ansicht eines Rohrsteines gemäß der Erfindung mit eckigem Umriß.

Gemäß F i g. 1 setzt sich ein außen runder, hohler, zylindrischer Hohlkörper aus zwei halbrunden Zylindersegmenten 1 und Γ zusammen, die aus einem feuerbeständigen und wärmeisolierenden Formmaterial hergestellt sind. Die Außenfläche des Körpers ist mit perforierten Stahlplatten 2 und 2' abgedeckt, während die Innenfläche des Körpers mit einem aufgeschweißten Überzug aus einer Substanz 3 versehen ist, welche einen oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden Schmelzpunkt besitzt. Vor- und Einsprünge des Körpers sind mit 4 und 5 bezeichnet. Auf d:n Vorsprung 4 und den Rücksprung 5 sind in ententsprechender V/eise die mit 6 und 7 bezeichneten Substanzen aufgeschweißt.

Gemäß F i g. 2 besitzen die Segmente 1 und 1' einen halbkreisförmigen Umriß. Mit 2 und 2' sind die beiden perforierten Stahlplatten bezeichnet. Bei 3 befindet sich eine aufgeschweißte Abdeckung aus einem Werkstoff mit einem oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden Schmelzpunkt, 8 und 8' bezeichnen eine Mutter, während 9 und 9' die dazugehörigen Schrauben identifizieren. Bei 10 berühren sich die beiden halbkreisförmigen Segmente 1 und Γ.

In F i g. 3 bezeichnen 1 und 1' jeweils die Hälfte eines Quadrates bildende Zylindersegmente. 2 und T bezeichnen ein Stahlnetz. Bei 3 befindet sich der aufgeschweißte Überzug aus der Substanz mit einem oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden Schmelzpunkt. 8 und 8' sind entsprechend gebogene Teile, während 9 und 9' die diesen entsprechenden gebogenen Teile bezeichnen. Diese gebogenen Teile 8 und 8' werden mit den gebogenen Teilen S> und 9' verbunden. Bei 10 berühren sich c'h beiden, jeweils ein halbes Quadrat im Querschnitt bildenden Zylindersegmente 1 und 1'.

Aus F i g. 4 ist die gegenseitige Verbindung zweier Rohrsteine zu ersehen. 1 und Γ bezeichnen wiederum die halbkreisförmigen Zylindersegmente. 2 und 2' geben die betreffenden, perforierten Stahiplatten wieder. 3 bezeichnet den Überzug aus einer Substanz mit einem oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegenden Schmelzpunkt. 10' ist'die Berührungsfläche der beiden halbkreisförmigen Zylindersegmente 1 und 1'.

In den F i g. 5 und 6 bezeichnen 1 und 1' entsprechende Zylindersegmente. 2 und 2' geben die perforierten Stahlplatten wieder. 3 ist der Überzug aus der Substanz, deren Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur von geschmolzenem Stahl liegt. In den F i g. 5 und 6 sind die Teile perspektivisch wiedergegeben. 10 bezeichnet hier wiederum die Berührungsfläche der beiden halbkreisförmigen Zylindersegmente 1 und Γ. Bei 11 befindet sich eine Lochung, in die sich eine Schraube einführen läßt. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 bezeichnet 5 einen Einsprung, während 10 die Berührungsfläche der beiden halbquadratischen Zylindersegmente 1 und 1' wiedergibt.

