DE2233894A1

DE2233894A1 - Verfahren zum feuerfesten zustellen von gefaessen fuer metallschmelzen

Info

Publication number: DE2233894A1
Application number: DE2233894A
Authority: DE
Inventors: Yasushige Enomoto; Toshiyuki Ezaki; Kunio Furukawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1971-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1973-01-25
Also published as: ES404709A1; AU4442172A; JPS518608B1; GB1374493A; DE2233894B2; BR7204561D0; IT964541B

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte ■ 4ooo Düsseldorf 30 · Cecilienallee ve · Telefon .432732

Unsere Akte: 27 707 7. Juli 1972

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NIPPON,STEEL, CORPORATION, No. 6-3, 2-chome,. Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

"Verfahren zum feuerfesten Zustellen von Gefäßen für

Metallschmelzen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum feuerfesten Zustellen von metallurgischen Gefäßen, Gießrinnen und Ausgüssen für Metallschmelzen.

In Hüttenbetrieben gebräuchliche Gefäße für Metallschmelzen besitzen häufig eine aus feuerfesten Formsteinen gemauerte Zustellung. Eine Anzahl Faktoren hat sich hierbei als nachteilig erwiesen; die Lebensdauer der Zustellung oder des. Futters hängt von Erfahrung und Können des Maurers ab; oftmals kann das Futter nicht optimal im Hinblick auf einen möglichst geringen Verschleiß erstellt werden, da Schwierigkeiten beim Vermauern der Formsteine auftreten; es ent- ■ stehen Schäden durch Eindringen der Schmelze in Mauerwerksfugen; das- Abplatzen von Futterteilen; Verluste infolge von Schmelzdurchbrüchen sowie die Tatsache, daß es langzeitigen Einsatzes erfahrener Handwerker bedarf.

Neben dem vorerwähnten Verfahren des Ausmauerns ist'das Ausstampfen von Schmelzgefäßen und dergleichen mit feuer- .

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festen Massen bekannt. Selbst hierbei können oft die Feuerfeststoffe nicht, ausreichend verdichtet werden. Hinzu kommt, daß sich nachteilige Dichtunterschiede innerhalb des Futters und damit ein Aufreißen der Oberfläche nicht verhindern lassen. Das schichtweise Verdichten der .Feuerfestmassen zum Erreichen einer möglichst gleichmäßigen Dichte und eines guten Zusammenhalts läßt das Futter anfällig gegen das Abplatzen der jeweiligen Oberflächenschicht werden.

Aus der Zeitschrift "Refractories", Nr. 22, 1970, S.478 bis 481 iat ein Verfahren zum Gießen feuerfester Formsteine unter Druck und dem Einfluß mechanischer Schwingungen bekannt geworden. Nach diesem Verfahren wird ein auf einer Vibrationsplatte angeordneter Formrahmen an einen Vibrator angekoppelt, so daß sich die Oberfläche des Formsteins unter Druck verdichtet. Nachteiligerweise ist aber das Gefüge eines auf diese Weise hergestellten Formsteins nicht ausreichend homogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Dies wird nach der Erfindung, durch ein Verfahren erreicht, bei dem eine feuerfeste Formmasse mit eingestellter Teilchengröße in den äußeren Mantel des Gefäßes gebracht und auf die feuerfeste Formmasse ein innererRxmrahmen aufgesetzt sowie unter Vibration und Belastung in eine vorgegebene Lage zum äußeren Mantel abgesenkt wird. Dabei nimmt die Formmasse die gewünschte Kontur an.

Eine Pfanne besteht beispielsweise aus einem oben offenen Stahlblechmantel mit feuerfester Zustellung und folgenden Abmessungen: Höhe 1470 mm, innerer Durchmesser am Boden 1140 mm, innerer Durchmesser des Oberteils 1540 mm oder Höhe 3285 mm, Innendurchmesser unten 2650 mm.und Innendurchmesser oben 2915 mm.

Beispiel für ein weiteres metallurgisches Gefäß gilt ein feuerfest ausgemauerter Stranggieß-Einlauftrichter mit einem im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Stahlblechmantel und folgenden Abmessungen: Höhe 1400 mm, Länge 8000 mm, untere Breite 600 mm und Oberweite 800 mm.

