DK157456B

DK157456B - Anvendelse af en hydraulisk afbindende ildfast beton med hoejt indhold af al 203 til sliddele, der kommer i beroering med metalsmelte.

Info

Publication number: DK157456B
Application number: DK242076A
Authority: DK
Inventors: Guenter Gelsdorf; Hermann Leupold; Franz Schellberg
Original assignee: Didier Werke Ag
Priority date: 1975-06-02
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1990-01-08
Also published as: DK157456C; DE2624299C3; AT344218B; NL7605945A; NL182656B; NL182656C; SE7606135L; DE2624299A1; ATA417075A; DE2624299B2; SE452152B; IT1071495B; DK242076A; CS218557B2

Description

DK 157456 B

Den foreliggende opfindelse angår anvendelse af en hydraulisk afbindende ildfast beton med højt indhold af lerjord til sliddele, der kommer i berøring med metalsmelte, såsom propper, hylstre, især lukkeplader til skydeiukker på beholdere inde-5 holdende stålsmelte.

Sliddele er i almindelighed dele, som efter at have nået en slidgrænse altid må fornys eller udskiftes for ikke at forringe sikkerheden af de dermed drevne aggregater. De er for det meste udsat for 10 høje termiske, kemiske og eventuelt eroderende angreb og skal i mange tilfælde desuden også kunne stå for betydelige styrkebelastninger. Således er det f.eks. en forudsætning for lukkeplader til skydeiukker på beholdere indeholdende metalsmelte, at skydepladen trods formforandringer, som det ildfaste plademateriale er ud-15 sat for i kraft af uundgåelige temperaturforskelle, forbliver upåklagelig bevægelig og giver pålidelig aftætning, og at pladeparret med henblik på de termiske, kemiske og eroderende angreb fra den gennemstrømmende smelte ved regulerbart støbe-stråletværsnit kan holde til mindst én beholdertømning.

20

Til sådanne og lignende belastninger har der hidtil været fremstillet sliddele af værdifulde, tørre, halvtørre og plastiske ildfaste stofsammensætninger ved forholdsvis komplicerede stampe, ryste og pressemetoder med mere eller mindre kostbare efterbehandlinger. Slid-25 dele med en tilpasningskorrekt udformning kræver efter forløb af betydelig temperaturvarighed og tid præcist overholdte varmebehandlingsmetoder og desuden en omhyggelig spåntagende formgivning. F.eks. må de flader på plader på skydeiukker, som skal virke tætnende sammen med andre flader og samtidigt være let forskydelige eller flyt-30 telige slibes yderst plane. Men også boringer og noter og lignende tilvejebringes ofte med spåntagende formgivning, således at især tilpasningskorrekte sliddele, der nødvendiggør en mekanisk bearbejdning, forårsager betydelige produktionsomkostninger.

35 2

DK 157456B

Fra Neue HUtte 1965, Hefte 5, side 275-279 kendes anvendelse af hydraulisk afbindende ildfast betoner med fyldstoffer som korund indtil temperaturer på 1700°C i industriovne og til hældetude til råjernspanner, der er udsat for forholdsvis rin-5 ge korroderende og eroderende belastninger. Ifølge Sprechsaal, 107, Jg. side 904-913 foreslås anvendelse af kemisk afbindende ildfast beton til udstøbningssten til panneskydelukker, idet netop den ringe slidstyrke af den ildfaste beton udnyttes til at underkaste gennemløbsåbning i udstøbningsstenen en gradvis 10 udvidelse under støbningen, for at støbehastigheden kan holdes konstant trods det aftagende ferrostatiske tryk. Fra Zement-Kalk-Gips, Nr. 10, 1973, side 457-463 kendes anvendelse af hydraulisk afbindende ildfast beton i cementindustrien, ligeledes til ringe belastninger i en cementovn. Fra H. Lehmann, 15 Schriftenreihe Steien und Erden, bind 3, Feuerfester Beton aus

