DE2012016B2 - Verfahren zum herstellen von auskleidungsplatten aus waermeisolierenden massen fuer kokillen oder waermehauben - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von Blöcken, insbesondere von Stahlblöcken, ist es notwendig, Vorsorge dafür zu tragen, daß das Kopfmetall des Blocks nicht bis zur Verfestigung abkühlt, bevor sich die Hauptmasse des Blocks verfestigt hat (wozu es normalerweise neigt), da, wenn dies zugelassen wird, geschmolzenes Metall aus der Masse des Kopfmetalls nicht zum Ausgleich der sich beim Abkühlen und Verfestigen ergebenden Schrumpfung der Hauptmasse des Metalle zugeführt werden kann, so daß sich Hohlräume oder Lunkerrisse oder -sprünge in dem sich ergebenden Block bilden können. Es ist daher allgemein üblich, den Kopf der Blockform mit Platten aus wänneisolierendem Material auszukleiden oder die Blockform mit einem abnehmbaren Gießaufsatz, der mit derartigen Platten ausgekleidet ist, zu versehen.

In den letzten Jahren kamen für diesen Zweck in großem Umfang Platten aus einer Mischung aus feuerfestem wärmeisolierendem Material. Zellulosefasern und Bindemittel in Gebrauch. Die optimalen Verhältnisse dieser Bestandteile sind im allgemeinen:

Faseriges Zellulosematerial 2 bis 20°/_o

Bindemittel 4 bis 10%

feuerfester Füllstoff, Rest auf 100%.

Derartige Massen, wie sie z. B. in der britischen Patentschrift 888 857 beschrieben sind, sollen bestimmungsgemäß durch die Wärme des geschmolzenen Metalls so beeinflußt werden, daß sie nach Gebrauch leicht zerfallen, so daß sie von dem verfestigten Blockkopf bequem entfernt werden können.

Es ist in der Praxis gefunden worden, daß, obwohl die vorgenannten Plattenmassen sehr wirksam sind, es zuweilen zweckmäßig ist, eine Masse anzuwenden, die nicht leicht zerfällt. In der französischen Patentschrift 1451 905 sind feuerfeste wärmeisolierende Plattenmassen beschrieben, die während und nach dem Gießvorgang zusammenhängend bleiben.

Bei dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent zum Herstellen von Platten zur Auskleidung des Kopfteiles einer Blockform oder der Wärmehaube einer Metallgießform aus wärmeisolierenden /lassen, die m Mischung feuerfestes Material, Zf-llulosefasern und Bindemittel enthalten, wobei die wärmeisolierende Masse aus Schlamm zubereitet und auf einer Siebfläche durch Entwässerung zu einem plattenförmigen Formkörper geformt und auf einer Trocknungsunterlage getrocknet wird, wird ein Schlamm aus feuerfestem Material, Zellulosefasern, Alkalisilikat, niedrigschmelzendem Silikat bzw. einer in situ niedri«- schmelzendes Silikat erzeugenden Mischung von Siliciumdioxyd und Alkali- oder Erdalkalisalz nach dem Entwässern auf einer loch- oder öffnungsfreien Trocknungsunterlage getrocknet und die der Trocknungsunterlage zugekehrte Seite der so geformten Platte bei der Auskleidung einer Kokille dem flüssigen Metall zugekehrt.

Die Zellulosefasern bestehen aus wir.-:haftlichen Gründen zweckmäßig aus zu Brei aufgearbeitetem Zeitungspapier, d. h., es wird Gebrauch von einem

ao Material gemacht, das sonst als Abfallmaierial gut, jedoch kann frisch bereiteter Papierbrei, z. B. mechanisch oder chemisch hergestellter Papierbrei, zur Anwendung gelangen.
Das Bindemittel kann z. B. aus einem synthetischen

as Harz, wie einem Phenolformaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder einem Harz der Furanart bestehen. Gegebenenfalls kann das Bindemittel auch aus einem natürlichen Gummi oder natürlichem Harz, z. B. Gummiarabicum oder einem Zelluloseleim bestehen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Bindemittel aus einem anorganischen Material, z. B. wasserhaltigem Natriumsilikat (Wasserglas) bestehen.
Das feuerfeste Material kann aus irgendeinem der für die Verwendung in der Gießereiindustrie an sich bekannten Materialien bestehen. Körnige oder teilchenförmige Materialien, z. B. Sand oder pulverisierter Quarz, Quarzit, Mineralsilikate, calcinierter (gebrannter) Dolomit, Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd werden bevorzugt. Es können faserige, feuerfeste Materialien, wie Asbest, Schlacken- oder Steinwolle, als faseriger Bestandteil zur Anwendung gelangen. Das verwendete körnige wasserunlösliche niedrigschmelzende Silikat soll ein solches sein, das unter Bildung einer Schlacke bei den üblicherweise bei der Behandlung von geschmolzenem Metall auftretenden Temperaturen schmilzt. Dies bedeutet im allgemeinen, daß es unterhalb 500^c C schmelzen soll.

