EP0953394A1 - Feuerfester Kanal mit Aussenisolierung und Verfahren zur Fugenabdichtung - Google Patents

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EP0953394A1
EP0953394A1 EP99107719A EP99107719A EP0953394A1 EP 0953394 A1 EP0953394 A1 EP 0953394A1 EP 99107719 A EP99107719 A EP 99107719A EP 99107719 A EP99107719 A EP 99107719A EP 0953394 A1 EP0953394 A1 EP 0953394A1
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EP
European Patent Office
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refractory
channel
tubular
cord
face
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Withdrawn
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EP99107719A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Grimm
Raimund Brückner
Jivan Dr. Kapoor
Robert Hellermann
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Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/60—Pouring-nozzles with heating or cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to a tubular refractory duct, especially fireproof nozzle, as a passage for liquid Metals, especially liquid steel, with the channel in one heat-insulating outer lining can be used and the channel and if necessary, the outer lining with a refractory mortar layer are connectable.
  • the invention further relates to a method for sealing of joints between two interlocking refractories Parts, especially rotationally symmetrical parts, with can be connected to a refractory mortar or putty against the penetration of liquid metal, in particular liquid steel.
  • a fireproof pouring sleeve is a wearing part inserted into an insulating intermediate sleeve.
  • the pouring sleeve becomes inductive at the casting temperature heated.
  • the kit layer almost reaches the casting temperature. It can dwindle, which means that after some wear liquid metal between the Sleeves can enter. This is undesirable.
  • the object of the invention is a channel and a joint seal to propose the type mentioned at the beginning, whereby should be avoided that liquid metal in the joint entry.
  • the above object is achieved in that the heat-insulating outer lining the metal inlet side End face of the tubular channel covered.
  • the outer lining protrudes axially from the end face of the tubular channel and radial direction, so that the end face on the one hand is protected and on the other hand that between the channel and the External lining existing joint with a refractory mortar can be filled in the main axial flow direction of the liquid metal is not accessible, so that none substantial amounts of the liquid metal in the joint can occur.
  • the between existing joint in the area of the End face of the channel at least simply approximated in radial and approximately axial direction of the channel labyrinthine angled. This lengthens the joint and makes it difficult the entry of liquid metal, especially when using Mortar or putty is filled out because of the liquid metal enter the joint against the main flow direction would have to do what is not to be expected.
  • the channel is included a refractory cord and / or a refractory fabric tape wrapped around.
  • the volume of mortar in the joint becomes smaller so that shrinkage of the mortar has less of an impact.
  • the cord and / or the fabric tape can be a material use that shrinks much less than the mortar and not like the mortar becomes hard and brittle due to sintering, but retains a certain elasticity through cracking.
  • the cord and / or the fabric tape preferably consist of essentially made of carbon.
  • a method of the type mentioned at the outset is characterized by this from that on the outside diameter one in a first fireproof part (outer lining) insertable second refractory part (channel) a circumferential refractory cord or a circumferential fire-resistant fabric tape is applied and that then the two parts in one if necessary mortar and / or putty bed placed between them be pushed over one another so that the first refractory Part as a heat-insulating outer lining on the metal inlet side the face of the second refractory part (channel) covered.
  • the figure shows a melt vessel approached to a mold in partial section.
  • a mold 1 carries as a tubular, rotationally symmetrical, refractory channel 2 a nozzle made of inductively connectable Material.
  • the channel 2 has a conical outer surface 3 and an end face 4 on the inlet side.
  • a wall 5 of a metallurgical melt vessel 6 (Tundish) is an inductor 7 installed in a perforated brick 8 is stored.
  • the perforated brick 8 is by means of a mortar layer 9 one of a rotationally symmetrical, refractory Molded outer lining 10 attached.
  • Outer lining is this related to the channel 2.
  • the outer surface 3 of the channel 2 and the outer lining 10 are conical to a To facilitate nesting. It's on the inside Melt vessel 6 lined with a wear layer 11, the also the outer lining 10 covered on the inlet side.
