DE2520993A1 - Trichter zum kontinuierlichen giessen von stahl und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents
Trichter zum kontinuierlichen giessen von stahl und verfahren zur herstellung desselbenInfo
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Description
Vertreter; · · Eudxigsliafen / Rh.. 9. 5. 1975
"■ ' 1P "5159 Dr. K /Al
I Dlplom-lngenfeom -^ -------
A. H.jFischer . W.-D. Fischor 252099
: Patentanwälte
6? Ludwigshafen/Rhein
Bismarckstraße 64 . Tel. 51 21 00
6? Ludwigshafen/Rhein
Bismarckstraße 64 . Tel. 51 21 00
Anmelder:
AIKOH CO. LTD.
Tokio/ JAPAN
No. 1-39ι 2-chome Ikenohata, Taito-ku
"Trichter zum kontinuierlichen Gießen von Stahl · und-Verfahren zur Herstellung desselben"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Formstück für die
Auskleidung eines Trichters, wie er zum kontinuierlichen Gießen von Stahl verwendet wird.
Der Zweck eines solchen Trichters besteht darin, eine gleichmäßige Gießgeschwindigkeit zu erzielen. Ein solcher
Trichter besitzt eine Pfannenform, wodurch der Pegel des geschmolzenen Stahls weitgehend gleich
gehalten wird. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß das Verhältnis von Oberfläche zu Fassungsvermögen'groß
ist und daß deshalb viel Wärme des geschmolzenen Stahls durch das Wandungsmaterial des Trichters absorbiert
und damit die Temperatur des geschmolzenen Stahls stark abgesenkt wird. Herkömmliche Trichter dieser Art sind
mit feuerfesten Ziegeln oder formbaren feuerfesten Materialien ausgekleidet, welche nicht nur für eine Feuerfestigkeit,
sondern auch für die Warmhaltung sorgen sollen, Zwar besitzen solche feuerfeste Ziegel oder formbare
feuerfeste Materialien eine hohe Feuerfestigkeit und Druckfestigkeit, ihre Wärmeisolierungseigenschaften sind
Jedoch gering, so daß sie in großer Stärke angewendet
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werden müssen, um die gewünschte Warmhaltung zu erzielen.
Diese große Stärke ergibt eine unnötig starke Feuerfestigkeit und Druckfestigkeit und ist deshalb unwirtschaftlich.
Die gegenwärtig in Gebrauch stehenden Isolationsziegel besitzen dagegen nur eine geringe Feuerfestigkeit, so
daß sie die hohen Temperaturen von geschmolzenem Stahl nicht aushalten.
Die Erfindung betrifft-nunmehr ein Formstück, welches
sowohl ein« gute Feuerfestigkeit als auch gute Wärmeisolierungseigenschaften
aufweist und sich deshalb als Auskleidungsmaterial für einen Trichter der angegebenen
Art eignet.
Da ein solcher Trichter die oben angegebene Form aufweist, ist die Tiefe des geschmolzenen Stahls nur gering und
damit der Druck auf das Auskleidungsmaterial klein. Das Auskleidungsmaterial braucht deshalb nur eine geringe
Druckfestigkeit zu haben. Wichtig ist, daß das Auskleidungsmaterial nicht durch die Wärme und die flüssige
Schmelze zum Abblättern veranlaßt wird. Es reicht außerdem, daß eine mäßige Feuerfestigkeit vorliegt. Das erfindungsgemäße
Auskleidungsmaterial unterscheidet sich also hinsichtlich der geforderten Eigenschaften von demjenigen
einer Gießpfanne.
Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Formstück mit einer feuerfesten Oberfläche und mit Eigenschaften, die
kein Abblättern zur Folge haben, bestehend aus 50 bis
80 Gew.-i Kieselsäuresand, Siliziumdioxyd oder ähnlichen Materialien auf der Basis von Kieselsäureanhydrid mit
Korngröße von*weniger als 100 Maschen·, 2 bis 10 Gew.-55
* "weniger als 100 Maschen" » weniger als 0,15 mm lichte Maschenweite
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feuerfestem Ton, 8 bis 20 Gew.-? eines faserförmifren
feuerfesten Materials, das aus Asbest, Gesteinswolle und/oder Schlackewolle ausgewählt ist, und/oder eines
porösen feuerfesten Materials, das aus Diatomeenerde und Perlit ausgewählt ist, 1I bis 10 Gew.-JS eines organischen
Binders, der aus Stärke, Dextrin und Harzen ausgewählt ist, und gegebenenfalls 6 bis 10 Gew.-Z eines
anderen feuerfesten Materials als Kieselsäureanhydrid, wie z.B. Schamotte, Peridotit, Magnesiumoxyd, Magnesit,
Dolomit, Aluminiumoxyd oder dergleichen, wobei die Oberfläche des Formstücks mittels einer wäßrigen Lösung von
kolloidalem Siliziumdioxyd, Wasserglas oder Aluminiumphosphat oder mittels einer Suspension, die aus der erwähnten
wäßrigen Lösung besteht, in welcher fein pulverisierter Zirkonsand, Aluminiumoxyd und Kieselsäureanhydrid
suspendiert ist, imprägniert ist. Am besten eignen sich als feuerfeste Materialien in den obigen Gemischen
Kieselsäuresande und andere Kieselsäureanhydride, die gute Antiabblätterungseigenschaften besitzen. Wenn der
Gehalt an Kieselsäuresanden und anderen Kieselsäureanhydriden weniger als 50? beträgt, dann sind die feuerfesten Eigenschaften
schwach, und wenn dieser Gehalt 80? tiberschreitet, dann sind die Isolierungseigenschaften schlecht. Beides
macht das Material ungeeignet. Feuerfester Ton wird verwendet, weil er eine Bindefunktion aufweist und Sinterungseigenschaften bei hohen Temperaturen ergibt. Wenn weniger
als 2? verwendet werden, dann ist die Bindekraft gering, und wenn mehr als 10? verwendet werden, dann wird die
Porosität des Formstücks herabgesetzt, so daß die Isolierungseigenscnaften
schlechter werden. Beides ist unerwünscht. Die feuerfesten Fasern machen das Formstück
leicht, erhöhen dadurch die Wärmeisolierungseigenschaften
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und steigern die Biegefestigkeit des Formstücks. Wenn weniger als 8% feuerfeste Pasern verwendet werden, dann
ergeben sich schlechte Wärmeisolationseigenschaften, und wenn mehr als 20? davon verwendet werden, dann wird die
Feuerfestigkeit verschlechtert. Auch hier ist beides unerwünscht. Manchmal kann ein poröses feuerfestes Material
als leichtes Hilfsmittel für die feuerfesten Fasern
verwendet werden. Organische Binder besitzen den Vorteil einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit und einer Viskosität
bei niedrigen Temperaturen, wodurch Brüche verhindert werden, wenn das Formstück nicht bei einer hohen Temperatur
gesintert wird. Weniger als ^% organischer Binder im
Gemisch führen zu einer schlechten Bindung, und mehr als 1Oi Binder haben zur Folge, daß eine große Gasmenge während
des Formens entwickelt wird. Beide Fälle ergeben ein ungeeignetes Material. Gegebenenfalls kann ein anderes
feuerfestes Material als Kieselsäureanhydrid zugegeben werden, welches zusammen mit dem Kieselsäureanhydrid Sinterungseigenschaften
ergibt. Da ein anorganischer Binder eine Verringerung der Feuerfestigkeit mit sich bringt,
sollte er nicht verwendet werden. Weniger als 6% und mehr als 1Oi des erwähnten weiteren feuerfesten Materials ergeben
schlechte Sinterungseigenschaften, so daß das Material ungeeignet wird.
Zur Herstellung eines Formstücks wird das gemischte Pulver
mit einer Menge Wasser versetzt, daß eine nasse und fließfähige Masse erhalten wird, die, gegebenenfalls unter Druck,
verformt, entwässert und aus der Form entnommen wird, worauf das Formstück getrocknet wird.
