DE60203744T2

DE60203744T2 - Auskleidung für Giesspfannen , Zwischengefässe und dergleiche Behältern zum Gebrauch in der Eisen- und Stahlindustrie

Info

Publication number: DE60203744T2
Application number: DE60203744T
Authority: DE
Inventors: Luigi Ture
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: EP1222982A2; ES2240577T3; DE60203744D1; ITBA20010004A1; EP1222982B1; ATE293504T1; EP1222982A3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einteilige Auskleidung für Pfannen, Gießwannen und ähnliche Behälter, die in der Eisen- und Stahlindustrie verwendet werden. Sie umfasst eine oder mehrere Schichten von feuerfesten Ziegeln, die an allen Kontaktflächen mit einem hitzeresistenten Gipsputz mit niedriger Expansion miteinander verbunden werden, wobei der Gipsputz mit einem Zusatzstoff auf Kohlenstoffgrundlage behandelt wird, wie zum Beispiel demjenigen, der im Europäischen Patent Nr. 0 505 542 beschrieben ist.
Wie bekannt ist, umfasst der Vorgang der Stahlherstellung mehrere Phasen: Geschmolzenes Metall aus dem Hochofen wird zum Stahlwerk gebracht, wo in Tiegeln eine weitere Reduzierung von Unreinheiten vorgenommen wird. Der flüssige Stahl wird in Pfannen und anschließend in andere Behälter oder Gießwannen gegossen. Gießpfannen sind Metallbehälter, die mit feuerfesten Ziegeln und einer feuerfesten Wand ausgekleidet sind, welche in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall steht und regelmäßig erneuert werden muss (Neuauskleidung). Gießwannen sind Behälter, die aus Stahl bestehen und mit einigen Ziegelschichten ausgekleidet sind, die mit 3 bis 4 cm hochgradig feuerfesten Materialien beschichtet sind.
Diese Behälter haben einige Nachteile: Einsickern von Stahl in die feuerfesten Materialien, persistente Adhäsion von Stahl an die Innenwände der Pfannen oder Eimer. Fachleute versuchen diese Probleme zu überwinden, indem sie die Wände der Pfannen mit speziellen feuerfesten Ziegeln und Bindemitteln auskleiden, wie im Französischen Patent FR 2 296 485 beschrieben. Diese Auskleidung umfasst eine Schicht von Isoliermaterial, das auf die Metallhülle der Pfanne aufgetragen wird, eine mittlere Schicht aus feuerfestem Material und eine Arbeitsschicht. Darüber hinaus wurde im Japanischen Patent JP 63 119 971 eine Auskleidung für eine Pfanne offenbart, die eine Wärmeisolierschicht, zwei Schichten von Auskleidungsziegeln und eine Arbeitsschicht von Ziegeln umfasst, aber es ist keine Information verfügbar, wie die Auskleidung aufzubauen ist.
Daher hat bis jetzt niemand das Problem wirksam gelöst. Weiterhin unterliegen die Behälter und insbesondere Pfannen und Eimer der Oxidierung der Metallschichten mit der resultierenden Reduktion der Wanddicke; zuletzt werden auch die Ziegel auf Kohlenstoffbasis, die der Einwirkung von Schlacken ausgesetzt sind, oxidiert. Mit der Zeit und bei einer Temperatur im Bereich zwischen 800°C und 1000°C dekarbonisiert Sauerstoff die Ziegel, verringert ihren mechanischen Widerstand und führt zum Verschleiß und zur Freisetzung von Kohlenstoff in den erzeugten Stahl.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung löst die oben erwähnten Probleme und wird als einteilige Auskleidung charakterisiert, die einige Schichten von feuerfesten Ziegeln umfasst, die durch Gipsputze auf der Grundlage von Aluminiumoxid oder Zirkonium miteinander verbunden sind. Diese Gipsputze, die behandelt wurden mit einem Kohlenstoff-Zusatzstoff, der bereits im Europäischen Patent Nr. 0 505 542 beschrieben wurde, sind wärmebeständig und haben einen niedrigen Wärme-Expansions-Koeffizienten.
