DE2626986A1

DE2626986A1 - Zwischenbehaelter

Info

Publication number: DE2626986A1
Application number: DE19762626986
Authority: DE
Inventors: John Henry Courtenay; Kenneth Thomas Eccleston; Birmingham Grossbrita Nechells; Martin Bernard Peter Wardell
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1975-06-17
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-13
Also published as: FR2314789A1; ES448926A1; SE7606872L; DE2626986C2; EG12938A; FR2314789B1; IT1062340B; BR7603893A; JPS522831A; CH604980A5; AR206969A1

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 2 ß ? G 9 8 fi

Köln, den 2. Juni 1976 1o2

Foseco Trading A.G., Langenjöhnstraße 9, 7ooo Chur/Schweiz

Zwischenbehälter

Die vorliegende Erfindung betrifft Zwischenbehälter, zur Verwendung beim Gießen von Metallen, insbesondere beim Stranggießen von Stahl.

Bei einem Zwischenbehälter handelt es sich um ein Gefäß, das sich zwischen einer Pfanne und einer Gießform befindet und als Vorratsbehälter mit konstanter Badhöhe dient. Der Zwischenbehälter ist in der Regel ein Gehäuse mit einem Boden und Seitenwänden, wobei Gießrohre im Boden in einer Gießrohröffnung für den Austritt des geschmolzenen Metalls angeordnet sind. Das Innere des Gehäuses ist mit feuerfesten Ziegeln oder mit einer monolithischen Feuerfestauskleidung permanent ausgekleidet, während der Aufprallbereich auf dem Boden, auf dem der Strahl aus flüssigem Metall von der Pfanne fällt, zusätzlich eine schützende Auskleidung besitzen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zwischenbehälter vorgeschlagen, der aus einer Wanne mit einem Boden und hochstehenden Seitenwänden sowie wenigstens einer Austrittsöffnung im Boden besteht, wobei die Wanne eine permanente Feuerfestauskleidung und wenigstens einen verbrauchbaren Damm aus feuerfestem wärmeisolierendem Material besitzt, der sich von dem Boden der Wanne nach oben erstreckt und zwischen dem Aufprallbereich des Bodens und der oder jeder Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei der

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Damm dazu dient, ein Fließen des anfänglich in den Zwischenbehälter gegossenen Metalls von dem Auftreffbereich zu der oder jeder Austrittsöffnung einzuschränken oder zu verhindern.

Mit dem Ausdruck "verbrauchbarer Damm" ist ein Damm gemeint, der während der Benutzung wenigstens teilweise verbraucht wird und jedesmal ersetzt werden muß, wenn der Zwischenbehälter von geschmolzenem Metall geleert wird. Dieser Damm wird aus feuerfestem wärmeisolierendem Material mit niedriger thermischer Leitfähigkeit und niedriger spezifischer Wärme hergestellt.

Der oder die verbrauchbaren Dämme können die Zwischenbehälterarbeitsweise durch wesentliches Herabsetzen des Umherspritzens von geschmolzenem Metall verbessern, wenn dieses von der Pfanne in den Zwischenbehälter eintritt, wodurch die Ausbildung von Metallbären reduziert wird. Der Zwischenbehälter hat zu diesem Zweck wenigstens einen verbrauchbaren Damm in Form eines Riegels aus feuerfestem wärmeisolierendem Material, der sich zwischen gegenüberliegenden Seiten der Wanne benachbart dem Auftreffbereich hiervon erstreckt.

Vorzugsweise sind zwei Paare von Riegeln zwischen gegenüberliegenden Seiten der Wanne angeordnet, wobei ein Paar an den Seiten des Auftreffbereichs in oder auf dem Boden der Wanne und das andere vertikal über "dem ersten benachbart der Oberkante jeder Seitenwand angeordnet ist. Im Betrieb dienen die unteren Riegel als Dämme und schließen das Metall, das in den Zwischenbehälter eintritt, ein, um einen Vorrat oder Sumpf aus geschmolzenem Metall zu liefern, in den der Metallstrahl dann hineinfallen kann, so daß die Abnutzung des Auftreffbereichs reduziert wird. Das obere Paar kann ebenfalls als Dämme dienen, wobei die untere

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Kante der oberen Dämme an der gewünschten konstantenHöhe des geschmolzenen Metalls in dem Zwischenbehälter während des Betriebs angeordnet sind. Es ist üblich, auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Zwischenbehälter während des kontinuierlichen Gießens ein wärmeisolierendes Abdeckpulver anzuordnen, wobei die oberen Dämme das Abdeckpulver daran hindern, in den Metallstrahl von der Pfanne zum Zwischenbehälter einzutreten. Auf diese Weise kann ein Verspritzen von flüssigem Metall, eine Abnutzung des Auftreff bereichs und die Bildung von Bären reduziert werden.

