DE3201809A1

DE3201809A1 - Hochverschleissfestes, luftdichtes packungsmaterial

Info

Publication number: DE3201809A1
Application number: DE19823201809
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kitakyushu Fukuoka Harada; Hiroshi Shikano
Original assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Current assignee: Kurosaki Refractories Co Ltd
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1982-09-02
Also published as: JPS6015592B2; DE3201809C2; US4419455A; BR8200461A; JPS57123871A

Description

Die Erfindung betrifft Packungsmaterialien, die besondere eigenschaften besitzen, wie eine hohe Verschleißfestigkeit, dichter Luftabschluß und ausgezeichnete Trennungsfähigkeit.

Das sogenannte kontinuierliche Gießen hat als eines der modernen Härtungsverfahren bei der Stahlherstellung in den vergangenen Jahren einen enormen Fortschritt gemacht. Feuerfeste Gußerzeugnisse, die durch das kontinuierliche Gießen hergestellt werden, klassifiziert man im allgemeinen in a) feuerfeste Materialien für Pfannen, die ausgelegt sind, eine bestimmte Menge an geschmolzenem Stahl während einer längeren Zeit zu halten, worauf dann dieser geschmolzene Stahl in eine Gießwannendüse überführt wird, und b) feuerfeste Materialien für die Gießwannendüsen. Als Einrichtung zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Stahls, der von einer Pfanne in die Gießwanne oder von der Gießwanne in eine Form fließt, hat sich das System der sog. gleitenden Düse in verstärktem Maße durchgesetzt, anstelle des sog¹. Schließersystems.

Wenn das System der gleitenden Düse eingesetzt wird, in verbindung beispielsweise mit einer Pfanne, wird normalerweise ein Mörtel eingesetzt an der Verbindungsstelle zwischen dem Düsenaufsitzblock und der oberen Düse, an der Verbindungsstelle zwischen der oberen Düse und der oberen Platte, sowie an der Verbindungsstelle zwischen der unteren Platte und der unteren Düse, um die jeweils benachbarten Teile miteinander zu verbinden. Wenn die untere Düse und die lange Düse miteinander verbunden werden, muß eine Schicht aus keramischen Fasern an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Düsen eingesetzt werden, so daß die Düsen leicht voneinander getrennt werden können, wenn der Austausch der Pfanne erfolgt. Wenn das Schließersystem zusammen mit der Gießwanne eingesetzt wird, setzt man eine schicht aus keramischen Fasern

• -S-

an der Verbindungsstelle zwischen der GleHwaririendüsft und der eingetauchten Düse ein, um die beiden Teile miteinander zu verbinden. Beim Einsatz des Systems mit gleitender Düse in Verbindung mit einer Gießwanne wird Mörtel an der Verbindungsstelle zwischen der oberen Düse und der oberen Platte eingesetzt, sowie an der Verbindungsstelle zwischen der unteren Platte und der Mitteldüse, um jeweils benachbarte Teile miteinander zu verbinden, während normalerweise eine Schicht keramischer Fasern an der verbindungsstelle eingesetzt wird zwischen der Mitteldüse und der eingetauchten Düse, um diese beiden Teile miteinander zu verbinden. Wenn Ziegel miteinander verbunden werden, in der Weise, daß die Ziegel anordnung ein einziges System darstellt, spielt das Packungsmaterial, das zwischen den Ziegeln eingebracht wird, eine sehr wichtige Rolle.