Der innere Formrahmen für die Zustellung ist aus Stahl gefertigt und derartig ausgebildet, daß das Feuerfestmaterial, welches in der oben erwähnten Weise in den Zwischenraum der Rahmen eingebracht wird, den Zwischenraum ausfüllt, so daß auf diese Weise ein Teil mit einem beispielsweise U-förmigen Schnitt als Behälter für eine Eisen- oder Stahlschmelze erhalten werden kann. Der ob-enerwähnte innere Formrahmen ist kleiner ausgeführt als <5bt äußere Rahmen. Die Wandstärke des feuerfesten Futters und der Querschnitt des Behälterteils für die Eisen- oder Stahlschmelze wird zweckmäßigerweise nach dem Querschnitt des inneren Rahmens bestimmt und nach^ der Stellung, in welcher der innere Rahmen im Vergleich zum äußeren Rahmen befestigt werden soll. .

Ein äußerer Rahmen für eine Ausgußrinne besteht aus einem oben offenen Stahlblechmantel oder besitzt einen aus feuerfestem Material gefertigten · äußeren Rahmen, Bei einem feststehenden Ausguss besteht der Außenrahmen aus einem Wandelement aus feuerfest auszukleidendem Metall und weist einen U-förmigen Querschnitt mit einer Höhe von 700 mm, einer Bodenbreite von 800 mm und einer Länge von 10 QQQ mm auf· Die Breite des Oberteils beträgt 13QQ mm.

Eine vor einem Hochofen angeordnete auswechselbare Gießrinne kann zusammen mit ihrem äußeren Rahmen angehoben und ausgetauscht werden. Der äußere Rahmen ist U-förmig

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ausgebildet und 850 mm hoch, unten 1300 mm "breit, JOOO mm lajigj bei einer Oberweite von 1500 mm und in einer Stärke von etwa '65 mm mit feuerfesten Formsteinen oder einer vergießbaren Feuerfestmasse ausgekleidet.

Eine nach dem Gebrauch vom Einsatzort zu entfernende Ausgußrinne vereinigt in sich die Vorzüge einer ortsfesten urid einer auswechselbaren Rinne; ihr äußerer Rahmen besteht aus einem durchtrittsgebogenen Blech und weist eine Höhe von 650 mm^ eine untere Breite von 700 mm, eine Oberweite von 1200 mm sowie eine Länge von 1800 mm auf und ist mit feuerfesten Steinen oder einer vergießbaren Feuerfestmasse in 65 mm Stärke ausgefüttert. Sie ist zum Gebrauch in eine ortsfeste Ausgußrinne eingesetzt. Der äußere Rahmen wird üblicherweise nach dem Gebrauch entfernt .

Wenn eine auswechselbare oder nach Gebrauch vom Einsatzort- zu entfernende Ausgußrinne entsprechend der Erfindung benutzt wird, muß ihr äußerer Rahmen nicht immer mit einer feuerfesten Zustellung, seien es Formsteine oder Vergußmasse, versehen sein.

Der innere Formrahmen zum Ausfüttern ist aus handelsüblichem Stahl entsprechend der Form der gewünschten Auskehlung gestaltet. Die in den oben erwähnten äußeren Räilirien eingebrachten Feuerfeststoffe füllen den Raum zwischen beiden Rahmen aus, so daß eine Auskehlung im wesentlichen U-fÖrmigen Querschnitts, durch die das Metall fließen soll, entsteht. Der innere Formrahmen ist selbstverständlich kleiner ausgeführt als der vorerwälinte äußere Rahmen.

^ ti y ö e 4 / ö ö π :i

Die Wandstärke der Feuerfes'tzustellung und der Querschnitt der Auskehlung werden durch den Querschnitt und die Montagestellung des inneren Rahmens bestimmt.

Ein gemäß der Erfindung einzusetzender Vibrator hat eine Arbeitsfrequenz von 25 bis 150 Hz und wßist während des Rütteins eine Amplitude zwischen 0,2 und 3 mm auf. Über den inneren Formrahmen wird die Schwingung auf die in den äußeren Rahmen eingefüllte feuerfeste Masse übertragen. . :

Während des Rütteins verhalten sich die Feuerfeststoffe flüssigkeitsähnlich. In zahlreichen Versuchen wurde festgestellt, daß bei unzureichender Belastung des inneren Formrähmens die feuerfes"te Zustellung nicht genügend homo- · gen und dicht wurde.

Die während des Rütteins über den inneren Rahmen auf die in den äußeren Rahmen eingefüllten Feuofeststoffe auf- . gebrachte Last setzt sich zusammen aus dem Gesamtgewicht des inneren Formrahmens, dem Gewicht des Vibrators sowie einem Zusatzgewicht oder einem mechanisch aufgebrachten Druck. Die Belastung durch das Zusatzgewicht oder den mechanisch aufgebrachten Druck kann beim oder kurze Zeit nach dem Einsetzen des Rütteins aufgebracht werden.' Wird der innere Formrahmen auf die eingebrachten Feuerfeststoffe zum Ausformen abgesetzt, so erlangt das Rohfutter eine günstige Homogenität und eine hohe Dichte,wenn die Belastung 1,5 bis 2 t-je nr des Volumens der Rinne odor Kehle oder des Behälters beträgt. Das Volumen entspricht dem vom inneren Formrahmen verdrängten Volumen.

