DE2754520B2 - Gefäß zur Aufnahme von Metallschmelze - Google Patents
Gefäß zur Aufnahme von MetallschmelzeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Gefäße zur Handhabung von Metallschmelze. Die Erfindung ist von
besonderem Wert bei dem Aufbau und im Betrieb von Zwischengefäßen oder Tundishen, wie sie beim
Strangguß verwendet werden und wird besonders mit Bezug auf diese Verwendung beschrieben. Die Erfindung
ist jedoch auch von Wert bei anderen Gefäßen zur Handhabung von Metallschmelze, wie Gießpfannen und
Gießrinnen.
Gefäße zur Aufnahme von Metallschmelze bestehen
gewöhnlich aus einem Metallgehäuse, das mit einer oder mehreren inneren Schichten aus feuerfesten Steinen
oder einer oder mehrerer Schichten aus feuerfestem Beton ausgekleidet ist- Die Auskleidung solcher
Metallgehäuse zur Erzeugung von Gefäßen, in denen Metallschmelzen gehalten oder durch welche Metallschmelzen
geführt werden können, ist zeitraubend und teuer und erfordert außerdem erfahrene Maur Jrarbeit,
ίο wenn sie erfolgreich ausgeführt werden soll. Eine
Beschädigung solcher Auskleidungen kann während des Gebrauchs vorkommen, und wenn dies stattfindet,
müssen die Gefäße aus dem Betrieb oder Dienst genommen werden, und es müssen wenigstens die
beschädigten Flächen wieder ausgekleidet werden. Die Wiederauskleidung ist ein schwierig auszuführender
Arbeitsvorgang, selbst wenn nur kleine Rächen der Auskleidung repariert zu werden brauchen.
Es sind demgemäß in den vergangenen Jahren
μ Versuche gemacht worden, um die Wiederauskleidung
und die Wiederausmauerung auf ein Minimum herabzusetzen, und eine der erfolgreichsten Entwicklungen ist
die Verwendung von verbrauchbaren oder verschleißbaren inneren Auskleidungen gewesen. Solche verbrauchbaren
Auskleidungen werden aus einem Material gebildet, das genügend feuerfest und mechanisch
widerstandsfähig ist^um dem Gebraucii während einer
verhältnismäßig kurzen Zeitdauer z. B. einem Stranggußzyklus im Fall eines Zwischengefäßes oder Tundish,
jo Widerstand zu leisten. An dem Ende einer solchen Zeit wird das Gefäß geteert. Danach wird die verbrauchbare
Auskleidung entfernt und zusammen mit irgendwelchen Rückständen von zurückgelassenem geschmolzenem
Metall, sog. »Bären« verworfen. Die verbrauchbare Auskleidung oder Verschleißauskleidung dient dazu, die
darunterliegende Auskleidung aus feuerfesten Steinen oder feuerfeste Betonauskleidung zu schützen, und
demzufolge hat diese verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung eine viel längere Lebensdauer. Die
Verschleißauskleidungen, die im allgemeinen aus einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Platten oder
Steinen aus feuerfesten wärmeisolierendem Material hergestellt werden, sind direkt einzubauen und erfordern
beträchtlich weniger Zeit zum Einbauen als sie
♦5 erforderlich sein würde, wenn das Gefäß durch
Wiedervermauern oder teilweises oder vollständiges Wiederauskleiden mit feuerfestem Beton repariert
werden müßte.