Auf diese und andere Vorteile wird in der detaillierten Beschreibung der Erfindung hingewiesen, die sich auf die 1 und 2 auf der Seite 1/1 bezieht. Beide sind exemplarisch und nicht einschränkend.
Verfahren zum Ausführen der Erfindung
1 beschreibt ein praktisches, bevorzugtes, aber nicht einschränkendes Beispiel, wie die Beschichtung auf eine Pfannen-Oberfläche aufgetragen werden kann.
Die Auskleidung besteht aus einem undurchdringlichen Wandmuster, das aus horizontalen und vertikalen Fugen mit geeigneten Bindemitteln besteht und das eine echte Barriere gegenüber dem flüssigen Stahl bildet. In 1 ist (1) die Pfannen-Metallhülle, auf die eine erste 2 mm-Schicht aus schützendem, bindendem und isolierendem Gipsputz (2) aufgetragen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann dieses Material aus Aluminiumsilikat, Sand und Keramikfasern bestehen. Anschließend wird eine erste Schutzschicht (3) aus Platten oder Ziegeln (eben oder mit einer geeigneten Krümmung) auf den Stuckgips (2) gelegt und mit dem Niedrigexpansions-Stuckgips (5) auf Aluminiumoxid- und/oder Zirkonium-Basis verbunden. Bevor die nächste Schutzschicht aufgelegt wird, wird eine weitere Schicht des Materials (5) auf die Ziegel-Oberfläche aufgetragen. Diese Gipsputz-Schicht muss allmählich auf kleine Abschnitte der Wand (einige Quadratmeter) aufgetragen werden, um zu vermeiden, dass sie vollständig aushärtet, bevor die Ziegel aufgelegt werden. Dann werden die Ziegel (4) aufgelegt und mit demselben Material (5) verbunden. Der wichtigste Teil der Beschichtung ist eine Schicht (6), die aus demselben Material wie die Schicht (5) besteht. Diese Schicht, die als starke Barriere gegenüber Infiltrationen von geschmolzenem Stahl oder Gusseisen wirkt, kann eine Dicke von ungefähr 2 mm haben und muss auf die ganze Oberfläche aufgetragen werden; dann muss sie vollständig trocknen (ungefähr 4 bis 8 Stunden, je nach der Außentemperatur), bevor die letzte Schicht der Wand (7) aufgetragen wird.
Wie bereits erwähnt, werden die Gipsputze (5), (6) mit einem Zusatzstoff angereichert, der im Europäischen Patent Nr. 0 505 542 beschrieben ist. Der Zusatzstoff für Bindemittel mit isolierenden, undurchlässig machenden und Antischrumpf-Eigenschaften umfasst eine Mischung aus Karbonaten, die, ausgedrückt als deren entsprechende Oxide, in Gewichtsprozent 0 bis 1 Fe₂O₃, 65 bis 80% CaO, 20 bis 30% SiO₂, 0 bis 2% Al₂O₃ und 0 bis 1% MgO umfasst.
Der angereicherte Gipsputz (5), (6) wird in flüssiger Form durch Mischen der Komponenten mit einer entsprechenden Menge Wasser hergestellt, zur Gewinnung einer letzte Mischung in Form eines Mörtels; mindestens ein Harz, gewählt aus Epoxid-, Acryl-, Phenol-, Polyurethan- oder anderen Harzen, die zur Verwendung mit Bindemitteln bekannt sind, wird hinzugefügt; dann wird die Zusammensetzung erhitzt.