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- 6 - ' 22338V i>

Wird, unter einer geringeren Belastung als 1,5t ausgeformt, so ist ein großer Porositätsunterschied über den Futterquerschnitt, d.h. zwischen jeweils oberer und unterer Partie, zu beobachten und eine homogene Dichte und Struktur·nicht zu erreichen. Ist die Belastung größer als 12 t, senkt sich der innere Formrahmen schon zu Beginn des Rütteins sehr schnell ab. Die von einem schrittweisen Absinken unter Druck erzielte Wirkung bleibt unerreicht, so daß sich keine homogene Zustellung ergibt.

Die Feuerfeststoffe können gebrochen und die Teilchen gemahlen werden. Die gemäß der Erfindung für die Zustellung von metallurgischen Behältern verwendeten Feuerfeststoffe enthalten Kieselsäure, .Pyrophyllit, Schamotte, Mullit, Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd als Zuschlagstoffe und Kieselsäure, Pyrophyllit, Schamotte, Zirkon, Aluminiumoxyd, Siliziumkarbid und Magnesiumoxyd als Grundmasse. Für die Zustellung einer Gießrinne werden beispielsweise Kieselsäure, Eyrophyllit, Schamotte, Mullit und Siliziumkarbid als Zuschläge eingesetzt, während etwa Kieselsäure, Graphit, Kohlenstoff, Zirkon, Aluminiumoxyd, Siliziumkarbid und Pech als Grundmasse verwendet werden.

Die Zuschläge sind auf eine Teilchengröße von Λ bis 8 mm eingestellt und werden zu einem Anteil von 30 bis 70% eingesetzt. Die Grundmasse ist auf eine Teilchengröße unter 1 mm eingestellt und kann mit Anteilen von 70 bis "30'/6 eingesetzt werden. Es können auch Wasserglas,Abraumtrübe, Phosphat-Bindemittel und Wasser oder Teer zugesetzt werden.

ORIGINAL INSPECTED

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Die Erfindung wird Mehföigeiid änhstiiä Miles' Ih der" Zeichnung dargestellten jkisftiiirlaigsfeeisljiels- des ilähereh erläutert, ifii eier Zeichnung zeigen: ■ :

einen winklig geführten Längsschnitt durch einen mit Feuerfeststoffen zugestellten Stranggießeinlauf trichter und -■_; '

lgU, Z einen senkrechten Schnitt durch den Gegenstand riaöti der Fig* 1.

Der äußere Mantel i des iträriggießeinlaüftrlöhters weist auf seiner Innenseite eine feuerfeste Ausmauerung 2. auf,. Hierfür werden üblicherweise Formsteine aus Eyrophyllit öder Schamotte mit einer Stärke von ungefähr 30 mm verwendet. Der Mäntel 1 und die Ausmauerung 2 dienen gemeinsam als äußerer Rahmen. ..,.-"

Ein innerer Formrähmen 4 wird so angebracht* daß er entlang einer am oberen "feil des Einiäuftriehters befestigten Führung· 8 in eine vorgeschriebene Stellung absinken kann* Ein Vibrator 5 ist auf der Innenseite des inneren Formrähmens 4 befestigt; Mit den Einhäiighakeh 6 .kann der innere Formrahmen 4 gehältem und gegenüber dem äußeren Rahmen 1 abgesenkt öder ängehbbeh werden.* Eiii Eüsatzgewdbht 7 ist auf der Ihnehseite äeä inneren formrähmens 4 befestigt. M dör Führung 8 kanii der innere .Förmrahiiien 4 zum Einsetzen in den äußeren Rahmen 1. bewegt werden* Eine gestrichelte Linie 4* zeigt den inneren Formrahmen h in seiher gegenüber derfi äüßerefi Föriürahmen 1 abgesenkten Steliimg und markiert auf diese Weise die Oberfläche einer feüerf§eteii Zustellung J₅ Im unteren Bereich don SträUggießtrieliiefs 1 ist ein* &igü§s§teih § - äh=

-β-

Das Verfahren zum Zustellen eines Stranggießeinlauftrichters mittels einer in ihrem Aufbau oben beschriebenen Vorrichtung verläuft folgendermaßen: Zunächst wird die Formsteinwand 2 eingebracht. Die vorgeschriebene Menge feuerfester Masse 3 weist eine bestimmte Teilchengrößenverteilung auf und wird in den äußeren Rahmen 1 eingefüllt, an dessen Unterseite der Ausgussstein 9 mit einer Schutzplatte eingesetzt ist.

