DE2255398C3 - Gießpulver für das Stahlstranggießen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Portlandzement, Flußmittel und Kohlenstoffträger enthaltendes Gießpulver für das Stahlstranggießen.

Beim Stranggießen von Stahl wird der Badspiegel in der Kokille oftmals mit einem Gießpulver bedeckt. Dieses dient dazu, nichtmetallische Verunreinigungen aufzunehmen, als Schmiermittel zwischen Kokillenwand und Strang zu wirken, die Oxydation des Stahles zu verhindern und die Wärmeabstrahlurg klein zu halten.

Bekannte Gießpulver haben fast ausschließlich als Grundstoff die in thermischen Kraftwerken anfallende Flugasche. Dieses Material bringt aber insofern große Schwierigkeiten, als es in der chemischen und strukturellen Zusammensetzung stark schwankt und daher auch die thermisch-physikalischen Eigenschaften sehr unterschiedlich sind. Dies ist jedoch insbesondere für das Stranggießen ein großer Nachteil. Für eine gute Oberfläche des aus Strängen oder Blöcken erzeugten Halbzeuges und Erzielung einer befriedigenden Schmierwirkung muß zudem ein gleichmäßig aufschmelzendes Pulver gefordert werden. Das Schlackenpulver muß ferner aus Gesundheitsgründen frei sein von Flußspat, damit sich keine schädlichen Dämpfe bilden.

Es ist ein Schlackenpulver bekannt, dessen Zusammensetzung u. a. Portlandzement, Soda und Kohlenstoffspender beinhaltet. Durch das ebenfalls vorhandene Schamottepulver wird der Tonerdegehalt unerwünscht hoch angehoben, so daß bei Tonerdeaufnahme aus dem Stahlbad das Lösungsvermögen der Schlacke für weitere Tonerdeaufnahme zunehmend erschwert wird, was beim Gießen von mit Aluminium beruhigten Stählen nachteilig ist. Ferner werden als Kohlenstoffspender Koksgrus oder Grafitpulver angeführt, deren durchschnittliche Ko.ngröße verhältnismäßig grob und deren Korngrößenverteilung unterschiedlich ist, wodurch eine präzise Einstellung des Aufschmelzverhaltens praktisch unmöglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gießpulver zu schaffen, dessen Aufschmelzgeschwindigkeit einstellbar ist und das im aufgeschmolzenen Zustand fähig ist. bei Bedarf eine möglichst große Menge an Tonerde bei nur geringem Anstieg seiner Schmelztemperatur aufzunehmen und dazu gleichmäßig durch den Spalt zwischen Kokille und Strang abzufließen, so daß kein Abschlakken nötig ist. Das Gießpulver muß außerdem mit hoher Analysenkonstanz herstellbar und frei von Halogenverbindungen, wie z. B. Flußspat, sein. Selbstverständlich soll das Pulver auch zum Gießen von Stählen, die keine Tonerde bzw. Aluminiumoxyde abscheiden — z. B. gewisse rostfreie Stähle oder vornehmlich mit Silizium behandelte — Verwendung Finden. Insgesamt sollte durch Verwendung des Pulvers erreicht werden, daß Gußprodukte frei von Oberflächenfehlern, wie z.B. Längs- und Querrisse oder stark ausgeprägte Oszillationsmarken, erzeugt werden können,
ίο Das zu schaffende Pulver soll ferner bei seiner Anwendung, speziell bei seiner Aufgabe auf den Badspiegel, möglichst wenig Staub und im übrigen möglichst wenig Rauch entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch ein Gießpulver gelöst, das gekennzeichnet ist durch 50 bis 70 Gewichtsprozent Portlandzement, 2 bis 12 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd (im Zement oder durch Zusatz), 5 bis 20 Gewichtsprozent Flußmittel und als Rest Quarzmehl mit der Maßgabe, daß das Kalk/Kieselsäure-Verhältnis im Gießpulver zwischen 0,7 und 1,0 liegt, sowie Kohlenstoffträger (Ruß) mit Korngrößen unter 1 μ aufweist.

