DE2626986C2

DE2626986C2 - Verwendung eines mindestens teilweise sich verbrauchenden Werkstoffes für Dämme in einem Zwischenbehälter, Werkstoff und Zwischenbehälter

Info

Publication number: DE2626986C2
Application number: DE19762626986
Authority: DE
Inventors: John Henry Courtenay; Kenneth Thomas Eccleston; Martin Bernard Peter Nechells Birmingham Wardell
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1975-06-17
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1982-12-16
Also published as: SE7606872L; FR2314789B1; IT1062340B; FR2314789A1; CH604980A5; AR206969A1; EG12938A; BR7603893A; ES448926A1; DE2626986A1; JPS522831A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung -to eines sich mindestens teilweise verbrauchenden Werkstoffes für Dämme in einem Zwischenbehälter, einen geeigneten Werkstoff sowie einen Zwischenbehälter mit diesem Werkstoff für die Dämme.

Bei einem Zwischenbehälter handelt es sich um ein -ti Gefäß, das sich zwischen einer Pfanne und einer Stranggießkokille 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 den der Strahl aus flüssigem Metall von der Pfanne fällt, zusätzlich eine schützende Auskleidung besitzen kann.

Aus der DE-OS 20 20 713 ist eine Vorrichtung zum Vergießen aluminiumberuhigter Stähle im Strang bekannt, in der eine Waune angeordnet ist, in der ein t>o Gießrohr endet, so daß sich eine Zwangsführung für den eingegossenen Strahl aus dem Gießrohr nach oben über die Oberkante der Wanne ergibt, wobei die Oberkante der Wanne praktisch auf der Höhe des Metallbades in der Vorrichtung angeordnet ist. Um die Verschleißanfäl- *'< ligkeit der Zwangsführung zu vermindern, soll die mit der Schlacke in Verbindung stehende Innenschicht aus einem resistenten und die Außenschicht aus einem normalen feuerfesten Material bestehen. Eine solche Einrichtung ist jedoch kompliziert und erfordert besonders technologische Maßnahmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eina Möglichkeit für eine verbesserte Gestaltung eines Zwischenbehälters aufzuzeigen, bei der der Auftreffbereich des eingeleiteten Gießstrahls auch ohne besondere Zwangsführungselemente für den Gießstrahl gegen Spritzer und die Ausbildung von sogenannten Bären sowie gegen einen zu leichten Verschleiß weitestgehend geschützt ist und die gegenüber den bekannten Vorschlägen ein leichteres Ersetzen und Reparieren der beanspruchten Teile erlaubt

Erfindungsgemäß wird dies durch die Verwendung eines Werkstoffes mit einem hauptsächlichen Anteil aus teilchenförmigen!, feuerfestem Material, einem kleinen Anteil an organischem und/oder organischem Fasermaterial und organischem Bindemittel, der während eines Gießvorgangs wenigstens teilweise verbrauchbar ist, für am Boden eines Zwischenbehälters zwischen dem Auftreffbereich der Schmelze und einem oder jedem Ausguß angeordnete Dämme erreicht.

Mit dem Ausdruck »verbrauchbarer Werkstoff« ist ein Werkstoff gemeint, der während der Benutzung wenigstens teilweise verbraucht wird und jedesmal ersetzt werden muß, wenn der Zwischenbehälter von geschmolzenem Metall geleert wird. Derartige Werkstoffe sind bekannt, jedoch lediglich für die Verkleidung der Innenwände eines Zwischenbehälters. Hierbei stützt sich die Verkleidung, die von innen durch den statischen Druck der Schmelze im Zwischenbehälter mechanisch beaufschlagt wird, gegen die Wand des aus feuerfesten Ziegeln gestalteten Zwischenbehälters ab und eine Zerstörung der Verkleidung kann so verhindert werden. Die Verwendung eines derartigen, sich zumindest teilweise verbrauchenden Werkstoffes für einen frei auf oder über dem Boden eines Zwischenbehälters angeordneten Damm ist nicht naheliegend. Eigentlich hätte man erwarten müssen, daß derartige Dämme den an sie gestellten Erfordernissen beim Einfüllen der Stahlschmelze nicht gerecht werden können. Insofern ist es überraschend, daß ein derartiger Werkstoff die Aufgabe nach der Erfindung lösen kann.

Gegenüber den bekannten Anordnungen zeichnet sich die Verwendung des genannten Werkstoffes insbesondere dadurch aus, daß nur geringe Materialmengen erforderlich sind, weitere Zwangsführungseinrichtungen entfallen und die Dämme leicht erneuert werden können.

Der Werkstoff soll eine niedrige thermische Leitfähigkeit und geringe spezifische Wärme aufweisen. Vorzugsweise besitzt das Werkstoffmaterial eine Dichte von 0,8 bis 1,5 g/cm³ und eine thermische Leitfähigkeit von weniger als 0,0007 c.g.s.-Einheiten.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Anteil des teilchenförmigen feuerfesten Materials 75 bis 90 Gewichtsprozent, der des Fasermaterials bis zu 15 Gewichtsprozent und der des organischen Bindemittels bis zu 10 Gewichtsprozent beträgt.

