DE2915305A1

DE2915305A1 - Filling of cavity in iron block with refractory bricks - esp. to repair ingot mould base plate, where bricks are bonded to plate via alumino-thermite reaction

Info

Publication number: DE2915305A1
Application number: DE19792915305
Authority: DE
Inventors: Robin Hill; William Osmond Thomas
Original assignee: Goricon Metallurgical Services Ltd
Current assignee: Goricon Metallurgical Services Ltd
Priority date: 1979-04-14
Filing date: 1979-04-14
Publication date: 1980-10-30

Abstract

The periphery of the bricks is bonded to the surface of the cavity by an aluminous slag obtd. by an exothermic reaction between Al and an oxidant, which causes local melting of the surface of the bricks. At least part of the walls of the cavity possess no undercut; and gaps may be left between adjacent bricks so the slag enters the gaps. The exothermic reaction pref. occurs in the presence of an alkali metal salt, esp. KNO3 which causes melting of the surface of the bricks next to the cavity. The pref. oxidant is an iron oxide, used esp. with MnO2 and refractory powder, esp. crushed bricks. Used esp. for relining of a cast iron baseplate or stool for an ingot mould.

Description

Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in der Oberfläche eines Eisen-Method of filling a cavity in the surface of an iron

metallblocks Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in der Oberfläche eines Eisenmetallblocks durch Auskleiden des Hohlraums mit feuerfesten Mauersteinen, die den Hohlraum bis zur Höhe der Oberfläche nahezu ausfüllen. metal blocks The invention relates to a method for filling a Cavity in the surface of a ferrous metal block by lining the cavity with refractory bricks, which the cavity up to the level of the surface almost to complete.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das das Auskleiden des Hohlraums oder die Erneuerung der Auskleidung vereinfacht.The invention is based on the object of specifying a method which simplifies the lining of the cavity or the renewal of the lining.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Umfang des Mauerwerks mit der Wand des Hohlraums durch eine aluminöse Schlacke verbunden wird, die an Ort und Stelle durch eine exotherme Reaktion von metallischem Aluminium mit einem Oxidationsmittel erzeugt wird, die eine Temperatur erreicht, bei der das Mauerwerk örtlich schmilzt.According to the invention this object is achieved in that the scope of Masonry is connected to the wall of the cavity by an aluminous slag, which is in place by an exothermic reaction of metallic aluminum with an oxidizing agent is generated which reaches a temperature at which the masonry melts locally.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Mauersteine mit Abständen angeordnet werden, so daß Fugen zwischen ihnen entstehen, und daß weitere aluminöse Schlacke in ähnlicher Weise in den Fugen erzeugt wird. Durch die exotherme Reaktion wird die Schlacke fließfähig, so daß sie die Fugen ausfüllt und nach der Aushärtung die Mauersteine untereinander und mit der Wand des Hohlraums fest verbindet.It is preferably ensured that the bricks are spaced apart be arranged so that joints arise between them, and that more aluminous Slag is generated in the joints in a similar manner. Due to the exothermic reaction the slag becomes flowable, so that it fills the joints and after hardening, the bricks with each other and with the wall of the cavity firmly connects.

Das feuerfeste Mauerwerk kann aus mehreren getrennten Mauersteinen bestehen, die in dem Hohlraum zusammengesetzt werden, oder aus einem einzigen großen Mauerstein. Welche Form gewählt wird, hängt von der Größe des Hohlraums, den relativen Kosten, der Größe der verfügbaren Mauersteine und des zur Auskleidung erforderlichen Arbeitsaufwands ab. Ein großer Mauerstein läßt sich häufig auf einfache Weise mittels eines Hammers so behauen, daß er den Hohlraum weitgehend ausfällt, ohne Jedoch genau in den Hohlraum zu passen oder eine regelmäßige Oberflächenform aufweisen zu müssen. In den meisten Fällen werden Mauersteine aus gebranntem Ziegelton verwendet. Gewünschtenfalls können sie Jedoch auch aus einem anderen feuerfesten Material hergestellt sein, z.B. aus Grafit, Siliziumkarbid oder einem Gemisch dieser Materialien.The refractory masonry can consist of several separate bricks consist, which are assembled in the cavity, or from a single large one Brick. Which shape is chosen depends on the size of the cavity, the relative Cost, the size of the bricks available, and what is required for lining Workload. A large brick is often easy to use a hammer so that it largely fails the cavity, but without being precise to fit into the cavity or to have a regular surface shape. In most cases, bricks made of burnt brick are used. If so desired However, they can also be made of another refractory material, e.g. made of graphite, silicon carbide or a mixture of these materials.

