DE2915598A1

DE2915598A1 - Verfahren zum reparieren der auskleidung einer abstichrinne fuer geschmolzenes metall

Info

Publication number: DE2915598A1
Application number: DE19792915598
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Danyo; Masashi Mori
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1980-01-10
Also published as: GB2025012A; SE7902162L; GB2025012B; DE2915598C2; JPS552764A; US4279844A

Description

Ludwigshafen/Rh., den 17.4.1979 P 54-16 Il/ber

Vertreter;

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Adolf H. Fischer Dipl.-Ing. Wolf-Dieter Fischer Kurfürstenstraße 52 6700 Ludwigshafen/Eheiη

Anmelder;

Shinagawa Refractories Co. Ltd, No. 2-1, Ontemachi 2-chome Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

909882/0622

Verfahren zum Reparieren der Auskleidung einer Abstichrinne für geschmolzenes Metall „___

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reparieren der Auskleidung einer Abstichrinne für geschmolzenes Metall, wie z.B. der Abstichrinne zum Abstich von Roheisen aus einem Hochofen.

Unter den herkömmlichen Herstellungstechniken von Abstichrinnen, wie z.B. Hauptabstichrinnen und Roheisenabstichrinnen (in der Folge werden sie einfach als Abstichrinnen zum Abstich von Roheisen bezeichnet), gibt es ein Verfahren, bei welchem ein Aur,-kleidungsmaterial (formbares Material) mit 3 bis 4 Gew.-?» Wassergehalt," das einen bestimmten Binder enthält, gegen die Innenseite einer äußeren Form gestampft wird_s wobei gegebenenfalls auch ein inneres Formteil verwendet wird. Weiterhin gibt es darunter ein Verfahren, bei welchem ein Auskleidungsmaterial mit einem niedrigen Wassergehalt von weniger als 1,0 Gew.-96, welches einen bestimmten thermisch härtenden Binder enthält, in den Hohlraum zwischen einer äußeren Form und einem inneren Formteil eingebracht wird und hierauf das Auskleidungsmaterial zum Füllen unter Vibration versetzt wird. Dabei wird versucht, Arbeit einzusparen und eine ^Abstichrinne mit einer langen Lebensdauer zu erzielen.

Jedoch werden die nach beiden Arten hergestellten Abstichrinnen durch das abgestochene geschmolzene Roheisen und die Schlacke örtlich beschädigt, und zwar insbesondere am Bodenteil in der Nähe der Abstichstelle und an der Schlackenlinie der Seitenwandung. Dadurch \irird das Arbeiten der Abstichrinne beeinträchtigt. Es kann sogar vorkommen, daß Roheisen ausläuft.

Es ist deshalb nötig, nach dem Abstechen des Roheisens bei Bedarf das in der Abstichrinne verbliebene Roheisen vollständig zu entfernen und die Abstichrinne wieder unter Herstellung der ursprünglichen Form zu reparieren, so daß die innere Oberfläche der Abstichrinne glatt wird.

809882/0622

- -jf -

Gegenwärtig werden die folgenden Verfahren zum Reparieren ver wendet; (1) Die Reparatur wird durch ein Schleuderverfahren durchgeführt. (2) Bei der Reparatur wird ein inneres Formteil mit bestimmter Form in die Abstichrinne für Roheisen nach deren Verwendung eingeführt, worauf ein Stampfmaterial zum Reparieren zwischen das innere Formteil und die nicht-beschädi^ten Teile eingebracht wird und dieses Material beispielsweise κ Lt einem Preßluftstampfer oder dergleichen festgestampft wird. Es ist aber auch möglich, ein gießbares feuerfestes Material mit 3 bis 7 Gew.-% Wasser in den Hohlraum einzugießen.

Das obige Verfahren (1) ergibt keine dauerhafte Reparatur.

Auch das obige Verfahren (2) ergibt schlechte Resultate. Für den Fall,- daß bei den beschädigten Teilen ungleichmäßige kompli zierte Formen vorliegen, ist die reparierte Abstichrinne nicht dauerhaft, weil das Auskleidungsmaterial nicht fest bis zu dem tiefsten Teil aufgefüllt ist. Beim Eingießen entstehen dagegen verschiedene andere Probleme. Beispielsweise ist eine mühsame Trocknungsstufe erforderlich. Es gab also bisher noch keine zuverlässige Reparaturtechnik, die auf einfachem Wege eine dauerhafte Abstichrinne liefert. »

Wegen der obigen Nachteile wurden nun verschiedene* Studien unternommen, ein verbessertes Verfahren zum Reparieren der Auskleidung einer Abstichrinne für geschmolzenes Metall, wie z.B. für Roheisen, zu schaffen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein inneres Formteil, welches mit einem Vibrationsmechanismus versehen ist, in eine zu reparierende Abstichrinne für geschmolzenes Metall einsetzt, unter Vi bration den zwischen dem inneren Formteil und der noch stehenden Auskleidung vorhandenen Zwischenraum mit einem wenig Wasser enthaltenden Auskleidungsmaterial ausfüllt, und das eingefüllte Auskleidungsmaterial unter Erhitzen aushärtet.

