DE2624299A1 - Verschleissteile fuer metallschmelze enthaltende behaelter - Google Patents

Verschleissteile fuer metallschmelze enthaltende behaelter

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Description

  • "VerschleiRteile für Metallschmelze enthaltende Behälter" Die Erfindung bezieht sich auf mit metallischer Schmelze in Berührung kommende Verschleißteile, wie Stopfen, Hülsen, insbesondere Verschlußplatten für Schieberverschlüsse an Stahlschmelze enthaltenden Behältern.
  • Verschleißteile sind im allgemeinen Teile, die nach Erreichen einer Verschleißgrenze stets erneuert beziehungsweise ausgetauscht werden müssen, um die Sicherheit der mit ihnen betriebenen Aggregate nicht zu gefährden. Sie sind meist hohen thermischen, chemischen und gegebenenfalls erosiven Angriffen ausgesetzt und müssen in manchen Fällen darüber hinaus noch erheblichen Festigkeitsbeanspruchungen standhalten. So ist beispielsweise bei Verschlußplatten für Schieberverschlüsse Voraussetzung, daß die Schieberplatte trotz Formveränderungen, denen das feuerfeste Plattenmaterial durch unvermeidbare Temperaturunterschiede ausgesetzt ist, bei zuverlässiger Abdichtung einwandfrei beweglich bleibt und das Plattenpaar im Hinblick auf die thermischen, chemischen und erosiven Angriffe der durchfließenden Schmelze bei regelbarem Gießstrahlquerschnitt wenigstens eine Behälterentleerung durchsteht.
  • Flir solche und ähnliche Beanspruchungen werden bisher Verschleißteile aus hochwertigen trockenen, halbtrockenen und plastischen feuerfesten Stoff zusammensetzungen in relativ aufwendigen Stampft, Rüttel- und Pressverfahren mit mehr oder weniger kostspieliger Nachbehandlung hergestellt. Verschleißteile mit passgerechter Ausbildung bedürfen nach Ablauf von bezüglich Temperatur- und Zeitdauer präzise einzuhaltender Wärmebehandlungsverfahren zusätzlich einer sorgfältigen spanabhebenden Verformung. Beispielsweise sind an Platten von Schieberverschlüssen die Flächen, die mit anderen Flächen bei leichter Verstellmöglichkeit dichtend zusammenwirken sollen, äußerst eben zu schleifen. Aber auch Bohrungen, Nuten oder dergl. werden häufig durch spanabhebende Verformung vorgesehen, so daß vornehmlich paßgerechte, eine mechanische Bearbeitung erforderlich machende Verschleißteile erhebliche Produktionskosten verursachen.
  • Vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Herstellung von feuerfesten Verschleißteilen zu vereinfachen unter Einsatz bestimmte Voraussetzungen erfüllender Feuerbetone, die gleichzeitig neuen, von der Fachwelt wegen nicht überschaubarer Risiken gemiedenen Anwendungsbereichen zugänglich gemacht werden sollen.
  • Hierzu kann davon ausgegangen werden, daß die Fachwelt den Einsatz von Betonformkörpern, beispielsweise als feuerfeste Verschlußplatten am Ausguß eines zum Ab gießen von Stahl verwendeten Behälters, für aussichtslos hielt, vor allem im Hinblick auf die von der ausfließenden Schmelze verursachten außergewöhnlichen Beanspruchungen, bestehend aus plötzlich auftretenden Temperaturschocks und starken erosiven Abwaschwirkungen des bis 120 mm starken Gießstrahls.
  • Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Verwendung eines hydraulisch abbindenden tonerdereichen feuerfesten Feuerbetons mit einer am getrockneten Rcherzeugnis gemessenen kaltdruckfestigkeit von wenigstens 400 Kp/cm². die nach Brand bei 1400° C wenigstens 700 kp/cm2 beträgt und einer Formbeständigkeit bei 14000 C von wenigstens + 0,2ob für mit Metallschmelze in Berührung kommende Verschleißteile, insbesondere für die Schieber- und/oder Bodenplatte von Schieberverschlüssen an Stahlschmelze enthaltenden BePhältern.
  • Auf diese Weise läßt sich die Herstellung insbesondere von Plattenpaaren für Schieberverschlüsse wesentlich vereinfachen, da in eine Form gegossener Beton sich den Formflächen genau anpaßt und glatte, saubere Flächen der Form auch glatte, saubere Gegenflächen am Formkörper liefern. Folglich ist es möglich, die Gleitflächen von Schieberplatten mit großer Genauigkeit schon während der Formung der Platten zu erreichen, so daß langwierige mechanische Nacharbeiten fortfallen. Ebenso können die Durchflußöffnungen direkt eingeformt und so die Platten in fertigem Zustand entnommen werden.
