DE2715707C2

DE2715707C2 - Vorrichtung zur Wärmeableitung unter dem Schmelzenauftreffbereich in einem Zwischengefäß

Info

Publication number: DE2715707C2
Application number: DE2715707A
Authority: DE
Inventors: Jean Louis Jouy-en-Josas Duchateau
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE2715707A1; JPS5640664B2; FR2347132B1; US4076224A; FR2347132A1; GB1542962A; BE853360A; JPS52123329A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmeableitung unter dem Schmelzenauftreffbereich in einem Zwischengefäß, das ein äußeres Metallgehäuse, daran anliegend eine dauerhafte, feuerfeste Auskleidung und eine innere verlorene Auskleidung aus Platten eines wärmeisolierenden Werkstoffes aufweist, und wobei der Schmelzenauftreffbereich aus einem hocherosionsbeständigen oder einem verschleißenden Werkstoff besteht.

Ein Zwischengefäß, wie es beim Stranggießen von Stahl verwendet wird, ist beispielsweise in der DE-OS 59 553 beschrieben. Das dort beschriebene Zwischengefäß umfaßt ein äußeres Metallgehäuse, eine dauerhafte Auskleidung aus feuerfestem Werkstoff, die an dem Gehäuse anliegt, und eine innere verlorene Auskleidung, die aus einem Satz von Platten aus wärmeisolierendem, feuerfestem Werkstoff hergestellt ist, wobei die Schmelzenauftrefffläche des Zwischengefäß« aus einem erosionsbeständigen Werkstoff oder einem verschleißenden Werkstoff besteht Im Gebrauch wird die dauerhafte Auskleidung durch die verlorene Auskleidung abgeschirmt, so daß die dauerhafte Auskleidung z. B. 100 Gießarbeitsgänge aushalten kann. Zusätzlich wird durch die Verwendung der inneren verlorenen Auskleidung die Notwendigkeit zum Vorheizen des gesamten Zwischengefäßes vor jedem Gießvorgang vermieden, und die Vorheizung kann auf die Auslaßdüse allein beschränkt werden.

In der DE-OS 24 35 895 ist ein modifiziertes Zwischengefäß beschrieben, bei dem die verlorene Auskleidung von der dauerhaften Auskleidung durch eine Schicht von im wesentlichen nichtgebundenem, teilchenförmigen, feuerfesten Werkstoff getrennt ist Die GB-PS beschreibt auch ein Auskleidungssystem für Zwischengefäße mit Mitteln, die, wenn das Zwischengefäß mit geschmolzenem Metall gefüllt Is^ bewirken, daß der Wärmeverlust aus dem Metall größer in der Fiäche ist, wo das geschmolzene Metall in das Zwischengefäß eintritt, d h, die sogenannte Schmelzenauftrefffläche, als in der Fläche oder ilen Flächen, von dtjen das geschmolzene Metall abgezogen wird. Ein derartiges Auskleidungssystem kann die Verwendung von Platten aus wärmeleitfähigem Werkstoff, z. B. aus einer gebundenen Siliciumcarbid/Graphitmischung, einschließen, die zwischen den Platten der verlorenen und der dauerhaften Auskleidung in Nähe der Schmelzenauftrefffläche angeordnet ist

In der FR-PS 14 54 395, insbesondere in Fig. 2, Teil 4, ist ein Zwischengefäß angegeben, worin eine Auftrefffläche für den in das Zwischengefäß fließenden Schmelzenstrahl durch einen hoch erosionsbeständigen Verschleißwerkstoff gebildet ist Bei diesem Zwischengefäß handelt es sich jedoch nicht um ein solches, das ein äußeres Metallgehäuse, darin anliegend eine dauerhafte feuerfeste Auskleidung und eine innere verlorene Auskleidung aufweist

Ferner beschreibt die DE-OS 20 59 543 ein mit feuerfestem Material ausgekleidetes Gießgefäß zur Verwendung zwischen Abstichpfanne und Gießkokille von Stahlstranggußanlagen, wobei die feuerfeste Auskleidung des Gefäßbodens im Auftreffbereich des Metallstrahls mit einer aus metaUkeramischem Werkstoff bestehenden Prallplatte versehen ist, die Mittel zur vom Gefäßboden weggerichteten Wärmeableitung aufweist Die Verwendung von derartigen kompliziert geformten Metall-Keramik-Einheiten ist jedoch verhältnismäßig teuer, und deren Verwendung ist mit Schwierigkeiten verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung zur Wärmeableitung unter dem Schmelzenauftreffbereich in einem Zwischengefäß, die zuverlässig und sicher für den praktischen Gebrauch verwendet werden kann.

