DE3243305C1

DE3243305C1 - Verfahren zur Instandsetzung von Schieberplatten

Info

Publication number: DE3243305C1
Application number: DE3243305A
Authority: DE
Inventors: Egon 5650 Solingen Evertz; Jörg 4330 Mülheim Pirdzun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1989-02-23
Also published as: EP0110310A3; EP0110310B1; SE8207319L; SE447458B; ATE20837T1; EP0110310A2; SE8207319D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur

ίο Instandsetzung von oberen und unteren Schieberplatten von Verschlüssen bei metallurgischen Gefäßen, insbesondere bei Gießpfannen und Zwischenbehältern für das Stranggießen, wobei die Schieberplatte wahlweise je nach ihrer Stellung den Strahl flüssigen Metalls mit einer Durchgangsöffnung freigibt bzw. ihn mit einem geschlossenen Abschnitt unterbricht und von ihrer Durchgangsöffnung ausgehende Beschädigungen, insbesondere Erosionen und Radialrisse, erfährt. .

Schieberplatten finden bei Schieberverschlüssen Anwendung, die zur Steuerung bzw. wahlweisen Öffnung des Ausflusses von Metallen aus metallurgischen Behältern dienen. Aus diesem Grund besitzen die Schieberplatten wenigstens eine Durchgangsöffnung für den flüssigen Metallstrahl, während sie durch Drehen oder geradlinige Verschiebung weiterhin mit ihrem geschlossenen Bereich den Metallstrahl unterbrechen können. Während des Betriebes unterliegen derartige Schieberplatten einer beträchtlichen thermischen sowie chemischen Beanspruchung durch das flüssige Metall. Daher kommt es nach einiger Betriebszeit zum Verschleiß der Öffnung, woraufhin dann häufig eine an einer anderen Stelle der Schieberplatte befindliche Öffnung für den weiteren Betrieh benutzt wird. Der Verschleiß tritt durch Erosion und Korrosion besonders dort auf, wo der Strahl des flüssigen Metalls noch zusätzlich mechanisch zur ,Einwirkung auf das feuerfeste Material gelangt. Dies ist regelmäßig an der· Umfangsstelle einer Öffnung der Fall, die in Richtung des Verschiebeweges liegt, entlang welchen Weges die Säule flüssigen Metalls auf der Schieberplatte lastet, wenn letztere in ihre Schließstellung überführt wird. Wenn eine Schieberplatte mit ihrer Öffnung in beiden Richtungen der Verschiebung beweglich ist, treten die Verschleißerscheinungen regelmäßig an zwei sich gegenüberliegenden Umfangsstellen der Öffnung auf. Neben diesen durch Materialabtrag bedingten Beschädigungen kommt es zu weiteren Schäden, die durch Rißbildung im Werkstoff der Schieberplatten verursacht werden. Diese Risse gegen etwa radial von den Öffnungen aus und setzen sich teilweise sogar bis in die Nähe des Außenrandes der Schieberplatte fort.· Solange der Materialzusammenhang jedoch noch nicht unterbrochen wird, führen derartige Risse von sich aus noch nicht zum Unbrauchbarwerden einer Schieberplatte. Wohl aber machen die Auswaschungen der Öffnung einen Austausch der Schieberplatte erforderlich, für welche die Kosten erheblich sind.

Um den genannten Kostenaufwand zu senken, werden

deshalb die Schieberplatten nach dem Ausbau oft mit einer Einsatzbüchse aus feuerfestem Material instand gesetzt, die in die Öffnung In der Schieberplatte eingesetzt wird, zu welchem Zweck die Öffnung oft noch in begrenztem Ausmaß konzentrisch vergrößert wird. Man kommt somit zwar zu einer sauber begrenzten, neuen Öffnung innerhalb der Schieberplatte, jedoch wirkt nach einer Verschiebewegung der Schieberplatte die Säule flüs-

⁶⁵' sigen Metalls zumindest vorübergehend auch auf den Außenrand der Büchse ein, wobei dieser Außenrand seinerseits in Verbindung mit dem sich anschließenden Netzwerk von Spannungsrissen steht. Somit kann an die-

ser Stelle ungewollt flüssiges Material austreten und die Schieberplatte schließlich ganz unbrauchbar machen.

