DE2007196B2

DE2007196B2 - Abdeckplatte fuer stahlgussformen

Info

Publication number: DE2007196B2
Application number: DE19702007196
Authority: DE
Inventors: Shigeru Utsunomiya Tochigi Matsuyama (Japan) früherDPK31b2 7-10
Original assignee: Aikoh Co., Ltd., Tokio
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2007196A1; GB1301922A; FR2031498A1

Description

Die Erfindung betrifft eine zweischichtige Abdeckplatte für Stahlgußformen, bestehend aus (1) einer der Schmelze abgekehrten oberen homogenen Wärmeisolationsschicht aus 5 bis 20 Gewichtsprozent eines porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmessers von 1 bis 3 mm, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines nicht porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels und (2) einer der Schmelze zugekehrten homogenen exothermen Schicht aus 6 bis 20 Gewichtsprozent eines leicht oxidierbaren Metallpulvers, 10 bis 45 Gewichtsprozent eines Metalloxidpulvers, 30 bis 50 Gewichtsprozent eines nicht porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern, 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels oder vorzugsweise eines wasserlöslichen synthetischen Harzes und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines anorganischen Bindemittels.

Diese Platte dient der Wärmeisolation der oberen Oberfläche eines Blockaufsatzes bei der Erzeugung eines Stahlblockes nach dem Verfahren des aufsteigenden Gusses. Die Platte wird dann befestigt, bevor die Schmelze in das Innere der Form gegossen wird, und zwar an dem obersten Ende einer Form, wobei ein exothermes oder adiabatisches Formteil für die Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes an dem oberen Ende der Form, in welcher der Stahl nach der Methode des aufsteigenden Gusses gegossen wird, vorgesehen ist Ferner kann im Rahmen der Erfindung eine Form, in welcher ein exothermes oder adiabatisches Formteil für die Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes an dem oberen Ende der inneren Oberfläche der Form, in welcher ein Gießen nach der Methode des aufsteigenden Gusses vorgesehen ist, angeordnet sein.

Bei der Durchführung eines üblichen Verfahrens zur Herstellung eines Stahlblockes wird, um Kosten zu sparen, einen intakten Block zu erzeugen und die Ausbeute bei der Methode des fallenden oder des aufsteigenden Gusses zu verbessern, ein exothermes oder ein adiabatisches Formteil an dem oberen Ende eine- Form befestigt und zwar in einer solchen Weise, daß die Außenoberfläche des verlorenen Kopfes umschlossen wird. Ferner kann das Formteil an dem oberen Ende der inneren Oberfläche der Form angeordnet sein. Dann wird eine Schmelze eingegossen, wobei ein pulverförmiges Isolierungsmittel für den verlorenen Kopf aus einem exothermen Pulver und/oder aus einem adiabatischen Pulver auf die obere Oberfläche der Schmelze in der Form geworfen wird, und zwar nach Beendigung des Gießens der Schmelze, um die Außenoberfläche und die obere Oberfläche des verlotenen Kopfes zu isolieren.

Jedoch muß eine bestimmte Menge des vorstehend erwähnten pulverförmigen Wärmeisolierungsmittels der oberen Oberfläche des verlorenen Kopfes zugesetzt werden, und zwar frühzeitig genug, um die obere Oberfläche der Schmelze unmittelbar nach Beendigung des Gießens zu bedecken. Es ist jedoch nicht einfach, dies bei einer Verwendung von vie'en Formen, in welche eine Schmelze eingegossen worden ist zu bewerkstelligen. Da als Mittel ein Pulver verwendet wird, ist es sehr schwierig, es in einer exakt dosierten Menge und in einer gleichmäßigen Dicke zur Beschichtung der oberen Oberfläche der Schmelze in jede Form einzubringen, und zwar infolge des Abstandes von der Einbringposition bis zu der oberen Oberfläche der Schmelze in jeder Form. Wird das Mittel eingeworfen, dann kann es sich in ungleichmäßiger Form verteilen. In einem derartigen Falle muß eine Korrektur vorgenommen werden. Daher kann man nicht eine fixierte Menge in einer gewünschten Form zusetzen. Dies hat zur Folge, daß die Wärmeisolationswirkung der oberen Oberfläche des verlorenen Kopfes vermindert ist. Insbesondere dann, wenn das Pulver zugesetzt worden ist, und zwar zu Beginn der Reaktion, verteilt sich das Pulver, wobei außerdem laufend Staub erzeugt wird. Dies hat zur Folge, daß die Blockbildung in nachteiliger Weise beeinflußt wird und auch noch andere Nachteile auftreten.

