DE2517714A1

DE2517714A1 - Kokillen-bodenplatten

Info

Publication number: DE2517714A1
Application number: DE19752517714
Authority: DE
Inventors: Thomas Hutchinson; Maurice Gilbert Rogers
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1975-04-22
Publication date: 1975-11-06
Also published as: BR7502160A; JPS5220415B2; FR2268582B1; IT1032704B; ZA752603B; BE827860A; FR2268582A1; JPS50144627A; GB1464157A

Description

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PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 25. März 1975 Rö/Ei/40

Foseco International Limited, Long Acre 285, Nechells_f Birmingham B7 5JR (England)

Kokillen-Bodenplatten Die vorliegende Erfindung betrifft Kokillen-Bodenplatten.

Es ist üblich, Kokillen aus zwei Teilen zu bilden, einem Kokillenkörper und einer Bodenplatte. Diese Konstruktion ist für die Formen, bei denen das untere Ende verbreitert ist, um den gegossenen Block entfernen zu können, notwendig, jedoch ist sie auch vorteilhaft für die Formen, bei denen das obere Ende verbreitert ist, da der hauptsächliche Verschleiß einer Kokille am Boden auftritt und die Verwendung einer separaten Bodenplatte eine längere Lebensdauer·bezüglich der Kokillenkörper mit sich bringt.

Obwohl Bodenplatten als brauchbar betrachtet werden können, sind sie teuer, _ψ und es wurden zahlreiche Verfahren vorgeschlagen, um ihre Lebensdauer zu vergrößern. Hierunter fällt die Anordnung eines Futters oder von Platten eines Materials, die während des Beginns des Eingießens des Metalls zerstört werden, die jedoch, bevor sie zerstört werden, die Bodenplatte gegen Verschleiß schützen, sowie von verschiedenen Feuerfestüberzügen oder Zustellungen, die angebracht werden können.

Gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Kokillen-Bodenplatte vorgeschlagen, die eine Mulde in einem Bereich aufweist, der'während /ier Verwendung verschleiß-

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empfindlich ist, und einen Feuerfesteinsatz in der Mulde aufweist, wobei der Einsatz aus einer gebundenen Masse gebildet ist, die teilchenförmiges Siliciumcarbid, teilchenförmiges Metall und ein Bindemittel aufweist, durch das der Einsatz eine zusammenhängende Form bekommt.

Das Bindemittel muß derartig binden können, daß die Bindung bei hohen Temperaturen (bis zu.1700⁰C) stabil ist, wie sie bei der Verarbeitung von flüssigem Stahl auftreten- Geeignete Bindemittel umfassen verschiedene Phosphatbinder, insbesondere Aluminiumchlorphosphat, und andere Binder wie Calciumaluminatzemente oder Aluminiumchlorhydrat. Die Masse, aus der der Einsatz gebildet wird, kann derart sein, daß das Binden bei Raumtemperatur stattfindet, oder es kann eine solche gewählt werden, die zum Binden gebrannt oder geröstet werden muß.

Die Zufügung eines Metalls in Teilchenform liefert eine relativ hohe thermische Leitfähigkeit. Es wird angenommen, daß bei bekannten Einsätzen, in denen die thermische Leitfähigkeit niedriger ist, die thermische Beanspruchung, die auf den Einsatz ausgeübt wird, zum Brechen und Reißen des Einsatzes beitrug. Dies wird jedoch bei den erfindungsgemäßen Einsätzen vermieden. Wenn die thermische Leitfähigkeit zu gering ist, ist ferner der Abkühleffekt auf das flüssige Metall zu gering, wobei sich nur eine dünne Metallhaut in der Kokille oberhalb des Einsatzes bildet. Wenn die Gießform dann abgedeckt wird oder wenn die Kokille vom Flaschenkopftyp ist, kann der innere Druck in der Gießform bewirken, daß das flüssige Metall durch den schwächeren Teil durchbricht und den gesamten Kokillenkörper und die Gießform von der Bodenplatte abhebt.

Das erfindungsgemäß verwendete Siliciumcarbid kann eine übliche Teilchengröße, beispielsweise 0,05 bis 3 mm, besitzen.

Das in Teilchenform verwendete Metall kann als Pulver, zerhackter Draht, in Form von Fasern oder dergleichen vorliegen. Bevorzugte Teilchengrößen sind 0,05 bis 3 mm«, Bevorzugte Draht- oder

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Faser längen sind 0,1 bis 10 mm. Bevorzugte Metalle sind Kupfer, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob und Eisen. Der Einsatz kann eines dieser Metalle alleine oder eine Mischung hiervon enthalten. Das Metall kann in Form einer Mischung mit anderen Materialien wie Oxyden eingearbeitet werden.

Zusätzlich zu der eventuellen Anwesenheit von Oxyden wie Eisenoxyd oder Aluminiumoxyd kann die Masse auch anderes teilchenförmiges Material wie Ton oder Kohlenstoff enthalten. Wenn Kohlenstoff zugesetzt wird, wird dieses vorzugsweise in Form von Graphit mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 5 mm zugegeben, wodurch die thermische Leitfähigkeit des Einsatzes erhöht wird.

Die Masse kann ferner Eisenlegierungen wie Ferrosilicium enthalten.

Die relativen Anteile der Bestandteile sind vorzugsweise (in Gewichtsprozent):

Siliciumcarbid 5 - 60 %

Metall 5 - 50 %

Bindemittel 5 - 3O %

andere Materialien 0 - 4O %

Der Einsatz kann 5 bis 75 % des Bereichs der Bodenplatte ausmachen, die den Boden des Gießhohlraums bildet, und nimmt vorzugsweise 25 bis 30 % hiervon ein. Der Einsatz wird vorzugsweise in der Bodenplatte vertieft eingesetzt, um eine Beschädigung des Einsatzes beispielsweise durch Reißen während der Anbringung des Kokillenkörpers auf der Bodenplatte zu verhindern.

