DE3401999C1 - Aus feuerfestem Material bestehendes Bauteil - Google Patents

Aus feuerfestem Material bestehendes Bauteil

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DE3401999C1
DE3401999C1 DE19843401999 DE3401999A DE3401999C1 DE 3401999 C1 DE3401999 C1 DE 3401999C1 DE 19843401999 DE19843401999 DE 19843401999 DE 3401999 A DE3401999 A DE 3401999A DE 3401999 C1 DE3401999 C1 DE 3401999C1
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Germany
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steel
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refractory material
wall
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Application number
DE19843401999
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English (en)
Inventor
Reiner Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Brockhoff
Wolfgang Prof. Dr.-Ing. 4130 Moers Reichelt
Peter Dr.-Ing. 4152 Kempen Voss-Spilker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/44Refractory linings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02Linings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/58Pouring-nozzles with gas injecting means

Description

Die Erfindung betrifft eine neuartige und vorteilhafte Ausgestaltung von solchen Bauteilen, die in Stahl herstellenden oder verarbeitenden Einrichtungen mit flüssigem Stahl in B; 'ührung kommen.
Es ist allgemein üblich, für die?°n Zweck keramische Werkstoffe, zumeist Silikate, zu verwenden, weil diese den auftretenden Beanspruchungen relativ lange standhalten.
Die Weiterentwicklungen, insbesondere diejenigen, die in der Stranggießtechnik zu verzeichnen sind, haben sich bisher auf die werkstofftechnische Gestaltung der Stahllaufwege kaum ausgewirkt, obwohl dort durchaus Probleme bestehen.
Es wurde nun erkannt, daß sich ganz erhebliche Vorteile und bisher unbekannte Möglichkeiten der Gesta! tung solcher Stahllaufwege ergeben, wenn erfindungsgemäß durch Einsatz eines geeigneten Werkstoffes dafür gesorgt wird, daß die mit dem flüssigen Stahl in Berührung kommenden Flächen vom Stahl nicht benetzt werden. Ein Werkstoff, der von flüssigem Stahl nicht benetzt wird, ist z. B. Bornitrid. Für viele Anwendungsfälle der Erfindung ist es zweckmäßig, nur eine dünne Schicht des vom Stahl nicht benetzbaren Werkstoffs auf Feuerfestmaterial, z. B. konventionellem Keramikmaterial, anzubringen. In anderen Fällen kann die die Beschichtung tragende Wand aus Metall bestehen, welches eine höhere Schmelztemperatur als Stahl aufweist.
Zut Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend einige Anwendungsbeispiele beschrieben:
Wenn Stahl durch ein Rohr oder einen rohrähnlichen Hohlraum fließt, der durch einen aus Feuerfestmaterial bestehenden Hohlkörper gebildet wird, benetzt der Stahl das Feuerfestmaterial. Dadurch wird bewirkt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der unmittelbar an der Wand befindlichen Flüssigkeitsschicht Null beträgt (WWln(, = 0).
Handelt es sich bei dem Rohr um den Tauchausguß einer Stranggießeinrichtung, so enthält der flüssige Stahl Feststoffpartikel, die z. B. bei der vorhergehenden Beruhigung mit Aluminium als Al2O3 entstanden sind.
Diese Feststoffteilchen, die, wenn sie gleichmäßig verteilt bleiben, im erstarrten Stahl nicht stören, werden von der Flüssigkeit Stahl transportiert und zwar mit einer Geschwindigkeit die der örtlichen Geschwindigkeit der Flüssigkeit entspricht Die Verteilung der örtlichen Geschwindigkeit über den Querschnitt eines üblichen rohrförmigen Tauchausgjsses 1 aus Feuerfestmaterial 2 ist in F i g. 1 schematisch für laminare Strömung dargestellt Die Geschwindigkeit unmittelbar an der
ίο Wand beträgt Null.
