DE2948162A1 - Thermally insulating refractory mouldings - contg. inexpensive bagasse; used esp. as hot top lining panels for ingot moulds - Google Patents
Thermally insulating refractory mouldings - contg. inexpensive bagasse; used esp. as hot top lining panels for ingot mouldsInfo
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Abstract
Description
Geformte, feuerfeste, wärmeisolierende Gegenstände Molded, refractory, heat insulating articles
Die Erfindung bezieht sich auf wärmeisolierende Gegenstände, insbesondere zur Verwendung in der metallurgischen Industrie. The invention relates to heat insulating articles, in particular for use in the metallurgical industry.
Zur Beschränkung des Wärmeverlustes aus Metallschmelzen werden wärmeisolierende und/oder exotherme Materialien in weitem Umfang in der metallurgischen Industrie verwendet. To limit the heat loss from molten metal, heat insulating and / or exothermic materials widely used in the metallurgical industry used.
Beispielsweise kann das Kopfmetall in einer Form, wie einer Blockform oder in einem getrennten Gießaufsatz oder einer Wärmehaube bei einer solchen Form von einer sogenannten "hot-top"-Auskleidung in Form einer Buchse oder von Platten aus wärmeisolierendem und/oder exothermem Material umgeben werden. Auch die Oberfläche von geschmolzenem Metall in einem metallurgischen Gefäß kann durch eine Platte oder Platten aus wärmeisolierendem und/oder exothermem Material bedeckt werden, wobei solche Platten als lunkerverhütende Platten im Fall von Blockformen bekannt sind. Solche Platten können auch dazu benutzt werden, die obere Metalloberfläche in Zwischengefäßen oder Tundishen zu bedecken, und die Seiten oder Unterteile von Zwischengefäßen können mit wärmeisolierenden und/oder exothermen Platten verkleidet werden.For example, the head metal can be in a shape such as a block shape or in a separate pouring attachment or heating hood for such a mold from a so-called "hot-top" lining in the form of a socket or plates the end heat insulating and / or exothermic material are surrounded. The surface too of molten metal in a metallurgical vessel can be through a plate or Sheets of heat-insulating and / or exothermic material are covered, wherein such panels are known as anti-void panels in the case of block molds. Such plates can also be used to hold the upper metal surface in intermediate vessels or tundishes to cover, and the sides or bases of intermediate vessels clad with heat-insulating and / or exothermic panels.
Gemäß der Erfindung ist ein geformter, feuerfester, warmeisolierender Gegenstand zur Verwendung in einem metallurgschen Gefäß vorgesehen, der teilchenförmige, entfaserte Bagasse od. dgl., ein teilchenförmiges, feuerfestes Material und ein Bindemittel umfaßt. According to the invention is a molded, refractory, heat insulating Article intended for use in a metallurgical vessel containing particulate, defibered bagasse or the like, a particulate refractory material and a Binder.
Gewisse Pflanzen haben Stengel oder Stiele, die eine äuBere Hülle aus Fasermaterial haben, welches einen hohen Anteil von Saft enthaltendem Gewebe, d.h. Marx, in der Form von Zellen mit dünnen,weichen Wänden einschließt. Zuckerrohr ist ein Beispiel einer solchen Pflanze, Mais ist ein anderes, und es sind weitere Beispiele in den Unterfamilien derGraminae (Gramineen), Saccharum und Achillea (SchafgarbeBvorhanden. Certain plants have stems or stems that have an outer covering made of fiber material, which has a high proportion of juice-containing tissue, i.e. Marx, in the form of cells with thin, soft walls. Sugar cane is one example of such a plant, corn is another, and there are more Examples exist in the subfamilies of the Graminae (Gramineen), Saccharum and Achillea (YarrowB.
Zum Erhalten von Zucker aus Zuckerrohr wird das Zuckerrohr zerkleinert, der Zucker enthaltende Saft in dem Mark extrahiert bzw. ausgepreßt, und der Rückstand ist als Bagasse bekannt. In dem vorliegenden Zusammenhang wird unter "Bagasse od.dgl." verstanden, daß es sich um Bagasse oder zerkleinerte oder sonstwie gebrochene Stiele oder Stengel von anderen Mark enthaltenden Pflanzen handelt, aus denen der Saft extrahiert worden ist oder die getrocknet worden sind. Zusätzlich zu den Pflanzen der vorstehend genannten Arten sind auch gewisse Hölzer, insbesondere Hölzer von bestimmten Laubbäumen, geeignet, die einen beträchtlichen Anteil an Markzellen haben.To obtain sugar from sugar cane, the sugar cane is crushed, the juice containing sugar in the pulp is extracted or pressed, and the residue is known as bagasse. In the present context, "Bagasse or the like." understood that it was bagasse or crushed or otherwise broken stems or stems of other pith-containing plants from which the sap is made has been extracted or which have been dried. In addition to the plants of the types mentioned above are also certain Woods, in particular Timbers from certain deciduous trees, suitable that have a significant proportion of marrow cells to have.