Auf welche Weise die Bindung zustande kommt, ist noch nicht genau geklärt. Sie umfaßt eine Adhäsion der Schlacke im ausgehärteten Zustand an den Seiten des Hohlraums. In einigen Fällen bestehen beide Seiten aus feuerfestem Mauergesteinsmaterial, während in anderen Fällen die eine Seite aus dem Mauergesteinsmaterial und die gegenüberliegende Seite aus einem hitzebeständigen Material, hier dem Eisenmetallblock, besteht. Für die Adhäsion des feuerfesten Materials muß die fließfähige Schlacke eine Temperatur aufweisen, bei der sie eine Verbindung bewirkt, und es wird angenommen, daß eine Materialauflösung mitwirkt. Mitunter ist eine geringfügige Erosion des Mauerwerks durch die Schlacke feststellbar. In anderen Fällen liegt die Bindung zu dicht bei einem Oberflächeneffekt, um noch eine örtliche Veränderung des Mauerwerks visuell feststellen zu können. Es erscheint nicht ausgeschlossen, daß die Schmelztemperatur des feuerfesten Materials durch die Schlacke verringert wird. Andererseits ist festgestellt worden, daß ausgehärtete Schlacke, die mit feuerfestem Material in Berührung steht, nicht immer mit diesem verbunden ist. Wesentlich ist, daß eine Temperatur erreicht wird, bei der eine Bindung stattfindet.It is not yet clear how the bond is established clarified. It includes adhesion of the slag to the sides when it is cured of the cavity. In some cases, both sides are made of refractory masonry material, while in other cases one side is made of masonry material and the opposite The side is made of a heat-resistant material, here the ferrous metal block. For For the adhesion of the refractory material, the flowable slag must have a temperature at which it causes a connection, and it is assumed that a Material dissolution contributes. Occasionally there is a slight erosion of the masonry detectable by the slag. In other cases the binding is too tight a surface effect to visualize a local change in the masonry to be able to determine. It does not seem impossible that the melting temperature of the refractory material is reduced by the slag. On the other hand, it is established been that cured slag that comes into contact with refractory material stands, is not always associated with this. It is essential that a temperature is reached at which a bond takes place.

Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei denen ein herkömmlicher mit Wasser aktivierter Zement zum Verbinden der Mauersteine untereinander und mit der Wand des Hohlraums verwendet wird, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß der Block in Benutzung genommen werden kann, ohne daß eine Trocknungszeit für Zement abgewartet werden muß. Vielmehr kann der Block sofort benutzt werden, nachdem die Reaktionsprodukte hinreichend abgekühlt sind. Außerdem braucht zumindest ein Teil der Hohlraumwand keine Hinterschneidung bzw. Verriegelungsform aufzuweisen. Die aluminöse Schlacke bildet eine adäquate Verbindung mit dem Metall und sorgt für einen festen Halt des Mauerwerks unabhängig von der Form des Metalls an der Wand.Compared to conventional methods where a conventional Cement activated with water to connect the bricks with each other and with the wall of the cavity is used, the inventive method has the advantage that the block can be put into use without a drying time for Cement must be seen. Rather, the block can be used immediately after the reaction products have cooled sufficiently. Also needs at least one Part of the cavity wall to have no undercut or locking shape. The aluminous slag forms an adequate bond with the metal and takes care of it for a firm hold of the masonry regardless of the shape of the metal on the Wall.

Um herkömmlichen Zement verwenden. zu können, muß die Wand so geformt sein, daß sie das Mauerwerk fest verriegelt, wenn feste Verbindungen erzielt werden sollen. Bei Gießgespannplatten ( Kokillen-Unterlagsplatten) und den meisten Bauteilen die unter den schwierigen Bedingungen, wie sie in der Stahlindustrie herrschen, verwendet werden, ist die Lebensdauer des Mauerwerks (Schamotte) begrenzt. Bei Verwendung eines herkömmlichen Bindemittels, kann das Mauerwerk nur solange erneuert werden, wie die Erosion die Form der Wand in zulässigen Grenzen beläßt, und wenn diese Grenzen überschritten werden, muß das Bauteil als Ganzes ersetzt werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Erosion der Wandform von geringerer Bedeutung, so daß ein Bauteil nach diesem Verfahren noch mehrmals repariert werden kann, nachdem es einen Zustand erreicht hat, in dem eine Reparatur nach herkömmlichen Verfahren nicht mehr durchführbar ist.To use conventional cement. To be able to do so, the wall must be shaped be that it firmly locks the masonry when tight connections are achieved should. For cast clamping plates (mold base plates) and most components those under the difficult conditions prevailing in the steel industry, are used, the service life of the masonry (chamotte) is limited. Using a conventional binding agent, the masonry can only be renewed as long as how erosion leaves the shape of the wall within permissible limits, and when these limits are exceeded, the component must be replaced as a whole. When using the method according to the invention, the erosion of the wall shape is of less importance, so that a component can be repaired several times after this process it has reached a state in which it can be repaired by conventional methods is no longer feasible.

Wenn das Mauerwerk nicht sofort benutzt werden muß, können die Mauersteine durch einen herkömmlichen Zement verbunden und die Schlacke nur zur Verbindung des Mauerwerks mit dem Metall verwendet werden.If the masonry does not need to be used immediately, the bricks can connected by a conventional cement and the slag only to connect the Masonry to be used with the metal.

In einigen Fällen können die Mauersteine dicht gepackt zusammengefügt und die Schlacke nur zum Verbinden der Peripherie bzw.In some cases, the bricks can be tightly packed together and the slag only to connect the periphery or

des Umfangs des Mauerwerks mit der Wand des Hohlraums verwendet werden. In anderen Fällen können die Mauersteineitt Abständen angeordnet werden, um Verbindungsfugen zwischen ihnen auszubilden, und weitere aluminöse Schlacke in den Fugen erzeugt werden.of the perimeter of the masonry can be used with the wall of the cavity. In other cases, the bricks can be spaced to create connecting joints form between them, and more aluminous slag is generated in the joints will.

