DE69006158T2

DE69006158T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer auskleidung auf den innenflächen eines metallurgischen gefässes.

Info

Publication number: DE69006158T2
Application number: DE90907161T
Authority: DE
Inventors: Andre Daussan; Gerad Daussan; Jean-Charles Daussan
Original assignee: Daussan SAS
Current assignee: Daussan SAS
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: FR2646367B1; KR920700082A; HUT56750A; EP0422196A1; EP0422196B1; HU904258D0; CS203890A3; CA2030787A1; US5160692A; KR940003901B1; FR2646367A1; AU627585B2; DE69006158D1; WO1990012666A1; BR9006724A; ES2048492T3; AU5657690A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden einer Beschichtung auf den inneren Wänden eines metallurgischen Behälters, der dazu vorgesehen ist, flüssiges Metall aufzunehmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Ausführen des oben genannten Verfahrens.
Zum Ausbilden einer Beschichtung auf den Innenwänden eines metällurgischen Behälters sind mehrere Verfahren bekannt.
Aus der französischen Patentschrift 2 393 637 der Anmelderin ist z. B. ein Verfahren bekannt, bei dem im Inneren eines metallurgischen Behälters, wie z. B. eines Gießverteilers, durch Gießen, Stampfen, pneumatisches Spritzen, Schleudern mit der Kelle oder anders ein wäßriges und breiartiges, aushärtbares Gemisch aufgebracht wird, das anorganische Partikel, eventuell Fasern, und ein organisches und/oder ein anorganisches Bindemittel enthält. Das Partikelgemisch sintert beim Kontakt mit dem flüssigen Metall, was den Zusammenhalt der Beschichtung gewährleistet.
Es ist auch die Patentanmeldung EP-A-O 289 480 bekannt, auf der die Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 9 basieren. Diese Patentanmeldung beschreibt eine Vorrichtung, die die kostengünstige Anwendung eines Verfahrens erlaubt, das "Gunitieren" genannt wird. Sie lehrt, eine wäßriges und breiartiges, aushärtbares Gemisch unter Druck mit Hilfe einer Lanze aufzuspritzen. Eine solche Methode erlaubt, die bereits aufgebrachten Partikel mit einer gewissen Geschwindigkeit zu spritzen und die Kompaktheit und damit die Widerstandsfähigkeit der auf diese Weise erhaltenen Beschichtung zu verbessern. Es ist dagegen notwendig, diese Beschichtung zu erhitzen, um sie zu trocknen.
Aus den französischen Patentanmeldungen 2 585 273, 2 613 256 oder 2 619 323 im Namen der Anmelderin ist auch ein Verfahren bekannt, nach dem man im Inneren eines metallurgischen Behälters wenigstens zwei Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung aufbringt, die jeweils durch Spritzen eines wäßrigen und breiartigen, aushärtbaren Gemischs des oben genannten Typs aufgebracht werden.
Diese Verfahren, die sonst den Anwender völlig zufriedenstellen, weisen jedoch einen Nachteil auf: es ist notwendig, durch Trocknen wenigstens das gesamte Befeuchtungswasser zu entziehen, das zur Bildung des wäßrigen Gemischs oder der wäßrigen Gemische verwendet wird, was eine nicht vernachlässigbare Stillstandszeit und einen nicht vernachlässigbaren Energieaufwand bedeutet.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, nach dem man im Inneren eines metallurgischen Behälters eine Schablone plaziert und zwischen die Schablone und die Innenwände des Behälters pneumatisch ein Material spritzt, das aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel besteht; danach wird geheizt, während die Schablone an ihrem Platz bleibt, um das Aushärten des Bindemittels zu bewirken, schließlich entfernt man die Schablone. Das gespritzte Material enthält eine anorganische Zusammensetzung, die Kristallisationswasser enthält.
Gemäß anderen bekannten Verfahren, die die Verwendung einer Schablone benötigen, wird das Material des oben genannten Typs zwischen der Schablone und den Innenwänden des Behälters verdichtet, entweder durch Stampfen, durch Vibrationen oder durch Stöße.
Durch die Patentanmeldung EP-A-0 105 795 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Formen einer hitzebeständigen Beschichtung zwischen einer Form und den Wänden des zu schützenden Behälters bekannt. Dieses Dokument lehrt, einen hitzebeständigen Beton oder ein Aggregat zu verwenden, das ein chemisches oder hydraulisches Bindemittel enthält, das das Aushärten der Beschichtung gewährleistet. Das Aggregat ist ein Gemisch aus hitzebeständigen Produkten und Wasser, welches vorzugsweise angesaugt oder von einer Pumpe unter Druck eingespritzt wird. Es ist daher notwendig, die Beschichtung nach ihrer Bildung zu trocknen. Die vom Behälter gespeicherte Wärme trägt zur Trocknung bei. Dieses Dokument empfiehlt auch, die Partikel mit einer gewissen Geschwindigkeit einzuspritzen, um ihre Verankerung an den bereits aufgebrachten zu erleichtern. Schließlich ist es notwendig, daß die Form während der zum Aushärten der Beschichtung nötigen Zeit an ihrem Platz verbleibt.
