DE3720878C2 - - Google Patents
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- DE3720878C2 DE3720878C2 DE19873720878 DE3720878A DE3720878C2 DE 3720878 C2 DE3720878 C2 DE 3720878C2 DE 19873720878 DE19873720878 DE 19873720878 DE 3720878 A DE3720878 A DE 3720878A DE 3720878 C2 DE3720878 C2 DE 3720878C2
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
- B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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- C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überzugsmaterial
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Schleudergußverfahren dient zur Herstellung
rotationssymmetrischer Gußstücke (Rohre), die ihre Form
gebung in einer während des Gießens und bis zur Erstar
rung des Gußmaterials um ihre Mittelachse rotierenden
metallischen, wassergekühlten Kokille erhalten. Die
Schmelze wird dem Kokilleninnenraum über eine Gießrinne
zugeführt, die sich der Länge nach in die Kokille hinein
erstreckt. Diese Rinnen sind heute meist aus Stahl ge
fertigt. Sie müssen mit einem feuerfesten, wärmeisolie
renden Überzug versehen werden, dem im wesentlichen die
nachstehenden Aufgaben und Eigenschaften zukommen:
- a) thermische Isolation der Rinne, damit sich die Oberseite der Rinne beim Darüberfließen der Schmelze nicht zu stark erwärmt, da sie sich sonst verbiegt und nicht mehr der Länge nach in die Kokille eingefahren werden kann, ohne anzustoßen;
- b) Verminderung der Benetzbarkeit der Rinne, um eine gleichmäßige, von anhaftenden und erstarrenden Anteilen der Schmelze nicht gestörte Strömung derselben zu gewähr leisten. Die Grenzflächenspannung zwischen dem feuerfesten Überzug und der Schmelze soll möglichst groß sein;
- c) ausreichende Erosionsfestigkeit, um eine möglichst lange Standzeit zu erreichen;
- d) saubere Trennung der in der Rinne nach dem Guß eines Gußstücks verbleibenden Schale des bereits verfestigten Gießwerkstoffes ohne Beschädigung des feuerfesten Über zuges;
- e) Verminderung bzw. Vermeidung von chemischen Reak tionen zwischen der Schmelze und Schlackenresten einerseits und dem feuerfesten Überzugsmaterial andererseits;
- f) Vermeidung von chemischen Reaktionen zwischen der Rinne und dem feuerfesten Überzugsmaterial.
Die bekannten feuerfesten Überzüge für Gießrinnen be
stehen im wesentlichen aus Kohlematerial und feuerfesten
Bindern. Unter "Kohlematerial" sollen Stoffe wie Koksstaub
oder Graphit verstanden sein, die im wesentlichen aus elemen
tarem Kohlenstoff bestehen. Die feuerfesten Binder sind zum
Beispiel Tone, Bentonite, Wasserglas, Kieselgel oder Phosphate. Das
Überzugsmaterial wird als wäßrige Suspension verarbeitet
und beispielsweise auf die Gießrinne mit einem Quast aufge
strichen, bis sich eine mittlere Dicke des Überzuges von
etwa 0,5 bis 2 mm ergibt.
Die Wirtschaftlichkeit des Schleudergußverfahrens wird
zum Teil durch die Lebensdauer des feuerfesten Überzuges der
Gießrinne bestimmt. Eine notwendig werdende Erneuerung des
Überzuges bedeutet eine Betriebsunterbrechung, die das
Ausbringen an Gußstücken vermindert. Abhängig ist die Lebens
dauer im wesentlichen von
- a) Oxidation des Kohlenstoffs;
- b) Erosionsverschleiß durch die über den Überzug hinweg strömende Schmelze;
- c) mechanische Zerstörung des Überzugs durch Rißbildung und Ausbrechen einzelner plättchenförmiger Teile.
