DE2049681A1

DE2049681A1 - Als Einheit gegossener hochschmelzender Stein und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2049681A1
Application number: DE19702049681
Authority: DE
Inventors: Jacques; Gasparini Guy; Marty Yvon; Vedene Duchenoy (Frankreich). P
Original assignee: Electro Refractaire SA
Current assignee: Societe Europeenne des Produits Refractaires SAS
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1970-10-09
Publication date: 1971-09-23
Also published as: US3763302A; CA930529A; DE2049681C3; GB1325467A; DE2049681B2; JPS5333603B1

Description

Ala Einheit gegossener hoohaehmelzender Stein und Verfahren zu seiner Herstellung

BIe Erfindung betrifft die Herstellung von Gußsteinen aus hochschmelzenden flüssigen Oxiden.

Die Herstellung von Gußstücken aus geschmolzenen hochschmelzenden Oxiden, z.B. aus Aluminiumoxid, Zirkon, Chromoxid, Magnesiumoxid usw., also Stoffen, deren Schmelzpunkt sehr hoch ist, werfen immer noch technische Probleme auf.

Eines dieser Probleme besteht in der Herstellung der Wände der Gießform, die die sehr hohen gemperaturen der Gießmasse ohne Zerstörung ertragen müssen.

Das meist verwendete Material ist Graphit. Die Gießform wird dann durch miteinander verbundene Graphitplatten gebildet. Jedoch sind solche Gießformen nicht ganz zufriedenstellend, denn im Kontakt mit der geschmolzenen Gießmasse verbrennt das Graphit mehr oder weniger, so daß nach einigen Abgüssen die Gießformen unbrauchbar werden und ersetzt werden müssen, was natürlich

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zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.

Des weiteren, wenn man, wie es häufig der Fall ist, die Masse während der gesamten Erstarrung und Abkühlung in der Gießform läßt, wobei die Verweilzeiten ziemlich lang sein müssen, um Rißbildungen zu vermeiden, werden die Zeiten bis zur Wiederverwendbarkeit der Gießformen sehr groß, so daß der Hersteller gezwungen ist, eine große Anzahl von Gießformen bereitzustellen.

Man hat in neuerer Zeit auch vorgeschlagen, Gießformen mit zu öffnenden Wänden aus Metall zu verwenden, die, um die hohe !Temperatur der oxidischen Gießmasse ohne Aufschmelzen aushalten zu können, in geeigneter Weise gekühlt werden.

Solche Gießformen können sehr viel haltbarer sein als Gießformen aus Graphit, und der Gußblock kann nach einer ausreichenden oberflächlichen Erstarrung entnommen werden, um anderswo der kontrollierten Abkühlung und der vollständigen Erstarrung unterzogen zu werden. Diese Gießformen scheinen das Problem der Wiederverwendung zu lösen. Sie bringen jedoch andere Probleme mit sich, und zwar das Auftreten von Rissen an der Oberfläche des gegossenen Blockes, wobei die Risse von der zu schnellen Abkühlung der mit den gekühlten metallischen Wänden im Eontakt stehenden Oberfläche herrühren.

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Wenn man diesen Nachteil zu vermeiden versucht, indem man den Gußblock nach einer sehr kurzen Zeit ausformt, gibt man den Anstoß für einen anderen Nachteil, denn der Gußblock, der aus einer Haut oder einer erstarrten Kruste, die im
Eontakt mit der Gießform ist und aus einem noch flüssigen Inneren mit sehr hohen Temperaturgradienten besteht, verformt sich, wenn er nicht mehr durch die Wände der Gießform gehalten wird. " *

Dieser Nachteil wird insbesondere dann offenbar, wenn man Steine mit relativ großen Abmessungen zu gießen versucht.

Andererseits tritt ein weiteres Problem beim Abgießen von hochschmelzenden geschmolzenen Oxiden auf, das von dem Lunker oder Hohlraum herrührt, der sich in dem Gußstück im Verlaufe der Verfestigung unterhalb des Gießtrichters ausgebildet, und der vor allem vom Schrumpfen des Materials während der Erstarrung herrührt. Dieser Lunker kann ein großes Volumen haben.

Es wird gewöhnlich zugelassen, daß die Oberfläche der Flüssigkeit am Ende des Gießens in den Gießtrichter steigt, um das in der Gießform verfügbare Volumen maximal zu speisen.

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Für den gleiohen Zweck und In einer rationelleren Art hat man weiter Torrichtungen vorgeschlagen, die dazu dienen, den Lunker im Verlaufe seiner Bildung zu speisen und auszufüllen, indem man diesem zusätzliche Schneite zuführt, die im Gießtrichter flüssig gehalten wird, während die den oberen Teil der Gießform ausfüllende Schmelze gleichfalls flüssig gehalten wird. Solche Vorrichtungen sind jedoch kompliziert.