Die Verwendung einer Schablone, die in einigen Fällen an ihrem Platz verbleiben muß, ist immer die Ursache für eine Zeitverschwendung und die Quelle von Ausgaben aufgrund ihrer Handhabung und der Einstellarbeit, die sie erfordert.
Zusätzlich bedeutet das Heizens des Materials durch die Schablone hindurch einen gewissen Energieverbrauch und eine zusätzliche Stillstandszeit des metallurgischen Behälters.
Wenn man schließlich das Material auf einer dauerhaften, bereits abgenutzten Schutzbeschichtung aufbringt, erfordert die Verwendung einer Schablone, die ein konstantes Außenprofil der Beschichtung erzwingt, das Aufbringen einer Materialschicht mit einer Dicke, die größer als notwendig ist, was einen erhöhten und unnützen Verbrauch dieses Materials bewirkt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren vorzuschlagen, dessen Anwendung einfach, schnell und kostengünstig ist und das insbesondere zur Ausbildung einer Verschleißbeschichtung eines metallurgischen Behälters geeignet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Einrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens vorzuschlagen.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zum Ausbilden einer Beschichtung auf den inneren Wänden eines metallurgischen Behälters, der dazu vorgesehen ist, flüssiges Metall aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:
a) man plaziert auf einem geeigneten Träger einen metallurgischen Behälter, dessen innere, zu beschichtende Wände auf eine bestimmte Temperatur gebracht sind;
b) man kippt den Träger und man bringt den metallurgischen Behälter nacheinander in mehrere unterschiedliche Positionen, in denen jeweils eine Innenwand oder ein Innenwandabschnitt des Behälters im wesentlichen horizontal und nach oben gerichtet ist;
c) man verteilt in jeder der oben genannten Positionen auf der im wesentlichen horizontalen Innenwand oder auf dem im wesentlichen horizontalen Innenwandabschnitt wenigstens eine Schicht eines im wesentlichen trockenen Materials, das aus einem Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen besteht, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Gemischs der hitzebeständigen Partikel so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sintert, und man breitet dieses Material so aus, daß eine im wesentlichen regelmäßige Schicht gebildet wird;
d) wobei die vorbestimmte Temperatur, auf der sich die Innenwände des Behälters am Anfang befinden, ausreichend ist, um das auf sie aufgebrachte Material auf eine Temperatur aufzuheizen, die die Erweichung und das Aushärten des wärmeaushärtenden Bindemittels oder dergleichen und die Bildung einer monolithischen Beschichtung erlaubt, die an den inneren Wänden des Behälters haftet.
Man kann somit ein im wesentlichen trockenes Material verwenden, ohne daß es zum Bilden eines wäßrigen Gemischs mit Wasser gemischt werden muß und ohne daß die Beschichtung vor Ort getrocknet werden muß, um dieses Wasser abzuführen.
Da sich die Wände und der Boden des Behälters anfänglich auf einer Temperatur befinden, die ausreichend ist, die aufgebrachte Beschichtung auf eine Temperatur aufzuheizen, die erlaubt, die Erweichung und das Aushärten des wärmeaushärtenden Bindemittels auszulösen, bildet das neu verteilte Material mit dem bereits aufgebrachten Material eine monolithische Beschichtung, die an den Wänden haftet, auf denen sie verteilt ist.
Sobald die zu beschichtende Wand oder der zu beschichtende Wandabschnitt beschichtet ist, ist es daher möglich, die Position des metallurgischen Behälters zu verändern, um eine andere Wand oder einen anderen Wandabschnitt zu beschichten, oder sogar den Behälter um 180º zu drehen, um die der beschichteten gegenüberliegende Wand zu beschichten, ohne daß man riskiert, von dieser die aufgebrachte Beschichtung abzulösen oder die noch nicht mit dieser verbundenen hitzebeständigen Partikel abfallen zu lassen.
Das Anbringen der Beschichtung kann daher sehr schnell ohne die Hilfe einer Schablone ausgeführt werden und ohne daß es notwendig ist, das Material zu verdichten.
Außerdem ist, da das aufgebrachte Material im wesentlichen trocken ist, keine Trocknung notwendig, und der metallurische Behälter kann, wenn die Qualität des gegossenen Stahls das Entweichen des Kristallisationswassers und/oder von bestimmten Gasen, die die Beschichtung enthalten kann, nicht erfordert, sofort wieder dem Verwendungskreis zugeführt werden, was einen sehr schnellen Umlauftakt des Behälters erlaubt.
Außerdem erlaubt das Verfahren, eine Schicht mit bestimmter Dicke aufzubringen: wenn man auf einer dauerhaften, teilweise verbrauchten Beschichtung eine Verschleißsehicht aufbringt, ist es möglich, deren äußerer Oberfläche zu folgen und jeden überschüssigen Materialverbrauch zu vermeiden.