Dann wird der innere Formrahmen 4, in dem der Vibrator 5 und die Zusatzgewichte 7 befestigt sind, auf die Masse 3 aufgebracht und der Vibrator 5 "betätigt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Frequenz zwischen zwischen 25 und 150 Hz und die Amplitude liegt zwischen 0,2 und 3,0 mm. Die Masse 3 gerät in Schwingung, und der innere Formrahmen 4 senkt sich schrittweise in die vorgeschrieben Stellung. Der innere Formrahmen 4 wird unter Last an den Vibrator 5 angekoppelt, Auf diese Weise wird auf die feuerfeste Masse 3 im Außenrahmen 1 ein einheitlicher Druck zum Ausformen aufgebracht, so daß die Zustellung eine einheitliche Dichte erhält. Nach dem Ausschalten des Vibrators wird der innere Formrahmen 4 angehoben und ausgeschwenkt sowie die Abdeckplatte von dem Ausgußstein 9 entfernt. Anschließend wird die in der- beschriebenen Weise ausgeformte Zustellung getrocknet.

Der Bereich des Ausgußsteins 9 kann auch während der Zustellarbeiten offen gehalten werden, um den Stein 9 erst nach dem Einbringen und Ausformen der feuerfesten Masse 3 in den Außenrahmen 1 einsetzen.

Beispiel

Eine Pfanne mit einer Höhe von 1470 mm, einem unteren Durchmesser von 1140 mm und einem oberen Innendurchmesser von

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1540 mm wurde mit Schamotteformsteinen in 30mm Stärke ausgemauert. Darauf wurde der Innenraum mit 2500 kg feuerfester Formmasse beschickt, die aus einer Mischung bestand,^ wie'sie in Tabelle^;I für dieses Beispiel ausgewiesen ist. Auf die eingefüllte Formmasse wurde ein innerer Formrahmen mit einer der Innenform der Pfanne

entsprechender Kontur und einer Höhe von 1270 mm, einemunteren Durchmesser von 800 mm und einem oberen Durchmesser von 1140 mm .gesetzt und mit 8 Vibratoren auf seiner Innenseite versehen. Sechs Vibratoren arbeiten während 35 Minuten mit einer Frequenz von 130 und zwei weitere mit einer Frequenz von 30 Hz. Zu Beginn des RUttelns wurde ein Zusatzgewicht von 4000 kg auf den inneren Formrahmen aufgebracht. Auf diese Weise erreichte das Gesamtgewicht■aus innerem Formrahmen, Vibrato- .--. ren und Zusatzgewicht 5000 kg. Die Amplitude betrug 1,5 mm. Der Ausgußstein wurde vor dem Einfüllen der Feuerfeststoffe eingesetzt und mit einer Abdeckplatte versehen. Die mit der auf die geschilderte Weise hergestellten Feuerfestauskleidung erzielten Werte sind aus Tabelle I, Zeile B zu ersehen.

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B

nach dem

Tabelle

(5)

h

+2.68

I

Beispiel

•

\

3.59

Trocknen

Porosität 19.2

2

3

Beispiel

scheinba- 2.57

( o£ \

(tf)

Beispiel

1 '

res spezi

4

250

A Werkstoff

bei 110°C

Teilchen- (%)

fisches

(%)

größe

Gewicht

40

50

(mm)

spezifisches 2.08

40

10

Pyrophyl-
lit

7-1 50

Schüttgewicht

20

10

It

unter 1 20

Druckfestig

. +0.25

Silika

bleibende

unter 1 20

keit ρ 120

It

unter

(kg/cm )

0,044

Ausdehnung

30

Kaolinit

unter 1 10

nach dem Brennen

Zirkon

unter

1400⁰C, 2

60

0,15

00

Zirkon-

Aluminium-

oxyd-

Bruchglas

4 - 1

.(5)

(5)

30

It

unter 1

16.8

16.9

10

Wasserglas

2.60

3.07

(5)