in der GB-PS 13 64 665 ist ein Zwischengefäß
so beschrieben, das aus einem Metallgehäuse mit einer
verhältnismäßig dauerhaften feuerfesten Auskleidung und einer inneren verbrauchbaren Auskleidung besteht,
dia am Ende jeder Gießfolge weggeworfen wird. Die GB-PS 14 69 513 beschreibt ein Zwischengefäß, bei dem
in gleicher Weise eine verbrauchbare Auskleidung zur Anwendung gelangt, wobei zwischen die Platten, welche
die verbrauchbare Auskleidung bilden und die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung eine Schicht aus einer
losen Füllung aus feuerfestem Material, z. B. Sand, zwischengeschaltet ist. Eine solche Füllung aus feuerfestem
Material hilft, die innere verbrauchbare Auskleidung gleichmäßig zu unterstützen und zusätzlich die
Verbindungsstellen oder Stöße zwischen den einzelnen Ausklcidungsplatten abzudichten, und verhindert das
μ Durchdringen von Metallschmelze zu der dauerhaften
Auskleidung. Eine solche lose Füllung aus feuerfestem Material kann jedoch Schwierigkeiten verursachen,
wenn sie in der Metallschmelze eingeschlossen wird, die
vergossen wird. Vorschläge, die gemacht worden sind und die benutzt worden sind, um die Gefahr eines
Sandeindringens in den Hohlraum des Zwischengefäßes auf ein Minimum herabzusetzen, besteht darin, die
Verbindungskanten der Platten sägezahnartig auszubilden, so daß, wenn sie verriegelt sind, die lose Füllung aus
teilchenförmigen!, feuerfestem Material nicht in den mittleren Hohlraum fallen kann. Ein solches System ist
in der DE-OS 26 51 295 beschrieben. Ein abgeänderter Vorschlag ist die Schaffung einer Blattdichtung an der
Kante einer der Platten an jeder Verbindungsstelle oder Fuge zwischen zwei Platten.
Alle diese Anregungen und Vorschläge erfordern, obwohl sie in gewissem Maße wirksam sind, die
Gegenwart von verhältnismäßig großen Mengen von Sand, der die Gefahr von Einschlüssen in das zu
vergießende Metall trägt und zusätzlich das Gesamtgewicht des Zwischengefäßes erhöht
Die Erfindung schafft ein Gefäß zur Aufnahme von Metallschmelze mit einem äußeren Metallgehäuse, einer
an das Gehäuse angrenzenden verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung aus feuerfestem Material, die an das
Gehäuse angrenzt und einer an die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung angrenzenden inneren verbrauchbaren
Auskleidung, die aus einer Mehrzahl von Platten aus feuerfestem, wärmeisolierendem Material
hergestellt ist, wobei hinter wenigstens einigen der Verbindungen bzw. Stöße zwischen benachbarten
Platten des feuerfesten wärmeisolierenden Materials Kanäle ausgebildet sind, die mit feuerfestem Material
gefüllt sind.
Die Kanäle können entweder in der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung selbst oder durch Überfalzen
der Kanten der Platten, welche der Verbindung oder Fuge benachbart sind, auf der von der Innenseite des
Gefäßes entfernten Seite gebildet sein. Wenn solche übergefalzten Platten zusammengesetzt werden, bilden
die beiden Falze einen Kanal hinter der Verbindung zwischen den Platten und zwischen diesen und der
verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung. Die Kanäle können auch als Kombination von solchen Falzen an
den Platten und einem Kanal in der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung gebildet werden. Es ist nicht
nötig, daß allen Verbindungen zwischen den Platten, welche die verbrauchbare Auskleidung bilden, ein Kanal
zugeordnet ist; beispielsweise können Kanäle vorgesehen werden, die lediglich einigen oder sämtlichen
Verbindungen zwischen den Wandplatten benachbart sind und nicht denjenigen zwischen den Bodenplatten
benachbart sind, oder sämtliche Verbindungen oder Fugen angeordnet sind.