Mörtel besitzt jedoch die gravierenden Nachteile, daß dessen Auftragen nur von besonders gut ausgebildeten Personen durchgeführt werden kann, daß der Mörtel nicht von den Ziegelverbindungsstellen entfernt werden kann, ohne die Verbindungsstellen zu beschädigen, und daß der Mörtel eine mangelhafte Luftdichtigkeit besitzt. Obwohl die keramische Faser auch den Nachteil besitzt, daß sie leicht von dem geschmolzenen Stahl angegriffen wird, daß sie eine mangelhafte Luftdichtigkeit besitzt und daß sie einen Austausch der Ziegel in einer relativ kurzen Zeit erforderlich macht, wird sie in großem Rahmen eingesetzt, da dieses Material leicht und rasch von den Verbindungsstellen zwischen den Ziegeln losgelöst werden kann.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Packungsmaterial zu schaffen, das unter Behebung der aufgezeigten Nachteile hochverschleißfest und luftdicht ist, während es sich gleichzeitig leicht aus den Verbindungsstellen lösen lassen soll.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Material gemäß den Angaben im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Bevorzugte Materialien sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das. erfindungsgemäße Material setzt sich zusammen aus mindestens einem feuerfesten Pulver und Fasern, 0,5 bis 2ü Gew.—% eines granulierten Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, das eine Korngröße bis zu 3,0 mm und vorzugsweise bis zu 0,1 mm besitzt, bezogen auf das Gewicht der Mischung, und einem Binder in einer Menge, die abhängt von der Menge des granulierten, niedrigschmelzenden Metalls. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die oben erwähnte Mischung außerdem 0,01 bis 3 Gew.-% eines Bestandteils, der sich beim Erwärmen ausdehnt., bezogen auf das Gewicht der Mischung.

Wenn bei dem Packungsmaterial gemäß der Erfindung der Mischung ein Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie granuliertes Aluminium in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 2o Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung, beispielsweise zugegeben wird, schmilzt das Aluminium in einer Umgebung erhöhter Temperatur, in welcher der feuerfeste Aufbau unter Verwendung des Packungsmaterials bei der Stahlherstellung eingesetzt wird, und das geschmolzene Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt reagiert mit dem Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist, welche in das Packungsmaterial eindringt, so daß Al₃O₃ entsteht. Wenn das niedrigschmelzende Metall mit dem Sauerstoff unter Erzeugung von AIpO₃ reagiert, erhöht das Metall sein Volumen und füllt die Poren aus, die in dem Packungsmaterial vorhanden sind, um somit den Aufbau des Packungsmaterials zu verdichten, wodurch ein hochluftdichtes Packungsmaterial entsteht. Obwohl als niedrigschmelzende Metalle, wie dem Fachmann geläufig ist, Mg, Cu oder Zn anstelle von Al eingesetzt werden können, ist Al das bevorzugt verwendete Metal] mit niedrigem Schmelzpunkt

in dem Packungsmaterial gemäß der Erfindung, da die alternativen Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt mit Problemen verbunden sind, wie beispielsweise, daß diese Metalle in einer beträchtlichen Menge einzusetzen sind, daß sie schwierig zu handhaben sind, daß sie einen nachtei]iqen Einfluß auf die Festigkeit des erhaltenen Packungsmateridls besitzen und daß sie keine hinreichend hohen Verschleißfestigkeiten des fertigen Packungsmaterials ergeben, wenn die Metalle oxydieren. Wenn niedrigschmelzendes Metall, wie beispielsweise Al,in einer Menge von geringer als 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Mischung eingesetzt wird, besitzt das sich ergebene Packungsmaterial keine hinreichend hohen verschleißfestigkeits- und Luftdichtheits-Eigenschaften.Wenn andererseits Al in einer Menge von mehr als 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung, eingesetzt wird, entsteht eine Flüssigkeit in einer solch wesentlichen Menge, daß das sich ergebende Packungsmaterial seinen einheitlichen struktur aiii bau nicht aufrechtzuerhalten vermag.

Wenn Al der Mischung in einem Bereich zwischen o,5 bis 2υ Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung, beigegeben wird, werden die Poren, die in dem Packungsmaterial vorhanden sind, weiter aufgefüllt, so daß sich eine weiterhin verbesserte Luftdichtigkeit des Packungsmaterials ergibt, obwohl das sich ergebende Packungsmaterial bereits eine hinreichend hohe Verschleißfestigkeit und Luftdichtigkeit besitzt, wenn ein organischer Bestandteil beigefügt wird, der sich unter Erwärmung ausdehnt, wie sie normalerweise eingesetzt werden bei der Herstellung von geschäumtem Styrol, geschäumtem Polyäthylen und Urethan, säurebehandeltem Graphit und einem anorganischen Bestandteil, wie vermiculit in einer Menge* vun 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Mischung. Beispielsweise erhöht säurebehandelter Graphit sein Volumen um etwa das 6o-fache des ursprünglichen Volumens, wenn er plötzlich auf eine hohe Temperatur gebracht wird. Wenn irgendeiner der Zusätze in einer Menge von weniger als u,u! Gew.-%, bezogen auf die ursprüngliche Mischung, eingesetzt

