NL8801107A

NL8801107A - Werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvaste sluitplaat voor een schuifafsluiter voor de afvoeropening van een houder voor gesmolten metaal.

Info

Publication number: NL8801107A
Application number: NL8801107A
Authority: NL
Original assignee: Didier Werke Ag
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1988-08-01
Also published as: GB1575601A; SE7700661L; DE2702435A1; DK26277A; BR7700430A; YU15977A; DE2702435C2; FR2338760B1; ES467012A1; JPS52110225A; FR2369041A1; SE8202502L; DE2702437A1; FR2338760A1; JPH0131987B2; SE435146B; JPH0131986B2; FI770200A; JPS6368260A; BE850627A

Description

A

VO 1118

Werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvaste sluitplaat voor een schuifafsluiter voor de afvoeropening van een houder voor gesmolten metaal.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvaste, van een gasdoorlatend of poreus inzetstuk voorziene sluitplaat voor een schuifafsluiter voor de afvoeropening van een houder voor gesmolten 5 metaal.

Een dergelijke sluitplaat is bekend uit het Duitse Auslegeschrift 22 18 155. Het gasdoorlatende inzetstuk dient o.a. om het mogelijk te maken in de voor het uitstromen van de smelt beschikbare ruimte of doorlaat, aan-10 zienlijke hoeveelheden gas onder druk toe te voeren. Deze publikatie betreft een werkwijze en inrichting voor het behandelen van vloeibaar staal in een gietvat, waarbij gebruik wordt gemaakt van een schuifafsluiter waarin zich onder de gietopening een poreuze stop bevindt die de giet-15 opening afsluit en zodanig is verbonden met een bron voor zuurstofrijk gas en een bron voor inert gas, dat naar keuze slechts één van deze gassen kan worden ingeblazen.

In het Duitse Auslegeschrift 12 68 793 is een po-reuze-stopconstructie beschreven voor het begassen van 20 vloeibare metaalsmelten in een gietpan, waarbij in de vuurvaste bekleding van de houder een conische voeringmof is gemetseld waarin een conische stop, bestaande uit een tevoren vervaardigde buitenste, niet-doorlatende mof en een binnenste gasdoorlatend deel, uitwisselbaar is aangebracht.

25 Het binnenste gasdoorlatende deel is bijvoorbeeld vervaardigd uit olievijnzand dat 4% natriumsilicaat bevat en door stampen in de buitenmof is aangebracht en door drogen is uitgehard. De niet-doorlatende mof en het daarin aangebrachte gasdoorlatende deel kunnen niet van elkaar worden ge-30 scheiden.

. 8 8 0 1 1 0 7 ·% -2-

Wanneer dergelijke gasdoorlatende inzetstukken in bekende, gebrande vuurvaste platen of bussen worden ingebouwd moeten zij bijvoorbeeld in uitgeboorde gaten worden geplaatst waarbij niet onaanzienlijke moeilijkheden kunnen 5 optreden bij het vast in deze boringen verankeren van de inzetstukken en om geschikte gastoevoerleidingen aan te brengen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is derhalve een werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvast uit-10 wisselbaar deel met een gasdoorlatend of poreus inzetstuk voor schuifafsluiters van vaten die een metaalsmelt bevatten, waarbij de genoemde nadelen zijn vermeden en waarbij de mogelijkheid wordt verschaft gasdoorlatende inzetstukken makkelijk in het afsluitdeel, bijvoorbeeld een sluitplaat, 15 aan te brengen en bedrijfszeker daarin te verankeren. Dit oogmerk wordt bereikt doordat volgens de uitvinding het gasdoorlatende of poreuze inzetstuk direkt in vuurvaste beton, zoals door ingieten en eventueel trillen van de beton, daarin wordt ingegoten.

20 Door het direkt ingieten van het gasdoorlatende of poreuze inzetstuk in de vuurvaste beton wordt een verrassend gunstig effect bereikt omdat door het indringen van beton in de poriën van het inzetstuk een omtreksafdichting wordt verkregen die een gelijkmatige en volledige benutting 25 van de dwarsdoorsnede van het inzetstuk door het doorstromende gas waarborgt en verhindert dat gasa zoals het geval is bij inzetstukken die naderhand in een gereed, vuurvast deel zijn ingezet, zijdelings uittreedt en door de geringere ondervonden weerstand in hoofdzaak in de voeg tussen het 30 vuurvaste deel en het inzetstuk stroomt.

Het materiaal vuurvaste beton is beschreven in: Lehmann, Mitusch "Feuerfester Beton aus Tonerde-Schmelz-zement" (1959) blz. 52. Het materiaal heeft diverse gunstige eigenschappen zoals grote bestendigheid tegen temperatuur-35 wisselingen, een geringer warmtegeleidend vermogen dan vergelijkbare vuurvaste stenen en een goede vormvastheid.

