DE3010868C2 - - Google Patents
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine wärmeisolierende Auskleidung
für metallurgische Behälter, mit den im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 im einzelnen angegebenen Merkmalen.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Auskleidung.
Unter metallurgischen Behältern werden vorliegend insbe
sondere sogenannte Gießverteiler verstanden, die unter
einer flüssiges Metall enthaltenden Gießpfanne angeord
net sind und dazu dienen, dieses flüssige Metall in
Kokillen oder dergleichen zu verteilen.
Die innere Auskleidung solcher Gießverteiler umfaßt eine
Schicht aus feuerfesten Ziegeln, die gegen die Innenfläche
des metallischen Gehäuses des Gießverteilers anliegen.
Diese Schicht aus feuerfesten Ziegeln wird nachfolgend
als "permanente feuerfeste Schicht" bezeichnet.
Aus der DE-PS 27 45 271 ist es bekannt, das Innere eines
metallischen Zwischengefäßes, das mit einer solchen
permanenten feuerfesten Schicht ausgekleidet ist, zu
sätzlich mit gegen diese permanente feuerfeste Schicht
anliegenden Platten auszukleiden, die als Verschleißaus
kleidung dienen können und aus einer Masse bestehen,
die einen feuerfesten Füllstoff, kohlenstoffhaltigen
Werkstoff, Fasern und Binder umfaßt.
Im einzelnen können solche Platten aus einem Gemisch von
anorganischen Teilchen wie Sand und/oder Aluminiumoxid
sowie organischen und/oder anorganischen Fasern bestehen,
die mit einem organischen Bindemittel wie etwa einem
Phenolharz oder einem anorganischen Bindemittel wie etwa
einem feuerfesten Zement umhüllt sind. Solche Platten
schützen die feuerfeste permanente Schicht gegen Abrieb
durch das Metall, vermeiden das Haften des erstarrten
Metalls an dieser Schicht und erleichtern damit die
Reinigung des Verteilers am Ende des Gießvorgangs.
Übrigens wird durch diese Platten die Wärmeisolierung der
Verteilerwände wesentlich verbessert, so daß sie es ermög
lichen, im besonderen die zeitraubende und kostenverur
sachend Vorerhitzung der Verteiler vor dem Einleiten
des flüssigen Metalls zu vermeiden.
Diese wärmeisoliernden Platten sind verbrauchbar, d. h. sie
nutzen sich verhältnismäßig rasch ab. Sie können im Prinzip
nur einen einzigen Gießvorgang standhalten. Dieser Nachteil
wird jedoch weitgehend durch die zahlreichen Vorteile ausge
glichen, die sie mit sich bringen und vor allem durch ihre
geringen Kosten und die Leichtigkeit, mit der ihr Ausrichten
am Ende des Gießvorgangs geschehen kann.
Die Verwendung dieer verbrauchbaren Platten ist jedoch nicht
voll zufriedenstellend, da es unmöglich ist, sie einwandfrei
auszufangen, insbesondere wegen der unregelmäßigen inneren Ab
messungen der Verteiler. Außerdem können diese Platten nicht
richtig an der Oberfläche der permanenten feuerfesten Schicht
wegen der Ungleichmäßigkeit dieser Oberfläche angebracht werden.
Aus diesem Grunde werden die Platten unter der Wirkung des
Druckes des flüssigen Metalls verformt, was die Gefahr der
Zerstörung dieser Platten mit sich bringt, in welchem voll
ein direkter Zugang des flüssigen Metalls an der feuerfesten
permanenten Schicht mit allen daraus entstehenden Nachteilen
erhalten wird.
Um diese Nachteile zum Teil zu beseitigen ist man gezwungen,
die Platten mit einem Schamottemörtel auszufugen, was zeit
raubend und ermüdend ist. Desgleichen lockern sich diese
Verbindungen häufig wegen des mangelhaften Sitzes dieser
Platten auf der feuerfesten permanenten Schicht und es ent
stehen Spannungen infolge der Wärmedehnung der Platten während
der Zeit, während welcher das flüssige Metall in den Gußver
teiler eingeleitet wird.
Um auch den mangelhaften Sitz der verbrauchbaren Platten auf
der feuerfesten permanenten Schicht abzuhelfen, wurde vorge
schlagen, die Räume auszufüllen, die zwischen der letzteren
und den verbrauchbaren Platten bestehen, und zwar durch eine
Schicht von nicht agglomerierten feuerfesten Teilchen, wie
Sand.
Die Verwendung einer solchen Sandschicht ermöglicht nicht die
Unterlassung des zeitraubenden und anstrengenden Verstreichens
der Fugen der Platten und bringt die Gefahr einer Verschmutzung
des flüssigen Metalls durch Sand mit sich, wenn die Verbindungen
aus Schamottemörtel schadhaft oder mangelhaft sind.