Isolierende Platten der beschriebenen Art sind aus der US-PS 24 62 256 und aus der FR-PS 1170 334 bekannt Bei diesen Platten ist die Wärmeisolationsschicht auf der Oberseite und die exotherme Schicht auf

Uflterseite einer isolierenden Tragplatte oder lit befestigt Diese Tragplatte ist deshalb weil die Festigkeiten von Wärmeisola- ; bzw. exothermer Schicht mont ausreichen, pdea Beanspruchungen der isolierendes Platte beim ' Q5port und bei der Handhabung sowie während und dem Ga& standzuhalten. Sie ist auch nach der i der US-PS 2462 256 erforderlich, aus der zwar ί die Verwendung nicht expandierten Vermikulits

: ist, was aber nicht zu einer hinreichend festen lit föhrt, um auf eine Tragplatte oder -schicht zu können. — Durch die zusätzliche te öd« Tragschicht wird die isolierende Platte bfich verteuert, weil zu ihrer Herstellung zusätzli-5 Arbeitsgänge und zusätzliches Material erforderlich pid.

ußerdem können dadurch die Isolationseigenbeeinträchtigt werden, insbesondere dann, wenn die zusätzliche Tragplatte bzw. Tragschicht zumindest teilweise aus Stahl besteht{FR-PS 11 70 334).

Neben den aus der US-PS 24 62 256 und der FR-PS 11 70 334 bekannten mehrschichtigen isolierenden Platten kennt man auch isolierende Schichten, die von Stahlplatten gehalten sind und die auf eine Kokille aufsetzbar sind (FR-PS 11 58 148, FR-Zusatz-PS 80 599). Diese haben allerdings den Nachteil, daß die in der Kokille aufsteigende Schmelze mit den Stahlplatten in Berührung kommt und dabei abgeschreckt wird.

Aus den FR-PS 14 91 488,13 25 015 und 14 05 414 ist es weiterhin bekannt. Kokillen mit mehreren unmittel- _}0 bar aufeinander aufgetragenen Schichten auszukleiden, deren Zusammensetzung eine gewisse Ähnlichkeit mit der Zusammensetzung der Schichten der erfindungsgemäßen Platte besitzen. Allerdings brauchen diese Auskleidungen keine besonderen Festigkeiten zu besitzen, da sie an Ort und Stelle eingebracht werden und nicht selbsttragend sein müssen wie eine isolierende Platte, die auf die Oberseite der Kokille aufgelegt wird.

Ein Fachmann entnimmt aus den /um Stand der Technik genannten Entgegenhaltungen einerseits die Lehre, daß isolierende Platten, die auf die Oberseite der Kokille aufgelegt werden, eine tragende Schicht besitzen müssen, die die erforderlichen Festigkeitseigenschaften der Platte garantiert. Den letztgenannten Entgegenhaltungen entnimmt der Fachmann lediglich, daß die wärmeisolierenden Eigenschaften von Auskleidungen durch bestimmte Zusammensetzung positiv beeinflußt werden, über die Festigkeitseigenschaften erfährt er jedoch nichts.

Es muß deshalb im Ergebnis überraschen, v^enn es gelingt, eine isolierende Platte zu schaffen, bei der aufgrund der Zusammensetzung ihrer einzelnen Schichten auf die Anordnung einer zusätzlichen tragenden Schicht verzichtet werden kann und bei der die Wärmeisolationsschicht und die exotherme Schicht unmittelbar aneinander gehalten sind.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine

.Platte der eingangs genannten Art zu schaffen, deren ν Wärmeisolationswirkung durch wesentlich verbesserte

adiabatische Eigenschaften vom Beginn des Einsatzes - an verbessert ist und deren Festigkeitseigenschaften so '"■'verbessert sind, daß eine Tragplatte oder -schicht entbehrlich wird.