  • the outer lining 10 forms an area 13 which the Encloses the outer surface 3 of the channel 2, and an area 14, which covers the end face 4 of the channel 2. Accordingly
  • the joint 12 forms a zone 15 between the area 13 and the outer surface 3 and a zone 16 between the area 14 and the end face 4.
  • the zone 16 is thus approximated radial and approximately angled axial direction and thus labyrinthine.
  • the zone is out of the main area of activity of the inductor 7 moved.
  • the liquid metal flows in the main flow direction during operation A from the melt vessel 6 into the mold 1.
  • the Flow cross section D1 for the molten metal in area 14 of the outer lining 10 is about the same size as that in the main flow direction A subsequent flow cross section D2 of the Channel 2 close to the end face 4.
  • the Flow cross section D1 slightly larger than the flow cross section D2.
  • the flow cross section D2 of channel 2 can expand towards the mold 1.
  • joint 12 can be a mortar and / or kit layer be provided, which additionally seal the joint 12 serves.
  • the refractory cord and / or the refractory fabric tape can be spiral or helical on the outer surface 3 and if necessary, additionally wound onto the end face 4 of the channel 2 be.
  • To take up and hold the cord and / or of the fabric tape on the outer surface 3 or the end surface 4 can improve on the outer surface 3 and / or on the 4 prefabricated grooves that are spiral or run helically, be formed. Instead, or in addition, the outer surface 3 and / or the end surface 4 also be roughened.
  • outer lining and channel directly connect with each other when the two refractory parts due to their manufacture and their connection with tight Tolerances can be put together.
  • the inductor 7 is switched on, no significant amounts of melt occur in the joint 12, especially its zone 15. Because a Penetration of melt into zone 15 is due to the covering the end face 4 and the labyrinth shape there as well if necessary the mortar or kit layer and the cord or that Fabric tape prevented.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen feuerfesten Kanal 2, welcher als Durchlauf für flüssiges Metall in ein wärmeisolierendes Außenfutter 10 einsetzbar und mit dem Außenfutter 10 mittels einer feuerfesten Mörtelschicht 9 verbindbar ist. Um ein Eindringen von flüssigem Metall in Mörtelschicht 9 zu verhindern, auch wenn diese schwindet, überdeckt das Außenfutter 10 die metall-einlaufseitige Stirnfläche 4 des Kanals 2. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen feuerfesten Kanal, insbesondere feuerfeste Düse, als Durchlauf für flüssige Metalle, insbesondere flüssigen Stahl, wobei der Kanal in ein wärmeisolierendes Außenfutter einsetzbar ist und der Kanal und das Außenfutter gegebenenfalls mit einer feuerfesten Mörtelschicht verbindbar sind.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein verfahren zum Abdichten von Fugen zwischen zwei ineinander angeordneten feuerfesten Teilen, insbesondere rotationssymmetrischen Teilen, die mit einem feuerfesten Mörtel oder Kitt verbunden werden können, gegen das Eindringen von flüssigem Metall, insbesondere flüssigem Stahl.
