EP0338024B1

EP0338024B1 - Stranggiesspulver

Info

Publication number: EP0338024B1
Application number: EP19880901755
Authority: EP
Inventors: Eva Maria Donati
Original assignee: Dipl-Ing Bela Tisza & Co Vormals Muehlen-Industrie fur Zerkleinerung und Aufbereitung Gesmbh; Tisza Eva Maria verehelichte Donati
Current assignee: DIPL.-ING. BELA TISZA & CO. VORMALS MUEHLEN-INDUST; TISZA, EVA MARIA VEREHELICHTE DONATI
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1992-07-29
Anticipated expiration: 2008-02-19
Also published as: CA1305303C; AT394320B; DE3873316D1; WO1988006066A1; ATA37887A; EP0338024A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Stranggießpulver, das sich zum Stranggießen von Stählen aller Art eignet und die Anwendung hoher Gießgeschwindigkeiten erlaubt.
Beim Stranggießen von Stahl wird u.a. angestrebt, durch den Einsatz verbesserter Stranggießpulver die Gießgeschwindigkeit erhöhen zu können, und durch Automatisierung von Verfahrensabläufen eine Kostenreduktion zu erzielen.
Für das Stranggießen von Stahl sind bereits zahlreiche verschiedene Gießpulver vorgeschlagen worden, siehe hiezu beispielsweise die in der AT-PS 342 800 und in der DE-OS 34 03 279 beschriebenen losen Gießpulver und das in der DE-OS 26 14 957 angeführte, in Form von Hohlkugeln vorliegende Stranggießpulver mit einer Korngröße von über 60 µm. Granulierte Pulver sind homogener, sie entmischen sich nicht bei Verpackung und Transport, verursachen weniger Staub und können besser durch automatische Geräte auf die Gießkokille dosiert werden.
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von granuliertem Gießpulver beruhen auf einem Aufschlämmen der Gießpulverkomponenten in Wasser, wobei mindestens 30% Wasser benötigt werden, worauf diese Suspension dann versprüht oder verdüst oder extrudiert wird, um zu einem Granulat zu gelangen, welches abschließend getrocknet wird. Je nach dem angewendeten Verfahren erhält man offene, kugelförmige Hohlkörper oder aber geschlossene, zylinderförmige volle Körper.
So beschreibt die DE-OS 35 37 281 ein Verfahren zur Herstellung von Gießpulver zum Vergießen von Stahl, worin als wesentliche Maßnahme herausgestellt wird, daß ein Teil der beim Aufschmelzen des Pulvers ablaufenden Reaktionen bereits in den Herstellungsprozeß verlagert wird. Hiezu müsen die Gemischkomponenten gemeinsam in einer wäßrigen Phase zerkleinert und gemischt werden, wonach die entstandene Suspension in einer Wirbelschicht getrocknet und granuliert wird.
Von der Form her werden an die Granulate verschiedene Forderungen gestellt:
Das Granulat soll sich pneumatisch wie auch mecanisch gut fördern lassen, es soll dabei das Korn nicht gebrochen werden. Es darf kein Abrieb entstehen, weil Staub die automatische Meß- und Dosiereinrichtungen für die Beschickung der Kokille mit Gießpulvergranulat und dessen Niveauregulierung auf dem Badspiegel stören kann. Weiterhin soll sich das Granulat am flüssigen Badspiegel in der Kokille gut verteilen, damit der flüssige Stahl gut abgedeckt wird.
Die nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten Granulate haben in dieser Hinsicht Nachteile. Die Hohlkugeln weisen eine ungenügende mecanische Festigkeit auf, während die zylinderförmigen Körper sich schlecht am flüssigen Stahl in der Kokille verteilen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eine granulierten Stranggießpulvers anzugeben, das nicht nur den Forderungen nach einem schnellen Aufschmelzen an der Grenzfläche zwischen flüssigem Strahl und Gießpulver und nach einer hohen Wärmedämmung der aufgebrachten Gießpulverschicht genügt, sondern darüberhinaus eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, um ohne brechen gefördert werden zu können, und überdies möglichst kugelförmig ist, um eine gute Verteilung beim Einsatz der Pulver zu gewährleisten. Weiterhin sollen mit einem solchen Verfahren Granulate innerhalb bestimmter Größen herstellbar sein, die Granulate sollen ein möglichst niedriges Schüttgewicht haben, das Pulvergemisch darf sich durch den Granuliervorgang nicht entmischen oder in seiner chemischen Analyse verändern, die Investitions- und Energiekosten der Herstellung sollen niedrig sein und schließlich sollen sich möglichst alle Pulvergemische mit einer einzigen Anlage zu Granulaten verarbeiten lassen.
Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Stranggießpulver auf der Basis von hochschmelzenden Oxiden, wie Siliziumdioxid, Calciumoxid bzw. eines Calciumoxid liefernden Produktes, von Flußmitteln, wie Alkalicarbonaten bzw. Calciumfluorid, und eines Kohlenstoffträgers erreicht, das sich dadurch auszeichnet, daß die trockenen pulverförmigen Ausgangskomponenten unter Zugabe von Wasser, eines anorganischen Granuliermittels und gegebenenfalls eines organischen Binders in einem Schleuder- oder Wirbelmischer zu kugelförmigen, vollen Geranulaten granuliert werden.
Dadurch, daß das erfindungsgemäß hergestellte granulierte volle Gießpulver in Kugelform vorliegt, weist es ein hohes Fließvermögen auf und läßt sich sehr gut auf dem Flüssigkeitsspiegel in der Gießkokille verteilen. Zufolge seiner hohen mechanischen Festigkeit entsteht bei der Förderung und Kokillenbeschickung kein Abrieb, wodurch arbeitsplatztechnische und ökologische Probleme ebenso vermieden werden können wie Störungen der automatischen Meß- und Dosiereinrichtungen. Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß das erfindungdgemäße Verfahren nur geringe Mengen an Wasser benötigt, um das Pulver zu granulieren. Dadurch werden erhebliche Energiemengen bei der anschließenden Trocknung eingespart.
In der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Pulvergemisch auf der Basis von hochschmelzenden Oxiden, Flußmitteln und Kohlenstoffträger zweckmäßig in einem Mischer, welcher nach einem Schleuder- oder Wirbelverfahren arbeitet, unter Zugabe von anorganischem Granuliermittel und Wasser granuliert. Hiebei reicht ein sehr geringer Gehalt an anorganischem Granuliermittel von bis zu etwa 1 Gew.-%, sowie ein gleichfalls sehr niedriger Wassergehalt von etwa 10 bis 15 Gew.-% aus.
Als anorganisches Granuliermittel eignet sich im besonderen Maße eine kolloidale Dispersion von amorphem Siliziumdioxid in Wasser, beispielsweise ein 30%iges Kieselsol. In dem Kieselsol liegt das Siliziumdioxid in Form von untereinander unvernetzten kugelförmigen Einzelpartikeln vor, die an der Oberfläche hydrolisiert sind. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung geht das Sol in den Gelzustand über, d.h. in festes amorphes, wasserunlösliches Siliziumdioxid, unter Bindung der Gießpulverbestandteile zu einem festen, vollen Granulat. Als anorganisches Granuliermittel kann beispielweise auch Wasserglas verwendet werden.
Das granulierte, kugelförmige Stranggießpulver wird nach dem Granuliervorgang getrocknet, zweckmäßig in einem Fließbettrockner auf eine Restfeuchte von unter 1 Gew.-%, wobei mit einer Eingangslufttemperatur von z.B. 120 bis 180°C gearbeitet werden kann.
Falls eine zuzätzliche Steigerung der mechanischen Festigkeit der Granulate erzielt werden soll, kann dem Pulvergemish vor dem Granulieren bis zu 2 Gew.-% organisches Bindemittel zugesetzt werden.
Zweckmäßig wird das Stranggießpulver auf eine Korngröße von etwa 200µm bis über 1mm granuliert, wobei in Abhängigkeit von der Mischart unterschiedliche Korngrößenverteilungen erhalten werden.
Das erfindungsgemäß hergestellte granulierte Stranggießpulver kann ohne jegliche Staubbildung in Stahlwerken eingesetzt werden, in welchen vollautomatisch arbeitende Vorrichtungen eine pneumatische oder mechanische Dosierung von Stranggießpulver bei Stranggießanlagen vornhmen.
Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele, ohne sie hierauf zu beschränken, weiter erläutert.

