DE2804025A1

DE2804025A1 - Verfahren zur herstellung eines ausgusses von verbesserter qualitaet fuer das stranggiessen von metallen

Info

Publication number: DE2804025A1
Application number: DE19782804025
Authority: DE
Inventors: Jacques Piret
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1978-08-03

Description

Verfahren zur Herstellung eines Ausgusses
von verbesserter Qualität für das Stranggießen von Metallen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ausgusses in verbesserter Qualität für das Stranggießen von Metallen, und zwar insbesondere von Stahl.
Bekanntlich wird beim Stranggießen von Metallen, wie insbesondere von Stahl, das meistens im Konverter oder Tiegel erzeugte Metall in einen geeigneten Behälter, den sogenannten Zwischenbehälter, abgegossen, aus dem es kontinuierlich über ein besonderes Auslaßrohr, "Ausguss'l genannt, in die Kokille fließt.
Wird Stahl zu einem relativ großformatigen Strang vergossen, so wird die Grenzfläche zwischen Stahl und Luft durch ein pulverförmiges Flussinittel geschützt und taucht unter diesen Bedingungen das untere Ende des Ausgusses während der gesamten Giessdauer imeaergYL meinen in das in der Kokille befindliche Metall ein.
Der Ausguss besteht meistens aus verschiedenen feuerfesten Materialien, deren Schmelzpunkt besonders hoch liegt, und zwar handelt es sich für gewöhnlich um ein Granulat aus Tonerde, Graphit, Ton, Silizium sowie Siliziumkarbid.
Ein derartiger Ausugss muss nicht nur den durch die Temperatur des vergossenen Metalls bedingten thermischen Beanspruchungen standhalten können,- sondern auch jeder Art von chemischem Angriff durch das Metall, mechanischen Beanspruchungen infolge der Kokillen-Schwingbewegungen sowie schliesslich den chemischen Angriffen des Abdeckpulvers, das im allgemeinen auf die Oberfläche des in der Kokille befindlichen flüssigen Metalls aufgebracht wird.
Diese Pulver bestehen in der Hauptsache aus Kieselsäure, Tonerde, CaO, MgO, alkalischen Stoffen usw.
Es wurde festgestellt, dass bei gleichzeitigem Vorhandensein dieser Pulver und des flüssigen Metalls im Kontakt mit dem Ausguss oft ein schneller chemischer Angriff an demselben erfolgte und eine mechanische Erosion bewirkt wurde, die sich in den meisten Fällen bis zur Zerstörung des angegriffenen Ausgussteils fortsetzte.
Es wurden bereits die verschiedensten Versuche unternommen, um die Auswirkungen solcher Angriffe zu reduzieren, doch können die bisher erzielten Ergebnisse noch nicht als zufriedenstellend angesehen werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität eines beim Stranggiessen eingesetzten Ausgusses in der Zone des komoinierten Kontakts mit dem vergossenen Metall und dem ADdeckpulver in der Weise, dass der Ausguss klar besser dem Angriff der Oxyde bzw. Silikate des Pulvers sowie den im Zuge des Stranggiessprozesses auftretenden mechanischen Beanspruchungen und thermisch bedingten Kontraktionsbewegungen standzuhalten vermag.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein Material mit sehr feiner Kornverteilung (gegebenenfalls als Schicht) in das feuerfeste Material, aus welchem der Ausguss hergestellt wird bzw. ist, ein- oder auf die Oberfläche desselben aufgebracht wird, um das Feuerfestmaterial gegen die chemische Aggressivität des im Zuge des Stranggiessens mit dem Ausguss in Berührung kommenden Abdeckpulvers zu schützen und damit die Festigkeitseigenschaften des Ausugsses zu verbessern.
In der Praxis kann diese Ein- bzw. Aufbringung beispielsweise durch Tauchbehandlung, nach einem Vakuumsaugverfahren oder durch Spritzauftrag unter Verwendung einer Flüssigkeit, welche dieses Material in Suspension oder Lösung enthält (und gegebenenfalls ganz oder teilweise von kolloidaler Beschaffenheit ist), oder des Materials in an sich flüssiger Form {beispielsweise ausgehend von einem Salz desselben) erfolgen, wobei im Anschluss an diese Vorgänge gegebenenfalls eine Trocken- oder Entwässerungsbehandlung (mit oder ohne Zersetzung) durchgeführt wird, um dem jeweils gewählten Material die Jeweils erforderliche feine Kornverteilung mitzugeben.
Wird das Material in Form einer Schicht aufgebracht, so lässt sich dieser Auftrag beispielsweise durch Aufspritzen einer Flüssigkeit bewerkstelligen, welche das Material in Suspension oder Lösung enthält (und gegebenenfalls ganz oder teilweise von kolloidaler Beschaffenheit ist) oder das Material selbst in flüssiger Form darstellt (beispielsweise ausgehend von einem Salz desselben), wobei auch im Anschluss an diese Vorgänge gegeberenfalls eine Trocken- oder Entwässerungsbehandlung (mit oder ohne Zersetzung) durchgeführt wird, um dem Jeweils gewählen Material die jeweils erforderliene feine Kornverteilung mitzugeben. Es ist Jedoch angebracht, die Konsistenz dieser Schicht so vorzusehen, dass diese eine zinke von 10 mm erreichen kann.
Nach einer zweckmässigen Ausgestaltung dieses Verfahrens wird das auf den Ausguss aufzubringende Material mit Hilfe eines Brenners im geschmolzenen Zustand aufgetragen. in allen diesen Fällen ist es von Vorteil, dass das Material auch ein Bindemittel enthält, welches die Haftung der Schicht nach erfolgtem Trocknen oder Brennen gewährleistet.
Erfindungsgemäss besteht das Material, mit dem das Feuerfestmaterial des Ausgusses imprägniert oder beschichtet wird, in der Hauptsache aus Zr02 bzw. Cr203 in feiner Kornverteilung.
In solchen Fällen, wo das Feuerfestmaterial des Ausgusses von tonerdesilikatartiger Beschaffenheit mit hohem Tonerde gehalt ist, lassen sich auch A1203 bzw. Ca0 bzw. MgO als Impragnierungs- bzw. Beschichtungsstoffe verwenden.
Der Begriff "hoher Tonerdegehaltfl bezeichnet im Sinne dieser Beschreibung einen Gehalt an Tonerde von mehr als 30 , wobei im Ausguss etwa vorhandenes Graphit nicht berücksichtigt ist.
Nach einer weiteren zweckmässigen Abwandlung des vorbeschriebenen Verfahrens wird in feiner Kornverteilung ein Material aus feuerfestem Oxyd verwendet, das hauptsächlich ZrO2 bzw. Cr203 in feiner Kornverteilung sowie in einer Menge von nicht mehr als 30 Gew.-% des Gemischs und vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% enthält. Unter dem Begriff "feine Kornverteilung" ist zu verstehen, dass 50 Gew.-% der das feuerfeste Ox~d bildenden Stoffteilchen nicht grösser als 100 und vorzugsweise nicht grösser als 10 yu sind.
Desweiterel betrifft die vorliegende Erfindung einen Ausguss für das Stranggiessen, in dessen feuerfestes Material zumindest in demjenigen Bereich, wo der Ausguss in Berührung mit- der Metall und dem Abdeckpulver gelangt, einer oder mehr der vorgenantjten Imprägnierungsstoffe eingebracht sind.
Weiter hat die Erfindung einen Ausguss zum Binsatz in Stranggussanlagen zum Gegenstand, der mindestens in demjenigen bereich, wo er mit dem Metall un dem Abdeckpulver in Kontakt gelangt, mit einem oder mehr der vorgennten beschichtungsmaterialien beschichtet ist.
Der Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nicnt verlassen, wenn in der vorbeschriebenen Weise die hinwendung des Verfahrens nur auf denjenigen Teil des Ausgusses erfolgt, der der kombinierten Wirkung des flüssigen Metalls und des Abdeckpulvers ausgesetzt ist, und wenn nur dieser Teil in der vorbeschriebenen Art und reise zusammengesetzt und ausgebildet wird.
Was die praktische Durchführung des Verfahrens arbetrifft, so wird das Material in feiner Kornverteilung dem Feuerfestmaterial des Ausgusses beim Herstellen des Gemischs aus seinen verschiedenen Bestandteilen zugesetzt.
PATENTANSPRÜCHE

