DE3805334A1 - Feuerfestes verschleissteil fuer den ausguss an metallurgischen behaeltern sowie angiessschutzhuelse fuer ein derartiges verschleissteil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein feuerfestes Verschleißteil für den Ausguß an metallurgischen Behältern, welches beim Angießen im loch- oder kanalförmigen Durchflußbereich mit der Metallschmelze, z.B. mit Stahl, in Berührung kommt, wie Schieberverschlußplatte, Ausgußhülse, Wechselausgüsse, Verteilerrohr, Eintauchausguß und dergleichen, sowie auf eine Angießschutzhülse für ein derartiges Verschleißteil.

Feuerfeste Verschleißteile der geschilderten Art unterliegen beim Angießen erheblichen Temperaturschocks. Dies führt zur Rißbildung ausgehend vom Durchflußbereich. Die Rißbildung, das Ausbrennen nach jedem Guß und die anschließende rasche Abkühlung führen zu einer Verstärkung des Rißbildes. Die Rißbildung führt nicht nur zu einer Verringerung der Haltbarkeit der Verschleißteile, sondern auch zu einem Luftansaugen. Letzteres hat wiederum eine Beeinträchtigung der Metallschmelze und das sogenannte Clogging zur Folge.

Man hat versucht, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß man beispielsweise Eintauchausgüsse vor dem Angießen vorgeheizt hat. Dies ist zeit- und kostenaufwendig. Bei Pfannenverteilerrohren hat man der nachteiligen Rißbildung durch die Verwendung einer speziellen Kombination von V-Modul und Festigkeit des feuerfesten Werkstoffs zu begegnen versucht. Dies setzt verhältnismäßig hochwertiges feuerfestes Material voraus, ohne letztlich befriedigend zu sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein feuerfestes Verschleißteil der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Rißbildung beim Angießen vermieden oder zumindest deutlich verringert wird. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein derartiges feuerfestes Verschleißteil eine Angießschutzhülse zur Verfügung zu stellen.

Bei einem feuerfesten Verschleißteil der gattungsgemäßen Art wird die genannte Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Durchflußbereich mit einer Innenbeschichtung aus faser- oder schaumkeramischem Material als Angießschutz versehen ist.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine derartige Innenauskleidung zu einer erheblichen Reduzierung der Rißbildung beim Angießen führt. Offenbar liegt dies an der isolierenden Wirkung des faser- oder schaumkeramischen Materials während der kurzen Zeit des Angießens. Verwendet werden können für die Innenbeschichtung beispielsweise kohlenstoffgebundene Faserwerkstoffe, aber auch Schaumkeramiküberzüge auf der Basis amorpher Rohstoffe.

Das faser- oder schaumkeramische Material weist vorzugsweise hohe Oxidationsbeständigkeit auf. Hierdurch werden zusätzliche Belastungen, wie Warmhalten und Aufbrennen im Betrieb, sicherer überstanden.

Besonders bewährt hat sich ein faser- oder schaumkeramisches Material aus Oxidkeramik.

Die Innenbeschichtung kann erfindungsgemäß verhältnismäßig dünn sein. Vorgeschlagen wird insbesondere eine Materialstärke zwischen etwa 1 und 10 mm, was auch von dem Durchflußquerschnitt abhängt.

Die - auch nachträgliche - Anbringung einer erfindungsgemäßen Innenbeschichtung ist dann besonders einfach, wenn sie als gesonderter, insbesondere hülsenförmiger Einsatz oder Teile davon ausgebildet ist, welcher bzw. welche in der Durchflußöffnung festgelegt wird bzw. werden.

Ein weiterer Vorteil ist die Verbesserung der Selbstöffnungsrate. Die niedrige Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität der Innenbeschichtung reduziert die Wärmeabfuhr aus der Schmelze beim Angießen und vermeidet somit das Einfrieren des Stahls im Durchlaufbereich des Schiebers bzw. Verteilerrohres. Das Aufbrennen mit der D ₂-Lanze wird reduziert.