Der Einsatz kann aus einer geeigneten gießförmigen Masse in situ in der Bodenplatte gebildet oder vorgeformt und danach in der Bodenplatte unter Verwendung eines hochfeuerfesten Zements oder einer gießbaren Masse ähnlich oder identisch derjenigen, die zur Herstellung des vorgeformten Einsatzes verwendet wurde, eingesetzt oder befestigt werden.

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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ausbessern von Kokillen-Bodenplatten, bei dem ein Einsatz in der oben genannten Weise durch Ausfüllen eines verschlissenen Bereichs auf einer Bodenplatte mittels einer gießbaren Masse gebildet und bewirkt oder ermöglicht wird/ daß die Masse abbindet. Der oder die beschädigten Bereiche können beispielsweise durch Auftragen der Masse und Einebnen gefüllt werden, so daß eine flache, eingeebnete Flickstelle entsteht.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Beispiel 1

Eine Mischung folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) wurde hergestellt:

Siliciumcarbid ( -3 mm + 700 u) 45 %

Eisenpulver ( - 250 ji + 50 ji) 10 %

Graphit ( - 3 mm + 700 μ) 10 %

Aluminiumoxyd ( - 250 ji + 50 u) 30 %

Ton 5 %

Diese Mischung wurde mit einer 40 %-igen (bezogen auf das Gewicht) wässrigen Lösung von Aluminiumorthophosphat in einer Menge von 50 g der Mischung zu 100 ml der Lösung vermischt. Die Mischung wurde dann in einer. 2,54 cm tiefen Form einer Vibration unterworfen und 4 Stunden bei 110°C getrocknet, um eine gebundene Scheibe zu bilden. Die Scheibe wurde in einer Ausnehmung in einer Kokillen-Bodenplatte eingesetzt und zum Gießen von Stahlblöcken verwendet.

Beispiel 2

Eine kaltabbindende Feuerfestmischung mit folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) wurde hergestellt:

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Calciumaluminatzement 3O %

Siliciumcarbid ( - 3 mm + 700 μ) 35 %

Graphit ( - 3 mm + 700 μ) 35 %

Eisenpulver ( - 250 u + 50 ^i) 10 %

..- Wasser = 15 %

Die Mischung wurde in einer Form einer Vibration unterworfen, um eine 25 mm dicke Scheibe zu bilden, während man sie während einer Zeit von 24 Stunden abbinden ließ. Vor dem Einsetzen in eine ausgefräste Ausnehmung mit 28 mm Tiefe in einer Kokillen-Bodenplatte wurde die getrocknete Scheibe 4 Stunden bei 300°C erhitzt.

Beispiel 3

Siliciumcarbid ( - 3 mm + 700 u) 20 % Ferrosilicium ( - 350 μ + 50 ^a) 24 %

plattenförmiges

Aluminiumoxyd ( - 350 ;i + 50 μ) 40 %

Eisenpulver ( - 250 μ + 50 μ) 6 % Calciumaluminatzement 10 %

Das sich ergebende Pulver wurde mit Wasser in einer Menge von 5:1 bezogen auf das Gewicht gemischt, einer Vibration unterworfen und in einen Block mit 150 mm im Quadrat bei einer Dicke von 25 mm gegossen. Den Block ließ, man unter feuchtem Sackleinen 12 Stunden abbinden, danach wurde er 4 Stunden bei 150 C getrocknet. Der Block wurde dann 'in eine Kokillen-Bodenplatte eingesetzt und 200 kg von flüssigem Flußstahl bei 158O°C auf den Block gegossen. Am Ende des Versuchs betrug der Verschleiß nur 3 mm.

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Claims

Patentansprüche

1. Kokillen-Bodenplatte mit einer Mulde in einem verschleißempfindlichen Bereich mit einem Feuerfesteinsatz in der Mulde, dadurch gekennzeichnet/ daß der Einsatz aus einer gebundenen Mischung gebildet ist, die aus teilchenförmigem Siliciumcarbid, teilchenförmigem Metall und einem Bindemittel besteht, das dem Einsatz eine zusammenhängende Form gibt.

2. Kokillen-Bodenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz in situ aus einer gießbaren Masse gebildet ist.

3. Kokillen-Bodenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz vorgeformt und in der Mulde befestigt ist.

4. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumcarbid eine
Teilchengröße von 0,1 bis 10 mm aufweist.

5. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Metall ein Pulver mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 3 mm
ist.

6. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Metall Kupfer, Eisen, Molybdän, Wolfram, Vanadium und/oder
Niob ist.

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7. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Phosphat ist.

8.. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzmasse Aluminiumoxyd oder Graphit enthält.

9. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse, aus dem der Einsatz hergestellt ist, 5 bis 60 Gew.-% Siliciumcarbid, 5 bis 5O Gew.-% Metall und 5 bis 30 Gew.-% Bindemittel enthält.

10. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz über 5 bis 75 % der oberen Oberfläche der Bodenplatte erstreckt.

11. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis IO, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz relativ zur oberen Oberfläche der Bodenplatte abgesetzt ist.

12. Verfahren zum Ausbessern einer Kokillen-Bodenplatte, wobei ein verschlissener Bereich auf der Bodenplatte mit einer gießfähigen Masse gefüllt und das Abbinden der gießfähigen Masse bewirkt oder ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse verwendet wird, die teilchenförmiges Siliciumcarbid, teilchenförmiges Metall und ein Bindemittel enthält.

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