Wie ausgeführt, werden die Kanäle mit feuerfestem Material gefüllt. Eine große Vielzahl von feuerfestem
Material kann zur Füllung der Kanäle verwendet werden, und sie können mit solchem Material in
gebundener oder nichtgebundener Form gefüllt werden. So können die Kanäle mit einer losen Füllung von
teilchenförmigen! feuerfestem Material gefüllt werden oder mit vorgeformten Formstücken, die aus feuerfestem
wärmeisolierendem Material gemacht worden sind, oder mit einer Füllung, die aus einem formbaren
Material gebildet ist, das, wenn es sich verfestigt hat,
feuerfest ist. Das Material der Füllung kann auf der Basis irgendeines teilchenförmigen feuerfesten Materials, das
hui der Herstellung von feuerfesten Gegenständen für die Stahlindustrie verwendet wird, bestehen, z. B.
Siliciumdioxyd (Silica), Aluminiumoxyd. Magnesiumoxyd, Zirkoniumoxyd, dii verschiedenen feuerfesten
Silikate und Materialien, wie gemahlene Schamotte, Mullit, SilliiTianit, Olivin und Zirkon. Das Material kann
auch aus einem Anteil von kohlenstoffhaltigem feuerfestem Material, z. B., teilchenförmigen! Graphit bestehen,
ί oder einen solchen Anteil einschließen. So können die Kanäle beispielsweise mit vorgeformten Formstücken
wie Streifen, einer feuerfesten Zusammensetzung gefüllt werden, die ein teilchenförmiges feuerfestes Material
wie Silica-Sand, Alumtniumoxyd, Magnesiumoxyd oder
ίο Schamotte mit einem Bindemittel wie Phenolformaldehydharz
oder Harnstofformaldehydharz oder Natnutisilicat
gebunden, umfassen. Die Zusammensetzung kann gewünschtenfails faserige Materialien wie organische
Fasern, z. B. Papierabfallbrei oder anorganische Fasern, z.B. Asbest. Schlackenwolle oder Aluminiumsilicatfaser
einschließen, um deren Festigkeit zu verbessern. Eine typische Zusammensetzung für solche feuerfesten
Streifen besteht aus 70 bis 95 Gew.-% teilchenförmigen! feuerfestem Material, 3 bis 10 Gew.-% Bindemittel und
0 bis 20 Gew.-°/o Faser.
Gewünschienfalls können die bei_..-rzugten Bauteile
und die Platten der inneren Verbrajchbar- oder Verschleißauskleidung aus dem gleichen Material
hergestellt werden.
Ein anderes Material, das zur Füllung der Kanäle verwendet werden kann, ist eine gießbare oder
stampfbare feuerfeste Mischung, die teilchenförmige feuerfeste Materialien, wie Schamotte oder Silica-Sand,
teilchenförmiges kohlenstoffhaltiges Material, wie Graphit. Koks oder Ruß und ein Bindemittel, z. B. wäßriges
Natriumsilicat, umfaßt. Kohlenstoffhaltige Füllstoffe für
die Kanäle werden besonders bevorzugt wegen der nicht benetzenden Eigenschaften von kohlenstoffhaltigen
feuerfesten Stoffen. Dies hilft das Eindringen von
J5 geschmolzenem Stahl im Gebrauch zu hindern.
Metallschmelze enthaltende Gefäße gemäß der Erfindung können durch irgendein zweckmäßiges
Verfahren zusammengebaut werden. Die erste Stufe besteht darin, das Metallgehäuse mit einer geeigneten
feuerfesten Auskleidung entweder durch Steinausmauerung oder durch Gießen einer Auskleidung an Ort und
Stelle zu versehen. Wenn die Kanäle in der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung vorgesehen werden
sollen, kann dies leicht im Fall von gießbaren Auskleidungen dadurch ausgeführt werden, daß eine
Anzahl von Vorsprüngen auf dem Modell oder der Schablone vorgesehen wird, die in das Gehäuse
eingesetzt wird, um den Gießraum zu definieren. Wenn die Schablone entfernt wird, bleiben Kanäle in der Seite
■jo der gegossenen verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung,
wo die Vorsprünge auf der Schablone vorhanden waren. Danach können, wenn vorgeformte feuerfeste
Streifen dazu benutzt werden können, die Kanäle auszulleiden, diese vor der Anordnung der Platten für
die verbrauchbare oder verschleißbare Auskleidung eingesetzt werden. Sonst werden die Platten für die
verbrauchbare Auskleidung zunächst angeordnet, und es werden danach die Kanäle, z. B. mit einer losen
Füllung oder stampfbarem oder gießbarem feuerfestem
ho Material, gefüllt. Vorgeformte Streifen können auch
nach dem Zusammenbau der verbrauchbaren Auskleidung eingesetzt werden.