Vorzugsweise wird die exotherme Reaktion in Anwesenheit eines Alkalimetallsalzes durchgeführt, das die Verschmelzung der benachbarten Mauersteinoberflächen fördert. Ein bevorzugtes Alkalimetallsalz ist Kaliumnitrat. Natriumnitrat kann ebenfalls verwendet werden, doch müssen Vorkehrungen getroffen werden, um Schäden durch ein Zerfließen zu vermeiden.Preferably the exothermic reaction is carried out in the presence of an alkali metal salt carried out, which promotes the fusion of the adjacent brick surfaces. A preferred alkali metal salt is potassium nitrate. Sodium nitrate can also used, but precautions must be taken to avoid damage from a Avoid deliquescence.

Ein bevorzugtes Oxydationsmittel für das Aluminium ist Eisenoxid. Gewünschtenfalls kann ein zusätzliches Oxidationsmittel verwendet werden, z.B. Mangandioxid.A preferred oxidizing agent for the aluminum is iron oxide. If desired, an additional oxidizing agent such as manganese dioxide can be used.

Wenn Eisenoxid verwendet wird, entsteht metallisches Eisen als Reaktionsprodukt. Es setzt sich an der tiefsten Stelle der Verbindung ab, und obwohl es auf Eisenmetall des Blocks haften kann, trägt es dennoch nicht wesentlich zur Wirksamkeit der durch die Schlacke erzeugten Verbindung bei. Seine Anwesenheit ist bei einer ersten Reparatur unschädlich. GewUnschtenfalls kann ein teilchenförmiges feuerfestes Material, z.B.When iron oxide is used, metallic iron is produced as a reaction product. It settles at the deepest point of the connection, and although it's on ferrous metal of the block can adhere, it does not contribute significantly to the effectiveness of the through the slag produced compound. His presence is during an initial repair harmless. If desired, a particulate refractory material, e.g.

zerbrochenes feuerfestes Mauergestein, in dem Reaktionsgemisch aus Wirts chaftlichkeitsgründen verwendet werden, um die Erosionsfestigkeit der Schlacke zu verbessern oder die exotherme Reaktion zu verlangsamen oder eine Rauchentwicklung zu verringern.broken refractory masonry, in the reaction mixture Economic reasons are used to increase the erosion resistance of the slag to improve or slow down the exothermic reaction or smoke development to reduce.

Gewünschtenfalls können bis zu 10 96 eines Flußmittels, z.B.If desired, up to 10 96 of a flux, e.g.

Kalziumfluorid, zugesetzt werden. Als zusätzliches Oxidationsmittel kann Mangandioxid in einer Menge von bis zu 3 s zugesetzt werden. Diese Prozentsätze beziehen sich auf das Gesamt gewicht der Zusammensetzung.Calcium fluoride, can be added. As an additional oxidizing agent Manganese dioxide can be added in an amount of up to 3 seconds. These percentages refer to the total weight of the composition.

Die Zusammensetzungen spezieller Reaktionsgemische, die erfolgreich verwendet wurden, sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben, in der, wie in späteren Tabellen, die angegebenen Zahlen sich auf Gewichtsprozente der Bestandteile, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, beziehen. Die letzte Spalte enthält (auf der gleichen Bezugsbasis) die bevorzugten Mengenbereiche, in denen die Bestandteile in der Praxis verwendet werden.The compositions of special reaction mixtures that successfully are given in Table I below, in which, as in later tables, the figures given refer to percentages by weight of the components, based on the total weight of the composition. The last column contains (on the same reference basis) the preferred quantity ranges in which the ingredients can be used in practice.

Tabelle I Aluminium-Pulver 18,9 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 14 bis 25(a) Eisenoxid 62,3 63,0 63,0 53,4 53,3 53,3 59,4 45 II 82(b) Feuerfeste Teilchen 18,9 11,0 16,0 28,7 22,6 20,7 19,6 0 " 40 Kalziumfluorid (Flußmittel) - 5,0 - - - 5,0 - O " 10 Kaliumnitrat - 3,0 3,0 - 3,0 3,0 3,0 0 " 6 (a) vorzugsweise 17,0 bis 18,0 (b) vorzugsweise 45 bis 75. Table I Aluminum powder 18.9 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 14 to 25 (a) iron oxide 62.3 63.0 63.0 53.4 53.3 53.3 59.4 45 II 82 (b) refractory particles 18.9 11.0 16.0 28.7 22.6 20.7 19.6 0 "40 calcium fluoride (flux) - 5.0 - - - 5.0 - O "10 Potassium Nitrate - 3.0 3.0 - 3.0 3.0 3.0 0" 6 (a) preferably 17.0 to 18.0 (b) preferably 45 to 75.

Die Zusammensetzung eines für bestimmte Zwecke optimalen Reaktionsgemisches hängt von bestimmten Umständen ab, und aus diesem Grunde sind nachstehend Richtlinien angegeben: 1) Der optimale Prozentsatz von Aluminiumpulver liegt normalerweise bei 17 bis 18 %. Ein höherer Prozentsatz wird in einigen Fällen bevorzugt, bedeutet Jedoch höhere Kosten. Die Kosten lassen sich verringern, wenn ein Prozentsatz von weniger als 17 96 gewählt wird, doch müssen dann Zündungs- und Fließprobleme in Kauf genommen werden. Für die meisten Zwecke wird diese Verringerung nicht empfohlen.The composition of a reaction mixture that is optimal for a specific purpose depends on certain circumstances, and for that reason the following are guidelines stated: 1) The optimal percentage of aluminum powder is usually included 17 to 18%. A higher percentage is preferred in some cases, means However, higher costs. The costs can be reduced if a percentage of less than 17 96 is chosen, but ignition and flow problems must then be in Purchase to be taken. For most purposes, this reduction is not recommended.