wird, wird die Verschleißfestigkeit und die Luftdichtigkeit des sich ergebenden Packungsmaterials nicht wesentlich verbessert. Wenn der verwendete Zusatz eine Menge von mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der ursprünglichen Mischung, überschreitet, vermag das sich ergebende Packungsmaterial seine strukturelle Integrität nicht aufrechtzuerhalteh.

Das feuerfeste Pulver, das als einer der Bestandteile der ursprünglichen Mischung für das Packungsmaterial gemäß der Erfindung eingesetzt wird, besteht zumindest aus einem der nachfolgenden Metalloxyde, wie Tonerde, Magnesia, Silika, Zirkonerde, Tonerde-Silicia, Zirkonerde-Silicia, Magnesia-Tonerde, Magnesia-Chrom, Magnesia-Magnesitchrom und Magnesia-Calzia; Metallkarbid, wie Siliciumkarbid, Metallnitrid, wie Silicium-Nitridy und Kohlenstoff.

Als Tonerde-silika wird vorzugsweise als feuerfestes Material Kyanit eingesetzt, da sich dies bei einer erhöhten Temperatur ausdehnt und somit die Luftdichtigkeit des Packungsmaterials weiterhin erhöht. Obwohl Ton und Bentonit geeignete feuerfeste Materialien sind, die in der Mischung eingesetzt werden können, in bezug auf die Aufrechterhaltung der Integrität des sich ergebenden Packungsmaterials, werden solche feuerfesten Materialien normalerweise in großen Mengen eingesetzt, was zu einer Emission von Rauch bei der Herstellung des Packungsmaterials führt. Dementsprechend sollten derartige feuerfeste Materialien in geringen Mengen eingesetzt werden, oder der Einsatz von diesen Materialien kann ganz unterbleiben.

Die Fasern, die als weitere Komponente der ursprünglichen Mischung eingesetzt werden, bestehen aus einer anorganischen oder organischen Materie oder Metall. Vorzugsweise werden die Fasern eingesetzt in einer Menge im Bereich von 3 bis 10 Gewichtsteilen, obwohl eine Erhöhung der Fasermenge die Verformbarkeit und Zugfestigkeit des sich ergebenden Packungsmaterials entsprechend verbessert.

Der Binder, der bei dem Packungsmaterial gemäß der Erfindung eingesetzt wird, kann aus einer anorganischen oder organischen Materie bestehen. Als anorganische Materialien für das erfindungsgemäße Packungsmaterial können Natriumhexametaphosphat, Natriumtripolyphosphat und Natriumpyrolinphosphat eingesetzt werden, während als organische Materie Phenolharz, Furanharz, Epoxyharz und Silikonharz infrage kommen. Um jedoch zu verhindern, das Al in der ursprünglichen Mischung in Al(OH)- zu überführen, während das Al mit dem feuerfesten Pulver zusammen verknetet wird, oder während die Mischung gespeichert wird, setzt man vorzugsweise kondensiertes Natriumphosphat als anorganische Materie ein, während Phenolharz vorzugsweise als organisches Harz Verwendung findet, da die bevorzugte organische Materie einen relativ hohen Kohlenstoffrückstand besitzt und weniger kostenaufwendig ist. Der Binder kann mittels eines geeigneten Verdünnungsmittels verdünnt werden, um die Viskosität in gewünschtem Maße einzustellen. Wenn es von Wichtigkeit ist, eine Rauchemission bei der Herstellung des Packungsmaterials zu unterbinden, wird bevorzugt Silikonharz verwendet.

