DE3835492C2

DE3835492C2 -

Info

Publication number: DE3835492C2
Application number: DE19883835492
Authority: DE
Inventors: Kenji Ichikawa; Osamu Nomura; Akihiro Bizen Okayama Jp Morita; Yoichiro Kawabe; Hideaki Okayama Jp Fujiwara; Koyo Bizen Okayama Jp Yanagawa
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1991-06-27
Also published as: AU598398B2; FR2621840B1; DE3835492A1; FR2621840A1; GB2211178A; JPH01104452A; GB2211178B; JPH0227063B2; AU2368788A; GB8823909D0; CA1324239C

Description

Die Erfindung betrifft einen Gießformzusatz geeignet zur Verwendung in einer Gießform zum Stranggießen von Stahl und insbesondere einen Gießformzusatz, der synthetisches Calciumsilikat als Basismaterial enthält und geeignet ist zur Verwendung in einer Gießform zum Stranggießen von Stahl.

Ein solcher Gießformzusatz zur Verwendung in einer Gießform zum Stranggießen von Stahl ist zusammengesetzt aus einem ersten Material, wie Portlandzement, Schlacke aus gelbem Phosphor oder Wollastonit und, wenn erforderlich, einem SiO₂-enthaltenden Material. Der Gießformzusatz weist ferner ein Flußmittel auf, wie Sodaasche, Borax, Cryolit, Natriumfluorid oder Fluorit und ein Kohlenstoff enthaltendes Material, das als Schmelzgeschwindigkeit- Einstellzusatz dient.

Der Gießformzusatz wird auf die Oberfläche eines geschmolzenen Stahls aufgebracht, der in eine Gießform gegossen wurde, in der der Gießformzusatz aufgebraucht wird, wobei er verschiedene Funktionen erfüllt. Die wichtigsten Funktionen des Gießformzusatzes sind (1) die Schmierung zwischen der Gießform und einem sich verfestigenden Mantel, (2) Schmelzen und Absorbieren von Einschlüssen, die an die Oberfläche des geschmolzenen Stahls aufsteigen und (3) Wärmeisolierung mit Bezug auf den geschmolzenen Stahl.

Die Entwicklung von Stranggießverfahren in Japan ist außergewöhnlich und es werden große Anstrengungen darauf gerichtet, den Anteil des stückweisen Warmwalzens (HCR, hot charge rolling) oder des direkten Warmwalzens (HDR, hot direct rolling) im gesamten Stranggießverfahren zu erhöhen, das Gießen schneller zu machen usw. Unter diesen Umständen ist es besonders erwünscht, strengere Anforderungen an die Gießformzusätze anzulegen, die die Qualität der Gußstücke und die Stabilität eines Gießverfahrens beeinflussen und außerdem besteht eine Nachfrage zur Lieferung von verschiedenen Gießformzusätzen, deren Eigenschaften sich stark von denen der bekannten Gießformzusätze unterscheiden. Aus diesen Gründen wurde vorgeschlagen, viele unterschiedliche chemische Zusammen setzungen bereitzustellen, die verschiedene Eigenschaften dieser Gießformzusätze beeinflussen, wie Erweichungspunkt, Schmelzpunkt, Zähigkeit, Oberflächenspannung und Kristallisationstemperatur. Insbesondere ist von großer Bedeutung das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO₂ (hiernach wird es bezeichnet als "CaO/SiO₂-Verhältnis") einzustellen, da dieses Verhältnis einen großen Einfluß auf diese Eigenschaften hat.

Zum Erreichen der oben angeführten Funktionen (1) und (2) eines solchen Pulvers ist es besonders wichtig, die Eigenschaften, wie Erweichungspunkt und Zähigkeit des Gießformzusatzes einzustellen. Dies zeigt die Wichtigkeit der Auswahl der oben erwähnten chemischen Zusammensetzung. Zum Erreichen der Funktion (3), der Wärmeisolierung mit Bezug auf einen geschmolzenen Stahl, ist es wichtig, solche Pulvereigenschaften in geeigneter Weise auszuwählen, wie Massendichte und Verteilbarkeit, wie auch die Pulverschmelzgeschwindigkeit, die einstellbar ist durch ein Kohlenstoff enthaltendes Material.