Außerdem ruft der verwendete Sand, wenn er nicht völlig trocken
ist, beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sehr starke Deflag
rationen, welche Splitter verursachen können, die für das Per
sonal gefährlicht sind, welches sich in der Nähe des Gußver
teilers aufhält, hervor.
Darüber hinaus ist das Einbringen der Sandschicht zwischen der
bleibenden Auskleidung und den verbrauchbaren Platten besonders
unbequem. Ferner, wenn man am Ende des Gießvorgangs den Gußver
teiler zurückführt, um ihn von den verbrauchbaren Platten weg
zuräumen, verursacht die freigesetzte Sandschicht eine unan
nehmbare Verschmutzung.
Andererseits ist eine Auskleidung für metallurgische Behälter
bekannt, die eine keramische Faserschicht aufweist, welche
zwischen einer feuerfesten Verkleidung und einer zusammen
hängenden Außenschicht, die ebenfalls feuerfest ist, angeordnet
ist.
Diese stark zusammendrückbare Faserschicht, die durch nicht
miteinander verbundene Fasern gebildet wird, ist dazu bestimmt,
die Stoßkraft des Metalls zu dämpfen, das in den Behälter ge
gossen wird.
Wegen der starken Zusammendrückbarkeit einer solchen Faserschicht,
verleiht die letztere der Auskleidung eine sehr schwache Wärme
isolierung. Außerdem ist die Verwendung einer solchen Faserschicht
nicht mit der Verwendung von verbrauchbaren Platten vereinbar,
die miteinander durch Schamottemörtel verbunden sind. In der Tat
lockern sich solche Verbindungen unvermeidlich beim Ansteigen
des Metalls im Behälter. Darüber hinaus ist das Einbringen einer
solchen Faserschicht in den Behälter wegen bequem.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Aus
kleidung für metallurgische Behälter zu schaffen, die wirksam,
zuverlässig, einfach in der Herstellung ist und wenig Kosten
verursacht und die Nachteile der vorerwähnten Ausführungs
form vermeidet.
Der Erfindung ist auf eine wärmeisolierende Auskleidung ge
richtet, die aus einer permanenten Schicht aus feuerfestem
Material und einer verbrauchbaren Schicht besteht, die im
Inneren des Behälters angeordnet ist und zum direkten Kontakt
mit dem flüssigen Metall bestimmt ist, welche Schicht durch ein
Gemisch aus anorganischen Teilchen und organischen Fasern und/oder
anorganischen Fasern gebildet wird, die in einem organischen und/
oder anorganischen Bindemittel eingehüllt sind.
Die erfindungsgemäße Auskleidung unterscheidet sich dadurch,
daß zwischen der feuerfesten permanenten Schicht und der vor
erwähnten verbrauchbaren Schicht eine relativ zusammendrückbare
Schicht auf der Basis von anorganischen und/oder organischen
Fasern angeordnet ist, die beim Kontakt mit der vorerwähnten
verbrauchbaren Schicht temperaturbeständig ist, welche Fasern
von einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel teil
weise umhüllt sind, und welche Schicht im wesentlichen über die
volle Fläche der permanenten Schicht aufgebracht ist.
Das Bindemittel ermöglicht die Begrenzung der Zusammendrückbar
keit der Faserschicht, ermöglicht jedoch der letzteren, alle
Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche der feuerfesten permanenten
Schicht auszugleichen. Außerdem dringt diese relativ zusammen
drückbare Schicht unter der Wirkung des durch das Metall ausge
übten Druckes in die Zwischenräume zwischen den verbrauchbaren
Platten ein, wobei es echte Dichtungen bildet. Auf diese Weise
wird jede Gefahr des Eindringens des Metalls zwischen die
Platten und der korrelativen Erstarrung dieses Metalls beim
Kontakt der feuerfesten permanenten Schicht vermieden. Außerdem
erübrigt sich das zeitraubende und ermüdende Ausfugen der Platten
mittels eines Schamottemörtels.
Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die zusammendrückbare
faserhaltige Schicht die Wärmeisolierung des verwendeten metallur
gischen Behälters wesentlich verbesserte, so daß das flüssige
Metall in den Behälter mit einer Temperatur eingeleitet werden
kann, die wesentlich niedriger als diejenige ist, die bei den
bekannten Ausführungsformen verwendet wird, wodurch sich eine
wesentliche Energieeinsparung erzielen läßt.
Außerdem ist die Anordnung einer solchen zusammendrückbaren
und faserhaltigen Schicht zwischen der permanenten feuerfesten
Schicht und der verbrauchbaren Schicht viel leichter als das
Einbringen einer Sandschicht oder das Einsetzen einer Schicht
aus nicht miteinander verbundenen Fasern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ent
hält die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht im wesent
lichen bis 30 Gew.-% Bindemittel, wobei die Zusammendrück
barkeit der Schicht im wesentlichen zwischen 5 und 10% bei
einem Druck von 98,07 N/cm2 (10 kg/cm2) liegt.