2) Eine Erhöhung des Kaliumnitratanteils steigert die Rauchentwicklung, und änderungen der Zusammensetzung, die eine Steigerung des Kaliumnitratanteils erfordern, werden vorzugsweise vermieden, insbesondere in einer normalen Werkstatt.2) An increase in the potassium nitrate content increases smoke development, and changes in the composition, which increase the potassium nitrate content are preferably avoided, especially in a normal workshop.

3) Die feuerfesten Teilchen tragen zur Verlangsamung der Reaktionsgeschwindigkeit bei, verringern dieerzielte Temperatur und verringern die Menge des Rauches. Eine geringe Reaktionsgeschwindigkeit und niedrige Temperaturen sind aus Gründen der Sicherheit und Bequemlichkeit günstig, doch sollte die Reaktion nicht so langsam ablaufen, daß keine hinreichende Verbindung des Mauerwerks sichergestellt ist. Die Größe des flaums, in dem die Zusammensetzung zur Reaktion gebracht wird, und die thermische Isolationsfähigkeit der Umgebungsmaterialien beeinflussen die erreichte Temperatur. Der Einfluß der feuerfesten Teilchen hängt von ihrer Größe ab; es ist gunstigS wenn keine feinen Teilchen vorhanden sind.3) The refractory particles help slow the reaction rate decrease the temperature achieved and decrease the amount of smoke. One low reaction rate and low temperatures are for reasons of Security and convenience are favorable, but the response should not be so slow expire that no adequate connection of the masonry is ensured. the Size of the fluff in which the composition is reacted and the thermal insulation ability of the surrounding materials influence the achieved Temperature. The influence of the refractory particles depends on their size; it is Favorable when there are no fine particles.

Die Anwesenheit von Teilchen, deren Feinheit geringer als eine Siebgröße von 1 mm ist, wird vorzugsweise vermieden. The presence of particles whose fineness is less than a sieve size of 1 mm is preferably avoided.

4) Ubep die stöcteometrisohe Menge hinaus vorhandenes Eisenoxid wirkt als Flußmittel. Normalenieise wird Eisenoxid in Form von Glühapan (EIammerschlags Walzzunder) verwendet.4) If the stoeteometric amount of iron oxide is present, it acts as a flux. Normally iron oxide is in the form of glow japan (hammer blow Mill scale) is used.

5) Das bei der Reaktion erzeugte Eisen unterstützt die Schlacke bei der Verbindung und Verfestigung des Mauerwerks und bei der Verbindung des Mauerwerks mit dem Metall, doch ist sein Beitrag nicht wesentlich.5) The iron produced in the reaction aids the slag the connection and consolidation of the masonry and in the connection of the masonry with the metal, but its contribution is not essential.

Das Metall ist an sich ein unerwünschtes Nebenprodukt, das eine spätere Reparatur behindern kann, weil es schwierig zu entfernen ist. Durch VerdUnnen der reaktionsfähigen Bestandteile verringert der feuerfeste Bestandteil die Menge des erzeugten Eisens und damit jene Schwierigkeit. Außerdem nimmt das Volumen der Schlackenphase, die als Bindemittel für das Mauerwerk wirkt, zu, so daß ihre Bindewirkung durch die Anwesenheit des feuerfesten Materials verbessert wird. Eine Erhöhung des Schlackenvolumens relativ zu dem des erzeugten Eisens trägt zur Verringerung der Menge des erzeugten Eisens bei, 6) Die physikalischen Eigenschaften der Schlackenphase werden durch das feuerfeste Material ç günstig beeinflußt, wenn das Mauerwerk durch geschmolzenen Stahl oder auf andere Weise einer Erosion ausgesetzt ist. The metal itself is an undesirable by-product, which is a later one Can hinder repair because it is difficult to remove. By diluting the reactive constituents, the refractory constituent reduces the amount of produced iron and with it that difficulty. In addition, the volume of the Slag phase, which acts as a binder for the masonry, too, so that its binding effect through the presence of the refractory material is improved. An increase in the volume of slag relative to that of the iron produced contributes to reducing the amount of iron produced Iron at, 6) The physical properties of the slag phase are through the refractory material ç favorably influenced when the masonry through melted Steel or otherwise exposed to erosion.

Unter Ziffer 7 der obigen Pute ist darauf hingewiesenS daß das Vorhandensein feuerfester Teilchen zu einer Verlangsamung der Reaktionsgeschwindigkeit und zu einer Verringerung der erzielten Temperatur führt. Eisenmetall in Teilcheniorm z.B.Under number 7 of the above turkey it is pointed out that the presence Refractory particles cause a slowdown in the reaction rate and too leads to a reduction in the temperature achieved. Ferrous metal in particle form e.g.

in Form von Stahlspänen oder Bohrspänen oder Gußeisenkönnen mit ähnlicher Wirkung verwendet werden wenn das Vorhandensein von zusätzlichem metallischem Eisen bei einer Reparatur toleriert werden kann0 Zu berücksichtigen ist Jedoch sein Einfluß auf zukünftig ReparaturenO Sein Einfluß kann die für die aluminöse Schlacke verfügbare Tiefe verringern und die Auskleidung aus Mauerwerk beeinträchtigen0 Die nachstehende Tabelle II enthält Beispiele für Zusammensetzungen, die Stahlspäne enthalten, wobei die Zahlen in Gewichtsprozent angegeben sind.in the form of steel chips or drill chips or cast iron can with similar Effect can be used when the presence of additional metallic iron can be tolerated during a repair0 However, its influence must be taken into account on future repairsO Its influence may be that available for the aluminous slag Reduce depth and affect the masonry lining0 The following Table II gives examples of compositions containing steel chips, where the numbers are given in percent by weight.