Tornerde-Schmelz-Zement, 1959, Hermann HUbner Verlag Goslar, side 52-53, er det kendt, at sådanne lidet slidstærke betoner kan have en rumbestandighed på ca. 0,2% ved en ikke kendt temperatur, og at koldtrykstyrken afhænger af cementblandingen, 20 tilslagsstofferne og kornopbygningen. I Koppers Merkblåtter, april 1971, er beskrevet en af hydraulisk afbindende ildfast beton bestående stampet masse, som med et A^Oø-indhold på 95% har et brændingssvind på -0,95 ved 1800°C, en varmeudvidelse på 1,60 ved 1800eC og en koldtrykstyrke af det ubrændte pro-25 dukt på 400 kp/cm2 og efter brænding ved 1800°C på 720 kp/cm2.

Tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.048.488 foreslår ildfaste blandinger med hydraulisk afbinding til fremstilling af ildfaste betoner, som med et indhold af 92% A1203 har en koldtrykstyrke på 400 bar målt på det tørrede rå produkt og 1200 bar 30 efter brænding ved 1600°C. Dimensionsændringen efter brænding ved 1600°C er -0,52. Fra The Refractory Journal sept./okt. 1975, side 10-19, er det kendt, at keramisk ildfast materiale til sliddele af skydelukker kan have en koldtrykstyrke mellem 175 og 245 kp/cm2 og en formbestandighed efter brænding ved 35 1650eC på ±0,2%. De fra Transactions and Jorunal of the Bri tish Ceramic Society, bind 74, 1975, side 41-47, kendte keramiske ildfaste materialer har f.eks. en koldtrykstyrke ved en

DK 157456 B

3 ikke nævnt temperatur mellem 56, 80 og 118, 88 MN/m2 og en formbestand i ghed efter brændi ng ved 1650°C på -1,259 til + 0,453.

5 Det er den foreliggende opfindelses opgave at forenkle fremstillingen af ildfaste sliddele.

Formålet opnås ifølge opfindelsen ved anvendelse af en hydraulisk afbindende idlfast beton med højt indhold af lerjord med 10 en på det tørrede rå produkt målt koldtrykstyrke på mindst 400 kp/cm2, som efter brænding ved 1400°C er mindst 700 kp/cm2 og en formbestandighed ved 1400°C på mindst ±0,2% til sliddele, der kommer i berøring med metalsmelte, især til skydeplader og/eller bundplader i skydelukker på beholdere indeholdende 15 stålsmelte.

På denne måde kan fremstillingen især af pladepar til skydelukker forenkles væsentligt, da beton støbt i en form nøje passer til formfladerne og glatte rene flader på formen også giver glatte rene modflader på formlegemet. Følgelig er det muligt at få glidefladerne 2 0 af skydeplader med stor nøjagtighed allerede under formningen af pladen, således at langvarige mekaniske efterbearbejdninger falder bort. Ligeledes kan gennemstrømningsåbningerne formes direkte deri og pladerne således udtages i færdig tilstand. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2

De lerjordrige betoner med de i det foregående beskrevne fysiske egenskaber giver driftssikkerhed hos deraf fremstillede slidlege 3 mer pgså overfor høje belastninger som følge af varmespændinger samt 4 kemiske og eroderende angreb. Herved er det af væsentlig fordel, når 5 den ildfaste beton har korund og aktive lerjordarter som tilslags- 6 7 stoffer og udviser mindre end 15% lerjordcement med højst 22% kalk, og der eventuelt indføres et flusmiddel,og analysen fortrinsvis viser mindst 96% mindre end 3% CaO og mindre end 0,5% SiO. Den 8 høje andel af AlgO^ er fordelagtig for betonformlegemets holdbarhed overfor vekslende temperatur. Hertil kommer en eventuelt for tempe- 9 raturvekselholdbarheden gunstig samlet porøsitet mellem 23 og 27 rumfangsprocent af udelukkende åbne porer, der f.eks. er bedst eg 10 nede til en tjæreimprægnering.

