DE2107127B2 - Schieberverschluss an der ausgussoeffnung fluessige schmelze enthaltende behaelter - Google Patents

Description

4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, stellten Anforderungen in bezug auf Korrosion^ dadurch gekennzeichnet, daß Boden- und/oder 25 bestäiidigkeit und Betriebssicherheit vornehmlich K-; Schieberplatte aus Schmelz- oder Sintermagnesia aggressiven Schmelzen nicht voll genügten. Trot/ mit kohlensuffhaltigerr. Material imprägniert sind. ständiger Verbesserung der Herstellungsmethoden

5. Verwendung nach de- Ansprüchen 1 bis 4. dieser Platten gelang es bisher nicht, diese Schwieri;jdadurch gekennzeichnet, daß den Boden- und/ keiten voll zu überwinden.

oder Schieberplatten aus Si imelz- oder Sinter- 30 Es wurde im Rahmen der Untersuchung^, die zu

magnesia beim Mischen der Körnung bis zu 10⁰V. vorliegender Erfindung führten, gefunden, daß ein.-

grünes Chromoxid beigemengt wird. etwaige Biegung von Schieber- und'oder Bodenplatte" einen entscheidenden Einfluß auf die Funktion

eines Schieberverschlusses nicht hat, da im geschlos-

35 senen Zustand der fenostatisi.he Druck der Stahl-

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf schmelze wohl auf den der Bodenplattendurchfluß-Schieberverschlüsse, wie sie vornehmlich an der Aus- Öffnung gegenüberliegenden Teil der Schieberplatte gußöffnung von Metallschmelze enthaltenden Behäl- wirkt, aber diese durch die Anpreßkraft des Schiebeitern, insbesondere Gießpfannen, zur Regulierung der gehäusedeckels, der den Hauptteil der Spannungen Ausflußmenge und zum Verschließen der Ausguß- 40 aufnimmt, unterstützt wird. Eine besonders hohe Öffnung angewendet werden und betrifft das Material Heißbiegefestigkeit ist demnach nicht erforderlich, der feuerfesten gebrannten Schieberteile. Wichtiger für das einwandfreie Funktionieren des

Bei bekannten Schieberverschlüssen ist eine be- Schieberverschlusses ist es, daß durch die Aufwölwegliche Schieberplatte meist n.lt Hilfe eines bung in der Umgebung der Durchflußöffnung infolge Schiebergehäusedeckels, der gegenüber dem Schieber- 45 thermischer Ausdehnung keine zu großen Spannungehäuse verspannbar ist, gegen eine im Bereich des gen erzeugt werden, welche die Gleitbewegung er-Gießpfannenbodens angeordnete Bodenplatte ange- schweren würden, d. h. es muß das in der Feuerfestdrückt, so daß zwischen beiden eine dichte, denr>och künde entsprechend dem statischen Elastizitätsmodul die Verschiebung der Schieberplatte zulassende An- bei Deformationen oberhalb der bei feuerfesten Baulagc gewährleistet ist. 50 stoffen relativ tief liegenden Proportionalitätsgrenze

Die feuerfesten Teile solcher Verschieberver- als Verformungsmodul (V-Modul) bezeichnete Verschlüsse sind einer hohen Beanspruchung durch ther- hältiiis zwischen Spannung η und Verformung r mögmische, chemische und erosive Einwirkungen der liehst klein sein.

rasch durchfließenden flüssigen Schmelze ausgesetzt. Diese n^uen Erkenntnisse führten erfindungsgemäß

Hinzu kommen für feuerfestes Material an sich un- 55 zur Verwendung von feuerfester Schmelz- oder

gewöhnlich hohe Anforderungen, die durch die not- Sintermagnesia als Rohstoff für die Boden- und/oder

wendige gute Beweglichkeit und zugleich sichere Ab- Schieberplatte eines an der Ausgußöffnung von

dichtung der Schieberplatte bei Temperaturen meist Schmelze enthaltenden Behälters, insbesondere Gieß-