17.5

4.35

2.16

2.56

138

120

+3.12

+5.60

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Bei spiel

Eine Pfanne mit einer Höhe von 3285 mm, einem unteren Innendurchmesser von 2650 mm und einem oberen Innendurchmesser von 2915 mm, wurde zunächst mit Schamotteformsteinen in 30 mm Stärke ausgemauert. Dann wurden 6500 kg feuerfester Formmasse einer Mischung entsprechend den in Tabelle I für dieses Beispiel angeführten Werte eingebracht. 30 Minuten nach Beginn des Rütteins wurden zusätzlich 600 kg. feuerfester Formmasse eingefüllt. Auf die Formmasse wurde ein innererEbrraratoeη einer der gewünschten Innenform der Pfanne entsprechenden Ausbildung und mit einer Höhe von 3050 mm, einem Bodendurchmesser von 236Ο mm und einem oberen Durchmesser von 2615 mm aufgesetzt. Der innere Formrahmen trug auf seiner Innenseite zwanzig Vibratoren, von denen sechzehn mit einer Frequenz vji 120 und. vier von 60 Hz· arbeiteten. Das Einrütteln dauerte vierzig Minuten. Zehn Minuten nach Einschalten der Vibratoren wurde hydraulisch eine Last von 75 000 kg. auf den inneren Formrahmen aufgebracht. Das Gesamtgewicht des Rahmens einschließlich der Vibratoren betrug 90 000 kg. Die Schwingungs- bzw. Rüttelamplitude betrug 1,5 mm. Der Ausgußstein war vor Einbringen der feuerfesten Masse eingesetzt und dann mit einer Schutzplatte' versehen worden. Die für die Zustellung festgestellten charakteristischen Daten sind in Tabelle I, Teil B aufgeführt. . ■

Beim betriebsmäßigen Einsatz der gemäß Beispiel 1 und 2 zugestellten Pfannen ergab sich im Vergleich mit einer üblichen Feuerfestzustellung ein geringerer Futterverschleiß. Die Haltbarkeit der Pfanne nach Bei-

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_ _ ^ 2 3 3 B 9

spiel 1 betrag 320 Chargen gegenüber 280 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellten Pfanne. Die Pfanne gemäß Beispiel 2 besaß eine Haltbarkeit von 400 Chargen im Vergleich zu nur 350 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellte Pfanne. Dies bestätigt die ausgezeichnete Qualität der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebrachten

Beispiel

Eine Pfanne der in Beispiel 1 angegebenen Abmessungen wurde mit Aluminiumoxyd-Silikat-Formsteinen in 30 mm Stärke ausgemauert. Dann wurden 2800 kg einer feuerfesten Formmasse gemäß den Angaben in Tabelle I für dieses Beispiel eingebracht. Die Güte des unter gleichen Bedingungen wie nach Beispiel 1 erstellten Futters wird durch die Werte gekennzeichnet, die in Tabelle I aufgeführt sind. Dabei ist zu beachten, daß eine Last von 5500 kg. fünf Minuten nach Beginn des Einrütteins in Form von Zusatzgewichten aufgebracht worden war. Der innere Rahmen mit Vibratoren und Senklot erreichte ein Gewicht von 6500 kg. Die Dauer des Einrütteins betrug 30 Minuten bei einer Amplitude von 1,5 Mt

Während des Verdichtens wurden 300 kg. der genannten Mischung zusätzlich in den Zwischenraum zwischen innerem und äußerem Formrahmen eingefüllt.

Beispiel 4

Eine Pfanne mit den-Abmessungen nach Beispiel 2 wurde zunächst mit Aluminiumoxyd-Silikat-Formsteinen in 30 mm Stärke ausgemauert. Anschließend wurden 10, 000 kg einer

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3 3 B Η

feuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle I eingefüllt» Zwanzig Minuten nach Beginn des Einrütteins wurden zusätzlich 2000 kg. der selben Mischung eingebracht. Das Formen der Zustellung geschah unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2. Zürn Unterschied von Beispiel.2 wurde der innere Formrahmen 10 Minuten nach Beginn des Einrütteins Ölhydraulisoh unter einer Belastung von 115 000 kg gesetzt. Innerer 'Formrahmen* Vibratoren und ölhydraulisch aufgebrachte Last ergaben zusammen 130 000 kg. Die Einrütteldauer betrug 45 Minuten bei einer Amplitude von 1,5 mm. Der Ausgussstein war vor Einbringen des Feuerfestmaterials eingesetzt und mit einer Schutzplatte vorsehen worden;'Die einzelnen Werkstoffwerte sind in Tabelle I, Teil B aufgeführt.

