DE3301112C2

DE3301112C2 - Hochofenmulde oder Zwischenbehälter für Metallschmelzen

Info

Publication number: DE3301112C2
Application number: DE19833301112
Authority: DE
Inventors: Micheal Donald Ellwood City Pa. Labate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE3301112A1

Abstract

Eine Hochofenmulde mit Auskleidung zum Durchleiten von Metallschmelze aus einem Hochofen od. dgl. zu einer Metallschmelzenrinne od. dgl. weist eine Metallmulde (10) mit einer verzehrbaren einstückigen vorgefertigten Auskleidung (20) darin auf, die aus Feuerfestbasismaterialien in mehreren Schichten (21, 22, 23) verschiedener Dichten gebildet ist, die durch physikalische Kraft zusammengewachsen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochofenmulde oder einen Zwischenbehälter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art. Aus diesen Zwischengefäßen wird die Metallschmelze zu Metallschmelzenkanälen oder Stranggießeinrichtungen transportiert. Die Hochofenmulden oder Zwischenbehälter ermöglichen, daß einige der unerwünschten nichtmetallischen Einschlüsse von der Metallschmelze abgetrennt werden, ein Verspritzen von Metall verringert wird und eine bessere Steuerung der Gießgeschwindigkeit erreichbar ist.

Die bekannten ähnlichen Einrichtungen umfassen Zwischenbehälter und Metallschmelzenpfannen, die üblicherweise nach oben offene Metallbehälter mit feuerfesten Ziegelauskleidungen sind. Die Zwischenbehälter haben darin eine oder mehrere Gießdüsen, und die Pfannen haben Gießtüllen. Es wird beispielsweise auf die US-PS 32 03 689 und 16 81 943 verwiesen.

In der US-PS 16 81 943 wird eine Pfannenauskleidung offenbart, wobei die Auskleidung aus einem einstückigen Körper gebildet ist, der direkt an der Innenoberfläche der Metallpfanne anliegend angeordnet ist.

Die US-PS 32 03 689 offenbart einen feuerfest ausgekleideten Zwischenbehälter mit einer oder mehreren keramischen Schalenauskleidungen der gleichen Dichte, die darin vorgesehen sind.

Eine verzehrbare Zwischenbehälter-AuskleiJung ist in der US-PS 39 55 721 gezeigt

Schließlich ist aus der DE-OS 27 15 705 ein Zwischenbehälter der eingangs vorausgesetzten Art bekannt dessen verzehrbare Auskleidung aus einer Mehl zahl von langgestreckten, nebeneinander angeordneten Platten mit je einem biegsamen mittleren Teil und je zwei Endteilen hergestellt ist, die an einer Dauerauskleidung aus feuerfestem Stein- oder Betonmaterial am Unterteil bzw. an den Seitenwänden des Metallbehälters anliegen. Die Platten können gewichtsmäßig beispielsweise aus 873 Teilen Silikasand, 3 Teilen Papier, 2,5 Teilen Harnstoff-Formaldehydharz, 2 Teilen Phenolformaldehydharz und 5 Teilen Asbestfaser bestehen. Ihre Anbringung im Zwischenbehälter ist relativ zeitaufwendig, und etwaige Spalte zwischen den Platten müssen ggf. mit feuerfestem Mörtel verschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochofenmulde oder einen Zwischenbehälter der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, bei der bzw. dem die Betriebslebensdauer der verzehrbaren Auskleidung gut steuerbar ist und die Auskleidung leicht ersetzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf einer vielschichtigen, jedoch einstückigen Auskleidung, mit vorbestimntem Verschleißfaktor der Schichten, so daß sich die Lebensdauer der Auskleidung und deren Verschleiß visuell beobachten lassen.

Die genannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran-Sprüchen gekennzeichnet

Im Rahmen der Erfindung kann die verzehrbare Auskleidung von Puffer- und Isolierbauteilen abgestützt sein, doch können die Puffer- und Isolierbauteile auch fehlen.