909882/0622

BAD ORIGINAL

Das erfindungsgemäße Verfahren ist leicht durchzuführen und ermöglicht eine rasche und zuverlässige Reparatur, so daß eine Abstichrinne für Roheisen mit einer langen Lebensdauer erhalten wird.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt bei der Reparatur einer Abstichrinne (Hauptabstichrinne) zum Abstechen von Roheisen aus einem Hochofen; und
Fig. 2 das Gleiche wie Figur 1, jedoch in Aufsicht.

Gemäß Figur 1 wird ein Roheisenrückstand 3 aus einer Abstichrinne für Roheisen (Hauptabstichrinne) entfernt, bei der durch mehrmaliges Abstechen von Roheisen die Auskleidung in einem gewissen Ausmaß beschädigt worden ist. Ein inneres Formteil 6, auf welchem bekannte Vibrationsmechanismen 5 befestigt sind, wird im Bereich eines noch stehenden Teils 4 der Auskleidung 1 eingesetzt, ein Auskleidungsmaterial 8, das wenig Wasser enthält, wird in den Hohlraum 7 zwischen dem Formteil 6 und dem noch stehenden Teil 4 eingefüllt und unter Vibration versetzt, worauf das Auskleidungsmaterial unter Erhitzen mittels einer bekannten Erhitzungsvorrichtung (nicht gezeigt) gehärtet wird, um die Reparatur zu Ende zu bringen.

In der ersten Stufe des vorliegenden Verfahrens werden also zunächst nach einem Abstich von Roheisen nicht-verfestigte Roheisenreste 3, die am Boden 9 innerhalb der Roheisenabstichrinne 2 verblieben sind, und klebrige Substanzen 3? wie" 2„B_a an der Seitenwandung 10 haftendes Metall, entfernt, worauf das innere Formstück 6 eingesetzt wird, so daß «In Zwischenraum 7 entsteht .

Bei der zweiten Stufe wird der Zwischenraum 7 mit Auskleidungsmaterial 8 gefüllt, wobei der Vibrationsmechanismus 5 in Be-

909882/0 622

- F -.fr

trieb gesetzt wird, um das innere Formteil 6 zu vibrieren, damit die Füllung dicht wird.

In der dritten Stufe wird das Auskleidungsmaterial erhitzt, und zwar entweder vor oder nach Entfernung des Formteils 6. Die Erhitzung kann 20 bis 60 min bei einer Temperatur von mindestens 300⁰C durchgeführt werden, wobei eine bekannte Erhitzungsvorrichtung verwendet wird.

Die erste Stufe ist also eine sogenannte Vorstufe, bei der Roheisenreste 3 und klebrige Stoffe 3 so weit wie möglich entfernt werden, um eine gute Verbindung zwischen dem eingefüllten Auskleidungsmaterial und dem noch stehenden Teil 4 zu gewährleisten.

Hierzu wird es bevorzugt, das zurückgebliebene Roheisen 3 und die am Boden der Abstichrinne zurückgebliebene Schlacke durch Bespritzen mit Wasser zu verfestigen, bevor sie durch Abtragen entfernt werden (nicht gezeigt).

Darüber hinaus wird vorzugsweise auch eine vollständige Entfernung der beschädigten Schicht in einer Dicke von mehreren Millimetern von der Oberfläche der zu reparierenden Abstichrinne 2 durchgeführt, um den nicht-beschädigten und noch stehenden Teil 4 freizulegen, worauf dieser Teil auf unter 200⁰C abgekühlt wird, um eine Abstichrinne mit verlängerter Lebensdauer zu erzielen.

Diese Vorarbeiten richten sich nach der Gebrauchsdauer der Abstichrinne, der Anzahl der verfügbaren Arbeiter und dergleichen. Dies© Vorarbeiten können jedoch, wenn Not am Mann ist, weggelassen werden.