Die Pfannen der Beispiele 3 und 4 wurden im Betrieb ■ jnit einer konventionell ausgemauerten Pfanne verglichen. Ein übermäßiger Futterverschleiß durch die Schmelze war bei der konventionell zugestellten Pfanne infolge des Bruchs' eines Mäuerverbinders zu beobachten. Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugestellten Pfannen war kein anormaler Verschleiß festzustellen. Die Erosionsbeständigkeit war ausgezeichnet. Die nach Beispiel 3 zugestellte Pfanne könnte 30mal ohne Ausbesserung verwendet werden, während die konventionell zugestellte Vergleichspfanne durchschnittlieh nach 25 Füllungen ausgebessert werden mußte. Die Haltbarkeit der Pfanne konnte um weitere 25 Füllungen verlängert werden ) nachdem sie gemäß der Erfindung ausgebessert worden¹ war; Die Pfanne gemäß Beispiel 4 hatte eine Lebensdauer' von 40 Chargen gegenüber 35 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellten Vergleichspfänhes

§3

Beispiel 5

Ein Stahlmantel eines Stranggießeinlauftrichters mit der äußeren Höhe von 850 mm, einer Breite am Boden von 600 mm und einer oberen Breite von 850 mm sowie einer Gesamtlänge von 4000 mm wurde zunächst in Stärke von 30 mm mit Schamotteformsteinen ausgemauert. Anschließend wurden 3700 kg einer feuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle I eingebracht. Ein innerer Formrahmen mit einer den gewünschten Innenabmessungen des Einlauftrichters entsprechenden Gestalt und einer Höhe von 500 mm, einer Bodenweite von 250 mm und einer Oberweite von 620 mm bei 3700 mm Länge wurde auf die Formmasse aufgebracht und für die Dauer von 20 Minuten mit acht Vibratoren eingerüttelt. Zwei der Vibratoren hatten eine Arbeitsfrequenz von 60 Hz, sechs Vibratoren wiesen eine Arbeitsfrequenz von 120 Hz auf. Den auf dem Innenrahmen befestigten Zusatzgewichte wurde eine weitere Last von 2400 kg zehn Minuten nach Beginn des Einrütteins zugefügt. Der innere Formrahmen, die Vibratoren und die Zusatzgewichte erreichten insgesamt 3400 kg. Die Schwingungsamplitude betrug 1,5 mm. Der Ausgussstein war vor dem Einfüllen der Formmasse eingesetzt und mit äner oberen Schutzplatte versehen worden.

Die Werkstoffwerte für das erstellte Futter sind der Tabelle II, Teil B zu entnehmen.

B e 1 -s ρ i, e 1 6

Die in Beispiel 5 angeführte Pfanne wurde mit 3700 kg. einer feuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle I gefüllt. Das Ausformen der Zustellung wurde unter den

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gleichen Bedingungen wie nach Beispiel 5 vorgenommen. Abweichend davon wurde der innere Formrahmen fünf Minuten nach Beginn d,es Einrütteins mit einer Zusatzlast von 2500 kg versehen. Der innere Rahmen, die Vibratoren und das Zusatzgewicht erreichten insgesamt 3500 kg. Das Einrütteln dauerte 30 Minuten. Die erzielten Ergebnisse sind der Tabelle II, Teil B zu entnehmen.

Der Stranggießeinlauftrichter mit der feuerfesten Zustellung nach der vorbeschriebenen Art wurde mit einem Einlauftrichter verglichen, der auf konventionelle Weise ausgemauert und mit einem Überzug versehen worden,war. Ein besonders günstiges Ergebnis hinsichtlich der Abplatzfestigkeit wurde im. Vergleich zu dem konventionell zugestellten Einlauftrichter erzielt. Bei dem konventionellen Vergleichstrichter waren häufige Abplatzschäden zu beobachten, die auf Risse in den Mauerwerksfugen nach Austragen des Mauerwerkstoffs zurückzuführen sind,-

Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugestellten Einlauftrichter wurde ein ausgezeichnetes Erosionsverhalten festgestellt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugestellten Pfannen der Beispiele 5 und 6 konnten vierbis fünfmal ohne Ausbessern verwendet werden und hatten eine Lebensdauer von über 20.Chargen bei nur einfachen Teilreparaturen. .

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	Werkstoff	Tabelle II	Beispiel 5	2.52	. Beispiel 6
	Pyrophyllit		(%)	187 ·	( OjC \ V /0 J
A	Il	Teilchengröße (mm)	40
	Il	7 - 1		5
	Schamotte	3.5 - 1	10
	Il	unter 1		35
	Zirkon	3 - 1		30
	Siliziumcarbid	unter 1	30	30
	Wasserglas		20
	Wasser	staubfein	(5)	(5)
	nach d_Nem		(5.0)	(3.5)
	Trocknen		20.5	17.2
b	bei 110⁰C	Porosität	scheinbares spezi fisches Gewicht 3.17	3.02
			spezifisches Schüttgewicht	2.50
	Druckfestigkeit (kg/cm )	281

Brennschwindung

14OO°C. 2 h )