In der DE 196 51 534 A1 ist eine derartige Einrichtung beschrieben. Eine feuerfeste Ausgußhülse ist als verschleißteil in eine isolierende Zwischenhülse eingeschoben. In der zwischen den Hülsen bestehenden Fuge ist eine Kittschicht vorgesehen. Die Ausgußhülse wird induktiv auf Gießtemperatur beheizt. Dadurch kommt auch die Kittschicht fast auf Gießtemperatur. Sie kann dadurch schwinden, was zur Folge hat, daß nach einem gewissen Verschleiß flüssiges Metall zwischen die Hülsen eintreten kann. Dies ist unerwünscht. Insbesondere bei induktiver Beheizung der Ausgußhülse koppelt dann das in die Fuge eingetretene flüssige Metall selbst an das elektromagnetische Feld des Induktors an, wodurch es zusätzlich erhitzt und verflüssigt wird, so daß die Gefahr besteht, daß die Kittfuge stark korrosiv beansprucht wird, voreilend verschleißt und damit sich ergebend weiteres flüssiges Metall in die Fuge eintreten kann. Weiterhin besteht die Gefahr eines Durchbruchs von flüssigem Metall am anderen Ende der Fuge. Im übrigen schirmt das in die Fuge eingetretene flüssige Metall die Ausgußhülse gegenüber dem elektromagnetischen Feld des Induktors zumindest teilweise ab, so daß deren gewünschte Beheizung beeinträchtigt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kanal und eine Fugenabdichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, wobei vermieden sein soll, daß flüssiges Metall in die Fuge eintritt.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß das wärmeisolierende Außenfutter die metall-einlaufseitige Stirnfläche des röhrförmigen Kanals überdeckt. Das Außenfutter überragt die Stirnfläche des rohrförmigen Kanals in axialer und radialer Richtung, so daß die Stirnfläche einerseits geschützt ist und andererseits die zwischen dem Kanal und dem Außenfutter bestehende Fuge, die mit einem feuerfesten Mörtel verfüllt sein kann, in der axialen Haupt-Strömungsrichtung des flüssigen Metalls nicht zugänglich ist, so daß auch dann keine wesentlichen Mengen des flüssigen Metalls in die Fuge eintreten können.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die zwischen dem Kanal und dem Außenfutter bestehende Fuge im Bereich der Stirnfläche des Kanals mindestens einfach in angenähert radialer und angenähert axialer Richtung des Kanals labyrinthartig abgewinkelt. Dies verlängert die Fuge und erschwert das Eintreten von flüssigem Metall, insbesondere, wenn sie mit Mörtel oder Kitt ausgefüllt ist, weil das flüssige Metall entgegen der Haupt-Strömungsrichtung in die Fuge eintreten müßte, was nicht zu erwarten ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Kanal mit einer feuerfesten Schnur und/oder einem feuerfesten Gewebeband umwickelt. Entsprechend dem Volumen der Schnur und/oder des Gewebebands wird das Mörtelvolumen in der Fuge kleiner, so daß sich eine Schwindung des Mörtels weniger stark auswirkt. Für die Schnur und/oder das Gewebeband läßt sich ein Material verwenden, das wesentlich weniger schwindet als der Mörtel und nicht wie der Mörtel durch Versinterung hart und spröde wird, sondern durch Vercracken eine gewisse Elastizität behält. Vorzugsweise bestehen die Schnur und/oder das Gewebeband im wesentlichen aus Kohlenstoff.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß auf den Außendurchmesser eines in ein erstes feuerfestes Teil (Außenfutter) einschiebbaren zweiten feuerfesten Teils (Kanal) eine umlaufende feuerfeste Schnur oder ein umlaufendes feuerfestes Gewebeband aufgebracht wird und daß anschließend die beiden Teile in einem gegebenenfalls zwischen ihnen eingebrachten Mörtel- und/oder Kittbett übereinandergeschoben werden, derart, daß das erste feuerfeste Teil als wärmeisolierendes Außenfutter metall-einlaufseitig die Stirnfläche des zweiten feuerfesten Teils (Kanal) überdeckt.
Damit ist ein einfaches Verfahren geschaffen, mit dem die Fuge derart abgedichtet ist, daß auch beim Schwinden des Mörtels oder Kitts in diese flüssiges Metall praktisch nicht eintritt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Die Figur zeigt ein an eine Kokille angefahrenes Schmelzengefäß im Teilschnitt.
Eine Kokille 1 trägt als rohrförmigen, rotationssymmetrischen, feuerfesten Kanal 2 eine Düse aus induktiv ankoppelbarem Material. Der Kanal 2 weist eine konische Außenfläche 3 und einlaufseitig eine Stirnfläche 4 auf.
In eine Wandung 5 eines metallurgischen Schmelzengefäßes 6 (Tundish) ist ein Induktor 7 eingebaut, der in einem Lochstein 8 gelagert ist. In dem Lochstein 8 ist mittels einer Mörtelschicht 9 ein von einem rotationssymmetrischen, feuerfesten Formteil gebildetes Außenfutter 10 befestigt. Außenfutter ist dieses bezogen auf den Kanal 2. Die Außenfläche 3 des Kanals 2 und das Außenfutter 10 sind konisch gestaltet, um ein Ineinanderstecken zu erleichtern. Innenseitig ist das Schmelzengefäß 6 mit einer Verschleißlage 11 ausgekleidet, die auch das Außenfutter 10 einlaufseitig bedeckt.
