DE7425440U - Zwischenbehaelter fuer stranggussanlagen - Google Patents
Zwischenbehaelter fuer stranggussanlagenInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN SI, OBERLANDER UFER 90
Köln, den 9. März 1976 G 74 25 44O.3
Foseco International Limited, 285 Long Acre, Nechells,
Birmingham/England
Die Erfindung betrifft einen Zwischenbehälter für Stranggussanlagen
mit einem äußeren Metallmantel und einer an den Mantel angrenzenden permanenten Auskleidung aus feuerfestem
Material.
In der DT-OS 2 259 553.5 wird ein Zwischenbehälter oder Tundish für Stranggussanlagen beschrieben,, der aus einem
äußeren Metallmantel, einer angrenzenden permanenten7Auskleidung
aus feuerfestem Material sowie einer verlorenen Auskleidung aus einer Garnitur von Platten eines Materials
niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht. Der Auftreffbereich
des Zwischenbehälters ist mit einem äußerst erosionsbeständigen oder verlorenen Material ausgekleidet. In der
vorgenannten Druckschrift wird bemerkt, daß jede größere Lücke zwischen der permanenten und verlorenen Auskleidung
ausgefüllt werden kann, z.B. mit losem feingesiebtem Formsand.
Es wurde gefunden, daß zusätzliche Verbesserungen erzielt
werden können, wenn der Zwischenbehälter aus einem Dreischichtensystem
besteht, d.h. aus einer permanenten Auskleidung aus feuerfestem Material, einer Schicht aus einem
im wesentlichen ungebundenen feinteiligen feuerfesten Material und einer verlorenen Auskleidung, die aus einer
Garnitur von Platten aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zwischenbehälter für Stranggussanlagen
mit einem äußeren Metallmantel und einer an den Mantel angrenzenden permanenten Auskleidung aus feuerfestem
Material, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der permanenten Auskleidung eine Schicht aus einem im wesentlichen ungebundenen
feinteiligen feuerfesten Material aufliegt und sich eine verlorene Auskleidung aus einer Garnitur von Platten
aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial anschliesst. Der Auftreffbereich des Zwischenbehälters kann mit einem äusserst
erosionsbeständigen oder verlorenen Material ausgekleidet sein, wie es in der vorstehend genannten Druckschrift
beschrieben ist. ir
Vorzugsweise zeigt das feuerfeste Wärmeisoliermaterial niedrige Wärmeleitfähigkeit und niedrige Wärmekapazität.
Der erfindungsgemäße Zwischenbehälter gestattet eine größere
Flexibilität bei der Anordnung der verschiedenen Bestandteile. So kann beispielsweise die Dicke und die Art der
Schicht in Abhängigkeit von der genauen Lage in dem Zwischenbehälter variiert werden. So ist es nunmehr möglich,
den Wärmestrom vom geschmolzenen Metall zum Zwischenbehälter zu variieren, um optimale Eraebnisse zu erhalten.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des
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erfindungsgemäßen Zwischenbehälters ist das Auskleidungssystem so aufgebaut, daß das geschmolzene Metall beim Einfüllen
im Bereich des Einlasses einen größeren Wärmeverlust als im Bereich des Auslasses zeigt.
Diese Unterschiede können in der Praxis auf verschiedenen Wegen beeinflusst werden. Wenn eine permanente feuerfeste
Auskleidung vorhanden ist, kann diese im Einlassbereich dünner als im Auslassbereich sein oder im Einlassbereich
aus einem Material größerer Wärmeleitfähigkeit bestehen. Zum anderen kann das im wesentlichen ungebundene feinteilige
feuerfeste Material eine dünnere Schicht bilden oder von anderer Art sein, z.B, in der Nähe der Ausflussdüsen aus
Sand und in der Nähe des Einlaufbereichs aus Graphit, Koks, Stahlkugeln. Zum anderen können auch die Platten aus feuerfestem
Wärmeisoliermaterial zwischen den genannten beiden Bereichen von unterschiedlicher Dicke und/oder Wärmeleitfähigkeit
sein.
Die permanente feuerfeste Auskleidung kann aus feuerfesten Ziegeln oder aus einem gegossenen monolithischen Stück bestehen.