+ 5.9

+ 0.4

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-· 17 -

B. e i s, ¹P i e 1 e 7 ,und B

Bine austauschbare Abstichrinne mit im wesentlichen U-fÖrmigem Querschnitt wurde zunächst mit Schamotteformsteinen in 65 mm Stärke ausgemauert. Die Innenmaße 'betrugen: Höhe 800 mm,. Breite am Boden 700 mm, Oberweite 1ΊΌΟ mm und Länge 2000 mm. 2000 kg einer feuerfesten Formmasse einer Mischung gemäß Tabelle III wurden eingefüllt* Der innere Formrahmen bestand aus handeis-- : üblichem Stahlblech von 5,2 mm Stärke und wies eine dem" ', Durchschnitt s quer schnitt der Rinne'entsprechende äußere : Form mit den Abmessungen: Höhe 500 mm. Breite am; Boden j 400 mm* Oberweite 800 mm und 2000 mm Länge auf. Der innere Förmrahmen wurde auf die Formmasse aufgebracht. Vier ι der auf dem Innenrahmen installierten, Vibratoren :·· besaßen eine Arbeitsfrequenz von 120 Hz, zwei- der Vibratoren eine Arbeitsfrequenz von 60 Hz. Die Vibratoren ; waren über Doppel-T-Profile mit dem inneren Formrahmen

verbunden und wurden auf die Dauer 10 Minuten in Bej ' trieb gehalten« Danach wurde der linrüttelvorgang unterf brechen und der Formrahmen bei Beispiel 7 mit 0200 kg \ und bei Beispiel 8 mit 3000 kg Zusatzigewicht belastet. i Das Gesamtgewicht aus innerem Formrahmen, Vibratoren und \ Zusatzgewicht erreichte 6000 bzw* 3800 kg. Nach d& Be-} . lasten des Rahmens wurde der Mnrüttolborgäng 10 Minuten J . lang fortgesetzt. Der innere Formrahmen war somit in die

vorgeschriebene Position gebracht worden. In den BeI-, spielen 7 und S betrug die Schwingungsaffiplitude etwa I 2mm. Wahrend der Durchführung des Verfahrens wurden in

Beispiel 7 400 kg und in Beispiel 8 100 kg zusätzlicher [ Formmasse eingebracht.

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Nach dem Ende des Einrütteins wurden die Lasten ent-* fernt. Fünf Minuten danach wurde der innere Formrahmen entfernt.

Um beim Entfernen des inneren Formrahmens ein nachteiliges Festkleben an der fertiggerüttelten Futteroberfläche zu vermeiden, wurde ein im Bodenteil des inneren Form-» rahmens befindliches Luftloch geöffnet.

Die Werkstoffwerte für die wie vorbeschrieben gefertigte Zustellung sind in Tabelle III, Teil B zu entnehmen.

Die Gießrinnen der Beispiele 7. und 8 wurden nach dem Trocknen der Zustellung im Betrieb eingesetzt. Die Rinne nach Beispiel 7 besaß eine Lebensdauer von 4ö 000 t durchgesetzten Roheisens, während die Rinne nach Beispiel 8 einen Durchsatz von 35 000 t zuließ. Eine auf konventionelle Weise feuerfest ausgestampfte Vergleichsrinne erreichte einen Durchsatz von nur etwa 18 000 t Roheisen.

Be i S P i el 9 und 10

Eine auswechselbare Gießrinne mit im wesentlichen U-förmigem Burchtrittsquerschnitt wiräe mit Schamotteformsteinen in Stärke von 65 mm ausgemauert* Die Innenmaße betrugen! Höhe 685 mm> Breite am Boden 535 mm, Oberweite 635 mm und Lange 1800 mm. Die Rinnen wurden mit 950 bzw. 6öÖ kg. einer feuerfesten Formmasse gefüllt, wie sie in Tabelle III, Teil A ausgewiesen ist. Der innere Formrahmen war aus handelsüblichem Stahlblech von 3,2 mm Stärke gefertigt und entsprechend der gewünschten Öberflächenkontur der Zustellung gestaltet und

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wies folgende Maße auf: Höhe 450 mm, 'Bodenweite 300 mm, Oberweite 535 mm -und Länge 1800 mm. Der mit vier Vibratoren versehene innere Formrahmen wurde über der Formmasse in Stellung gebracht. Das Einrütteln mit einer Frequenz von 120 Hz dauerte 25 Minuten. Fünf Minuten nach der Beendigung des Rütteins wurde der innere Formrahmen entfernt.