Gemäß einer bevorzugten Version der Erfindung ist die erhaltene Beschichtung ein hitzebeständiges Isoliermaterial.
Auf diese Weise kann man in den meisten der Fällen den metallurgischen Behälter ohne vorherige Vorheizung verwenden, ohne daß man das Risiko eingeht, daß flüssiges Metall, das beim Berühren der Wände erstarrt, an diesen festhaftet, wodurch man sich die zum Vorheizen benötigte Zeit und Wärmemenge emspart.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zum Ausbilden einer Beschichtung auf den Innenwänden eines metallurgischen Behälters, der dazu vorgesehen ist, ein flüssiges Metall aufzunehmen, durch die Anwendung des oben genannten Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
- Mittel zum Vorbereiten oder Aufnehmen eines im wesentlichen trockenen Materials, das ein Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen enthält, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Partikelgemischs so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall schmilzt;
- Mittel, die einen Träger bilden, um einen metallurgischen Behälter aufzunehmen, dessen Innenwände relativ warm sind;
- Mittel, um den Träger zu kippen und um den metallurgischen Behälter nacheinander in mehrere verschiedene Positionen zu bringen, in denen jeweils eine Innenwand des Behälters oder ein Innenwandabschnitt des Behälters im wesentlichen horizontal und nach oben gerichtet ist;
- Mittel, um in jeder der oben genannten Positionen auf der Innenwand oder dem Innenwandabschnitt wenigstens eine Schicht des im wesentlichen trockenen Materials zu verteilen und um dieses Material in einer solchen Weise zu verteilen, daß eine im wesentlichen regelmäßige Schicht gebildet wird.
Wie oben erwähnt, erlaubt diese Einrichtung in der Mehrzähl der Fälle, eine Beschichtung ohne Schablone aufzubringen, die keiner Trocknung vor dem Wiederverwenden des Behälters bedarf, und das neu verteilte Material bildet mit dem bereits plazierten Material einen monolithischen Block, der an der Wand haftet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung.
In den beigefügten, als nicht einschränkende Beispiele gegebenen Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 ein zum Teil geschnittenes Schema einer Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die einen Roboter zum Beschichten einer Gießpfanne enthält;
- Fig. 2 ein zum Teil geschnittenes Schema einer Einrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, um eine Gießpfanne zu beschichten;
- Fig. 3 schematisch eine Teilquerschnittsansicht eines Gießverteilers für kontinuierliches Gießen, der in der Nähe des Roboters aus Fig. 1 in eine Kippvorrichtung eingesetzt ist, wobei die Kippvorrichtung sich in der umgedrehten Position befindet;
- die Figuren 4A, 4B und 4C Ansichten ähnlich der aus Fig. 3, wobei der Verteiler sich in einer normalen Position bzw. einer nach links gekippten Position bzw. einer nach rechts gekippten Position zum Aufbringen der Beschichtung auf dem Boden bzw. auf der einen bzw. auf der anderen der beiden Längsseitenwände befindet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung dafür ausgelegt, die Innenwände einer Gießpfanne 1 zu beschichten, deren mit Henkeln 3 versehene Ummantelung 2 innen mit einer dauerhaften, hitzebeständigen Beschichtung 4 versehen ist, die aus hitzebeständigen Formziegeln oder hitzebeständigem Beton ausgeführt ist.
Diese dauerhafte, hitzebeständge Beschichtung 4 muß mit einer Verschleißbeschichtung 5 überzogen werden, die auf dem Boden und den seitlichen Innenwänden der Gießpfanne 1 aufgebracht wird und dazu vorgesehen ist, in Berührung mit dem flüssigen Metall zu gelangen.
Die Gießpfanne 1 wird auf einem an sich bekannten, kippbaren Träger (nicht dargestellt) angeordnet. Dieser kippbare Träger kann die Pfanne 1 in der in der Figur gestrichelt dargestellten Position aufnehmen, in der sich der Boden der Pfanne 1 im wesentlichen horizontal befindet. Der Träger kann die Pfanne 1 auch in die mit durchgezogenen Linien dargestellte Position kippen, in der der tiefste Abschnitt der Innenwand der Pfanne im wesentlichen horizontal und nach oben ausgerichtet ist.
Der kippbare Träger enthält Mittel, die an sich bekannt sind und die schematisch durch Räder 6, 7, 8 dargestellt sind, um die Pfanne 1 in dieser gekippten Position um ihre Achse X, X' zu drehen, wie schematisch durch die Pfeile 9 dargestellt.
Die Einrichtung enthält Mittel zum Vorbereiten oder Aufnehmen und zum Weiterleiten eines im wesentlichen trockenen Materials, das dazu vorgesehen ist, verteilt zu werden, um die Verschleißbeschichtung 5 zu bilden.