Die Erfindung geht von einer zweischichtigen

Abdeckplatte für Stahlgußformen aus, bestehend aus (1)

. einer der Schmelze abgekehrten oberen homogenen Wärmeisolationsschicht aus 5 bis 20 Gewichtsprozent einpc nnrösen feuerfesten Materials mit einem Korn-

55 durchmesser von 1 bis 3 mm, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines nicht porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels und (2) einer der Schmelze zugekehrten homogenen exothermen Schicht aus 6 bis 20 Gewichtsprozent eines leicht oxidierbaren Metallpulver. 10 bis 45 Gewichtsprozent eines Meialloxidpulvers, 30 bis 50 Gewichtsprozent eines nichtporösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 nun, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern, 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels oder vorzugsweise eines wasserlöslichen synthetischen Harzes und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines anorganischen Bindemittels, und zeichnet sich aas durch einen zusätzlichen Gehalt von 20 bis 60 Gewichtsprozent eines vor dem Einsatz der Platte nicht expandierten, durch die Hitzeeinwirkung in der Kokille expandierenden, natürlichen Vermikuhts, Obsidians oder Perlits mit einem Korndurchmesser von 1 bis 5 mm in der homogenen Masse, aus der die Wärmeisolationsschicht besteht.

Die erfindungsgemäße exotherme zweischichtige Abdeckplattt wird an der oberen Oberfläche eines verlorenen Kopfes zum Gießen eines Stahls nach der aufsteigenden Methode befestigt Durch diese Platte werden alle vorstehend geschilderten Nachteile beseitigt. Die Wärmeisolationswirkung an der oberen Oberfläche der Schmelze wird verbessert wobei diese Platte ferner noch den weiteren Vorteil besitzt, daß sie leicht zu handhaben ist.

Die erfindungsgemäße Platte ist also eine zweischichtige Platte aus einer Schicht aus einer exothermen Masse und aus einer Schicht aus einer adiabatischen Masse. Falls das exotherme oder adiabatische Formteil zur Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes verwendet wird, wird er in einer Form angebracht, wobei die Platte nur an dem äußersten Ende befestigt wird. Dann ist die Form fertig zur Herstellung eines Blockes. Anschließend braucht lediglich die Schmelze in die Form durch ein Gießrohr und einen Durchlaß für die Schmelze in Form von Ziegeln aus einer Pfanne eingegossen werden. Dann wird die Schmelze zu einem Block erstarren gelassen. Eine Methode, bei deren Durchführung die Schmelze nach dem Gießen in die Form mit einem pulverförmigen Wärmeisolierungsmittel bestreut wird, wird auf diese Weise zusammen mit den damit verbundenen Nachteilen vermieden. Erfindungsgemäß wind daher die Blockherstellung sehr zweckmäßig und einfach. Insbesondere handelt es sich bei der erfindungsgemäß befestigten Platte um einen Formling im Gegensatz zu der pulverförmigen Wärmeisolationsmasse des Standes der Technik, welcher auf die obere Oberfläche der Schmelze zur Isolation eines verlorenen Kopfes aufgebracht wird. Dieser Formling wird an dem oberen Ende einer Form vor Beginn des Eingießens der Schmelze befestigt. Daher tritt kein Pulverstaub auf, so wie dies bisher der Fall war. Ferner wird die Blockbildung nicht in nachteiliger Weise beeinflußt. Die obere Oberfläche der Schmelze wird bei der Aufstreu* ung von Pulverteilchen in einer ungleichmäßigen Dicke bedeckt, während erfindungsgemäß die obere Oberfläche der Schmelze in der zweckmäßigsten Form wärmeisoliert wird. Dabei kann man die geeignetste Dicke auswählen, so daß die Wärmeisolationswirkung sehr hoch ist. Außerdem wird von der anfänglichen Periode des Gießens der Schmelze in die Form bis zur