Deshalb gibt man sich oft damit zufrieden, ein größeres Volumen als das Volumen, das für das herzustellende Gußstück notwendig ist, zu gießen, worauf dann nach der Erstarrung und Ausformung der obere Teil, der den Lunker enthält, durch Sägen oder Abbrechen entfernt wM. Aber dieses Vorgehen erfordert einen zu» sätzlichen Arbeitsschritt und führt gleichzeitig zu großen Abfallmengen.

Um den Abfall auf ein Minimum zu verringern, benutzt man häufig eine Gießform mit großem Volumen, und zwar mit einem vielfachen Volumen des herzustellenden Gußstückes, wobei das Volumen um den Teil vergrößert ist, der den Lunker enthält. Durch anschließendes Sägen entfernt man den genannten Teil und zerschneidet den gesunden Teil, um die gewünschten einzelnen Gußstücke zu erhalten.

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Ein sölοhes Verfahren let immer nooh kompliziert'und teuer. Des weiteren führt da« Zerschneiden zu Gußstücken, die einerseits Toneinander Tersohieden sein können, je nach ihrer Lage im Gußblook und andererseits zwei Schnittflächen haben, die wesentlich empfindlicher gegenüber physikalisch-chemischen Inderungen bei ihrer Verwendung als Auskleidung in öfen oder anderen Geräten sein können als die im Eontakt mit der Gießform gebildeten flächen, die von einer erstarrten Haut bedeckt sind.

Die zuvor aufgezählten Probleme treten besondere stark in Erscheinung, wenn es si oh um Magnesiumoxid oder um eine Mischung mit einem hohen Anteil an diesem Oxid handelt, ebenso wie oft bei Chromoxid, welche Mischungen im allgemeinen zur Herstellung von Auskleidungen metallurgischer Geräte verwendet werden. In der !Eat hat das Magnesiumoxid einen ausgesprochen hohen Schmelzpunkt in der Größenordnung von 2.800° C und neigt "bei den üblichen Verfahren zur Bildung eines großen Lunkerhohlraumes. I Sa dieser Lunker bei den betrachteten Anwendungsfällen nicht in Kauf genommen werden kann, werden vor allem bei diesem Oxid die zuvor genannten Methoden angewendet.

Im übrigen scheint die hohe Schmelztemperatur dieses Oxides der Verwendung von Gießformen aus Stahl oder Kupfer entgegenzustehen

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oder wenigstens ein sehr schnelles Ausformen des Gußblockes mit einem steigenden Risiko von Verformungen zu erfordern.

Der Anmelderin ist es jedoch gelungen, ein Verfahren für die Herstellung einzelner Gußstücke zu entwickeln, das von flüssigen hochschmelzenden Oxiden ausgeht, und zwar insbesondere von Mischungen aus Magnesiumoxid und Chromoxid, wobei die Herstellung in einer metallischen gekühlten Gießform, vorzugsweise einer Gießform aus Kupfer erfolgt.

Dieses nicht naheliegende Verfahren, das das Ergebnis von Entwicklungsarbeiten ist, stellt einen der Gegenstände der Erfindung dar.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, wertvolle Ergebnisse zu erhalten. Die Qieäluxm kann schnell wiederverwendet werden dank dem schnellen Entformen des Gußblockes, der aufgrund des schnellen Entformens keine Risse aufweist. Auch erhält man Gußstücke guter Formbeständigkeit ohne konzentrierten Lunker, die einheitlich von einer widerstandsfähigen Erstarrungskruste überzogen sind und gleichmäßige Eigenschaften haben. Des weiteren entfallen schwierige Bearbeitungen der Gußstücke, und der Abfall wird auf ein Minimum gesenkt, was die Wirtschaftlichkeit erhöht.

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Des weiteren gestattet es die Erfindung, für die Herstellung von Auskleidungen für metallurgische Geräte auf der Basis von Magnesiumoxid und Chromoxid homogene Gußstücke ohne geschnittene Dichtflächen zu erhalten» die den aus ihnen hergestellten Auskleidungen eine gute Widerstandsfähigkeit gegen den zerstörenden Angriff pysikalisch-chemlscher Mittel geben.

Nach einem Merkmal der Erfindung-gibt man dem Gießetrahl während seines Eingießens in die Gießform kleine abgemessene feste Stücke aus hochschmelzendem Oxid bei, die aus Bruchstücken früherer Abgüsse bestehen.

Die Anmelderin hat experimentell festgestellt, daß man so Verformungen des Gußblockes trotz einer sehr schnellen Ausformung verhindern kann, wie sie notwendig ist, um Oberflächenrisse zu vermelden.