Die verzehrbare Auskleidung ist so gestaltet, daß sie zum Inneren der Hochofenmulde oder des Zwischenbehälters paßt, und wird durch Stampfen von feuerfesten Basismatürialien zu unterschiedlichen Dichten in aufeinanderfolgenden Schichten in einer geeignet gestalteten Form zu einem einstückigen Formkörper gebildet, der vor Gebrauch getrocknet und/oder gebrannt wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht der Hochofenmulde mit Auskleidung;

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig.l;
F i g. 3 eine Perspektivdarstellung einer alternativen Form der Auskleidung; und

F i g. 4 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Auskleidung zur Veranschaulichung von deren unterschiedlichen Dichten.
Anhand der F i g. 1 und 2 erkennt man, daß ein Hochofenmulden-Metallbehälter 10 Vorder- und Hinterwände 11 und 12, Endwände 13 und 14 und einen damit einstückigen Boden 15 aufweist. Der Boden 15 hat eine Öffnung 16, und feuerfeste Steine 17 kleiden die Innenseite der Metallmulde 10 aus. Eine feuerfeste Düse 18 ist in der Öffnung 16 angebracht. Puffer- und Isolierplatten 19, die aus Dolomit, Sägemehl und Natriumsilikat und/ oder ähnlichen Materialien gebildet sind, sind auf den feuerfesten Steinen 17 angeordnet und bilden einen

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nachgiebigen Träger für eine einstückige verzehrbare feuerfeste Schale als Auskleidung 20, die die Baugruppe vervollständigt

Die feuerfeste Auskleidung 20 ist passend für die Einrichtung geformt, wo sie eine keramische Auskleidung bildet, die durch die feuerfesten Steine 17 und die Puffer- und Isolierplatten 19 im Abstand vom Metallbehälter 10 gehalten ist Die Puffer- und Isolierplatten 19 sind vorzugsweise aus dem Wärmehaubenmaterial, das in der US-PS 32 12 749 beschrieben ist, nämüch Dolomit, Sägemehl und Natriumsilikat in einer im wesentlichen aus etwa 15 Gew.-°/o Sägemehl, etwa 54 Gew.-% Dolomit und etwa 31 Gew.-°/o Natriumsilikat bestehenden Mischung gebildet Die Mischung kann abgeändert werden, indem man das Sägemehl durch verzehrbare Bestandteile, wie z. B. Papierpülpe, Holzspäne, Reishülsen, Weizenkörner od. dgl, ersetzt, und Ersatzstoffe für den Dolomit können Sand, granulierte Schlacke oder pulverförmsgen gebrannten Ton umfassen, und eine Alternative für das Natriumsilikat kann Harnstoff-Formafdehydharz sein. Die Verwendung von verzehrbaren Materialien in den Puffer- und Isolierplatten 19 ermöglicht zusätzliche Wärme, die zur Flüssighaltung der Metallschmelze in der Hochofenmulde mit Auskleidung vorteilhaft ist Die feuerfesten Steine 17 können von der Anordnung gemäß der Erfindung entfallen, indem man die Dicke der Platten 19 steigert, wie in der weggebrochenen Abwandlung gezeigt ist, die im oberen rechten Teil der F i g. 2 veranschaulicht ist In jeder Form der Erfindung läßt sich die verzehrbare feuerfeste Auskleidung 20 leicht entfernen und ersetzen, so daß sich die Anordnung gemäß der Erfindung mehr oder weniger kontinuierlich verwenden läßt.

Die verzehrbare feuerfeste Auskleidung 20 wird in der gewünschten Form gebildet, um Teil der Hochofenmulden-Auskleidung zu werden, indem man feuerfestes Material in einer Form der geeigneten Konfiguration stampft und kempaktiert; die Bildung der feuerfesten Auskleidung 20 wird vervollständigt, indem man mehrere bzw. viele Schichten des feuerfesten Materials in verschiedenen Dichten bildet, wie im vergrößerten Teilquerschnitt nach Fig.4 veranschaulicht ist, worin die äußerste Schicht 21 sehr dicht ist, die Zwischenschicht 22 von geringerer Dichte ist und die innerste Schicht 23 von noch geringerer Dichte ist

