DE8318245U1

DE8318245U1 - Ausgussduese, insbesondere der giesspfanne oder des zwischengefaesses

Info

Publication number: DE8318245U1
Application number: DE19838318245U
Authority: DE
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Current assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1984-11-08
Also published as: LU84865A1; JPH0335018B2; BE897091A; GB2123729B; NL8302352A; SE8303825L; ES523840A0; DE3322636A1; FR2529540A1; IT8248757A0; JPS5921463A; US4549677A; DE3322636C2; GB2123729A; SE8303825D0; ES8406035A1; GB8318057D0; IT1186695B; ATA244083A; SE456803B

Description

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CENTRO SPERIMENTALE 'mETALLURGICO S.p.A. ZJ. AUG. 1984

Lw/Ch - C 3502

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ausgußdüse, insbesondere der Gießpfanne oder des Zwischengefäßes, um das Giessen von aluminiumberuhigten Stählen zu verbessern. Die Ausgußdüse zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus einer Sintermischung auf der Basis von Calciumoxid besteht.

Bisher traten Schwierigkeiten beim Gießen aluminiumberuhigter Stähle auf, die beim Stranggießen aufgrund der Tatsache wesentlich ernster waren, daß das Aluminiumoxid sich in der Düse absetzte und diese innernalb von wenigen Minuten verstopfte.

Zum vollen Verständnis dieser Situation ist es notwendig, eine diesbezügliche kurze Diskussion der Probleme beim Verfahren des Stranggießens und der diesbezüglichen Anlage, wo das Problem am stärksten auftritt, zu geben.

Flüssiger Stahl wird in eine Gießpfanne gegossen, wo er verschiedenen Behandlungen ausgesetzt einschließlich Beruhigung ausgesetzt wird. Die Gießpfanne wird dann zur Stranggießanlage transportiert, die aus ein oder mehreren Gießmaschinen oder Gxeßvorrichtungen besteht. Der Stahl wird aus der Pfanne durch eine Düse in ein "Zwischengefäß"

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genanntes Gefäß abgestochen, das so ausgebildet ist, daß der Stahl auf die verschiedenen Gießmaschinen über eine Anzahl von Löchern im Boden verteilt wird. Düsen aus hochfesten Feuerfestmassen werden in diese Löcher eingesetzt. Eine der Funktionen der Düsen ist darin zu sehen, für eine regelmäßige Strömung flüssigen Stahls zu den Gießmaschinen, die mit einer spezifischen Gießgeschwindigkeit arbeiten, zu sorgen. Der Ausströmabschnitt der Düsen muß daher so konstant wie möglich während der gesamten Gießzeit verbleiben. Ebenfalls ist klar, daß eine Beschädigung dann auftritt, wenn die Düse verstopft, da der Stahl in der Gießwanne und der Gießpfanne verbleibt und entweder durch andere Mittel vergossen werden muß oder sonst verfestigt und zu Ausschuß wird.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurden bisher Düsen geeigneter Gestalt, durch welche Argon geführt wird, konstruiert oder es wurde dem flüssigen Stahl Kalk zugesetzt, um ein Auftreten von Verstopfungen zu verhindern. Oder es mußten sonst Schritte unternommen werden, um das Gießen zu vervollständigen, indem man die Verstopfungen entweder durch mechanische Mittel oder durch das Einblasen von Sauerstoff zu entfernen versuchte.

Diese Maßnahmen sind jedoch nicht voll zufriedenstellend, da sie oft nicht all das, was sie bewirken sollen, tatsächlich bewirken.

Wie bereits angegeben, sind die Probleme besonders markant beim Stranggießen; im Folgenden werden die Probleme daher mit besonderem Bezug auf das Stranggießen diskutiert, wobei die Erfindung sich aber auch auf andere Gießtechniken erstreckt.

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D-:ir Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,diese technischen Schwierigkeiten, insbesondere die Verstopfungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu vermeiden, indem eine Düse aus einem bekannten Material, das für diesen Zweck nie benutzt wurde, vorgeschlagen wird.

Erreicht wird dies überraschend dadurch,daß Düsen auf der Basis von Kalziumoxid für (Gieß)pfannen und für Zwischengefäße beim Gießen aluminiumberuhigter Stähle verwendet werden, bei denen, wie bekannt Gießprobleme, insbesondere beim Stranggießen, aufgrund des Verstopfens der Düsen, im wesentlichen durch Aluminiumoxid, auftreten.