Das Formstück, welches diese Mischungszusammensetzung aufweist,
ist leicht und besitzt gute Wärmeisolierungseigen-
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schäften. Es erweist sich Jedoch manchmal als Vorteil,
wenn es auf seiner Oberfläche mit bis zu 10 m/m imprägniert wird, um die Feuerfestigkeitseigenschaften
und die Antiabblätterungseigenschaften der Oberfläche zu verbessern. Die Imprägnierung erfolgt dadurch, daß
die Oberfläche mit einer großen Menge eines in Wasser gelösten feuerfesten und/oder suspendierten feinen feuerfesten
Materials imprägniert wird. Das Imprägnieren kann dadurch ausgeführt werden, daß man die Lösung bzw. Suspension
unter Druck aufbringt und hernach den Druck wegnimmt. Am Ende wird getrocknet.
Die Teilchengröße des feuerfesten Materials muß kleiner als 100 Maschen sein. Eine Teilchengröße von mehr als
100 Maschen ist ungeeignet, weil sonst die Wahrscheinlichkeit besteht, daß das Formstück bricht.
In der Folge sind einige Mischungen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formstücke angegeben.
Kieselsäuresand (weniger als
100 Maschen)
Kieselsäuresand (weniger als
200 Maschen)
Ton
Gesteinswolle
Asbest
Diatomeenerde
Harze
Stärke
Imprägnierungsmittel (30Zige wäßrige Lösung von kolloidalem Siliziumdioxyd)
(1) | (2) |
12(Z) | 60(*.) |
30 | 17 |
5 | 3 |
10 | 10 |
4 | 4 |
2 | |
6 | 5 |
1 | 1 |
Imprägnie rung von 10m/m |
Imprägnie rung von 10m/m |
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Die obigen Formstücke konnten kontinuierlich 5 st in einem Trichter beliebiger Größe verwendet werden.
Ein Formstück aus dem Gemisch (1) wurde in einer Dicke von 50 m/m auf eine Auskleidung aus feuerfesten
Ziegeln eines Gießtrichters aufgebracht. Ein Formstück aus dem Gemisch (2) wurde in einer
Dicke von 100 m/m direkt auf den äußeren Stahlmantel aufgebracht, wobei- eine 10 m/m Mörtelschicht
zunächst auf den Boden gelegt wurde. In beiden Fällen wurden gute Resultate erhalten.
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Claims (2)
- PATENTANSPRÜCHETrichter zum kontinuierlichen Gießen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Auskleidung in Form eines Pormstücks aufweist, welches aus 50. bis 80 Gew.-? eines feuerfesten Materials, welches auf Kieselsäureanhydrid basiert und eine Korngröße von weniger als 100 Maschen aufweist, 2 bis 10 Gew.-JS eines feuerfesten Tons, 8 bis 20 Gew.-Ϊ eines faserförmigen und/oder eines porösen feuerfesten Materials und 1I bis 10 Gew.-Ϊ eines organischen Binders sowie gegebenenfalls 6 bis 10 Gew.-JS eines anderen feuerfesten Materials als Kieselsäureanhydrid besteht.
- 2. Trichter nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Pormstücks mit einer wäßrigen Lösung von kolloidalem Siliziumdioxyd, Wasserglas oder Aluminiumphosphat oder mit einer Suspension, bei welcher in dieser wäßrigen Lösung ein feines Pulver aus Zirkonsand, Aluminiumoxyd und Kieselsäureanhydrid suspendiert ist, imprägniert worden ist.3· Trichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere feuerfeste Material als Kieselsäureanhydrid aus Schamotte, Peridotit, Magnesiumoxyd, Magnesit, Dolomit, Aluminiumoxyd oder dergleichen besteht.509849/0669Verfahren zur Herstellung eines Trichters nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man eine geeignete Menge Wasser zu einem gemischten Pulver der erwähnten Zusammensetzung zugibt, so daß ein feuchtes und fließfähiges Gemisch erhalten wird, das Gemisch, gegebenenfalls unter Druck, verformt, entwässert und aus der Form entnimmt und den geformten Körper dann trocknet.509843/0669
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