Tabelle II Aluminium 18 18 18 Eisenoxid 63 63 63 Feuerfeste Teilchen 8 0 0 Flußspat 2 2 2 Kaliumnitrat O 0 2 Stahlspäne 9 17 15 In der nachstehenden Tabelle III sind Beispiele für ungeeignete Zusammensetzungen angegeben. Table II Aluminum 18 18 18 Iron Oxide 63 63 63 Refractory Particles 8 0 0 fluorspar 2 2 2 potassium nitrate O 0 2 steel filings 9 17 15 In the Table III below gives examples of unsuitable compositions.

Tabelle III A B C Aluminium 14 25 25 Eisenoxid 60 75 73 Feuerfeste Teilchen 21 - -Flußspat 3 - 2 Kaliuenitrat 2 - ° Zusammensetzung A ließ sich schwer zünden und die Schlackewar zu viskos, um in die Fugen zwischen und am Umfang der Mauersteine zu fließen. Das Kaliumnitrat und Flußspat (Kalziumnitrid) waren zugesetzt, um die Zündung zu erleichtern und die Fluidität zu steigern, hatten Jedoch nur eine unzureichende Wirkung. Zusammensetzung B (einfacher Thermit nahe am stöchiometrischen Punkt) zündete leicht, brannte Jedoch zu schnell mit zu starker Rauchentwicklung. Seine Verwendung wurde als zu gefährlich für den Benutzer eingestuft. Die Schlacke mit hohem Aluminiumgehalt war unzureichend flüssig und zu brüchig. Table III A B C Aluminum 14 25 25 Iron Oxide 60 75 73 Refractories Particles 21 - fluorspar 3 - 2 potassium nitrate 2 - ° composition A was difficult ignite and the slag was too viscous to get into the joints between and around the perimeter of the Flowing bricks. The potassium nitrate and fluorspar (calcium nitride) were added, However, to facilitate ignition and increase fluidity, only had one insufficient effect. Composition B (simple thermite close to stoichiometric Point) ignited easily, but burned too quickly with excessive smoke development. Its use was judged to be too dangerous for the user. The slag with a high aluminum content was insufficiently fluid and too brittle.

Zusammensetzung C hatte eine bessere Schlacken-Fließfähigkeit, und zwar wegen des Flußspats, jedoch blieben die anderen Schwierigkeiten der Zusammensetzung B bestehen.Composition C had better slag flowability, and because of the fluorspar, but the other compositional difficulties remained B exist.

Anhand der in den Tabellen I, II und III angegebenen Zusammensetzungen und der zugehörigen Erläuterungen lassen sich andere Zusammensetzungen entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall bilden, notfalls durch einfache routinemäßige Versuche.Using the compositions given in Tables I, II and III and the accompanying explanations, other compositions can be used accordingly the respective application, if necessary by simple routine tests.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur zur Reparatur von Gießgespannen ( Kokillen-Unterlagsplaten), sondern auch für de Installation oder Reparatur von Mauerwerk, das hohen Temperaturen ausgesetzt ist, geeignet. So kann es sich um einen Hohlraum handeln, der durch Abnutzung der feuerfesten Auskleidung eines Siemens-Martin-Ofens entstanden ist. Der Hohlraum kann auch der das Mauerwerk haltende Teil oder ein Defekt im Mauerwerk, das in dem Mauerwerkhalterungsteil installiert ist, einer Ofenttir, z,B. der Tdr in einem Siemens-Martin-Ofen, sein. Ein anderes Anwendungsbeispiel ist die Auskleidung oder Reparatur des Mauerwerks des Bodens einer Gießpfanne, in die die Schmelze von Eisenmetallen gegossen wird Die Anwendung zur Reparatur von Mauerwerk ist insofern besonders interessant, weil das reparierte Mauerwerk sehr mach nach der Reparatur wieder benutzt werden kann. Da eine Bearbeitung des Mauererks zur Erzielung einer Verriegelung entfällt, obwohl diese Arbeit sehr einfach sein mag, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders wirtschaftlich.The method according to the invention is not only for repairing foundry sets (Mold-underlay plates), but also for de installation or Repair of masonry exposed to high temperatures is suitable. So can it is a cavity created by wear and tear on the refractory lining of a Siemens-Martin furnace. The cavity can also be of the masonry retaining part or a defect in the masonry installed in the masonry support part is, a furnace, z, B. the Tdr in a Siemens-Martin furnace. Another Application example is the lining or repair of the masonry of the floor a ladle into which the melt of ferrous metals is poured. The application for the repair of masonry is particularly interesting because the repaired Masonry can be used again after repairs. There is an editing of the masonry to achieve a locking is omitted, although this work very much may be simple, the process according to the invention is particularly economical.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig.1 ein Gußeisen-Gießgespann mit einem Hohlraum, der nach den Fig. 1A, 1B und 1E in herkömmlicher Weise und nach den Fig. 1C und 1D nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Mauerwerk ausgefüllt wird9 Fig. 2 und 3 Querschnitte ähnlicher Gießgespanne, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Mauerwerk ausgekleidet sind, Fig. 4 die Rückseite einer Ofentür Fig. 5 der Schnitt IV-IV der Fig. 4 Fig. 6 die Anwendung der Erfindung auf die TUr nach den Fig. 5 und 6, Fig. 7 eine Gießpfanne in Draufsicht, Fig. 8 den Querschnitt VIII-VIII der Fig. 7 und Fig. 9 einen Querschnitt eines Gießgespanns, das gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Mauerwerk gefüllt wird.Preferred embodiments are described below with reference to drawings described in more detail. They show: FIG. 1 a cast iron casting team with a cavity, 1A, 1B and 1E in a conventional manner and according to FIGS. 1C and 1D is filled with masonry according to the method according to the invention9, FIGS. 2 and 3 cross-sections of similar foundries made by the method according to the invention are lined with masonry, Fig. 4 the back of an oven door, Fig. 5 the section IV-IV of FIG. 4, FIG. 6, the application of the invention to the TUr according to FIG. 5 and FIG. 6, FIG. 7, a pouring ladle in plan view, 8 shows the cross section VIII-VIII of FIG. 7 and FIG. 9 shows a cross section of a casting team, which according to FIG a modification of the method according to the invention is filled with masonry.