Das Basismaterial des Pulvers besteht aus 50 bis 70%

Portlandzement Weiter beinhaltet das Pulver, wie an sich bekannt wasserfreie Alkaliträger, z. B. kalzinierte

J₅ Soda als Flußmittel, und zwar in einem Anteil von 5 bis 20 Gewichtsprozent.

Es ist wesentlich, daß im Gießpulver ein möglichst feiner Kohlenstoffträger, d. h. ein solcher mit einer Korngröße von unter I μ vorliegt, da neben dem absoluten Gehalt die Feinheit entscheidend ist und dadurch die Aufschmelzgeschwindigkeit eines Pulvers einstellbar ist. Durch die angegebene Feinheit wird sowohl die Temperatur der Schlacke als auch die Isolierwirkung des noch nicht aufgeschmolzenen Pulvers erhöht. Es wurde nämlich erkannt, daß, je feiner der Kohlenstoffträger ist desto geringer der erforderliche Gehalt an Kohlenstoffträgern sein kann, um die gewünschten Wirkungen zu erzielen. Dies bringt beim Gießen von bestimmten Stählen, z. B. kohlenstoffarmen, rostfreien Güten, mit diesem Gießpulver zusätzlich den Vorteil, daß eine unerwünschte Aufkohlung weitgehend vermieden wird. Als Kohlenstoffträger wird praktisch Ruß, vorteilhaft in einer Menge von 1 bis 8 Gewichtsprozent, verwendet Es ist ein leicht erhältliches Ausgangsmaterial, kann mit stets gleichbleibenden Eigenschaften hergestellt werden und bietet Gewähr für ein einwandfreies, gleichmäßiges Aufschmelzen. Es ist ferner als Kohlenstoffträger der geforderten Feinheit am preiswertesten. Durch veränderte Zugabemangen an Ruß innerhalb des angegebenen Bereiches kann die Aufschmelzgeschwindigkeit in gewünschtem Maß eingestellt werden. Bereits durch eine verhältnismäßig kleine Erhöhung der Rußmenge wird daher die pro Zeiteinheit dem Stahl entzogene Wärme von einer dünneren Schlackenschicht aufgenommen, wodurch diese heißer wird und weniger zur Bildung von schädlichen Schlakkenschnüren entlang des Badspiegelumfanges neigt. Bei kleinen Gießgeschwindigkeiten bzw. größeren Strangformaten und niedrigen Gießtemperaturen wird mehr Kohlenstoff zugesetzt, bei größeren Gießgeschwindigkeiten und kleineren Formaten, die ein größeres Wärmeangebot pro Oberflächeneinheit des Kokillenbadspiegels ergeben, wird weniger Kohlenstoff zugesetzt

Der AbO3-Gehalt im Pulver liegt zwischen 2 und 12 Gewichtsprozent; für aluminiumhaltige Stähle liegt er vorteilhaft zwischen 2 und 7 Gewichtsprozent Die entsprechende Menge wird durch den Tonerdegehalt im

Grundmaterial Portlandzement mit oder ohne Tonerdezuschläge gewährleistet.

Der niedrigere AbCb-Gehaltsbereich von 2 bis 7 Gewichtsprozent für das Gießen von aluminiumhaltigen Stählen ergibt zwei Vorteile: Erstens wird das Lösungsvermögen der geschmolzenen Schlacke für Tonerdeausscheidungen des flüssigen Stahles bei möglichst geringem Anstieg der Schmelztemperatur der Schlacke vergrößert. Dadurch wird den erfindungsgemäßen Be dingungen, d. h. insbesondere bei dem zwischen 0,7 und 1,0 eingestellten Kalk/Kieselsäure-Verhältnis ein Abfließen der Schlacke in den Schrumpfspalt zwischen Strang und Kokille gewährleistet und die gewünschten Schmierverhähnisse aufrechterhalten. Zweitens wird zunächst die Schmelztemperatur der Schlacke erniedrigt infolge Reaktion der anfänglich aus dem Stahl aufgenommenen Tonerde mit den in der Schlacke bereits vorhandenen oxydischen Bestandteilen. Diese Schmelzpunkterniedrigung erleichtert das Abfließen der Schlacke und erschwert eine stetige Anreicherung der Tonerde in der Schlackendecke. Eine unzulässige Eindickung derselben tritt daher nicht auf und ein Abschlacken ist nicht erforderlich.

