DE2830199C2

DE2830199C2 - Feuerfeste Platte für einen Schieber-Verschluß an Metallschmelze enthaltenden Gefäßen

Info

Publication number: DE2830199C2
Application number: DE2830199A
Authority: DE
Inventors: Dieter 5206 Neunkirchen Beckers; Eckehard Dr. 4155 Grefrath Eisermann
Original assignee: Martin & Pagenstecher 5000 Koeln GmbH
Current assignee: Martin & Pagenstecher 5000 Koeln GmbH
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1979-11-08
Also published as: AT373519B; ATA472079A; BE877512A; SE431520B; BR7904353A; GB2025018A; CA1123572A; GB2025018B; US4241905A; IT1122067B; JPS5533887A; NL7905219A; DE2830199B1; ES482331A1; SE7905872L; FR2430811A1; FR2430811B3; IT7924192A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine feuerfeste Platte für einen Schieberverschluß an Metallschmelze enthaltenden Gefäßen, wobei die teerhaltiges Material enthaltende feuerfeste Platte mit einem feuerfesten Innenring versehen ist.

Schieberverschlüsse werden insbesondere bei Stahlgießpfannen verwendet. Der Schieberverschluß weist in einem metallischen Gehäuse zwei feuerfeste Platten auf, nämlich die ortsfeste Kopfplatte und die verschiebbare Schieberplatte. Die feuerfesten Platten stehen unmittelbar mit der flüssigen Schmelze in Verbindung.

Eine feuerfeste Platte der eingangs genannten Art gehört durch die DE-OS 19 10 247 zum Stand der Technik. Als teerhaltiges Material sind die feuerfesten Platten mit Teer getränkt. Hierbei kann sowohl die Kopfplatte als auch die Schieberplatte mit Teer getränkt werden oder gegebenenfalls nur eine der beiden feuerfesten Platten. Eine Teertränkung ist z. B. auch in der DE-OS 21 07 127 als vorteilhaft herausgestellt.

Der Teertränkung werden im wesentlichen folgende positive Einflüsse auf das Verschleißverhalt.en zugeschrieben:

1. Verminderung der Schlacken- und Stahlinfiltration;

2. Verbesserung des Schließ- und Gleitverhaltens durch oberflächlich verdampfende Teerbestandteile;

3. Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit des keramischen Materials, z. B. eine Verringerte Neigung zur Rißbildung.

Bei diesen Vorteilen wird in Kauf genommen, daß beim Einsatz einer Gießpfanne erhebliche Teermetigen verdampfen und im Schiebergehäuse an Federn, Kühlkanälen und anderen mechanischen Teilen kondensieren. So muß der Schieber häufig gewartet werden, d. h. abgenommen und gründlich gereinigt werden, was mit beträchtlichem Arbeitsaufwand, gegebenenfalls sogar mit Produktionsausfall, verbunden ist.
s Die Schieberplatten sind bei Gießbeginn einem ungewöhnlich großen und plötzlichen Temperaturwechsel ausgesetzt So haben beispielsweise Temperaturmessungen ergeben, daß über die Plattenlänge ein Temperaturgefälle von 1600⁰C auf ca. 300° C besteht

ίο Hierdurch entstehen starke Wärmespannungen. Beim vorbekannten Schieber verursachen diese Spannungen spinnenförmige Risse.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feuerfeste Platte für einen Schieberverschluß zu entwickeln, die eine verlängerte Lebensdauer bei einer geringeren Neigung zur Verschmutzung hat

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der feuerfeste Innenring mit radialem Abstand zur umgebenden feuerfesten Platte angeordnet ist und in dem so gebildeten Ringraum eine isolierende Mörtelschicht und mit Abstand zur Schiebefläche der feuerfesten Platte zumindest ein Teerring angeordnet sind. Die vorgeschlagene feuerfeste Platte kann sowohl für die Kopfplatte als auch für die Schieberplatte verwendet werden, in der Regel ist es ausreichend, wenn zumindest eine der beiden Platten in der beanspruchten Konstruktion ausgeführt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Teerring in einem mittleren Teil des Ringraums, d. h.