Beendigung des Gießens der obere Teil der Form durch die befestigte Platte gemäß der Erfindung abgeschirmt, so daß daher die obere Oberfläche der in die Form gegossenen Schmelze nicht in direkten Kontakt mit der Atmosphäre kommt. Dies hat zur Folge, daß keine Zunderbildung auf der oberen Oberfläche beim Gießen der Schmelze in die Form auftritt, so wie dies bisher der Fall war; Nichtmetallische Einschlüsse und Schlacke können nicht entstehen. Man erhält einen Block mit einer glatten feinen Haut, und zwar ohne durch Sand bedingte Aufrauhungen sowie ohne eine doppelte Haut. Daher läßt sich die Behandlung der Stahloberfläche bei Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Blokkes merklich reduzieren, und zwar im Vergleich zu der Verwendung eines Blockes, der in bekannter Weise unter Verwendung eines Pulvers hergestellt worden ist Durch die Erfindung wird somit eine zweischichtige Platte zur Verfügung gestellt, deren äußere Oberfläche nicht mit der oberen Oberfläche einer Schmelze einer Form in Kontakt steht, adiabatische wärmeisolierende Eigenschaften besitzt und sich aus einer Masse mit einem Gehalt von 20 bis 60 Gewichtsprozent eines natürlichen Minerals mit einem Korndurchmesser von 1 bis 5 mm in homogener Verteilung zusammensetzt. Als natürliches Mineral sei Vermikulit, Obsidian, Perlit oder Quarzit erwähnt. Diese Materialien besitzen die Eigenschaft, daß sie beim Erhitzen expandieren. Außerdem besteht die Masse aus. 1 bis 8 Gewichtsprozent einer organischen faserartigen Substanz, wie beispielsweise einer Stoffmühlenpulpe oder Papier, 5 bis 20 Gewichtsprozent eines porösen feuerfesten Materials, beispielsweise aus expandiertem Schiefer. Lapilli. Quamtperlit Obsidianperlit, Perlit oder geschäumtem Beton mit einer Korngröße von 1 bis 3 mm, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines nichtporösen feuerfesten Materials, ausgewählt aus Siliciumdioxid Quarz. Aluminiumoxid, einem Ziegelpulver mit hohem Aluminiumoxidgehalt oder Korund, und zwar mit einem Korngrößendurchmesser von 1 bis 3 mm, und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines hitzehärtenden organischen Bindemittels, beispielsweise einem Phenol/Formaldehyd-Harz oder einem Harnstoff 'Formaldehyd-Harz. Die Platte weist ferner eine innere Oberfläche auf. die sich in Kontakt mit der oberen Oberfläche der Schmelze in der Form befindet oder sich dieser nähert. Diese Schicht besteht aus einer exothermen homogenen Masse, die hauptsächlich 6 bis 20 Gewichtsprozent eines leicht oxidierbaren Metallpulvers, beispielsweise Aluminiumpulver oder ein Pulver aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung, 10 bis 45 Gewichtsprozent eines oxidierten Metallpulvers, beispielsweise eines Eisenoxid- oder Manganoxid-Pulvers, 30 bis 50 Gewichtsprozent eines nichtporösen feuerfesten Materials, ausgewählt aus Siliciumdioxid, Quarz, Ziegelpulver mit hohem Aluminiumoxidgehalt und Korund, und zwar mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent einer organischen faserartigen Substanz, beispielsweise Stoffmühlenpulpe oder Papier, 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels als fester Teil als hitzehärtendes synthetisches Harz oder vorzugsweise eines wasserlöslichen Formaldehyd-Harzes und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines anorganischen Bindemittels, wie beispielsweise Wasserglas, enthält Die Dicke der zweischichtigen Platte liegt zwischen 10 und 150 mm. Die Dicke der inneren Oberflächenschicht 3 macht ungefähr Vj bis >/s der zuvor erwähnten Dicke aus. Der Umriß ist derartig gestaltet daß die Platte das Innere der Form an dem oberen Ende abzuschirmen vermag.

Gegebenenfalls können eines oder mehrere Löcher durch die zweischichtige Platte gebohrt sein.