Bei einem solchen Anteil des Bindemittels bestehen Hohlräume
zwischen den Fasern, die günstig für die Wärmeisolierung sind,
eine begrenzte jedoch ausreichende Zusammendrückbarkeit der
faserhaltigen Schicht unter der Wirkung des Druckes ermöglichen,
der durch das flüssige Metall gegen die verbrauchbaren Platten
ausgeübt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung enthält die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht
außerdem 0,5-20 Gew.-% feuerfeste Teilchen, denen ein Fluß
mittel zugesetzt ist, um das Sintern dieser Teilchen bei einer
Temperatur zu ermöglichen, die zwischen 1100°C und 1500°C
liegt. Diese Teilchen füllen teilweise die Hohlräume zwischen
den Fasern. Wenn flüssiges Metall in die Zwischenräume zwischen
den Platten eindringt, tritt dieses Metall zwischen die Fasern,
was eine zumindest teilweise Zersetzung der organischen Fasern
oder des organischen Bindemittels zur Folge hat. Durch das
Sintern der feuerfesten Teilchen untereinander bilden sie
eine glasartige Oberflächenschicht, welche das Vor
dringen des Metalls in die zusammendrückbare und faserhaltige
Schicht verhindert.
Gegenstand der Erfindung ist ferner das Verfahren zur Herstellung
der wärmeisolierenden Auskleidung gemäß der Erfindung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform dieses Verfahrens wird
auf die feuerfeste permanente Schicht die zusammendrückbare
Schicht auf Basis von Fasern aufgebracht und wird die Außen
fläche dieser zusammendrückbaren Schicht durch eine Bindmittel
schicht bedeckt, worauf auf diese Bindemittelschicht die Platten
der verbrauchbaren Schicht aufgebracht werden.
Diese Platten werden daher mit der zusammendrückbaren faser
haltigen Schicht mit Hilfe der Bindemittelschicht verbunden.
Die Durchführung des Verfahrens ist sehr einfach und ermöglicht
das Erzielen einer besonders wirksamen Auskleidung sowohl hin
sichtlich ihrer Haltbarkeit als auch hinsichtlich der erzielten
Wärmeisolierung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird auf
eine der Flächen der Platten der verbrauchbaren Schicht die
zusammendrückbare faserhaltige Schicht aufgeklebt und es wird
die Außenfläche dieser zusammendrückbaren und faserhaltigen
Schicht gegen die permanente feuerfeste Schicht aufgebracht.
Ferner kann eine Bindemittelschicht auf die feuerfeste permanente
Schicht aufgebracht werden, bevor die zusammendrückbare und faser
haltige Schicht aufgebracht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung, und zwar
zeigt
Fig. 1 eine Ansicht in schaubildlicher Darstellung
mit weggebrochenen Teilen eines Abgußverteilers
mit einer erfindungsgemäßen Auskleidung;
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Ebene II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, in ver
größertem Maßstab einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Auskleidung;
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine
weitere Ausführungform der Auskleidung und ihr
Aufbringen auf eine Wand des Gußverteilers zeigt;
Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine
dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Auskleidung zeigt;
Fig. 6 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine
vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Auskleidung zeigt;
Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt und in vergrößertem Maß
stab der erfindungsgemäßen Auskleidung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 2 besitzt der Gußver
teiler ein Gehäuse 2 aus Stahl, das innen durch eine permanente
Schicht 3 aus feuerfesten Ziegeln ausgekleidet ist. Diese
permanente Schicht 3 ist ihrerseits wieder von verbrauchbaren
und starren Platten 4 bedeckt, die zum direkten Kontakt mit
dem flüssigen Metall bestimmt sind, das in den Gußverteiler 1
gegossen wird. Die verbrauchbaren Platten 4 bedecken die
Seitenwände sowie den Boden des Gußverteilers 1.
Die Zusammensetzung der verbrauchbaren Platten 4 ist bekannt.
Diese Platten 4 werden beispielsweise durch Gießen aus einem
Gemisch von anorganischen Teilchen, wie Sand, und/oder
Aluminiumoxid und/oder Magnesia, unter Zusetzung von minerali
schen Fasern, wie Glaswolle oder Gesteinswolle, und/oder
pflanzlichen, tierischen oder Kunstfasern erhalten, wobei das
ganze dieser Teilchen und Fasern vollständig von einem organi
schen oder anorganischen Bindemittel eingehüllt ist. Was das
anorganische Bindemittel betrifft, kann beispielsweise ein
Schamottemörtel verwendet werden, und als organisches Binde
mittel verwendet man vorzugsweise ein billiges Harz, wie
Phenolharz.
Zwischen den verbrauchbaren Platten 4 und der permanenten
feuerfesten Schicht 3 ist eine relativ zusammendrückbare
oder halb zusammendrückbare Schicht 5 auf Basis von Mineral
fasern und/oder anorganischen Fasern, die weiter in Kontakt
mit den verbrauchbaren Platten 4 herrschenden Temperatur be
ständig sind, angeordnet. Diese Schicht 5 wird auf die gesamte
Oberfläche der permanenten Schicht 3 aufgebracht.