über 1500° C bedingt sind. Diese Bedingungen und pfannen, angeordneten Schieberverschlusses zum

hohen Anforderungen erschweren die Wahl geeig- 60 Zwecke der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeil,

neten Materials für die Verschleißteile derartiger Die Anwendung dieses Materials, das infolge seiner

Schieberverschlüsse außerordentlich. relativ geringen Heißbiegefestigkeit und ungünstigen

So ist es eine unabdingbare Voraussetzung für die Wärmedehnungseigenschaften von der bezüglich der

einwandfreie Funktion derartiger Schieberverschlüsse, Beanspruchungsverhältnisse der Schieberplatten im

daß die feuerfeste Schieberplatte trotz Formänderun- 65 Schieberverschluß bisher unwissenden Fachwelt

gen und Wärmespannungen, denen sie durch unver- durchweg abgelehnt wurde, hat sich überraschend

meidbare Temperaturunterschiede im Schieberplatten- gut bewährt. Es hat sich gezeigt, daß die an sich bei

material unterliegt, bei gleichzeitiger zuverlässiger Pfannenausgüssen und Magnesitsteinen bekannten

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günstigen Eigenschaften des Rohstoffs Magnesit hin- Der Schieberverschluß wird am Metallmantel 1 sichtlich seines chemischen Korrosionsverhaltens ge- der Gießpfanne im Bereich des Pfannenbodens an.gegenüber Stahlschmelzen das Betriebsverhalten der bracht, deren feuerfeste Auskleidung! im Bereich der Schieberplatte überraschend günstig beeinflussen. Bei Auslaßöffnung einen feuerfesten Bodenstein 3 trägt, Schmelz -oder Sintermagnesia sind bei hohen Tempe- 5 in den eine feuerfeste Einlaufhülse 4 eingemörtelt ist. raturen der V-Modul hinreichend klein und die Heiß- Der Schieberverschluß selbst gliedert sich zunächst biegefestigkeit hinreichend groß, um die vorwiegend in ein am Pfannenmantel 1 fest angebrachtes rahmenim Bereich der Durchflußöffnungen von Boden- und/ förmiges gußeisernes Gehäuse 5 mit einem Deckel 6, oder Schieberplatten infolge thermischer Ausdehnung welcher durch sechs Bolzenschrauben 7 über Teilerund Aufwölbung auftretenden Druckspannungen in io federn 8 mittels Muttern 9 (sämtlich nur teilweise Grenzen zu halten, welche eine der Praxis gerecht dargestellt) gegen das Gehäuse feststellbar ist.
werdende Funktionsfähigkeit des Schieberverschlusses Das Schiebergehäuse enthält als funktionswesentgewährleisten. liehe Elemente des Schieberverschlusses eine gegen

Gemäß der Erfindung können derartige Wärme- den Pfannenboden abgestützte feuerfeste Bodenplatte

druckspannungen weiter abgebaut werden, wenn eine 15 10 und eine mit dieser als Verschluß zusammenwir-

Zusammensetzung der Schmelz -oder Sintermagnesia kende feuerfeste Schieberplatte 11 mit feuerfester

gewählt wird, deren Erweichungstemperatur oberhalb Ausgußhülse 12, sämtlich mit einer Durchflußöffnung

der Betriebstemperatur vcn 1500 C liegt, damit die für die Schmelze vers· '.en. Während die Bodenplatte

Platten im Betrieb mit Sicherheit fest bleiben. Über- von unten gegen den Metallmantel der Pfanne und

raschenderweise gelang dies in vorteilhafter Ausfüh- 20 gegen die untere Fläche von Bodenstein und F.in-

rung der Erfindung bei Verwendung einer Schmelz- laufhülse feuerfest eingemörtelt ist, sitzt die Schieber

oder Sintermagnesia der Zusammensetzung von 90 platte eingemörtelt in einem gußeisernen Tragkörper

bis 'i7°'»MgO, 1 bis 3°oCaO, 0,5 bis l,5°oSiO.„ 13 mit Tülle 13', die auch die Ausgußhülse 12 auf-