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines Ausgusses von verbesserter Qualität für das Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß während der oder im Anschluß an die Herstellung des Körpers des Ausgusses ein Material in sehr feiner Kornverteilung von derartiger Beschaffenheit in das Feuerfestmaterial, aus welchem der Ausguss hergestellt wird bzw. ist, ein- bzw. auf die Oberfläche desselben aufgebracht wird, daß es das Feuerfestmaterial gegen die chemische Aggressivität des im Zuge des Stranggießens mit dem Ausguss in Berührung kommenden Abdeckpulvers schützt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung wahlweise durch Tauchbehandlung, nach einem Vakuumsaugverfahren oder durch Aufspritzen mit einer Flüssigkeit erfolgt, welche das Material bzw. ein Salz desselben kolloidal, in Suspension oder in Lösung enthält, woran sich eine Trocken-oder Entwässerungsbehandlung derart anschließt, daß dem Material die erforderliche feinverteilte Beschaffenheit gegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Aufspritzen einer Flüssigkeit erfolgt welche das Material bzw. ein Salz desselben kollodial in Suspension oder Lösung enthält, woraufhin eine Trocken- oder Entwässerungsbehandlung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Ausguss aufzubringende Material mittels eines Brenners im geschmolzenen Zustand aufgespritzt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zur Imprägnierung bzw. Beschichtung des den Ausguss bildenden Feuerfestmaterials überwiegend aus ZrO2 und/oder Cr203 in jeweils feiner Kornverteilung besteht.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerfestmaterial des Ausgusses eine tonerdesilikatartige Beschaffenheit mit hohem Tonerdegehalt aufweist, und daß das Imprägnierungs- bzw. Beschichtungsmaterial außerdem CaO bzw. MgO bzw. A1203 enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit sehr feiner Kornverteilung ein überwiegend ZrO2 bzw. Cr20 enthaltendes feuerfestes Oxid ist.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenanteil an feuerfesten Oxiden nicht größer als 30 Gew.-% des Gemischs und vorzugsweise nicht größer als 10 Gew.- des Gemischs ist.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 sowie 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß 50 Gew.-% der das feuerfeste Oxid bildenden Stoffteilchen 100 pfund vorzugsweise 10 > nicht überschreiten.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 sowie 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in feiner Kornabstufung dem Feuerfestmaterial des Ausgusses beim Herstellen des Gemischs aus den verschiedenen Bestandteilen desselben zugesetzt wird.