Kalziumoxid ist ein ausgezeichnetes Feuerfestmaterial, leidet jedoch an dem Nachteil, daß es extrem empfindlich gegen Feuchtigkeit,mit der es Kalziumhydroxid bildet, ist. Diese Umformung beeinträchtigt die physikalische Unversehrtheit des Feuerfestproduktes. Aus diesem Grund wird Kalziumoxid oft mit anderen metallischen Oxiden des R 0 Typs (wie Fe₃O₃, Al₂O₃, TiO₃...) und/oder mit Salzphasen (CaCl₂, NaCl) behandelt, die dazu neigen, eine Hydration zu verhindern. Das kalkhaltige Material oder der mit diesen Additiven vermischte entwässerte Kalkstein wird pelletisiert und bei Temperaturen von 800 - 1600 C kalziniert; der so erhaltene Klinker wird dann weiter mit anderen Oxiden der oben angegebenen Art und mit Bindemitteln verschiedener Art, insbesondere Pech, Paraffinwachsen, Harzen etc. behandelt; mit diesem Gemisch wird das gewünschte Produkt durch Formen bei Drücken um 500 - 1500 kg/cm ,
oder Backvorgang hergestellt.

Drücken um 500 - 1500 kg/cm , gefolgt von einem Brenn-

Nach dem Kühlen wird der Körper mit geschmolzenem Pech vakuumimprägniert und dann in einer reduzierenden Atmosphäre verkokt. Auf diese Weise hergestellte Produkte verfügen

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über eine gute Warmfestigkeit und Hydrationsbeständigkeit.

In der Eisenhüttenindustrie werden Kalzium-Oxidmaterialien dieser Art verwendet zur Herstellung von Auskleidungen für Dächer und Böden elektrischer Öfen sowie für (Gieß)pfannen. Sie wurden aber nie zur Herstellung von Düsen verwendet.

Die Gründe hierfür können sein:

- Vorhandensein anderer stärkerer Feuerfestmaterialien, bei denen keine Hydrationsprobleme auftreten, wie Materialien mit hohem Aluminiumoxidgehalt oder solchen auf der Basis von Zirkoniumsilikaten, Mulliten oder Aluminiumsilikaten etc.

- die relative Neuheit des Problems des Stranggießens aluminiumberuhigter Stähle und

- die Tatsache, daß Aluminium mit Kalzium Aluminatverbindungen bildet, die entweder einen hohen Schmelzpunkt haben, wenn der Aluminiumgehalt hoch liegt und trotzdem noch zum Verstopfen neigen oder einen niedrigen Schmelzpunkt haben, wenn der Aluminiumgehalt niedrig ist und so zu Erosionsproblemen der Düsen führen können.

Überraschend hat die Verwendung von Düsen auf der Basis von Kalziumoxid beim kontinuierlichen Gießen bzw. Stranggießen aluminiumberuhigter Stähle zu ausgezeichneten Ergebnissen geführt, was die Durchführung von Gießabläufen möglich machte, die vier- bis achtmal länger dauerten als die, die mit Düsen aus anderen Materialien ohne Schwierigkeiten möglich waren.

Versuche an Pilotanlagen zeigen, daß während übliche Düsen nach etwa 5 bis 10 Minuten blockiert sind, lassen sich Gießabläufe von 40 bis 45 Minuten mit Düsen auf der Basis von Kalziumoxid ohne irgend welche Störungen erreichen. Diese

Dauer des Gießvorgangs war aber nur durch die Kapazität des Schmelzofens und der Pilotanlage begrenzt.

Aus diesen Daten kann man entnehmen, daß auch unter Arbeitsbedingungen solche Zeiten ohne t-zeiteres erreicht und sogar verbessert werden können.

Was die physikalische Festigkeit der Düsen auf Kalziumoxidbasi.3 nach der Erfindung angeht, so wurden keinerlei Nachteile aufgrund von Hydration gefunden. Da natürlich das Material leicht hydratisiert wird, müssen die Düsen während des Versendens und Speicherns geschützt werden, indem sie in luftdichten Behältern verschlossen werden. Wegen der unten beschriebenen Schutzbehandlung jedoch haben sich während der Benutzung keinerlei Schwierigkeiten eingestellt.