Dieses überraschende Ergebnis rührt ohne Zweifel von der Tatsache her, daß die festen Stücke, die in ausreichender Menge im Inneren der Gießmasse verteilt sind, dort ebenso viele verteilte AbkühlungsZentren schaffen, die zur Verhinderung der Deformation trotz des raschen Ausformens beitragen.

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Des weiteren tragen die genannten festen in der Gießmasse verteilten Stücke zur Zerstückelung des Lunkers bei der Erstarrung und 7.U.V Verteilung dieses Lunkers im Volumen des Gußblockes bei, was gleichfalls ein Portschritt ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die zu schmelzende Charge wenigstens eine Substanz enthält, die fähig ist, Gas derart freizusetzen, daß die sich bildenden Gasporen in der Gießmasse verteilt sind und so dazu beitragen, die Bildung eines konzentrierten Lunkerhohlraumes zu vermeiden.

Des weiteren füllt man im Gegensatz zu dem gewöhnlich angewandten Verfahren die Gießform vorzugsweise nur bis zu einem bestimmten Niveau, indem man darauf achtet, daß das Niveau der Flüssigkeit nicht oder nur sehr wenig in den unteren Teil des Gießtrichters oder eines anderen Gießgerätes eindringt, der bzw. das kurz nach dem Stoppen des Gießstrahles weggenommen wird.

Nach dem Beginn der äußeren Erstarrung des Gußstückes und nach einer Zeit in der Größenordnung von einigen Minuten wird die Gießform geöffnet und das Gußstück aus ihr entfernt, um es außerhalb der Gießform einer kontrollierten Abkühlung zu unterziehen.

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Die so hergestellten und in ihre Endform gegossenen Gußstücke "benötigen keine Bearbeitung raehr, ausgenommen eventuell das Entfernen der Unregelmäßigkeiten auf der Gießfläche, die nach dem Wegnehmen des Gießtrichters vorhanden sein können.

Die beiden zuvor angegebenen Mittel: Zufügung von festen Stücken während des Gießens und das Vorhandensein einer Substanz in der zu gießenden Charge, die fähig ist, Gas zu erzeugen, verbinden ihre Wirkungen in einer sehr vorteilhaften Art und Weise für g die Erreichung des speziell angestrebten Zieles.

Ihre gleichzeitige Anwendung bietet weiter die Möglichkeit einer Regelung des Verfahrens, was weiter unten am Ende der folgenden detallierten Beschreibung ausgeführt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 schematisch einen teilweise vertikal geschnittenen Aufriß einer Ausführungsform einer zu öffnenden Gießform, die erfindungsgemäß verwendet ist,

Fig. 2 die Gießform im Querschnitt nach Linie II-II in Fig.1,

Fig. 3 einen Gießtrichter in Draufsicht, wobei der Gießverlauf angedeutet ist,

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Pig. 4 das aus der Gießform herausgenommene Gußstück, das zum Normalisieren oder kontrollierten Abkühlen zu einem Ofen gebracht wird,

Pig. 5 und 6 zwei erläuternde Diagramme und

Pig. 7 in perspektivischer Ansicht ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenes Gußstück, das in einer Ebene geschnitten ist, um seine innere Struktur zu zeigen.

Will man entsprechend der Erfindung feuerfeste Mauersteine oder Gewölbesteine für die Auskleidung metallurgischer Geräte aus einer Mischung aus hochschmelzenden Oxiden herstellen, die einen großen Anteil an Magnesiumoxid und an Chromoxid Cr₂O, enthält, was das wichtigste Anwendungsgebiet der Erfindung darstellt, so muß man in der folgenden oder einer anamlogen Weise vorgehen.

Man schmilzt in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur in der Größenordnung von 2.500° 0 eine entsprechende Charge, um ein Endprodukt der folgenden Zusammensetzung zu erhalten: MgO ca. 55 # bis 56 £
O₅ ca. 23 1*

PeO	ca.	10	bis 1	2 %
SiO₂	ca.	1,	5 bis	2,7
CaO	ca.	1,	2 bis	1,5
AIoO,	ca.	7	bis 10

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Diese Charge enthält Bestandteile, die Gase freisetzen können.

