DE2233894B2

DE2233894B2 - Verfahren und Vorrichtung zum feuerfesten Zustellen metallurgischer Gefäße

Info

Publication number: DE2233894B2
Application number: DE2233894A
Authority: DE
Inventors: Yasushige Himeji 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: 1974-04-25
Also published as: GB1374493A; DE2233894A1; ES404709A1; IT964541B; AU4442172A; JPS518608B1; BR7204561D0

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum feuerfesten Zustellen metallur-,gischer Gefäße, wie Gießpfannen oder Gießrinnen, bei dem eine feuerfeste Zustellmasse in das Gefäß eingebracht und durch Vibration homogenisiert, verdichtet und mit einer Oberfläche versehen wird, die der äußeren Oberfläche eines Formkörpers entspricht.

In Hüttenbetrieben gebräuchliche metallurgische Gefäße besitzen häufig eine aus feuerfesten Fonnsteinen gemauerte Zustellung. Eine Reihe von Faktoren hat sich dabei als nachteilig erwiesen: so hängt die Lebensdauer der Zustellung oder des Futters von Erfahrung und Können des Maurers ab und kann das Futter oftmals nicht optimal im Hinblick auf einen möglichst geringen Verschleiß erstellt werden, da Schwierigkeiten beim Vermauern der Formsteine auftreten. Schließlich entstehen Schaden durch Eindringen von Schmelze in Mauerwerksfugen, platzen Futtcrteile ab und kommt es r.u Verlusten infolge »on Durchbrüchen.

Neben dem Ausmauern ist auch das Ausstampfcn Inetallurgischer Gefäße bekanni. So werden in den (,₅ deutschen Auslegeschriften 1 120 785 v"o I 129 263 Verfahren beschrieben, bei denen die Zusicl!masse in einen Ringranm zwischen uem Pfannenmantel und einem Hohlkern eingefiilll und mittels horizonta wirkender und beispielsweise bewegter Rüttelvorrich tungen vibrationsverdichtet wird. Ein ähnliches Ver fahren ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 267 38' bekannt und arbeitet mittels automatisch gesteuerter ebenfalls horizontal wirkender Preßluftstampfer Schließlich ist es aus der USA.-Patentschrift 3 151 20C auch bekannt, eine schmelzflüssige Zustellmasse ir den Zwischenraum einzugießen und dort unter derr Einfluß eines gekühlten Formrahmens erstarren zu lassen.

Das Ausstampfen metallurgischer Gefäße führt häufig nicht zu einer ausreichenden Verdichtung der Stampfmasse. Hinzu kommt, daß sich nachteilige Dichteunterschiede innerhalb des Futters und damit ein Aufreißen der Oberfläche nicht verhindern lassen Das schichtenweise Verdichten der feuerfesten Masse zum Erreichen einer möglichst gleichmäßigen Dichte und eines guten Zusammenhalts läßt dagegen das Futter anfallig gegen das Abplatzen der jeweiligen Oberflächenschicht werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine gestampfte Zustellung mit gleichmäßiger Dichte ergibt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art die Gesamtmenge der Zustellmasse mit eingestellter Teilchengröße in das Gefäß eingebracht und der Formkörper in die Zustellmasse eingedrückt und derart in Rüttelschwingungen versetzt wird, daß die Zustellmasse zum Fließen gebracht und an dem Gefäßmantel hochgedrückt und verdichtet wird.

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.

Als Beispiel für ein weiteres metallurgisches üe!;:ß 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 obenerwähnten 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 obenerwähnte innere Formrahmen ist kleiner ausgeführt als der 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.

Hin 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-förmisjen Querschnitt mit einer Höhe von 700 mm, einer Bodenbreite von 800 mm und einer Länge von 10 000 mm auf. Die Breite des Oberteils beträat 1300 mm. "

Eine vor einem Hochofen angeordnete auswechselbare Gießrinne kann zusammen mit ihrem äußeren Rahmen angehoben und ausgetauscht werden. Der äußere Rahmen ist U-förmig ausgebildet und 850 mm hoch, unten 1300 mm breit, 3000 mm iang, bsi einer Oberweite von 1500 mm und in einer Stärke von etwa 65 ιτιτη mit feuerfesten Formsteinen oder einer vergießbaren Feuerfestmasse ausgekleidet.

Eine nach dem Gebrauch vom Einsatzort zu entfernende Ausgußrinne vereinigt in sich die Vorzüge einer '5 ortsfesten und 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. *5

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 obenerwähnten äußeren Rahmen 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 vorerwähnte äußere Rahmen.