Bei dem herkömmlichen Reparierverfahren war es nach dem Entfernen des verfestigten Roheisenrückstands 3 und der klebrigen Stoffe 3 aus Schlacke nötig, auch den noch stehenden Teil 4 herauszubrechen, um keine schmalen Zwischenräume zu belassen,

909882/0622

in welche der Luftstampfer nicht hineinkonnte, was einen großen Verlust an Auskleidungsmaterial zur Folge hatte. Durch das vorliegende Verfahren ist es dagegen möglich, auch schmale Zwischenräume mit dem Auskleidungsmaterial 8 aufzufüllen, weshalb es lediglich erforderlieh ist, die klebrigen Stoffe 3 oder dergleichen von der Oberfläche der Abstichrinne zu entfernen.

Hierauf wird das innere Formteil 6 mittels eines Krans oder dergleichen in die Abstichrinne 2 eingesetzt. Das innere Formteil wird dann vertikal beweglich durch ein Verankerungsteil (nicht gezeigt), das an der äußeren Form oder dergleichen befestigt
ist, montiert, so daß ein Zwischenraum 7 zwischen dem noch stehendenTeil 4 und dem inneren Formteil 6 gebildet wird.

Nun folgt die zweite Stufe. Eine bestimmte Menge des Auskleidungsmaterials 8 wird in den Zwischenraum 7 seitlich des inneren Formteils 6 eingefüllt, wobei eine kleine Rutsche oder dergleichen (nicht gezeigt) verwendet wird, der Vibrationsmechanismus 5 wird in Tätigkeit versetzt, um die Füllung des Auskleidungsmaterials zu verdichten, und der Boden 9 wird wieder auf
seine ursprüngliche Form gebracht.

Dann wird Auskleidungsmaterial 8 zur Reparatur in den Zwischenraum 7 zwischen dem inneren Formteil und der Seitenwandung 10
in der gleichen Weise eingefüllt und verdichtet.

Es ist möglich, verschiedene Arten von Auskleidungsmaterialien 8 in geeigneten Schichten einzufüllen und durch Vibration zu
verdichten.

Wie weiter unten angegeben, sind Vibrationen mit einer Amplitude von 0,1 bis 2,0 mm während 3 bis 10 min mit Hilfe dieses
Vibrationsmechanismus 5 geeignet. Dieser besitzt im allgemeinen eine sich drehende Spindel oder dergleichen, kann aber auch auf elektromagnetischem Wege arbeiten.

909882/0622

Zeiten von weniger als 3 min ergeben kein ausreichendes Füllen, längere Zeiten als 10 min werden nicht bevorzugt, da das innere Formteil 6 das für die Reparatur verwendete Auskleidungsneterial 8 weiter vibrieren kann, das sich bereits in dichtestem Zustand befindet, so daß die Vibrationen auf den noch stehenden Teil 4 übertragen werden können, was Risse in diesem Teil zur Folge haben kann.

Es ist aber auch möglich, die Seitenwandungen des inneren Formteils 6 mit Hilfe eines Zylinders 12 zu spreizen, um sowohl den nach außen gerichteten Druck als auch die Vibrationskraft des inneren Formteils zu steigern. Schließlich ist es auch möglich, Druckvibrationen von der oberen Seite her zu erzeugen, wobei ein gesonderter kleiner Vibrator (nicht gezeigt) verwendet wird, um die Packungsdichte des oberen Teils der Seitenwandung IO zu erhöhen.

In bestinjnten Fällen kann es, wie in Figur 2 gezeigt, erforderlich sein, eine Absperrwand 13, einen Keil oder dergleichen einzusetzen, damit das Auskleidungsmaterial 8 nicht aus dem Raum zwischen dem noch stehenden Teil 4 und dem inneren Formteil 6 während des Einfüllens unter Vibration entweichen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf die obigen Maßnahmen bei der zweiten Stufe beschränkt. Statt dessen können im Anschluß an die erste Stufe folgende Maßnahmen durchgeführt werden: Eine bestimnte Menge Auskleidungsmaterial für die Reparatur wird in den Bodenteil 9 durch eine kleine Rinne eingebracht, die obere Oberfläche dieses Materials wird glattgestrichen, das innere Formteil 6 wird, wie oben beschrieben, aufgesetzt, und weiteres Material wird in einer bestinmten Menge unter Vibration zugeführt, um den Seitenwandungsteil 10, wie oben beschrieben, zu reparieren.