Wenn die permanente Auskleidung aus feuerfesten Ziegeln besteht, ist es erstrebenswert, die Fugen zwischen
den Ziegeln abzudichten, um das Eindringen des ungebundenen feinteiligen Materials zu verhindern. Wenn Quarzsand als ungebundenes
feinteiliges Material verwendet wird und ein Eindringen in die Fugen auftritt, kann die durch das Aufheizen
hervorgerufene Expansion des Siliciumdioxids eine Beschädigung der permanenten Auskleidung verursachen. Die Zusammensetzung
der Ziegel oder die des Auskl.eidungsmaterials kann schwanken, um den vorstehend genannten unterschiedlichen
Wärmestrom zu beschleunigen.
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Die Schicht aus im wesentlichen ungebundenem feinteiligem feuerfestem Material kann aus einer Vielfalt bekannter
Materialien aufgebaut werden. Aus wirtschaftlichen Gründen
wählt man billiges Material, da keine wesentlich besseren Ergebnisse durch Verwendung teueren feinteiligen feuerfesten
Materials erzielt werden. Quarzsand, Olivinsand, Chromitsand, gebrochener Schamotte, Ziegelmehl, gebrochener
Steingutton und gebrochenes basisches feuerfestes Material, wie Magnesit, sind überall verfügbar und im Rahmen der vorliegenden
Erfindung zufriedenstellend verwendbar. Von diesen Materialien wir Siliciumdioxid wegen seines hohen Expansionsgrades
am wenigsten bevorzugt, der als Ergebnis der Überführung von oi-Quarz in ß-Quarz auftritt, wenn Siliciumdioxid
auf 5oo bis 6000C erhitzt wird.
Die verlorene Auskleidung kann aus Platten aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial bestehen, beispielsweise aus feuerfesten
Fasern, wie Asbest, Calciumsilikat-Fasern, Aluminiumsilikat-Fasern, feuerfestem Füllstoff, wie Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, feuerfeste Silikate und. Bindemittel, wie kolloidales Kieselsol, Natriumsilikat, Stärke,
Phenol-Formaidehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz. Um die
Wärmeleitfähigkeit der Auskleidungsplatten in dem Bereich
zu erhöhen, in dem das Metall in den Zwischenbehälter einströmt, können Bestandteile, wie Siliciumcarbid, als Teil
des Füllmaterials in die Masse der Platten eingebracht sein. Die die verlorene Auskleidung bildenden Platten sind vorzugsweise
von niedriger Wärmeleitfähigkeit und niedriger Wärmekapazität, um beim ersten Eindringen des geschmolzenen
Metalls in den Zwischenbehälter den Effekt des Abschreckens auf ein Minimum zurückzuführen.
Die Zusammenstellung des erfindungsgemäßen Zwischenbehälters
ist unkompliziert. Zuerst wird die permanente Auskleidung in dem Metallmantel installiert. Anschließend werden die
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Platten der verlorenen Auskleidung in Position gebracht und der Raum hinter der verlorenen Auskleidung darauf mit dem
ungebundenen feuerfesten Material ausgefüllt, was beispielsweise manuell oder mit geeigneten Vorrichtungen geschehen
kann, wie z.B mit einer Kernblasmaschine, die die in einem Strom komprimierter Luft suspendierten feinteiligen feuerfesten
Materialien einleiten kann.
Es ist erstrebenswert, Vorrichtungen zur Trennung der permanenten Auskleidung von der verlorenen Auskleidung anzubringen,
um die Einbringung der Schicht aus feinteiligem feuerfestem Material zu erleichtern. Die angestrebten Trennungselemente
können vielfältig ausgebildet sein: Wenn die permanente Auskleidung aus feuerfesten Ziegeln besteht,
können Ausstülpungen an gewissen Bereichen der Oberfläche der Auskleidung während des Anordnens der Ziegeln geschaffen
werden. Wenn die permanente Auskleidung von gegossener oder gestampfter monolithischer Struktur ist, können ähnliche
Ausstülpungen während des Stampfens oder Giessens ausgebildet werden. Auch können Distanzelemente inrForm
von Stücken aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial, wie feuerfeste Ziegel, zwischen der permanenten Auskleidung und der
verlorenen Auskleidung während des Aufbaus der letzteren oder zwischen der verlorenen Auskleidung und dem Metallmantel
angeordnet sein. Ausstülpungen können an der Oberfläche der Hinterseite von einigen Platten ausgebildet sein, aus
denen die verlorene Auskleidung aufgebaut ist.