Das Basismaterial des herkömmlichen Gießformzusatzes wird ausgewählt aus Portlandzement, Schlacke aus gelbem Phosphor, synthetischer Schlacke, Wollastonit und ähnlichem. Jedes dieser Materialien hat jedoch seine Vor- und Nachteile, und kein Material hat die Eigenschaften, um alle Anforderungen an ein Basismaterial zu erfüllen.

Portlandzement ist beispielsweise gekennzeichnet durch seine relativ stabile chemische Zusammensetzung. Da sein CaO/SiO₂-Verhältnis größer ist als das der anderen Basismaterialien, kann ferner durch Kombinieren des Portlandzements mit einem Perlitpulver, wie einem leichten SiO₂-enthaltenden Material, eine niedrige Massendichte und eine gute Wärmeisolierung erreicht werden und das CaO/SiO₂-Verhältnis ist über einen weiteren Bereich einstellbar. Jedoch enthält Portlandzement 4 CaO · Al₂O₃ · Fe₂O₃ in einem Bereich von 9 bis 15 Gew.-% und der sich ergebende Gießformzusatz enthält gewöhnlich Fe₂O₃ mit einem Anteil von ungefähr 2 Gew.-%. Das Fe₂O₃ im Pulver kann mit einer Komponente (z. B. Al) des geschmolzenen Stahls reagieren und eine Verunreinigung des geschmolzenen Stahls bewirken und dies führt zur gleichen Zeit zu einer Veränderung der Eigenschaften des Gießformzusatzes.

Infolgedessen ist es unmöglich, eine stabile Schmierung zu erreichen. Da außerdem ein Pulver, das Portlandzement als sein Basismaterial enthält, zur Wasseraufnahme neigt, ist es schwierig, ein solches Pulver unter Verwendung eines allgemein geeigneten Granulationsverfahrens zu granulieren, das die Schritte umfaßt Wässern, Kneten und Strangpressen.

Im Gegensatz dazu ist Schlacke aus gelbem Phosphor wie auch synthetische Schlacke mit einer Zusammensetzung analog zu der selben Schlacke eine aus der Schmelze mit Wasser abgeschreckte und zerkleinerte Substanz. Infolgedessen kann eine solche Schlacke als ein amorphes Material verwendet werden, das sich auszeichnet durch eine Homogenität der Teilchenverteilung und dessen Granulation einfach ist. Da jedoch das CaO/SiO₂-Verhältnis relativ niedrig ist (0,9 bis 1,15), muß, wenn ein Gießformzusatz mit einem relativ hohen CaO/SiO₂-Verhältnis hergestellt werden soll, der Anteil des hinzugefügten leichten SiO₂-enthaltenden Materials verringert werden, was zu dem Problem führt, daß die Massendichte des erhaltenen Pulvers hoch ist. Ein anderer Nachteil dieses Materials ist, daß eine Pulverzusammensetzung mit einem CaO/SiO₂-Verhältnis von mindestens 1,15 nicht erhältlich ist.

Wollastonit hat ein noch kleineres CaO/SiO₂-Verhältnis und seine Verwendung ist auf einen extrem kleinen Bereich von Anwendungen begrenzt. Außerdem ist Wollastonit, bezogen auf die Stabilität seiner Komponenten, minderwertig.

Die JP-B-57-7209 beschreibt ein Gießzusatzmittel zum Stranggießen, das pulverförmiges schwach basisches amorphes Fluor enthaltendes Calciumsilikat der Formel xCaO · ySiO₂ · zF enthält, in der x 1,05 bis 1,30, y 1 und z 0,05 bis 0,3 bedeutet, welches höchstens 4% Al₂O₃, höchstens 15% P₂O₅ und höchstens 0,4% S enthält, und eine spezifische Oberfläche im Bereich von 2700±500 cm²/g aufweist; vgl. Anspruch 1.