Es wurde nunmehr gefunden, daß die Lebensdauer des Werkstoffs, welcher die Schmelzenauftrefffläche des Zwischengefäßes schützt verbessert werden kann und daß weitere Vorteile erhalten werden, wenn ein Körper aus hoch wärmeleitfähigem Werkstoff unter dem die Schmelzenauftrefffläche schützenden Material angeordnet ist

Gemäß der Erfindung wird daher eine Vorrichtung zur Wärmeableitung unter dem Schmelzenauftreffbereich in einem Zwischengefäß, das ein äußeres Metallgehäuse, daran anliegend eine dauerhafte, feuerfeste Auskleidung und eine innere verlorene Auskleidung aus Platten eines wärmeisolierenden Werkstoffes aufweist, und wobei der Schmelzenauftreffbereich aus einem hocherosionsbeständigen oder einem verschleißenden Werkstoff besteht, geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß unter dem Werkstoff des Schrnelzenauftreffbereiches ein Körper aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigen Werkstoff angeordnet ist.

Vorzugsweise ist der Körper aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigem Werkstoff in eine Ausnehmung in der dauerhaften Auskleidung in dem Unterteil des Zwischengefäßes so eingesetzt, daß der die Auftrefffläche schützende Werkstoff in gleicher Höhe mit den benachbarten Platten der verlorenen Auskleidung sein

kann. Vorzugsweise rat der Körper die Form eines Blocks, der in der Ausnehmung mittels eines feuerfesten Mörtels eingemörtelt ist

Der Körper aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigem Werkstoff kann z, B. Graphit und/oder Siliziumkarbid zusammen mit anderen feuerfesten Werkstoffen, wie Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid, umfassen.

Ein Körper, der eine Mischung von Graphit, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Siliziumkarbid umfaßt, wird bevorzugt Der Körper enthält auch ein in Bindemittel, wie z.B. Ton, Phosphat oder Aluminat, oder der Körper kann durch eine Kohlenstoffbindung gebunden sein, die während der Herstellung des Körpers aus einem Werkstoff wie Pech erzeugt worden ist is

Ein derartiger Körper hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit verglichen mit den gewöhnlichen feuerfesten Stoffen, wie feuerfeste Steine und feuerfester Beton, und ist daher leicht in der Lage, die Wärme von dem erosionsbeständigen oder verschleißenden Werkstoff in 2u den feuerfesten Werkstoff der dauerhaften Auskleidung abzuleiten. Bevorzugte Körper der vorstehend beschriebenen Art haben eine Wärmeleitfähigkeit von 5 bis 40 Kcal/m h°C Der hoch wärmeleitfähige Körper wirkt auch als Sicherheitsvorrichtung. Wenn geschmol- 2=> zenes Metall in den erosionsbeständigen oder verschleißenden Werkstoff eindringt bzw. durch den Werkstoff hindurchdringt, wird der Stoß des geschmolzenen Metalls durch den hoch wärmelestfähigen Körper und nicht durch die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung je aufgenommen.

Die Verwendung von sogenannten »anisotropen«, wärmeleitfähigen Körpern ist besonders vorteilhaft, da es im Gebrauch möglich ist den Körper so anzuordnen, daß seine Wärmeleitfähigkeit in Richtung parallel mit a dem Unterteil oder dem Bodenteil des Zwischengefäßes größer ist als in einer Richtung senkrecht zu der Bodenfläche. Dies bedeutet daß mehr Wärme aus dem Körper längs der Länge der dauerhaften, feuerfesten Auskleidung abgeleitet werden kann, im Vergleich mit der Menge von Wärme, die durch die Dicke des Körpers abgeleitet wird, was zur Folge hat daß die zu dem äußeren Metallgehäuse geführte Wärme auf ein Minimum herabgesetzt wird. Demzufolge erhält das äußere Metallgehäuse einen größeren Schutz und wird 4-. verhältnismäßig kühl gehalten, z. B. auf weniger als 100⁰C

Die Dicke des Blocks kann variieren, es ist jedoch eine Dicke von 100 bis 150 mm gewöhnlich ausreichend.