Auch diese besonderen Hölzer sind im zerkleinerten Zustand von dem Ausdruck "Bagasse od.dgl." umfaßt.These special woods are also in the crushed state of the Expression "bagasse or the like." includes.
Der Ausdruck entfasert" bedeutet, daß ein wesentlicher Anteil des Fasermaterials z.B. von der äußeren Hülle der Stiele oder Stengel von der Bagasse od. dgl. entfernt worden ist. In dem Mark von Zuckerrohr sind Faserbündel eingestreut oder eingelagert, die allgemein mit dem Rohr ausgerichtet sind, und diese bilden einen verhältnismäßig geringen Anteil des Volumens des inneren Teils des Rohrs und können in ihrem ursprunglichen Anteil oder vorzugsweise in einem verringerten Anteil in der entfaserten Bagasse, die für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, vorhanden sein. Die entfaserte Bagasse od.dgl. kann in der Weise hergestellt werden, wie sie ir! der US-'S 2 729 856 beschrieben ist. Dies bedeutet, daß das Produkt in der gewünschten feinen Teilchenform erhalten und auf irgendeine gewünschte Teilchenform gesiebt werden kann. The term defibrated "means that a substantial proportion of the Fiber material e.g. from the outer shell of the stalks or stalks from the bagasse or the like. Has been removed. Bundles of fibers are scattered in the pulp of sugar cane or embedded that are generally aligned with and form the pipe a relatively small proportion of the volume of the inner part of the tube and can in their original proportion or preferably in a reduced proportion in the defibered bagasse suitable for the purposes of the invention be. The defibered bagasse or the like. can be made in the way they are ir! U.S. Patent No. 2,729,856. This means that the product is in the desired fine particle shape and sieved to any desired particle shape can be.
Bei der entfaserten Bagasse od.dgl. ist der Faseranteil vorzugsweise um 40 bis 70, insbesondere etwa um 50%, herabgesetzt. Die entfaserte Bagasse od. dgl. kann vorzugsweise eine Teilchengröße haben, die durch ein Sieb mit einer Uchten Maschenweite von etwa 1 bis 8 mm (16 bis 2 1/2'mesh) hindurchgeht. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wurde insbesondere eine entfaserte Bagasse od.dgl. verwendet, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 4,5 mm hindurchging. In the defibered bagasse or the like. the fiber content is preferred by 40 to 70, in particular by about 50%. The defibered bagasse od. The like. May preferably have a particle size that passes through a sieve with a Uchten Mesh size of about 1 to 8 mm (16 to 2 1 / 2'mesh) passes through it. In the practical Implementation of the invention was in particular a defibered bagasse or the like. used, which passed through a sieve with a mesh size of about 4.5 mm.
Das entfaserte Material kann sehr billig erhalten werden, da Bagasse selbst grundsätzlich ein Abfallprodukt ist, und es ihr Faseranteil ist, der gewöhnlich z.B. bei der Papierherstellung geschätzt worden ist. Im allgemeinen liefert eine trockene Bearbeitung in der Hammermühle eine zweckmäßige Art und Weise, um die Bagasse od.dgl. niederzubrechen, so daß sie leicht entfasert werden kann. The defibered material can be obtained very cheaply because bagasse itself is basically a waste product, and it is their fiber content that usually is e.g. in paper production has been appreciated. In general dry hammer mill machining provides a convenient way to to the bagasse or the like. break down so that it can be easily defibrated.
Das entfaserte Material ist hoch porös und weist eine sehr geringe Schüttdichte, vorzugsweise in dem Bereich von o,o5 bis o,l g/cm3, insbesondere von etwa o,o85 g/cm3 auf. The defibered material is highly porous and has a very low Bulk density, preferably in the range from 0.05 to 0.1 g / cm3, in particular from about 0.085 g / cm3.