Die vorstehend erwähnte zweischichtige Platte, welche exotherme wärmeisolierende Eigenschaften zur Wärmeisolierung der oberen Oberfläche eines nach der aufsteigenden Methode vergossenen Stahls besitzt, wird vor dem Eingießen der Schmelze an dem obersten Endteil der Form 1 in einer solchen Weise befestigt, daß die erwähnte innere Oberflächenschicht 3 die untere

ίο Schicht ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche den oberen Teil der Form zeigt in welcher ein exothermes oder adiabatisches Formteil für die Wärmeisolierung der äußeren Oberfläche eines verlorenen Kopfes an dem oberen Ende der Form angebracht ist, in welcher ein Gießen nach der aufsteigenden Methode eines Stahls durchgeführt wird. Femer ist die Form mit einer exothermen wärmeisolierenden doppelschichtigen Platte gemäß vorliegender Erfindung versehen, wobei durch die Platte in dem Mittelteil ein Loch gebohrt ist. Die Platte wird vor dem Eingießen der Schmelze an dem oberen Ende des Formteils befestigt Die F i g. 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche den oberen Teil einer Form zeigt, in welcher ein exothermes oder adiabatisches Formteil für die Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes an dem oberen Ende der inneren Oberfläche der Form angebracht ist. in welcher ein Vergießen des Stahls nach der aufsteigenden Methode durchgeführt wird. Ferner ist eine exotherme wärmeisolierende doppelschichtige Platte gemäß der Erfindung angebracht wobei diese Platte vor dem Eingießen der Schmelze auf dem oberen Ende des Formteils angebracht wird.

F i g. 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht welche den oberen Teil einer Form zeigt in welcher eine erfindungsgemäße exotherme und wärmeisolierende

4c doppelschichtige Platte an dem oberen Ende einer Form zur Herstellung eines Stahlblockes befestigt ist.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist besteht die zweischichtige Platte aus einer inneren Oberflächenschicht 3 aus einer exothermen Masse und einer äußeren Oberflächenschicht 4 aus einer adiabatischen Masse. Die Platte ist an dem oberen Ende eines exothermen oder adiabatischen Formteils 2 zur Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes befestigt der an dem oberen Ende einer Form I montiert ist und zwar an dem äußersten Ende der Form. Diese Anordnung wird hergestellt bevor die Schmelze eingegossen wird.

Aus der Fig.2 ist ersichtlich, daß die befestigte doppelschichtige Platte aus einer inneren Oberflächenschicht 3 und einer äußeren Oberflächenschicht 4 sich an dem oberen Ende einer Form 1 befindet, in welcher ein exothermes oder adiabatisches Formtet] 2 für die Wärmeisolierung der Außenoberfläche eines verlorenen Kopfes an dem oberen Ende der inneren Oberfläche vorgesehen ist

Aus F i g. 3 ist zu ersehea daß die erfindungsgemäße zweischichtige Platte an dem oberen Ende einer Form 1 angebracht ist.

Die Zusammensetzung der befestigten Platte schwankt innerhalb der vorstehend angegebenen

Bereiche, so daß man sich den jeweiligen Bedingungen (Gewicht des Blockes. Art des Stahls sowie Höhe der Gießtemperatur) anpassen kann.

Nachstehend sind einige Beispiele angegeben:

Zusammensetzungen und Formen

Nr. 1

in Gewichts-% Nr. 2

in Gewichts-⁰.

Nr. 3

in Gewichts-%

Äußere Oberflächenschicht

Vermikulit ,

Stoffmuhlenpapier

Perlit (Teilchengröße: 1 -3 mm)

Siliciumdioxid (Teilchengröße: 1 —3 mm)

Phenol/ Formaldehyd- H arz

Innere Oberflächenschicht
Aluminiummetallpulver

Eisenoxid

Siliciumdioxid (Teilchengröße: 1 —3 mm) Stoffmühlenpapier

Wasserlösliches Phenol/Formaldehyd-Harz Wasserglas

Dicke

Äußere Oberflächenschicht
Innere Oberflächenschicht

Größe

Äußere Oberflächenschicht

Innere Oberflächenschicht
Umriß d<*r befestigten Platte
Größe des Loches in dem zentralen Teil, sofern ein solches Loch vorhanden ist