Gemäß dem Hauptpatent kann das gewählte Material aus pulverisiertem Glas bestehen, jedoch kann irgendein Silikat, das wie angegeben schmilzt, in gleicher Weise verwendet werden. Die Menge an einem derartig niedrigschmelzenden Silikat kann in weitem Umfang variieren, sie liegt jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von feuerfestem Füllstoff und niedrigschmelzendem Silikat.

Bevorzugte Massen im Rahmen des Hauptpatents werden durch die folgende Zusammensetzung darge stellt:

Gewichtsprozent

Zellulosefasern 4 bis 10

Bindemittel 4 bis 10

Mischung aus feuerfestem Füllstoff ... 95 bis 90

und niedrig schmelzendem Silikat .... 5 bis 10

Rest auf 100

und ähnliche Zusammensetzungen, in denen das Binde-

³ O ⁴

mittel aus einem wäßrigen Alkalisilikat besteht und der hohen SiO₂: Na.,O-Verhältnis und vorzugsweise einem

Anteil an körnigem wasserunlöslichem niedrigschmel- Verhältnis, das größer ist als 2: 1.

zendem Silikat z.B. auf 1 bis 2% herabgesetzt ist. Da die Hauptmasse der Schlammflüssigkeit von den

Die Formen von solchen Platten, in denen das Binde- festen Bestandteilen abgepreßt wird, ist es notwendig,

mittel aus einem wäßrigen Alkalisilikat besteht, sind 5 einen verhältnismäßig hohen Anteil von Alkalicar-

im allgemeinen vorteilhaft hinsichtlich der physi- bonat, z. B. 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf

kaiischen Eigenschaften der Platten, aber es ist ein die Gesamtfeststoffe, anzuwenden, um in der end-

Nachteil, daß bei Verwendung von wäßrigem Alkali- gültigen Platte einen Anteil voü Alkalicarbonat inner-

silikat dieses dazu neigt, zu der Oberfläche der Platte halb der oben angegebenen Grenzen zu belassen,

zu wandern, wodurch eine Platte mit einer harten io Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines

Oberfläche, jedoch mit einem verhältnismäßig weichen Beispiels näher erläutert.

Inneren geliefert wird. . .

Wenn das gewählte, niedrigschmelzende Silikat Beispiel

selbst ein trockenes pulverförmiges Alkalisilikat ist, Es wurden Isclierplatten dadurch hergestellt, daß das im wesentlichen unlöslich in Wasser ist, dann 15 man unter Anwendung von Vakuum durch eine Form liefert dieses keine genügende Bindungswirkung, und mit einem feinmaschigen Sieb einen Schlamm entes besteht die Neigung, daß das Endprodukt ein wässerte, der aus 80 Gewichtsteilen Wasser und 2,0 Gehärteres Inneres und eine weiche Oberfläche hat. Es wichtsteilen der folgenden Zusammensetzung bestand: besteht demgemäß für diese Platten die Neigung, daß Gewichtsprozent sie an di.sin Oberflä ±en leicht abgerieben werden *o _{Siliciumdiox dsand (der durch ein sieb mit}
wodurch Sta-b entsteht (der, wenn er Siliciumdioxid _{dner ]ichten Maschenweite von 0)2}5 mm
oder Asbest enthalt, schädlich ist) und wodurch die hindurchgeht 21
Gefahr von Einschlüssen in dem gegossenen Metall Siliciumdioxydmehi (das"vorliegend durch
geschaffen wird. ein Sieb mit einer lichten Maschenweite

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Her- *_{5 VOQ Ql5} ^_{n hindurchgeht 42}

stellen von Platten zur Auskleidung des Kopf teils Abfallpapier 9

einer Blockform oder der Wärmehaube einer Metall- getrocknetes pulveriges Natriümsilikät

gießform aus warmeisoherenden Massen, wobei ein ,<-_n . ^₀ q _ 3 375-. 10

Schlamm aus 1 bis 20 Gewichtsprozent Zellulose- Amositasbest ' 1

fasern, feuerfestem Material und 1 bis 20 Gewichts- 30 _Wo( ■„_ . ,,.κ^ήό* in

Prozent em.·« pulvert orangen Alkalisihcats und/oder

einer in situ niedrigxhme! -sndes Silicat erzeugenden Die so gebildeten feuchten Platten wurden bei 180⁰C

Mischung von Siliciuirdioxyd und Alkalisalz nach dem getrocknet, um Platten hoher Konsistenz mit einer