In Fig.4 ist die innerste Oberfläche der inneren Schicht 23 der feuerfesten Auskleidung mit einem Eindringüberzug 24 aus Mikron- oder Submikronabmessung aufweisenden Graphitteilchen in einem geeigneten Träger dargestellt, der Wasser, eine wässerige Natriumsilikatlösung und Salzsäure zusammen mit einem wasserlöslichen Harz der Karboxylgruppe von !Carbonsäuren u. dgl. aufweist. Ein typischer erwünschter Bestandteil kann ein Karboxypolymethylenpolymer srin, das ein trockenes, flockiges saures Pulver ist das mit den Graphitteilchen in Mikron- oder Submikrongröße im flüssigen Träger zwangsgemischt werden kann, um eine geeignete Wasserstoffbindung in der Lösung zu erhalten. Ein typischer Eindring- und Schmierklebeüberzug 24 weist im wesentlichen zwischen etwa 5 bis 25 Gew.-% Graphitteilchen in Mikron- oder Submikrongröße zwischen etwa 34 bis 75 Gew.-% einer Lösung von Wasser und Natriumsilikat, worin das Natriumsilikat mit etwa 40 Gew.-% der Lösung vorliegt, zwischen etwa 2 und 10% konzentrierte Salzsäure von 90 Gew.-% Reinheit und zwischen etwa 33 und 75% einer Lösung von Wasser und Karboxypolymethylenpolymerharz auf, worin das Harz in Mengen zwischen 1 und 10Gew.-% der Lösung vorliegt Die verzehrbare vielschichtige feuerfeste Auskleidung 20 hat eine öffnung 25, die zur bereits erwähnten Düse 18 ausgerichtet ist Vorzugsweise sind Augbolzen 26 in der obersten Kante der feuerfesten

Auskleidung 20 eingebettet; sie können von Hand eingesetzt werden, indem man vorgeformte keramische Einsätze mit Gewindebohrungen darin in die obere Kante der keramischen Auskleidung 20 einformt, so daß die Augbolzen 26 durch Einschrauben in das fertige

Produkt angebracht werden können, um ein zweckmäßiges Mittel zur Handhabung vorzusehen.

In F i g. 3 ist eine alternative Ausführungsart bezüglich der öffnung dargestellt durch die die Metallschmelze von der Hochofenmulde mit Auskleidung abgegeben wird. In F i g. 3 erkennt man eine verzehrbare feuerfeste Auskleidung 27 mit einer öffnung 28 in einer Vorderwand 29 derselben.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist sowohl als Hochofenmulde als auch als Gießbehälter od. dgl. im Zusammenhang mit einer Stranggießeinrichtung verwendbar, wobei der einzige Unterschied im Aufbau die Lage der Öffnung ist, durch die die Metallschmelze fließt Man sieht daher, daß die Anordnung gemäß der Erfindung in Verbindung mit vorfabrizierten Metallschmelzenrinnen verwendet werden kann, indem man diese neben dem einen Ende einer Gruppierung derselben oder auf einem Ende einer Gruppierung und in jedem Fall angrenzend an die Gießöffnung der Quelle der Metallschmelze positioniert. Wenn die Anordnung an einer Stranggießeinrichtung positioniert wird, kann das Metall durch eine öffnung im Boden der Anordnung fließen oder, wenn gewisse nichtmetallische Einschlüsse im Metall vorliegen, kann die Form der Anordnung mit der Öffnung in einer Vorderwand derselben verwendet werden, um den Zwischenbehälter-Effekt der Trennung der nichtmetallischen Einschlüsse von der behandelten Metallschmelze auszunutzen. Das feuerfeste Material, aus dem die verzehrbare keramische Hülle in den verschiedenen Schichten mit verschiedenen Dichten gemacht ist bzw. wird, besteht vorteilhaft aus 81V₂ Gew.-% »Mulcoa brandw-Aluminiumoxid, das eine Mischung mit 60% reinem Aluminiumoxid ist, mit 13V₂ ⁰Zo rohem Feuerton und 5% reinem Aluminiumoxid (Al₂O₃). Dieses Material wird mit einer Phosphorsäure-

lösung, die aus 50% Wasser und 50% Phosphorsäure besteht in einem Verhältnis zu den anderen Bestandteilen von 1,14 zu 1 vermischt.