Gewünschtenfalls können, um die Wärmeabführung von der Auftrefffläche norh weiter zu erhöhen, Platten aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigem Material zwischen den verlorenen Auskleidungsplatten an den Wänden des Zwischengefäßes in der Nähe des Schmelzenauftreffbereichs und der verhältnismäßig y> dauerhaften, feuerfesten Auskleidung an diesen Wänden angeordnet werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g, 1 ist ein Längsschnitt eines Zwischengefäßes oder Tundish,

Fig.2 ist ein Querschnitt gemäß der Linie H-II der F i g, 1 und

Fig,3 ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig.2 einer abgeänderten Ausführungsform.

Gemäß den F i g. 1 und 2 umfaßt das Zwischengefäß ein Metallgehäuse 1, das eine innere Dauerauskleidung 2 aus gegossenem, monolithischem feuerfestem Beton hat Der Boden der Auskleidung 2 weist zwei Auslaßdüsen 3 auf. Die innere Oberfläche der Auskleidung 2 ist mit einer verlorenen Auskleidung 4 bekleidet die aus einem Satz von Platten 5 gebildet ist Der Schmelzenauftreffbereich 6 wird durch eine Platte geschützt die aus Stahl, feuerfestem Beton oder einem ähnlichen Werkstoff wie demjenigen, der für die verlorene Aaskleidung 4 verwendet wird, z. B. einem Material auf der Basis von calcinier.tin (gebranntem) Magnesit gebildet ist der eine geringe Menge von Fasern enthält und eine Dichte von etwa 1,6 g/cm³ hat Unter der Platte 6 befindet sich eine Ausnehmung 7, in weiche ein Körper 8 aus einem feuerfesten Werkstoff, der höht Wärmeleitfähigkeit hat z. B. ein Siliziumkarbid-Graphitblock, eingepaßt ist Der Körper 8 ist auf einer Schicht von feuerfesten Steinen oder einer Asbestschicht oder -platte 9 angeordnet und läuft wie ersichtlich, konisch zu und wird in der Ausnehmung durch feuerfesten Mörtel 10 verkeilt

Beim Stranggießen trifft der Stahlstrom auf die Platte 6 auf. Die Platte 6 wird allmählich durch das geschmolzene Metall erodiert und muß zwischen den Gießarbeitsgängen ersetzt werden. Die Gegenwart des Körpers 8, aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit führt Wärme in die Dauerauskleidung 2 ab, so daß ihre Gebrauchslebensdauer und diejenige des Metallgehäuses verlängert wird.

Die Anwesenheit der verlorenen Auskleidung 4 führt dazu, daß die Dauerauskleidung 2 geschützt wird, und trägt allgemein zu anderen Vorteilen bei, die in der DE-OS 22 59 533 beschrieben sind.

In der in Fig.3 gezeigten Anordnung werden die vorstehend erläuterten Vorteile durch die Anwesenheit von zusätzlichen Platten 11 aus Material von hoher Wärmeleitfähigkeit erhöht Die Platten 11 bestehen aus dem gleichen Material wie der Körper 8 und sind, wie aus F i g. 3 ersichtlich, mit Bezug auf diesen eingepaßt. Bei Verwendung der Anordnung gemäß Fig.3 wird Wärme von der Auftrefffläche nicht nur durch den Boden dieser Fläche, sondern auch durch die Wände abgeleitet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspröche:

1. Vorrictung zur Wärmeableitung unter dem Schmelzenauftreffbereich in einem Zwischsngefäß, das ein äußeres Metallgehäuse, daran anliegend eine dauerhafte, feuerfeste Auskleidung und eine innere verlorene Auskleidung aus Platten eines wärmeisolierenden Werkstoffes aufweist, und wobei der Schmelzenauftreffbereich aus einem hocberosionsbeständigen oder einem verschleißenden Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Werkstoff (6) des Schmelzenauftreffbereichs ein Körper (8) aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigen Werkstoff angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit des hoch wärmeleitfähigen, feuerfesten Körpers (8) in Richtung parallel zu der Ebene des Bodens des Zwischengefäßes größer ist als in senkrechter Richtung dazu.

3. VorckJhtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeicftnet, daß der Körper (8) in einer Ausnehmung (7) durch feuerfesten Mörtel (10) eingemörtelt ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,. dadurch gekennzeichnet, daß im Schmelzenauftreffbereich (6) zwischen der Dauerauskleidung (2) und der verlorenen Auskleidung (5) in den Zwischenbehälterwänden Platten (11) aus feuerfestem, hoch wärmeleitfähigem Werkstoff angeordnet sind.

5. Verwendung von Graphit, Aluminiumoxid, Siliziumdiode! und Siliziumkarbid und einem Bindemittel für den hoch feuerfesten Werkstoff nach Anspruch i.

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