Erfindungsgemäß kann ferner wenigstens ein verbrauchbarer Damm benachbart der oder den Austrittsöffnungen angeordnet sein, um den Verschleiß im Bereich der Austrittsöffnungen zu reduzieren und ein Ersetzen oder Reparieren der Austrittsöffnungen zu vereinfachen.

Der Damm kann hierbei aus einer einfachen Wand bestehen, jedoch ist es bevorzugt, daß jede Austrittsöffnung von dem Damm umgeben wird. Dieser Damm kann daher aus vier Wänden bestehen, die zusammen einen kastenförmigen Querschnitt bilden, oder er kann aus einem einstückigen vorgeformten Rohrstutzen bestehen. Bevorzugt wird ein Damm in Form eines zylindrischen Rohrstutzens.

Wenn das geschmolzene Metall in den Zwischenbehälter gegossen wird, der relativ kühler als das Metall ist, neigt das geschmolzene anfänglich in den Zwischenbehälter gegossene Metall dazu, sich abzukühlen und einen dünnen Bären auf dem Boden des Zwischenbehälters zu bilden. Bei einem erfindungsgemäßen Tundish wird hingegen durch den Damm um die Austrittsöffnung sichergestellt, daß die dünne feste Metallhaut entfernt von der Austrittsöffnung gebildet wird und daß das nachfolgende flüssige Metall über diese dünne "

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Metallhaut und über den Damm in die Austrittsöffnung fliessen kann. Ferner kann der Auftrieb des flüssigen Metalls beim Gießen bewirken, daß Fremdbestandteile in dem Zwischenbehälter verbleiben, nachdem der Tundish derart ausgekleidet ist, daß er zu der Austrittsöffnung hin absinkt. Die Anwesenheit eines Damms verhindert das Eintreten derartigen Fremdmaterials in die Austrittsöffnung.

Die Dicke des Damms beträgt vorzugsweise etwa 25 bis 35 mm, wobei sich der Damm vorzugsweise bis zu etwa 5o mm oberhalb des Bodens des Zwischenbehälters erstreckt.

Der Zwischenbehälter kann beispielsweise gemäß der GB-PS 1 364 665 ausgebildet sein, wobei die Wanne eine weitere

innere verbrauchbare Auskleidung für die Seitenwände und besitzt

den Boden/, die im Betrieb mit dem geschmolzenen Metall in Berührung steht, wobei diese weitere Auskleidung vorgeformte Platten aus feuerfestem wärmeisolierendem Material besitzt, und wobei der Auftreffbereich des Zwischenbehälters zusätzlich entweder mit einem hochverschleißfestem Material oder mit verschleißendem Material ausgekleidet ist.

Um die gesamten Vorteile der Erfindung zu erhalten, wird es bevorzugt, die oben genannten Ausführungsformen zusammen zu benutzen, d.h. einen Zwischenbehälter zu schaffen, der wenigstens einen verbrauchbaren Damm aus feuerfestem wärmeisolierendem Material, der sich zwischen gegenüberliegenden Seiten der Wanne benachbart dem Auftreffbereich erstreckt, zusammen mit einem verbrauchbaren Damm aus feuerfestem wärmeisolierendem Material benachbart jeder Austrittsöffnung aufweist.

Im allgemeinen können der oder die Dämme, die in dem erfindungsgemäßen Zwischenbehälter verwendet werden, aus

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einem Material bestehen, das einen hauptsächlichen Anteil an teilchenförmigen! feuerfestem Material, einen kleineren Anteil an anorganischem und/oder organischem Fasermaterial und organisches Bindemittel, insbesondere ein Kunstharzbindemittel enthält. Vorzugsweise weist ein derartiges Material 75 bis 9o Gew.% Feuerfestmaterial, bis zu 15 Gew.% Fasern und bis zu 1o % Bindemittel auf, wobei es vorzugsweise eine Dichte von o,8 bis 1,5 g/cm und eine thermische Leitfähigkeit von weniger als o,ooo7 c.g.s.-Einheiten besitzt.

Als geeignete Materialien kommen infrage für das feuerfeste Material: Siliciumdioxid, z.B. Quarzsand

oder Quarzmehl, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, feuerfeste Silikate, wie Aluminium- oder Magnesiumsilikate und/oder kohlenstoffhaltige Materialien wie Graphit oder Elektrodenmehl ,

für das Fasermaterial: Asbest, Calciumsilikat, z.B. Schlak-

kenwolle, Aluminiumsilikat und/oder Zellulosefasern, beispielsweise Papier,

für das Bindemittel: Stärke, Phenolformaldehydharz und/oder

Harnstoff-Formaldehydharz.