Das Packungsmaterial gemäß der Erfindung kann in der gleichen Weise verarbeitet werden, wie dies bei herkömmlichem Mörtel der Fall ist. Alternativ kann das Packungsmaterial auch in der gleichen Weise eingesetzt werden, in welcher die vorgeformten Keramikfaserschichten Anwendung finden. Die Trennungseigenschaften des Packungsmaterials zu der Zeit, wenn ein Austausch der Ziegel durchgeführt wird, ist eine der wichtigen Eigenschaften, die das Material besitzen muß, in Abhängigkeit, von der Stelle, in der das Packungsmaterial zum Einsatz kommt. Wenn der Ziegelaustausch durchgeführt wird, an der Verbindungsstelle zwischen der langen Düse und der unteren Düse, sollte das Packungsmaterial an der Kontaktfläche der langen Düse anhaften,und an der Verbindungsstelle zwischen der eingetauchten Düse und der mittleren Düse sollte das Packungsmaterial an der Kontaktfläche der eingetauchten Düse jeweils anhaften, so daß der Ziegelaustausch ohne Schwierigkeiten durchgeführt

werden kann. Um den Austausch der Ziegel zu beschleunigen, ist zu empfehlen, daß ein geeignetes überflächenschmiermittel auf den Vorsprung der langen Düse oder der mittleren Düse aufgebracht wird. Alternativ kann ein wasserlösliches oder ein öliqes oberflächenschmiermittel, wie Graphit, Molybdem-Disulfid oder Bornitrid auf eine oberfläche des geformten Packungsmaterials aufgebracht werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden die nachfolgenden Beispiele angegeben. Es ist jedoch an dieser Stelle ausdrücklich anzuführen, daß diese Beispiele die Erfindung lediglich erläutern sollen und den Rahmen der Erfindung hiermit nicht einschränken.

Beispiel 1

65 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, Pu Gew.-% Tonpulver mit einer Korngröße bis zu υ,2 mm, 5 Gew.-% Bentonitpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile keramischer Faser, 1 Gewichtsteil Kohlenstoffpulver und 30 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (1/4) wurden in einem Mischer gut miteinander verknetet, und das so erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 2

65 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 5 Gew.-% Bentonitpulver mit einer Korngröße bis zu 0,2 mm,. 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 0,2 mm, 3 Gew.-% keramische Faser, 1 Gewichtsteil Kohlenstoffpulver, 0,2 Gewichtsteile pulvrigen, säurebehandelten Graphits mit einer Korngröße von bis zu einem mm und 31 Gewichtsteile von Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer gut miteinander verknetet, und das so erhaltene Produkt.wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbe-

" ""* ""· * ' "- 3201803

stimmten Dicke. Beispiel 3

Eine Oberfläche der gemäß Beispiel 1 erhaltenen Schicht wurde mit einem Auftrag von einem wasserlöslichen Graphitoberflächenschmiermittel versehen. .

Beispiel 4

Eine Oberfläche der gemäß Beispiel 2 erhaltenen Schicht wurde mit einem Auftrag eines wasserlöslichen Graphitoberflächenschmiermittels versehen.

Beispiel 5

30 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis zu 1 mm, 6ü Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 0,2 mm, 6 Gewichtsteile keramischer Faser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer gut miteinander verknetet, und das so erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 6

30 Gew.-% Magnesia mit einer Korngröße bis zu 1 mm, 6u Gew.-% Magnesi.aklinker mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 0,2 mm, 6 Gew.-% keramische Faser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden zusammen in einem Mischer gut miteinander verknetet, und das so erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Seispiel 7

3vj Gew.-% Spinellpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 6ύ Gew.~% Spinellpulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße' bis zu o,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden zusammen gut miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 8

3o Gew.-% Chromerzpulver mit einer Korngröße bis zu 1 mm, 6o Gew.-% Chromerzpulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 0,2 mm, 6 Gewichtsteile keramischer Faser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden gut miteinander verknetet, und das so erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt, mit einer für den Test Vorbestimmten Dicke.