sowohl mit Abstand zur Bodenfläche der feuerfesten Platte, als auch mit Abstand zur Schiebefläche der feuerfesten Platte angeordnet, wobei der mittlere Teil des Ringraums zur Aufnahme des Teerrings in radialer Richtung verbreitert ist. Bevorzugt wird eine Verbreiterung des mittleren Ringraums um mindestens das Dreifache gegenüber den anderen Ringräumen. So beträgt die radiale Stärke der isolierenden Mörtelschicht vorzugsweise 0,5 bis 5 mm, insbesondere etwa 2 mm, während für den Teerring eine Stärke von mindestens 5 mm, insbesondere 10 bis 20 mm bevorzugt wird. Wenn zur Erzielung eines besonders großen Teervolumens eine noch größere radiale Stärke wünschenswert ist, so kann es zweckmäßig sein, den Teerring in radialer Richtung durch einen feuerfesten Stützring zu unterbrechen. Dieser feuerfeste Stützring, der aus dem gleichen Feuerfestmaterial wie die feuerfeste Platte bestehen kann, weist schiebeflächenseitig über den Umfang verteilt zweckmäßigerweise radiale Rillen auf, damit die Teerdämpfe zwischen

so Stützring und Innenring in Richtung der Mörtelschicht zur Schiebefläche hin entweichen können. Bei dieser Konstruktion sind dann im mittleren Ringraum radial von innen nach außen ein Teerring, dann der feuerfeste Stützring und dann ein zweiter Teerring angeordnet.

Der Teerring kann aus handelsüblichem Stahlwerkteer (Pech) bestehen. Dieser läßt sich charakterisieren durch einen Pechgehalt zwischen 50 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise etwa 90 Gew.-%. Der Erweichungspunkt liegt zwischen 2O⁰C und 100⁰C, vorzugsweise bei etwa 50⁰C. In Abhängigkeit vom Pechgehalt sind unterschiedliche Prozentsätze von Leichtölen, Mittelölen, Schwerölen und Anthrazenölen im Teer enthalten.

Für den Isoliermörtel sind hydraulisch oder auch chemisch abbindende Materialien mit Tonerdegehalten

6= /wischen 50 und 95 Gew.-%, vorzugsweise etwa 90 Gew.-% AI2O3 zu verwenden. Der Mörtel soll eine gute Erosionsfestigkeit gegenüber flüssigen Schmelzen besitzen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest die von der Schiebefläche abgewandte Hälfte des Teerrings von einem Blechs.-lantel, z. B. aus Stahl, umgeben. Dieser Blechmantel vermeidet ein Diffundieren des Teers in die umgebenden Plattenbereiche, so daß im wesentlichen ein Entweichen des Teers in Richtung zur Schiebefläche gewährleistet ist Der Teerring kann in radialer Richtung gegenüber dem Innenring und gegenüber der umgebenden feuerfesten Platte zusätzlich von einer isolierenden Mörtelschicht umgeben sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der innenring schiebefiächenseitig mit einer Schulter radial nach außen bis über den Außendurchmesser des Teerrings und liegt mit dem freien Ende auf einer Schulter der feuerfesten Platte auf. Dadurch ist der Innenring der überstehenden Schulter durch die feuerfeste Platte — unabhängig vom Teerring — abgestützt Da der Teerring keine Stützfunktion übernehmen muß, ist somit auch bei verdampfendem Teeranteil keine Gefahr gegeben, daß die überstehende Schulter des Innenrings bricht

Für die feuerfeste Platte (Kopfplatten oder Schieberplatten) einschließlich des keramischen Innenrings empfehlen sich die für derartige feuerfeste Platten bekannten Zusammensetzungen. Die Keramik kann z. B. aus Mullit, Korund und Ton bestehen, und vorzugsweise einen Al^-Gehalt von etwa 90% aufweisen. Insbesondere die Keramik des Innenrings soll möglichst dicht sein, um eine gute Abriebfestigkeit zu gewährleisten.