Bei dem in der Figur schematisch dargestellten Beispiel bestehen diese Mittel aus zwei Vorratsbehältern 10a, 10b, die auf einem Gestell 11 angebracht und dafür ausgebildet sind, die im wesentlichen trockene, aufzubringende Mischung in (nicht dargestellten) Säcken oder durch eine Transporteinrichtung, z. B. durch ein (nicht dargestelltes) Förderband, zu erhalten. In bekannter Weise können die Vorratsbehälter 10a, 10b wechselseitig verschlossen und von komprimierter Luft unter Druck gesetzt werden, um das Material über ein nachgiebiges Rohrsystem 12 bis zu einem Zyklonabscheider 13 zu transportieren, der das aufzubringende Material von der Transportluft trennt. Das Material kann dann ohne Druck nur aufgrund der Schwerkraft durch ein nachgiebiges Rohrsystem 14 bis zum Schüttpunkt 15 geleitet werden, der mit einer (nicht dargestellten) Klappe versehen sein kann.
Im dargestellten Beispiel sind der Zyklonabscheider 13 und das nachgiebige Rohrsystem 14 vom Roboter 16 getragen.
Der Roboter 16 enthält einen im wesentlichen senkrechten Schaft 17, der sich um seine Achse bezüglich einer festen Basis 18 drehen kann und der in die eine oder andere Richtung, wie durch den Pfeil 19 dargestellt, mittels eines Motors 20 drehen kann.
Ein im wesentlichen horizontaler Arm 21, der vom Schaft 17 getragen ist, kann vertikal (Pfeil 22) entlang des Schaftes 17 durch einen Motor 23 verstellt werden. Der Arm 21 trägt den Zyklonabscheider 13.
Ein zweiter, im wesentlichen horizontaler Arm 24 ist an einem seiner Enden mit dem Ende des Arms 21 gelenkig verbunden und kann in einer horizontalen Ebene um das Ende des Arms 21 (Pfeil 25) mittels eines Motors 26 geschwenkt werden.
Das andere Ende des Arms 24 trägt einen im wesentlichen vertikalen Stiel 27, der von einem ersten Motor 29 vertikal (Pfeil 28) verstellt werden kann und der sich um seine Achse (Pfeil 30) mittels eines zweiten Motors 31 drehen kann.
Der Stiel 27 ist nach unten durch einen Abschnitt 27a verlängert, der sich schräg erstreckt und der in einem im wesentlichen vertikalen Abschnitt 27b endet. Das nachgiebige Rohrsystem 14 ist entlang des Stiels 27 befestigt, wobei der Schüttpunkt 15 des Rohrsystems sich angrenzend an das untere Ende des Abschnitts 27b des Stiels 27 befindet. Der Durchmesser dieses nachgiebigen Rohrsystems 14 ist ausreichend, um ein ausreichendes Abströmen des Materials aufgrund der Schwerkraft ohne Verstopfungsgefahr zu ermöglichen.
Der Roboter 16 enthält auch nicht dargestellte Mittel, um das Zuführen des Materials, die Bewegungen der ihn bildenden Elemente und die Bewegungen der Pfanne auf dem kippbaren Träger zu koordinieren.
Bei der schematisch in Fig. 2 dargestellten Ausführung enthält die Einrichtung gemäß der Erfindung einen kippbaren Träger 32, der um eine Achse 33 bezüglich eines feststehenden Gestells 34 unter der Wirkung eines Kipphydraulikzylinders 35 schwenken kann.
Der kippbare Träger 32 trägt eine Drehplatte 36, die in der Lage ist, sich bezüglich des Trägers 32 unter der Wirkung eines Motors 37 mittels bekannter Mittel zu drehen, die symbolisch durch Kugeln 38 dargestellt sind. Die Drehplatte 36 ist dazu vorgesehen, eine Gießpfanne 1 aufzunehmen, die an der Drehplatte 36 mittels von einem Hydraulikzylinder 40 betätigten Klammern 39 befestigt ist, um die Gießpfanne 1 um ihre Achse X, X' zu drehen (Pfeil 41).
In der gekippten, in der Figur dargestellten Position des Trägers 32 ist der unterste Abschnitt der Innenwand der Pfanne 1 im wesentlichen horizontal.
Das zu verteilende Material ist in einem Vorratsbehälter 42 gelagert, der z. B. eine konische Form besitzt und in dessen Inneren sich eine von einem nicht dargestellten Motor angetriebene Mischschraube 43 dreht. Am unteren Abschnitt des Vorratsbehälters 42 fällt das Material in eine Transportschnecke 44, an deren Schüttende 45 das Material auf die Innenwand der Pfanne 1 aufgebracht wird.
Die Schnecke 44 ist in einem Zylinder 46 angeordnet dargestellt, was erlaubt, sie am unteren Abschnitt des Vorratsbehälters 42 anzusetzen und sie von diesem zu lösen, wobei der untere Abschnitt des Vorratsbehälters dann durch eine nicht dargestellte Klappe verschlossen ist.
Der Behälter 42 und die Transportschnecke 44 sind auf einem Wagen 47 angebracht, der in Richtung des Pfeils 47a in der axialen Richtung der Schnecke 44 beweglich ist, um das Verteilen des Materials entlang einer Erzeugenden der Innenwand der Pfanne 1 zu ermöglichen. Der Wagen 47 ist seinerseits auf einem Gestell 48 angebracht, das z. B. in einer zur Bewegungsrichtung des Wagens 47 senkrechten Richtung beweglich ist. Das Ganze bildet einen Roboter 49, der mit nicht dargestellten Mitteln ausgestattet ist, um das Zuführen des Materials mit den Bewegungen der Pfanne 1 und denen des Wagens 47 zu koordinieren. Der Boden 4a der Pfanne kann in einer Weise beschichtet werden, die zu der bezüglich Fig. 1 beschriebenen analog ist, wobei der Boden sich in einer horizontalen Position befindet und das Beschichtungsmaterial auf den Boden z. B. über eine rohrförmige Schüttrutsche gegossen wird, die über die gesamte Oberfläche des Bodens beweglich ist.