Es ist erstrebenswert, die Kontaktfläche zwischen den Trennelementen
und der Auskleidung auf ein Minimum zu reduzieren oder sie so zu ummanteln, daß die Querschnittsfläche der
Enden der Trennelemente bzw. der Enden der Ausstülpungen auf der permanenten oder verlorenen Auskleidung so klein
wie möglich ist. Die gesamte Anzahl der Trennelemente oder
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Ausstülpungen sollte auf ein Minimum reduziert werden, das gerade notwendig ist, um die erforderliche Trennung der permanenten
und der verlorenen Auskleidung zu erreichen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Trennelemente lediglich während
des Aufbaus des Zwischenbehälters sowie vor der Einbringung des feinteiligen feuerfesten Materials wirksam sein
müssen. Die anschließende Belastung während des Gebrauchs wird durch die Schicht aus feinteiligem feuerfestem Material
aufgenommen.
Die Stärke der drei vorstehend beschriebenen Schichten wird gewöhnlich wie folgt gewählt. Die permanente Auskleidung ist
1 bis 1o cm, vorzugsweise 2 bis 6 cm, die Schicht aus feinteiligem feuerfestem Material 1 bis 5 cm, vorzugsweise 2 bis
4 cm und die verlorene Auskleidung o,5 bis 1o cm, vorzugsweise 1,2 bis 5 cm, stark.
Die Verwendung einer Schicht aus feinteiligem feuerfestem Material zwischen der permanenten und der verlorenen Auskleidung
hat eine Reihe von Vorteilen: ϊγ
1. Wenn geschmolzenes Metall durch die verlorene Auskleidung
tritt, findet eine Erstarrung in der Schicht aus feintet ligem Material statt, so daß ein Anhaften und damit eine
Beschädigung der permanenten Auskleidung oder des Mantels verhindert wird.
2. Am Ende des Gießzyklus werden Metallbär und ausgebrannte verlorene Auskleidung mit größerer Leichtigkeit aus dem
Zwischenbehälter entfernt. Das feinteilige feuerfeste
Material verhindert, daß die permanente und die verlorene Auskleidung miteinander verbunden bleiben. Das Ablösen
der verlorenen Auskleidung kann durch einfaches Umkippen des Zwischenbehälters erreicht werden, so daß das fein-
teilige feuerfeste Material herausfallen kann. Zum anderen können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung Stahlbänder so im Zwischenbehälter rundum laufen, daß sie einen Teil des Platzes einnehmen,
der sonst von dem ungebundenen feuerfesten Material ausgefüllt wird. Bei Abschluss des Gießzyklus können diese
Stahlbänder mittels eines Krans hochgezogen und somit die Gesamtheit des Bars und die verlorene Auskleidung
schnell und leicht entfernt werden.
3. Das feinteilige feuerfeste Material ist für die Isolierwirkung
des gesamten Auskleidungssystems verantwortlich und gestattet eine Reduzierung der Stärke der permanenten
Auskleidung, wenn sie benutzt wird.
Es ist von Vorteil, die verlorene Auskleidung so anzuordnen, daß sie etwas über den höchsten Rand des gewöhnlich horizontal
angeordneten oberen Flansches des Metallmantels hinausragt. Damit ist es möglich, den Raum zwischen den Platten
der verlorenen Auskleidung und dem Rand mit dem lockeren ungebundenen feuerfesten Material auszufüllen. Die so gebildete
flache Schicht aus feuerfestem Material sorgt dafür, daß der obere Flansch des Metallmantels gegen Beschädigung geschützt
ist, z.B. gegen Spritzer von flüssigem Metall.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht
und wird nachfolgend im einzelnen anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zwischenbehälter
entlang der Linie I/I aus Figur 2.
Figur 2 einun Schnitt durch den erfindungsgemäßen Zwischenbehälter
entlang der Linie II/II der Figur 1.
