DE2745271C2

DE2745271C2 - Platte zum Auskleiden eines Zwischengefäßes

Info

Publication number: DE2745271C2
Application number: DE2745271A
Authority: DE
Inventors: Masatami Soja Okayama Hamada; Chiaki Matsumoto
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1982-07-15
Also published as: AT358753B; SE436844B; SE7711284L; JPS5346310A; CA1075724A; BR7706717A; ES463027A1; FR2366902A1; FR2366902B1; DE2745271A1; ZA776026B; BE859506A; IT1091429B; GB1575124A; ATA720077A

Description

5bis30Gew.-%
2bisl6Gew.-%
lbislOGew.-%,

IO

15

wobei der kohlenstoffhaltige Werkstoff aus Koks, Graphit, Kohlenstoffelektrodenabfall, Pech, Teer, Ruß, Anthrazitstaub und Holzkohlenpulver gewählt ist μ

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse höchstens 6 Gew.-% anorganische Fasern und höchstens 4 Gew.-% organische Fasern enthält

3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse ? bis 10Gew.-% eines organischen Binders und 0 bis 6 Gew.-% eines anorganischen Binders enthält.

4. Verwendung einer Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als innere Verschleißauskleidung ^w in einem Zwischengefäß für das Stranggießen mit einem äußeren Metallmantel und einer darin angeordneten, verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung.

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Die Erfindung betrifft eine Platte zum Auskleiden eines Zwischengefäßes, bestehend aus feuerfestem, -»o wärmeisolierendem Werkstoff aus einer Masse, die einen feuerfesten Füllstoff, kohlenstoffhaltigen Werkstoff, Fasern und Binder enthält.

Platten der einleitend genannten Art können als Verschleißauskleidung verwendet werden. Ein Vorteil der Verwendung einer solchen Verschleißauskleidung besteht darin, daß ein Vorerhitzen des gesamten Inneren des ZwischengefäOes vor dem Eingießen von geschmolzenem Stahl, wie es bei Zwischengefäßen erforderlich ist, die einfach einen Metallmantel aufweisen, der mit feuerfesten Steinen ausgekleidet ist, nicht erforderlich ist. Stattdessen brauchen nur die Düse oder die Düsen und die der Düse oder den Düsen benachbarten Bereiche des Inneren des Zwischengefäßes vorerhitzt zu werden. »

Die Verwendung einer inneren Verschleißauskleidung gemäß vorstehender Beschreibung hat sich in den letzten Jahren sehr verbreitet zufolge der verschiedenen Vorteile, die eine solche Auskleidung bietet. Durch die Verwendung einer inneren Verschleißauskleidung wird en nicht nur das Vorerhitzen des gesamten Zwischengefä· ßes überflüssig, sondern es wird auch die Wärmemenge verringert, die aus dem geschmolzenen Metall verlorengeht. Weiterhin wirkt diese innere Auskleidung dahingehend, die relativ permanente Auskleidung des Zwischengefäßes zu schützen. Da das geschmolzene Metall relativ heiß gehalten wird, ist die Menge an Metallresten klein, die im Zwischengeräß verbleibt, wenn dieses geleert ist und solche Eisenreste können zusammen mit der Verschleißauskleidung bequem beseitigt werden.

Beim Sequenzstranggießen mit einer Zeitdauer von sieben oder acht Stunden werden an die Beständigkeit der inneren Auskleidungen der Zwischengefäße starke Anforderungen gestellt, was bedeutet, daß die inneren Auskleidungen stark beansprucht werden. Dieses Problem ist besonders ernsthaft bei gewissen Stahlarten, beispielsweise Hochmanganstählen, die zu schneller Zerstörung des Materials der Verschleißauskleidung führen.