Fig. 1 zeigt ein Gußeisen-Gießgespann 1 (Unterlagsplatte) für eine Kokille, und zwar in Fig. 1A in Draufsicht und in Fig. 1B im Querschnitt. Die Unterlagsplate hat einen Hohlraum, der bis zur Ebene der Oberseite 2 mit feuerfestem Mauerwerk 3 ausgekleidet ist, das durch herkömmlichen (nicht dargestellten! mittels Wasser aktivierten Zement in dem Hohlraum einzementiert ist. Wie Fig. IB zeigt, ist die Wand 4 des Hohlraums gewöhnlich geneigt, so daß der Hohlraum eine hinterschnittene Form erhält, die das Mauerwerk ohne Haftung am Gußeisen in der Einbaulage hält. Nach Fig. 1E wird auch ein Hohlraum mit vertikalen Seitenwänden benutzt.Fig. 1 shows a cast iron casting team 1 (base plate) for a Mold, namely in Fig. 1A in plan view and in Fig. 1B in cross section. The production plate has a cavity that goes up to the level of the top 2 with refractory masonry 3 is lined by conventional (not shown! By means of water activated cement is cemented in the cavity. As Fig. IB shows, the Wall 4 of the cavity is usually inclined so that the cavity is an undercut Receives shape that holds the masonry in the installation position without adhesion to the cast iron. According to Fig. 1E, a cavity with vertical side walls is also used.

Das Mauerwerk kann erforderlichenfalls von Zeit zu Zeit erneuert werden, doch wird die Wand des Hohlraums schließlich so stark abgetragen, daß die Unterlagosplatte maschinell nachgearbeitet oder verschrottet werden muß.The masonry can be renewed from time to time if necessary, but the wall of the cavity is finally worn away so much that the Unterlagosplatte mechanically reworked or scrapped.

Wie die Fig. 1C und 1D zeigen, ist die Wand 4 stark erodiert worden, so daß sie eine schräg abfallende, nicht hinterschnittene Form aufweist, die sich zu einem Spalt 4' erweitert, der eine unregelmäßige ringförmige Umfangsform in der Ebene der Oberfläche 2 um das Mauerwerk herum aufweist. Am Boden hat ebenfalls eine Erosion stattgefunden, wie der Zwischenraum 4a zeigt. Bei den herkömmlichen Verfahren der Auskleidung mit Mauerwerk 3 muß die Platte 1 lange vor Erreichen des in den Fig. 1C und 1D dargestellten Zustands verschrottet werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Mauerwerk dagegen erneruert werden, indem feuerfeste Mauersteine dicht nebeneinander in dem Hohlraum eingesetzt werden und eine eine Schlacke bildende Zusammensetzung inden Spalt oder die Fuge 4' eingefüllt und an Ort und Stelle zur Reaktion gebracht wird. Die Schlacke geht eine sehr feste adhäsive Bindung mit dem Metall und den Mauersteinen (die örtlich schmelzen) ein, so daE, keine geometrische Verriegelung (Ausbildung einer Hinterschneidung) erforderlich ist.As FIGS. 1C and 1D show, the wall 4 has been severely eroded, so that it has a sloping, not undercut shape, which to a gap 4 'expanded, which has an irregular annular circumferential shape in the Has level of surface 2 around the masonry. Also has one on the floor Erosion has taken place, as the gap 4a shows. With the conventional methods the lining with masonry 3, the plate 1 must be long before reaching the in the 1C and 1D are scrapped in the state shown. According to the invention Procedure, however, the masonry can be renewed by adding refractory bricks are used close to each other in the cavity and a slag forming Composition poured into the gap or joint 4 ' and on Is brought to reaction on the spot. The slag goes a very strong adhesive Bond with the metal and the bricks (which melt locally), so that no geometric locking (formation of an undercut) required is.