Figur 3 eine Draufsicht auf eine Ecke eines erfindungsgemäßen
Zwischenbehälters.
Nach den Figuren 1 und 2 besteht der Zwischenbehälter aus einem äußeren Metallmantel 1. Dieser wird zunächst mit einer
permanenten Auskleidung 2 aus feuerfestem Ziegelmaterial ausgekleidet. Die nächste Schicht 3 besteht aus ungebundenem
Sand. Schließlich folgt eine aus Platten bestehende innere Auskleidung 4, Nahe des Auftreffbereichs des Zwischenbehälters,
zwischen den Platten der inneren Auskleidung 4 und der Auskleidung 2, befinden sich Platten 5 aus wärmeleitfähigem Material,
die z.B. aus einer Mischung von gebundenem Calciumsilikat und Graphit bestehen. Vier Ausflussdüsen 6 sind im
Boden des Zwischenbehälters angeordnet. An verschiedenen Stellen längs des Zwischenbehälters sind Ketten 7 (in Figur 2
nicht gezeigt) gelagert. Nach dem Gießen werden die freien Enden der Ketten 7 zusammengebunden. Der sich im Zwischenbehälter
befindende Metallbär kann zusammen mit den Platten der verlorenen Auskleidung 4 herausgehoben werden.
Nach Figur 3 hat ein äußerer Metallmantel 1 eine permanente Auskleidung 2 aus monolithischem feuerfestem Material, die
zwei Hocker an einer Ecke des Zwischenbehälters aufweist. Der permanenten Auskleidung 2 folgt eine Schicht 3 aus ungebundenem
Sand und eine innere Auskleidung 4 aus Platten aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial.
Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Erfindung weiter zu veranschaulichen.
Ein Zwischenbehälter aus Stahl wurde mit 114 mm starken feuerfesten
Ziegeln ausgekleidet, wobei feuerfester Zement als
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Dichtungsmaterial verwendet wurde, um einen Hohlraum einer Länge von 6 m, einer oberen Weite von 600 mm, einer Weite
von 4oo mm am Boden und einer Tiefe von 800 mm zu schaffen.
Der Boden des Zwischenbehälters wurde dann bis zu einer Tiefe von 1o mm mit einer Schicht aus lockerem Quarzsand bedeckt.
Eine hochfeuerfeste Platte aus Aluminiumoxid wurde an dem
Punkt auf die Sandschicht gelegt, oberhalb dessen geschmolzenes Metall dem Zwischenbehälter zufliesst. Der Rest des
Sandes wurde mit dickeren Platten aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial bedeckt, das Asbestfasern und totgebrannten
Magnesit als Füllstoff enthielt. Die Platten und die stärkeren Platten wurden mit feuerfestem Mörtel miteinander verbunden.
Die Wände des Zwischenbehälters wurden mit Magnesit/ Asbest-Platten in ähnlicher Weise ausgekleidet, so daß ein
Spalt schwankender Breite von näherungsweise 1o mm zwischen den Platten und der permanenten Ziegelauskleidung entstand.
Dieser Spalt wurde dann vollständig mit lockerem Quarzsand ausgefüllt.
Der Zwischenbehälter wurde zum Stranggiessen von tiefgezogenem, Al-beruhigtem Stahl eines niedrigen Kohlenstoffgehalts
verwendet. Die Temperatur des Stahls in dem Zwischenbehälter betrug 1535 C. Drei I80 t Chargen wurden in einer Folge gegossen.
Nach dem Giessen wurde der abgekühlte Zwischenbehälter gewendet. Der in dem Zwischenbehälter zurückgebliebene Metallbär
fiel zusammen mit der verlorenen Auskleidung und dem Quarzsand heraus.
Es wurde keine Beschädigung der permanenten Ziegelauskleidung beobachtet. Der Zwischenbehälter wurde nach erneuter Auskleidung,
wie sie vorstehend beschrieben wird, weiteren Stranggussoperationen zugeführt.
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- 1o -
Ein Stahlzwischenbehälter wurde mit einem hochfeuerfesten,
giessbaren Material aus Aluminiumoxid ausgekleidet, wobei eine Holzform verwendet wurde, um die Höcker an den Ecken
des Zwischenbehälters (sh. Figur 3) und einen Hohlraum folgender Ausmaße auszubilden: 1o95 nun Länge, 352 mm Bodenweite
und 45o mm Tiefe.