30

10

50

14

26

38

10 10

20 10

440 380 kreisförmig 34

12

41
7

16

30

33

30 25

395x395
345 x 345
quadratisch

40 7

15 28 10

18

31

25

10 11

35 35

480 χ 480 410x410 quadratisch

50

Die erfindungsgemäße Platte wird in der Weise rgesten daß die Masse, aus der die äußere Schicht ί it Wasser unter Bildung einer homogenen

ine Phne aus einer inneren Schicht aus einer exotherme" Masse und einer äußeren Schicht aus einer äSbarischen Masse an dem oberen Ende der Form StiS. Die vorstehend geschilderte Platte Nr. wird SfÄdung mit eiaer Form für einen quadratischen ^t BlS verendet Diese Form weist e,n adiabati- !Kü Wärmeisolierung der Außenoberflä-

ztssszzrs

d£TZverlorenen Kopien smd. und zwar unter Srem deshalb, weil «las Aufstreuen eines pulveHor migen Materials auf die obere Oberfläche der Schmelze in einer jeden Form unmittelbar nach Beendigung des Eingießens der Schmelze in die Form unterbleiben kann. Ferner wird das Betriebspersonal nicht mehr merklich

der Wärmestrahlung der Schmelze ausgesetzt Außerdem wird während der Blockherstellung kein Staub gebildet. Darüber hinaus ist die Wirkung der Wärmeisolierung der oberen Oberfläche des verlorenen Kopfes wesentlich höher als bisher. Die Menge der Metalloxid-

und Nichtmetalleinschlüsse wird ferner merklich herabgesetzt Außerdem wird ein Gußstück mit einer ausgezeichneten Oberfläche gebildet, wodurch sich die Behandlung der Blockoberfläche wesentlich einfacher

gestaltet.

Durch das Einarbeiten des nicht expandierten, unter Wärmeeinwirkung expandierbaren Minerals in die Platte der Erfindung wird nicht nur eine mechanische Stabilisierung, sondern auch eine wesentliche Verbesserung der adiabatischen Eigenschaften der Schicht erzielt Mit anderen Worten ist die Erfindung also im wesentlichen dadurch charakterisiert, daß man nicht expandiertes Mineral mit bereits expandiertem, porösem Mineral der gleichen Art in homogener Verteilung zusammen mit anderen Komponenten in der Wärme-SS isolationsschicht einsetzt. Durch diese Materialmischung wird einerseits statt einer raschen unc unkontrollierten Ausdehnung der Mineralien eine ruhig und kontrolliert verlaufende Expansion der Mineralier bzw. der Wärmeisolationsschicht erreicht, die zu einei erhöhten Festigkeit der Struktur beitragt, und wird abei gleichzeitig eine wesentlich verbesserte adiabatisch« Charakteristik der Isolationsschicht erhalten, da einer seits von Anfang an durch das poröse Isolationsmateria gute Wärmeiso!ationseigenschaften gegeben sind, dii f>5 beim Erwärmen durch die beim Expandieren de Minerals geleistete Volumenarbeit und durch di Zunahme des Gehaltes an expandiertem Mater« weiter verbessert werden. Auf diese. Weise wird in de

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Platten der Erfindung bei geringer Schichtdicke und entsprechend geringer Wärmekapazität der Platte überraschenderweise dennoch eine erstaunlich hohe mechanische Festigkeit und eine im Einsatz erstaunlich hohe Wärmeisoialionsfähigkeit erzielt.