In der Zusammenfassung sind die Vorteile eines solchen Beschichtungssystems folgende: die Reduzierung von Infiltrationen auf Grund der Gipsputz-Zwischenschichten, die den geschmolzenen Stahl abkühlen, welcher zu dünnen Schichten erstarrt, die leicht entfernbar sind; Reduzierung der Wartungszeit und längere Lebenszeit der feuerfesten Materialien; Verminderung der Rissbildung und Leckage bei den Pfannen; niedrigere Temperatur der Außen-Oberfläche der Hülle und folglich geringere Wärmeverluste des Stahls. Schließlich wird durch die Verwendung solcher isolierender und wärmebeständiger Beschichtung für solche Behälter die Oxidation der Blechwände und deren Ausdünnung vermieden und eine geringere Freisetzung von Kohlenstoff in den erzeugten Stahl ermöglicht, insbesondere, wenn Kohlenstoffsteine verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Aufbau einer einteiligen Auskleidung für Pfannen, Gießwannen und ähnliche Behälter, die in der Eisen- und Stahlindustrie benutzt werden, wobei die Auskleidung aus einer oder mehreren Schichten eines feuerfesten Materials, einer Arbeitsauskleidung und mehreren Schichten (5), (6) von Bindemitteln auf Aluminiumoxid- und/oder Zirkonium-Basis besteht und das Bindemittel ein Additiv umfasst, das eine Mischung von Carbonaten umfasst, die, ausgedrückt als deren entsprechenden Oxide, in Gewichtsprozenten 0 bis 1% Fe₂O₃, 65 bis 80% CaO, 20 bis 30% SiO₂, 0 bis 2% Al₂O₃ und 0 bis 1% MgO umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen einer ersten Schicht eines schützenden, bindenden und isolierenden Gipsputzes (2), basierend auf Keramik- oder Aluminiumoxidfasern, auf das Metallgehäuse (1) der Pfanne; Legen einer ersten Schutzschicht (3) aus Platten oder Ziegeln, eben oder mit einer geeigneten Krümmung, zusammengefügt mit dem Bindemittel (5), auf den Gipsputz (2); Aufbringen einer Schicht des Bindemittels (5) auf die Ziegeloberfläche, nach und nach auf kleine Abschnitte der Wand, um deren vollständige Aushärtung zu vermeiden, bevor die Ziegel der nächsten Schutzschicht ausgelegt werden; Legen der Ziegel einer weiteren Schutzschicht (4), zusammengefügt mit demselben Bindemittel (5); Aufbringen einer Schicht (6), hergestellt aus ge nau demselben Bindemittel wie die Schicht (5), auf die gesamte Oberfläche; vollständiges Trocknen der Schicht (6); Aufbringen der Ziegel der letzten Schicht der Wand (7)
Auskleidung für Pfannen, Gießwannen und ähnliche Behälter, die in der Eisen- und Stahlindustrie benutzt werden, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 1, bestehend aus: einer ersten Schicht eines schützenden und isolierenden Materials (2), etwa 2 mm dick, basierend auf Keramik- oder Aluminiumoxidfasern, aufgetragen auf die Metallgehäuse (1) der Pfannen, als bindender Gipsputz; einer ersten schützenden Ziegelschicht (3), gelegt auf das Material (2) und zusammengefügt durch ein Material (5); einer Schicht desselben Bindemittels (5), etwa 2 mm dick, aufgetragen als bindender Gipsputz auf die erste Ziegelschicht; einer weiteren schützenden Ziegelschicht (4), zusammengefügt mit demselben Bindemittel (5); einer Schicht (6), die aus demselben Bindemittel wie die Schicht (5) hergestellt ist; einer letzten Arbeitsauskleidung (7), wobei das Bindemittel (5), (6) ein Bindemittel auf Aluminiumoxid- und/oder Zixkoniumbasis ist, umfassend ein Additiv, das eine Mischung von Carbonaten umfasst, die, ausgedrückt als deren entsprechenden Oxide, in Gewichtsprozenten 0 bis 1% Fe₂O₃, 65 bis 80% CaO, 20 bis 30% SiO₂, 0 bis 2% Al₂O₃ und 0 bis 1% MgO umfasst.
Auskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Schichten (5), (6) Aluminiumoxid, Zirkoniumsilicat und/oder andere alkalische oder saure Elemente enthalten.
Auskleidung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Schichten (5), (6) eine Hitzebeständigkeit bis zu 1700 °C aufweisen.