Die im Stsh! befindlichen Feststoffteilchen, die in den Randbereichen transportiert werden, lagern sich dann, wenn sie Wandkontakt bekommen, an der Wand an, weil in Wandnähe die Haftkräfte die Strömungskräfte überwiegen. Durch Anlagerung von Feststoffen nimmt der Innendurchmesser des Tauchausgusses immer weiter ab. Diese Erscheinung war bisher unvermeidbar. Um die Notwendigkeit, den Tauchausguß auszuwechseln, möglichst lange aufzuschieben, hat man sich damit gehoifen, dem Rohr einen erheblich größeren Durchmesser zu geben, als es an sich erforderlich wäre. Trotz der damit erreichten längeren Lebensdauer blieb aber ein anderer Nachteil bestehen: wenn sich die Feststoffteilchen an der Wand ablagern, brechen gelegentlich größere Teile der Ablagerung aus und gelangen in den Gießstrang. Diese Bruchstücke der Wandkruste sind häufig so groß, daß sie Fehlerstellen im gewalzten Stahi erzeugen. Bereits kleinere mitgerissene Zusammenballungen der Wandablagerungen können sich später beim Tiefziehen des zu iCarosserieblech gewalzten Stahls als Streifen auswirken, die vom Lack schlechter als die Umgebung benetzt werden.
Schließlich erfordert die Rücksichtnahme auf die Verengung des Tauchausgusses die Einhaltung eines relativ großen Mindestdurchmessers, wodurch die Anpassung des TaüchausgüSoes an besonders schmale Kokillen unmöglich ist
Wird jedoch — wie die Erfindung erkannt hat — dafür gesorgt daß das die Wand bildende Material 2 nicht benetzt wird, weil sie eine von Stahl nicht benetzbare Beschichtung 3 trägt ergeben sich die in F i g. 2 dargestellten Verhältnisse. Da die Benetzung der Wand unterbleibt hat auch die in unmittelbarer Nähe der Wand befindliche Flüssigkeitsschicht eine Geschwindigkeit von größer als Null. Die Folge davon ist daß die Strömungskräfte die Haftkräfte überwiegen und Ablagerungen unterbleiben.
Ein Werkstoff, de»· von flüssigem Stahl nicht benetzt wird, ist Bornitrid. Dieser Werkstoff ist zu teuer, um z. B.
einen kompletten Tauchausguß aus ihm zu fertigen. Er eignet sich jedoch als Beschichtungsmaterial, mit dem die Innenflächen des Stahllaufweges überzogen werden. Dabei kann der eigentliche Tauchausguß nach wie vor aus üblichem Feuerfestmaterial bestehen. Das Aufbringen der BN-Schicht kann entweder durch chemisches oder physikalisches Aufdampfen erfolgen. Im ersteren Fall wird Bor in einer Stickstoffatmosphäre verdampft und bildet auf dem Werkstoff eine BN-Schicht Im zweiten Fall wird BN durch Aufdampfen auf die betreffende Werkstofffläche gebracht. Die Beschichtung rait BN kann außerordentlich dünn sein. Die Wirksamkeit des von flüssigem Stahl nicht benetzbaren Werkstoffs tritt auch bei äußerst dünner Schichtdicke ein.
In der Stranggießtechnik kommen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Vorschlags außer Tauchausgüssen, Eingießdüsen, d. h. sehr breite, flache Düsen zum Gießen dünner breiter Brammen, Ausgußsteine und Abrißringe an Horizontalstranggießanlagen in Be-
Ol
tracht
Neue Aspekte ergeben sich auch für den Einsatz der
vor Stahl nicht benetzbaren Beschichtungswerkstoffe
im Zusammenhang mit metalüschen Bauteilen. So ist es
möglich, den Stahllaufweg als innen mit BN-beschichte- 5 tes Metallrohr oder dergleichen zu gestalten, wobei ein
Metall verwendet wird, das einen höheren Schmelzpunkt als Stahl hat. Der durchfließende Stahl wird in
einem solchen Fall nicht der bisher unvermeidbaren,
durch die Wandkühlung verursachte Abkühlung ausge- 10 setzt
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (6)

34 Ol 999 Patentansprüche:
1. Aus feuerfestem Material bestehendes Bauteil, welches, ζ. B. im Zuge eines Stahllaufweges, mit flüssigem Stahl in Berührung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem flüssigen Stahl in Berührung kommenden Flächen aus einem Material bestehen, das durch Stahl nicht benetzbar ist
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Stahl nicht benetzbare Material eine Beschichtung (3) des Bauteils (1) bildet
3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Bornitrid besteht
4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bornitrid durch Aufdampfen auf das Bauteil (1) aufgebracht ist
5. Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil aus Metall besteht, das einen hoberen Schmelzpunkt als Stahl aufweist
6. Bauteil nach den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung als Tauchausguß für eine Stranggießkokille.
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BR8500196A BR8500196A (pt) 1984-01-21 1985-01-17 Componente de material refratario a fogo
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JPS6163347A (ja) 1986-04-01
EP0154016A1 (de) 1985-09-11

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