* S 8 0 1 11 7 ΐ a -3-

Bij een schuifplaat voor een schuifafsluiter met twee platen waarvan er één stationair is en de andere de beweegbare plaat vormt, is het gasdoorlatende inzetstuk bij voorkeur in de uit vuurvaste beton vervaardigde schuif-5 plaat zodanig ingegoten dat het inzetstuk onder de door-stroomopening in de vaste plaat ligt wanneer de afsluiter gesloten is, waarbij het gasuittreedvlak in eenzelfde vlak ligt als het bovenoppervlak van de schuifplaat. Het inzetstuk is voorzien van een gastoevoer via een kanaal dat aan 10 één einde of aan één zijde, dan wel aan de onderzijde van de plaat uitmondt. Dit kanaal wordt bij voorkeur eveneens in de vuurvaste beton gevormd.

Wanneer de uitmonding in de onderzijde van de schuifplaat van een uit drie platen bestaande schuifafsluiter, 15 namelijk twee stationaire en één, middelste beweegbare schuifplaat, ligt, wordt gas aan deze uitmonding toegevoerd via een kanaal in de onderste vaste plaat. Dit kanaal wordt bij voorkeur door vorming in vuurvaste beton gevormd zoals in het voorgaande is beschreven.

20 Gasdoorlatende inzetstukken die met de werkwijze volgens de uitvinding in vuurvaste, vervangbare delen van schuifafsluiters met twee of drie platen uit vuurvaste beton' worden gevormd zijn van bijzondere betekenis voor het verhinderen van het bevriezen van de afsluiters door stollen 25 van de metaalsmelt. Als gas wordt bij voorkeur een inert gas, zoals bijvoorbeeld argon of stikstof toegepast.

De werkwijze volgens de uitvinding waarbij een gas-doorlatend of poreus inzetstuk direkt in vuurvaste beton wordt gevormd, bijvoorbeeld door het gieten en eventueel 30 trillen van de beton, geeft een buitengewoon goede hechting tussen het gasdoorlatende inzetstuk en de vuurvaste beton, waarbij verrassenderwijs geen merkbare beïnvloeding van de gasdoorlatendheid van het gasdoorlatende of poreuze inzetstuk optreedt.

35 Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden c 8?0 11 07

V

* -4- van de werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvaste sluitplaat voor een schuifafsluiter voor de afvoeropening van een houder voor gesmolten metaal worden beschreven.

Fig. 1 is een schematisch doorsnedeaanzicht van een 5 als middenplaat uitgevoerde schuifplaat van een drie-platen schuifafsluiter die een gasdoorlatend erin ingebed inzet-stuk volgens de uitvinding omvat; fig. 2 is een bovenaanzicht van de in fig. 1 weergegeven plaat; 10 fig. 3 is een doorsnedeaanzicht van een drie-platen schuifafsluiter voor een vat dat een metaalsmelt kan bevatten, waarbij in een schuifplaat uit vuurvaste beton een gasdoorlaatbaar inzetstuk is ingebed en waarbij de plaat in de open stand is weergegeven; 15 fig. 4 is een doorsnedeaanzicht overeenkomstig fig.

3 die de midden- of schuifplaat in de gedeeltelijk gesloten stand weergeeft; fig. 5 is een doorsnedeaanzicht corresponderend met fig. 3, dat de middenschuifplaat in de gesloten stand weer-20 geeft; en fig. 6 is een doorsnedeaanzicht van een twee-platen schuifmondstukinrichting met een schuifplaat, voorzien van een gasdoorlatend erin ingebed inzetsel.

Fig. 1 en 2 illustreren de schuif- of middenplaat 25 112 van vuurvaste beton van een drie-platen schuifafsluiter waarin een gasdoorlatend inzetstuk 156 is ingebed. Het inzetstuk 156 kan een poreus lichaam zijn bestaande uit een grofkorrelige massa corundum of mulliet gesinterd met een kleine hoeveelheid cementeermiddel en een gasdoorlaat-30 baarheid van ten minste 100 Nanoperm.

De hoofdcomponent van de schuifplaat 112 is een geperst of gegoten lichaam 200 dat een rechthoekig centraal venster 201 bevat. Met het oog op de relatief korte duur van een gieting (vanaf het vullen tot volledige lediging 35 van het vat) wordt dit lichaam slechts tot een relatief lage temperatuur verhit, tussen bijvoorbeeld 400 en 500°C

c 0 8 0 1 1 ‘ : 3 /" » -5- (wanneer staal wordt gegoten dat de wanden van de afvoer-doorgang tot meer dan 1500°C verhit). Om deze reden is het niet absoluut vereist het lichaam 200 van vuurvast materiaal te maken. Belangrijker is de keuze van een materiaal 5 met hoge vormstabiliteit en ongevoelig voor een temperatuur-variatie van het beschreven soort is, zodat dit lichaam 200 als een duurzaam geraamte voor het eigenlijke sluitgedeelte van de schuifplaat 112 kan dienen.