4

DK 157456B

Med tilslagsstofferne korund og aktiv lerjord er· mængden af lerjord hensigtsmæssig mellem 5 og 15%, idet det i en yderligere udførelsesform ifølge opfindelsen til bestemte anvendelsesformål kan være særligt hensigtsmæssigt at erstatte 1 til 5% af tilslagsstofferne 5 med et spineldannende stof, fortrinsvis MgO eller forbindelser, der giver MgO. Den i betonen indeholdte magnesia reagerer ved ca. 1000°C med de efter dehydratisering af bindemidlet opstående henfaldsprodukter til spinel MgOjAl^O^. Betonens struktur bliver derved fastere og tættere og følgelig også mere holdbar over for infiltration af stål-10 smelte og over for slaggeangreb, ved hvis optræden i stålbadet.spi-neldannelsen allerede er sket. I stedet for MgO kan også anvendes NiO, CoO og ZnO samt forbindelser, der danner disse oxider.

Hvis en yderligere forøgelse af formlegemets slaggeresistens er 15 ønsket, kan dette hensigtsmæssigt ske ved tilsætning af indtil 5% sod eller grafit.

I mange tilfælde kan det anbefales at erstatte indtil 7% af tilslagsstofferne med chromoxid for at modvirke formlegemets befugtning med 20 den flydende smelte og slagge. Desuden foreligger tilslagsstofferne under 0,5 mm hensigtsmæssigt som runde korn, hvilket giver en yderligere positiv virkning for formlegemets styrke.

Fremstillingen af en ildfast sliddel er beskrevet i det følgende 25 i forbindelse med en tabel indeholdende blandinger, kornstørrelser og egenskaber af fem ildfaste betoner, der ligger inden for opfindelsens rammer.

I en form svarende til formen af en skyderplade blev der indstøbt 30 og vibreret beton ifølge stillingerne 1 til 5· Den påfølgende afbinding og hærdning varede 12 timer. Efter formningen blev pladen indstillet ved stuetemperatur i 48 timer for så at blive underkastet en tørring ved 110°C, der afsluttede fremstillingen. 1

Til afprøvning af styrkeværdierne ved højere temperaturer blev pladen først varmebehandlet ved 600°C og koldtrykstyrken målt efter afkøling. Fremgangsmåden er blevet gentaget ved 1400°C.

5

DK 157456 B

Den i tabellen anførte brændingssvinding efter brænding ved 1400°C i % er identisk med den ifølge opfindelsen krævede formbestandighed af den ildfaste beton.

5 Oplysninger om anvendeligheden af en ildfast beton til sliddele, især til pladepar til skydelukker giver også afskalningsprøven. Hertil er knyttet følgende betingelser:

Et pladestykke 100 x 100 mm med glat (sleben) flade bliver på en 10 zone med en diameter på ca. 30 mm opvarmet ved hjælp af en autogen svejsebrænder egnet til gennembrænding af 20 til 30 mm tyk. plade. Oxygentrykket er herved 2,5 ato, og acetylengassens tryk 0,5 ato. Afstanden fra dysen i den med et stativ fastholdte brænder til pladen er 50 mm og forsøgstiden 15 sekunder.

15

Sker der ingen afspaltning egner materialet sig godt til fremstilling af pladepar til skydelukker. Materialet er brugbart, hvis der ved påfølgende kradsning af prøvelegemet løsner sig partikler, men det er ubrugeligt, så snart afspaltninger sker under prøven.

20 25 1 35 6

DK 157456 B

i * $ * # ooooo o La m oo in in m m o o cn o o o o h *\*\*\*V*V *ν*ν*ν··*ν*\ Λ IS CM IS CJ ID I 01 ΟΛ oimo VO OOO IS o H CM H H O m Ό VO CM , H VO in o + I—1 ooooo o m m o m m m m ο ο σ\ ο oo h ^}* (\ Pt fv tv ft «V Λ Λ Λ s cm s cm in i h m οιιο in ooo m o

H CM Η Η Η H O OOOCM

H CM CM m +

Η Η H

00000 o in in o o in m in in o o cn oo ο ο h jSC^ ·» ·» IS*V «V Λ ISCMtSCMHlin CTi O <f I Ο vo ooo m o