Wenn sämtliche der Fugen, die zwischen den Platten,
welche die verbrauchbare Auskleidung darstellen, mit
'■". einem feuerfesten Mörtel verschlossen werden, ist es
jedoch in einigen Fällen nötig, die Notwendigkeit dafür
zu vermeiden, insbesondere wenn schon von einem der Trockenverbindungssvsteme Gebrauch gemacht wird.
clic vorstehend beschrieben wurden, /.. B. sägezahnarti
ge Kanten oder KcIa1M an den Platten oder Bkitidichtungen
an der Kante der Platten.
Die Platten, welche die verbrauchbare Auskleidung darstellen, können aus feuerfesten wärmeisolicrendcn
Massen, die für diesen Zweck bekannt sind, hergestellt werden, und die im einzelnen in den eingangs erwähnten
Schriften beschrieben sind. Im allgemeinen haben die Platten eine Zusammensetzung, die vorwiegend aus
teilchenförmigen! feuerfestem Material besteht, von dem ein Teil kohlenstoffhaltig, ein Fasermatcrial
gewöhnlich hauptsächlich oder vollständig aus anorganischen Fasern und einem Bindemittel besteht.
Bei der Verwendung der die Metallschmelze enthaltenden Gefäße gemäß der Erfindung werden sämtliche
Vorteile der Verwendung einer verbrauchbaren Auskleidung oder Verschleißauskleidung, wie dies in den
oben angegebenen Schriften auseinandergesetzt ist. schalten. Außerdem ist sogar noch weniger Neigung zu
einer dauernden Schädigung der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung als zuvor, da die schwachen
Stellen in der verbrauchbaren Auskleidung, d. h. die Verbindung oder Fugen zwischen den Platten, welche
die verbrauchbarc Auskleidung darstellen, durch die mit
feuerfestem Material gefüllten Kanäle hinterlegt sind. So kann die Schwierigkeit hinsichtlich der Eindringling
von Metallschmelze zwischen der Verbindungsstellen oder Fugen der Platten der verbrauchbaren Auskleidung,
die in Zwischengefäßen während langer kontinuierlicher Gießfolgen angetroffen werden kann, im
wesentlichen oder vollständig dadurch vermieden werden, daß man ein Zwischengefäß verwendet, das
gemäß tier Erfindung aufgebaut ist. Selbst wenn die Verbindungsstellen durchdrungen werden, wird ein
Kindringen von Stahl und Schlacke gewöhnlich auf den Bereich des Kanals beschränkt. Das feuerfeste Material
in dem Kanal wird entfernt, wenn die verbrauchbare
Auskleidung entfernt wird. z. B. am Knde des Stranggießzyklus.
Die Erfindung wird nachstehend .inhand der Zeichnung
näher erläutert.
F i g. 1 ist eine Draufsicht auf ein Zwischengefäß:
F i g. 2 ist ein Querschnitt durch das Zwischengefäß längs der Linie AA 'in Fig. 1;
F i g. 3 ist ein Querschnitt durch das Zwischengefäß
längs der Linie ßß'in F i g. I und
F i g. 4 ein Querschnitt längs der Linie CC'in Fig. 1.