Das erfindungsgemäß verwendete natürliche Mineral, das sich beim Erhitzen zu expandieren vermag, und das zur Herstellung der äußeren Oberflächenschicht der erfindungsgemäßen Platte verwendet wird, sollte einen Korndurchmesser von 1—5 mm besitzen. Es sollte in ι ο einem Bereich von 20 bis 60 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Liegt die eingesetzte Menge unterhalb 20%, dann ist die Wärmeisolationswirkung schlecht. Falls eine Verwendung in einer Menge von mehr als 60% erfolgt, werden infolge der exothermen Reaktion der inneren Oberflächenschicht große Risse in der äußeren Oberflächenschicht gebildet, wobei außerdem die adiabatische Wärmeisolationseigenschaft reduziert wird. Ferner ist es vorzuziehen, die organische faserartige Substanz in einer Menge von 1 -8 Gewichtsprozent zu verwenden. Wird eine Menge von weniger als 1% verwendet, dann sind die adiabatischen Eigenschaften schlecht. Erfolgt ein Einsatz in einer Menge von mehr als 8%, dann wird das Volumen der äußeren Oberflächenschicht vermindert, so daß die Wärmdsolationswirkung verschlechtert wird. Das poröse feuerfeste Material mit einem Korndurchmesser von 1 — 3 mm sollte in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsprozent verwendet werden. Falls der Korndurchmesser unterhalb 1 mm liegt, wird die Porosität der äußeren Oberflächenschicht vermindert, wobei außerdem die Wärmeisoiationswirkung herabgesetzt wird. Falls der Korndurchmesser größer als 3 mm ist. werden Poren gebildet, wobei die Wärmeisolations-U irkung vermindert wird. Werden ferner weniger als 5% eingesetzt, dann ist die adiabatische Wärmeisolationswirkung schlecht. Werden mehr als 20% verwendet, dann wird die Festigkeit der Platte selbst reduziert. Das nichtporöse feuerfeste Material mit einem Korndurchmesser von 1—3 mm muß in einer Menge von 20—50 Gewichtsprozent verwendet werden, und zwar deshalb, damit dieses Material auch andere Komponenten enthalten kann, die in wirksamer Weise die Festigkeit sowie die adiabatischen Eigenschaften beizubehalten vermögen.

Vorzugsweise wird das organische Bindemittel in einer Menge von 3—12 Gewichtsprozent verwendet. Werde 1 weniger jls 3% verwendet, dann besitzt die Platte oder der Formling eine so geringe Festigkeit, daß er bricht Es besteht jedoch kein Bedarf, mehr als 12% einzusetzen.

Zur exothermen Wärmeisolation werden erfindungsgemäß leicht oxidierbare Metallpulver verwendet, beispielsweise metallisches Aluminium oder Aluminiumlegienmgen, wobei diese Metallpulver in die innere Oberflgchenschicht in einer Menge von 6-20 Gewichtsprozent eingemengt werden, liegt die Menge unterhalb 6%, dann ist dei exotherme Wert so niedrig, daß keine isolierende Wirkung des verlorenen Kopfes erzielt wird. Es ist jedoch nicht notwendig, mehr als 20% zu verwenden.

Das oxidierte Metallpulver wird als Oxidationsmittel für das vorstehend geschilderte leicht oxidierbare Metallpulver eingesetzt Die verwendete Menge steht in einer Beziehung zu dem Metallpulver. Es sollte in einer Menge von 10—45 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Die Grenze richtet sich nach dem bevorzugtesten exothermen Reaktionszustand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen Das nichtporöse feuerfeste Material mit einem Korndurchmesser von 1—3 mm sollte in einer Menge von 30—50 Gewichtsprozent verwendet werden. Liegt die eingesetzte Menge unterhalb 30%, dann ist die Heißfestigkeit während der Handhabung und Verwendung gering. Werden mehr als 50% verwendet, dann ist die Menge der Komponente, welche die exotherme Wärmeisolation bewirkt, zu klein, so daß folglich eine solche Menge nicht zweckmäßig ist. Die Korngröße ist auf 1—3 mm begrenzt, um die Festigkeit und Porosität der doppelschichtigen Platte beizubehalten.

