DE4142029A1

DE4142029A1 - Stahlgiesspfanne

Info

Publication number: DE4142029A1
Application number: DE19914142029
Authority: DE
Inventors: Yves Piquet; Christian Clermont; Pascal Henriey
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2011-12-20
Also published as: EP0547619A1; DE4142029C2

Description

Die Erfindung betrifft Stahlgießpfannen mit einer feuerfesten Zustellung der Pfannenwand, wobei die Zustellung aus einem Verschleißfutter, einem Dauerfutter und eventuell einer rückseitigen wärmeisolierenden Schicht besteht.

Bei Stahlgießpfannen kann das Verschleißfutter sowohl aus feuerfesten tonerdereichen Steinen als auch aus feuerfesten basischen Steinen aufgebaut sein, der Aufbau aus feuerfesten basischen Steinen für ein solches Verschleißfutter ist z. B. in STEEL & METALS Magazine, Vol. 26, No. 10 (1988) Seiten 850-856, beschrieben.

Die Verwendung eines Verschleißfutters aus feuerfesten basischen Steinen weist nun den Nachteil auf, daß geschmolzene Schlacke, wenn sie mit dieser Verschleißschicht in Berührung kommt, sich wohl infolge der hohen Leitfähigkeit solcher feuerfester basischer Steine rasch verfestigt, so daß es zu einem starken Aufbau von fester Schlacke auf dieser Verschleißschicht kommt, wodurch sich das Volumen des in einer solchen Stahlgießpfanne aufzunehmenden flüssigen Stahls bei jedem Gußvorgang stark vermindert, was zur Folge hat, daß nach etwa 20 Gießvorgängen ein solches Verschleißfutter aus feuerfesten basischen Steinen als Folge einer übermäßig starken Herabsetzung der in einer solchen Stahlgießpfanne aufnehmbaren Menge an geschmolzenem Stahl erneuert werden muß.

Wenn in einer solchen Stahlgießpfanne das Verschleißfutter dagegen aus feuerfesten tonerdereichen Steinen aufgebaut ist, wird ein solches Verschleißfutter von der Stahlschmelze und insbesondere von der geschmolzenen Schlacke stark angegriffen, wobei sich die Steine des Verschleißfutters sehr schnell abnutzen, so daß beispielsweise nach 15 Güssen eine Erneuerung des Verschleißfutters erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Stahlgießpfanne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art, bei welcher erstens die Anzahl der möglichen Abgüsse aus dieser Stahlgießpfanne möglichst hoch ist und zweitens das nutzbare Volumen der Stahlschmelze in einer solchen Stahlgießpfanne über eine möglichst hohe Anzahl von Einzelgießvorgängen, z. B. Abstichvorgängen beim Stahlstrangguß, auf den gewünschten hohen Ausgangswert gehalten werden kann.

Es wurde nun gefunden, daß durch einen zweischaligen Aufbau des Verschleißfutters zumindest in dem Bereich, in welchem das Verschleißfutter mit der Stahlschmelze in Berührung kommt, eine wesentliche Erhöhung der Anzahl ununterbrochener Gießvorgängen möglich ist, ohne daß das nutzbare Volumen der Stahlgießpfanne für geschmolzenen Stahl auf einen aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr zulässigen Wert absinkt.

Zur Lösung der genannten Aufgabe dient daher die Stahlgießpfanne der genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens im Bereich der Stahlschmelze das Verschleißfutter eine Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite und eine Schicht aus feuerfesten basischen Steinen zwischen Dauerfutter und der Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen umfaßt.

Vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stahlgießpfanne sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 näher beschrieben.

Das Verschleißfutter der erfindungsgemäßen Stahlgießpfanne weist an der Pfanneninnenseite, d. h. in Kontakt mit dem geschmolzenen Stahl, eine Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen auf. Obwohl solche feuerfesten tonerdereichen Steine keine besonders guten Verschleißeigenschaften haben, halten diese doch eine Reihe der anfänglichen Gießvorgänge aus. Wenn diese innenliegende Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten tonerdereichen Steinen abgenutzt ist, kommt der flüssige Stahl bei den darauffolgenden, späteren Gießvorgängen mit der Schicht aus feuerfesten basischen Steinen des Verschleißfutters in Kontakt. Hierbei baut sich zwar auf dieser Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten basischen Steinen relativ stark verfestigte Schlacke auf, so daß das Volumen der Stahlgießpfanne, welches zur Aufnahme von geschmolzenem Stahl zur Verfügung steht, verkleinert wird, jedoch ist dieses Volumen durch den Verschleiß der Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten tonerdereichen Steinen gegenüber dem Anfangszustand bzw. Startzustand einer neu zugestellten Stahlgießpfanne so vergrößert, daß eine ganze Anzahl von weiteren Gießvorgängen durchgeführt werden kann, bis das Aufnahmevolumen der Stahlgießpfanne für geschmolzenen Stahl als Folge des Schlackenaufbaus zu gering geworden ist.