In der schematisch in den Figuren 3, 4A, 4B und 4C dargestellten Ausführung ist ein Gießverteiler 50 zum kontinuierlichen Gießen auf einem kippbaren Gestell 51 von bekanntem Typ in der Nähe z. B. des Roboters 16 mit gelenkigen Armen angebracht, der oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben ist.
Der Verteiler 50 ist in Fig. 3 in der umgekehrten Position dargestellt, die erlaubt, die abgenutzte Verschleißbeschichtung und die an ihr anhaftenden Metall- und/oder Schlackereste herausfallen zu lassen, z. B. in einen nicht dargestellten Abfallkübel.
Der Verteiler 50 ist in Fig. 4A in der normalen Verwendungspesition dargestellt; die horizontalen Arme 21 und 27 sind ausgefahren und der Stiel 27 ist in der Weise orientiert, daß er das Ausbilden der Beschichtung auf dem Boden 52 des Verteilers 50 erlaubt. Zur übersichtlicheren Darstellung in der Zeichnung ist das nachgiebige Rohrsystem 14 nicht dargestellt.
In Fig. 4B ist der Verteiler 50 in der bezüglich der Figur nach links gekippten Position dargestellt, in der die Längsseitenwand 53 sich in einer im wesentlichen horizontalen Position befindet: der gebogene Abschnitt 27a kann auf diese Weise in das Innere des Verteilers eindringen, um das Material auf der gesamten Oberfläche der Wand 53 zu verteilen und auf diese Weise die Beschichtung 55 auszubilden.
In der gleichen Weise ist in Fig. 4C der Verteiler 50 nach rechts gekippt, und der gelenkige Arm 24 ist in der Weise ausgefahren, daß er das Aufbringen des Materials auf die Wand 54 und die Bildung der Beschichtung 55 erlaubt.
Unabhängig von den verwendeten metallurgischen Behältern und von der verwendeten Einrichtung zum Ausführen der Erfindung ist das die Verschleißbeschichtung 5, 55 bildende Material ein im wesentlichen trockenes Material, das ein Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Gemischs der hitzebeständigen Partikel so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sintert.
Außerdem ist das Material dazu vorgesehen, auf den Innenwänden eines metallurgischen Behälters verteilt zu werden, die sich anfänglich auf einer Temperatur befinden, die ausreichend ist, um das auf sie aufgebrachte Material auf eine Temperatur aufzuheizen, die das Erweichen und das Aushärten des wärmeaushärtenden Bindemittels oder dergleichen und das Bilden einer monolithischen Beschichtung erlaubt, die an den Innenwänden des Behälters 1, 50 haftet.
Die hitzebeständigen Partikel kann man z. B. aus der Gruppe wählen, die magnesiumhaltige, silico-magnesiumhaltige, silico-aluminiumhaltige, aluminiumhaltige und siliciumhaltige Partikel sowie Partikel aus Calciumcarbonat, Kalk, Dolomit, Kohlenstoff, Chromoxid, Zircon und ihre Gemische enthält. Die Partikel können als Körner, als Pulver und/oder als Fasern vorliegen.
Das wärmeaushärtende Bindemittel oder dergleichen kann z. B. aus der Gruppe gewählt sein, die die natürlichen und synthetischen, wärmeaushärtenden Harze enthält, wie z. B. Phenolformaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Polyvinylharze, etc., wärmeaushärtende, mineralische Bindemittel oder dergleichen, die bei Wärme erweichen und auf diese Weise klebrig werden, wie z. B. Sodasilicat (das sich bei ungefähr 70ºC auflöst), Metasilicat, etc., organische Bindemittel und/oder Klebstoffe, wie z. B. Stärkemehl, Stärke, Stearat, Carboxymethylcellulose, etc., und die Gemische dieser Bestandteile.
Die hitzebeständigen Partikel können einfach mit den Partikeln des wärmeaushärtenden Bindemittels vermischt werden. In einigen Fällen können die hitzebeständigen Partikel vom Bindemittel umhüllt werden, z. B., wenn man sehr hygroskopische Partikel verwendet, wie z. B. Dolomitpartikel, die das Bestreben haben, Feuchtigkeit zu absorbieren.
Das verteilte Gemisch ist vorzugsweise hitzebeständig und isolierend, und es ist aus Partikeln gebildet, deren Korngrößen in der Weise bestimmt wurden, daß der Beschichtung vor Ort nach dem Sintern beim Kontakt mit dem flüssigen Metall eine Gesamtporosität gegeben wird, die größer als 45 % ist: diese isolierende Eigenschaft der Beschichtung begrenzt das Abkühlen des flüssigen Metalls beim Berühren der Wände des metallurgischen Behälters, was erlaubt, auf ein Vorheizen der Wände des Behälters vor der Verwendung zu verzichten, ohne daß man das Erstarren des Metalls beim Kontakt mit diesen riskiert.
Das verteilte Gemisch kann allgemein eine folgende Zusammensetzung besitzen:
Hitzebeständige Partikel in
Körnern und/oder als Pulver: 80 bis 100 %
Organische und/oder mineralische Fasern: 0 bis 10 %
Bindemittel: 0 bis 10 %
Beispielhaft und nicht einschränkend werden im folgenden Zusammensetzungen von Gemischen mit unterschiedlichen Eigenschaften gegeben, bei denen das Bindemittel in der Rubrik "Abbrandveriust" auftaucht:

Siliciumhaltiges, isolierendes, hitzebeständiges Material

SiO&sub2;: 80 bis 96 %
Al&sub2;O&sub3;: 6 bis 0 %
Abbrandverlust: 0,5 bis 8 %
Alkalische Salze: 0 bis 5 %

Magnesiumhaltiges, isolierendes, hitzebeständiges Material

MgO: 68 bis 83,5 %
Cr&sub2;O&sub3;: 8 bis 0 %
Chamotte: 4 bis 0 %
Al&sub2;O&sub3;: 2,8 bis 0 %
SiO&sub2;: 0 bis 8 %
Eisenoxid: 0,2 bis 8 %
Alkalische Salze: 5 bis 0 %
Abbrandverlust: 8 bis 0,5 %

Reinigendes, isolierendes, hitzebeständiges Material

SiO&sub2;: 0 bis 6 %
Al&sub2;O&sub3;: 5 bis 0 %
CaO: 20 bis 80 %
MgO: 80 bis 20 %
Eisenoxid: 0,8 bis 8 %
B: 0 bis 4 %
Abbrandverlust: 0,5 bis 4 %
Die Ausführung des Verfahrens der Erfindung unter Verwendung der einen oder der anderen der oben beschriebenen Einrichtungen ist extrem einfach:
a) man plaziert auf einem geeigneten Träger einen metallurgischen Behälter 1, 50, dessen zu beschichtende Innenwände relativ warm sind;
b) man kippt den Träger und man bringt den metallurgischen Behälter 1, 50 nacheinander in mehrere unterschiedliche Positionen, in denen jeweils eine Innenwand oder ein Innenwandabschnitt des Behälters im wesentlichen horizontal und nach oben gerichtet ist;
c) man verteilt in jeder der oben genannten Positionen auf der Innenwand oder auf dem Innenwandabschnitt wenigstens eine Schicht eines im wesentlichen trockenen Materials, das aus einem Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen besteht, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Gemischs der hitzebeständigen Partikel so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sintert, und man breitet diese Schicht so aus, daß eine im wesentlichen regelmäßige Schicht gebildet wird;
d) wobei die Innenwände des Behälters sich anfänglich auf einer Temperatur befinden, die ausreichend ist, um das auf sie aufgebrachte Material auf eine Temperatur aufzuheizen, die das Erweichen und das Aushärten des wärmeaushärtenden Bindemittels oder dergleichen und das Bilden einer monolithischen Beschichtung 5, 55 erlaubt, die an den inneren Wänden des Behälters haftet.
Die bleibende innere Beschichtung kann auf diese Weise eine Temperatur besitzen, die von ungetähr 250ºC bis zu ungefähr 400ºC reicht: es ist auf diese Weise möglich, einen Behälter kurze Zeit nach seiner Verwendung wieder auszukleiden.
Wenn man einen Behälter auskleiden muß, dessen Wände kalt sind, beginnt man mit ihrem Aufheizen bis zur erforderlichen Temperatur mit beliebigen, bekannten Mitteln, z. B. mit einem Gasbrenner oder einem Infrarotbrenner.
Einige Wände können nicht für die oben beschriebenen Mitteln zugänglich sein und werden in einer beliebigen, bekannten Weise beschichtet, automatisch oder manuell.
Z. B. ist es im Falle eines länglichen, metallurgischen Behälters, wie eines Gießverteilers für kontinuierliches Gießen, nicht einfach, die Querseitenwände in eine horizontale Position zu bringen, um das Beschichtungsmaterial aufbringen zu können.
Es ist einfacher, eine kieine, provisorische oder verlorene Teilschablone zu plazieren und das Beschichtungsmaterial zwischen der Schablone und der zu beschichtenden Innenwand aufzubringen. Man kann auch als Variante eine vorgeformte, aus dem gleichen Material ausgebildete Beschichtungstafel vorbereiten und plazieren.
Man kann offensichtlich vorsehen, eine Beschichtung zu verteilen, die aus zwei oder mehreren Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen sowie unterschiedlichen Eigenschaften zusammengesetzt ist und die nacheinander aufgetragen werden, und z.B. auf der dauerhaften Beschichtung eine nicht sinternde oder nicht leicht sinternde Schicht aufzubringen, um die Trennung der Verschleißbeschichtung nach der Verwendung zu erleichtern, ohne daß das Risiko der Anhaftung an der dauerhaften Beschichtung besteht.