Die Fasern dieser Schicht 5 sind teilweise in einem organischen
und/oder anorganischen Bindemittel eingehüllt.
In Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Fasern 5 a wirklich mitein
ander durch Bindemittelanhäufungen 5 b verbunden sind, so daß
Hohlräume zwischen den Fasern 5 a bestehen. Diese Hohlräume er
möglichen es, daß die Schicht 5 leicht zusammengedrückt werden
kann.
Die Platten 4 werden mit Druck gegen die zusammendrückbare
Faserschicht 5 mit Hilfe von Haken 6 angebracht, welche den
oberen Rand 4 a der Platten 4 und den oberen Rand 3 a der feuer
festen permanenten Schicht 3 bedecken, wobei sie die Platten 4
gegen die feuerfeste Schicht 3 pressen.
Infolge dieses Druckes bildet die zusammendrückbare und faser
haltige Schicht 5 zwischen den Zwischenräumen 7 zwischen den
Platten 4 Wulste 8, welche die wirklichen Abdichtungen bilden.
Die Fasern, welche die zusammendrückbare Schicht 5 bilden,
können beispielsweise aus Glaswolle oder Gesteinswolle oder
keramischen Fasern sein. Solche Fasern sind bei der in Kontakt
mit den verbrauchbaren Platten 4 herrschenden Temperatur be
ständig. Wegen der Wärmeisolierung durch die anorganischen
Fasern können die letzteren teilweise mit organischen, Kunst-,
pflanzlichen oder tierischen Fasern, die ohne wesentliche Zer
setzung bei einer Temperatur der Größenordnung von 150-250°C
beständig sind, gemischt werden. Diese organischen Fasern er
möglichen eine Verbesserung der Wärmeisolierung der Schicht 5
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, d. h. bei Tempera
turen, die sich durch den Wärmeaustausch mit der Außenseite des
Verteilers ergeben. Die Dichte der Fasern im nicht zusammenge
drückten Zustand liegt zwischen 0,4 und 0,8.
Um eine bestimmte Zusammendrückbarkeit der Schicht 5 zu er
möglichen, enthält die letztere 10-30 Gew.-% Bindemittel.
Je nach dem Anteil des Bindemittels, der Art des Bindemittels
und der Fasern erhält man eine Zusammendrückbarkeit der
Schicht 5, die etwa zwischen 5 und 10% seiner Dicke liegt
bei einem Druck von 98,07 N/cm2 (10 kg/cm2) welcher Druck
dem Druck des Metalls entspricht, der auf die Platten 4 ausge
übt wird im Falle eines Verteilers von normalen Abmessungen
vollgefüllt mit Metall.
Vorzugszweise enthält die Faserschicht 5 außerdem 0,5-20
Gew.-% feuerfeste Teilchen unter Zusatz eines Flußmittels,
um das Sintern dieser Teilchen bei einer Temperatur zu er
zielen, die zwischen 1100°C und 1500°C liegt.
Wenn das flüssige Metall in die Zwischenräume 7 zwischen den
Platten 4 eindringt, infiltriert sich das Metall zwischen den
Fasern 5 a, die sich an der Außenseite der Schicht 5 befinden,
wobei es eine teilweise Zersetzung der organischen Fasern und
des organischen Bindemittels 5 b bewirkt. Im Kontakt mit den
feuerfesten Teilchen 5 c sind dagegen die letzteren, indem sie
sich miteinander verschweißen und bilden senkrecht zu den
Zwischenräumen 7 der Platten 4 eine gesinterte Oberflächen
schicht, welche der Weiterwanderung des Metalls entgegenwirkt.
Die Wärmeisolierung und die Haltbarkeit der Schicht 5 werden
daher während des Gießvorgangs voll aufrechterhalten.
Die faserhaltige und semikompressible Schicht 5 kann ferner
1-10 Gew.-% eines Triglyceridöls, wie Sojaöl, enthalten, um
die Absorption von Feuchtigkeit dieser Schicht 5 zu vermeiden.
Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist die kompressible und faserhaltige
Schicht 5 auf ihrer in Kontakt mit den verbrauchbaren Platten 4
befindlichen Fläche von einer Schicht 9 eines organischen oder
anorganischen Bindemittels bedeckt. Diese Bindemittelschicht 9
umhüllt teilweise die anorganische und/oder organischen Fasern
der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5. Diese Bindemittel
schicht 9 gewährleistet daher die Kohäsion der Fasern der
kompressiblen Schicht 5, ohne die Kompressibilität der letzteren
zu verändern.