Praktische Versuche mit dem erfindungsgemäßen Feuerfestteil haben gezeigt, daß die aus dem Teerring verdampfenden flüchtigen Bestandteile überwiegend durch die isolierende Mörtelschicht zur Schiebefläche gelangen. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist darin zu sehen, daß der Teerring ein verhältnismäßig großes Reservoir für einen langzeitigen, gleichmäßigen Teeraustritt bildet, so daß der Teeraustritt auch noch nach mehrmaligem Einsatz gewährleistet ist Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere dann, wenn der Hohlraum radial verbreitert ist, so daß ein im Volumen großer Teerring untergebracht werden kann. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den vorbekannten Konstruktionen, bei denen die gesamte Kopf- und Schieberplatte mit Teer getränkt sind, liegt in der Tatsache, daß bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in einer gleich langen Zeitspanne wesentlich geringere Teermengen zur Schiebefläche hin austreten können. Die Teerverdampfung wird verzögert bzw. vergleichmäßigt, da der Teer zunächst durch die isolierende Mörtelschicht bis zur Schiebefläche diffundieren muß. Beim Erfindungsgegenstand ist gegenüber dem Stand der Technik mit gleicher Teermenge ein viel längerer Einsatz möglich. Dabei bleiben die positiven Einflüsse des verdampfenden Teers erhalten, ohne daß eine häufige Wartung erforderlich ist. Vorteile werden auch für den Gießer erzielt, da keine schmutzigen Teerfahnen austreten und die Gießer weniger belästigt werden. Die isolierende Mörtelschicht, die die Teerverdampfung vergleichmäßigt, bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß Spannungen bei hohen Temperaturunterschieden aufgefangen werden, so daß die typischen spinnenartigen Risse nicht mehr auftreten. Durch die isolierende Mörtelschicht ist der Innenring vom übrigen Plattenbere-ch getrennt, so daß der Temperaturgradient im Innenring verhältnismäßig flach verläuft. Dagegen wurden beim Stand der Technik Innenrisse durch den zu steilen Temperaturgradienten verursacht Die Kombination Teerring und isolierende Mörtelschicht hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da einerseits die verzögerte langzeitige Teerverdampfung gewährleistet ist, andererseits Spannungen bei großen Temperaturunterschieden durch die isolierende Mörtelschicht gemindert werden und die isolierende Mörtelschicht einen direkten Angriff des flüssigen Metalls auf den Teerring verhindert

ίο Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand an Hand des in den Figuren gezeigten Beispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt eine Teilansicht der feuerfesten Platte und

Fig.2 im Ausschnitt eine alternative Ausführungsform der Fig. 1.

In den Figuren ist nur die feuerfeste Platte 1 dargestellt, die bekanntlich in einem metallischen Rahmen des Schieberverschlusses befestigt ist Die gezeigte Konstruktion ist sowohl für die Schieberplatte als auch für die Kopfplatte geeignet wobei die Figuren der Einfachheit halber nur die Schieberplatte zeigt, denn die Schiebefläche 10 der gezeigten Platte 1 befindet sich am oberen Bildrand. Eine entsprechende Ausführungsform für die Kopfplatte wäre spiegelsymmetrisch zur Schiebefläche 10 anzuordnen.

Die feuerfeste Platte 1 weist einen feuerfesten Innenring 2 auf und der Innenring 2 ist mit radialem Abstand zur feuerfesten Platte 1 angeordnet. Im mittleren Drittel ist dieser radiale Abstand größer, so daß ein dreiteiliger Ringraum 3, 4, 5 gebildet wird. In dem in radialer Richtung verbreiterten mittleren Ringraum 4 ist ein Teerring 6 angeordnet, der am gezeigten Beispiel der F i g. 1 eine Stärke von etwa

15 mm hat. Der Teerring 6 ist in axialer Richtung in einem Abstand 12 zur Schiebefläche 10 und in einem Abstand 13 zur Bodenfläche 11 der feuerfesten Platte 1 angeordnet. In dem dadurch verbleibenden spaltartigen oberen Ringraum 3 ist die isolierende Mörtelschicht 8 und in dem spaltartigen unteren Ringraum 5 die isolierende Mörtelschicht 9 angeordnet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Alternative sind in radialer Richtung gesehen im mittleren Ringraum 4 ein erster Teerring 6, ein feuerfester Stützring 20 und ein zweiter Teerring 18 angeordnet. Der Stützring 20 weist an seiner Oberfläche auf dem Umfang verteilt sich radial erstreckende Rillen 21 auf.