Beispiel 1
(Trichterrohr)

Zusammensetzung des feuerfesten und wärmeisolierenden Formmaterials:

Gewichtsprozent

Kieselerde (Korngröße 0,5 bis 1 mm) 85,5

Papierpulpe 4,0

Asbest 5,0

Phenolformaldehydharz 5,5

Die genannten Materialien wurden zu einer homogenen Mischung verarbeitet. Aus der Mischung wurde ein halbrunder, zylindrischer Formkörper mit einem inneren Radius von 50 mm, einem äußeren Radius von 70 mm und einer Länge von 300 mm mit einem Vorsprung an einem Ende und einem Rücksprung am anderen Ende geformt sowie in einem Brennvorgang getrocknet. Zwei halbrunde, zylindrische Formkörper warden zu einem runden, zylindrischen Hohlkörper mit einem Innendurchmesser von 100 mm, einem Außendurchmesser von 140 mm und einer Länge von 300 mm zusammengesetzt. Die gesamte äußere Oberfläche des runden, zylindrischen Hohlkörpers wurde mit Hilfe einer perforieren Stahlplatte mit einer Dicke von 1,6 mm abgedeckt. Die Innenfläche des runden, zylindrischen Hohlkörpers wurde mit einem Schmelzflußüberzug aus einem Aluminiumoxydfilm mit einer Dicke von 0,3 mm versehen. Dazu wurde Aluminiumoxyd mit einer Teilchenabmessung von 250 Maschen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmastrahles (Auslegung: 500 A bei einer Spannung von 200 V), der eine Gasmischung aus 95% Argon und 5% Wasserstoff als Arbeitsgas (Gasmenge 30 l/min.) verwendet, zugeführt. Auf diese Weise wurde ein Rohrstein hergestellt. Diese Rohrsteine wurden miteinander verbunden und bildeten so ein Trichterrohr mit der gewünschten Länge.

Beispiel 2 (Rohrstein)

Zusammensetzung des feuerbeständigen und wärmeisolierenden Formmaterials:

Gewichtsprozent Aluminium (Korngröße 0,2 bis 5,0 mm) 90

Zerstampftes Papier 6

Phenolformaldehydharz 4

Die obigen Stoffe wurden zu einer homogenen Mischung verarbeitet. Aus der Mischung wurde ein halbquadratischer, zylindrischer Formkörper mit einer Länge von 300 mm einem Vorsprung an einem Ende und einem Rücksprung am anderen Ende geformt und unter Erhitzung getrocknet. Zwei dieser halbquadratischen zylindrischen Formkörper wurden zu einem außenquadratischen, innenzylindrischen Hohlkörper zusammengesetzt; dieser besaß eine innere Seitenlänge von 50 mm, eine äußere Seitenlänge von 80 mm und eine Länge von 300 mm. Der Körper wurde mit einem Stahlnetz mit quadratischen Maschen von 5 mm Abstand abgedeckt. Die Innenfläche, die Fläche des Vorsprunges und die Fläche des Rücksprunges des Körpers wurden mit einem Molybdänmetallüberzug mit einer Dicke von 0,3 mm versehen; dazu wurde Molybdänmetall mit einer Korngröße von 250 Maschen einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Plasmastrahlflamme, welche Argon als Arbeitsgas verwendete, zugeführt. Auf diese Weise wurde der Rohrstein hergestellt.

Das Trichterrohr und der Rohrstein, der gemäß den Beispielen 1 und 2 hergestellt worden war, wurden mit bekannten Trichterrohren und Rohrsteinen aus Schamotte bei der Prodi, kti an von 1-t-Stahlblöcken durch steigenden Guß unter gleichen Bedingungen untersucht.

Es ergaben sich die folgenden Ergebnisse:

	Trichterrohr	Gespann	Einfluß	auf das	, . Kein	unregel-
	und	platte	Gießen	des ge-	Steigen	mäßiges Steigen
	Rohrstein		schmolzenen Stahls	0	0
Erzeugnis			(Nr.)	0	0
		(Nr.)
	gemäß der	1
	Erfindung	2	1	3
Quadra			0	2
tischer
1-t-Stahl-	Schamotte	3
block		4
(6 Blöcke je
Gespann
platte)

Bei Verwendung des Rohrsteines gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der Herstellung von Blöcken verminderte sich der Wärmeverlust am Trichterrohr und am Rohrstein im Vergleich zum Wärmeverlust von Schamottesteinen; außerdem ergaben sich keine Abspaltungen am Trichterrohr und am Rohrstein gemäß der Erfindung. Entsprechend liegen die Ergeb nisse in der vorstehenden Tabelle.