In jedem Fall ist die Gießöffnung des Behälters während des Aufbringens der Beschichtung provisorisch verschlossen.
Wegen der Temperatur der Innenwände des Behälters verfiüssigt sich, sobald das Material verteilt ist, das Bindemittel, und es wird klebrig, was erlaubt, das Material an den Innenwänden anzukieben und an diesen eine monolithische Beschichtung mit dem bereits plazierten Material zu bilden. Es ist auf diese Weise möglich, den Behälter schnell zu verstellen und ihn sogar um fast 180º zu kippen, um eine Wand zu beschichten, die der bereits beschichteten gegenüberliegt, ohne daß man das Abfallen der bereits plazierten Beschichtung riskiert.
Auf diese Weise kann der Schritt des Heizens der Schablone der oben beschriebenen bekannten Verfahren vermieden werden. Da das Material im wesentlichen trocken ist, ist es in der Mehrzahl der Fälle unnötig, die bei wäßrige Gemische verwendenden Verfahren notwendige Trocknung vorzunehmen. Wenn dagegen die Qualität des gegossenen Stahls das Abführen des Kristallisationswassers und/oder von schädlichen Gasen erfordert, die sich beim Kontakt mit dem flüssigen Metall entwickeln könnten, bleibt es notwendig, die Beschichtung zu heizen, um dieses Wasser und diese Gase abzuführen.
Schließlich ist bekannt, daß beim Gießen des flüssigen Metalls in den wie oben beschrieben beschichteten Behälter das Bindemittel schnell verschwindet, aber das Zusammenhalten der aufgebrachten Beschichtung an ihrem Platz wird durch das Sintern des Materials bei Kontakt mit dem flüssigen Metall gewährleistet.
Man erkennt aus dem oben gesagten, daß das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung insbesondere die metallurgischen Behälter zum Umfüllen wie Gießpfannen, Schlackewannen und Gießverteiler zum kontinuierlichen Gießen betrifft.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und man kann an ihnen zahlreiche Veränderungen und Modifikationen ausführen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
So können die zum Aufbewahren, Transportieren und Verteilen des Beschichtungsmaterials verwendeten Mittel anders als die beschriebenen sein: man kann z. B. anstatt der wechselseitig unter Druck gesetzten Vorratsbehälter 10 eine Trommelspritzmaschine verwenden, die dafür ausgelegt ist, pulverförmiges Material, das Fasern enthalten kann, zu befördern, oder allgemeiner jede bekannte Einheit aus Transport- und Fördermitteln, die in der Lage ist, das zu verteilende Material auf jede zu beschichtende Innenwand oder jeden zu beschichtenden Innenwandabschnitt zu leiten. Man kann anstelle des Zyklonabscheiders 13 jedes Gerät verwenden, das erlaubt, das zu verteilende Material von der komprimierten Transportluft zu trennen. Man kann auch jede Kombination von Transportmitteln, Transportschrauben, Schüttrutschen oder nachgiebigen Rohrsystemen verwenden, um das Produkt zu leiten, und man kann diese Geräte auf verschiedenen Arten von Wagen und Rahmen anordnen, die erlauben, die Schüttöffnung des Produkts auf der gesamten zu beschichtenden Innenwand oder dem gesamten zu beschichtenden Innenwandabschnitt zu verstellen.
Man kann auch einen Roboter 16 von einer anderen Art verwenden, als hier beschrieben, z. B. einen Roboter, dessen Basis translatorisch in Richtung der Längsachse eines Gießverteilers zum kontinuierlichen Gießen beweglich ist oder einen Roboter mit einem Portalrahmen anstelle der beschriebenen gelenkigen Arme.
Man kann auch das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung zum Ausbilden der bleibenden hitzebeständigen Schutzbeschichtung eines metallurgischen Behälters verwenden, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des verwendeten Partikelgemischs an eine solche Anwendung angepaßt sind.