Gemäß der Zeichnung besteht das Zwischengefäß aus einem äußeren Metallgehäuse 1 das mit einer
verhältnismäßig dauerhaften feuerfesten Auskleidung 2 ausgekleidet ist. Auf der Innenseite der verhältnismäßig
dauerhaften Auskleidung ist eine verbrauchbare Auskleidung eingesetzt, die aus einem Satz von Platten 3 aus
feuerfestem wärmeisolierendem Material hergestellt ist. Den Verbindungen 4 zwischen den Platten 3 sind jeweils
Kanäle 5 zugeordnet, die in der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung des Zwischengefäßes ausgebildet
sind. Die Kanäle 5 sind mit feuerfestem Material 6 irgendeiner der oben angegebenen Art gefüllt. Zwei
Gießausgüsse oder Düsen 7 sind in dem Unterteil des Zwischengefäßes in bekannter Weise eingesetzt. In dem
dargestellten Zwischengefäß ist ein Kanal 5 jeder Verbindung oder Fuge 4 zwischen den Auskleidungsplatten
des Zwischengefäßes zugeordnet Es ist jedoch ersichtlich, daß keine Notwendigkeit besteht, einen
Kanal 5 jeder solchen Verbindung zuzuordnen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es wurde ein Zwischengefäß, im wesentlichen wie in der Zeichnung dargestellt, dadurch hergestellt, daß man
ein Metallgehäuse mit einer verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung aus feuerfestem Beton auskleidete,
indem feuerfester Beton rund um ein Modell oder eine Schablone, die in das Metallgehäuse eingesetzt worden
war, gegossen wurde. Das Modell hatte Vorsprünge entsprechend den Kanälen 5, und nach Entfernung des
Kerns waren die in der verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung zurückgelassenen Kanäle jeweils 20 mm
lief und 120 mm breit, leder Teil des winkligen Kanals
an der Ecke des Zwischengefäßes war 120 mm breit.
Die so gebildeten Kanäle wurden dann an einer Seite und an zwei Eckendes Zwischengefäßes mit vorgeform
ten gebundenen Graphitformstücken gefüllt und an der anderen Seite des Zwischengefäßes und an den anderen
beiden Ecken mit einer stampfbaren feuerfesten Mischung aus einer Zusammensetzung, die tcilehenförmiges
feuerfestes Material, Graphitpulver und Natriumsilikat umfaßte, gefüllt. Diese Mischung konnte mit der
Kelle an Ort und Stelle zur Füllung der Kanäle benutzt w erden. Es wurde dann eine verbrauchbarc Auskleidung
angeordnet, wobei jede Auskleidungsplatte 30 mm dick
war und aus 92 Gew.-% Silica-Sand, 4 Gew-% feuerfester Faser. 3 Gew. % organischem Bindemittel
und ln/n anorganischem Bindemittel zusammengesetzt
war.
Das so hergestellte Zwischengefäß hatte ein Fassungsvermögen von 4 t und wurde zum Gießen von
ungelicrtem Stahl (Kohlenstoffgehalt 0.1%) aus 5 aufeinanderfolgenden 40-t-Planncn verwendet. Das
Gießen dauerte etwa 7 Std. Vor dem Gießen wurden nur die beiden Ausgüsse 7 während 20 min unter Verwendung
von Gasbrennern von der Außenseite vorcrhitzt.
Das Gießen wurde zufriedenstellend während der ganzen 7-Std.-Periode ohne Neigung zu einer Blockierung
des Ausgusses oder der Düse ausgeführt. Am Ende des Gießens wurden die verbrauchbare Auskleidung
und der »Bär« leicht entfernt, und das feuerfeste Material in den Hohlraum 5 wurde gleichzeitig entfernt.
Die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung des Zwischengefäßes war unbeschädigt.
Das Beispiel 1 wurde mit einem identischen Zwischengefäßgehäuse mit den folgenden Änderungen
wiederholt.