Bei beiden Ausführungsformen (Fig. 1 und 2) erstreckt sich die Schulter 17 des Innenrings 2 bis über die Teerringe hinaus und stützt sich auf einer Schulter 22 der feuerfesten Platte 1 ab. Somit ist die Auflage des Innenrings 2 und damit die Bruchsicherheit gegeben, da die Teerringe 6, 18 nicht für die Auflage maßgebend sind.

Der Teerring 6 ist von einem Blechmantel 14 und der Teerring 18 von einem Blechmantel 19 (Fig.2) eingefaßt, wobei jeweils die zur Schulter 17 gelegene Oberfläche der Teerringe 6 und 18 freibleibt. Sowohl der Außenmantel 15 des Blechmantels 14 als auch der Außenmantel 23 des Blechmantels 19 enden vor der Schulter 17 (in den Figuren nicht erkennbar), so daß die Teerdämpfe ungehindert in Richtung zur Mörtelschicht Z und zur Schiebefläche 10 diffundieren können. Zwischen der Innenwandung 16 des Blechmantels 14 und dem Innenring 2 läuft die isolierende Mörtelschicht 9 keilförmig aus. Die innenliegende Durchlauföffnung für das flüssige Metall trägt die Bezugsziffer 7.
Die Teerringe 6, 18 sind aus Teer (z. B. Stahlwerks-

teer) hergestellt, der ca. 1% Mittelöl mit einem Siedebereich zwischen 170 bis 27O°C, ca. 2% Schweröle mit einem Siedebereich von 270 bis 300⁰C und ca. 8% Anthrazenöle, die über 300° C sieden, enthält.

Die gezeigte Konstruktion gewährleistet, daß die Teerdämpfe gleichmäßig überwiegend durch die isolierende Mörtelschicht 8 bis zur Schiebefläche 10 diffundieren. Bei der bevorzugten Ausführungsform mit den Blechmänteln 14 und 19 wird die Diffusion in Piattenbereiche, die von der Schiebefläche 10 w< gen, durch die Blechmäntel behindert. Dagege parallel zur Schulter 17 ein ungehindertes Diffund bis zur Mörtelschicht 8 möglich. Die Mörtelschichl Ringraum 3 und die Mörtelschicht 9 im Ringraum '. die Mörtelschicht 9 im Ringraum 5 verm Spannungsrisse, die bei vorbekannten Platten
Mörtelisolierung auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerfeste Platte für einen Schieberverschluß an Metallschmelze enthaltenden Gefäßen, wobei die teerhaltiges Material enthaltende feuerfeste Platte mit einem feuerfesten Innenring versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Innenring (2) mit radialem Abstand zur umgebenden feuerfesten Platte (1) angeordnet ist und in dem so gebildeten Ringraum (3, 4, 5) eine isolierende Mörtelschicht (8,9) und mit Abstand (12) zur Schiebfläche (10) der feuerfesten Platte (1) zumindest ein Teerring (6,18) angeordnet sind.

2. Feuerfeste Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teerring (6, 18) ic einem mittleren Teil (4) des Ringraunu (3,4,5) mit Abstand (13) zur Bodenfläche (U) und mit Abstand (12) zur Schiebefläche (10) angeordnet ist und der mittlere Teil (4) des Ringraums (3,4, 5) in radialer Richtung verbreitert ist

3. Feuerfeste Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die von der Schiebefläche (10) abgewandte Hälfte des Teerrings (6,18) von einem Blechmantel (14,19) umgeben ist

4. Feuerfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenring (2) schiebeflächenseitig mit einer Schulter (17) radial nach außen bis über den Außendurchmesser des Teerrings (6,18) erstreckt.