Die Einwirkungen b) und c) überwiegen. Bei der Her
stellung von Rohren mit 100 bis 150 mm Durchmesser und
einer durchschnittlichen Produktionsrate von ca. 70 Rohren/h
lassen sich mit einem Überzug der Gießrinne erfahrungsgemäß
ca. 210 bis 280 Gießvorgänge pro Überzug durchführen. Dies
entspricht einer Standzeit im laufenden Betrieb von etwa
3 bis 4 Stunden. Das Entfernen des Reste des verbrauchten
Überzuges und das Auftragen eines neuen Überzuges nehmen
etwa 10 Minuten Zeit in Anspruch, so daß für die Erneuerung
des Überzuges pro Schicht (8 Stunden) ca. 20 bis 30 Minuten
verlorengehen, was einem Produktionsausfall von etwa 5 bis
8% entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit
des feuerfesten Überzuges der Gießrinne zu verlängern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1
wiedergegebene Maßnahme gelöst.
Es wurde gefunden, daß durch das Einarbeiten der Fasern
in das Überzugsmaterial der Überzug eine deutlich verbesserte
Widerstandsfähigkeit gegen die mechanischen Beanspruchungen
des Überzugs beim Darüberströmen der Schmelze und gegen die
erheblichen Temperaturwechselbeanspruchungen erhält. Der
Überzug hält ersichtlich besser zusammen, und es vergrößern
sich die Abstände zwischen den Erneuerungen des Überzugs
erheblich.
Eine Überzugsmasse, welche im wesentlichen aus einem
feinteiligen Kohlematerial, aus feuerfesten Bindern und
aus einem Anteil an feuerfesten Fasern besteht, ist in
Gestalt einer Schlichte für Formen, Formkerne oder Modelle
der Gießereitechnik aus der DE-PS 35 25 847 bekannt.
Der Anteil an Fasern kann gemäß Anspruch 2 0,005 bis
5 Gew.-% betragen. Der zweckmäßigste Anteil muß im Einzel
fall ermittelt werden und hängt von dem Material und der
Morphologie der Fasern ab. In Betracht kommen Fasern mit
einem Durchmesser von 3 bis 30 µm und einer Länge von 0 bis
8 mm, wobei dies natürlich so zu verstehen ist, daß Fasern
von den kleinsten vorkommenden Längen bis etwa 8 mm einge
setzt werden können.
In der bevorzugten Ausführungsform sind diese Fasern
Kohlenstoffasern. Diese Fasern haben sehr hohe Festigkeits
werte und relativ geringes spezifisches Gewicht und eine
geringe Wärmeleitfähigkeit. Sie tragen also schon in rela
tiv geringen Anteilen zu einer deutlichen Verbesserung
der Standzeit des Überzuges bei und beeinträchtigen nicht
seine wärmeisolierenden und benetzungsverhindernden Eigen
schaften. Ähnliche Vorteile kommen Graphitfasern zu. Die
Fasern können auch keramische Fasern sein zum Beispiel
Fasern aus Mullit oder Al2O3, und auch natürliche minera
lische Fasern wie zum Beispiel Asbest, sofern keine uner
wünschten Reaktionen dieser Fasern mit in der Schmelze
enthaltener Schlacke zu befürchten sind.
Die Verlängerung der Standzeit kann gemäß Anspruch 3
durch einen Anteil eines feinteiligen feuerfesten Materials
mit einer blättchen- oder fladenförmigen Struktur der Par
tikel gefördert werden, die gemäß Anspruch 4 in einem Anteil
von 1 bis 15 Gew.-% zugegen sein können und beispielsweise
in einem feuerfesten Schichtsilikat (Anspruch 5) wie Talk,
Pyrophyllit, Muskovit, Phlogopit bestehen können.
Es wurde beobachtet, daß durch solche Zusätze besonders
die Erosion des Überzuges durch die darüberströmende Schmelze
hintangehalten werden kann.
Weiterhin trägt zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit
des Überzuges im Wege der Verdichtung durch Auffüllung
der Kornstruktur ein Anteil an Ruß (Anspruch 6) bei, der
etwa 2 bis 5 Gew.-% betragen kann (Anspruch 7).
Der Ruß hat auch noch die zusätzliche Wirkung, daß
die Benetzung des Überzuges durch die Schmelze vermindert
wird.