Die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung wurde mit Kanälen von 100 mm Breite und 30 mm Tiefe
anstelle von 120 mm Breite und 20 mm Tiefe gegossen und die Abmessungen der Kanäle an den Ecken des
Zwischengefäßes wurden in gleicher Weise geändert. Die Platten fü"- die verbrauchbare Auskleidung wurden
eingesetzt bevor die Kanäle 5 gefüllt und die Verbindung oder Fugen zwischen ihnen mit 0,6 mm
dicke Stahlstreifen bedeckt wurden, wobei diese Streifen an die Auskleidungsplatten 3 genagelt wurden.
Die Kanäle wurden danach mit losem Silikasand (Quarzsand) gefüllt. Es wurden ähnliche ausgezeichnete
Ergebnisse wie in Beispiel 1 ebenfalls erhalten.
Eine verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung wurde in ein Metallgießgefäßgehäuse mit Vorsprüngen auf der
in das Gehäuse eingesetzten Schablone gegossen, so
daß nach Entfernung der Schablone die verhältnismäßig
dauerhafte Auskleidung Kanäle 5 einer Breite von 120 mm und einer Tiefe von 30 mm längs der Seiten des
Zwischengefäßes und von 100 mm Breite und 30 mm Tiefe in jedem Teil des L-förmigen Kanals an der Ecke
der Hohlräume hatte.
Es wurden darauf vorgeformte Streifen einer Zusammensetzung, die 95 Ge\v.-°/o Silikasand, t%
Papic, '-rei, 4% phenolisches Harz umfaßte, in jeden der
Kanäle eingesetzt.
Es wurde dann eine verbrauchbare Auskleidung aus
einem Satz von 30 mm dicken Platten der gleichen Zusammensetzung wie derjenigen, die in Beispiel 1
verwendet wurde, eingesetzt.
Das so hergestellte Zwischengefäß hatte ein Fassungsvermögen von 4 t und wurde im Strangguß unter
den gleichen Bedingungen, wie sie in Beispiel I beschrieben sind, verwendet. Es wurden ähnliche sehr
zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, und es wurde keine Beschädigung der verhältnismäßig dauerhaften
Auskleidung beobachtet, nachdem die verbrauchbare Auskleidung entfernt worden war.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Gefäß zur Aufnahme von Metallschmelze mit einem äußeren Metaligehäuse, einer an das Gehäuse
angrenzenden, verhältnismäßig dauerhaften Auskleidung aus feuerfestem Material und einer
angrenzend an die verhältnismäßig dauerhafte Auskleidung angrenzenden inneren verbrauchbaren
Auskleidung, die aus einer Mehrzahl von Platten aus feuerfestem, wärmeisolierendem Material hergestellt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß hinter wenigstens einigen der Verbindungen (4)
zwischen benachbarten Platten (3) des feuerfesten, wärmeisolierenden Materials Kanäle (S) ausgebildet
sind, die mit feuerfestem Material (6) gefüllt sind.
Z Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) in der verhältnismäßig
dauerhaften Auskleidung (2) ausgebildet sind.
3. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (S) durch Oberfalzen der Kanten
der Platten (3), welche der Verbindung oder Fuge (4) benachbart sind, auf der von der Innenseite des
Gefäßes entfernten Seite ausgebildet sind
4. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (S) mit
einer losen Füllung aus teilchenförmigen!, feuerfestem
Material (6) gefüllt sind.
5. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (S) mit
einer gegossenen oder gestampften feuerfesten Masse gefülUiind.
6. Gefäß nach eipem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (S) mit vorgeformten Formstücken aur -»ebu.idenem feuerfestem
Material gefüllt sind.
7. Gefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Formstücke und die
Platten (3) aus dem gleichen Material hergestellt sind.
8. Gefäß nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material
einen Anteil an kohlenstoffhaltigem feuerfesten Material umfaßt
9. Gefäß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige, teilchenförmige,
feuerfeste Material aus Graphit besteht.
10. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (4)
zwischen den Platten (3) der verbrauchbaren Auskleidung zusätzlich mit einem Dichtstreifen
bedeckt sind.
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