BIESPIEL 1:

Aus den folgenden Komponenten:
Calciumaluminiumsilikat,
Natriumcarbonat,
Flußspat,
Kunstharzbinder
Siliziumdioxid,
Graphit und
Flugasche
entsprechend einer chemischen Analyse der Zusammensetzung von:

SiO₂: 31,6%
CaO: 28,4%
Al₂O₃: 12,2%
Na₂O: 1,7%
Fe₂O₃: 6,1%
F: 2,9%
C: 15,0%

Die Komponenten werden 2 Minuten in einem Pflugscharmischer gemischt. Dann werden 15% Wasser mit einem Kieselsolgehalt von 4,3%, entsprechend einem Absolutgehalt von 0,65% Kieselsaüre beigefügt. Nach einer Granulierzeit von 19 Minuten und einer Trocknungszeit von 4 Minuten in einem Fleißbetttrockner erhält man unter den nachfolgend angeführten Bedingungen folgende Kornausbeute:
Trockner, Lufteingangstermperatur 160°C
Granuliertes Straggießpulver Restfeuchte 0,3%
Kornanalyse:

BEISPIEL 2:

Aus
Calciumcarbonat,
Siliziumdioxid,
Graphit,
Natriumcarbonat und
Calciumfluorid,
entsprechend einer chemischen Analyse der Zusammensetzung von

SiO₂: 33%
CaO: 30,5%
Al₂O₃: 0,5%
Na₂O: 4,8%
Fe₂O₃: 0,3%
F: 7,6%
C: 11,4%

wird in folgender Weise ein Granulat bereitet:
Als Granulierflüssigkeit dient Wasserglas von 37° BE. Bei einer Feuchte von 12,6% werden in einem kontinuierlichen Pfugscharmischer die Komponenten granuliert. Die Trocknung erfolgt anschließend in einem Fließbetttrockner mit einer Verweilzeit von 1 Minute unter den folgenden Bedigungen:

Heißlufttemperatur: 180°C
Produkttemperatur: 102°C

Man erhält ein Produkt mit der Körnung:
Die Restfeuchte des Granulates liegt bei 0,2%, das Schüttgewicht beträgt 0,905 kg/m³.

BEISPIEL 3:

Die folgenden Komponenten werden für 2 Minuten in einem Pflugscharmischer gemischt:
Calciumcarbonat,
Siliziumdioxid,
Aluminiumsilikat,
Flußspat,
Natriumcarbonat und
Graphit,
entsprechend einer chemischen Analyse der Zusammensetzung von:

SiO₂: 30,7%
CaO: 29,0%
Al₂O₃: 3,0%
Na₂O: 4,6%
F: 6,9%
C: 10,2%
Fe₂O₃: 0,7%

Die Kornanalyse des Ausgangsgemisches ergibt:
Die Komponenten werden 7 Minuten lang in einem Pflugscharmischer mit 11,7% Feuchte (einschließlich1,2 kolloidale Kieselsäure) granuliert. Nach einer Trocknung im Fließbetttrockner bei einem Heißlufteintritt von 140°C und einer Verweilzeit von 3 Minuten erhält man ein Granulat mit einer Restfeuchte von 0,3%, einem Schüttgewicht von 0,90 kg/m³ und einer Kornung von

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Stranggießpulver auf der Basis von hochschmelzenden Oxiden wie Siliziumdioxid, Calciumoxid bzw. eines Calciumoxid liefernden Produktes, von Flußmitteln, wie Alkalicarbonaten bzw. Calciumfluorid, und eines Kohlenstoffträgers, dadurch gekennzeichnet, daß die trockenen pulverförmigen Ausgangskomponenten unter Zugabe von Wasser, eines anorganischen Granuliermittels und gegebenenfalls eines organischen Binders in einem Schleuder- oder Wirbelmischer zu kugelförmigen, vollen Granulaten granuliert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen Ausgangskomponenten unter Zugabe von bis zu etwa 1 Gew.-% anorganischem Granuliermittel und von 10 bis 15 Gew.-% Wasser granuliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Granuliermittel eine kolloidale Dispersion von amorphem Siliziumdioxid eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pulvergemisch vor dem Granulieren bis zu 2 Gew.-% organisches Kunstharbindemittel zugesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das granulierte Pulver in einem Fließbetttrockner auf eine Restfeuchte von unter 1 Gew.-% getrocknet wird.