Die Erfindung ist auch für andere Gießrinnen als
solche für den Schleuderguß und auch für andere Anwendungs
fälle mit vergleichbarer Beanspruchungslage geeignet, bei
welchen also eine Schmelze an einer zu schützenden metal
lischen Begrenzung entlangströmt.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch er
läutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Schleuder
gußanlage;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Gießrinne
in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem unteren Teil
der Gießrinne nach Fig. 2 in erneut vergrößertem Maßstab.
Die in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Gießan
lage umfaßt einen um ein Lager 1 kippbaren Schmelzebehälter
2 mit einem Auslauf 3, über welchen Schmelze 4 in
eine Gießrinne 5 abgegossen werden kann, die von ihrem
Eingußende 6 zum Abgabeende 7 leicht nach unten geneigt
ist und sich der Länge nach von einem Ende her in das In
nere einer aus Metall bestehenden Kokille 8 hineinerstreckt,
die von einem Mantel 9 mit Kühlwasser 11 umgeben ist. Die
Kokille 8 mit dem Mantel 9 ist über einen am in Fig. 1
rechten Ende angebrachten Antriebskopf 12 mit einem Motor
13 in Drehung versetzbar. Die Kokille 8 mit dem Mantel 9
und dem Antriebskopf 12 ist auf einem nicht dargestellten
Schlitten gelagert, der längs der leicht geneigten Schie
nenführung 14 derart verschiebbar ist, daß die Gießrinne 5
immer im Bereich der Achse der Kokille 8 verbleibt. Durch
die Drehung legt sich die Schmelze gleichmäßig an die In
nenwandung der Kokille 8 an und erstarrt dort sofort. Ent
sprechend dem Gießfortschritt wird die Kokille 8 gemäß
Fig. 1 von links nach rechts im Laufe des Abgusses ver
schoben. In dem Ausführungsbeispiel ist am rechten Ende
der Kokille 8 ein Kern 15 vorgesehen, der das Innere des
rechten Endes des zu gießenden Rohres formt.
Die Gießrinne 5 hat gemäß Fig. 2 einen muldenförmigen
Querschnitt und ist auf der Innenseite mit einem Überzug
20 versehen, der die Schmelze 4 von der aus Stahl beste
henden Gießrinne 5 trennt und eine wärmeisolierende Wirkung
ausübt.
In Fig. 3 ist die Zusammensetzung des Überzuges 20
schematisch angedeutet. Er besteht in der üblichen Weise
in dem Ausführungsbeispiel aus Koksstaub und einem Ton
als Binder, wobei aber ein Anteil an durch Linien ange
deuteten Kohlenstoffasern 16 vorhanden ist, die einen
Durchmesser im Bereich von 3-30 µm und eine Länge bis zu
8 mm haben können, d.h. in ihren längsten Exemplaren die
Dicke des Überzuges 20 um ein Mehrfaches übertreffen
können. Bedingt durch die Herstellung des Überzuges als
wäßrige Suspension sind die Kohlenstoffasern 16 jedoch im
wesentlichen parallel zur Fläche des Überzuges 20 orien
tiert, d.h. sie stehen im allgemeinen nicht aus dem Über
zug nach oben hervor. Sie sind in das Überzugsmaterial
bei dessen Herstellung miteingemischt worden und liegen
in gleichmäßiger Verteilung im ganzen Volumen des Über
zuges 20 vor.
Durch die geschlossenen elliptischen Ringe 17 ist
ein Anteil an Talkum wiedergegeben, d.h. einem Schicht
silikat mit einer blättchenförmigen Struktur, welches die
Erosionsfestigkeit des Überzuges 20 verbessert, indem
sich die Blättchen oder Fladen 17 schuppenartig vor
wiegend parallel zur Fläche des Überzugs 20 orientieren.
Die Punkte 18 repräsentieren einen Anteil an Ruß,
der zur Verdichtung der Kornstruktur und zur Verminderung
der Benutzung des Überzuges 20 durch die Schmelze dient.
Die angegebenen Komponenten des Überzuges 20 müssen nicht
immer alle gleichzeitig zugegen sein.