Hierauf wird die dritte Stufe, welche in einer Aushärtung durch Erhitzen besteht, durchgeführt. En allgemeinen wird das Formteil unmittelbar nach dem Füllen unter Vibration entfernt, worauf das eingefüllte Auskleidungsmaterial durch einen Stadtgasbrenner erhitzt wird. Jedoch kann nötigenfalls auch das eingefüllte Material mit dem an Ort und Stelle belassenen Form-

909882/0622

Λ·

teil auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, wobei es trocknet und dann aushärtet.

Die Erhitzung richtet sich nach der Dicke des reparierten Teils. Beispielsweise ist es im Falle einer Dicke von 200 mn zu bevorzugen, 20 bis 60 nin auf eine Temperatur von mehr als 300⁰C zu erhitzen, da bei Zeiten von weniger als 20 min das eingefüllte Auskleidungsmaterial unter Umständen nicht so weit.ausgehärtet ist, daß eine gute Festigkeit des Körpers entsteht, un der Abstichrinne eine lange Lebensdauer zu geben»

Eine Erhitzungsdauer von mehr als 60 min erhöht die Festigkeit nicht-mehr, sondern bedeutet lediglich eine BrennetoffVergeudung.

Das gemäß der Erfindung verwendete innere Formteil 6 besteht üblicherweise aus Eisen und hat den Querschnitt eines ^t!U" oder den Querschnitt einer Wanne. Es wird in einer geeigneten Länge (zwischen 2 und 3 πι) hergestellt. Beispielsweise kann man einen festen inneren Former verwenden, bei dem ein Gewicht mit 1B00 U/min umläuft. Dabei kann ein Zylinder die "beiden Seitenwände überbrücken, so daß eine variable U-Form erhalten wird., Mittels eines solchen Zylinders können sowohl die Seitenwandungen beim Formen gespreizt werden als auch die Packungsdichte des reparierten Teils an den Seitenwandungen der Abstichrinne erhöht werden, wodurch die Dauerhaftigkeit der Äbstichrinne weiter verbessert wird.

Im Falle der letzteren Art sines inneren Formers warden das Gewicht des inneren Formers β raid die Vibrationskraft des Vibrators mit dem umlaufenden G@irf.cht so eiagesteilt_s daß der innere Former 6 mit einer Amplitude von 0„1 bis 2 mm vibriert«

die Amplitude weniger als 0₀1 mm beträgt, dann kann das Auskleidungsmaterial unter. Umständen nicht gut fließen, so daß der Honlra-um nicht zufriedenstellend aufgefüllt wird,, Wenn di©

2/06

./fO·

Amplitude größer als 2 mm ist, wirken die feuerfesten Teilchen des Auskleidungsmaterials in umgekehrter Weise so stark, daß das Füllvermögen verschlechtert wird. Eine Amplitude im obigen Bereich wird deshalb bevorzugt.

Hit der Aussage, daß das Auskleidungsmaterial wenig Wasser enthält, ist im allgemeinen ein Auskleidungsmaterial aus pulverförmigem feuerfesten Stoff gemeint, der kein Wasser enthält, außer das dem Material eigene Wasser (vorzugsweise weniger als 1,0 Gew.-#)f wobei das Material einen Teilchengrößenzustand aufweist, daß es sich unter Vibration formiert. Weiterhin enthält das Auskleidungsmaterial einen Binder. Wie in Tabelle I gezeigt,, besteht das Auskleidungsmaterial beispielsweise aus einem Gemisch verschiedener Stoffe mit bestimmter Teilchengröße j, wie z.B. elektrisch geschmolzenes Aluminiumoxid, gesintertes Aluminiumoxid, Mullit, Agalraatolit, Schamott, Graphit, metallisches Silicium, Ferrosilicium, Siliciumnitrid und dergleichen, wobei es 1 bis 5 Ge\r.-% eines pulverförmigen thermisch härtenden Harzes als Binder zur Erzielung einer Anfangsfestigkeit enthält. Ein solches Material wird im allgemeinen für Roheisenabstichrinnen verwendet.

nötigenfalls kann ein rieselfähiges feuerfestes Material verwendet werden_s dessen Teilchengröße so eingestellt ist, daß 25 bis 40 Gew.-% eine Größe von mehr als 1,4 m aufweisen und 5 bis 35 GeVa-% eine Größe von weniger als 0,07 ram aufweisen, wobei auch dieses Material einen thermisch härtenden Binder enthält und einen Wassergehalt von weniger als 1,0% besitzt.