Bei Beispiel 5 wurde ein Zusatzgewicht von 7000 kg fünf Minuten nach Beginn des Rütteins auf den inneren Formrahmen aufgebracht, so daß sich mit den Vibratoren ein Gesamtgewicht von 1000 kg ergab. Die Rüttelamplitude betrug 1,5 mm.

Das Zusatzgewicht des Beispiels 6 betrug 300 kg, so daß sich ein Gesamtgewicht von 600 kg ergab. Die Rüttelamplitude betrug 1,5 mm. Die Werte für die aus der jeweiligen Feuerfestmischung · gefertigten Zustellungen ergeben sich aus Tabelle III, Teil B.

.Die Rinne des Beispiels 9 wurde nach dem Trocknen der Zustellung anstelle einer auf konventionelle Weise gestampften Rinne eingesetzt. Während die nach einem herkömmlichen Verfahren zugestellte Rinne einen Durchsatz von 20 000 t Roheisens zuließ, erlaubte die gemäß Beispiel 9 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugestellte Rinne eine Durchsatzmenge von 50 000 t Roheisen. Die Rinne des Beispiels 10 wurde anstelle einer auf konventionelle Weise gestampften Rinne und dessen Unbrauchbarkeit nach einem Durchsatz von 20 000 t Roheisen eingesetzt. Ihre Haltbarkeit erlaubte den Durchsatz von 35 000 t Roheisen. ;

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- 20 - - 2233804

Wie vorausgehend im einzelnen beschrieben,wurden bei Zustellungen für Gießrinnen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hohe Gleichmäßigkeit und Dichte erreicht. Dadurch konnte die Lebensdauer gegenüber auf herkömmliche' Weise zugestellten Vorrichtungen um einen Faktor von etwa 2,5 verlängert werden. Besonders wichtig ist, daß es zu dieser Qualitätssteigerung nicht der Mithilfe einer hochqualifizierten Arbeitskraft bedarf.

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Tabelle III

Beispiel Beispiel Beispiel Beispiel 8 9

Werkstoff Teilchengroße (mm)	8 -	1	07	70
Elektrisch ge schmolzenes Alu miniumoxyd	8 -	1	07
Synthetischer Mullit	8 -	.1	07
Schamotte	8 -	1	07
Siliziumcarbid	unter	1	07
I!	1 -	0.		10
Il	unter	0.		10
H	unter	0.		5
Silika geschmol zen	unter	0.		5
Silika	unter	O.
Silizium metal lisch	unter	1
Hartpech			(1
Abraum-Trübe
Wasser

60

20
10

15

■
(D

50

10 30

10

(5)

(D (7.0)

70 20

10

(5) (D (7.0)

B nach dem
Trocknen
bei 110⁰C

Porosität

scheinbares

spezifisches

Gewicht

20.4% 20.2% 19.8% 20.4%

5.38

spezifisches Schüttgewicht 2.69 2.82,

2.25

2.82

2.26

1.86 1.48

209-884/0993

ORIGINAL INSPECTED

Fortsetzung der Tabelle III

Warmbiegefestigkeit 14OO°C, 1h.
(kg/cnr) 28.2 52.4

Biegefestigkeit nach dem Trock- ' -

nen 25.3 23.0

(kg/cm²) 1400⁰C . 45.2 9.6

Brennschwindung
145O°C, 2 h,

(%) - + 0.10 + 0..02

2 09 8BU/0 993

Claims

Patentansprüche: - ■ ■ ■

1. Verfahren zum feuerfesten Zustellen von oben offenen metallurgischen Gefäßen, dadurch g e k e η nz e i ohne t, daß eine feuerfeste Formmasse mit eingestellter Teilchengröße in das Gefäß eingebracht und durch Hinfuhren eines Körpers unter Last und Vibration homogenisiert, verdichtet und mit einer dem äußeren Rahmen abgewandten Oberfläche versehen wird, . ■

2, Verfahren nach ,Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß eine Formmasse mit einem feinteiligen Anteil als Matrix und einem vergleichsweise grobteiligen Anteil als Zuschlag verdichtet wird.

3, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gek e nn-z e lehn e t, daß die Formmasse einen Feinanteil mit einer Teilchengröße von unter 0,07 bis 2 mm und einem Zuschlagstoff mit einer Teilchengröße von 1 bis 12 mm enthielt.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch an einem äußeren Rahmen (i) lösbar befestigte Führungen (8) und einen an den Führungen (8) schwingungsfähig und in im wesentlichen senkrecht beweglich angeordneten inneren Formrahmen.

209884/0993_0Rß

«Riai^AL INSPECTED

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Formrahmen (4) auf seiner Oberseite wenigstens einen lösbar
befestigten Vibrator (5) sowie eine Lastfläche aufweist.

209884/0993