Fig. 2 zeigt einen Block 1, bei dem die Schultern oder Ränder des Hohlraums bei 5 abgenutzt sind. Der Hohlraum ist mit Mauerwerk 3 ausgekleidet, das Verbindungen 6 aus herkömmlichem, mit Wasser aktiviertem Zement aufweist. Die Umfangsfuge zwischen Mauerwerk und Wand des Hohlraums in der Platte 1 ist mit einer Schlacke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefüllt. Dadurch ergibt sich eine feste Verbindung zwischen dem Mauerwerk und der Wand des Hohlraums.Fig. 2 shows a block 1 in which the shoulders or edges of the Cavity at 5 are worn. The cavity is lined with masonry 3, the Compounds 6 of conventional, water-activated cement. The circumferential joint between the masonry and the wall of the cavity in the plate 1 is with a slag filled by the method according to the invention. This creates a firm connection between the masonry and the wall of the cavity.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Fig. 2. In diesem Falle sind sowohl die Verbindungen bzw. Fugen 6 zwischen den Mauersteinen als auch die Umfangsfuge mit der Schlacke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefüllt. Dabei wird das Reaktionsgemisch 7 solange über das Mauerwerk gefegt, bis die Fugen gefüllt sind.Fig. 3 shows a modification of Fig. 2. In this case, both the connections or joints 6 between the bricks and the circumferential joint filled with the slag by the method according to the invention. The reaction mixture is thereby 7 swept over the masonry until the joints are filled.

Die durch das Reaktionsgemisch erzeugte Wärme bringt die mit diesem in Berührung stehenden Flächen der Mauersteine zum Schmelzen. Die flüssigen Reaktionsprodukte fließen um das Mauerwerk herum bis an dessen Unterseite und füllen alle Zwischenräume aus. Das flüssige Reaktionsprodukt beansprucht weniger Raum als das feste Reaktionsmittel, so daß es gewöhnlich wünschenswert ist, mehr Reaktionsmittel zuzuführen, um diesen Effekt auszugleichen. Die Zuführung des frischen Reaktionsmittels muß ausgeführt werden, solange das Reaktionsprodukt noch heiß genug ist, um das frische Mittel zu entzünden. Die Zuführung des Mittels wird solange fortgesetzt, bis der Hohlraum vollständig gefüllt ist. Beim Aushärten ver bindet sich die Schlacke mit den Mauersteinen in den Fugen und mit dem umgebenden Metall der Platte. Dabei ergibt sich eine sehr feste Struktur, und die reparierte Platte kann sofort wieder benutzt werden.The heat generated by the reaction mixture brings with it surfaces of the bricks in contact with one another for melting. The liquid reaction products flow around the masonry to its underside and fill all the gaps the end. The liquid reaction product takes up less space than the solid reactant, so it is usually desirable to add more reactant to them To compensate for the effect. The supply of the fresh reactant must be carried out as long as the reaction product is still hot enough to use the fresh agent to ignite. The delivery of the agent is continued until the cavity is completely filled. When it hardens, the slag bonds with the bricks in the joints and with the surrounding metal of the panel. This results in a very solid structure, and the repaired panel can be used again immediately.

Fig. 4 zeigt eine Ofentür mit einem Stahlrahmen 8, der mit einem feuerfesten Mauerwerk 9 ausgekleidet ist. Die Mauersteine der Auskleidung werden normalerweise durch mittels Wasser aktiviertem Zement fest in der Einbaulage gehalten (Fig. 5).Fig. 4 shows a furnace door with a steel frame 8 with a fire-resistant Masonry 9 is lined. The bricks of the lining will normally be held firmly in the installation position by cement activated by means of water (Fig. 5).

Erfindungsgemäß werden zunächst Fugen zwischen den feuerfesten Mauersteinen 9a sowie zwischen den äußeren Mauersteinen und dem Rahmen 8 freigelassen. Dann wird eine Zusammensetzung 10 der beschriebenen Art in die Fugen eingefüllt und an Ort und Stelle gezündet. Nach Abkühlung der resultierenden aluminösen Schlacke kann die Tür sofort wieder benutzt werden. Die Schlacke verbindet die Bausteine untereinander und mit dem Rahmen, wobei sich eine feste Verbindung ergibt, ohne daß eine längere Aushärtungszeit abgewartet werden muß.According to the invention, joints are first made between the refractory bricks 9a and between the outer bricks and the frame 8 are left free. Then it will be a composition 10 of the type described is poured into the joints and in place and place ignited. After cooling the resulting aluminous slag can the door can be used again immediately. The slag connects the building blocks with one another and with the frame, resulting in a firm connection without a longer one Curing time must be waited for.

Andere tragende Stahlteile von Öfen können im wesentlichen in derselben Weise ausgelleidet werden.Other structural steel parts of furnaces can essentially be in the same Way to be lined.

Fig. 7 stellt eine Gießpfanne in Draufsicht und Fig. 8 den Querschnitt VIII-VIII der Fig. 7 dar. Die Gießpfanne hat einen Stahlmantel 11, eine Bodenauskleidung 12 aus feuerfestem Mauerwerk, einen Abflußlochblock 13 und eine Düse 14, deren Öffnung durch eine (nicht dargestellte), auf die konkave Oberfläche 15 aufsetzbare Stopfenstange verschließbar ist.Fig. 7 shows a ladle in plan view and Fig. 8 shows the cross section VIII-VIII of Fig. 7. The ladle has a steel jacket 11, a bottom lining 12 made of refractory masonry, a drain hole block 13 and a nozzle 14, the opening of which by a stopper rod (not shown) which can be placed on the concave surface 15 is lockable.