Bei einer Angießschutzhülse der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß sie aus faser- oder schaumkeramischem Material besteht. Dabei weist das faser- oder schaumkeramische Material vorzugsweise hohe Oxidationsbeständigkeit auf. Für das faser- oder schaumkeramische Material kann man insbesondere Oxidkeramik verwenden. Als Wandstärke für die Angießschutzhülse wird ein Bereich zwischen etwa 1 und 10 mm vorgeschlagen. Die Angießschutzhülse läßt sich einfach aus einem Flachmaterialzuschnitt durch Zusammenbiegen herstellen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch im Schnitt eine die Erfindung aufweisende Drehschieberplatte mit Wechselausguß,

Fig. 2 schematisch im Schnitt ein die Erfindung aufweisendes Pfannenverteilerrohr, und

Fig. 3 schematisch in Schrägansicht eine Angießschutzhülse kurz vor dem vollständigen Zusammenbiegen aus einem Flachmaterialzuschnitt.

Das gemäß Fig. 1 als Drehschieberplatte ausgebildete feuerfeste Verschleißteil für den Ausguß an metallurgischen Behältern hat zwei lochförmige Durchflußbereiche 1, welche jeweils mit einer Innenbeschichtung 2 aus faser- oder schaumkeramischem Material als Angießschutz versehen sind. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Pfannenverteilerrohr ist der Durchflußbereich 1 ebenfalls mit einer Innenbeschichtung 2 aus faser- oder schaumkeramischem Material als Angießschutz versehen. Fig. 3 zeigt eine Angießschutzhülse für ein derartiges feuerfestes Verschleißteil, welche aus einem Flachmaterialzuschnitt zusammengebogen und in den Durchflußbereich des feuerfesten Verschleißteils eingesetzt und festgelegt wird.

Vergleichsversuche an einer Drehschieberverschlußplatte, deren eine Durchlauföffnung mit einem erfindungsgemäßen Angießschutz versehen war und die andere nicht, haben bei einer Aufheizgeschwindigkeit in einem Gasstrom von 78 000 bis 90 000 K/h auf 1300 bis 1500°C und einem Anstieg der Oberflächentemperatur des Plattenmaterials auf ca. 700°C in diesem Zeitraum und schnellem Abkühlen nach Erreichen einer nahezu konstanten Wandtemperatur ergeben, daß nur der Durchlauf mit faserkeramischem Angießschutz rißfrei war.

Claims (10)

1. Feuerfestes Verschleißteil für den Ausguß an metallurgischen Behältern, welches beim Angießen im loch- oder kanalförmigen Durchflußbereich mit der Metallschmelze, z.B. mit Stahl, in Berührung kommt, wie Schieberverschlußplatte, Ausgußhülse, Wechselausgüsse, Verteilerrohr, Eintauchausguß und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußbereich (1) mit einer Innenbeschichtung (2) aus faser- oder schaumkeramischem Material als Angießschutz versehen ist.

2. Verschleißteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faser- oder schaumkeramische Material hohe Oxidationsbeständigkeit aufweist.

3. Verschleißteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das faser- oder schaumkeramische Material aus Oxidkeramik besteht.

4. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbeschichtung (2) eine Materialstärke zwischen etwa 1 und 10 mm hat.

5. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbeschichtung (2) als gesonderter, insbesondere hülsenförmiger Einsatz ausgebildet ist.

6. Angießschutzhülse für ein feuerfestes Verschleißteil für den Ausguß an metallurgischen Behältern, welches beim Angießen im loch- oder kanalförmigen Durchflußbereich mit der Metallschmelze, z.B. mit Stahl, in Berührung kommt, wie Schieberverschlußplatte, Ausgußhülse, Verteilerrohr und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus faser- oder schaumkeramischem Material besteht.

7. Angießschutzhülse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das faser- oder schaumkeramische Material hohe Oxidationsbeständigkeit aufweist.

8. Angießschutzhülse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das faser- oder schaumkeramische Material aus Oxidkeramik besteht.

9. Angießschutzhülse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wandstärke zwischen etwa 1 und 10 mm hat.

10. Angießschutzhülse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Flachmaterialzuschnitt zusammengebogen ist.