0,5 ,ns 3°o Fe₂O₃, weniger als 0,5⁰ZoAL₁O.,, weniger nimmt und insgesamt auf Führungen 14 des auf dem

als 0,05°/»B₂O₃ und 0,5 bis 3° 0Fe₂O₃, bei einem 25 Verschiebeweg der Tülle 13' bei 15 durchbrochenen

Kalk Kieselsäure-Verhältnis von etwa~2. Diese Stoffe Gehäusedeckels 6 längsverschieblich gelagert ist. Von

verleihen den daraus hergestellten Schmelz- oder dem hydraulischen Antrieb zur Verschiebung des

Sintermagncsiaplatten ihre guten Eigenschaften vor Tragkörpers mit Schieberplatte ist der Einfachheit

allem dann, wenn, wie es bereits bei chemisch gebun- halber nur eine mit Hammerkopf versehene Betäti-

denen, also nicht gebrannten Magnesitsteinen be- 30 gungssiange 16 dargestellt, die in eine entsprechend

kanntgeworden i^ct, Jie obere Korngrenze in ihrer Zu- geformte Ausnehmung 17 im Tragkörper 13 eingreift,

sammensetzung nicht über 3 mm liegt, bei einem zwi- Bodenplatte 10 und Schieberplatte 11 sind aus

sehen 25 und 35 ⁰Zo liegenden Anteil an Feinstmate- feuerfester Sintermagnesia griechischer Herkunft ciji

rial kleiner als 0,1 mm. Die auf diese Weise nach der Zusammensetzung von 90 bis 97° 0 MgO. 2 bis 3°«

Erfindung hergestellten Platten aus Schmelz- oder 35 CaO, 1 bis 1,5° 0SiO₂, weniger ?ls 0,5⁰OAl₂O.; und

Sirtermagnesia zeichnen sich aus durch eine hohe 0,5 bis 2⁰/oFe.,0₃ hergestellt und weisen ein Kalk

chemische Korrosionsbeständigkeit, eine mindestens Kieselsäureverhältnis von 2 auf. Für die Herstellung

100 kp/cm- betragende Heißbiegefestigkeit bei wird diese feuerfeste Sintermagnesia in Kornfraktio-

1500 C mit hieraus resultierender Erweichungstem- nen 0,5 bis lmm zu 55%, kleiner als 0.5 mm zu

peratur über 1500'C. Weiterhin konnte festgestellt 40 32%> und kleiner als 0,2 mm zu 13" <> gebracht und

werden, daß der V-Modul ab 1000° C erheblich ab- anschließend unter Zugabe von 2 ⁰Zo Sulfitablauge und

nimmt und bei 1400" C höchstens halb so groß ist 0,5° 0 Wasser im Mischer innig vermischt. Danach

wie im kalten Zustand. Insgesamt bringen diese werden aus dieser Mischung auf der hydraulischen

Platten in ihrem Verschleißverhalten ausgezeichnete Presse bei ca. 1000 kg Druck die Boden- und

Ergebnisse. 45 Schieberplatten gepreßt. Nach dem Pressen und an-

In vorteilhafter Ausführung der Erfindung können schließender Trocknung werden die Platten etwa die aus Schmelz- oder Sintermagnesia hergestellten 4 Stunden bei Temperaturen nicht unter 1650 C gefeuerfesten Schieberverschlußteile mit kohlenstoff- brannt, um eine ausreichende Versinterung zu erhaltigem Material imprägniert sein, wodurch ■ in reichen, wobei nach dem Brand ihre Raumgewichte gleichmäßiges Verschleißverhalten bei gesteigerter 50 etwa 3 bis 3.05 g/cm^ betragen bei einer Kaltdruck-Haltbarkeit erzielt und etwaigen Rißbüdungen unter festigkeit von 600 bis 7Q0kp'cm-, einer Heißbiegeder Plattenoberfläche entgegengewirkt wird. festigkeit von ca. 120 kp/cm² bei 1500" C und einem