Die Wandstärke der Feuerfestzustellung 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 150Hz und weist während des Rütteins eine Amplitude zwischen 0,2 und 3 mm auf. über den innertn Formrahmen wild 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 Formrahmens die feuerfeste Zustellung nicht genügend homogen und dicht wurde.

Die während des Rütteins über den inneren Rahmen auf die in den äußeren Rahmen eingefüllten Feuerfeststoffe aufgebrachte Last _aetzl 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 Hinsetzen des Rütteins aufgebracht werden. Wird der innere Formrahmen auf die eingebrachten Feuerfeststoffe zum Ausformen abgesetzt. <>s so erlangt das Rohfutter eine günstige Homogenität und eine hohe Dichte, wenn die Belastung 1,5 bis 2 t ie Kubikmeter des Volumens der Rinne oder Kehle oder des Behälters beträgt. Das Volumen entspricht dem vom inneren Formrahmen verdrängten Volumen.

Wird unter einer geringeren Belastung als 1,5 t 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, Pyrophyllit, 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 1 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% eingesetzt werden. Es können auch Wasserglas, Abraumtrübe. Phosphat-Bindemittel und Wasser oder Teer zugesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen winklig geführten Längsschnitt durch einen mit Feuerfeststoffen zugestellten Stranggießeinlauftrichter und

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Gegenstand nach der Fig. 1.

Der äußere Mantel 1 des Stranggießeinlauftrichters weist auf seiner Innenseite eine feuerfeste Ausmauerung 2 auf. Hierfür werden üblicherweise Formsteine aus Pyrophyllit oder Schamotte mit einer Stärke von ungefähr 30 mm verwendet. Der Mantel 1 und die Ausmauerung 2 dienen gemeinsam als äußerer Rahmen.

Ein innerer Formrahmen 4 wird so angebracht, daß er entlang einer am oberen Teil des Einlauftrichters befestigten Führung 8 in eine vorgeschriebene Stellung absinken kann. Ein Vibrator 5 ist auf der Innenseite des inneren Formrahmens 4 befestigt. Mit den Einhänghaken 6 kann der innere Formrahmen 4 gehalten und gegenüber dem äußeren Rahmen 1 abgesenkt oder angehoben werdet;. Ein Zusatzgewicht 7 ist auf der Innenseite des inneren Formrahmens 4 befestigt. An der Führung 8 kanr der innere Formrahmen 4 zum Einsetzen in der äußeren Rahmen 1 bewegt werden. Eine gestrichelt« Linie 4' zeigt den inneren Formrahmen 4 in seinei gegenüber dem äußeren Formrahmen 1 abgesenkte! Stellung und markiert auf diese Weise die Oberfiäcb einer feuerfesten Zustellung 3. Im unleren Bereicl des Stranggießtrichters 1 ist ein Ausgußstein 9 an geordnet.

Das Verfahren zum Zustellen eines SlranggieG einlaufli'ichlcrs mittels einer in ihrem Aufbau ο he¹

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 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 vorgeschriebene 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 einzuset-

B e i s ρ i e 1 1

Eine Pfanne mit einer Höhe von 1470 mm, einem unteren Durchmesser von 1140 mm und einem oberen Innendurchmesser von 1540 mm wurde mit Schamotteformsteinen in 30 mm 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, einem unteren Durchmesser von 800 mm und einem oberen Durchmesser von 1140 mm gesetzt und mit 8 Vibratoren auf seiner Innenseite versehen. 6 Vibratoren arbeiten während 35 Minuten mit einer Frequenz von 130 und zwei weitere mil einer Frequenz von 30 Hz. Zu Beginn des Rütteins wurde ein Zusalzgewichl von 4000 kg auf den inneren Formrahmen aulgebracht. Auf diese Weise erreichte das Gesamtgewicht aus innerem Formrahmen. Vibratoren unc Zusatzgewicht 5000 kg. Die Amplitude betrug 1,5 mm Der Ausgußstein wurde vor dem Einfüllen dei Feuerfeststoffe eingesetzt und mit einer Abdeckplatu versehen. Die rr.it der auf die geschilderte Weise her gestellten Feuerfestauskleidung erzielten Werte sine aus Tabelle I, Zeile B. zu ersehen.