Das Bindemittel der Schicht 9 kann Schamottemörtel oder ein
Bindemittel auf Phosphorsäurebasis oder Natriumsilikat oder
sogar ein gewöhnlicher Portlandzement sein. Das Bindemittel der
Schicht 9 kann nichtsdestoweniger durch ein Kunstharz, beispiels
weise durch ein Phenolharz, gebildet werden. Ein solches Harz
kann der Temperatur nicht ständig standhalten, die auf der
Rückseite der Platten 4 herrscht. Diese Beständigkeit ist nichts
destoweniger in den meisten Fällen ausreichend, da sich das
flüssige Metall nur während verhältnismäßig kurzer Zeiträume
im Verteiler 1 aufhält, so daß die Temperatur auf der Rückseite
der Platten 4 gewöhnlich 250-300°C nicht überschreitet. Ein
organisches Bindemittel hat den Vorteil, daß es leicht aufzu
bringen ist, die Nachgiebigkeit der Faserschicht 5 nicht wesent
lich verändert und der letzteren einen erhöhten Wärmeisolierungs
koeffizienten verleiht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform haftet die
Bindemittelschicht 9 auch an den verbrauchbaren Platten 4, so
daß diese Platten 4 mit der kompressiblen Faserschicht 5 fest
verbunden werden.
Daher besteht während des Gießvorgangs nicht die Gefahr, daß
sich die Platten 4 mit Bezug auf die kompressible faserhaltige
Schicht verlagern, so daß jede Gefahr einer Infiltration des
flüssigen Metalls auf der Rückseite der verbrauchbaren Platten 4
vermieden wird.
Vorzugsweise enthält die Bindemittelschicht 9 anorganische
Teilchen, die bei der Temperatur sintern, welche in den
Zwischenräumen 7 zwischen den Platten 4 herrscht, wenn das
flüssige Metall zu diesen Zwischenräumen Zugang erhält.
Diese anorganischen Teilchen können durch ein Gemisch von
Körnern aus Siliziumoxid und/oder Aluminiumoxid fein vermahlen
unter Zusatz eines Flußmittels, um das teilweise Schmelzen
dieser anorganischen Teilchen bei der Temperatur des flüssigen
Metalls, das zu den vorerwähnten Zwischenräumen 7 Zutritt er
hält, zu erzielen.
Dieses teilweise Schmelzen der anorganischen Teilchen hat ein
Verschweißen der Teilchen unter sich zur Folge. Dieses Ver
schweißen gewährleistet die Kohäsion der Bindemittelschicht 9
selbst, wenn das verwendete organische Bindemittel teilweise
zersetzt ist. Das verwendete Flußmittel kann durch Borcalcium,
Eisenoxid oder Natriumcarbonat, je nach der Schmelztemperatur,
die erzielt werden soll, gebildet werden.
Der Anteil der anorganischen Teilchen in der Bindemittelschicht
9 kann zwischen 50 und 90 Gew.-% dieser Schicht schwanken.
Die Dicke der Bindemittelschicht 9 ist gewöhnlich geringer als
die Hälfte der Dicke der kompressiblen Faserschicht 5, damit
die letztere über einen ausreichenden Teil ihrer Dicke zusammen
drückbar bleibt.
Die Dicke der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 beträgt
im allgemeinen 3-10 cm und wird bestimmt in Abhängigkeit einer
seits von dem gewünschten Wärmeisolierungsvermögen und anderer
seits durch die Ungleichmäßigkeiten der darunter befindlichen
feuerfesten Schicht 3, die ausgeglichen werden soll.
Dank der durch die kompressible und faserhaltige Schicht 5
erhaltenen Wärmeisolierung können die verbrauchbaren Platten
4 dünner als diejenigen sein, die bei den bekannten Ausführungs
formen verwendet werden. Darüber hinaus ist es wegen des Vor
handenseins der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 hinter
den verbrauchbaren Platten 4 nicht mehr erforderlich, daß die
Abmessungen der letzteren innerhalb denjenigen des Verteilers 1
angepaßt werden, um eine vollkommene Verbindung dieser Platten
4 zu erhalten.
Im besonderen ist es dank der Erfindung im allgemeinen über
flüssig, Schuld daran an den Kanten der Platten 4 vorzusehen,
im Optikverbindungen zu erhalten.
Dank der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 ist es
möglich, die benachbarten Ränder der Platten 4 etwas zu über
lagern. Das Einbringen der letzteren in den Verteiler kann
daher sehr rasch ausgeführt werden, ohne daß eine vorhergehende
Anpassung der Abmessungen dieser Platten 4 vorgenommen wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besitzt der Gußver
teiler 1 eine Gießöffnung 10, die nach außen mittels eines
Ausgußes 11 aus feuerfestem Material mündet. Diese Gießöffnung
10 ist oberhalb des Ausgußes 11 mit einem Ring 12 versehen,
der aus einem Material hergestellt ist, welches mit demjenigen
der verbrauchbaren Platten 4 vergleichbar ist. In Fig. 2 ist
ersichtlich, daß die kompressible faserhaltige Schicht 5 den
Raum zwischen dem verbrauchbaren Ring 12 und der feuerfesten
permanenten Schicht 3 benachbart der Gießöffnung 10 ausfüllt.
