DE2539198C3 - Verfahren zum Gießen eines MeIaIlblocks durch steigenden Guß in einer Kokille - Google Patents
Verfahren zum Gießen eines MeIaIlblocks durch steigenden Guß in einer KokilleInfo
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Description
Γ ie vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Gi..'Ben eines Metallblocks durch steigenden Guß in einer Kokille, wobei vor dem Gießen eine mehrschichti-
w ge Platte aus einer vorgeformten Sdrcht aus einem
Antilunkermaterial mit einem exothermen Material, einer vorgeformten Schicht aus feuerfestem Material,
einem Fasermaterial und einem Bindemittel und einer vorgeformten Schicht enthaltend ein Flußmittel, ein
·»·-> Fasermaterial und ein Bindemittel in der Kokille
angeordnet wird.
Ein derartiges Verfahren wurde in der DE-OS 32 950 vorgeschlagen, gemäß der eine dreischichtige
Platte verwendet wird, wobei jedoch die einzelnen
V) Schichten jeweils gleiche Größe besitzen und derart
angeordnet sind, daß die das Flußmittel enthaltende Schicht nach unten gerichtet ist worauf die das
exotherme Mittel enthaltende Schicht und anschließend als oberstes die wärmeisolierende Schicht folgen. Eine
V) genaue Einstellung des Entflammungszeitpunktes für
das Antilunkermittel kann hierdurch nicht erreicht werden.
Ferner ist aus der BE-PS 6 40 840 die Verwendung einer zweischichtigen Platte zum Blockgießen bekannt
Wi bei der aufgrund des Fehlens der Schicht aus
feuerfestem Material ebenfalls keine Einstellung des Entflammzeitpunktes für das Antiiunkermittel ermöglicht wird.
Die GB-PS 12 53 323 beschreibt die Verwendung von
h·, zwei Platten, von denen die untere aus exothermen und
die obere aus wärmeisolierendem Material besteht, wodurch jedoch ebenfalls keine Einstellung des
Entflammzeitpunktes rür das Antilunkermittel ermög-
licht wird-
Aus der US-PS 24 62 256 ist die Verwendung einer Platte aus drei Schichten zum BlockgieQen bekannt,
wobei die mittlere Schicht dazu dient, der Platte eine genügende Festigkeit zu geben, weshalb hierfür nicht '·
brennbare Fasern als Verstärkung verwendet werden. Die obere Schicht besteht aus wärmeisolierendem
Material, während an der Unterseite eine Schicht vorgesehen ist, die sich durch die Hitze des geschmolzenen
Materials auflöst und auf der Oberfläche des Metalls ι»
eine isolierende Schicht bildet. Jedoch ist auch hierdurch keine Einstellung des Enlflammzeitpunktes für das
Aritilunkermaterial möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, daß ι ~>
die genaue Einstellung des Entflammzeitpunktes für das Antilunkermaterial ermöglicht
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine mehrschichtige Platte verwendet wird, bei der die
Schicht aus feuerfestem Material eine kleinere Fläche .·<
> als die anderen Schichten besitzt, in einem mittleren Hohlraum der das Flußmittel enthaltenden Schicht
angeordnet ist und die Platte in der Kokille mk dem
Antilunkermaterial nach oben gerichtet angeordnet wird.
Dadurch, daß die feuerfeste mittlere Schicht in ihrer
Größe kleiner als die anderen beiden Schichten sind, wird trotz des hauptsächlich in der Mitte der
Mehrschichtenplatte erfolgenden Angriffs eine gleichmäßige Schicht aus Antilunkermittel auf dem gegosse- m
nen Block gebildet Zwar gleicht sich die aus dem Flußmittel gebildete Schicht auf dem Metall aus, da es
sich hierbei um eine Flüssigkeit handelt, jedoch geschieht dies nicht mit der festbleibenden Schicht aus
Antilunkermaterial. Falls die feuerfeste Schicht nicht r> vorhanden wäre, würde die Schicht aus Antilunkermaterial
in der Mitte durch den Gießstrahl eine Aushöhlung erhalten, was jedoch ebenso unerwünscht ist wie das
Anordnen der Platte aus feuerfestem Material in der Schicht aus Antilunkermaterial. -ι»
Als Antilunkermaterial kann die erste Schicht aus
einer Tafel aus einem Gemisch eines leicht oxydierbaren Metalls, wie Aluminium oder Calcium, eines feuerfesten
Materials, eines faserigen Materials, eines Binders und gegebenenfalls eines Oxydiermittels bestehen. 4 >
Massen aus Antilunkermitteln werden entweder als Pulver oder in bestimmter Form vorgeformt geliefert.