Die Lebensdauer des Abflußlochblocks 13 ist häufig kurz im Vergleich zu der der Auskleidung 12.The life of the drain hole block 13 is often short in comparison to that of the lining 12.

Um einen Ersatz-Abflußlochblock einzusetzen, wird ein Gemisch 10 der beschriebenen Art in der Fuge zwischen dem äußeren Umfang des Abflußlochblocks und dem umgebenden Mauerwerk gezundet. Notfalls wird von der angrenzenden Seite des Mauerwerks etwas Material abgeschlagen, um Raum für das Gemisch zu schaffen. Die Giefme kann sofort wieder benutzt werden, nachdem die aluminöse Schlacke erhärtet ist.To install a replacement drain block, a mixture 10 is used described type in the joint between the outer periphery of the drainage block and ignited the surrounding masonry. If necessary, from the adjacent side of the Masonry chipped off some material to make room for the mixture. the Giefme can be used again immediately after the aluminous slag hardens is.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung des Verfahrens nach Fig. 3, die vorzugsweise beispielsweise dann angewandt wird, wenn die Mauersteine 3a auf ihrem Ende stehend angeordnet und die Fugen 6a daher verhältnismäßig tief sind. In diesem Falle wird das Gemisch zu einem Haufen 7a auf dem Mauerwerk angehäuft. Der Haufen wird gezündet, so daß dieSchlacke in die Fugen des Mauerwerks fließt und in den Zwischenraum zwischen Mauerwerk und (erodierter) Umgebungswand der Platte 1 fließt. Der Rest des Reaktionsprodukts sinkt in die Fugen, um die Schrumpfung der Füllung auszugbichen. überschüssiges Reaktionsprodukt fließt von der Oberseite ab und kann zusätzlich mittels eines hitzebeständigen Werkzeugs abgestreift werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird ein geringer Eisengehalt bevorzugt, um den bei einer Reparatur störenden örtlichen Eisenüberschuß möglichst gering zu halten.FIG. 9 shows a modification of the method according to FIG. 3, which is preferably for example, is used when the bricks 3a on their end arranged upright and the joints 6a are therefore relatively deep. In this case, the mixture is piled into a heap 7a on the masonry. The pile is ignited so that the slag flows into the joints of the masonry and in the space between the masonry and the (eroded) wall surrounding the plate 1 flows. The rest of the reaction product sinks into the joints to prevent the shrinkage to balance the filling. excess reaction product flows from the top and can also be stripped off using a heat-resistant tool. In this embodiment of the method, a low iron content is preferred, in order to minimize the local excess of iron, which would interfere with a repair keep.

Zusammenfassend ergibt sich ein Verfahren, nach dem der Hohlraum eines hitzebeständigen Körprs, z.B. aus Eisenmetall, mit feuerfestem Mauerwerk ausgekleidet wird. Statt das f4auerwerk mit herkömmlichem Zement in dem Hohlraum zu befestigen, wird eine fließfähige Aluminiumschlacke in Kontakt mit dem Mauerwerk erzeugt, und zwar durch exotherme Reaktion einer Zusammensetzung, die metallisches Aluminium und ein Oxidationsmittel, vorzugsweise Eisenoxid, enthält. Die Reaktion, die teilweise oder vollständig innerhalb der Fugen oder Zwischenräume stattfinden kann, entwickelt eine Temperatur, bei der die Schlacke in den Zwischenräumen zumindest eine Bindungstemperatur aufweist. Zusätze, z.B. feuerfeste Teilchen, ein Flußmittel, Kaliumnitrat oder Eisenmetall können dem Reaktionsgemisch zur Steuerung des Reaktionsablaufs zugesetzt werden.In summary, there is a method according to which the cavity of a heat-resistant bodies, e.g. made of ferrous metal, lined with fireproof masonry will. Instead of fixing the masonry with conventional cement in the cavity, a flowable aluminum slag is generated in contact with the masonry, and although by exothermic reaction of a composition, the metallic aluminum and an oxidizing agent, preferably iron oxide. The reaction that partial or can take place entirely within the joints or spaces a temperature at which the slag in the interstices has at least one bonding temperature having. Additives such as refractory particles, a flux, potassium nitrate, or ferrous metal can be added to the reaction mixture to control the course of the reaction.

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Claims

Claims 1. A method for filling a cavity in the surface a ferrous metal block by lining the cavity with refractory bricks, which almost fill the cavity up to the level of the surface, characterized in that, that the perimeter of the masonry with the wall of the cavity through an aluminous slag that is connected in place by an exothermic reaction of metallic Aluminum is produced with an oxidizing agent that reaches a temperature in which the masonry melts locally.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least part of the wall of the cavity has no undercut.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Bricks are spaced apart so that joints are created between them, and that further aluminous slag is generated in the joints in a similar manner.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the exothermic reaction is carried out in the presence of an alkali metal salt, that promotes a fusion of the neighboring Nauerstein surfaces.

5. The method according to claim 4, characterized in that the alkali metal salt Is potassium nitrate.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the oxidizing agent is an iron oxide.

7. The method according to claim 6, characterized in that as an additional Oxidizing agent manganese dioxide is used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that a particulate refractory material is used in the reaction mixture will.

9. The method according to claim 8, characterized in that the particulate refractory material is powdered refractory masonry.