Beispielsweise können die Dämme etwa in Form eines Rohrstutzens oder eines Riegels aus einer Mischung folgender Materialien hergestellt sein (Angaben in Gew.%):

Quarzsand 4o bis 45

Quarzmehl 4o bis 45

Schlackenwolle 2 bis 6

Kunstharzbindemittel 3 bis 9

Papier 2 bis 6.

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Zum Herstellen eines Rohrstutzens kann die obige Mischung mit Wasser aufgeschlämmt und die wässrige Aufschlämmung zu einem Rohr ausgeformt werden, das dann getrocknet und gebrannt wird. Hierbei ergibt sich beispielsweise für den gebildeten Rohrstutzen eine Dichte von 1 bis 1,2 g/cm .

Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metall, vorzugsweise Stahl, wobei ein erfindungsgemäßer Zwischenbehälter verwendet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert .

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Zwischenbehälters im Schnitt.

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Zwischenbehälters von Figur 1 von oben, wobei verschiedene Teile weggeschnitten sind.

Figuren 3 und 4 zeigen aufeinanderfolgende Stadien des Gießens eines Metallstrahls von einer Pfanne in den Zwischenbehälter von Figur 1.

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Zwischenbehälters.

Figuren 6 und 7 zeigen Ausschnitte des Zwischenbehälters von Figur 5 im Bereich der Austrittsöffnungen.

Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Zwischenbehälter besteht aus einer Metallwanne mit einem Boden 1 und einstückig damit verbundenen aufwärts gerichteten Seitenwänden 2. Gießöffnungen 3 sind im Boden 1 angeordnet. Wie in Fi-

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gur 2 dargestellt ist, besitzt die Wanne eine innere permanente Auskleidung 4 aus feuerfesten Ziegeln, die von einer verbrauchbaren Auskleidung 5 aus vorgeformten Platten 6 aus feuerfestem' wärmeisolierendem Material abgedeckt ist, die sehr gute Wärmeisolierungseigenschaften und eine niedrige spezifische Wärme besitzen. Die Platten 6 greifen durch gefalzte Kanten 7 ineinander. Ein Auftreffbereich für das in den Zwischenbehälter zu gießende Metall befindet sich auf dem Boden 1 und ist durch feuerfeste Ziegel 9 zum zusätzlichen Schutz gegen die erosive Wirkung des Metalls bedeckt. Eine vorgeformte Platte 6a (nur eine gezeigt) ist an jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten des Auftreffsbereichs 8 angeordnet, wobei diese Platten 6a durch verbrauchbare Riegel verkeilt sind, die in Paaren am Boden der Platten und benachbart dem oberen Ende angeordnet sind. Die Riegel können in den gewünschten Stellungen in irgendeiner bekannten Weise gehalten sein und bestehen aus feuerfestem wärmeisolierendem Material von geringer thermischer Leitfähigkeit und geringer Wärmekapazität. Die Seiten der Ziegel 9 benachbart dem Auftreffbereich 8 sind von einem Steg 21 aus feuerfestem Material bedeckt.

Im Betrieb wird der Zwischenbehälter unterhalb einer Pfanne 22 mit dem Auftreffbereich 8 unterhalb der Austrittsöffnung der Pfanne 22 angeordnet. Das geschmolzene Metall 24 strömt dann von der Austrittsöffnung 23 auf den Auftreffbereich 8r wobei die unteren Riegel 2o dazu dienen, das Metall im Auftreffbereich einzudämmen, um das Verspritzen von flüssigem Metall zu minimalisieren und einen Metallsumpf über den Ziegeln 9 zu bilden. Die unteren Riegel 2o dienen also zunächst als Damm, bis genügend Metall eingegossen ist, so daß dieses über die Riegel strömen kann, wie in Figur

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dargestellt ist. Wenn der Metallspiegel ansteigt, erreicht er die untere Kante der oberen Riegel 2o. Dann wird wärmeisolierendes Abdeckpulver 25 auf die Oberfläche des flüssigen Metalls zwischen den oberen Riegeln 2o und den Enden des Zwischenbehälters gegeben. Die Riegel 2o dienen dann als Dämme, um ein Eindringen der Schicht aus Abdeckpulver 25 in den Metallstrahl von der Pfanne zu verhindern. Die Riegel 2o dienen ferner dazu, die Bildung eines Bären in Bereichen, die nicht von der Abdeckpulverschicht 25 bedeckt sind, zu beschränken. Die Riegel 2o dienen außerdem zum Halten der Platten 6a in ihrer Stellung.

Die Riegel können irgendeine gewünschte Form besitzen, wobei sich die oberen Riegel über die Oberkante der Zwischenbehälterwandung hinaus erstrecken können.