Im Gegensatz dazu ist die Schüttdichte von Sägemehl etwa o,2 g/cm3. Es ist gefunden worden, daB das Material ein sehr wirksamer Wärmeisolator ist und die Erzeugung von Gegenständen oder Formkörpern niedriger Dichte, z.B. weniger als o,7 g/cm3, gestattet, wobei diese Gegenstände auge=eichnete wärmeisolierende oder wärmedämmende Eigenschaften haben. In contrast, the bulk density of sawdust is around 0.2 g / cm3. The material has been found to be a very effective thermal insulator and the production of objects or moldings of low density, e.g. less than o, 7 g / cm3, permitted, whereby these objects auge = calibrated heat-insulating or have thermal insulation properties.
Es ist anzunehmen, daß die guten Isoliereigenswhaften nicht nur mit der hohen Porosität der en';faserten Bagdsse od.dgl., sondern auch mit der allgemein kleinen Größe der Poren verbunden ist.It can be assumed that the good insulating properties are not only with the high porosity of the fibers or the like, but also with the general small size of the pores.
Das teilchenförmige feuerfeste Material kann ein solches sein, das üblicherweise in Produkten der in Betracht kommenden allgemeinen Art verwendet wird, und es können Mischungen von zwei oder mehr solcher Materialien verwendet werden. Vorzugsweise ist das feuerfeste Material Sand, Siliciumdioxyd,'Quarz, Schamotte (zerkleinerte, feuerfeste Steine), Olivin, Sillimanit, Magnesiumoxyd, Kalk, calcinierter Dolomit, Ton, Zirkon, Chromit, Aluminiumoxyd oder ein Aluminosilicat. Das feuerfeste Material ist vorzugsweise pulverförmig oder körnig, vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Korngröße bis etwa 0,3 oder 0,4 mm, es kann Jedoch ein Teil davon oder alles faserförmig sein und z.B. aus Aluminosilicatfasern bestehen. Anorganische Fasern von begrenzten feuerfesten Eigenschaften, z.B. Glaswolle und Schlackenwolle, können auch eingeschlossen werden. Ein Teil oder das gesamte feuerfeste Material kann ein leichtes Gewicht aufweisen und z.B. aus expandiertem Perlit oder calcinierten Reisschalen bestehen. The particulate refractory material can be one that commonly used in products of the general type under consideration, and mixtures of two or more such materials can be used. Preferably the refractory material is sand, silicon dioxide, quartz, chamotte (crushed, refractory stones), olivine, sillimanite, magnesium oxide, lime, calcined Dolomite, clay, zirconium, chromite, aluminum oxide or an aluminosilicate. The fireproof Material is preferably powder or granular, preferably with an average Grain size up to about 0.3 or 0.4 mm, however some or all of it can be fibrous and consist, for example, of aluminosilicate fibers. Inorganic fibers of limited refractory properties, e.g. glass wool and slag wool, can also be included. Some or all of the refractory material can be a Lightweight and made from expanded perlite or calcined rice husks, for example exist.
Zusätzlich zu der teilchenförmigen, entfaserten Bagasse od. dgl. kann das Produkt andere organische Füllstoffe enthalten, die faserförmig sein können, wie z.B. Papierfasern oder Zellstoff, oder körniges Material, z.B. Sägespäne. In addition to the particulate, defibered bagasse or the like. the product may contain other organic fillers, which may be fibrous, such as paper fibers or cellulose, or granular material such as sawdust.
Das Bindemittel kann organisch sein und z.B. aus Stärke, einem Harz wie einem Harnstofformaldehyd oder Phenolformaldehydharz bestehen, oder es kann anorganisch sein und z.B. aus Bentonit oder einem Silicat wie Natriumsilicat bestehen. Es kann eine Mischung von Bindemittel angewendet werden. Das verwendete Bindemittel soll mit den anderen Bestandteilen des Gegenstandes verträglich sein, beispielsweise soll ein Harz, das durch Anwendung einer Säure gehärtet wird, nicht als Bindemittel benutzt werden, wenn das teilchenförmige, feuerfeste Material ein basis dies ist, wie z.B. Magnesiumoxyd. The binder can be organic and, for example, made of starch, a resin such as urea formaldehyde or phenol formaldehyde resin, or it may be inorganic and consist, for example, of bentonite or a silicate such as sodium silicate. A mixture of binders can be used. The binder used should be compatible with the other components of the article, for example a resin that is hardened by the application of an acid should not be used as a binder to be used when the particulate refractory material is a base such as magnesium oxide.