Die kompressible und faserhaltige Schicht 5 stellt mit
Bezug auf den Ring 12 die gleichen Funktionen wie hinsichtlich
der Platten 4 sicher.
In der Beaufschlagungszone des Gießstrahls des flüssigen
Metalls, das in den Verteiler 1 geschüttet wird, ist eine
Stahlplatte 13 oder eine Platte aus einem feuerfesten Material
von hoher Abriebfestigkeit, wie Zirkon oder Siliziumcarbid,
angeordnet. Die kompressible oder faserhaltige Schicht 5 hat
zur Wirkung, unabhängig von ihrer wärmeisolierenden Aufgabe,
die Beaufschlagungskraft des Strahls aus flüssigem Metall zu
dämpfen und auf diese Weise die permanente feuerfeste Schicht
3 zu schützen.
Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der wärme
isolierenden Verkleidung gemäß der Erfindung beschrieben.
Die Durchführung des Verfahrens kann auf verschiedene Weise
geschehen.
Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird direkt
in Kontakt mit der permanenten feuerfesten Schicht 3 die
kompressible und faserhaltige Schicht 5 aufgebracht. Hierauf
wird auf diese faserhaltige Schicht 5 die Bindemittelschicht 9
aufgebracht. Diese kann je nach der Art des Bindemittels durch
Zerstäuben, Überziehen, Gießen und dgl. hergestellt werden. Bei
diesem Vorgang wird eine Menge Bindemittel verwendet, die gerade
ausreicht, um die Faserschicht über einen Teil ihrer Dicke zu
umhüllen.
Sodann kann man das Bindemittel der auf diese Weise erhaltenen
Schicht 9 erhärten lassen.
Dennoch und vorzugsweise werden die verbrauchbaren Platten 4
direkt in Kontakt mit dem nicht erhärteten Bindemittel der
Schicht 9 aufgebracht, um ein Haften zwischen den Platten 4 und
der Bindemittelschicht 9 zu erzielen.
Das Aufbringen der Schicht 5 auf die vorgefertigten Platten 4
geschieht vorzugsweise durch Zerstäubung eines Gemisches aus
Fasern, Bindemittel und feuerfesten Teilchen. Bei dieser Aus
führungsform ist das Überziehen der Platten 4 mit einem Binde
mittel wahlweise.
Das Spritzen des erwähnten Gemisches geschieht vorzugsweise
mit Hilfe einer Hülse, in welche die vorher gelösten Fasern,
die feuerfesten Teilchen und das Bindemittel in Form eines
trockenen Pulvers eingeleitet werden. Die zur Bildung des
Bindemittels bestimmte Flüssigkeit (Wasser: im Falle eines
anorganischen Bindemittels, Lösungsmittel: im Falle eines
organischen Bindemittels) wird radial zum Auslaß der Hülse
mit Hilfe einer Ringkammer eingeleitet.
Auf diese Weise wird das Gemisch der Bestandteile der Schicht
5 in sehr homogener Weise auf die Platten 4 aufgebracht, wo
bei die direkte Haftung durch das Bindemittel erhalten wird.
Nach dem Aufbringen der mit der faserhaltigen Schicht 5 ver
kleideten Platten 4 werden die Haken 6 zum Halten der Platten
4 angebracht. Das Anbringen der Haken 6 hat zur Wirkung, daß
die kompressible Faserschicht 5 gegen die darunter befindliche
feuerfeste Schicht 3 gepreßt wird. Dieses Pressen führt zur
Bildung in den Zwischenräumen 7 zwischen den Platten 4 von
Wulsten 8 a, welche echte Dichtungen bilden.
Dank dieser Dichtungswulste 8 a wird der zeitraubende und
umständliche Arbeitsvorgang des Ausfugens der Zwischenräume 7
zwischen den Platten 4 mit Hilfe eines Schamottemörtels oder
dgl. vermieden.
Der Verteiler 1 befindet sich nun in der Bereitschaft zur
Aufnahme des flüssigen Metalls. Dank der ergänzenden Wärme
isolierung durch die kompressible faserhaltige Schicht 5 kann
das Metall mit einer Temperatur eingeleitet werden, die niedriger
als die herkömmlich vorgesehen ist, wodurch ein beträchtlicher
Energiegewinn erhalten wird.
Darüber hinaus besteht keine Gefahr, daß das Metall sich auf
der Rückseite der Platten 4 einfiltriert, was den Dichtungswulsten
8 a zu verdanken ist.