Der andere mögliche Grund für physikalisches Fehlverhalten, nämlich die Erosion der Düse aufgrund der Bildung von niedrig schmelzenden Verbindungen mit dem Aluminium hat den Gießablauf nicht nachteilig beeinflußt. Es hat nämlich keine merkliche Steigerung im Ausflußquerschnitt der in den Versuchen eingesetzten Düsen gegeben.

Aus Gründen der Exemplifizierung werden nachstehend verschiedene Angaben hinsichtlich der infrage kommenden Vorgänge bei der Herstellung der Düsen nach der Erfindung gegeben.

Kalziumoxid, das zwischen 90 und 99% des Gesamtgewichts der Feststoffe ausmacht, wird mit wenigstens einer Verbindung gemischt, die gewählt ist aus den Metalloxiden Fe₃O₃, Al^O,, TiO„ und den Chloriden CaCl„, NaCl und LiCl, und zwar in Mengen zwischen 1 und 10%. Das Gemisch wird mit ausreichend Wasser behandelt, um die Erzeugung von Pellets zu ermöglichen, die zunächst auf 100 bis 150°c getrocknet und dann bei 800 bis 1600°c gebrannt werden.

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Die Additive, Oxide und/oder Chloride sowie die hohen Brenntemperaturen sind so gewählt, daß das Wachstum der CaO Körner begünstigt wird, wodurch die Struktur des Produktes dichter wird und es damit beständiger gegen Hydration ist. Die so erhaltenen Pellets werden vermählen und abgesiebt. Das abgesiebte Material wird erneut behandelt, indem es mit 3 bis 20 Gewichts% wenigstens einer Verbindung vermischt wird, die gewählt ist aus den Meta11oxiden Fe-O₃, Al-O₃, TiO , ZrO-, Cr„0- und MoO- und den Chloriden CiCl-, NaCl und LiCl sowie mit organischen Bindemitteln und Trägern wie Öl, Paraffin, Petroleum, niedrigen Alkoholen und Harzen in Mengen zwischen 1 bis 5 %.

Das Gemisch wird in Formen bei 500 - 1500 kg/om gepreßt und bei 1500 - 1800°C gebrannt. Die so erhaltenen Körper werden mit schmelzflüssigem Pech imprägniert und bei etwa 700 C in einer reduzierenden Atmosphäre verkokt. Die Produkte sind gegen Hydration hochbeständig und sehr gut geeignet, um als Düsen für das Stranggießen aluminiumberuhigter Stähle, wie obm angegeben, verwendet zu werden.

Nicht einmal der Durchgang von Hochtemperaturstahl bei hohen Durchsätzen und Strömungsgeschwindigkeiten durch die Düse führt zu irgendwelchen Verschleißproblemen.

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Claims

1. Ausgußdüse, insbesondere der Gießpfanne oder des Zwischengefäßes, dadurch gekennzeichnet, daß sie aas einer Sintermischung auf der Basis von Kalziumoxid besteht.

2. Ausgußdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Pellets hergestellt ist, die man erhält, indem man 90 bis 99 % Ca(OH)₇ mit wenigstens einer Verbindung mischt, die gewählt ist aus den Metalloxiden Fe₃O₃, Al₃O-, und TiO- sowie den Chloriden CaCl-., NsCl und LiCl in Mengen zwischen 1 und 10 %, wobei das Gemisch pelletisiert,bei 100 bis 15¹D⁰C getrocknet und bei 800 bis 1600°C gebrannt, dann vermählen und abgesiebt wird, wobei das abgesiebte Material dann weiter mit wenigstens einer Verbindung vermischt wird, die gewählt wird aus den Metall

oxiden Fe₃O₃,

ZrO₂,

und MoO₃ und den

Chloriden CaCl₃, NaCl und LiCl in Mengen zwischen 3 und 20 Gew.% und mit organischen Bindemitteln und Trägern wie Öl, Paraffin, Petroleum, niedrigen Alkoholen und Harzen in Mengen zwischen 1 und 5 % vermischt wird; daß das Gemisch in Formen bei 500 bis 1500 kg/cm gepreßt und bei 1500 bis 1800°C gebrannt wird und daß die so erhaltenen Körper dann mit schmelzflüssigem Pech vakuumimprägniert und bei etwa 700°C in einer reduzierenden Atmosphäre verkokt werden.

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