Beim vorliegenden Beispiel werden 88 Gewichtsanteile Phosphorsäurelösung zu 100 Gewichtsteilen der

so obigeti kombinierten Materialien zugesetzt, um eine Trübe zu erzeugen, die sich zum Stampfen oder Packen in einer geeignet gestalteten Form zur Bildung der verzehrbaren keramischen Auskleidung eignet. Die geformte Auskleidung wird zu einem gewünschten feuch-

tigkeitsfreien Zustand getrocknet und/oder gebrannt und dann mit dem erwähnten Graphitüberzug überzogen.

Man sieht so, daß die Hochofenmulde-Auskleidung, die vorstehend beschrieben wurde, den zusätzlichen Vorteil hat, einen wärmebewahi enden Aufbau vorzusehen, so daß die Anordnung gemäß der Erfindung die Metallschmelze mit einem sehr geringen Wärmeverlust abgibt, was zum raschen Strom der Metallschmelze ohne merklichen Temperaturverlust beiträgt wie er ansonsten auftritt. Der einstückige Aufbau der verzehrbaren feuerfesten Auskleidung 20 in mehreren Schichten unterschiedlicher Dichte ermöglicht, daß diese leicht entfernt und verworfen werden kann, wenn Anzeichen

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übermäßigen Verschleißes visuell beobachtet werden. Dies ermöglicht, daß man schnell und leicht eine neue verzehrbare keramische Auskleidung 20 installiert, wobei auch die Puffer- und Isolierplatten 19 ersetzt werden können. 5

Man sieht so, daß eine Kombination von Hochofenmulde mit Auskleidung offenbart wurde, die sich zur Einsparung beträchtlicher Arbeits- und Zeitaufwendungen bei einem Metallgießvorgang eignet, während die bisher für notwendig angesehene Neuauskleidung ver- io gleichbarer Anordnungen mit feuerfestem Ton und Steinmaterial völlig entfällt und keine Mehrzahl verzehrbarer Platten auszuwechseln ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 15

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Claims

33 Ol 112 Patentansprüche:

1. Hochofenmulde oder Zwischenbehälter für Metallschmelzen, mit einem nach oben offenen Metallbehälter und einer verzehrbaren, vorzugsweise von Puffer- und Isolierbauteilen abgestützten mechanisch verdichteten Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (20) aus einem vielschichtigen, einstückigen, leicht ersetzbaren feuerfesten Formkörper besteht und jede der Schichten (21,22,23) auf eine unterschiedliche Dichte kompaktiert ist und eine vorbestimmte Betriebsdauer hat

2. Hochofenmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (20) aus einem Werkstoff für Schamottesteine besteht

3. Hochofenmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (20) aus getrocknetem und/oder gebranntem Ton besteht

4. Hochofenmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schichten (21,22,23) der Auskleidung (20) jeweils zu einer unterschiedlichen Dikke kompaktiert sind.

5. Hochofenmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Graphitüberzug (24) in die Metallaufnahmeflächen der Auskleidung (20) mittels eines flüssigen Trägers in subkolloidaler Teilchengröße eingebracht ist

6. Hochofenmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer- und Isolierbauteile (19) aus wenigstens einer Schicht einer verzehrbaren Mischung aus im wesentlichen etwa 15Gew.-% eines verbrennbaren Materials, etwa 54Gew.-% eines leichtzersetzbaren Materials und etwa 31 Gew.-% eines flüssigen Bindemittels bestehen.

7. Hochofenmulde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer- und Isolierbauteile (19) aus wenigstens einer Schicht aus im wesentlichen etwa 15Gew.-% Sägemehl, etwa 54Gew.-% Dolomit und etwa 31 Gew.-% Natriumsilikat bestehen.