Als geeignete Materialien kommen für das feuerfeste Material: Siliziumdioxid, 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, Kalziumsilikat, z. B. Schlackenwolle, Aluminiumsilikat und/oder Zellulosefasern, beispielsweise Papier und für das organische Bindemittel, das insbesondere ein Kunst-

harzbindemittel sein kann: Stärke, Phenolformaldehydharz und/oder Harnstoff-Formaldehydharz in Frage.

Der oder die verbrauchbaren Dämme können die Zwischenbehälterarbeitsweise durch wesentliches Herabsetzen des Umherspritzens vom geschmolzenen Metall verbessern, wenn diese von der Pfanne in den Zwischenbehälter eintritt, wodurch c!ie Ausbildung von Metallbären reduziert wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Zwischenbehälter mit dem beschriebenen Werkstoff für die darin angeordneten Dämme, der gekennzeichnet ist durch Bodendämme quer zwischen seinen Seitenwänden beidseitig des Auftreffbereichs sowie vertikal über den Bodendämmen, benachbart der Oberkante jeder Seitenwand angeordnete Dämme. Die beiden oberen Dämme sind so angeordnet, daß ihre unteren Kanten an der gewünschten konstanten Höhe des geschmolzenen Metalls in dem Zwischenbehälter während des Betriebs angeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß wenigstens ein Ausguß im Zwischenbehälter von einem erfindungsgemäßen verbrauchbaren Damm umgeben ist, um auch den Verschleiß im Bereich der Austrittsöffnungen zu reduzieren und ein Ersetzen oder Reparieren derAustrittsöffnungen zu erleichtern.

Der Damm kann hierbei aus einer einfachen Wand, aus vier Wänden, die zusammen einen kastenförmigen Querschnitt bilden oder aber in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem einstückigen, vorgeformten zylindrischen Rohrstutzen bestehen.

Der Vorteil der Erfindung ist besonders groß, wenn die Dämme im Bereich der Austrittsöffnungen zusammen mit den Dämmen beidseits des Auftreffbereichs kombiniert werden.

Aufgrund des Temperaturgefälles neigt das geschmolzene, anfänglich in den Zwischenbehälter gegossene Metall dazu, sich abzukühlen und dabei einen dünnen Bären auf dem Boden des Zwischenbehälters zu bilden. Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung wird hingegen erreicht, daß die dünne feste Metallhaut entfernt von der Austrittsöffnung gebildet wird und das nachfolgende flüssige Metall über die Metallhaut und den Damm in die Austrittsöffnung fließen kann. Der Auftrieb des flüssigen Metalls beim Gießen kann bewirken, daß Fremdbestandleile im Zwischenbehälter verbleiben, wenn die Einrichtung so ausgekleidet ist, daß er zur Austrittsöffnung hin absinkt, was durch die erfindungsgemäße Anordnung verhindert werden kann.

Die Dicke das Dammes kann etwa 25 bis 35 mm betragen, wobei sich der Damm bis zu etwa 50 mm über den Boden des Zwischenbehälters nach oben hinaus erstrecken kann.

Die in den vorstehend genannten Formen hergestellten Dämme können aus einer Mischung folgender Materialien hergestellt sein (Angaben in Gewichtsprozent):

Quarzsand

Quarzmehl

Schlackenwolle

Kunstharzbinder

Papier

40 bis 45 40 bis 45

2 bis 6

3 bis 9 2 bis 6

Zum Herstellen eines Kohrstmzens 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 für den gebildeten Rohrstutzen eine Dichte von 1 bis 12 g/cm³.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zwischenbehälters, wobei ve^rschiedene Teile weggeschnitten sind,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenbehälters.

Der in F i g. 1 dargestellte Zwischenbehälter besteht ¹⁽¹ aus einer Metallwanne mit einem Boden 1 und einstückig damit verbundenen, aufwärts gerichteten Seitenwänden 2. Gießöffnungen (nicht dargestellt) sind im Boden 1 angeordnet. Die Wanne besitzt 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 8 für das in den Zwischenbehä/ter 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 (in Fig. 1 -' ist nur eine davon dargestellt) ist an jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten des Auftreffbereichs 8 angeordnet, wobei diese Platten 6a durch verbrauchbare Dämme 20,30 verkeilt sind, die in Paaren am Boden des Zwischenbehälters bzw. der Platten (Dämme 20) und benachbart deren oberen Enden (Dämme 30) angeordnet sind. Die Dämme 20, 30 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 je einem Steg 21 aus feuerfestem Material bedeckt.