Beispiel 9

30 Gew.-% eines künstlichen Magnesit-Chrom-Materialpulvers mit einer Korngröße bis zu 1 mm, 60 Gew.-% künstlichen Magnesit-Chrom-Materialpulvers mit einer Korngröße bis 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtstei'l' Kohlepulver und '22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer gut miteinander verknetet,und das erhaltene Pjcdukt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel Iu

3u Gew.-% Zirkonsand, 6u Gew.-% Zirkonpulver, 10 Gew.-%

Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu O, 2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden zusammen in einem Mischer geknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 11

30 Gew.-% Zirkonerdepulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 6ü Gew,-% Zirkonerdepulver mit einer Korngröße bis 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden zu sammen in einem Mischer vermischt, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 12

30 Gew.-% Silikapulver mit einer Korngröße bis 1 mm,

60 Gew.-% Silikapulver mit einer Korngröße bis zu 0,043 mm, 6 Gewichtsteile Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/ Xthylenglykol (4/1) wurden in einem Mixer zusammen geknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt

mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 13

30 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 60 Gew.-% Magnesiaklinker mit einer Korngröße bis 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0, 2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene

Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 14

3o Gew.-% Chromerzpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 6ü Gew.-% Magnesiapulver mit einer Korngröße bis 0,043 mm, 10 Gevj.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, ein Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 15

30 Gew.-% künstliches Magnesitchrommaterialpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 60 Gewichtsteile Magnesia mit einer Korngröße bis O,u43 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Athylenglykol wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 16

30 Gewichts-% künstliches Dolomitmaterialpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 60 Gew.-% Magnesiapulver mit einer Korngröße bis 0,043 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis υ,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 GewichtsteiIe Phenolharz/ Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 17

3ο Gew.-% Zirkonsand, 6o Gew.-% Zirkonerdepulver mit einer Korngröße bis O,ü43 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und Phenolharz/Diäthylglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 18

30 Gew.-% Siliciumkarbidpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 6o Gew.-% Siliciumkarbidpulver mit einer Korngröße bis O,O43 mm, Io Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis o,2 mm, 10 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichtsteile Phenolharz/Athylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 19

3o Gew.-% Siliciumritridpulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 60 Gew.-% Siliciumnitridpulver mit einer Korngröße bis O,o43 mm, 10 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 22 Gewichsteile Phenolharz/Athylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer gut miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 2o

55 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis o,ü43 mm, 2u Gew.-% Tunpulver mit einer Korngröße bis u,2 mm,

f) Gew.-% Bentonitpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 10 Gew.-% Kyanit mit einer Korngröße bis υ,2 mm, 1υ Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 32 Gewichtsteile Phenolharz/Äthylenglykol (4/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 21

30 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis 1 mm, 50 Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis 0,043 mm,

10 Gewichts-% Kyanit mit einer Korngröße bis 0,2 mm,

IO Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gewichtsteil Kohlepulver und 21 Gewichtsteile Phenolharz/Diäthylglykol (9/1) wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer für den

Test vorbestimmten Dicke.

Beispiel 22

Eine Oberfläche des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Produktes wurde mit einem Auftrag eines wasserlöslichen Graphitobei?- flächenschmiermittels versehen.

Beispiel 23

Eine oberfläche des gemäß Beispiel 2 erhaltenen Produktes wurde mit einem Auftrag eines wassserlösüchen Graphitoberflächenschmiermittels versehen.

Beispiel 24

3u Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis 1 mm,

5o Gew.-% Tonerdepulver mit einer Korngröße bis u,o43 mm, Io Gew.-% Kyanit mit einer Korngröße bis o,2 mm, Io Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis 0,2 mm, 6 Gewichtsteile Keramikfaser, 1 Gesichtsteil Kohlefaser und 15 Gewichtsteile Siliciumharz wurden in einem Mischer miteinander verknetet, und das erhaltene Produkt wurde zu einer Schicht gestreckt mit einer vorbestimmten Dicke, gefolgt von dem Auftrag eines wasserlöslichen Graphitoberflächenschmiermittels auf eine Oberfläche des Produktes.

Kontrollbeispiel l Herkömmlicher Mörtel. Kontrollbeispiel· 2 Herkömmliche Keramikfaserschicht.