Das maximale Molverhältnis von CaO/SiO₂, d. h. wenn x den Wert 1,30 hat, entspricht einem Gewichtsverhältnis CaO/SiO₂ von 1,21.
Das Fluor enthaltende Calciumsilikat hat einen Fluorgehalt von 0,58 bis 4,8 Gew.-%.
Die JP-B-57-7209 betrifft die wirtschaftliche Verwertung von Schlacke, die bei der Herstellung von gelbem Phosphor als Nebenprodukt anfällt; vgl. Anspruch 2.

Die JP-B-60-15 562 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von gelbem Phosphor und einem Gießzusatzmittel zur Stahlherstellung in einem elektrischen Ofen, wobei die als Nebenprodukt anfallende Schlacke die molare Zusammensetzung xCaO · ySiO₂ · zR₂O₃ · wF aufweist, wobei x 1,05 bis 1,3, x 1,0, z 0,03 bis 0,2, w 0,02 bis 0,8 bedeutet und R₂O₃ die Bedeutung Al₂O₃+Fe₂O₃ aufweist; vgl. An spruch 1.

In der JP-B-60-12 147 wird ein Gießzusatzmittel zum Stranggießen von Stahl beschrieben, das ein Gemisch aus amorphes Fluor enthaltendem Calciumsilikat und Fluor enthaltendem Soda/Kalk-Glas umfaßt, wobei das Calciumsilikat eine molare Zusammensetzung von (1,05 bis 1,3) CaO · SiO₂ · (0,05-0,3)F aufweist; vgl. Anspruch 1 und 2.

Gemäß der JP-B-60-12 147 ist im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung ein zweites Basismaterial, nämlich ein Soda/Kalk-Glas neben Calciumsilikat erforderlich.

Aus der DE-C-32 391 ist ein Gießpulver für den Strangguß von Stahl bekannt, welches aus mehreren Gießpulverkomponenten besteht, wobei das Verhältnis der Anteile in Gew.-% von CaO und MgO zu SiO₂ zwischen 3 und 5 liegt und wobei der Anteil im Gießpulver von CaO 40 bis 50 Gew.-%, von MgO weniger als 1 Gew.-% und von SiO₂ 8 bis 20 Gew.-% beträgt, vgl. Anspruch 1.

In der DE-C-32 391 wird die Verwendung eines synthetischen Calciumsilikats in einem Gießpulver nicht beschrieben.

In der DE-A-38 04 279, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht worden ist, wird ein Gießzusatzmittel zur Verwendung beim Stranggießen von Stahl beschrieben, welches vollkugelförmige Teilchen aufweist; vgl. Anspruch 1. Das Gießzusatzmittel kann 20-50% SiO₂ und 20-45% CaO enthalten; vgl. Anspruch 3.

Bei dem Gießzusatzmittel der DE-A-38 04 279 wird kein synthetisches Calciumsilikat als Basismaterial eingesetzt.

Es wurden verschiedene andere Verfahren vorgeschlagen, z. B. ein Verfahren zum Erzeugen eines Pulvers mit einem hohen CaO/SiO₂-Verhältnis durch Hinzufügen von Kalkstein oder Fluorit zu einem Basismaterial, wie Schlacke aus gelbem Phosphor oder Wollastonit, mit einem relativ niedrigen CaO/SiO₂-Verhältnis. Jedoch sind alle bekannten Verfahren problematisch in bezug auf die Stabilität der Erzeugnisqualität. Infolgedessen war es unmöglich, ein Pulver mit der gewünschten Qualität bereitzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gießformzusatz und ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl unter Ver wendung eines Gießformzusatzes bereitzustellen, das die gewünschten Eigenschaften aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche. Insbesondere wird das angestrebte Ziel erreicht durch Verwendung eines Basismaterials für einen Gießformzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein synthetisches Calciumsilikat enthält mit CaO und SiO₂ mit einem Gesamtanteil von mindestens 70 Gew.-%, Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 8 Gew.-%, Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 1 Gew.-% und F mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis mindestens 1,2 beträgt.

Ein Gießformzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung, der geeignet ist zur Verwendung in einer Gießform zum Stranggießen von Stahl, weist als Basismaterial mindestens 50 Gew.% eines synthetischen Calciumsilikats auf, das CaO und SiO₂ mit einem Gesamtanteil von mindestens 70 Gew.-%, Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 8 Gew.-%, Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 1 Gew.-% und F mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-% enthält und wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis mindestens 1,2 beträgt.