Tabelle I

Werkstoff

A. Pyrophyllii
Pyrophyllit
Silika
Silika
Kaolinit
Zirkon

Zirkon-Aluminiumoxyd-Bruchglas
Zirkon-Aluminiumoxyd-Bruchglas
Wasserglas

B Nach dem Trocknen
bei HOC

Teilchengröße

imm)

7 1
unter 1
unter 1
unter 0,044
unter 1
unter 0.15
4 1

unter 1

Beispiel 1

50
20
20

10

Beispiel 2

40
40
20

Porosität

scheinbares spezifisches

Gewicht

spezifisches Schüttgewicht

Druckfestigkeit (kg/cm²)

Bleibende Ausdehnung nach dem Brennen,
1400 C, 2Std. (%)

Beispiel 2

Eine Pfanne mit einer Höhe von 3285 mm, einem bo 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 1 fiir dieses Beispiel angeführten Werten eingebracht. 30 Minuten nach Beginn des Rütteins wurden zusätzlich 600 kg feuerfester Formmasse eingefüllt. Auf die (5)

19,2

2.57

2.08
120

+ 2.68

(5)

16.8
2.60

2.16
138

+ 3.12

Beispiel 3

50 10 10

Beispiel 4

(5) 16.9 3.07

2.56 120

+ 5.60

60 30

10

(5)

17.5 4.35

3.59 250

+ 0.25

Formmasse wurde ein innerer Formrahmen einer dt gewünschten Innenform der Pfanne entsprechende Ausbildung und mit einer Höhe von 3050 mm. eine Bodendurchmesser von 2360 mm und einem oben Durchmesser von 2615 mm aufgesetzt. Der innc Formrahmen trug auf seiner Innenseite 20 Vibratore von denen sechzehn mit einer Frequenz von 120 ur vier von 60Hz arbeiteten. Das Einrütteln dauer 40 Minuten. 10 Minuten nach Einschalten der Vibr toren wurde hydraulisch eine Last von 75 000 kg a den inneren Formrahmen aufgebracht. Das Gesarn

gewicht des Rahmens einschließlich der Vibratoren betrug 90(XX)kg. Die Schwingungs- bzw. Rüttelr.mplitude betrug 1,5 mm. Der Ausgußstein war vor Einbringen der feuenestcn Masse eingesetzt und dann mit einer Schutzplatte versehen worden. Die für die Zustellung festgestellten charakteristischen Daten sind in Tabelle L Teil B, aufgeführt.

Beim betriebsmäßigen Einsatz der gemäß Beispiel 1 und 2 zugestellten Pfannen ergab sich im Vergleich mit einer üblichen Feucrfcst/.uslellung ein geringerer Fulterverschleiß. Die Haltbarkeil der Pfanne nach Beispiel 1 betrug 320 Chargen gegenüber 280 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellten Pfanne. Die Pfanne gemäß Deispiel 2 besaß eine Haltbarkeit von 400 Chargen im Vergleich zu nur 350 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellte Pfanne. Dies betätigt die ausgezeichnete Qualität der nach dem erlindungsgemäßen Verfahren eingebrachten Zustellungen.

Beispiel 3

2(

Eine Pfanne der im Beispiel 1 angegebenen Abmessungen wurde mit Aluminiumoxyd-Silikat-Formsteinen in 30 mm Stärke ausgemauert. Dann wurden 28(X) kg einer feuerfesten Formmasse gemäß den Angaben in Tabelle I fui dieses Beispiel eingebracht. ₂ 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 beach'en, daß eine Last von 5500 kg 5 Minuten nach Beginn des Einrütteins in Form von Zusatz- , gcwiehten aufgebracht worden war. Der innere Rahmen mit Vibratoren und Senklot erreichte ein Gewicht von 6500 kg. Die Dauer des Linrüttelns betrug 30 Minuten b«_i einer Amplitude von 1,5 mm.

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

iieuiiit.

B e ι - ρ ι e I 4

Line Pfanne mit den Abmessungen nach Beispiel 2 wurde zunächst mit Aluminiumoxyd-Silikat-Formslcinen in 30 mm Stärke ausgemauert. Anschließend wurden 10 (XX) kg einer feuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle 1 eingefüllt. 20 Minuten nach Beginn des Einrüttclns wurden zusätzlich 2000 kg derselben Mischung eingebracht. Das Formen der Zustellung geschah unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2. Zum Unterschied von Beispiel 2 wurde der innere Formrahmen 10 Minuten nach Beginn des F.inrüttelns ölhydraulisch unter einer Belastung von 115000kg gesetzt. Innerer Formrahmen. Vibratoren und ölhydraulisch aufgebrachte Last ergaben zusammen 130000 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 versehen worden. Die einzelnen Werkstoffwerte sind in Tabelle 1.