Ein weiterer Nachteil bekannter Werkstoffe für Verschleißauskleidungen besteht in ihrem geringen Widerstand gegen Schlackenangriff. Dies kann auf einer gewissen waagerechten Höhe zu Erosion führen mit nachfolgendem Eindringen von Metall und Schlacke zu der relativ permanenten Auskleidung des Z^ischengefäßes, woraus sich nachteilige Einwirkungen ergeben. Weiterhin haben die bekannten Werkstoffe geringen Widerstand gegen Erosion, die durch Turbulenz in der Schmelze hervorgerufen ist, und zwar insbesondere in dem Bereich, in welchem das geschmolzene Metall in einem Strom in das Zwischengefäß eintritt

Es ist auch eine Auskleidung für Schmelzenbehälter bekannt (DE-OS 17 71742), die 25 bis 94Gew.-% feuerfeste Calciumsilicatfasern, 1 bis 55 Gew.-% teilchenförmigen, feuerfesten Füllstoff und 5 bis 30 Gew.-% Bindemittel enthält Der feuerfeste Füllstoff kann aus Chromit, expandiertem Perlit oder Vermiculit oder vorzugsweise aus zerkleinertem Koks bestehen. Eine solche Auskleidung ist für Zwischengefäße, wie sie beim Stranggießen verwendet werden, nicht geeignet, da sie den hier auftretenden Temperaturen zumindest nicht während einer solchen vergleichsweise langen Zeit widerstehen können, wie sie heutzutage für kontinuierliches Stranggießen angewendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Platte zum Auskleiden eines Zwischengefäßes zu schaffen, die bei den beim Stranggießen auftretenden Temperaturen auch während längerer Zeit beständig ist. Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Platte der einleitend genannten Art, gemäß der Erfindung dadurch, daß die Anteile der Bestandteile in den folgenden Bereichen liegen:

Feuerfester Füllstoff

kohlenstoffhaltiger

Werkstoff

Binder

Fasern

60 bis 92 Gew.-%

5bis3OGew.-°/o
2 bis 16Gew.-^n/.
1 bislOGew.-%,

wobei der kohlenstoffhaltige Werkstoff aus Koks, Graphit, Kohlenstoffelektrodenabfall, Pech, Teer, Ruß, Anthrazitstaub und Holzkohlenpulver gewählt ist.

Es ist gefunden worden, daß Platten gemäß der Erfindung gegen den Angriff geschmolzenen Stahls beim Stranggießen während langer Zeit beständig sind, ohne daß die Auskleidungsplatten derart beschädigt werden, daß eine beträchtliche Beschädigung der relativ permanenten Auskleidung stattfinden kann. Dieser Vorteil wird sowohl für normale Stähle als auch für SpezialStähle wie Hochmanganstahl erhalten.

Der kohlenstoffhaltige Werkstoff verbessert den Widerstand der Masse gegen Erosion durch basische Schlacke, die in dem Zwischengefäß vorhanden sein kann, und auch den Widerstand gegen Erosion, die

durch Turbulenz des geschmolzenen Metalls in dem ZwischengefäQ und insbesondere in dem Bereich hervorgerufen ist, an welchem das geschmolzene Metall in Form eines Stromes in das Zwischengefäß eintritt. Gleichzeitig werden alle Vorteile aufrechterhalten, die durch Verwendung einer inneren Verschleißauskleidung erhalten werden.

Der Grund, warum diese bemerkenswerte Verbesserung der Beständigkeit der inneren Auskleidung gemäß der Erfindung erzielt ist, ist nicht vollständig verstanden, obwohl angenommen wird, daß die Hauptwirkung des Vorhandenseins eines kohlenstoffhaltigen Werkstoffs in der Masse der inneren Verschleißauskleidung im wesentlichen darin besteht, das Ausmaß des chemischen Angriffs zwischen der Schlacke an der Oberfläche des geschmolzenen Metalls und dem üblichen siliziumhaltigen Füllstoff verringert ist, welcher einen Hauptbestandteil der Auskleidung darstellt

Weiiere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt

Ein feuerfester Füllstoff, welcher den Hauptbestandteil der Masse für die innere Auskleidung darsielli, kann irgendein bekannter hochfeuerfester, teilchenförmiger Füllstoff sein, welcher zur Verwendung bei wärmeisolierenden feuerfesten Massen bekannt ist beispielsweise Silicasand, Quarz, Aluminiumoxyd oder Tonerde, Magnesia, Magnesit, Schamotte, gemahlene Schamotte bzw. gebrannter Ton, Mullit, Ferrochrom und Zirkon. Die Masse enthält wenigstens 60Gew.-% feuerfesten Füllstoff, da, wenn die Menge an feuerfestem Füllstoff geringer ist, die Auskieidungsplatten zu porös sein können und mit gesc'imolzenem Stahl und mit Schlacke imprägniert werden, was nachteilig ist und was zur Verkürzung der Lebensdauer der inneren Auskleidung führen kann.