Zum Beispiel kann man bei Chromoxid, das der Charge im allgemeinen als Chromit (Chromeisenstein) zugegeben wird, neben Transvaal-Ohromit eine gewisse Menge, z.B. die Hälfte Chromit aus dem Iran oder der Türkei verwenden, das bei Gießtemperatur Gase freisetzt (dieses Chromit erleidet einen Abbrandverlust, der größer als 1 i» ist). *

Man kann auch das Kalziumoxid in Form von Sulfat oder Karbonat oder einen Teil des Magnesiumoxids in Porm von Sulfat oder Karbonat oder auch hydriertes Magnesiumoxid, wie Brucit (franzosisch ί brucite) zugeben oder mehrere dieser Zusätze miteinander kombiniert.

angestrebte Ergebnis ist das voxnandensein von verteilten

in der gegossenen Masse, die in der Lage sind, der eines konzentrierten Lunkers in dem erstarrten Gußstück entgegenzuwirken. Die Menge des Stoffes, der das Gas erzeugt, kann in jedem Fall experimentell gefunden werden.

n Teil aee Gases, das sich im Schmelzofen entwickelt, ist verloren, Jedoch bleibt exn weiterer !feil in der iiasaigkeit, ■vielleicht, im gelösten Zuacand, und bilaet im Verlaufe der in der Gußfoim Blasen, was durch die Zugabe von festen

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abgemessenen Stücken beschleunigt wird, wie dies noch genauer beschrieben werden wird.

Nach dem Schmelzen in einem elektrischen Ofen wird die Charge (auf deren Zusammensetzung später zurückgekonmen wird) in eine Gießform abgegossen, von der eine Aueführungsform in den PIg. und 2 gezeigt ist. Diese Gießform, deren Volumen parallelepipetisch oder prismatisch ist und so der Herstellung τοπ Mauersteinen oder Gewölbesteinen für die Mauern τοη AuäLeldugen entspricht, hat einen verschiebbaren Boden 1, auf den eine feuerfeste Platte 2 aus Graphit und vier seitliche Wände 4, 5, 6, 7 aufgesetzt sind. Die relativ dicken Wände bestehen aus Elektrolytkupfer. Sie werden von Kanälen 8 durchsetzt, in denen ein Kühlmittel, z.B. Wasser, zirkuliert, dae durch eine geeignete Pumpe bewegt wird.

Diese Wände, die zur Zeit des Abgießens dicht am Boden 1, 2 anliegen, sind so ausgebildet, daß sie geöffnet werden können. Zum Beispiel können sie, wie es die Zeichnung zeigt, aus zwei sich gegenüberliegenden V-förmigen Teilen zusammengefügt sein, die an um eine vertikale Achse 11 schwenkbaren Stützarmen 9, 10 befestigt sind. Die Schwenkung der Arme für das Schließen der Gießform (im Sinne des Pfeiles F) ebenso wie die Schwenkung im umgekehrten Sinne für die öffnung der Gießform

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(diese Stellung ist in Pig. 2 gestrichelt angedeutet) wird durch einen nicht gezeigten hydraulischen Kraftheber vorgenommen .

Der Boden 1, 2 ist vertikal bewegbar, z.B. durch einen Kraftheber 2a und kann auch aus der vertikalen Achse der Gießform verschoben werden.

Im zusammengebauten Zustand der Gießform, in dem die beiden V-förmigen Teile dichtend am Boden 1, 2 anliegen, wird die geschmolzene Charge über einen wassergekühlten Gießtrichter aus Kupfer in die Gießform gegossen (die in der Wand des Gießtrichters angeordneten Kühlkanäle sind nicht eingezeichnet). Der untere !eil des Gießtrichters bildet einen ebenen Rand 14, der so ausgebildet ist, daß er oben auf der Gießform ruht und diese verschließt.

Wie Pig. 3 zeigt, ist der Trichter relativ zur Ausflußöffnung { 13 des elektrischen Ofens so angeordnet, daß der Strahl in dem Trichter eine Drehbewegung beschreibt, bevor er zu dessen Loch 15 gelangt, also eine Wirbelbewegung ausführt.

Man läßt in Richtung der Achse des Trichters feete abgemessene Stücke 16 fallen, die Magnesiumoxid enthalten und vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung wie der Strahl haben. Diese Stücke erden von der Rotation des Stahles mitgerissen und verteilen

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sich in diesem und in der Gießform.

Die Zufügung beginnt mit dem Anfang des Gießens und wird bis zum Ende des Gießens regelmäßig fortgesetzt.

Man hat z.B. bei einer Ausflußmenge von 60 bis 70 kg/min Gießmasse zufriedenstellende Ergebnisse mit abgemessenen Stücken von einer Größe zwischen 10 und 20 mm mit derselben Zusammensetzung wie derjenigen der Gießmasse erhalten, wenn die Stücke während der gesamten Gießzeit mit einer konstanten Ausflußmenge von 9 kg/min in den Schmelzstrahl fallen.

Man fährt mit dem Gießen und dem Zufügen der abgemessenen Stücke bis zur Füllung der Gießform fort.