Bei den nachfolgenden Arbeitsbeispielen wurden die
Komponenten in einem Mischer gleichmäßig vermischt und
sodann mit Wasser eine Suspension gebildet, die hinsicht
lich ihrer Viskosität durch entsprechenden Wasserzusatz
so eingestellt wurde, daß sich in einem 100-ml-Auslauf
becher (Ford-Becher) mit 4 mm Auslauf Auslaufzeiten zwischen
11 und 12 Sekunden ergaben.
erster Ansatz mit
3,8 kg Koksmehl
5,5 kg Graphit (aufbereitet)
0,75 kg Talk
0,42 kg Ton
0,006 kg Kohlenstoffaser
3,8 kg Koksmehl
5,5 kg Graphit (aufbereitet)
0,75 kg Talk
0,42 kg Ton
0,006 kg Kohlenstoffaser
zweiter Ansatz mit
8,8 kg Graphit (aufbereitet)
0,82 kg Muskovit
0,30 kg Ton
0,01 kg Mullitfaser
8,8 kg Graphit (aufbereitet)
0,82 kg Muskovit
0,30 kg Ton
0,01 kg Mullitfaser
dritter Ansatz mit
8,0 kg graphitisierter Anthrazit (gemahlen)
0,75 kg Graphit (aufbereitet)
0,4 kg Ruß
0,80 kg Pyrophyllit
0,35 kg Ton
0,100 kg Asbest (Tremolit)
8,0 kg graphitisierter Anthrazit (gemahlen)
0,75 kg Graphit (aufbereitet)
0,4 kg Ruß
0,80 kg Pyrophyllit
0,35 kg Ton
0,100 kg Asbest (Tremolit)
Mit allen drei Ansätzen konnten die Standzeiten für
den jeweiligen Überzug auf über 8 Stunden ausgedehnt werden,
so daß nur ein Auftrag pro Schicht notwendig war und eine
entsprechende mehrprozentige Verbesserung des Ausbringens
eintrat.
Besonders vorteilhaft zeigte sich der Einsatz der
Kohlenstoffaser im ersten Ansatz. Hinsichtlich der Erosion
zeigten der erste und der dritte Ansatz ein etwas günstige
res Verhalten als der zweite Ansatz.
Claims (7)
1. Verwendung eines feuerfesten, wärmeisolierenden
Überzugsmaterial, welches im wesentlichen aus einem fein
teiligen Kohlematerial, feuerfesten Bindern und einem An
teil an feuerfesten Fasern besteht, für die Gießrinnen
beim Schleuderguß u. dgl.
2. Verwendung eines Überzugsmaterials nach Anspruch 1,
wobei der Anteil an feuerfesten Fasern 0,005 bis 5,0 Gew.-%
beträgt.
3. Verwendung eines Überzugsmaterials nach Anspruch 1
oder 2, wobei ein Anteil eines feinteiligen feuerfesten
Materials mit einer blättchen- oder fladenförmigen Struktur
vorhanden ist.
4. Verwendung eines Überzugsmaterials nach Anspruch 3,
wobei der Anteil 1 bis 15 Gew.-% beträgt.
5. Verwendung eines Überzugsmaterials nach Anspruch 3
oder 4, wobei das Material ein feuerfestes Schichtsilikat
ist.
6. Verwendung eines Überzugsmaterials nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Anteil an Ruß vor
handen ist.
7. Verwendung eines Überzugsmaterials nach Anspruch 6,
wobei der Anteil 2 bis 5 Gew.-% beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720878 DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720878 DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3720878A1 DE3720878A1 (de) | 1989-01-05 |
DE3720878C2 true DE3720878C2 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6330208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873720878 Granted DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3720878A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9307468U1 (de) * | 1993-05-17 | 1994-09-29 | Huettenes Albertus | Schlichte zur Herstellung von Formüberzügen |
DE102020001104A1 (de) | 2020-02-20 | 2021-08-26 | Daimler Ag | Gießwerkzeug zum Herstellen von Gussteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3525847A1 (de) * | 1985-07-19 | 1987-01-22 | Didier Werke Ag | Schlichte zur herstellung von rberzuegen |
-
1987
- 1987-06-24 DE DE19873720878 patent/DE3720878A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3720878A1 (de) | 1989-01-05 |
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Legal Events
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