Ein kohlenstoffhaltiger Werkstoff, welcher in der Masse enthalten ist, besteht vorzugsweise aus elementarem Kohlenstoff. Unter den Werkstoffen, die verwendet werden, befinden sich Koks, Graphit, Abfall von Kohlenstoffelektroden, Pech, Teer, Kohlenruß, Anthrazitstaub und Holzkohlenpulver. Bevorzugte Materialien sind Graphit und Abfall von Kohlenstoffelektroden. Der Anteil an kohlenstoffhaltigem Werkstoff in der Masse für die innere Verschleißauskleidung beträgt wenigstens 5 Gew.-°/o, um eine Verlängerung der Lebensdauer relativ zu einer ähnlichen Masse zu gewährleisten, die nur nicht-kohlenstoffhaltigen Werkstoff enthält. Es ist nicht erwünscht, mehr als 30Gew.-% an solchem Werkstoff in der Masse für die innere Auskleidung zu haben, weil dadurch die Festigkeit der Masse und ihr Wärmeisolierungswert verringert werden. Es besteht dann auch die Gefahr, insbesondere im Fall von niedriggekohltem Stahl und anderen Stählen, bei denen der Kohlenstoffgehalt kritisch ist, daß das geschmolzene Metall Kohlenstoff aufnimmt, was unerwünscht ist.

Ein verwendeter Binder kann ein organischer Binder, ein anorganischer Binder oder ein Gemisch aus beiden sein. Als organische Binder werden wärmehärtende Harze, insbesondere Phenolformaldehydharze, Harnstofformaldehydharze und Furanharze bevorzugt. Anorganische Binder sind beispielsweise gelartiges Siliziumdioxydsol, gelartiges Aluminiumoxydsol, verschiedene Phosphatbinder, hydraulische und feuerfeste Bindemittel,Klebetone wie Bindeton und Bentonit.

Ein Anteil an Fasern in der Masse für die Platten der inneren Auskleidung führt zu einer Anzahl von vorteilhaften Eigenschaften der Platten. Er verbessert den Wärmeisolierwert, führt zur Vergrößerung der

Festigkeit der Platte und zusätzlich dazu, daß die Dichte der Platte verringert wird. Die verwendeten Fasern können sämtlich organische oder sämtlich anorganische Fasern sein oder auch ein Gemisch aus beiden. Geeignete anorganische Fasern, die verwendet werden können, sind beispielsweise Asbestfasern, Glaswollefasern, Aluminiumsilicatfasern und Kalziumsiücatfasern. Die letzteren können in ihrer im Handel verfügbaren unreinen Form von Schlackenwolle und Steinwolle verwendet werden. Vorzugsweise enthält die Masse für die Auskleidungsplatten nicht mehr als 6 Gew.-% anorganischer Fasern, weil diese anorganischen Fasern einen relativ niedrigen Schmelzpunkt haben im Vergleich zur Gießtemperatur des geschmolzenen Stahls. Während langer Gießperioden können diese Fa.srn schmelzen und das auf diese Weise gebildete geschmolzene Material kann ein Komplexsystem mit anderen Bestandteilen der Masse bilden, insbesondere mit dem siliziumhaltigen Füllstoff, welcher auch einen Schmelzpunkt hat, der niedriger als die Gießtemperatur des geschmolzenen Metalls ist. Dies würde zu zunehmender Erosion der Masse führen, was unerwünscht ist. Diese nachteiligen Wirkungen können verhindert werden, indem gewährleistet wird, daß die Masse nicht mehr als 6 Gew.-% anorganischer Fasern enthält.