Gegenstände der in Betracht kommenden allgemeinen Art sind gewöhnlich durch Filtrieren von wäßrigen Aufschlämmungen in durchlässigen Formen hergestellt worden, weil, obwohl dies auch Nachteile hat, andere Techniken nicht praktisch ausführbar waren. Schlammtechniken werden bei der Herstellung der Gegenstände gemäß der Erfindung nicht verwendet, und die Gegenstände können leicht dadurch hergestellt werden, daß man die Bestandteile einschließlich eines Bindemittels, das sich bei niedrigen Temperaturen, z.B. Raumtemperatur, verfestigt oder härtet, mischt, die Mischung in die gewünschte Gestalt überführt und eine Verfestigung oder Härtnng herbeiführt. Wenn ein Harzbindemittel verwendet wird, kann dies bei Raumtemperatur durch die Verwendung eines Katalysators, gewöhnlich eines sauren, zur Verfestigung oder zum Härten gebracht werden, während, wenn Natriumsilicat verwendet wird, dies durch die Einwirkung von Kohlendioxyd gehärtet werden kann. Gegebenenfalls können Bindemittel verwendet werden, die durch Erwärmen auf eine niedrige Temperatur verfestigt werden können. Bis das Bindemittel verfestigt ist, wi,d die Mischung vorzugsweise unter Druck gehalten. Objects of the general kind under consideration are common produced by filtering aqueous slurries into permeable forms because, while there are drawbacks to this, other techniques are not practical was. Mud techniques are used in the manufacture of the articles according to the invention not used, and the articles can easily be made by that the constituents including a binder that can be used at low temperatures, e.g. room temperature, solidifies or hardens, mixes, the mixture into the desired Shape transferred and a solidification or hardening brings about. If a resin binder is used, this can be achieved by the at room temperature Use of a catalyst, usually an acidic one, for solidification or for Hardening can be brought about while if sodium silicate is used this is brought about by the action of carbon dioxide can be hardened. Optionally, binders can be used which are solidified by heating at a low temperature can be used can. Until the binder has solidified, the mixture is preferably below Pressure held.
Zur Erleichterung der Bildung der Mischung in die gevilzischte Gestalt und/oder zur Herabsetzung der Dz. Dichte aes endgültigen Gegenstandes kann Flüssigkeit in der Mischung in Schaum übergeführt werden, wodurch die richtige Füllung der verwendeten Form unterstützt wird, und wenn der Schaum nicht zusammenfällt, bevor das Bindemittel verfestigt oder gehärtet worden ist, sich ein Produkt mit einer gewissen Schaumstruktur und daher einer verringerten Dichte ergibt. To facilitate the formation of the mixture into the felted shape and / or to reduce the Dz. Density aes final object can be liquid in the mixture to be converted into foam, creating the correct filling of the used Shape is supported, and if the foam does not collapse before the binder solidified or hardened becomes a product with a certain foam structure and therefore results in a reduced density.
Die Anteile der Bestandteile können in weitem Umfang variiert werden, wobei die entfaserte Bagasse od.dgl. z.B. The proportions of the components can be varied widely, wherein the defibered bagasse or the like. e.g.
bis zu 50% des Gewichts, z.B. 1 bis 30%, vorzugsweise wenigstens 596, bildet, während das feuerfeste Material z.B.up to 50% by weight, e.g. 1 to 30%, preferably at least 596, while the refractory material forms e.g.
50 bis 90% des Gewichts und das Bindemittel 1 bis 20,' des Gewichts, beispielsweise 3 bis lo," bilden. Bei gegebenen MAterialien ermöglicht die Auswahl von besonderen Anteilen die Regelung oder Steuerung der Festigkeit, der Wärmeisolier oder -dämmeigenschaften und von anderen Eigenschaften der Gegenstände. Eine geeignete Zusammensetzung für den Gegenstand enthalt z.B. los Bindemittel, 20,' Bagasse und 7096 teilchenförmiges, feuerfestes Material.50 to 90% of the weight and the binder 1 to 20, 'of the weight, for example 3 to 10, ". Given the materials, allows selection of special proportions the regulation or control of the strength, the heat insulation or insulation properties and other properties of the objects. A suitable one Composition for the article contains e.g. lot binders, 20, 'bagasse and 7096 particulate refractory material.
Exotherm reagierende Materialien können in die Bestandteile der Gegenstände eingeschlossen werden. Vorzugsweise umfassen derartige exotherm reagierende IMaterialien ein leicht oxydierbares Metall, z.B. Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen in Teilchenform und ein festes Oxydationsmittel, z.B. Eisenoxyd und/oder Manganoxyd, oder ein Metallnitrat in Teilchenform. Wenn Aluminium eingesetzt wird, wird vorzugsweise auch ein anorganisches Fluorid, z.B. Kryolit, verwendet. Exothermic reacting materials can be in the constituent parts of the objects be included. Such exothermic reacting materials preferably comprise an easily oxidizable metal, e.g. aluminum, magnesium or their alloys in particle form and a solid oxidizing agent, e.g. iron oxide and / or manganese oxide, or a metal nitrate in particulate form. If aluminum is used, is preferred an inorganic fluoride such as cryolite is also used.