Die Packungsmaterialien gemäß der Erfindung, wie sie in den Beispielen 1 bis 24 beschrieben wurden, und die Kontrollbeispiele 1 und 2 wurden hinsichtlich ihrer Qualität getestet, und die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. Um die heiße Volumenstabilität des Packungsmaterials gemäß der Erfindung und der Kontrollbeispiele zu bestimmen, wurde ein kleines Ziegelstück mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 30 mm aus einer Tonerdegraphitziegelauskleidung herausgeschnitten, und das Ziegelprobenstück wurde durch die Mitte in zwei Hälften zerschnitten. Jedes der oben erwähnten Packungsmaterialien wurde in der Dicke von 3 mm zwischen die beiden halben Ziegelteile eingequetscht,und auf die Ziegelteile

2
wurde eine Last von 3,5 kg/cm auf die Seiten der Ziegelteile im Abstand von dem Packungsmaterial in einer N~-Atmosphäre aufgebracht zur Messung des Erweichens und der Last des Packungsmaterials. Die Messung der Erweichung wurde erhalten durch die Messung der Veränderung der Größe der Zwischen-

lage in einer linearen Ebene, die sich durch die beiden Ziegelhälften erstreckte, ebenso wie durch das Packungsmaterial.

Die Trennungsfähigkeit des Packungsmaterials wurde bestimmt durch die Leichtigkeit, mit welchem das Packungsmaterial in einer Dicke von 4 mm von den beiden Ziegelhälften getrennt werden konnte, nach dem obigen Test, zur Bestimmung der Erweichung unter Belastung.

Die Porosität des Packungsmaterials wurde bestimmt durch die Herstellung einer Probe aus dem Packungsmaterial mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Dicke von· 30 mm, worauf die Probe zunächst 24 Stunden lang auf 1OO°C erhitzt wurde und dann 2 Stunden lang auf 1400 C in einer oxydierenden Umgebung in jedem Fall.

Die Verschleißfestigkeit gegenüber Stahl wurde bestimmt, indem man eine Ziegelprobe aus der Ziegelauskleidung für einen Rotationserosionstest herausschnitt und die Ziegelprobe in zwei Hälften aufschnitt. Die Packungsmaterialprobe wurde zwischen die beiden Ziegelhälften eingeklemmt, worauf dieser Aufbau in ein Schmelzbad aus Masseleisen eingebracht wurde, der sich in einem Rotationserosionstestgerä't befand, worauf die Erosionstiefe des geschmolzenen Masseleisens in die Packungsmaterialprobe gemessen wurde.

Tabelle l(A)

	Beispiel 1	0,003	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	I » · I e»
Erweichung unter Last		0,006							•
Last von „ 3,5 kg/cm Schrumpfmaß	0		-1,0	0	-0,9	-0,7	-0,4	-0,5	t · · • ι I t » » )(> . ■ ι
bei 2jo°C	-0,2	12	+ 1,2 *	-0,2	-1,1	-0,8	-0,4	-0,5	t · *
bei 4uO°C	0		-1,2	0,1	-1,2	-1,1	-0,5	-0,7	Ψ · *
bei 60O⁰C	0	-1,2	0	-1,1	-0,9	-0,2	-0,4
bei 800°C	0	-1,0	0	-1,1	-0,9	-0,3	-0,5	CO K) O
bei 1000°C	-0,6 -0,8	-1,4 -1,8	-0,7 -0,7	-1,5 -1,7	-1,1 -0,9	+0,1 +0,2	-0,6 -0,3	CO CD CD
bei l2üü°C bei 1400°C	-2,2	-2,0	-2,0	-2,0	-0,9	+0,3	-0,3
bei 16C0°C	ziemlich gut	ziemlich gut	gut	gut	ziemlich gut	ziemlich gut	aiemlich gut
Trenneigen schaft	o-s)
Forosi tat (cn /cm · H₂	0,002	0,002	0,002	0,0003	0,0002	0,0002
KJ-J⁰C χ 24 h	0,005	0,006	0,005	0,0092	0,0014	0,0023
14v.ü°C χ 2 h
Rotations- erosionstest	10	11	10	10	6	9
Tiefe der Kasseleisen erosion (mm)