Geeignete organische Fasern, die verwendet werden können, umfassen Pap'ierpulpefasern, und zwar entweder natürliche Fasern oder aus Abfallpapier gebildete Pulpefasern, sowie eine große Vielzahl von natürlichen und synthetischen Fasermaterialien. Baumwolle und verschiedene synthetische Fasern wie Reyonfasern, Polyamidfasern, Polyacrylnitrilfasern und Polyäthylenterephthalatfasern können erwähnt werden. Vorzugsweise überschreitet der Gehalt an organischen Fasern in der Masse 4 Gew.-% nicht, da Mengen oberhalb diesem Prozentsatz das Bestreben haben, zu beträchtlicher Porosität in der Auskleidungsplatte zu führen, wodurch wiederum das Bestreben besteht, den Erosionswiderstand der Ausklei.iungspipite über längere Zeitperioden zu verringern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert, wobei die Prozentsätze Gewichtsprozentsätze sind.

Beispiel	I	folgende Zusammen-
Die Masse für die Platten hatte
Setzung:	63%
Silicasand	3%
Asbestfasern	2%
Papierpulpe	26%
gebrochener Graphit	3%
Phenolformaldehydharz	3%
gelartiges Siliziumdioxydsol

Nach Beendigung eines Sequenzstranggusses von 6 Stunden wurde das mit diesen Platten ausgekleidete Zwischengefäß umgekippt; die kleine vorhandene Metallrestmenge fiel zusammen mit den Resten der Verschleißiiuskleidung heraus, Es war im wesentlichen keine Beschädigung der relativ permanenten Auskleidung aus feuerfesten Steinen vorhanden.

Beispiel 2

Es wurden 30 mm dicke Auskleidungsplatten unter Verwendung der folgenden Zusammensetzung hergestellt und in ein Zwischengefäß von 51 Kapazität

Angebaut:

Silicasand 80%

zerkleinertes Abfallpapier 1 %

Phenolformaldehydharz 4%

Graphitpartikel

(zerkleinerter Elektrodenabfall) 13%

Kohlenruß 2%

Über 8 Stunden wurden 320 t Kohlenstoffstahl von Sequenzstrangguß gegossen. Die erhaltenen Ergebnisse waren zufriedenstellend.

Beispiel 3

Es wurden 35 mm dicke Auskleidungsplatten mit folgender Zusammensetzung hergestellt

Magnesiumoxid (Magnesia) 73%

Asbestfasern 2%

Aluminiumsilicatfasern 2%

teilchenförmiger Graphit 14%

Kokspulver 4%

Phenolformaldehydharz 4%

gelartiges Silicasol 1 %

Während 6 Stunden und 20 Minuten wurde der Inhalt von fünf Gießpfannen mit jeweils 100 t Hochmanganstahl (11,5% Mangan) gegossen.

Beispiel 4 Es wurde ein Gemisch gebildet aus:

Silicasand
Asbestfasern
teilchenförmiger Graphit
Phenolformaldehydharz

Beispiel 5

1% 6% 5%

Es wurden Zwischengefäßauskleidungsplatten aus folgender Zusammensetzung gebildet:

Silicamehl

Silicasand

Harnstofformaldehydharz

Phenolformaldehydharz

Papierpulpe

A.bfall von Kohlenstoff-

fi.'ektroden (Teilchengröße

kleiner als 0,25 mm)

57,1%

26,0%

1,0%

3,0%

2,9%

10,0%

Auch bei den Plattenzusammensetzungen nach den Beispielen 3—5 ließen sich nach mehrstündigem Sequenzstrangguß die Verschleißplatten leicht aus dem Gk'ßgefäß entfernen.

Claims

Patentansprüche:

l. Platte zum Auskleiden eines Zwischengefäßes, bestehend aus feuerfestem, wärmeisolierendem Werkstoff aus einer Masse, die einen feuerfesten Füllstoff, kohlenstoffhaltigen Werkstoff, Fasern und Binder enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der Bestandteile in den folgenden Bereichen liegen:

Feuerfester Füllstoff

kohlenstoffhaltiger

Werkstoff

Binder

Fasern

60bis92Gew.-°/o