Das synthetische Calciumsilikat, das als Basismaterial für einen Gießformzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat ein relativ hohes CaO/SiO₂-Verhältnis. Infolgedessen kann, wenn der Gießformzusatz hergestellt wird, eine große Menge eines leichten SiO₂-enthaltenden Materials verwendet werden. Dadurch ist es möglich, einen Gießformzusatz mit einer niedrigen Massendichte und guten Wärmeisolierungs-Eigenschaften bereitzustellen und außerdem das CaO/SiO₂-Verhältnis über einen großen Bereich durch Verändern der hinzugefügten Menge an SiO₂-enthaltenden Materials auszuwählen. Da außerdem der Fe₂O₃-Gehalt des synthetischen Calciumsilikats niedrig ist, ist der Anteil von durch Reaktion des Fe₂O₃ mit im geschmolzenen Stahl enthaltenden Al erzeugten Al₂O₃ klein, so daß eine Verunreinigung des Stahls verhindert werden kann. Außerdem ist das Ausmaß der Änderung der Pulvereigenschaften infolge der Erzeugung von Al₂O₃ nur gering und eine stabile Schmierung wird erreicht. Das synthetische Calciumsilikat gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich somit zur Verwendung als Basismaterial für einen Gießformzusatz, der besonders strikt zu befolgende Kriterien erfüllen muß.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete synthetische Calciumsilikat ist in der folgenden Weise leicht erhältlich. Materialien, wie CaCO₃, Ca(OH)₂, Dolomit, Kieselsand, Quarzit, Bauxit, Lehm, Schamotte, Bruchglas, Sodaasche, Lithiumcarbonat, Cryolit, Natriumfluorid, Fluorit und Kokspulver werden so vermischt, daß sie eine bestimmte chemische Zusammensetzung bilden, bei einer hohen Temperatur von mindestens 1400°C in einem Heizofen, wie einem Elektroofen geschmolzen, in Wasser abgeschreckt und granuliert, bei 100°C oder mehr getrocknet und mit einer üblichen Pulverisierungsmühle, wie einer Kugelmühle, auf eine Korngröße von unter 100 mesh gemahlen werden.

Das Kokspulver wird zugefügt, um Fe₂O₃ in der Schmelze zu reduzieren und zu entfernen, während das Glaspulver zum Verkürzen der Schmelzzeit hinzugefügt wird.

Da das erhaltene synthetische Calciumsilikat ein amorphes, aus der Schmelze mit Wasser abgeschrecktes und zerkleinertes Material ist, sind seine Komponenten gleichmäßig verteilt und es ist weder freies CaO noch Wasser aufnehmende Mineralien, wie 3 CaO · SiO₂ enthalten. Infolgedessen kann das vorliegende synthetische Calciumsilikat granuliert werden mit einem Granulationsprozeß, der die folgenden Schritte aufweist: Wässern, Kneten und Strangpressen oder durch Sprühtrocknen dieses Materials in einer schlammähnlichen Form.

Im folgenden wird die Zusammensetzung des synthetischen Calciumsilikat-Basismaterials beschrieben. Sein CaO/SiO₂-Verhältnis ist so ausgewählt, daß es mindestens 1,20 beträgt. Wenn das CaO/SiO₂-Verhältnis mindestens 1,20 beträgt, kann der Auswahlbereich der CaO/SiO₂-Zusammensetzung eines Gießformzusatzes erweitert werden und wenn eine große Menge von leichtem SiO₂ verwendet wird, kann ein Pulver mit niedrigem spezifischen Gewicht der Masse und guten Wärmeisolierungs-Eigenschaften erhalten werden. Daher ist es bevorzugt, daß das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats so hoch wie möglich ist. Wenn das CaO/SiO₂-Verhältnis erhöht wird, wird jedoch der Verfestigungspunkt und die Kristallisationstemperatur der Schmelze höher und die Herstellung von Schmelzen wird wesentlich schwerer, mit dem Ergebnis, daß das gewünschte amorphe Material nur schwer in einem stabilen Zustand erhältlich ist. Infolgedessen ist das CaO/SiO₂-Verhältnis des syn thetischen Calciumsilikats, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise 1,2 bis 2,3, und insbesondere bevorzugt 1,2 bis 1,9.