Der Zwischenbehälter wird mit dem Auftreffbereich 8 unterhalb einer Austrittsöffnung einer Pfanne ⁴" angeordnet. Das geschmolzene Metall strömt dann aus der Pfanne durch deren Austrittsöffnung auf den Auftreffbereich 8, wobei die unteren Dämme 20 dazu dienen, das Metall im Auftreffbereich 8 einzudämmen, um das Verspritzen von flüssigem Material weitestge-^4> hcnd zu verhindern und einen Metallsumpf über den Ziegeln 9 zu bilden. Die unteren Dämme 20 dienen also zunächst als Barriere, bis genügend Metall eingegossen ist, so daß dieses über sie hinwegströmen kann. Wenn der Metallspiegel weiter ansteigt, erreicht er die untere '" Kante der oberen Dämme 30. Dann wird wärmeisolierendes Abdeckpulver auf die Oberfläche des flüssigen Metalls zwischen den oberen Dämmen 30 und den Enden des Zwischenbehälters gegeben. Die Dämme 30 dienen jetzt als Barriere, um ein Eindringen der Schicht " aus Abdeckpulver in den Metallstrahl von der Pfanne zu verhindern sowie die Bildung eines Bären in Bereichen, die nicht von der Abdeckpulverschicht bedeckt sind, zu beschränken und die Platten 6a in ihrer Stellung zu halten.

^Wl Die Dämme 20, 30 können irgendeine gewünschte Form besitzen, wobei sich die oberen Dämme 30 über die Oberkante der Zwischenbehälterwandung hinaus erstrecken können.

Die in Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsform

"" eines erfindungsgemäßen Zwischenbehälters besitzt eine äußere Metallwanne mit einem Boden 1 und einstückig damit verbundenen Seitenwänden 2. Die Mi-'tallwanne ist mit einer permanenten AnsklniHnnir 4

aus feuerfesten Ziegeln versehen, auf denen eine verbrauchbare Auskleidung 5 der beschriebenen Art angeordnet ist und durch Platten 6 gebildet wird. Der Boden weist Ausgußöffnungen 3 auf, von denen jede mit einem Damm in Form eines zylindrischen Rohrstutzens 16 aus verbrauchbarem, feuerfestem, wärmeisolierendem Material umgeben ist.

Dabei erstrecken sich die Rohrstutzen 16 vom Boden des Austritts der Ausgußöffnungen 3 bis über die Auskleidung 6, wobei die Ausgüsse 3 innerhalb der Öffnungen angeordnet sind. Die Rohrstutzen 16 sind derart bemessen, daß sie die Auskleidung 6 um etwa 25 bis 35 mm nach oben überragen. Die in Fig. 2 dargestellten Ausgüsse umfassen jeweils einen äußeren Ausgußblock, in dem ein innerer Ausgußblock angeordnet ist, der den Ausgußdurchlaß 19 bildet. Beide Ausgußblöcke sind aus feuerfestem Material hergestellt. Jeder Rohrstutzen 16 kann auch auf einem äußeren Ausgußblock angeordnet sein, der in die permanente feuerfeste Auskleidung 4 als permanentes Futter eingesetzt wird.

Im Betrieb wird das geschmolzene Metall in den Zwischenbehälter auf ein Gießpolster im Auftreffbe reich (nicht dargestellt) gegossen und fließt über die Ausgüsse 3 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 bzw. der Rohrstutzen(s) 16. Nachfolgen des flüssiges Metall strömt über diese feste Metallschicht und über die Oberkante des bzw. der Rohrstutzen(s) 16 und dann in den Ausguß bzw. die Ausgüsse 3. Da die feste Metallschicht von jedem Ausguß 3 durch den bzw. die Rohrstutzen 16 ferngehalten wird, ist es relativ einfach, die Ausgüsse zu ersetzen oder zu reparieren. Der in Form eines Rohrstutzens 16 gebildete Damm kann eine exotherme Komponente enthalten, die zusätzliche Hitze im Ausgußbereich zuführen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Werkstoffes mit einem hauptsächlichen Anteil aus teilchenförmigen!, feuerfestem Material, einem kleinen Anteil an anorganischem und/oder organischem Fasermaterial und organischem Bindemittel, der während des Gießvorgangs wenigstens teilweise verbrauchbar ist, für am Boden (1) eines Zwischenbehälters zwischen dem Auftreffbereich (8) der Schmelze und einem oder jedem Ausguß (3) angeordnete Dämme (16,20).

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des teilchenförmigen, feuerfesten Materials 75 bis 90 Gewichtsprozent der des Fasermaterials bis zu 15 Gewichtsprozent und der des organischen Bindemittels bis zu 10 Gewichtsprozent beträgt

3. Werkstoff nach einem der Ansprüche ' oder 2, gekennzeichnet durch eine Dichte von 0,8 bis 1,5 g/cm³ und eine thermische Leitfähigkeit von weniger als 0,0007 c.g.s.-Einheiten.

4. Zwischenbehälter mit einem Werkstoff für Dämme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vertikal über den Bodendämmen (20), beidseitig des Auftreffbereichs (8) und quer : zwischen seinen Seitenwänden (2) ein Paar Dämme (30) benachbart der Oberkante jeder Seitenwand (2) angeordnet sind.

5. Zwischenbehälter mit einem Werkstoff für Dämme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder jeder Ausguß (3) von einem verbrauchbaren Damm (16) umgeben ist.

6. Zwischenbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dämme (16) in Form eines Rohrstutzens ausgebildet sind.