Claims

1. Verfahren zum Ausbilden einer Beschichtung (5, 55) auf den inneren Wänden eines metallurgischen Behälters (1, 50), der dazu vorgesehen ist, flüssiges Metall aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:

a) man plaziert auf einem geeigneten Träger einen metallurgischen Behälter (1, 50), dessen innere, zu beschichtende Wände auf eine bestimmte Temperatur gebracht sind;

b) man kippt den Träger und man bringt den metallurgischen Behälter (1, 50) nacheinander in mehrere unterschiedliche Positionen, in denen jeweils eine Innenwand oder ein Innenwandabschnitt des Behälters (1, 50) im wesentlichen horizontal und nach oben gerichtet ist;

c) man verteilt in jeder der oben genannten Positionen auf der im wesentlichen horizontalen Innenwand oder auf dem im wesentlichen horizontalen Innenwandabschnitt wenigstens eine Schicht eines im wesentlichen trockenen Materials, das aus einem Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen besteht, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Gemischs der hitzebeständigen Partikel so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sintert, und man breitet dieses Material so aus, daß eine im wesentlichen regelmäßige Schicht gebildet wird;

d) wobei die vorbestimmte Temperatur, auf der sich die Innenwände des Behälters am Anfang befinden, ausreichend ist, um das auf sie aufgebrachte Material auf eine Temperatur aufzuheizen, die die Erweichung und das Aushärten des wärmeaushärtenden Bindemittels oder dergleichen und die Bildung einer monolithischen Beschichtung (5, 55) erlaubt, die an den inneren Wänden des Behälters (1, 50) haftet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf bestimmten Wänden mit kleinen Abmessungen, die man nicht in eine im wesentlichen horizontale Position bringen kann, das gleiche Material aufbringt, indem man entweder vorgeformte Tafeln verwendet, oder geeignete Teilschablonen, hinter denen man das Material verteilt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nacheinander zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften aufbringt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die hitzebeständigen Partikel aus der Gruppe wählt, die magnesiumhaltige, silico-magnesiumhaltige, silico-aluminiumhaltige, aluminiumhaltige und siliciumhaltige Partikel sowie Partikel aus Calciumcarbonat, Kalk, Dolomit, Kohlenstoff, Chromoxid, Zircon und ihre Gemische enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaushärtende Bindemittel oder dergleichen aus der Gruppe gewählt ist, die die natürlichen und synthetischen wärrneaushärtenden Harze enthält, wie z. B. Phenolformaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Polyvinylharze, etc., wärmeaushärtende mineralische Bindemittel oder dergleichen, die bei Wärme erweichen und auf diese Weise klebrig werden, wie z. B. Sodasilicat, Metasilicat, etc., organische Bindemittel, oder Klebstoffe, wie z. B. Stärkemehl, Stärke, Stearat, Carboxymethylcellulose, etc., und die Gemische dieser Bestandteile.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Partikel mit den Partikeln eines wärmeaushärtenden Bindemittels oder dergleichen vermischt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Partikel vom wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen umhüllt sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Beschichtung ein hitzebeständiges Isoliermaterial ist.

9. Einrichtung zum Ausbilden einer Beschichtung (5, 55) auf den Innenwänden eines metallurgischen Behälters (1, 50), der dazu vorgesehen ist, ein flüssiges Metall aufzunehmen, durch die Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

- Mittel zum Vorbereiten oder Aufnehmen eines im wesentlichen trockenen Materials, das ein Gemisch aus hitzebeständigen Partikeln und einem wärmeaushärtenden Bindemittel oder dergleichen enthält, wobei die Zusammensetzung und die Korngrößen des Partikelgemischs so sind, daß das Gemisch beim Kontakt mit dem flüssigen Metall schmilzt;

- Mittel, die einen Träger bilden, um einen metallurgischen Behälter (1, 50) aufzunehmen, dessen Innenwände relativ warm sind;

- Mittel, um den Träger zu kippen und um den metallurgischen Behälter (1, 50) nacheinander in mehrere verschiedene Positionen zu bringen, in denen jeweils eine Innenwand des Behälters oder ein Innenwandabschnitt des Behälters im wesentlichen horizontal und nach oben gerichtet ist;

- Mittel, um in jeder der oben genannten Positionen auf der Innenwand oder dem Innenwandabschnitt wenigstens eine Schicht des im wesentlichen trockenen Materials zu verteilen und um dieses Material in einer solchen Weise zu verteilen, daß eine im wesentlichen regelmäßige Schicht gebildet wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die einen Träger bilden, dafür ausgelegt sind, eine umgedrehte Position einzunehmen, in der der metallurgische Behälter bezüglich seiner normalen Verwendungsposition um 180º gedreht ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der metallurgische Behälter ein länglicher Gießverteiler für kontinuierliches Gießen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Verteilers dafür ausgelegt ist, den Verteiler um eine horizontale, zu seiner Längsachse parallele Achse in beide Richtungen zu kippen.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der metallurgische Behälter eine Gießpfanne ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um die Pfanne um eine horizontale Achse in eine Position zu kippen, in der der niedrigste Abschnitt der seitlichen Innenwand der Pfanne im wesentlichen horizontal ist, und Mittel, um die Pfanne in dieser Position um ihre eigene Achse zu drehen.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Roboter aufweist, der Mittel zum Verteilen des Beschichtungsmaterials auf dem im wesentlichen horizontalen Innenwandabschnitt und Mittel enthält, um das Zuführen und das Ausbreiten des Materials mit den Bewegungen des metallurgischen Behälters (1, 50) zu koordinieren.