Die Gegenstände können die Form von Buchsen oder Einsätzen zum Auskleiden der Blockformköpfe oder der Gießaufsätze oder der Steiger von Gießformen, Ringen zur Anordnung auf dem Unterteil von Gic-ßformaufsätzen oder vorzugsweise Platten oder Tafeln insbesondere zum Auskleiden von Formköpfen oder Gießaufsätzen für Stahiblöcke haben. The items can take the form of sockets or inserts for lining the block mold heads or the casting attachments or the riser of casting molds, rings for arrangement on the lower part of Gic-ßform attachments or preferably plates or panels, in particular for lining mold heads or pouring attachments for steel blocks to have.
Metallurgischa Gefäße, die mit Gegenständen oder Formkörpern gemäß der Erfindung ausgestattet sind, bilden einen Teil der Erfindung ebenso wie die Verwendung dar so ausgestatteten Gefäße. Metallurgischa vessels, which with objects or shaped bodies according to of the invention, form part of the invention as well as the Use of the vessels equipped in this way.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht. The invention is illustrated by the following example.
Beispiel Die folgenden Bestandteile wurden verwendet: 1) 68 Gew.,S0 Siliciumdioxydmehl1/2) 68 Gew.% entfaserte Bagasse ' 15,2 Gew.tS Phenolformaldehyd-Resolharz 8,4 Gew . Example The following ingredients were used: 1) 68 wt., S0 Silica flour 1/2) 68% by weight of defibered bagasse '15.2% by weight of phenol-formaldehyde resole resin 8.4 wt.
65%ige wäßrige p-Toluolsulfonsäure 4,2 Gew.t' Methanol 4,2 Gew.%. 65% strength aqueous p-toluenesulfonic acid 4.2% by weight of methanol 4.2% by weight.
1) (geht durch Sieb mit o,355 mm lichter Maschenweite) 2) (geht durch Sieb mit 4,5 mm lichter Maschenweite).1) (passes through a sieve with a mesh size of 0.355 mm) 2) (passes through Sieve with a mesh size of 4.5 mm).
Die festen Bestandteile wurden gründlich zusmmengemischt, die flüssigen Bestandteile wurden zusarmengemischl und das flüssige Gemisch wurde dann zu der festen Mischung zugesetzt und gründlich mit dieser gemischt. The solid ingredients were mixed together thoroughly, the liquid ones Ingredients were mixed together and the liquid mixture then became the added solid mixture and mixed thoroughly with this.
Die Mischung wurde in ein Gesenk oder eine Matrize eingebracht, und es wurde ein Druck von 13,5 kg/cm2 angelegt. Wenn das Harz gehärtet war, wurde die Mischung in Form einer Platte aus dem Gesenk herausgenommen. The mixture was placed in a die or die, and a pressure of 13.5 kg / cm2 was applied. When the resin hardened, the Mixture taken out of the die in the form of a plate.
Die Platte hatte ein glattes, gleichförmiges Aussehen und hatte eine Dichte von o,68 g/cm3 und einen Bruchmodul von 24 kg/cm2, Die Platte wurde in Berührung mit geschmolzenem Stahl geprüft, und es wurde gefunden, daß sie wenig Rauch oder Dunst aussendet, gegenüber Eindringen durch den Stahl widerstandsfähig ist und leicht von dem Stahl abgestreift werden kann, nachdem der Stahl sich verfestigt hatte. The plate had a smooth, uniform appearance and had a Density of 0.68 g / cm3 and a modulus of rupture of 24 kg / cm2, the plate was in contact tested with molten steel and it was found that they had little smoke or Emits haze, is resistant to penetration through the steel and is light stripped from the steel can after the steel solidifies would have.
Durch Ändern des Verhältnisses von Siliciumdioxydmehl zu entfaserter Bagasse und/oder des angelegten Drucks wurden allgemein ähnliche Platten, jedoch mit unterschiedlichen Dichten hergestellt. By changing the ratio of silica flour to defibered Bagasse and / or applied pressure were generally similar plates, however made with different densities.
Sämtliche Teile und Prozentsätze in dem vorliegenden Zusammenhang sind auf das Gewicht bezogen, soweit nichts anderes angegeben ist. All parts and percentages in the present context are based on weight, unless otherwise stated.
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- 1979-11-29 DE DE19792948162 patent/DE2948162A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., 8000 MUENCHEN |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |