EP0729800B1 - Verfahren zur Wiederherstellung der Feuerfestauskleidung einer Stahlgusspfanne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung der feuerfesten Auskleidung einer Pfanne für flüssigen Stahl.

Bei der Herstellung von Stahl wird die erzeugte Stahlschmelze zum Transport, aber auch zur Durchführung metallurgischer Arbeiten wie Legierungseinstellung, Entschwefelung und dergleichen, in sogenannte Pfannen eingefüllt, die aus einem Stahlbehälter mit einer inneren Feuerfestauskleidung bestehen. Diese Feuerfestauskleidung unterliegt, besonders im oberen Bereich der Schlackenbildung, einem chemischen und mechanischen Verschleiß, so daß die Pfannenzustellung von Zeit zu Zeit erneuert werden muß.

Während früher die Feuerfestauskleidung hauptsächlich aus gemauerten Feuerfeststeinen bestand, ist man in jüngster Zeit mehr und mehr dazu übergegangen, die Feuerfestauskleidung aus vergossenen und verdichteten Feuerfestmassen herzustellen. Dazu wird in den Innenraum der Pfanne eine sich in der Regel nach unten verjüngende Pfannenschablone derart eingesetzt, daß zwischen der inneren Pfannenwandung und der Schablone ein Spalt entsteht, der der gewünschten Dicke der späteren Feuerfestzustellung entspricht und in dem eine Gießmasse eingefüllt wird. Diese wird durch z. B. Vibration verdichtet und anschließend getrocknet bzw. gebrannt.

Da die Pfannen beim Unterschreiten einer bestimmten Mindestdicke der Feuerfestzustellung aus Sicherheitsgründen nicht mehr verwendet werden dürfen, jedoch nach wie vor eine nicht unerhebliche Restschichtstärke des Futters vorhanden ist, hat man die Feuerfestzustellung zweischichtig derart aufgebaut, daß unmittelbar auf der Pfannenwandung zunächst ein sogenanntes Dauerfutter angeordnet ist, dem sich das innenliegende eigentliche Verschleißfutter anschließt.

Dadurch muß bei der Neuzustellung der Pfanne lediglich das restliche Verschleißfutter entfernt werden.

Das nach dem Stand der Technik verwendete Dauerfutter besteht aus Feuerfestplatten, die etwa 20 mm dick sind und zur Vermeidung von durchgehenden Fugen versetzt übereinander aufgeklebt werden.

Bei einschichtig aufgebauten Feuerfestauskleidungen ist, beispielsweise aus der europäischen Patentschrift 0 514 383, ein Verfahren bekanntgeworden, wonach die verbleibende Auskleidung durch mechanische Bearbeitung teilweise abgetragen bzw. aufgerauht wird, bevor eine Neuzustellung der Pfanne erfolgt. Diese mechanische Bearbeitung der monolithischen Zustellung ist jedoch vergleichsweise aufwendig, außerdem besteht die Gefahr, daß sich im verbleibenden Restfutter Risse bilden.

Aus Stahl und Eisen, BD. 110, Nr. 11, 1. November 1990 ist es bekannt, ein monolithisches Dauerfutter mit Hilfe von Schwalbenschwanzankern an der Innenwandung eines Verteilers mit Hilfe einer Gießschablone zu erzeugen. Dieses Dauerfutter wird nach einer Abarbeitung bis auf eine Reststärke entweder durch sogenanntes Endless-lining teilweise oder völlig entfernt und neu zugestellt.

Aus der DE OS 29 14 686 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von verbrauchtem Feuerfestfutter beschrieben, bei dem mittels einer Schneidvorrichtung zumindest ein sich längs der gesamten Gefäßwandung erstreckender ununterbrochener Schlitz in das zu entfernende Futter angebracht wird, um die in dem Futter vorherrschenden Druckspannungen auszunutzen, um schließlich das Entfernen des Futters zu erleichtern. Eine Teilung in ein Dauerfutter und in ein Verschleißfutter ist nicht vorgesehen. Das Futter muß mittels kraftbetriebener Werkzeuge aufgebrochen werden.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Entfernen von verbrauchtem Feuerfestfutter einerseits zu erleichtern, andererseits aber auch das Aufbringen eines neuen Verschleißfutters wesentlich zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zunächst möglich, das Dauerfutter mit Hilfe einer Schalungsschablone monolithisch herzustellen. Dadurch kann auf vorgefertigte Feuerfestformteile, wie sie bisher verwendet wurden, verzichtet werden. Auch entfällt das vorher erforderliche Aufkleben der einzelnen Feuerfestplatten auf die innere Pfannenwandung.

Das erfindungsgemäß aufgebrachte Dauerfutter ist mit Hilfe von Ankerelementen, die an der inneren Pfannenwandung angeordnet sind, fest mit dieser verbunden, so daß insgesamt die Formstabilität der Pfanne bzw. des Dauerfutters erhöht ist.

Die Schichtdicke des Dauerfutters liegt vorzugsweise zwischen 60 und 150 mm, ist also gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht. Aus diesem Grunde ist die restliche abzuarbeitende Schicht des Verschleißfutters relativ dünn, so daß die Menge der zu entsorgenden Reststoffe ebenfalls vergleichsweise gering ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß das restliche Verschleißfutter mit Hilfe eines Meißels bis zur Fuge zwischen dem Dauerfutter und dem restlichen Verschleißfutter linienförmig von oben nach unten aufgeschlitzt werden kann, so daß sich je nach Anzahl der Schlitze zwei oder mehrere kreissegmentartige Verschleißfutterbereiche ergeben, die, durch Kippen der Pfanne, bequem vom Dauerfutter gelöst werden können.

Auf diese Weise ist eine Neuzustellung des Verschleißfutters in wesentlich kürzerer Zeit möglich als bei den bisher bekannten Feuerfestauskleidungen.

Erfahrungsgemäß zeigen die Stahlpfannen in vertikaler Richtung ein unterschiedliches Verschleißverhalten derart, daß der Verschleiß im oberen Pfannenbereich wesentlich erhöht ist. Dies liegt zum einen an der höheren Badtemperatur im oberen Schmelzenbereich, zum anderen schwimmt auf der Stahlschmelze eine chemisch sehr aggressive Schlacke auf, die das Futter in diesem Bereich sehr intensiv angreift. Demzufolge ist es vorteilhaft, die Schichtdicke des Dauerfutters im unteren Pfannenbereich zu erhöhen, so daß durch diese Maßnahme die zu entfernende restliche Verschleißfutterschicht überall relativ dünn ist.

Die bereits erwähnten Ankerelemente sind vorzugsweise schwalbenschwanzförmig ausgebildet und werden, beispielsweise mit dem bekannten Bolzenschweißverfahren, an der inneren Pfannenwandung verschweißt. Diese Ankerelemente sorgen für eine hervorragende Befestigung des Dauerfutters und eine Stabilitätserhöhung der Pfanne. Es ist bei der erfindungsgemäßen Feuerfestauskleidung möglich, zwischen der inneren Pfannenwandung und dem eigentlichen Dauerfutter einen Faserdämmstoff vorzusehen, der eine deutliche Verbesserung der Isolationswirkung zur Folge hat, so daß die Außentemperatur der Pfanne von üblicherweise ca. 300 °C auf etwa 200 °C sinkt. Die Faserdämmstoffmatten können in bekannter Weise auf die Innenfläche der Pfannenwandung zwischen den Ankerelementen aufgeklebt werden, wobei die Ankerelemente mit den integrierten Sockeln des gegossenen Feuerfestmaterials ein Zusammendrücken der Fasermatten verhindern.

Dies war bei den bisherigen Feuerfestauskleidungen nicht möglich, da die Faserdämmstoffmatten durch den Druck des eigentlichen Futters zusammengepreßt und zerstört wurden.

Das für das Dauerfutter verwendete Feuerfestmaterial kann Stahlnadeln enthalten, die beispielsweise in einer Menge von ca. 1 % zugemischt werden. Durch diese innere Bewehrung können z. B. Wärmespannungen leichter aufgefangen bzw. abgebaut werden, so daß die Rißanfälligkeit des Futters sinkt.

Das auf das Dauerfutter aufzubringende Verschleißfutter besteht üblicherweise aus einer Spinell-bildenden Gießmasse, so daß es vorteilhaft ist, das Dauerfutter vor dem Aufbringen des Verschleißfutters zu trocknen, damit die Spinell-bildenden Massen nicht durch zusätzlichen Wasserdampf des Dauerfutters hydratisiert werden können.

Die für das Dauer- und das Verschleißfutter verwendeten Gießmassen sind vorzugsweise thixotrop eingestellt, so daß sie mit Hilfe bekannter Pump- und Verteilungssysteme problemlos in den Spalt zwischen der Pfannenwandung und der Schalungsschablone eingebracht werden können.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Die Zeichnungsfigur zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Stahlpfanne 1 mit einer Feuerfestzustellung 2. Die Feuerfestzustellung 2 besteht aus einem Verschleißfutter 3, das der Schmelze zugewandt ist und einem Dauerfutter 4, das sich an die innere Pfannenwandung 5 anschließt. Das Dauerfutter 4 ist an der Pfannenwandung 5 mit Hilfe von Schwalbenschwanzankern 6 befestigt.

Beim Abgießen der Pfannenzustellung 2 werden im Bodenbereich 7 der Pfanne Kerne eingesetzt, um entsprechende Freiräume bzw. Freiflächen zum Einsetzen eines Gasspülsteins 8 bzw. eines Gießlochsteins 9 zu schaffen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel endet das Dauerfutter 4 kurz unterhalb der Schlackenzone 10.

Zwischen der inneren Pfannenwandung 5 und dem Dauerfutter 4 sind Faserdämmstoffmatten 11 vorgesehen, wobei sich das Dauerfutter 4 mit Hilfe der Schwalbenschwanzanker 6 bzw. der sie umgebenden Sockel 12 gegen die Pfannenwandung 5 abstützt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Wiederherstellung der feuerfesten Auskleidung einer Pfanne für flüssigen Stahl, wobei die Auskleidung aus einem sich an die innere Gefäßwandung (5) anschließenden Dauerfutter (4) und einem sich mittels einer Fuge an das Dauerfutter anschließenden Verschleißfutter (3) und das Dauerfutter aus einer mit Hilfe einer Schalungsschablone gegossenen, monolitischen Feuerfestmasse besteht, die mit Hilfe von Ankerelementen (6) mit der inneren Pfannenwandung (5) verbunden ist, wobei das abgearbeitete Verschleißfutter vor dem neuerlichen Aufbringen eines Verschleißfutters mit Hilfe eines Meißels bis zur Fuge zwischen dem Dauerfutter und dem restlichen Verschleißfutter linienförmig aufgeschlitzt wird und die so entstandenen kreissegmentartigen Verschleißfutterbereiche durch Kippen der Pfanne vom Dauerfutter gelöst werden.

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