Teil B. aufgeführt.

Die Pfannen der Beispiele 3 und 4 wurden im Betrieb mit einer konventionell ausgemauerten Pfanne verglichen. Ein übermäßiger Futterverschleiß durch die Schmelze war bei der konventionell zugestellten Pfanne infolge des Bruchs eines Mauerverbinders 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 konnte 30mal ohne Ausbesserung verwendet werden, während die konventionell zugestellte Verglcichspfanne durchschnittlich nach 25 Füllungen ausgebessert werden mußte. Die Haltbarkeit der Pfanne konnte um weitere 25 Füllungen verlängert werden. nachdem sie gemäß der Erfindung ausgebessert worden war. Die Pfanne gemäß Beispiel 4 halte eine Lebensdauer von 40 Chargen gegenüber 35 Chargen bei einer auf konventionelle Weise zugestellten Verlilcichspfannc.
B c i s ρ i e 1 5

Ein Stahlmantcl eines Stranggießeinlauftrichtcrs mit der äußeren Höhe von 850 mm, einer Breite am Boden von 600 mm und einer oberen Breite von mm sowie einer Gesamtlänge von 4000 mm wurde zunächst in Stärke von 30 mm mit Schamotteformsteinen ausgemauert. Anschließend wurden 3700kg einer leuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle I eingebracht. Ein innerer Formrahmen mit einer den gewünschten Innenabmessungen des Einlauftrichters entsprechenden Gestalt und einer Höhe von 50fl mm. ei. or Boden weite von 250 mm und einer Oberweite von 620mm bei 3700 mm Länge wurde auf die Formmasse aufgebracht »nd für die Dauer von 20 Minuten mit 8 Vibratoren eingerüttelt. Zwei _1S der Vibratoren hatten eine Arbeitsfrequenz von 60 Hz, Vibratoren wiesen eine Arbeitsfrequen/ von 120 Hz auf. Den auf dem Innenrahmen befestigten Zusatzgewichten wurde eine weitere Last von 2400 kg 10 Minuten nach Beginn des Finrüttelns zugefügt ^₀ Der innere Formrahmen, die Vibratoren und die Zusatzgewichte erreichten insgesamt 3400kg. Die Schwingungsamplitude betrug 1.5 mm. Der Ausgußstein war vor dem Einfüllen der Formmasse eingesetzt und mit einer oberen Schutzplatte versehen worden. Die Werkstoffwerte für das erstellte Futter sind der Tabelle II. Teil B. zu entnehmen.

Beispiel 6

Die im Beispiel 5 angeführte Pfanne wurde mit 3700 kg einer feuerfesten Formmasse einer Mischung nach Tabelle I gefüllt. Das Ausformen der Zustellung wurde unter den gleichen Bedingungen wie nach Beispiel 5 vorgenommen. Abweichend davon wurde der innere Formrahmen 5 Minuten nach Beginn des Einrütteins mit einer Zusatzlast von 2500kg 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 feuerfester Zustellung nach der vorbeschriebenen Art wurdf mit einem Einlauftrichter verglichen, der auf konventionelle Weise ausgemauert und mit einem Tberzuj versehen worden war. Ein besonders günstiges F.rgeb nis hinsichtlich der Abplatzfcstigkeit wurde im Ver "■' gleich zu dem konventionell zugestellten Einlauf trichter erzielt. Bei dem konventionellen Vergleichs trichter waren häufige Abplatz.schäden zu beobachter die auf Risse in den Mauerwerksfugen nach Austrage; des Mauerwerkstoffs zurückzuführen sind.

Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahre zugestellten Einlauftrichter wurde ein ausgezeichnete Erosionsverhalten festgestellt. Die nach dem erfir dungsgemäßen Verfahren zugestellten Pfannen dt Beispiele 5 und 6 konnten vier- bis fünfmal ohr Ausbessern verwendet werden und hatten eine Leben dauer von über 20 Chargen bei nur einfachen Tei

reparaturen.

40951772

Tabelle- !I

A. Pyroph;.iiit
Pyrophyüv
Pyrophyllji
Schamotte
Schamotte
Zirkon

Siliziumcarbid
Wasserglas
Wasser

B. Nach dem Trocknen hei
j H» C

ujt. 1

unter

staubfein

Porosität

•-cheinbares spezifisches

Gewicht

spezifisches Schüttgewicht

Druckfestigkeit (kg cnri Ui

30
20
i5'
15.0!