Als Restmenge weist das Pulver Quarzmehl auf, wobei das Kalk/Kieselsäure-Verhältnis im Pulver durch Zugabe von bis zu 30 % Quarzmehl, Reinheit etwa 99,5 °/o, auf einen Wert zwischen 0,7 und 1,0 eingestellt wird. Quarz mit seinem hohen Schmelzpunkt hat als Komponente des Gießpulvers noch den Vorteil, daß er beim Einsatz des Pulvers erst zur Bildung einer tiefschmelzenden Schlackenphase führt, wenn der isolierende Kohlenstoff im Pulver abgebaut ist.

Wegen der Reinheit bzw. Gleichmäßigkeit der zur Herstellung des Gießpulvers verwendeten Ausgangs-

substanzen weist das Pulver stets eine konstante mineralogische und analysenmäßige Beschaffenheit und damit konstantes Verhalten in der Kokille in bezug auf Aufschmelz-, Isolier-, Löslichkeits- und Schmiereigenschaften auf.

Das erfindungsgemäße Pulver zeigt auch im Gegensatz zu bekannten Pulvern kaum eine Staub- und Rauchentwicklung, wodurch gesundheitliche Schädigungen unterbleiben. Außerdem ist eine verbesserte Rieselfähigkeit festzustellen, was sich günstig in Form eines selbsttätigen Ausgleiches der Schütthöhe, der Pulverschicht in der Kokille, äußert

Nachfolgend wird ein Beispiel zur Verwendung des erfindungsgemäßen Pulvers beim Stahlstranggießen gegeben:

Es wird ein mit Aluminium beruhigter Stahl zu einer Bramme der Abmessung 2050 χ 200 mm mit einer Gießgeschwindigkeit von 0,7 m/min abgegossen. Auf den Badspiegel in der Kokille wird ein Pulver mit folgender Zusammensetzung, angegeben in Gewichtsprozent, aufgegeben:

Portlandzement 57,5 %; Quarzmehl 313 %; kalzinierte Soda 8,0 %; Kohlenstoff träger 3 % in Form von Ruß mit einer Teilchengröße von unter 1 μ.

Durch Zugabe von Quarzmehl wird ein Kalk/Kieselsäure-Verhältnis von 0,85 eingestellt Der Aluminiumoxydgehalt im aufgegebenen Pulver beträgt 3,2 Gewichtsprozent; der Pulververbrauch 0,6 kg/t Stahl. Es zeigt sich, daß die Schlackenschicht auf dem Badspiegel sehr heiß und die Schmierwirkung durch gleichmäßigen Abfluß ausgezeichnet ist. Ein Abschlacken ist nicht notwendig. Ein gesundheitlicher Nachteil durch das flußspatfreie Pulver ist nicht zu befürchten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Portlandzement, Flußmittel und Kohlenstoffträger enthaltendes Gießpulver für das Stahlsiranggießen, gekennzeichnet durch 50 bis 70 Gewichtsprozent Portlandzement. 2 bis 12 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd (im Zement oder durch Zusatz), 5 bis 20 Gewichtsprozent Flußmittel und als Rest Quarzmehl mit der Maßgabe, daß das Kalk/Kieselsäure-Verhältnis im Gießpulver zwischen 0,7 und 1,0 liegt, sowie Kohlenstoffträger (Ruß) mit Korngrößen unter 1 μ.

2. Gießpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Ruß in einer Menge von 1 bis 8 Gewichtsprozent vorliegt.