Der Ausbesserung des unbrauchbar gewordenen Bereiches der Schieberplatte mittels feuerfesten Materials steht die grundlegende Schwierigkeit entgegen, daß sich letzte- ~> res nicht mehr stoffschlüssig mit der erhalten gebliebenen Stubstanz der Schieberplatte verbinden kann, so daß es letztlich leicht wieder vom stehengebliebenen Werkstoff abplatzt.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Schie- ι ο berplatte der beschriebenen Art so instand zu setzen, daß in die im erhalten gebliebenen Werkstoff vorhandenen radialen Risse kein flüssiges Metall eindringen kann. Insbesondere soll sichergestellt sefn, daß sich in den Beschädigungsbereich der Schieberplatte eingebrachtes Material nicht mehr vom erhalten gebliebenen Werkstoff unter irgendwelchen Herstellungs- oder Betriebsbedingungen lösen kann.

Diese Aufgabenstellung wird durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, gelöst.

Die bis zum Rand der Einfassung der Schieberplatte reichende Bohrung führt zu einem derart weitgehenden Ersatz des feuerfesten Materials, daß flüssiges Metall nicht mehr in die Rißfugen und dergleichen eindringen kann. Vor allem kommt es zu einer zuverlässigen Verbindung der eingebrachten feuerfesten Gießmasse mit dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material, die auch dann nicht beeinträchtigt werden kann, wenn die übliche, etwa 0,5% eintretende Heißschwindung des feuerfesten Materials einsetzt. Dies liegt daran, daß in die offenen Poren des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials die wesentlich kleineren Partikel aus der feuerfesten Gießmasse zusammen mit der Gießflüssigkeit, die das erhalten gebliebene feuerfeste Material aufzusaugen sucht, eindringen kann. Dadurch kommt es zu einer Verankerung der eingebrachten Gießmasse in der Randschicht des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials. Hierfür ist wiederum von Bedeutung, daß genügend zahlreiche Poren für das Eindringen der feinen Partikel aus der feuerfesten Gießmasse zur Verfügung stehen. Durch die Bohrung wird das erhalten gebliebene Material an der Bohrwandung angeschnitten, so daß selbst normalerweise geschlossene Poren mit ihrer Öffnung der später einzubringenden feuerfesten Gießmasse zugekehrt sind und letztere mit ihrem entsprechend feinen Partikelanteil aufzunehmen vermögen. Die dadurch bedingte Verankerung in der Randzone des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials führt beim Brennen dazu, daß die feuerfeste Gießmasse zur Bohrungswandung hin schwindet, nicht aber zu der zentralen, freigelassenen Durchgangs-Öffnung. Daher ist auch bei längerer Betriebszeit eine Ablösung der eingebrachten und verfestigten Gießmasse nicht zu befürchten.

Die Verdichung der Gießmasse führt zu einem offenen Porenvolumen mit einer Porosität von etwa 10% insbesondere durch Vibrationen. Dieser Vorgang unterstützt das bereits durch die Gießströmung begünstigte Eindringen der feinen Partikel der Gießmasse in die Poren der erhalten gebliebenen Substanz der Schieberplatte.

Die Verfestigung der feuerfesten Gießmasse erfolgt einerseits hydraulisch und andererseits keramisch, indem sie sowohl hydraulisch als auch keramisch verfestigbare Komponenten aufweist. Dabei kann es sich um Portland-Zement und Tonerde-Zement, jedoch auch nur um Tonerde-Zement alleine handeln. Der Anteil der erwähnten Zemente wird so gewählt, daß die Gießfähigkeit erhalten bleibt, und daß er etwa 7% Wasserzusatz der Gesamtmischung erforderlich macht. Somit ist es auch möglich, im Interesse einer besonders wirksamen Feuerbeständigkeit der Gießmasse den Gesamttonerdeanteil darin auf mehr als 90% einzustellen.