Um die Oberflächenspannung der Platten herab- Heiß-V-Modul von 1,2· 10⁵ kp/cm². Die Abmessunzusetzen und die Benetzung durch die vorbeifließende gen der Schieberplatte betragen 300 mm Länge, Stahlschmelze und ihre oxidischen Beimengungen 55 190 mm Breite und 35 mm Dicke.
(Schlackeninfiltration) zu verhindern, kann der Mit einem mit auf diese Weise hergestellter Boden-Schmelz- oder Sintermagnesia beim Mischen der Kör- und Schieberplatte ausgerüstetem Schieberverschluß nung bis zu 10%> grünes Chromoxid beigegeben wurde beim Einsatz im Stranggußstahlwerk eine werden. Stahl-Charge, enthaltend C 0,06%, Mn 0,53%, Si

Weitere Einzelheiten und Vorteile sind nachfol- 60 0,18°/u. Al 0,22% bei einer an der Pfanne gemes-

gend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläu- senen Gießtemperatur von 1655⁰C unter mittlerer

tert. In Stranggießgeschwindigkeit von 2,5 m/Min, vergossen.

F i g. 1 ist der untere Teil einer Gießpfanne mit Nach einer totalen Gießzeit von 75 Min. hatten ca. Schieberverschluß im Längsschnitt teilweise darge- 55 t Stahlschmelze den Schieberverschluß durchstellt, und 65 flössen, ohne daß eine nennenswerte Aufweitung der

F i g. 2 zeigt eine feuerfeste Schieberplatte in per- Durchflußöffnungen in Boden- und Schieberplatte

spektivischer Darstellung. festzustellen war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

D . t .. , Abdichtung, einwandfrei beweglich ist. Bisher wurde Patentansprüche: ^ aus*gangen> daß sich eine in kaltem Zustand

1. Verwendung von Schmelz- oder Sinter- planparallele feuerfeste Schieberplatte in Betnebszumagnesia als Rohstoff für die feuerfeste, ge- stand in Nähe ihrer Durchflußöffnung starker ausbrannte Boden- und/oder Schieberplatte eines an 5 dehnt ds am Rande und sich in der Umgebung der der Ausgußöffnung von Metallschmelze enthal- Durchfiußöffnung wölbt. Feuerfeste Baustoffe mit tenden Behältern, insbesondere Gießpfannen, an- besonders hoher oder ungünstig verlaufender thergeordneten Schieberverschlusses zum Zwecke der mische' Ausdehnung schieden daher als Material für Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit. Schie jerplauen für die Fachwelt von vornherein aus.

2. Verwendung einer Schmelz- oder Sinter- io In der Praxis begegnet man bisher den Beanmagnesia der Zusammensetzung von 90 bis 97% spruchungen vor allem durch erhöhte Heißbiege-MgO, 1 bis 3% CaO, 0,5 bis l,5⁰/oSiO.„ weniger festigkeit des verwendeten feuerfesten Materials für als 0,5 °/o AL₁O₃, weniger als 0,05 Vo B.,O, und die Schieberplatte und gegebenenfalls auch für die 0,5 bis 3% Fe₂O₃, bei einem Kalk/Kieselsäure- Bodenplatte. Als am geeignetsten hierfür schien daverhältnis von "etwa 2 zum Zwecke nach An- 15 her Feuerfest-Material mit einem sehr hohen Tonspruch 1. erdegehalt von über 85^0!o. das neben sehr groß«

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, Härte bei Zimmertemperatur eine Heißbiegefestigkc dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter bis 250 kp cm-' bei 1401) C Prüfteirp^ratur aufweiM Weise die obere Korngrenze in der Kornzusam- Obwohl sich Schieberverschlüsse mit aus solche; mensetzung der Schmelz- oder Sintermagnesia 20 feuerfestem Material hergestellten Boden- im·¹ nicht über 3 mm liegt, bei eii.^m zwischen 25 und Schieberplatten, z. B. in Anwendung an Gießpfannc:i 35 ⁰O liegenden AnieM an Feinstmaterial kleiner mit über 100 Tonnen Inhalt, schnell einführten, kam als 0,1 mm. es hin und wieder vor. daß Schieberplatten den i>c-