Da jedoch im allgemeinen die geformten Antilunkermittel gegenüber den pulverförrr.igen schlechtere Wärmeisoliereigenschaften
besitzen, enthalten die geformten v> Antilunkermittelgemische zur Verbesserung der Wärmeisolierung
nach dem Verbrennen vorzugsweise Zusätze, die ihre Ausdehnung während des Verbrennens
ermöglichen und porös werden. Für diese Zwecke ist es erwünscht, ein in der Hitze expandierendes Material v,
zuzusetzen, wie z. B. Vermiculit, Perlit, Obsidian oder
säurebehandelten expandierbaren Graphit. Unter diese wird der säurebehandelte Graphit am meisten bevorzugt.
Eine Rezeptur für ein Antilunkermittel, das solchen t>n
säurebehandelten ausdehnbaren Graphit enthält, ist beispielsweise in der JP-OS 16 627/74 beschrieben.
Die zweite Schicht der erfindungsgemäßen Platte besteht aus einem Mittel, das ein Flußmittel, ein
Fasermaterial und einen Binder enthält. Für diesen br>
Zweck geeignete FluBmittel sind beispielsweise Flugasche,
Natriumcarbonat, Hochofenschlacke, Wollastonit. Kryolith, Flußspat und Gemische hieraus. Geeignetes
Fasermaterial ist z. B. organisches oder anorganisches Fasermaterial, wie Papiermasse. Asbest und
Schlackenwolle, allein oder gemeinsam verwendet. Geeignete Binder sind z. B. Phenolformaldehyd-Harze,
Stärken, Tone und kolloidale Kieselsäuresole, entweder allein oder im Gemisch. Zusätzlich können in die zweite
Schicht Materialien, die sich in der Hitze ausdehnen, wie beispielsweise Vermiculit, Perlit, Obsidian und säurebehandelter
Graphit, eingearbeitet werden. Der Zusatz dieser Materialien kann erwünscht sein, weil sich dann
die Schicht aus Gußzusatz vergrößern kann und eine gute wärmeisolierende Schicht ergibt
Zusätzlich enthält die mehrschichtige Platte ein hitzebeständiges wärmeisolierendes Material im zentralen
Hohlraum der zweiten Schicht auf der Seite, die nicht direkt mit dem geschmolzenen Material in
Berührung steht, in Form eines hitzebeständigen Materials, eines Fasermaterials und eines Binders. Für
diesen Zweck geeignete wärmebeständige Stoffe sind SiO^-Sand, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Schamotte
und Gemische daraus. Als Fasermater"':il eignen sich
beispielsweise organische und/oder anorganische Fasern
wie Papiiermasse, Asbest Schlackenwolle und Gemische daraus. Geeignete Binder sind z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze,
Stärken, Tone, kolloidale Kieselsäuresole und Gemische daraus.
Wenn die erste Schicht unter Verwendung eines hitzebeständigen Materials, eines Fasermaterials und/
oder eines Binders hergestellt wurde, können diese dieselben sein, wie die oben für die zweit? Schicht der
mehrschichtigen Platte und/oder der vorgeformten hitzebeständigen Tafel beschriebenen Materialien.
Die oben beschriebenen drei Arten von Schichten können einzeln hergestellt und dann miteinander
verbunden werden. Zum Beispiel können sie mit einem Kleber zusammengeklebt genagelt oder mit Draht
zusammengebunden werden. Andererseits können sie aber auch als ein einziger Körper zusammen hergestellt
werden.