Man kann das Ergebnis der Erfindung weitgehend verbessern, wenn auf der dem metallurgischen Gefäß zugekehrten Seite der Schieberplatte ein an die Durchgangsöffnung angrenzender Ring in vorgefertigtem Zustand aus hochtonerdehaltigem feuerfesten Material eingesetzt wird, so daß der Bereich zwischen dem Ring und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material der Schieberplatte mit der feuerfesten Gießmasse ausgegossen wird.

Die bei der gebrauchten Schieberplatte vorzunehmende Bohrung hat einen beträchtlichen Durchmesser von etwa 200 mm.

Es ist daher zweckmäßig, die genannte Bohrung als eine Kernbohrung auszuführen, wobei ein an sich bekannter, hohler Bohrkopf verwendet wird.

Nach Vornahme der erwähnten Bohrung befindet sich in der Schieberplatte eine zylindrische Öffnung. Durch Hinterschneidung derselben läßt sich die Verankerung der feuerfesten Gießmasse noch weiter steigern.

Da es einerseits auf ein präzises Maß der Durchgangsöffnung in der Schieberplatte ankommt, und da auch die Lage der Durchgangsöffnung Innerhalb der Einfassung der Schieberplatte vorgegeben Ist, ist es zweckmäßig, an der Stelle der vorgesehenen Durchgangsöffnung in die ausgebohrte Öffnung der Schieberplatte eine Papphülse zu stellen. Wenn sie aus saugfähigem Karton hergestellt wird, erhält man gleichzeitig eine besonders glatte Innenwand der feuerfesten Gießmasse. Die zentrisch zur Achse der Ausgußöffnung eingesetzte Papphülse vermag nun einerseits den vorgefertigten Ring zu zentrieren, während sie andererseits die weitere Form der Durchgangsöffnung außerhalb des eingesetzten Ringes beim Umgießen mit der Gießmasse festlegt.

Nach dem Einbringen und Verdichten der feuerfesten Gießmasse wird die insoweit wiederhergestellte Schieberplatte zunächst etwa für 12 Stunden einer Abbindung an Luft bei Raumtemperatur ausgesetzt. Erst dann wird sie noch bei etwa 250° C getrocknet und schließlich während des Betriebes keramisch verfestigt.

Zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die beispielsweisen Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Instand zu setzende Schieberplatte in schernatischer Ansicht und

F i g. 2 einen teilweisen, schematischen Längsschnitt durch eine instandgesetzte Schieberplatte.

Die in den beiden Figuren dargestellte Schieberplatte 5 ist von ovalem Querschnitt und in Richtung ihrer Längsachse zwischen zwei Stellungen verschiebbar. In der zeichnerisch wiedergegebenen Lage fluchtet ihre Durchgangsöffnung 1 mit der Austrittsöffnung 4 im Boden 3 des metallurgischen Gefäßes, so daß beispielsweise flüssiger Stahl austreten kann. Die Achse der Durchgangsöffnung 1 fällt mit der Achse 2 der Austrittsöffnung zusammen. Wenn der Strahl flüssigen Metalls abgesperrt werden soll, wird die Schieberplatte nach links verschoben, so daß die Austrittsöffnung 4 vom feuerfesten Material der Schieberplätte abgedeckt ist.

Nach einiger Betriebszeit kommt es zu Radialrissen 7, die bis zum Rand der Einfassung 6 verlaufen und gleichfalls häufig verzweigt sind. Je weiter sie sich von der Durchgangsöffnung 1 entfernen, um so geringer werden die von ihnen verursachten Spalten, so daß beispielsweise der rechte Teil der Schieberplatte 5 noch zum Verschließen verwendet werden kann, während die Erosion im Bereich der im linken Teil der Schieberplatte gelegenen

Durchgangsöffnung schon so stark fortgeschritten ist, daß ein sauberes Gießen nicht mehr möglich ist.

Erfindungsgemäß wird in diesem Zustand konzentrisch zur Durchgangsöffnung 1 «in bis zum Rand- 6 reichender Teil der Schieberplatte 5 ausgebohrt. Dabei entsteht eine zylindrische Öffnung entsprechend der Kreislinie 9, wobei das übrige feuerfeste Material 10 erhalten bleibt.