Der in den Figuren 5 .bis 7 dargestellte Zwischenbehälter besitzt eine äußere Metallwanne 1o mit einem Boden 11 und einstückig damit verbundenen Seitenwänden 12. Die Metallwanne 1o ist zunächst mit einer permanenten Auskleidung aus feuerfesten Ziegeln 13 versehen, auf denen eine verbrauchbare Auskleidung angeordnet ist, die aus Platten aus wärmeisolierendem feuerfestem Material 14 gebildet sind. Der Boden 11 weist Austrxttsöffnungen 15 auf, von denen jede mit einem verbrauchbaren Rohrstutzen aus feuerfestem wärmeisolierendem Material 16 umgeben ist.

Wie in Figur 6 gezeigt ist, erstreckt sich der Rohrstutzen 16 vom Boden des Austritts der Ausgußöffnung 15 nach oben bis oberhalb der Auskleidung 14, wobei der Ausguss 15 innerhalb der öffnung angeordnet ist. Der Rohrstutzen ist derart bemessen, daß er sich etwa 25 bis 35 mm oberhalb

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der Auskleidung 14 erstreckt. Der Ausguss 15 umfasst einen äußeren Ausgussblock 17, in dem ein innerer Ausgussblock angeordnet ist, der den Ausgussdurchlass 19 bildet. Beide Ausgussblöcke sind aus feuerfestem Material hergestellt. Wie in Figur 7 gezeigt ist, kann der Rohrstutzen 16 auch auf einem äußeren Ausgussblock 17 angeordnet sein, der in die permantente feuerfeste Auskleidung als permanentes Futter eingesetzt ist.

Im Betrieb wird das geschmolzene Metall in den Zwischenbehälter auf ein Gießpolster im Auftreffbereich (nicht gezeigt) gegossen und fließt über die Ausgüsse 15 ab. Der Metallstrom kühlt sich zu Beginn auf dem relativ kühleren Zwischenbehälterboden ab und bildet eine dünne feste Metallschicht unterhalb der Höhe der Oberkante des Rohrstutzens 16. Nachfolgendes flüssiges Metall strömt über diese feste Metallschicht und über die Oberkante des Rohrstutzens 16 und dann in den Ausguss 15. Da die feste Metallschicht von dem Ausguss durch den Rohrstutzen 16 ferngehalten wird, ist es relativ einfach, die Ausgüsse zu ersetzen oder zu reparieren.

Der aus feuerfestem Material bestehende Damm beispielsweise in Form eines Rohrstutzens 16 kann eine exotherme Komponente enthalten, die zusätzliche Hitze im Ausgussbereich zuführen kann.

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Claims

- 1ο - Patentansp r ü c h e

1. Zwischenbehälter, bestehend aus einer Wanne mit einem Boden und nach oben gerichteten Seitenwänden, wobei wenigstens eine Ausgussöffnung im Boden angeordnet ist, und mit einer permanenten Feuerfestauskleidung, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein verbrauchbarer Damm aus feuerfestem wärmeisolierendem Material vorgesehen ist, der sich vom Boden des Zwischenbehälters aufwärts erstreckt und zwischen dem Auftreffbereich am Boden und dem oder jedem Ausguss angeordnet ist, wobei der Damm anfänglich das in den Zwischenbehälter gefüllte Metall daran hindert oder beschränkt, von dem Auftreffbereich zu dem oder den Ausgüssen zu strömen.

2. Zwischenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein verbrauchbarer Damm in Form eines Riegels aus feuerfestem wärmeisolierendem Material sich zwischen gegenüberliegenden Seiten des Zwi-sschenbehälters benachbart dem Auftreffbereich erstreckt.

3. Zwischenbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von Riegeln sich zwischen gegenüberliegenden Seiten des Zwischenbehälters erstrecken, wobei ein Paar an den Seiten des Auftreffbereichs in oder auf dem Boden des Zwischenbehälters und das andere Paar vertikal darüber benachbart der Oberkante jeder Seitenwand angeordnet ist.

4. Zwischenbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein verbrauchbarer Damm benachbart einem oder jedem Ausguss angeordnet ist.

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5. Zwischenbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder jeder Ausguss von einem verbrauchbaren Damm umgeben ist.

6. Zwischenbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Damm, der einen Ausguss umgibt, vier Wände aufweist.

7. Zwischenbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Damm, der einen Ausguss umgibt, aus einem einstückigen vorgeformten Rohrstutzen besteht.

8. Zwischenbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Damm aus einem Material mit 75 bis 9o Gew.% teilchenförmigem Feuerfestmaterial, bis zu 15 Gew.% Fasermaterial und bis zu 1o % aus einem organischen Bindemittel besteht.

9. Zwischenbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem der Damm besteht, eine Dichte von o,8 bis 1,5 g/cm und eine thermische Leitfähigkeit von weniger als o,ooo7 c.g.s.-Einheiten besitzt.

1o.Verfahren zum kontinuierlichen Giessen eines Metalls, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.

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