Die organische faserartige Substanz soll in einer Menge von 1—8 Gewichtsprozent verwendet werden. Liegt die eingesetzte Menge unterhalb 1%, dann ist das Wärmeioolationsvermögen schlecht. Übersteigt die Menge 8%, dann beeinflußt das Gas, das dann erzeugt wird, wenn die Substanz brennt, in nachteiliger Weise die Schmelze. Daher sind 8% eine Grenze. Erfindungsgemäß werden ferner als Bindemittel 3-12 Gewichtsprozent eines heißhärtenden synthetischen Harzes oder vorzugsweise eines wasserlöslichen heißhärtenden harzes sowie 3—12% eines anorganischen Bindemittels verwendet. Falls nur ein organische ϊ Bindemittel, wie beispielsweise ein synthetisches Harz, verwendet wird, brennt das Harz bei einer hohen Temperatur und verkohlt, so daß die Festigkeit der inneren Oberflächenschicht vermindert wird. Wird nur ein anorganisches Bindemittel, beispielsweise Wasserglas, eingesetzt, dann verbleibt Kristallisationswasser des Wasserglases in der inneren Oberflächenschicht so daß. falls sich die innere Schicht einer Schmelze nähert oder eine Schmelze kontaktiert in dieser Schicht ein Zersetzungsgas erzeugt wird, das eine nachteilige Wirkung auf die Schmelze ausübt. Zur Vermeidung dieser Wirkung werden die beiden vorstehend geschilderten Harztypen zusammen verwendet Jedes der Harze sollte in einer Menge von 3—12 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Werden weniger als 3% eines jeden Harzes verwendet, dann besitzt die innere Oberflächenschicht eine geringe Festigkeit Es ist jedoch nicht erforderlich, das Harz jeweils in einer Menge von mehr als 12% zu verwenden.

Die erfindungsgemäße Platte ist eine zweischichtige Platte aus einer äußeren Oberflächenschicht die eine adiabatische wärmeisolierende Wirkung besitzt, und einer inneren Oberflächenschicht die eine exotherme wärmeisolierende Wirkung erzeugt. Es ist für die Wärmeisolation der oberen Oberfläche des verlorenen Kopfes zweckmäßig, wenn seine Dicke zwischen 10 und 150 mm schwankt, liegt die Dicke unterhalb 10 mm. dann ist die Wärmeisolationswirkung schlecht Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Dicke 150 mm übersteigt Vorzugsweise beträgt die Dicke der inneren Oberflächenschicht mit einem exothermen Wärmeisolationsvermögen '/2 bis >/s der vorstehend erwähnten Dicke. Beträgt die Dicke weniger als '/s, dann ist die exotherme Wärmeisolationswirkung unzureichend. Es ist erforderlich, daß die Dicke "/2 fibersteigt Ferner kann ein Loch in der Platte vorhanden sein, so daß schädliche Gase oder dergleichen entweichen können. Um jedoch die Wärmeableitung der Schmelze, wenn sie in der Form gegossen wird, sowie eine Zunderbildung auf der oberen Oberfläche der Schmelze zu verhindern, ist es zweckmäßig, das Loch so klein wie möglich zu machen. Es ist ferner zweckmäßig, den Umriß der Platte derartig zu gestalten, daß, falls die Platte an dem oberen Ende der Form befestigt wird, das Innere der Form vollständig von der Atmosphäre abgeschirmt wird. Außerdem sollten sich keine Lufträume bilden.

Claims

Patentansprüche:

L Zweischichtige Abdeckplatte für Stahlgußformen, bestehend aus (1) einer der Schmelze s abgekehrten oberen homogenen Wärmeisolationsschicnt aus 5 bis 20 Gewichtsprozent eines porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 ram, 20 bis 50 Gewichtsprozent eines nicht porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels und (2) einer der Schmelze zugekehrten homogenen exothermen Schicht aus 6 bis 20 Gewichtsprozent eines leiche oxidierbaren Nietallpulvers, 10 bis 50 Gewichtsprozent eines Metalloxidpulvers, 30 bis SO Gewichtsprozent eines nicht porösen feuerfesten Materials mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3 mm, 1 bis 8 Gewichtsprozent organischen Fasern, 3 bis 12 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels oder vorzugsweise eines wasserlöslichen synthetischen Harzes und 3 bis 12 Gewichtsprozent eines anorganischen Bindemittels, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 20 bis 60 Gewichtsprozent eines vor dem Einsatz der Platte nicht expandierten, durch die Hitzeeinwirkung in der Kokille expandierenden, natürlichen Vermikulits, Obsidians oder Perüts mit einem Korndurchmesser von 1 bis 5 nun in der homogenen Masse, aus der die Wärmeisolationsschicht besteht
2. Platte nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß tue Dicke der exothermen Schicht V2 bis '/s der Dicke der Wärmeisolationsschicht beträgt
3. Platte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre gesamte Dicke 10—150 mm beträgt
4. Platte Räch den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eines oder mehrere Löcher aufweist.