Die zum Zwecke der Instandsetzung ausgebaute Schieberplatte wird mit ihrer Oberseite zu unterst auf eine ebene Unterlage gebracht, wobei der in Form eines Trichters 8 ausgeführte Ansatz nach oben gerichtet ist. Dann wird der Ring 11 mittels der Papphülse 12 bezüglich der Einfassung- 6 zentriert und in dieser Stellung gehalten. Daraufhin kann die feuerfeste Gießmasse 13 in den Raum eingegossen werden, der zwischen dem Ring 11 und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material 10 bzw. der Einfassung· 6 besteht. Eine aufsetzbare Form gestattet es weiterhin, den Trichter 8 mit auszugießen. Diese Form wird im Anschluß an das Abbinden der Gießmasse entfernt.

Die Verdichtung der Gießmasse durch Vibration findet im unmittelbaren Anschluß an das Eingießen der feuerfesten, Gießmasse 13 statt. Danach wird die soweit instandgesetzte Schieberplatte in der oben beschriebenen

ίο Weise weiterbehandelt und schließlich wieder am Boden 3 des metallurgischen Gefäßes befestigt.

Die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Prozentangaben beziehen sich, soweit sie das Porenvolumen bezeichnen, auf Volumenprozente. Im übrigen handelt es sich bei den Prozentangaben um Gewichtsprozente.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Instandsetzung von unteren und oberen Schieberplatten von Verschlüssen bei metallurgischen Gefäßen, insbesondere bei Gießpfannen und Zwischenbehältern für das Stranggießen^ wobei die Schieberplatte wahlweise je nach ihrer Stellung den Strahl flüssigen Metalls mit einer Durchgangsöffnung freigibt bzw. ihn mit einem geschlossenen Abschnitt unterbricht und von ihrer Durchgangsöffnung ausgehende Beschädigungen, insbesondere Erosionen und Radialrisse, erfährt, indem bei der Schieberplatte im Öffnungsbereich eine Bohrung konzentrisch zu ihrer Durchgangsöffnung vorgenommen wird, und eine fe'uerfeste Gießmasse in die Bohrung unter Freilassung der Durchgangsöffnung eingegossen und darin verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durchgangsöffnung konzentrische Bohrung bis zum Rande der Einfassung der Schieberplatte vorgenommen wird, und daß die feuerfeste Gießmasse eine Körnung ihrer Festkörper aufweist, die überwiegend kleiner ist als die Porengröße des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials der Schieberplatte.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung bis zu einer Offenporigkeit von etwa 10% vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmasse durch Vibration verdichtet wird.

4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Gießmasse sowohl hydraulisch als auch keramisch verfestigbare Komponenten, wie Portland-Zement und Tonerde-Zement, in einem Anteil aufweist, der bei Erhaltung der Gießfähigkeit einen Wasserzusatz von etwa 7% zur Gesamtmischung erfordert.

5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Gießmasse Tonerde in einem Gesamtteil von mehr als 90% aufweist.

6. Verfahren nach den Patentansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem metallurgischen Gefäß zugekehrten Seite der Schieberplatte ein an die Durchgangsöffnung angrenzender Ring in vorgefertigtem Zustand aus hochtonerdehaltigem feuerfesten Material eingesetzt wird, und daß der Bereich zwischen dem Ring und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material der Schieberplatte mit der feuerfesten Gießmasse ausgegossen wird.

7. Verfahren nach dem Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in der Schieberplatte als Kernbohrung ausgeführt wird.

8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungswandung vor Eingießen der feuerfesten Gießmasse hinterschnitten wird.

9. Verfahren nach den Patentansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die ausgebohrte Öffnung der Schieberplatte eine Papphülse aus saugfähigem Karton zentrisch zur Achse der Austrittsöffnung der Schieberplatte eingesetzt wird, die einerseits den Ring zentriert und andererseits mit der feuerfesten Gießmasse umgössen wird.

10. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Schieberplatte eingebrachte und verdichtete feuerfeste Gießmasse zunächst etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur in Luft eine Abbindung erfährt, sodann bei etwa 250° C einer Trocknung unterzogen wird, und daß sie eine keramische Verfestigung während des Betriebes erfährt.