Zwischen dem Außenfutter 10 und dem Kanal 2 besteht eine Fuge 12. Das Außenfutter 10 bildet einen Bereich 13, der die Außenfläche 3 des Kanals 2 umschließt, und einen Bereich 14, der die Stirnfläche 4 des Kanals 2 überdeckt. Dementsprechend bildet die Fuge 12 eine Zone 15 zwischen dem Bereich 13 und der Außenfläche 3 und eine Zone 16 zwischen dem Bereich 14 und der Stirnfläche 4. Die Zone 16 ist somit in angenähert radialer und angenähert axialer Richtung abgewinkelt und damit labyrinthartig. Die Zone ist aus dem Haupt- Wirkungsbereich des Induktors 7 gerückt.
Im die Stirnfläche 4 überdeckenden Bereich 14 des Außenfutters 10 besteht ein ringförmiger Vorsprung 17, der in HauptStrömungsrichtung A der Schmelze gerichtet ist. An der Stirnfläche 4 des Kanals 2 besteht ein ringförmiger Vorsprung 18, der entgegen der Haupt-Strömungsrichtung A gerichtet ist, wobei der Vorsprung 18 bezogen auf den Durchlaßquerschnitt außerhalb des Vorsprungs 17 liegt. Dadurch ist die Fuge 12 in der Zone 16 labyrinthartig abgewinkelt, wobei ein dem Durchflußguerschnitt naheliegender Labyrinthgang 16' der Haupt-Strömungsrichtung A entgegengerichtet ist.
Das flüssige Metall fließt im Betrieb in der Haupt-Strömungsrichtung A aus dem Schmelzengefäß 6 in die Kokille 1. Der Durchflußquerschnitt D1 für die Metallschmelze im Bereich 14 des Außenfutters 10 ist etwa ebenso groß wie der in HauptStrömungsrichtung A anschließende Durchflußquerschnitt D2 des Kanals 2 nahe bei der Stirnfläche 4. In der Figur ist der Durchflußquerschnitt D1 geringfügig größer als der Durchflußquerschnitt D2. Der Durchflußquerschnitt D2 des Kanals 2 kann sich zur Kokille 1 hin erweitern.
In der Fuge 12 kann eine Mörtel- und/oder Kittschicht vorgesehen sein, die zusätzlich der Abdichtung der Fuge 12 dient. Vorzugsweise ist in der Fuge 12 nicht nur Mörtel oder Kitt vorgesehen, sondern zusätzlich ist in der Fuge 12 eine feuerfeste Schnur und/oder ein feuerfestes Gewebeband, vorzugsweise im wesentlichen aus Kohlenstoff, angeordnet, was in der Figur nicht dargestellt ist.
Die feuerfeste Schnur und/oder das feuerfeste Gewebeband können spiral- bzw. wendelförmig auf die Außenfläche 3 und ggf. zusätzlich auf die Stirnfläche 4 des Kanals 2 aufgewikkelt sein. Um die Aufnahme und den Halt der Schnur und/oder des Gewebebands an der Außenfläche 3 oder der Stirnfläche 4 zu verbessern, können an der Außenfläche 3 und/oder an der Stirnfläche 4 vorgefertigte Rillen, die spiralförmig bzw. wendelförmig verlaufen, ausgebildet sein. Statt dessen oder zusätzlich kann die Außenfläche 3 und/oder die Stirnfläche 4 auch aufgerauht sein.
Um die gewünschte Abdichtung der Fuge 12 auf einfache Weise durchzuführen, wird, bevor das Schmelzengefäß 6 an die Kokille 1 gefahren wird, auf die freiliegende Außenfläche 3 des Kanals 2 und ggf. die Stirnfläche 4 die Schnur und/oder das Gewebeband aufgewickelt. Anschließend wird auf die Außenfläche 3 und/oder in das an dem Schmelzengefäß 6 befestigte Außenfutter 10 ein Mörtel- und/oder Kittbett eingebracht. Danach wird das Schmelzengefäß. 6 mit dem Außenfutter 10 über den Kanal 2 der Kokille 1 geschoben. Der Bereich 14 des Außenfutters 10 überdeckt dann die Stirnfläche 4.