20.5
3.1

2.5
IS"

Brennschwindung 14(K)-C. 2 Stunden (

%i 30 30

(3.5)

P.2 3.02

2Sl -t-0.4

Beispiele " und 8

Eine austauschbare Abstichrinne mit im wesentlichen U-fÖrmigem Querschnitt wurde zunächst mn ScharfiOtteformsteiüen in 65 mm Stärke ausgemauert. Die Innenmaß;.- betrugen: Höhe 800mm. Breite am Boden 700 mm. Oberweite 1100 mm und Lange 20ü0mm ?~ou0kg einer feuerfesten Formmasse einer MischiK.g gemäß Tabelle HI wurden eingefüllt. Der innere Formrahmen be^uinü aus handelsüblichem Stahlblech von 3.2 mm Starke und wies eine dem Durchschnittsquerschnitt de Rinne entsprechende äußere Form mn den Abmessungen: Höhe 500mm. Breite am Boden 400 mm. Oberweite 800 mm und 2000 mm Lange auf. Der innere Formrahmen wurde auf die Formmasse aufgebracht. Vier der auf dem Innenrahmen installierten Vibratoren besaßen eine Arbeitsfrequenz von 120Hz. 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 Betrieb gehalten. Danach wurde der Einrüitelvorgang unterbrocl en und der Formrahmen bei Beispiel 7 mit 5200 kg und bei Betspiel 8 mit 3000 kg Zusatzgewicht belastet. Das Gesamtgewicht aus innerem Formrahmen. Vibratoren und Zusatzgew tent erreichte 6000 bzw. 3800 kg. Nach dem Belagen des Rahmens wurde der Einrüttelvorgang !0 Mininon lang fortgesetzt. Der innere Formrahmen war somit in die vorgeschriebene Position gebracht worden. In den Beispielen 7 und 8 betrug die Schwingungsamplitude etwa 2 mm. Während der Durchführung des Verfahrens wurden im Beispiel 7 400 kg und im Beispiel 8 100 kg zusätzlicher Formmasse eingebracht. Nach dem Ende des Einrütteins wurden die Lasten entfernt 5 Minuten danach wurde der innere Fonnrahmen entfernt

Um beim Entfernen des inneren Fonnrahmens ein nachteiliges Festkleben an der fertiggeriittdten Futteroberfläche zu vermeiden, wurde ein im Bodenteil des inneren Formrahmens befindliches Luftloch geöflhet

45 Die Werkstoff«orte für die wie vorbeschrieben gefertigte Zustellung sind in Tabelle 111. Teil B. .·;; entnehmen.

Die Gießrinnen der Beispiele 7 und S wurden nach dcrr. Trocknen der Zustellung im Bctncb eingesei.i Die Rinne nach Beispie! ~ besaß cmc Lebensdaue: von 40 00X)t durchgesetzten Roheisens, während die Pur.ne nach Beispiel S einen Durchsatz von 35 000; zuließ. Eine auf konventionelle Weise feuerfest ausgesiampfie Verglcichsrinne erreichte einen Durchsalz \on nur etwa i S (XX^ ι Roheisen.

B e ι s ρ ι e 1 e ν und i0

Eine auswechselbare Gicßrinncmit im wesentlichen U-förmigem Durchtrittsqucrschnitt wurde mit Sch.;-motieformsieinen in Stärke von 65 mm ausgcmaue:;. Die Innenmaße betrugen: Höhe b85 mm. Breite am Boden 535 mm. Oberweite t»35 mm und Länge ISOO mm. Die Rinnen wurden mit 950 bzw. 600kg 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 ui; i entsprechend der gewünschten Oberfiächcnkontui der Zustellung gestalte! und wies folgende Maße auf Höhe 450mm. Bodenweite .'00 mm. Oberweite 535 mm und Länge 1800mm Der mit 4 Vibratoren versehene innere Formrahmer wurde über der Formmasse in Stellung gebrach: Das Einrütteln mit einer Frequenz von i20Hz d.ui erte 25 Minuten. 5 Minuten nach der Beendigung de; Rüt'.-'lns wurde der innere Formrahmcn entfernt. Bei Beispiel 5 wurde em Zusatzgewicht von 7000 ki

, 5 Minuten n.ich Beginn des Rültelns auf den innerer Formrahmcn aufgebracht so daß sich mit den Vibi a toren ein Gesamtgewicht von 1000 kg ergab. Dn Rüttelamplitudc betrug 1.5 mm.