Der Boden des Zwischenbehälters wurde mit einer Schicht aus Olivinsand einer Tiefe von näherungsweise 1o mm bedeckt und
dann mit einer Aluminiumoxidplatte und einer Platte aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial ausgekleidet, wie es in Beispiel
1 beschrieben wird.
Jede Wand des Zwischenbehälters wurde mit einer einzigen Platte aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial ausgekleidet, wobei Hökker
in den Ecken verwendet wurden, um die Platten örtlich festzulegen und einen Spc^t von etwa 15 mm zwischen den Platten
und der monolithischen Auskleidung zu schaffen. Die Fugen zwischen den Platten wurden mit einem feuerfesten Dichtungsmaterial
ausgefüllt. Der Spalt wurde dann vollständig mit Olivinsand aufgefüllt.
Der Zwischenbehälter wurde zum Giessen von 4o t niedrig, legierten
Stahls, der zur Herstellung von nahtlosen Rohren eingesetzt wurde und 1 ,3 % Mr.ngan, o,33 % Silicium und o,25 %
Kohlenstoff enthielt. Der Stahl hatte im Zwischenbehälter eine Temperatur von 159o°C. Nach dem Giessen wurde der Zwischenbehälter
abkühlen gelassen und dann gewendet, um den zurückbleibenden Metallbär, die verlorene Auskleidung und
den Olivinsand zu entfernen.
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Claims (16)
1. Zwischenbehälter für Stranggussanlagen mit einem äußeren
Metallmantel und einer an den Mantel angrenzenden permanenten Auskleidung aus feuerfestem Material, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der permanenten Auskleidung (2) und der aus einer Garnitur von Platten aus feuerfestem
Wärmeisoliermaterxal bestehenden verlorenen Auskleidung (4), ein mit feuerfestem Material verfüllbarer
Zwischenraum besteht.
2. Zwischenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die permanente Auskleidung (2) Höcker (8) aufweist,
um Platten der verlorenen Auskleidung (4) und der permanenten Auskleidung (2) im Abstand zu halten.
3. Zwischenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der verlorenen Auskleidung (4) ^orsprünge
aufweisen, die an die permanente Auskleidung (2) anstoßen.
4. Zwischenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Distanzstücke zwischen der verlorenen Auskleidung (4)
und der permanenten Auskleidung (2) angeordnet sind.
5. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die permanente Auskleidung (2) aus feuerfesten Ziegeln besteht.
6. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die permanente Auskleidung (2) aus einem gegossenen monolithischen Formteil besteht.
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7. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die permanente Auskleidung (2) 1 bis 1o cm stark ist.
8. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenraum zwischen der permanenten und der verlorenen Auskleidung eine Stärke von 1 bis 5 cm
aufweist.
9. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (2/4) aus feuerfestem wärmeisolierendem Material aus feuerfesten Fasern, feuerfestem
Füllstoff und Bindemittel geformt sind.
1o.Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekernzeichnet,
daß die Platten der verlorenen Auskleidung (4) o,5 bis 1o cm stark sind.
11.Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallmantel (1) einen oberertrsich horizontal nach außen erstreckenden Flansch aufweist und
die Platten der verlorenen Auskleidung (4) sich über die Höhe des Flansches hinaus erstrecken.
^.Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die permanente feuerfeste Auskleidung im Einlassbereich dünner ist als im Auslassbereich.
13.Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die permanente feuerfeste Auskleidung im Einlassbereich aus einem Material größerer Wärmeleitfähigkeit
besteht als im Auslassbereich.
7425440 24.06.76
14. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der mit feuerfestem jMaterial verfüllbare
Zwischenraum im Einlassbereich dünner ist als im Auslassbereich .
Zwischenraum im Einlassbereich dünner ist als im Auslassbereich .
15. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten aus wärmeisolierendem Material im Einlassbereich dünner sind als im Auslassbereich.
16. Zwischenbehälter nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten aus wärmeisolierendem Material im Einlassbereich aus einem Material größerer Leitfähigkeit
bestehen als im Auslassbereich.
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