Es ist jedoch auch möglich, Außenfutter und Kanal direkt miteinander zu verbinden, wenn die beiden feuerfesten Teile aufgrund ihrer Herstellung und bei ihrer Verbindung mit engen Toleranzen zusammengefügt werden können.
Wenn im folgenden Betrieb die Schmelze aus dem Schmelzengefäß 6 in Haupt-Strömungsrichtung A durch die Durchflußquerschnitte D1 und D2 in die Kokille 1 strömt, wobei der Induktor 7 eingeschaltet ist, treten keine wesentlichen Schmelzenmengen in die Fuge 12, besonders deren Zone 15, ein. Denn ein Eindringen von Schmelze in die Zone 15 ist durch die Überdekkung der Stirnfläche 4 und die dortige Labyrinthgestalt sowie ggf. die Mörtel- oder Kittschicht und die Schnur bzw. das Gewebeband unterbunden.

Claims (8)

  1. Rohrförmiger feuerfester Kanal, insbesondere feuerfeste Düse, als Durchlauf für flüssige Metalle, insbesondere flüssigen Stahl, wobei der Kanal in ein wärmeisolierendes Außenfutter einsetzbar ist und der Kanal und das Außenfutter gegebenenfalls mit einer feuerfesten Mörtel- oder Kittschicht verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Außenfutter (10) die metall-einlaufseitige Stirnfläche (4) des röhrförmigen Kanals (2) überdeckt.
  2. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Kanal(2) und dem Außenfutter (10) bestehende Fuge (12) im Bereich der Stirnfläche (4) des Kanals (2) mindestens einfach in angenähert radialer und angenähert axialer Richtung des Kanals (2) labyrinthartig abgewinkelt ist.
  3. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer feuerfesten Schnur und/oder einem feuerfesten Gewebebandumwickelt ist.
  4. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach Anspruch 3 mit einer konischen Außenkonfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Schnur und/oder das feuerfeste Gewebeband spiralförmig aufgewickelt sind.
  5. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Schnur und/oder das feuerfeste Gewebeband im wesentlichen aus Kohlenstoff besteht.
  6. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) der Aufnahme der feuerfesten Schnur und/oder des feuerfesten Gewebebands Rillen, ggf. spiralförmige Rillen, und/oder eine aufgerauhte Oberfläche aufweist.
  7. Rohrförmiger feuerfester Kanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Schnur und/oder das feuerfeste Gewebeband sich bis über die Stirnfläche (4) des Kanals (2) erstreckt.
  8. Verfahren zum Abdichten von Fingen zwischen zwei ineinander angeordneten feuerfesten Teilen, insbesondere rotationssymmetrischen Teilen, die gegebenenfalls mit einem feuerfesten Mörtel oder Kitt verbunden werden, gegen das Eindringen von flüssigem Metall, insbesondere flüssigem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenfläche (3) eines in ein erstes feuerfestes Teil (Außenfutter 10) einschiebbaren zweiten feuerfesten Teils (Kanal 2) eine umlaufende feuerfeste Schnur und/oder ein umlaufendes feuerfestes Gewebeband aufgebracht wird und daß anschließend die beiden Teile, gegebenenfalls in einem zwischen ihnen eingebrachten Mörtel- und/oder Kittbett, übereinandergeschoben werden, derart, daß das erste feuerfeste Teil (Außenfutter 10) als wärmeisolierendes Außenfutter (3) metall-einlaufseitig die Stirnfläche (4) des zweiten feuerfesten Teils (Kanal 2) überdeckt.
EP99107719A 1998-04-29 1999-04-17 Feuerfester Kanal mit Aussenisolierung und Verfahren zur Fugenabdichtung Withdrawn EP0953394A1 (de)

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