Man versucht nicht, den Trichter zu füllen, wie man es gewöhnlich macht, um den Lunker zu speisen, sondern man hört im Gegenteil mit dem Gießen auf, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit etwas in den unteren Teil des Trichters gestiegen ist. Zur gleichen Zeit hört man mit dem Zufügen der abgemessenen Teile auf.

Wenn das Produkt in dem verengten Teil des Trichters erstarrt ist, hebt man den Trichter etwas in die Höhe und nimmt ihn weg und dreht ihn anschließend um, um den Abfall herausfallen au lassen.

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Dann öffnet man die Gießform, in dem man die Arme 9 und 10 schwenkt (der Richtung des Pfeiles P entgegengesetzt), um den Block freizumachen, der auf dem Gußboden 1, 2 ruht.

Der Boden der Gießform 1, 2, der den Gußblock trägt, wird dann mit Hilfe seines Krafthebers abgesenkt (Fig. 4), und der Gußblock wird mittels eines Greifers abgehoben, um in einen Ofen gebracht zu werden, wo er kontrolliert während einer Zeit, die in der Größenordnung von 24 Stunden liegen kann, abgekühlt wird. Jedoch ist die Gießform von dem Wegnehmen des Gußstückes an für einen neuen Abguß bereit.

Zum Beispiel beträgt für ein Gußstück mit den Abmessungen von 150 χ 150 χ 600 mm, die den industriellen Gußstücken entsprechen, die Elemente von Auskleidungen bilden _} öle Gießzeit ca, 30 Sekunden. Der Gießtriühtf. :* *-!j>d 2 Minuten ^ Bekund-.n nach dem Beginn des Gießens weggenommen. Me Gießform wird dann geöffnet und der Gußblock drei Minuten nach dem Beginn { des Gießens entfernt. Die Gießform kann sofort wieder verwendet werden, so daß also die Zeit bis zur Wiederverwendung sehr kurz ist.

b ist bemerkenswert, daß die Gußstücke, die so schnell aus vier form herausgenommen werden, ihre Gestalt beehren, obwohl sie nur mit einer dünnen festen Schicht bedeckt sind, während Ihr Inneres noch flüssig ist und eine Temperatur über 2.000° G hat „

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Wie gesagt, kann man dieses überraschende Ergebnis, das experimentell festgestellt wurde, ohne Zweifel durch die Tatsache erklären, daß die festen abgemessenen Stücke aus hochschmelzenden Oxiden, die im gesamten Volumen des Gußblockes verteilt sind und die lediglich eine OberflächenaufSchmelzung erleiden, aufgrund der durch sie geschaffenen inneren Abkühlungszentren eine Art von Brücken bilden, die die erstarrte Kruste zusammenhalten, und so ihre Verformung aufgrund innerer Kräfte der Flüssigkeit verhindern.

Die abgemessenen Stücke tragen auch zu einer schnellen Homogenisierung der Temperaturen im Inneren des Blockes bei, ebenso wie zur Zerstückelung des Erstarrungslunkers. Bei dieser Zerstückelung spielen die Gasporen, die in der Masse des Gußblockes verteilt sind, gleichfalls eine Rolle.

Die Diagramme in den Fig. 5 und 6 stellen die experimentellen Beobachtungen der Anmelderin dar.

In diesen Diagrammen ist auf der Abszisse die Zeit aufgetragen, während der sich die abgegossene Masse in der Gießform befindet.

Die Pig. 5 zeigt, was sich ereignet, wenn man abgießt, ohne dem Gießstrahl die festen abgemessenen Teile zuzugeben.

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RißMldungen werden an den Gußstücken beobachtet, wenn die Verweilzeit in der Gießform größer ist als t^. Aber andererseits treten Verformungen des Gußblockes auf, wenn man nach Ablauf einer zu kurzen Zeit ausformt. Zur Vermeidung von Deformationen wäre eine Verweilzeit in der Gießform notwenig, die größer als ±2 ^is"fc· Ea ^2 Stößer ist als t^, ist es unmöglich, zugleich Deformationen und Rißbildung zu vermeiden.

Wenn man im Gegensatz hierzu zum Gießstrahl entsprechend der Erfindung feste abgemessene Stücke zusetzt, hat das Diagramm die in Fig. 6 gezeigte Porm.

Die Zone der Deformation und die Zone der Rißbildung überdecken sich nicht mehr, und es besteht ein Zeitintervall, in dem man ohne Deformation und Rißbildung ausformen kann. Dieses Zeitintervall liegt zwischen drei und sieben Minuten, gerechnet vom Beginn des Gießens an, wenn die Gußstücke die Zusammensetzung und die Abmessungen haben, die zuvor angegeben worden sind.