Am Ende des Gießvorgangs, d. h., wenn der Gußverteiler leer
ist, ist die Reinigung des letzteren sehr leicht. Es genügt in
der Tat, die Haken 6 zurückzuziehen, dann den Verteiler zu
rückzuführen, was sofort das Lösen der verbrauchbaren Platten 4
und der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 zur Folge
hat. Letztere kann im Bedarfsfalle wiederverwendet werden, ge
gebenenfalls nach Ausbesserung der Bindemittelschicht 9.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver
fahrens wird zuerst auf den Rücken der verbrauchbaren Platten 4
eine kompressible und faserhaltige Schicht 5 aufgeklebt, die
den Abmessungen der Platten 4 angepaßt und vorher mit einer
Bindemittelschicht 9 überzogen worden ist. Sodann werden die
auf diese Weise verkleideten verbrauchbaren Platten an der
permanenten feuerfesten Schicht angebracht, wie in Fig. 4 ge
zeigt. Die durch die Platten 4 gebildeten Auskleidungselemente,
die an der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 haften,
können lange voraus vorgefertigt und gelagert werden.
Nach dem Anbringen der Haken 6, werden die kompressiblen und
faserhaltigen Schichten 5, die mit den verschiedenen Platten 4
verbunden sind, komprimiert und bilden an der Stelle der
Zwischenräume 7 der verschiedenen Platten Dichtungswulste wie
im Falle der vorangehend beschriebenen Ausführungsform des
Verfahrens.
Als Variante, die unabhängig von den beiden vorangehend be
schriebenen Ausführungsformen des Verfahrens angewendet werden
kann, kann die permanente feuerfeste Schicht 3 vorher mit einer
Bindemittelschicht 14 (siehe Fig. 5) überzogen werden.
Eine solche Bindemittelschicht 14 erleichtert das Aufbringen
der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 besonders im Falle
der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Diese Bindemittelschicht 14 kann diskontinuierlich sein, d. h.
lediglich stellenweise auf die permanente feuerfeste Schicht
3 aufgebracht werden.
Das Bindemittel der Schicht 14 ist vorzugsweise organisch und
bei der Wärme zersetzbar, die beim Kontakt mit der permanenten
feuerfesten Schicht 3 herrscht. In der Tat hebt diese Zer
setzung am Ende des Gießvorgangs jedes Haften der kompressiblen
und faserhaltigen Schicht 5 auf, was das Entfernen der letzteren
erleichtert.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorangehend be
schriebenen Beispiele beschränkt, sondern kann innerhalb ihres
Rahmens zahlreiche Abänderungen erfahren.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Auskleidung auch für
Gießkannen oder andere metallurgische Behälter angewendet
werden, die zur Aufnahme von Eisenmetallen oder anderen bestimmt
sind.
Die kompressible faserhaltige Schicht 5 kann allein auf dem
Boden des Behälters vorgesehen werden oder allein an den Wänden
des letzteren.
Die Haken zur Halterung der verbrauchbaren Platten 4 können
durch beliebige andere Befestigungsorgane ersetzt werden, wie
durch Stützen, die quer zu den Behältern angeordnet sind und
sich gegen die gegenüberliegenden Platten abstützen, welche an
den seitlichen Wänden des Behälters angebracht sind.
Natürlich kann das zur Herstellung der kompressiblen Schicht
5 verwendete Faservlies vorher mit einer seiner Flächen durch
ein Blatt, beispielsweise aus Papier, verbunden werden, um die
Handhabung der Fasern zu erleichtern.
Übrigens kann die Dicke der kompressiblen und faserhaltigen
Schicht 5 in der Richtung der Höhe des Behälters abnehmen.
Die Beaufschlagungsplatte 13 kann ebenfalls mit einer Schicht
15 (siehe Fig. 1 und 2) bedeckt werden, die kompressibel und
faserhaltig ist, von der gleichen Art wie die Schicht 5.
Diese Schicht 15 kann in Form einer Schale gestaltet werden
dank dem Bindemittel, welches die Fasern teilweise umhüllt.
Diese Schicht 15 verstärkt die Dämpfungswirkung des Metall
strahls, der durch die Schicht 5 erzeugt wird, welche zwischen
der Beaufschlagungsplatte 13 und den feuerfesten Tiegeln 3
angeordnet ist.
Außerdem können die verbrauchbaren Platten 4 statt vollständig
eben zu sein, an ihrer Kontaktfläche mit der kompressiblen
faserhaltigen Schicht 5 eine Aussparung, die mit 16 bezeichnet
ist, auf der Platte 4 b aufweisen, wie in Fig. 6 dargestellt.
In dieser Figur erstreckt sich die Ausnehmung 16 fast über die
volle Länge und Breite der Platte 4 b. In diese Aussparung 16
ist mit Hilfe einer Bindemittelschicht 9 die kompressible und
faserhaltige Schicht 5 eingeklebt, letztere ragt zu beiden
Seiten über die Platte 4 b hinaus. Diese Aussparung 16 er
leichtert die Handhabungen und die Lagerung der Platten 4 b,
die mit der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 versehen
ist. Darüber hinaus begrenzt der äußere Rand 16 a dieser Platten
4 b das Zusammendrücken der Faserschicht 5 und erleichtert das
Anbringen dieser Schicht durch Aufspritzen. Natürlich können
die abnehmbaren verbrauchbaren Platten und/oder die permanente
Auskleidung aus Tiegeln durch eine kontinuierliche wärmeiso
lierende und/oder feuerfeste Schicht ersetzt werden, die bei
spielsweise durch Aufspritzen erhalten wird, um eine Auskleidung
zu erhalten, die in situ direkt auf der Wand des metallurgi
schen Behälters geformt worden ist.