Das Zusatzgewicht des Beispiels 6 betrug 300 kg

. so daß sich ein Gesamtgewicht von 600 kg ergab. Di< Rüttelampliuide betrug 1,5 mm. Die Werte für dii aus der jeweiligen Feuerfestmischung gefertigten Zu Stellungen ergeben sich aus Tabelle Hl, Teil B.

233

894

Die Rinne des Beispiels 9 wurde nach dem Trocknen der Zustellung an Stelle einer auf konventionelle Weise gestampften Rinne eingesetzt. Während die nach einem herkömmlichen Verfahren zugestellte Rinne einer. Durchsatz von 20 000 t Roheisens zuliel.i. erlaubte die gemäß Beispiel 9 nach dem erlindungsgemäßen Verfahren zugestellte Rinne eine Durchsatzmenge von 50 000 t Roheisen. Die Rinne des Beispiels 10 wurde an Stelle einer auf konventionelle Weise geslampften Rinne und dessen Unbrauchbarkeit nach einem Durchsatz von 20 0001 Roheisen

Ihre Haltbarkeit erlaubte den Durchsat/ von 35 000 t Roheisen.

Wie vorausgehend im einzelnen beschrieben, wurden bei /.uslellungen für Gießrinnen nach dem erfindungsgemäßcn Verfahren eine hohe Gleichmäßigkeit und Dichte erreicht. Dadurch konnte die Lebensdauer gegenüber auf herkömmliche Weis.* 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.

	Tabelle	Teilchengröße	8 — 1	111	Beispiel 7	70	Beispiel S	60	Beispiel >)	50	Beispiel H
Werkstoff	(mm I		(%l		1%)		l"i,l		\|"·ο)
,_ _.	8-1					10
A. Elektrisch geschmol	8—1					30
zenes Aluminiumoxid	8—1		20
Synthetischer MuIHt	unter 1		10		70
Schamotte	1 -0,07	10	15
Siliziumcarbid	unter 0,07	10		10	20
Siliziumcarbid	unter 0,07	5	5
Siliziumcarbid	unter 0.07			(5)
Siliziumcarbid	unter 0.07		(D	(D
Silika geschmolzen	unter 1			(7.0)	10
Silika		(U	20.2	19,8
Silizium metallisch			2.82	2.82	(5)
Hartpech	Porosität	20,4			(1)
Abraum-Trübe	scheinbares spezifisches	3.38	2.25	2,26	(7.0)
Wasser	Gewicht		52,4		20.4
B. Nach dem Trocknen	spezifisches Schutt gewicht	2,69		25.3	1.86
bei 110 C	C. 1 Std. (kg/cm²)	28.2		45.2
	nach dem Trocknen			+ 0.10	1.4S
	1400C
Warmbiegefestigkeit 1400	2Std.(%)				23.0
Biegefestigkeit (kg/cm²)	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen	9.6
		-ι-0.0 2
Brennschwindung 1450 C.

Claims

Patentansprüche:

L Verfahren zum feuerfesten Zustellen metallurgischer Gefäße, wie Gießpfannen oder Gießrinnen, bei dem eine feuerfeste Zustellmasse in das Gefäß eingebracht und durch Vibration homogenisiert, verdichtet und mit einer Oberfläche versehen wird, die der äußeren Oberfläche eines Formkörpers entspricht,dadurch gekennzeichnet,daß '° die Gesamtmenge der Zustellmasse mit eingestellter Teilchengröße in das Gefäß eingebracht und der Formkörper in die Zustellmasse eingedrückt und derart in Rüttelschwingungen versetzt wird, daß die Zustellmasse zum Fließen gebracht und '5 an dem Gefaßmantel hochgedrückt und verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Zustellmasse aus einem feinteiligen Anteil als Matrix und einem vergleichsweise grobteiligen Anteil als Zuschlag besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Feinanteils der Formmasse von unter 0,07 bis 2 mm und die Teilchengröße des Zuschlagstoffes in der Größenordnung von 1 bis 12 mm beträgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durch an einen äußeren Rahmen (1) lösbar befestigte Führungen (8) und einen an den Führungen (8) schwingungsfähig und im wesentlichen senkrecht beweglich angeordneten inneren Formrihmen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnen, daß der innere Formrahmen (4) auf seiner Oberseite wenigstens einen lösbar befestigten Vibrator (5) sowie eine Lastfläche aufweist.