Die Länge dieses Intervalls ändert sich mit der Größe der zugegebenen festen Stücke. Andererseits ändert sich gleichzeitig die Zerteilung des Lunkers. Man wird deshalb experimentell die Abmessungen der zuzugebenden festen Stücke so bestimmen, daß man gleichzeitig ein geeignetes Intervall und eine gute Verteilung des Lunkers erhält.

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In dem Fall der zuvor angegebenen Zusammensetzung hat man gefunden, daß das optimale Verhältnis in der Größenordnung von 1:7 liegt.

Wenn man ein Gußstück mit einer Diamantsäge durchschneidet, findet man, daß die geschnittenen Flächen entsprechend der Fig.7 aussehen. Die abgemessenen Teile sind sichtbar und mit 16 bezeichnet. Man sieht, daß sie auf der ganzen Schnittfläche des Gußstückes verteilt sind. Sie sind vollständig mit der Masse verschweißt, was nicht nur von der Oberflächenschmelzung dieser Stücke herrührt, sondern auch von der Bildung fester Lösungen.

Es gibt keinen großen konzentrierten Lunkerhohlraum, jedoch beobachtet man kleine Lunkerhohlräume 17 in großer Anzahl, die im allgemeinen in sich geschlossen sind. Man beobachtet auch kleine Löcher 16, die von Gasblasen herrühren. Das Gußstück ist des weiteren von einer harten erstarrten Kruste bedeckt mit Ausnahme der Unregelmäßigkeiten, die auf der Gießfläche als Folge des Abreißens des Gießtrichters vorhanden sein können.

Fig. 7 zeigt als Beispiel ein Gußstück, von dem zwei der großen einander gegenüberliegenden Flächen konvergent sind und das als Gewölbestein verwendbar ist. Für die Herstellung eines

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solchen Gußstückes haben zwei Flächen der Gießform die gewünschte Schrägstellung.

Vfenn man einen Boden, eine Mauer oder ein Gewölbe einer Auskleidung eines metallurgischen Gerätes herstellt, indem man solche Gußstücke zusammenfügt, werden die Stoßflächen der Gußstücke durchweg Flächen sein, die mit der Erstarrungskruste bedeckt sind. Dies macht die Auskleidungen tauglicher, um physikalisch-chemischen Angriffen zu widerstehen.

Dies trifft natürlich nicht zu, wenn die Gußstücke durch Sägen aus einem großen Gußblock hergestellt werden, denn zwei von den Dichtflächen sind dann Schnittflächen.

lsi folgenden wird eine Art der Regelung des Verfahren« beschrieben, die sehr gut den Kombinationeeffekt seiner Merkmale neigen wird.

Um die Homogenität des Gußstückes zu gewährleisten, liat aus leicht ersichtlichen Gründen der Anteil an festen abgemessenen Teilen efcie obere Grenze, die schnell erreicht ist, Das geeignete Terhältnis liegt, wie oben angegeben, bei ca. 9 kg fester feile auf ca. 60 bis ?0 kg in die Fora gegossener geschmolzener Oxide*

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Nun aber hat die Anmelderin experimentell festgestellt, daß ein Absenken des Anteiles an festen abgemessenen feilen oder des Anteiles an einer oder mehreren gaserzeugenden Substanzen im Sinne der Bildung eines mehr oder weniger großen Lunkers in dem erstarrten Gußblock in der Nähe der Gießfläche wirkt, der nachteilig für die mechanische Festigkeit dieses Teiles des Gußblockes sein kann. Die Anmelderin hat auch festgestellt, daß im Gegensatz hierzu eine Vergrößerung des genannten Anteiles an festen abgemessenen Stücken bzw. an gaserzeugenden Stubstanzen dahingehend wirkt, daß einige Sekunden nach dem Entfernen des Gießtrichters eine Schaumbildung mit einem An-steigen der Flüssigkeit eintritt. Diese lagert sich auf der Gießfläche ab und verfestigt sich dort, so daß im Zentrum ein unregelmäßiger mehr oder weniger hoher Vorsprung gebildet wird, der dem Aussehen des Stückes schadet und beim Gebrauch desselben hinderlich sein kann, z.B. beim Zusammenfügen mit einem benachbarten Gußstück, wenn man Ausfütterungen mit mehreren Schichten herstellen will.

Im allgemeinen kann man diese Vorsprünge durch Abstemmen entfernen, aber dies bringt den Nachteil mit sich, daß eine manuelle Bearbeitung erforderlich ist.