Filtrieren auf einer loch- oc* r öffnungsfreien Trock- Dichte von etwa 0,95 g/cm³ und einer Biegefestigkeit

nungsunterlage getrocknet wird, nach Patent 1 483 571, 35 von 56,2 kg/cm² zum Isolieren von Gießaufsätzen zu

ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlamm, der erzeugen. Die getrockneten Platten hatten die folgende

Alkalicarbonat in einer Menge, die einen Alkalicar- Zusammensetzung:

bonatgehalt von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent in der Gewichtsprozent

trockenen Platte ergibt, enthält, und als pulverförmiges Siliciumdioxydsand 26

Alkalisilicat ein seiches mit einer Wasserlöslichkeit von 40 Siliciumdioxydmehl 51

höchstens 10 Gewichtsprozent verwendet. Abfallpapier 7,4

Es ist gefunden worden, daß die Vorteile, die sich getrocknetes pulverförmiges

aus der Anwendung von wäßrigem Alkalisilicat als Natriunsi'ikat 12,4

Bindemittel bei dem Verfahren gemäß dem Haupt- Amositasbest 1,2

patent ergeben, unter Ausschaltung oder Herabsetzung 45 Natriumcarbonat 2

der vorgenannten Nachteile erzielt werden können, indem man als niedrigschmelzendes Silikat ein im Es ist zu beachten, daß die getrocknete Platte nur wesentlichen wasserunlösliches Alkalisilicat in trocke- etwa 2 Gewichtsprozent Natriumcarbonat enthielt, ner Pulverform anwendet und in der Masse statt des wiinrend der Rest des Natriumcarbonats in der Lösung Bindemittels oder zusätzlich zu diesem einen Anteil 50 während des Filtrierens des Schlamms entfernt worden eines Alkalicarbonats einbringt. ist. Eine ähnliche isolierende Masse ohne Natrium-Ais Alkalicarbonat wird vorzugsweise Natrium- carbonatzusatz ergab Platten von variierender Festigcarbonat verwendet, es kann jedoch auch Kalium- oder keit, die Biegefestigkeiten hatten jedoch im allgemeinen Lithiumcarbonat verwendet werden. Bei der Herstel- eine Größenordnung von nur 28,1 kg/cm²,
lung der Platten unter Anwendung eines wäßrigen 55 Im allgemeinen kann ein Anteil zwischen 10 und Schlamms gemäß dem Hauptpatent löst sich das Alkali- 30 Gewichtsprozent Natriumcarbonat in der Zucarbonat in dem flüssigen Schlamm. sammensetzung der Feststoffe eingeschlossen sein, um

Es ist nicht von selbst ein Bindemittel, aber es ist in der getrockneten Platte einen Endgehalt zwischen

anzunehmen, daß die in dem Produkt gebildete Bin- etwa 1 und 3 Gewichtsprozent zu ergeben.

dung sich aus einer gewissen Lösung des wasserunlös- 60 Auskleidungen für Gießaufsätze oder Blockköpfe,

liehen Alkalisilikats in der so geschaffenen alkalischen die aus Massen gemäß der Erfindung hergestellt sind,

Schlammflüssigkeit ergeben kann. neigen dazu, in Berührung mit dem geschmolzenen

Unter ein«m »im wesentlichen wasserunlöslichen Stahl zu sintern, und man kann sie von den verfestigten

Alkalisilikat« wird ein Silikat verstanden, das eine Lös- Blöcken in zusammenhängenden Stücken und nicht in

lichkeit von höchstens 10 Gewichtsprozent in Wasser, 65 Form eines feinen Staubs abstreifen. Die potentielle

vorzugsweise höchstens 5% und insbesondere noch Gefahr für die Gesundheit, die mit der Verwendung

eine geringere Löslichkeit hat. Das bevorzugte wasser- von feinzerteilten, Silicium enthaltenden Materialien

unlösliche Alkalisilikat ist Natriumsilikat mit einem und Asbest verbunden ist, wird so vermieden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Platten zur Auskleidung des Kopfteils einer Blockform oder der V. armehaube einer Metallgießform r · wärmeisolierenden Massen, wobei ein Schlam aus 1 bis 20 Gewichtsprozent Zellulosefasern, feuerfestem Material und 1 bis 20 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Aikalisilicats und/oder einer in situ niedrigichmelzendes Sil.cat erzeugenden Mischung von Siliciumdioxyd und Alkalisalz nach dem Filtrieren auf einer loch- oder öffnungsfreien Trocknungsunterlage getrocknet wird, nach Patent 1483 571, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlamm, der Alkalicarbonat in einer Menge, die einen Alkalicarbonatgeha'.t von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent in der trockenen Platte ergibt, enthält, und als pulverförmiges Alkalisilicat ein solches mit einer Wasserlöslichkeit von höchstens 10 Gewichtsprozent verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalicarbonat Natriumcarbonat verwendet wird.