  • Die tonerdereichen Betone mit den vorgeschriebenen physikalischen Eigenschaften gewährleisten die Betriebssicherheit aus ihnen hergestellter Verschleißkörper auch gegenüber hohen- Beanspruchungen infolge Wärmespannungen sowie chemischen und erosiven Angriffen. Dabei ist es von wesentlichem Vorteil, wenn der Feuerbeton Korund und aktive Tonerde als Zuschlagstoffe hat und weniger als 15% Tonerdezement mit nicht mehr als 22 Kalk aufweist, gegebenenfalls ein Verfltissigungsmittel eingebracht wird und die Analyse vorzugsweise wenigstens 96 A1203, weniger als 3% Ca0 und weniger als 0,5% SiO enthält. Der hohe Anteil an A1203 wirkt sich vorteilhaft auf die Temperaturwechselbeständigkeit des Betonformkörpers aus. Hinzu kommt eine ebenfalls für die Temperaturwechselbeständigkeit günstige Gesamtporosität zwischen 23 und 27 VolVo an ausschließlich beispielsweise für eine Teertränkung bestens geeigneten offen Poren.
  • Bei den Zuschlagstoffen Korund und aktiver Tonerde beträgt der Anteil der Tonerde zweckmäßig zwischen 5 und 15%, wobei es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung für bestimmte Anwendungszwecke besonders zweckmäßig sein kann 1 bis 5% der Zuschlagstoffe durch einen Spinell bildenden Stoff, vorzugsweise MgO oder MgO liefernde Verbindungen, zu ersetzen. Die im Beton enthaltene Magnesia reagiert bei etwa 10000. C mit den nach der Dehydratation des Bindemittels entstehenden Zerfallprodukten zu Spinell, MgO.Al203. Das Gefüge des Betons wird dadurch fester und dichter und folglich auch beständiger gegen Infiltration von Stahlschmelze und gegen Schlackenangriffe, bei deren Auftreten im Stahlbad die Spinellbildung bereits erfolgt ist. Anstelle von MgO lassen sich auch NiO, CoO und ZnO sowie Verbindungen, die diese Oxide bilden, einsetzen.
  • Falls eine weitere Erhöhung der Schlackenresistenz des Formkörpers erwünscht ist, kann dies zxreckm§ßig durch Zusatz von bis zu 50/0 Ruß oder Graphit geschehen.
  • In machen Fällen ist zu empfehlen, bis 7% der Zuschlagstoffe durch Chromoxid zu ersetzen, um der Benetzung des Formkörpers durch flüssige Schmelze und Schlacke entgegenzuwirken. Außerdem liegen. zweckdienlich die Zuschlagstoffe unter C,5 mm in runden Körnern vor, was für die FesLigkeit der Formkörper zusätzlich einen positiven Effekt bringt.
  • Die Herstellung eines feuerfesten Verschleißteiles ist nachstehend an Hand einer Mischungen, Körnungen und Eigenschaftswerte von fünf im Rahmen der Erfindung liegenden Feuerbetonen enthaltenden Tabelle beschrieben.
  • In eine der Gestalt einer Schieberplatte entsprechende Form wurde-ein Beton gemäß den Positionen 1 bis 5 eingegossen und vibriert. Das anschließende Abbinden und Erhärten dauerte 12 Stunden. Nach dem Ausformen blieb die Platte 48 Stunden unter Raumtemperatur stehen, um dann einer den Herstellungsprozeß abschließenden Trocknung bei 1100 C unterzogen zu werden.
  • Zur Prüfung der Festigkeitswerte bei höheren Temperaturen wurde die Platte zunächst bei 6000 C wärmebehandelt und nach Abkühlung die Kaltdruckfestigkeit gemessen Der Vorgang ist bei 14000 C wiederholt worden.
  • Die in der Tabelle angegebene Brennschwindung nach dem Brand bei 14000 C in % ist identisch mit der erfindungsgemäß geforderten Formbeständigkeit des Feuerbetons.
  • Hinweise über die Verwendbarkeit eines Feuerbetons für Verschleißteile insbesondere für das Plattenpaar von Schieberverschlüssen gibt auch der Peelingtest.