Die Anmelderin hat gefunden, daß man die Menge der au der zu schmelzenden Charge zuzugebenden gaserzeugenden Substanz, d.h. die Menge des in der flüssigen Sohmelse erhaltenen Gase» für

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einen bestimmten Anteil an festen abgemessenen Stücken so einstellen kann, daß man nach dem Entfernen des Gießtrichters eine leichte Sch-aumbildung an der Grenze der Bildung eines Vorsprunges erhält. Man vermeidet so ebenfalls sicher das Auftreten eines relativ großen lunkerhohlraumes in der Nähe der Gießfläche.

Man kann darüberhinaus das Ansteigen der flüssigkeit und die Bildung jeglichen nennenswerten Yorsprunges dadurch verhindern, |

daß man sofort nach dem Entfernen des Trichters auf die Narbe des Gusses ein gekühltes oder auch nicht gekühltes Metallstück mit einer ebenen Auflagefläche auflegt, das ein Gewicht in der

ο
Größenordnung von 1 bis 10 kg pro dm der Oberüä-che hat.

Dieses Pfropfenstück hindert die Flüssigkeit am Austreten und kühlt sie ab. Man erhält so ein Gußstück ohne großen lunker in der Mühe der Gießfläche und ohne Yorsprünge, die höher als einige Millimeter sind. Das Pfropfenstück kann übrigens 15 Sekunden nach seinem Auflegen wieder entfernt werden, da die Erstarrung beim Kontakt mit dem Pfropfenstück sehr schnell erfolgt.

Im folgenden werden zwei Beispiele angeführt.

Diese Beispiele setzen voraus, daß der Anteil an abgemessenen festen Stücken, die dem Gießstrahl zugegeben werden, wie oben angegeben 1st, und daß man als Substanz für die Erzeugung von Sas ein Chrom!t mit einem Abbrand verwendet, wie ihn türkisches

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Chromit aufweist und weiter ein Chromit ohne Abbrandverluste, wie Transvaal-Chromit.

Die Beispiele gehen von in die Schmeiß einzubringendem Magnesit und Chromit mit den folgenden Zusammensetzen aus:

MgO ^0r2°3 ^S1Q2 CaO PeO

Magnesit 93,8 - 2,2 1,8 1,5 0,7

Chromit ohne Abbrand (Transvaal)11,5 45,0 2,8 0,6 25,0 15,1

Chromit mit 3 1»

Abbrand (Türkei) 16,8 51,4 3,9 0,6 14,6 12,7

Erstes BeisTJiel

Ohne die Verwendung eines Pfropfenstückes wird türkisches Chromit mit einem Abbrand von 3 % mit einem Anteil von ca. 15 bis 16 $ benutzt. Eine passende Zusammensetzung der Charge kann folgende

Magnesit ca. 52 #

Transvaal-Chromit ca. 32,5 # türkisches Chromit ca. 15,5 #.

Hieraus erhält man ein Gußprodukt folgender Zusammensetzung:

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MgO	ca.	55,12	*
Cr₂O₃	ca.	22,59	*
SiO₂	ca.	2,66
CaO	ca.	1,22	*
FeO	ca.	11,17
Al₂O₃	ca.	7,24	*
Zweites	Beispiel

Im Falle der Benutzung eines Pffopfenstückes kann der Anteil an türkischem Chromit mit einem Abbrandverlust von 3 f> ohne Schwierigkeiten bis auf 18 $> und selbst bis auf 20 und 25 % erhöht werden, was seine Anwendungsmöglichkeit im Verhältnis von 3 : 10 steigert, dadurch, daß er eine größere Elastizität der Regelung und eine größere Sicherheit für die Gewinnung eines regelmäßigen Produktes gewährleistet. Eine zweckmäßige Zusammensetzung ist die folgende:

Magnesit ca. 52 %

Transvaal-Chromit ca. 31,5 #
türkisches Chromit ca. 16,5 5^.

Dies führt zu der folgenden Zusammensetzung des Endproduktes:

MgO	ca.	55,	17	*
Cr₂O₃	ca.	22,	66	*
SiO₂	ca.	2,	67
CaO	ca.	1t	22	*
FeO	ca.	11,	06	*
Al 2O3	ca.	7,	22