Versuche haben beispielsweise gezeigt, daß bei Verwendung einer Stahlgießpfanne mit einem Verschleißfutter, das nur aus feuerfesten basischen Steinen besteht, der Schlackenaufbau nach etwa 10 bis 15 Gießvorgängen so stark geworden ist, daß die anfängliche Aufnahmekapazität der Gießpfanne von 120 Tonnen so stark herabgesetzt war, daß der Betrieb der Pfanne unterbrochen und das Verschleißfutter aus feuerfesten basischen Steinen erneuert werden mußte.

Bei Verwendung einer Verschleißschicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen in einer vergleichbaren Stahlgießpfanne erfolgte ein sehr schneller Angriff der Schlacke auf diese Steine und nach 20 Gießvorgängen war die Stärke dieser Verschleißschicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen nicht mehr ausreichend, und das Verschleißfutter mußte erneuert werden.

Demgegenüber wurde bei einer erfindungsgemäßen Stahlgießpfanne, welche ein Verschleißfutter mit vergleichbarer üblicher Dicke, bestehend aus einer an der Pfanneninnenseite angebrachten Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen mit einer Stärke von etwa 70 mm und einer nach der Pfannenaußenseite angrenzenden Schicht aus feuerfesten basischen Steinen mit einer Stärke von etwa 120 mm gefunden, daß die Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite zwar nach etwa 15 Güssen fast ganz verschwunden war und der Stahl und insbesondere die Schlacke dann mit der Schicht aus feuerfesten basischen Steinen in Berührung kam und sich auf dieser Schicht aus feuerfesten basischen Steinen auch aufbaute. Da jedoch der Rauminhalt der Pfanne durch das Verschwinden der Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen größer geworden war, konnten eine erhebliche Anzahl von weiteren Gießvorgängen durchgeführt werden, bis die Pfanne nur mehr die ursprüngliche Aufnahmekapazität von 120 Tonnen Stahl wieder erreicht hatte. Im vorliegenden Fall konnten etwa 40 Gießvorgänge durchgeführt werden.

Gemäß der Erfindung werden als feuerfeste tonerdereiche Steine bevorzugt feuerfeste Bauxitsteine mit einem Aluminiumoxidgehalt von wenigstens 80% eingesetzt. Ebenfalls ist es jedoch auch möglich, Schamottesteine, ebenfalls mit möglichst hohem Aluminiumoxidgehalt, zu verwenden. Solche Feuerfestmaterialien werden auch als "saure" Materialien bezeichnet.

Gemäß der Erfindung werden als feuerfeste basische Steine des Verschleißfutters vorteilhafterweise Magnesiasteine oder insbesondere gebrannte Dolomitsteine verwendet, da Dolomitsteine kostengünstiger sind und eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen.

Gemäß der Erfindung kann das Verschleißfutter in der gesamten Höhe der Gießpfanne aus den Schichten zweier unterschiedlicher Feuerfeststeine, nämlich tonerdereichen Steinen auf der Pfanneninnenseite und angrenzenden basischen Steinen nach der Pfannenaußenseite, aufgebaut sein, gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird jedoch der Bereich des Verschleißfutters, welcher nicht mit geschmolzenem Stahl, sondern nur mit geschmolzener Schlacke in Berührung kommt, nur aus aus einem Material bestehenden Steinen aus basischen feuerfesten Steinen aufgebaut. Ein starker Aufbau von Schlacke auf dieser Schicht aus basischen feuerfesten Steinen ist unerheblich, da dieser Schlackenaufbau das Volumen, was bei maximaler Füllung der Pfanne mit geschmolzenem Stahl für diesen geschmolzenen Stahl zur Verfügung steht, nicht oder nur unwesentlich verändert.

Bei dieser Ausführungsform, bei welcher das Verschleißfutter im Bereich der geschmolzenen Schlacke nur aus basischen feuerfesten Steinen besteht, wird dieses Verschleißfutter vorteilhafterweise aus feuerfesten Dolomitsteinen aufgebaut.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dieses Verschleißfutter im Bereich der geschmolzenen Schlacke, welches aus feuerfesten basischen Steinen besteht, jedoch im unteren Teil, d. h. angrenzend an das Verschleißfutter des Bereichs der Stahlschmelze, aus wenigstens einer Lage feuerfesten Magnesiasteinen aufgebaut, während darüberliegend nach der Pfannenoberseite das Verschleißfutter, welches mit geschmolzener Schlacke in Berührung kommt, wie zuvor aus feuerfesten Dolomitsteinen aufgebaut ist.