  • Daran sind folgende Bedingungen geknüpft: Ein Plattenstück 100 x 100 mm mit glatter (geschliffener) Fläche wird auf einer Zone von ca. 30 mm Durchmesser mittels eines autogenen, zum Durchbrennen von 20 bis 30 mm starken Blechen geeigneten Schweißbrenners erhitzt.
  • Der Sauerstoffdruck beträgt dabei 2,5 atü, der Druck des Azetylengases 0,5 atü. Der Abstand der Düse des durch ein Stativ festgehaltenen Brenners zur Platte beträgt 50 mm und die Versuchszeit 1 5 sec.
  • Erfolgt kein Absplittern, dann eignet sich das Material sehr gut zum Herstellen von Plattenpaaren für Schieberverschlüsse. Das Material ist brauchbar, wenn sich bei nachträglichem Kratzen am Prüfkörper Partikel ablösen, aber unbrauchbar sobald Absplitterungen nährend des Testes erfolgen.
  • Beispiel 1 2 3 4 5 Sinterkorund mit 99 % Al2O3 3,15 - 6 mm 17,50 17,50 17,50 17,50 17,50 1 - 3,15 mm 22,50 22,50 22,50 22,50 22,50 0,5 - 1 mm 7,50 7,50 7,50 7,50 7,50 0.09 - 0.5 mm 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 Chromoxid gt 0,09 mm 21,00 16,00 21,00 15,00 16,00 aktive Tonerde gt 0,09 mm - 5,00 - - -Tonerdezement mit 80 % gt 0,09 mm 9,00 9,00 5,00 11,00 9,00 Al2O3 und 19 % CaO - mm 9,95 9,95 9,95 13,95 9,95 Verflüssiger für Tonerdezement (Folyelektrolyt) - 0,05 9,95 Mg0 gt 0,09 mm - 0,05 0,05 0,05 0,05 Graphitmehl - - 4,00 - -Wasserzuzatz (1/100 kg %100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Trockenwasse) Kaltdrockfestigkeit (Kp/cm²) 1000 8,0 6,0 6,0 5,0 6,0 nach dem Trochnen bei 110°V 1000 720 550 550 1200 630 nach wärnebchandlung bei 600°C 1000 720 550 550 1200 560 * nach Brennen bei 1400°C 810 1200 1200 1200 1080 * Gesamtporosität nach Wärmebehendlung bei 600°C, (Vel. -%) 24 22 23 23 27 * Brennschwindung nach dem Brand bei 1400°C, (%) +0,1 +0.2 +02 -0,1 +0,1 * * = reduzierter Brand

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Verwendung eines hydraulisch abbindenden hochtonerdehaltigen feuerfesten Feuerbetons mit einer am getrockneten Roherzeugnis gemessenen Kaltdruckfestigkeit von wenigstens 400 kp/cm2, die nach Brand bei l400°C wenigstens 700 kp/cm2 beträgt und einer Formbeständigkeit bei 14000C von wenigstens + 0,2% für mit Metallschmelze in Berührung kommende Verschleißteile.
  2. 2. Verwendung eines Feuerbetons mit Korund und aktiver Tonerde als Zuschlagstoffe, einem weniger als 22% Kalk enthaltendem Tonerdezement und gegebenenfalls einem Verflüssigungsmittel sowie einer Analyse von wenigstens 96% Al203, weniger als 3% CaO und weniger als 0,5% SiO2 zum Zwecke nach Anspruch 1.
  3. 3. Verwendung von Feuerbeton nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bis 5% der Zuschlagstoffe durch einen Spinell bildenden Stoff vorzugsweise MgO oder MgO liefernde Verbindungen ersetzt sind.
  4. 4. Verwendung von Feuerbeton nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bis 5% der Zuschlagstoffe durch Ruß, Pech oder Graphit ersetzt sind.
  5. 5. Verwendung von Feuerbeton nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bis 7% der Zuschlagstoffe durch Chromoxid ersetzt sind.
  6. 6. Verwendung von Feuerbeton nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuschlagstoffe unter 0,5 mm in Form runder Körner vorliegen.
  7. 7. Verwendung von Feuerbeton nach den Ansprüchen 1 bis 6 für die Schieber- und/oder Bodenplatte von Schieberverschlüssen an Stahlschmelze enthaltenden Behältern.
  8. 8. Verwendung von Feuerbeton nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die geformten Verschleißteile mit Teer getränkt sind.
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