Claims (14)
1. Wärmeisolierende Auskleidung für metallurgische Behäl
ter, die zur Aufnahme von flüssigem Metall bestimmt
sind, mit einer permanenten Schicht aus feuerfestem
Material und einer verbrauchbaren Schicht, die im
Inneren des Behälters angeordnet und zum direkten Kon
takt mit dem flüssigen Metall bestimmt ist, welche
verbrauchbare Schicht aus einem Gemisch aus anorgani
schen Teilchen und Mineralfasern und/oder organischen
Fasern, die von einem organischen und/oder anorgani
schen Bindemittel umhüllt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der permanenten Schicht
(3) und der verbrauchbaren Schicht (4) eine durch den
Druck des flüssigen Metalls auf die verbrauchbare
Schicht (4) kompressible Schicht (5) auf der Basis
von anorganischen und/oder organischen Fasern ange
ordnet ist, die bei der Temperatur beständig sind,
welche in Kontakt mit der verbrauchbaren Schicht (4)
herrscht, die sich im wesentlichen über die ganze
Oberfläche der permanenten Schicht (3) erstreckt, wo
bei die Fasern teilweise von einem organischen
und/oder anorganischen Bindemittel eingehüllt sind.
2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die kompressible und faserhaltige Schicht (5)
etwa 10-15 Gew.-% Bindemittel enthält.
3. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kompressibilität der kompres
siblen und faserhaltigen Schicht (5) zwischen etwa
5-10% bei einem Druck von 98,07 N/cm2 (10 kg/cm2) liegt.
4. Auskleidung nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressible
und faserhaltige Schicht außerdem 0,5-20 Gew.-% feuer
feste Teilchen unter Zusatz eines Flußmittels enthält,
um das Sintern dieser Teilchen bei einer Temperatur
zwischen 1100°C und 1500°C zu erzielen.
5. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressible
und faserhaltige Schicht außerdem 1-10 Gew.-%
Triglyceridöl enthält.
6. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchbare
Schicht (4) gegen die kompressible und faserhaltige
Schicht (5) gepreßt ist.
7. Auskleidung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bindemittelschicht (9) an der
verbrauchbaren Schicht (4) haftet.
8. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, mit einer Gießöffnung, die innen von einer
Schicht aus einem Material von gleicher Art wie das
der verbrauchbaren Platten, die das Innere des Behäl
ters bedecken, verkleidet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine kompressible Schicht (5) auf der Basis von
anorganischen und/oder organischen Fasern zwischen
der feuerfesten Wand (3) der Gießöffnung (10) und der
vorerwähnten verbrauchbaren Schicht angeordnet ist.
9. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, bei welcher die Beaufschlagungszone des Strahls
aus flüssigem Metall, der in den Behälter geschüttet
wird, von einer Schutzplatte bedeckt ist, die aus
einem Material besteht, das erosionsbeständig ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine kompressible Schicht
auf Basis von anorganischen und/oder organischen
Fasern zwischen der Schutzplatte und der permanenten
feuerfesten Schicht der Auskleidung angeordnet ist.
10. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche
der verbrauchbaren Platten (4 b) eine Aussparung (16)
aufweist, in welcher die kompressible und faserhalti
ge Schicht (5) angeordnet ist und zu beiden Seiten
der verbrauchbaren Platten (4 b) übersteht.
11. Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Aus
kleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die permanente
feuerfeste Schicht die kompressible Schicht auf der
Basis von Fasern aufgebracht wird, letztere durch
eine Bindemittelschicht bedeckt wird und auf diese
Bindemittelschicht die Platten der verbrauchbaren
Schicht aufgebracht werden.
12. Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf die eine Fläche der Platten der ver
brauchbaren Schicht die kompressible und faserhaltige
Schicht aufgeklebt wird und die Außenfläche dieser
kompressiblen Schicht auf die permanente feuerfeste
Schicht aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11
oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bindemittel
schicht auf die feuerfeste permanente Schicht vor
dem Aufbringen der kompressiblen und faserhaltigen
Schicht aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressi
ble und faserhaltige Schicht auf die Platten oder die
feuerfeste Schicht durch Aufspritzen eines Gemisches
aufgebracht wird, das vorher aus Fasern, einem Binde
mittel und feuerfesten Teilchen hergestellt worden
ist.
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Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LEWINSKY, D., DIPL.-ING. DIPL.OEC.PUBL. PRIETSCH, |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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