Vorzugsweise ist die hitzebeständige Schicht in der mehrschichtigen Platte dünner als die zweite Schicht.
Davor abgesehen hängt die Dicke und die Größe der Platte von der Größe des zu gießenden Blocks, von der
Gießgeschwindigkeit und anderen Verfahrensparametern ab.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Kokille bei Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
F i g. 2 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform der mehrschichtigen Platte, die erfindungsgemäß verwendet
wird.
Gemä3 F i g. 1 besitzt die mehrschichtige Platte eine erste Schicht 1 aus einem Antilunkermaterial, eine
zweite Schicht 2 aus einem Gußzusatz, der ein Flußmittel, ein Fasermaterial und einen Binder enthält,
und eine hitzebeständige Schicht 3 zwischen den beiden Schichten 1 und 2 Die Schichten 1, 2 und 3 werden
jeweils einzeln hergestellt, wobei die Schicht 2 mit
einem Hohlraum in der Mitte auf ihrer Oberseite versehen wird, in den die Schicht 3 eingesetzt wird. Die
Schicht 1 wird dann auf die Schicht 2 über den Hohlraum gelegt und die Schichten mit Hilfe eines
Klebstoffs zu einer einzigen Platte zusammengeklebt.
Beim Gebrauch wiru Jie Platte vor dem Gießen auf eine Bodenplatte 6 einer Kokille 5 gelegt, wobei die
Schicht 2 gegenüber der Bodenplatte 6 nach unten zu
liegen kommt. Dann wird durch einen Kanal 7 in der
Bodenplatte 6 geschmolzener Stahl 8 im GespannguD eingeleitet. Die Schicht 2 schmilzt nach und nach und
bildet eine Schicht 4 aus geschmolzenem Abdeckmaterial, das die Oberfläche des geschmolzenen Materials
bedeckt und von der Luft abschließt. Wenn geschmolzener Stahl 8 gegossen wird, schmilzt der mittlere Teil der
Schicht 2, auf den der Strom des geschmolzenen Stahls auftrifft, am schnellsten und wird dünner. Die Schicht 3
in der Mitte der Oberseite der Schicht 2 schmilzt jedoch nicht unter dem Einfluß der Hitze des geschmolzenen
Stahls. Daher ist selbst dann, wenn die Mitte der Schicht 2 schmilzt und eine öffnung bildet, die Oberfläche des
geschmolzenen Stahls noch von der Schicht 1 und 3 bedeckt und nicht der Luft ausgesetzt, Ferner
verhindern im Falle des Bruchs der Schicht 2 die Schicht 1 und 3 das Zerbrechen und vermeiden so jede
nachfolgende Qxydation der Oberfläche des geschmolzenen StBhIs.
Weiterhin kann unabhängig davon, ob der Mittelteil der Schicht 2 schnell schmilzt, die Schicht 3 die Zündung
der Schicht I verzögern, bis die Schicht 2 praktisch
vollständig zerstört ist. Dementsprechend ist es durch
geeignete Auswahl der Dicke und der Größe der Schicht 3 möglich, die exotherme Reaktion der Schicht 1
so einzustellen, daß sie zu dem Zeitpunkt eintritt, wenn die Wärmezufuhr am stärksten benötigt wird
Fig. 2 zeigt eine Platte, die beim Gießen großer
Brammen verwendet werden kann. Bei Verwendung einer solchen Brammenkokille muß die mehrschichtige
Platte auch groß und dementsprechend schwer sein. In diesem Fall kann sie in Form eines einzigen Körpers
bequem sowohl in der Herstellung als auch in der Handhabung sein. Es ist deshalb vorteilhaft, die Platte
wie in F i g. 2 gezeigt, zu unterteilen.
Fig. 1 zeigt den Umriß einer mehrschichtigen Platte
die in nach oben verjüngten Kokillen verwendet wird Vorzugsweise sind die Abmessungen der oberen Schichi
1 etwas geringer als die der Schicht 2, aber die Abmessungen der beiden Schichten können auch gleich
verwendet werden, können die Verhältnisse zwischer den beiden Schichten umgekehrt werden.