Bei der Durchführung der Erfindung werden die Steine der Verschleißschicht mit geeigneten Mörteln verlegt, z. B. tonerdereiche Mörtel im Fall der feuerfesten tonerdereichen Steine, und basische, chromerzhaltige Mörtel für die feuerfesten basischen Steine. Ebenfalls ist es möglich, in bekannter Weise dünne Schichten aus Feuerfestmassen zwischen den einzelnen Steinschichten anzubringen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht der allgemeinen Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine senkrechte Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher im Schlackenbereich ein aus einer Schicht bestehendes Verschleißfutter vorhanden ist.

In den Fig. 1 und 2 bedeuten die Bezugsziffern 1 bis 7 jeweils gleiche Bauteile der Gießpfanne. Mit 1 ist der Blechmantel der Gießpfanne bezeichnet, 2 stellt die Wärmeisolierschicht dar, 3 ist das Dauerfutter, welches beispielsweise aus einem hochtonerdehaltigen Material bestehen kann.

Mit 4 und 5 ist das Verschleißfutter dargestellt, wobei dieses die nach der Pfannenaußenseite gerichtete Schicht 4 aus feuerfesten basischen Steinen sowie die nach der Pfanneninnenseite gerichtete Schicht 5 aus feuerfesten tonerdereichen Steinen umfaßt.

Mit 6 ist der Pfannenboden dargestellt, dessen Aufbau nicht im einzelnen dargestellt ist und 7 bedeutet die Öffnung zum Einsetzen eines Verschlusses zum Abgießen, beispielsweise eines Schieberverschlusses.

In der Fig. 1 reichen die einzelnen Schichten der Zustellung 2 bis 5 bis zur oberen Kantenabdeckung 10 der Gießpfanne.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Stahlgießpfanne gemäß der Erfindung wiedergegeben, bei der die beiden Schichten 4 und 5, welche das Verschleißfutter bilden, nicht bis zur oberen Kantenabdeckung 10 reichen, sondern im Bereich des Maximalniveaus der in die Stahlgießpfanne einzufüllenden Stahlschmelze enden. An diese beiden Schichten 4 und 5 des Verschleißfutters im Bereich der Stahlschmelze schließt sich zunächst eine Lage 8 aus feuerfesten Magnesiasteinen ein, wobei die Höhe dieser Magnesiasteine, d. h. der Schicht 8, üblicherweise im Bereich von 10 bis 20 cm liegt. Oberhalb dieser Lage 8 aus Magnesiasteinen besteht das restliche Verschleißfutter aus feuerfesten Dolomitsteinen. Die beiden Schichten 8 und 9 befinden sich dabei in einem Bereich, der lediglich mit geschmolzener Schlacke in Berührung kommt, während der untere Abschnitt der Gießpfanne im Bereich der Schichten 4 und 5 im gefüllten Zustand der Stahlgießpfanne nur mit Stahl in Berührung kommt, beim Gießvorgang durch das Absenken der Stahlschmelze dann auch in Berührung mit Schlacke kommt.

Claims

1. Stahlgießpfanne mit feuerfester Zustellung der Pfannenwand, wobei die Zustellung aus einem Verschleißfutter, einem Dauerfutter und eventuell einer rückseitigen wärmeisolierenden Schicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im Bereich der Stahlschmelze das Verschleißfutter eine Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite und eine Schicht aus feuerfesten basischen Steinen zwischen Dauerfutter und der Schicht aus feuerfesten tonerdereichen Steinen umfaßt.

2. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten tonerdereichen Steine des Verschleißfutters feuerfeste Bauxitsteine ( 80% Al₂O₃) sind.

3. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten basischen Steine des Verschleißfutters Magnesiasteine sind.

4. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten basischen Steine des Verschleißfutters Dolomitsteine sind.

5. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschleißfutter im Bereich der Stahlschmelze die Schicht feuerfester tonerdereicher Steine und die Schicht feuerfester basischer Steine und im darüberliegenden Bereich der geschmolzenen Schlacke eine Schicht aus basischen feuerfesten Steinen angeordnet ist.

6. Stahlgießpfanne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der geschmolzenen Schlacke die basischen feuerfesten Steine des Verschleißfutters feuerfeste Dolomitsteine sind.

7. Stahlgießpfanne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der geschmolzenen Schlacke angrenzend an das Verschleißfutter des Stahlschmelzenbereichs eine Lage feuerfester Magnesiasteine vorhanden ist.