Das Pulver absorbiert eine große Menge von Al₂O₃, sobald dieses zur Oberfläche des geschmolzenen Stahls in der Gießform aufsteigt. Wenn die Pulverschlacke Al₂O₃ mit einem Anteil von mindestens 15 Gew.-% enthält, wird ein Mineral mit hohem Schmelzpunkt wie Gehlenit (2 CaO · Al₂O₃ · SiO₂) ausgefällt und der Schmiereffekt wird verschlechtert. Der Al₂O₃-Anteil des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten synthetischen Calciumsilikats beträgt daher vorzugsweise höchstens 8 Gew.-% und insbesondere höchstens 5 Gew.-%.

Fe₂O₃ reagiert mit in der Stahlschmelze enthaltenden Komponenten und bewirkt eine Verunreinigung des Stahls und eine Veränderung der Eigenschaften der Pulverschlacke. Daher ist es erforderlich, den Fe₂O₃-Anteil des synthetischen Calciumsilikats auf höchstens 1 Gew.-% und vorzugsweise höchstens 0,3 Gew.-% zu beschränken. F wird zugesetzt zum Einstellen der Viskosität oder Zähigkeit einer Schmelze bei dessen Herstellung und zur Verbesserung der Effizienz des Bearbeitungsprozesses. Wenn eine zu große Menge an F zugesetzt wird, wird der Schmelzofen stark beschädigt und außerdem können Änderungen der Zusammensetzung durch Verdampfung festgestellt werden. Wenn die Menge des zugesetzten F besonders gering ist, ist die Wirkung der Viskositätsverringerung schwach. Der F-Anteil des erfindungsgemäßen synthetischen Calciumsilikats ist vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.-%. Ferner werden Flußkomponenten, wie Na₂O, Li₂O und B₂O₃, die einen ähnlichen Zweck wie F erfüllen, hinzugefügt, so daß es möglich ist, den Schmelzpunkt und die Viskosität einer Schmelze während der Herstellung des synthetischen Calciumsilikats einzustellen. Wegen der Gefahr der Beschädigung des Schmelzbehälters und dem Ausmaß der Verdampfung während der Herstellung ist es jedoch bevorzugt, den Gesamtanteil der hinzugefügten Flußkomponenten auf höchstens 15 Gew.-% zu beschränken.

Das erfindungsgemäße Pulver wird zusammengesetzt aus einem Basismaterial, einem SiO₂-enthaltenden Material, einem Flußmaterial und einem Kohlenstoff-enthaltenden Material, die nachstehend aufgelistet werden:

Basismaterial: synthetisches Calciumsilikat,
SiO₂-enthaltendes Material: Perlit, Flugasche, Kieselsand, Glaspulver, Diatomite oder ähnliches,
Flußmittel: Sodaasche, Li₂CO₃, NaF, Na₃AlF₆, Fluorit, BaCO₃, MgCO₃, MgF₂, Borax oder ähnliches, und
Kohlenstoff enthaltendes Material: Kokspulver, Ruß, natürliches Graphit oder ähnliches.

Es ist erforderlich, die Schmelzeigenschaften des Gießformzusatzes einzustellen, wie Erweichungspunkt, Schmelzpunkt, Viskosität, Oberflächenspannung, Kristallisationstemperatur und Schmelzgeschwindigkeit entsprechend den Gießbedingungen wie Gießtemperatur, Gießformgröße, Güte des Stahls und Gießgeschwindigkeit. Diese Schmelzeigenschaften werden beeinflußt durch die chemische Zusammensetzung des Gießformzusatzes und die zuvor beschriebenen Materialien müssen so gemischt werden, daß jedes der Materialien eine bestimmte chemische Zusammensetzung annimmt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die chemische Zusammensetzung des Gießformzusatzes (oder Pulvers) zur Verwendung zum Stranggießen von Stahl wie folgt:

CaO
20 bis 45 Gew.-%
SiO₂	25 bis 50 Gew.-%
Gewichtsverhältnis CaO/SiO₂ =	0,7 bis 1,5 Gew.-%
Al₂O₃	0 bis 10 Gew.-%
Fe₂O₃	0,1 bis 2,0 Gew.-%
MgO	0 bis 10 Gew.-%
Na₂O + K₂O + Li₂O	1 bis 25 Gew.-%
F	2 bis 15 Gew.-%
B₂O₃	0 bis 10 Gew.-%
MnO	0 bis 5 Gew.-%
BaO	0 bis 15 Gew.-% und
C	0,5 bis 10 Gew.-%

Der Gießformzusatz mit der oben angegebenen chemischen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist erhältlich durch Mischen von mindestens 50 Gew.-% synthetischen Calciumsilikat-Basismaterials, 2 bis 30 Gew.-% SiO₂-Material, 3 bis 30 Gew.-% Flußmaterial und 0,5 bis 8 Gew.-% eines Kohlenstoff enthaltenden Materials.

Es ist nicht erwünscht, daß der Anteil des zugefügten synthetischen Calciumsilikats kleiner als 50 Gew.-% ist, weil die ho mogene Verteilung und Stabilität der Komponenten, die charakteristisch sind für synthetisches Calciumsilikat, verringert würden. Das SiO₂-enthaltende Material wird verwendet zur Einstellung der Massendichte und des CaO/SiO₂-Verhältnisses des Pulvers. Es ist nicht erwünscht, daß der Anteil des zugefügten SiO₂-enthaltenden Materials geringer als 2 Gew.-% ist, weil die Massendichte auch bei Verwendung eines leichten SiO₂-enthaltenden Materials, wie Perlit, nicht ausreichend verringert werden kann und außerdem die Wärmeisolierungs-Eigenschaften zerstört würden. Es ist ferner nicht erwünscht, daß der Anteil des zugefügten SiO-enthaltenden Materials 30 Gew.-% übersteigt, weil die Massendichte zu gering wird und der Umfang der Pulverstauberzeugung ansteigen würde. Zum Einstellen der Schmelzeigenschaften ist es erforderlich, das Flußmaterial mit einem Anteil von mindestens 3 Gew.-% hinzufügen. Wenn jedoch eine zu große Menge eines Flußmaterials hinzugefügt wird, kann sich seine Zusammensetzung infolge von Verdampfung während des Schmelzens verändern und außerdem kann die beim Gießen einer Strahlschmelze in eine Gießform verwendete Tauchdüse stark beschädigt werden. Deshalb ist bevorzugt, daß die Höchstmenge des zugefügten Flußmaterials 30 Gew.-% beträgt.

Das Kohlenstoff-enthaltende Material wird zugefügt zum Einstellen der Schmelzgeschwindigkeit des Pulvers. Wenn die Menge des Zusatzes geringer als 0,5 Gew.-% ist, kann kein wesentlicher Effekt erzielt werden. Andererseits ist es nicht erwünscht, daß die Menge des Zusatzes 8 Gew.-% übersteigt, da die Schmelzgeschwindigkeit in zu starkem Maße abfallen würde.

Der Gießformzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung ist erhältlich durch Herstellen jedes der Materialien gemäß der vorstehenden chemischen Zusammensetzung und Mischen der vorbereiteten Materialien in einem Mischer vom V-Typ oder einem "Nauter-Mischer". Zusätzlich ist es möglich, Granulat in länglicher Form zu erhalten durch Kneten der Materialmischung mit Wasser und Granulieren mit einem Extrusionsgranulator. Durch Umwandeln der Materialmischung in eine schlammähnliche Form und Sprühtrocknung derselben, ist es auch möglich, einen Gießformzusatz, dessen Körner eine Kugelform aufweisen, zu erhalten.