909882/0622

	Tabelle	f	Al₂O₃ SiO₂ SiC + C -Si₃N₄	I	Auskleidungsmaterial ABCDE	76 2 15 3	83 1 10	18 53 22	57 14 18
Bestandteile	maximaler Teil chendurchmesser (mn)		71 2 20	8	30	6	5
Chemische Kompo nenten (%)	v/eniger als 0,3		5	45	40	45	40
Teilchengröße (Gew.-36)		.mm 45

Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Tabelle II gezeigt

909882/0622

Tabelle II

Erfindungsgemäß

Beispiel 1 Beispiel 2

Beispiel 3

herkömmliches Beispiel Stampfverfahren

zu reparie- Name
render Teil

Bereich

«o innerer

Formteil
α»

Auskleidungsmate
rial

Querschnittsform

Vibrations-

mechanismus und Vibrationszeit

verwendetes Auskleidungs material

verwendete
Menge (t)

Reparierte
Dicke (Durchschnitt, mm)

Roheisenabstichrinne (Hauptrinne)

Abstichrinne für geschmolzenes Roheisen Stahlabstich- Roheisenabstichrinne von einem rinne (Haupt-Elektroofen rinne)

Bodenteil kurz weniger als vor der Roh- m bis 10 m eisenabstich- nach dem Abstelle und streichen Seitenwandungsteil, ungefähr 3 m ungefähr 2 m

variable Type

rotierende Spindel, 15 min

feste Type

rotierende Spindel, 15 min feste Type

rotierende
Spindel,
min

Tabelle I - A Tabelle I - D Tabelle I - E

200

200 100

Bodenteil kurz vor der Roheisenabstichstelle und Seitenwandungsteil, ungefähr 3 m

feste Type

das Stampfen erfolgte mit einem Luftstampfer während 15 min

Stampfmaterial der gleichen chemischen Zusammensetzung wie bei A

200

in co co

Fortsetzung Tabelle II

Menschenkraft für die Re paratur (Personen) und Zeit (min)	Art	6 Personen χ 20 min	6 Personen χ 20 min	2 Personen χ 20 min	10 Personen zz 60 min
Aushärtung	erforderliche Wärmemenge Zeit (min)	Stadtgasbren ner nach Ent fernung des Formers	Stadtgasbren ner nach Ent fernung des Formers	Propangasbren ner nach Ent fernung des Formers	Stadtgasbren ner nach Ent fernung des Formers
	Lebenszeit (Tage)	70000 Kcal 30	70000 Kcal 30	10000 Kcal 30	130000 Kcal 120
Dauerhaf tigkeit	Standardein heit (kg/ heiß© Schmelze t)	20	25	110	15
tÖ & CO CO 09		0,3	0,1	0,3	0,5
Ό622

cn cn co oo

, Λ.

Wie es oben genau beschrieben ist, ist es durch die vorliegende Erfindung möglich, die beschädigten Teile einer Abstichrinne für Roheisen rasch und genau zu reparieren und eine groi3e Arbeitseinsparung zu erzielen (ungefähr 80% Verringerung). Außerdem ist eine große Energieeincparung möglich (ungefähr k5% Verringerung). Schließlich ist auch die Lebensdauer langer (ungefähr das 1,4-fache). Dies hat einen wirksamen und stabilen Betrieb des Hochofens zur Folge.

Die Erfindung wurde oben anhand eines Beispiels hauptsächlich für Roheisenabstichrinnen (Hauptrinnen) von Hochöfen beschrieben, die Erfindung kann aber auch zum Reparieren von Abstichrinnen. für geschmolzenes Roheisen, für Schlackeabstichrinnen und für Kippabstichrinnen wie auch für Abstichrinnen zum Abstechen von Stahl aus einem elektrischen Ofen etc. und auch zur Reparatur der Auskleidung von Pfannen etc. verwendet werden.

909882/0622

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Reparieren der Auskleidung einer Abstichrinne für geschmolzenes Metall, dadurch gekennzeichnet, daß man ein inneres Formteil, welches mit einem Vibrationsmechanismus versehen ist, in eine zu reparierende Abstichrinne für geschmolzenes Met&xl einsetzt, unter Vibration den zwischen dem inneren Formteil und der noch stehenden Auskleidung vorhandenen Zwischenraum mit einem wenig Wasser enthaltenden Auskleidungsmaterial ausfüllt, und das eingefüllte Auskleidungsmaterial unter Erhitzen aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen zum Aushärten während einer Zeit von mehr als 20 min durchgeführt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsmaterial weniger als 1,0 Gew.-% Wasser enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Abstichrinne für geschmolzenes Metall um eine Schlackenabstichrinne, eine Kippabstichrinne eines Hochofens oder eine Stahlabstichrinne eines elektrischen Ofens handelt.

909882/0822