Tabelle 1(B)

	sispiel 8	Beispiel 9	Beispiel Io	, -0,6	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14	• *	Γ
Erweichung unter Last			*	-0,7					4··· *··« ·** t ·
Last von p. 3,5 kg/cm Schrumpfmaß	-0,6	-0,5	-0,9	-0,5	-0,7	-0,5	-0,5	* • t · * · « * · · * · » • m
bei 2OO°C	-0,7	-0,6	-0,8	-0,5	-0,8	-0,5	-0,6	• * *
bei 4O0°C	-0,8	-0,7	-0,8	-0,4	-0,5	-0,7	-0,6	CJ ro CD 7 OD CD CD
bei 6OO°C	-0,8	-0,7	-1,0	-0,6	-0,5	-0,5	-0,6
bei 800°C	-0,9	-0,6	-1,1	-0,5	-0,4	-0,6	-0,7
bei 1OOO°C	-0,9	-0,6	-1,0	-0,4	-0,4	-0,5	-0,6
bei l2öu°C	-1,0	-0,7	ziemlich gut	-0,3	-0,3	-0,3	-o,5 -
bei 1400°C	-0,9	-0,4		-0,4	-0,3	-0,3	-o,4 :
bei 160O⁰C	ziemlich gut	ziemlich gut	0,0003 0,00 30	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut
Trenneigen schaften			12
Porosität (cm³/cm²*H₂«S)	0,0001 0,0021	0,0002 0,0018		0,0003 0,0035	0,0002 0,0015	0,000 2 0,0041	0,0002 0,0026
1OO°C χ 24 h 1400 C χ 2 h	7	6	7	12	7
'Rotations- erosionstest · Tiefe der Masseleisen erosion (mm)

Tabelle l(C)

	Beispiel 15	Beispiel 16	Besipiel 17	Beispiel 18	Beispiel 19	Beispiel 20	Beispiel 2^;1	φ · * *
Erweichung unter Last
Last von 2 3,5 kg/cm Schrumpfmaß	-0,4	-0,6	-0,5	-0,7	-0,8	-0,5	-0,4	• :if··*
bei 2üO°C	-0,4	-0,5	-0,6	-0,8	-0,7	-0,6	-0,3	► · t
bei 4OO°C	-0,5	-0,6	-0,5	-0,9	-0,9	-0,6	-0,3	• 4- K * *
bei 60O°C	-0,4	-0,5	-0,6	-1,0	-0,9	-0,5	-0,4	0,OGG 3 * *■
bei 800°C	-0,4	-0,7	-0,5	-1,0	-1,0	-0,8	-0,7	O,C^92
bei 1000°C	-0,3	-0,6	-0,5	-1,0	-1,1	-1,1	-0,8 . ,.
bei 12OO°C	-0,3	-0,5	-0,4	-0,9	-1,0	-0,4	-ο,ι :
bei 140ü°C	-0,1	-0,4	-0,4	-0,9	-0,9	+ 1,0	+1,3 ;
bei 16OO°C	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlich gut	ziemlic gut	Kj CD 10 CO O CD
Trenneigen schaften
focci tat
3 2 (cm/cm 'H₂-S)	0,0002	0,0002	0,0003	0,0001	0,0001	0,0001
loo C χ 24 h	0,0016	0,0031	0,0033	0,0073	0,0068	0,0011
14uO°C χ 2 h

	6	7	10	11	11	11
Rotations- erosionstest Tiefe der Masseleisen erosion (mm)

Tabelle l(D)

E-rweichung unter Last

Beispiel 22 Beispiel 23 Beispiel 24 Kontrollbeispiel 1 Kontrollbeispiel 2

Last von ~ 3,5 kg/cm Schrumpfmaß	2CiO⁰C	-o,	4	-o,	4	-o,	6	-0,8
bei	400°C	-o,	6	-o,	3	-0,	5	' -1,0
bei	600⁰C	-o,	5	-0,	4	-0,	6	-1,0
bei	80C°C	-o,	5	-0,	3	-0,	5	-1,0
bei	1000⁰C	-o,	9	-0,	7	-0,	7	-1,0
bei	12OC°C	-1,	0	-o,	7	-o,	9	-2,5
bei	1400°C	-o,	3	-0,	1	-0,	5	-3,0
bei	1600°C		1	+ 1»	3	+0,	9	-3,5
bei

-0,8 -0,8 -0,8 -0,8 -1,8 -2,6 -3,8 -4,6

Trenneigenschaft gut

gut

schlecht

gut

Porosität	0,0001	0,0002	0,0001	0,029
(cm³/cm²H₂S)	0,0009	0,0087	0,0012	0,077
10ü°C χ 24 h
140ü°C χ 2 h	11	10	10	15
Rotations.- erosionstest
Tiefe der Masseleisen erosion (mm)

0,30 0,30.