Beispiel Herstellung eines synthetischen Calciumsilikat-Basismaterials

Eine Mischung der Materialien, die die in der folgenden Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung aufweist, wird durch Aufheizen auf eine Temperatur von 1650 bis 1700°C in einem Elektroofen geschmolzen und die erhaltene Schmelze wird mit Wasser abgeschreckt und zerkleinert. Die Granulate werden bei 190°C getrocknet und schließlich in einer Kugelmühle auf eine Korngröße von unter 100 mesh zermahlen, wodurch die aus synthetischen Calciumsilikaten 1, 2 und 3 zusammengesetzten Basismaterialien hergestellt werden.

Tabelle 1

Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzungen der erhaltenen synthetischen Calciumsilikate 1, 2 und 3. Tabelle 2 zeigt ferner die Zusammensetzungen von Schlacke aus gelbem Phosphor, synthetischer Schlacke und Portlandzement, die verwendet werden zur Herstellung von Ver gleichs-Pulverproben.

Tabelle 2

Die aus synthetischem Calciumsilikat 1, 2 und 3 zusammengesetzten Basismaterialien werden jeweils mit einem Mischer vom V-Typ gemischt mit Materialmischungen, die die in der folgenden Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen aufweisen, um so Gießformzusatz-Proben gemäß der vorliegenden Erfindung und Gießformzusatz-Vergleichsproben herzustellen.

Die sich bei der Anwendung in tatsächlichen Gießverfahren ergebenden Resultate, wie die Zusammensetzung und die typischen Eigenschaften der jeweiligen Pulverproben sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Das synthetische Calciumsilikat-Basismaterial, das verwendet wird als Gießformzusatz für das erfindungsgemäße Stranggießen, das als Pulver angewendet wird, hat die Vorteile von Portlandzement und Schlacke aus gelbem Phosphor. Der Gießformzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung, der mindestens 50 Gew.-% synthetisches Calciumsilikat enthält, hat die folgenden Merkmale.

1) Da das leichte SiO₂-enthaltende Material zugefügt wird, kann eine niedrige Massendichte und gute Wärmeisolier-Eigenschaft erreicht werden.
2) Durch Einstellen der Menge des hinzugefügten SiO₂-Materials ist es möglich, verschiedene Pulver herzustellen, deren Zusammensetzungen von einem niedrigen CaO/SiO₂-Verhältnis bis zu einem hohen CaO/SiO₂-Verhältnis reichen.
3) Da der Fe₂O₃-Anteil gering ist, wird eine stabile Schmierung erreicht.
4) Da weder freies CaO noch 3 CaO · SiO₂ enthalten ist, kann eine Granulation mittels Wasser durchgeführt werden.
5) Alle Komponenten können homogen verteilt werden.

Claims

1. Gießformzusatz geeignet zur Verwendung in einer Gießform zum Stranggießen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießformzusatz als Basismaterial mindestens 50 Gew.-% synthetisches Calciumsilikat aufweist, das CaO und SiO₂ mit einem Gesamtanteil von mindestens 70 Gew.-%, Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 8 Gew.-%, Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 1 Gew.-% und F mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-% enthält und dessen CaO/SiO₂-Verhältnis mindestens 1,26 beträgt.

2. Gießformzusatz nach Anspruch 1, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 2,3 beträgt.

3. Gießformzusatz nach Anspruch 1, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 1,9 beträgt.

4. Gießformzusatz nach Anspruch 1, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 1,9 beträgt und das synthetische Calciumsilikat Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 5 Gew.-% und Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 0,3 Gew.-% enthält.

5. Verfahren zum Stranggießen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gießformzusatz verwendet wird, der mindestens 50 Gew.-% synthetisches Calciumsilikat als Basismaterial aufweist, das CaO und SiO₂ mit einem Gesamtanteil von mindestens 70 Gew.-%, Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 8 Gew.-%, Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 1 Gew.-% und F mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-% enthält und dessen CaO/SiO₂-Verhältnis mindestens 1,26 beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 2,3 beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 1,9 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das CaO/SiO₂-Verhältnis des synthetischen Calciumsilikats 1,26 bis 1,9 beträgt und das synthetische Calciumsilikat Al₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 5 Gew.-% und Fe₂O₃ mit einem Anteil von höchstens 0,3 Gew.-% enthält.