Das feuerfeste Material, das in der feuerfesten unc wärmeisolierenden Formmasse zu verwenden ist sollte einen Anteil von 75 bis 90 Gewichtsprozent unc eine Korngrößenabmessung unter 1 mm aufweisen Sobald das feuerfeste Material eine Korngröße vor mehr als 1 mm besitzt, hält der Formkörper häufij nicht die statischen und dynamischen Drücke aus. Ok ίο oben angegebene Begrenzung der Korngröße ist erforderlich, um die notwendige Glätte der Innenfläche de: Formkörpers herbeizuführen. Um einen Formkörpei mit guten feuerfesten und wärmeisolierenden Eigenschaften zu erhalten, muß eine geeignete Menge ar Faserstoff und Bindemittel verwendet werden. Darau; ergibt sich die angegebene Grenze.

Der Faserstoff, der aus organischen oder anorganischen Fasern bestehen kann und in dem feuerfester und wärmeisolierenden Formmaterial verwendet wird. sollte in Mengen von 3 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere in Mengen von 4 bis 7 Gewichtsprozent zur Erzielung der geeigneten Porosität und zur Steigerung der wärmeisolierenden Eigenschaft verwende! werden. Wird ein organisches Fasermaterial in einei Menge von mehr als 10 Gewichtsprozent benutzt, se ergibt sich häufig ein Aufreißen des Formkörpers durch das Gas, das bei Aufheizung des Formkörpers durch den geschmolzenen Stahl entsteht, und auf diese Weise wird die Druckfestigkeit häufig herabgesetzt. Wird der Faserstoff in einer Menge von weniger als 3 Gewichtsprozent benutzt, so ergibt sich andererseits keine ausreichende Feuerfestigkeit. Wird ein anorganischer Faserstoff in einer Menge von mehr als 10 Gewichtsprozent verwendet, so schmilzt er oft in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur, und folglich wird die feuerfeste Eigenschaft nennenswert herabgesetzt, wird er in einer Menge von weniger als 3 Gewichtsprozent benutzt, so ergibt sich auf der anderen Seite, daß die gewünschte Wirkung nicht erzielt wird. Die Menge des organischen Binders, insbesondere eines wärmeaushärtenden Harzes, das in feuerbeständiger und wärmeisolierender Formmasse verwendet wird, sollte auf 4 bis 15 Gewichtsprozent begrenzt werden. Wird es in einer Menge von mehr als 15 Gewichtsprozent angewendet, so entsteht eine große Gasmenge, und demzufolge werden die wärmeisolierenden Eigenschaften verschlechtert. Wird es in einer Menge von weniger als 4 Gewichtsprozent angewendet, ergibt sich auf der anderen Seite eine Herabsetzung der Festigkeit des Formkörpers.

Wie oben erläutert, können mit dem Trichterrohi und dem Rohrstein gemäß der vorliegenden Erfindung sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Es hat sich gezeigt, daß kein Steigen und kein unregelmäßiges Steigen des geschmolzenen Stahls bei der Herstellung von Blöcken und steigendem Guß, wie es beim Stande der Technik der Fall ist, auftritt. Gemäß der Erfindung treten keine Einschlüsse aus nichtmetallischen Substanzen im Stahlblock auf, wie sie bei der Verwendung von Trichterrohren oder Rohrsteinen aus Schamotte" steinen entstehen. Diese Verbesserungen lösen ein sehr wichtiges Problem, so daß das Trichterrohr und der Rohrstein gemäß der Erfindung große Vorteile bieten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

I .

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Trichterrohre bzw. Rohrsteine zu schaffen, die ein hohes Wärmeisolafür die Herstel- tionsvermögen haben, ein gleichmäßiges Steigen des

körper aus einem feuerbeständigen und wärmeiso- der bekannten Steine