H CM H CM O in in O CM

h in in cm i

H

ooooooo in m o in in in in ο ο ο ολ o oo cm C\J *\f\*\evr%*\«\ η «\ λ λ Λ N ΛΙ N PJ U) ιλ σ\ Olio VO OOO CM o

H CM Η H O CM CM H CM

H IS IS 00 + ooooo o in m o n in in in ο ο σ\ ο o in h {—] (\ fv h tv «\ Λ Λ «s λ Λ Λ S CM S (\Ι Η I cr> σ> οιιο in OOO <f o

H CM H CM O OOOCM

H O O i—I +

Η Η H

g | | | | | | ||

g g g S S S S S B

in h in vo in η o

1 I I I

incricricncr* cn σ\

Hinoooo oo a)

·» Λ Λ IV Λ Λ ΛΛ CO I K

mnooooo i loo o ø

Ο ,Ω bO

v v V V V O fl m vo s^. ·η o I ϋ CM II 'd U ti · d

Η 0 bD CD ο > H 8 bO

<J o ,i£l !> O O Pi Pi

Td CM Ο O > p -H

X ^ Pi ^ O SO bO <t Ø'-' -d Ο O -P O OH 3 Η -P in Pi cr> CO Ό t>v Η Η Ή * <D 83

<j\ U H \ ft H d (DO +3 U

T) 0 Ο Η ,¾ Ό 'd CD Ο n -d 0 Ο H P. '-s ^ CD d > -PO 0 (D g cd +3 > CO 0O 0 g OH,y M © il bo -pvo *d Tj d -P -H 0 s M bO 0 β w p p •d Pi Pi "SR -P Η ·Η Pi Pi ιΩ H W Tj ·Η 0 d O 0 <J\ 0 Pi ί>ι·Η 0 ij Si 0 Pi 3 -Γ3 g Η H [S -P^ -P P. S Pi U i> MiR 0

p1 d Pi 0 0 Η H 8® wp P 8 o O

HO •HØObO'dO 0 talons Cd p PibObO d 0^i Η H d o d ft S Η ω !s+3 !> rQ Pi Pi - 'd Q p, O Pi *H '—* -P ‘HcdPi -Ρ·Η·ΗΟ© S(D g > O m g ·Η ·Ρ S ·Ρ P Pi Ph 0H dO Pi (D-p O-HtdOW-P Ή "d τ30 0 0Ητ3Ρ!Ο

rad p 43 p CMP p O ID C3P H4J +3 43 ad ίδο II

M -H ,d^i0HH0bOPi d8 0<H 14 <H cma P4 H 03 O dH<icH g S bO >-Ρ^0 0 0ϋ3,3ΡΟΗ*

Claims

1. Anvendelse af en hydraulisk afbindende ildfast beton med højt indhold af Al 2Ο3 med en på det tørrede rå produkt målt koldtrykstyrke på mindst 400 kp/cm2, som efter brænding ved 1400°c er mindst 700 kp/cm2 og en formbestandighed ved 1400°C på mindst ± 0,2% til sliddele, der kommer i berøring med me- 10 talsmelte.

2. Anvendelse af en ildfast beton ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indeholder korund og aktiv lerjord som tilslagsstoffer, en lerjordcement indeholdende mindre end 15 22% kalk og eventuelt et flusmiddel samt giver en analyse på mindst 96% A^Oø, mindre end 3% CaO og mindre end 0,5% Si02·

3. Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indtil 5% af tilslagsstofferne er erstattet med et spinel= 20 dannende stof fortrinsvis MgO eller forbindelser, der giver MgO.

4. Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indtil 5% af tilslagsstofferne er erstattet med sod, beg eller grafit. 25

5· Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indtil 7% af tilslagsstofferne er erstattet med chromoxid.

6. Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 1 til 5, kendeteg-30 net ved, at tilslagsstofferne under 0,5 mm foreligger i form af runde korn.

7. Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 1 til 6 til skyder og/eller bundplader i skydelukker på beholdere indeholdende stålsmelte. 35

8. Anvendelse af ildfast beton ifølge krav 1 til 7, kendetegnet ved, at de formede sliddele er imprægneret med tjære.