GO NJ CD

OO CD CO

Wie sich klar aus der obigen Tabelle 1 ergibt, sind die Beispiele 1 bis 4 den Kontrollbeispielen 1 und 2 überlegen, in bezug auf die heiße Volumensstabilität und besitzen eine außerordentlich gute Verschleißfestigkeit gegenüber geschmolzenem Masseleisen und eine niedrige Porosität. Die Beispiele 3 und 4 zeigen eine ausgezeichnete Trennfähigkeit. Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Packungsmaterialien an den Verbindungsstellen zwischen den Mitteldüsen und den eingetauchten Düsen in der Gießwanne bei maximal aaht Chargen für etwa sieben aufeinanderfolgende Stunden erhielt man ausgezeichnete Ergebnisse, wie sie bislang noch nicht erzielt worden waren, durch den Einsatz herkömmlichen Mörtels und Keramikfaserschichten,ohne daß Luft in den Packungsmaterialien eingefangen war. Beim Auftrag eines Oberflächenschmiermittels auf den Vorsprung der mittleren Düse blieb das Oberflächenschmiermittel an der eingetauchten Düse haften zur Zeit des Ziegelaustausches, S3 daß damit die oben erwähnten Probleme im Zusammenhang mit der Trennung beim Ziegelaustausch behoben wurden, die sonst eingetreten wären.

Es ist an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich anzugeben, daß das Packungsmaterial gemäß der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Anwendungsgebiete beschränkt ist, sondern daß sich die Packungsmaterialien auch als allgemeine Füller und Gießwannenauskleidungen eignen.

Claims

Ansprüche :

^1> Hochverschleißfestes, luftdichtes Packungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einer Mischung besteht, die zusammengesetzt ist aus mindestens einem feuerfesten Pulver und Fasern, 0,5 bis 2ü Gew.-% eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, bezogen auf das Gewicht der Mischung, und einem Binder, dessen Menge von der Menge des niedrigschmelzenden Metalls abhängt.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es im wesentlichen aus einer Mischung besteht, die zusammengesetzt ist aus mindestens einem feuerfesten Pulver und Fasern, υ,5

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bis 20 Gew.-% eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt, bezogen auf das Gewicht der Mischung, 0,01 bis 5 Gew.-% eines Bestandteils, der sich bei Erwärmung ausdehnt, bezogen auf das Gewicht der Mischung, und einem Binder, dessen Menge variiert in Abhängigkeit der Mengen an niedrigschmelzendem Metall und des weiteren Bestandteils.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das feuerfeste Pulver einen oder mehrere der folgenden Bestandteile umfaßt, nämlich Metalloxide, Metallkarbid, Metallnitrid und Kohlenstoff.
4. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Metalloxide Tonerde, Magnesia, Silika, Zirkonerde, Tonerde-Silika, Zirkonerde-Silika, Magnesia-Tonerde, Magnesia-Chrom, Magnesia-Magnesit-Chrom und Magnesia-Calcia, der Metallkarbid Siliziumkarbid und das Metallnitrid Siliziumnitrid sind.
5. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einer anorganischen Materie bestehen.
6. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einer organischen Materie bestehen.
7. Material nach Anspruch 1 oder 2, da d u r c h gekennzeichnet, daß die Fasern aus Metall bestehen.
8. Material nach Anspruch 1 oder 2,dadurch geke.nnzeichnet , daß der Binder eine anorganische Materie ist.
9. Material nach Hen Ansprüchen 1 oder 2, dadurch

q η k e π η ζ e 5 c h η e t , daß der Binder eine organische

Materie ist.

lü. Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Materie aus Natriumhexametaphosphat, Natriumtripulyphosphat und/ oder Natriumpyrophosphat besteht.