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Es ist selbstverständlich, daß die beschriebenen Ausführungsformen nur Bdsplele sind, die abgeändert werden können, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren für die Herstellung von hochschmelzenden Gußstücken, ausgehend von wenigstens einem hochschmelzenden Oxid, das zuerst geschmolzen und dann in eine gekühlte Gießform aus Metall abgegossen wird, die sich vorzugsweise für ein leichtes herausnehmen des Gußblockes öffnen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schmelzende Charge aus hochsclimelzendem Oxid | wenigstens eine Substanz für die Erzeugung eines Gases enthält, daß das Gießen der geschmolzenen Charge in die Gießform , das mit einer Menge erfolgt, die dem herzustellenden Gußstück entspricht mit der Zuführung von festen abgemessenen Stücken aus hochschmelzendem Oxid zu dem Gießstrahl verbunden wird, wobei die Zuführung während der ganzen Dauer des Gießvorganges fortgesetzt wird und aufhört, wenn das mitzvolumen der Gießform ausgefüllt ist, und daß der oberflächliche erstarrte Gußblock aus der Gießform herausgenommen wird, um außerhalb dieser einer kontrollierten Abkühlung unterworfen zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgießen beendet wird, wenn das Niveau der Flüssigkeit in den unteren Teil des Trichters oder ein anderes Gießgerät zu steigen beginnt, der bzw. das entfernt wird, kurz nachdem der üießstrahl gestoppt wurde.

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3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Gießform aus Kupfer, die durch Zirkulation einer Flüssigkeit gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schmelzende Charge als Substanz, die fähig ist, ein Gas zu entwickeln, ein Sulfat, ein Karbonat oder eine hydrierte Verbindung (französisch: compose hydrate) oder mehrere solcher Substanzen enthält.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß^iie abgemessenen Stücke v.en:gstens eines der hochschmelzenden Oxide der Charge enthalten und vorzugsweise aus Bruchstücken eines Gußstückes derselben Zusammensetzung bestehen, das in einem vorausgehenden Arbeitsgang erhalten wurde.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß der Anteil an abgemessenen, dem Uießstrahl zugegebenen Stücken so gewählt wird, daß ein zeitintervall zwischen der minimalen Aufenthaltszeit in der gekühlten Gießform, die notwendig ist, um Deformationen am ausgeformten Gußblock zu vermeiden und der Aufenthaltszeit erhalten wird, ab uer sich am üußblock .iisse bilden, wobei die Ausformung in diesem zeitintervall vorgenommen wird.

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7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht pro Zeiteinheit der ausströmenden wenge abgemessener Teile, die dem Gießstrahl kontinuierlich zugegeben werden, in der Größenordnung von 1/7 des Gewichtes pro Zeiteinheit der Ausflußmenge des Gießstrahles liegt.

S. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußblock nach einer ^eit in der Größenordnung von einigen Minuten nach dem Stoppen des Gießstrahles ausgeformt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren für die tier stellung von hochschmelzenden Gußstücken mit einem hohen Gehalt an Magnesiumoxid angewendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren für die Herstellung von hochschmelzenden Gußstücken angewendet wird, die auch Chromoxide enthalten«

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Charge für die Erzeugung von Gas ein Chromit mit großem Abbrand (größer als 1%)verwendet,

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Magnesits der Charge hydriert (französisch: d l'etat hydrate) ist (brucit, französisch: Brucite).

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13« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für einen bestimmten Anteil an festen abgemessenen Stücken der Anteil an in die zu schmelzende Charge zugegebenen gaserzeugenden Substanzen so gewählt ist, daß eine leichte Schaumbildung an der Gießfläche des Gußstückes nach dem Entfernen des Gießtrichters erhalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß sofort nach dem Entfernen des Gießtrichters auf die Narbe des Gußblockes ein schweres Teil mit einer ebenen Auflagefläche aufgelegt wird, wie z.B. ein gekühltes oder nicht gekühltes Metallteil mit einem Gewicht, das ausreicht, um auf das gegossene Material einen Druck in der Größenordnung von 1 bis 10 kg/dm auszuüben.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung dadurch vorgenommen wird, daß die Menge einer Substanz der Charge, die einen Abbrand erfährt, insbesondere türkisches Chromit, verändert wird.

16. Gegossener Stein aus hochschmelzendem Oxid, dadurch gekennzeichnet, daß er auf seinen Flächen mit Ausnahme eventuell seiner Gießfläche mit einer Erstarrungshaut oder Erstarrungskruste überzogen ist, und daß er keinen großen und konzentrierten Lunker aufweist, jedoch kleine über sein Volumen verteilte Hohlräume hat.

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17. Gegossener Stein nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß er hauptsächlich aus Magnesiumoxid, Chromoxid und Bisenoxid besteht.

18. Gegossener Stein nach einem der Ansprüche 16 und 17» dadurch gekennzeichnet, daß er in der Nähe der Gießfläche keinen großen Lunkerhohlraum aufweist, und daß er insbesondere auf der Gießfläche einen kleinen Vorsprung mit einer Höhe in der Größenordnung von einigen Millimetern hat.

19. Verwendung eines gegossenen Steines nach einem der Ansprüche 16 bis 18 zur Auskleidung von metallurgischen Geräten oder von Teilen solcher Geräte.

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