Claims (15)
1. Verfahren zum Gießen eines Metallblocks durch steigenden GuQ in einer Kokille, wobei vor
dem Gießen eine mehrschichtige Platte aus einer vorgeformten Schicht aus einem Antilunkermaterial
mit einem exothermen Material, einer vorgeformten Schicht aus feuerfestem Material, einem Fasermaterial und einem Bindemittel und einer vorgeformten
Schicht enthaltend ein Flußmittel, ein Fasermaterial und ein Bindemittel in der Kokille angeordnet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrschichtige Platte verwendet wird, bei der die Schicht
mit feuerfestem Material eine kleinere Fläche als die anderen Schichten besitzt, in einem mittleren
Hohlraum der das Flußmittel enthaltenden Schicht angeordnet ist, und die Platte in der Kokille mit dem
Antilunkermaterial nach oben gerichtet angeordnet wird.
2. Verfahreu aach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte verwendet, bei der die erste Schicht ein leicht
oxydierbares Metall, ein hitzebeständiges Material, ein Oxydationsmittel, ein Fasermaterial und einen
Binder enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte verwendet, bei der das leicht oxydierbare Metall
Aluminium oder Calcium ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, rlaß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, in der die erste und/oder die zweite Schicht ein Material enthält, das sich in der Hitze
ausdehnt
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte verwendet, Ln der das wärmeausdehnende Material
Vermiculit, Perlit, Obsidian oder säurebehandelter
Graphit ist
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, in der die zweite Schicht als Flußmittel Flugasche, Natriumcarbonat, Hochofenschlacke,
Wollastonit, Kryolith, Flußspat oder ein Gemisch hiervon enthält
7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, in der die erste und/oder die zweite Schicht und/oder die vorgeformte hitzebeständige
Tafel als Fasermaterial Papiermasse, Asbest, Schlakkenwolle oder ein Gemisch hieraus enthält
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, in der die erste und/oder zweite Schicht und/oder die vorgeformte hitzebeständige Tafel als
Binder ein Phenol-Formaldehyd-Harz, eine Stärke, einen Ton, ein kolloidales Kieselsäuresol oder ein
Gemisch hieraus enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, in der die erste Schicht und/oder die v'orgeformte hitzebeständige Tafel als wärmebeständiges Material SiO2-Sand, AI]O3, Magnesia,
Schamotte oder ein Gemisch hieraus enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet, die Tafeln enthält, die getrennt hergestellt wurden und dann miteinander verbunden
wurden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte verwendet, in der die Tafeln gemeinsam als
zusammenhängender Körper hergestellt wurden.
12. Verfahren nach Anspruch I bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Mehrschichtenplatte verwendet, in der die hitzebeständige Tafel eine
geringere Dicke besitzt als die Dicke der zweiten Schicht
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß man eine Mehrschichtenplatte
verwendet die in mehrere Untereinheiten zerlegt ist von denen jede mindestens die genannte erste und
.'weite Schicht enthält
14. Mehrschichtenplatte zur Vermeidung der Lunkerbildung und der Oxydation beim Gespanngießen von Stahl in Kokillen, dadurch gekennzeichnet daß sie eine erste Schicht besitzt die eine
vorgeformte Tafel darstellt und ein Antilunkermaterial mit einem exothermen Material enthält und eine
an die erste Schicht anschließende zweite Schicht, die eine vorgeformte Tafel mit einem Flußmittel,
einem Fasermaterial und einem Binder ist, wobei die zweite Schicht mittig einen Hohlraum besitzt der
mit einer vorgeformten hitzebestänriigen Tafel gefüllt ist die hitzebeständiges Material, Faiermaterial und einen Binder enthält
15. Mehrschichtenplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß sie in mehrere Einheiten
zerlegt ist von denen jede mindestens die genannte erste und zweite Schicht enthält
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