DE2745271C2 - Platte zum Auskleiden eines Zwischengefäßes - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
5bis30Gew.-%
2bisl6Gew.-%
lbislOGew.-%,
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.
35
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.-%,
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.
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.
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
Asbestfasern
teilchenförmiger Graphit
Phenolformaldehydharz
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 (1)
- 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 FüllstoffkohlenstoffhaltigerWerkstoffBinderFasern60bis92Gew.-°/o
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