In venster 210 is een element 202 geplaatst dat de-10 zelfde dikte als het lichaam 200 heeft, maar met een iets kleinere breedte en lengte dan het venster 201 om vervanging te vergemakkelijken.

Het element 202 heeft afgeschuinde randen 203 en een ' ingegoten cilindrische bus 205 die de afvoerdoorgang 106 15 voor het metaal in de schuifplaat begrenst. Deze bus kan vervaardigd worden door persen en bakken of door gieten van een zeer vuurvaste massa. Zonder beduidende verhoging van de kosten van een schuifplaat kan de bus bestaan uit een kwalitatief hoogwaardig materiaal, zoals zirkoon, dat naar 20 grootte en vorm gestandaardiseerd kan worden en dat slechts een klein deel van het hele plaatvolume zal vormen.

Het element 202 bestaat uit een vuurvaste beton van een kwaliteit die zo gekozen moet worden dat rekening gehouden wordt met de aggressiviteit van het gesmolten metaal 25 in kwestie. In de meeste gevallen zal een beton als in voorbeeld III gespecificeerd is, aan de gestelde eisen voldoen. Indien het element 205, zoals geprefereerd wordt, uit beton wordt vervaardigd kan voor het element 202 worden volstaan met een mindere kwaliteit, zoals die in de Voorbeelden 30 I en II beschreven is.

Het element 202 bevat het erin ingebedde gasdoorlaatbare inzetstuk 156 gesteund door een metalen plaat 182 die een opening 188 heeft welke in verbinding staat met een opening 189 bij ëën einde van een metalen buis 180 waarvan 35 het andere einde uitmondt in een verdeelkamer 208 bij de benedenkant van het gasdoorlatende inzetstuk 156.

ft P Λ ’ < 7 t V V *.< i . ' « -6-

Het gasdoorlatende inzetstuk 156, de buis 180 en de metalen plaat 182 worden samengevoegd en gecementeerd of anderszins met elkaar verbonden, zoals aangeduid bij 209, vdórdat de vuurvaste beton wordt gegoten.

5 Fig. 3, 4 en 5 illustreren een drie-platen schuif- afsluiter waarin de schuifplaat 112 correspondeert met de schuifplaat in fig. 1 en 2. De vaste platen zijn met 110 en 111 aangeduid.

De vaste benedenplaat 111 is gemonteerd in een steun-10 geraamte 131 in een voorbereid bed van mortel 131'. De metaal-afvoerdoorgang in de drie-platen schuifafsluiter is in het algemeen aangeduid met 106, maar de bus voor het bekleden van de afvoerdoorgang is weggelaten.

In zijn bovenvlak is de vaste benedenplaat 111 voor-15 zien van een holte 154 die in verbinding staat met een toe-voerkanaal 155 en met een gas-toevoerpijp 157 via welke aan het gasdoorlatende inzetstuk 156 het daardoorheen te leiden gas wordt toegevoerd. Wanneer de schuif wijd open is, zoals in fig. 3, kan er geen gas binnenkomen.

20 Wanneer evenwel de schuif gedeeltelijk gesloten is, zoals in fig. 4, is de gastoevoer gedeeltelijk geopend en kan gas reeds in de afvoerdoorgang 106 stromen.

Wanneer tenslotte de schuif volledig gesloten is zoals in fig. 5, dan is de gastoevoer volledig open en het 25 gas stroomt met maximum snelheid in het afvoerkanaal 106.

De holte 154 is zodanig in de vaste benedenplaat 111 aangebracht en heeft een zodanige lengte dat tijdens de sluitbeweging van de schuifplaat 112 de toevoer van gas naar het gasdoorlatende inzetstuk 156 via de gaspijp 157, 30 het gaskanaal 155, de holte 154 en de buis 180 zal aanvangen wanneer het gasdoorlatende inzetstuk 156 de afvoerdoorgang 106 binnenkomt, en gastoevoer op volle snelheid naar het gasdoorlatende inzetstuk 156 zal optreden wanneer de schuifplaat 112 zich in gesloten stand volgens fig. 5 35 bevindt.

.8801107 -7-

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm van een twee-platen schuifafsluiter waarin een schuifplaat 165 samenwerkt met een vaste plaat 169 die in zijn ondervlak een holte 177 heeft die via een kanaal 183 en een gastoevoerpijp 183a van 5 gas wordt voorzien.

Door de twee-platen schuif heen strekt zich een afvoerdoorgang 106 uit. De schuifplaat 165 bevat een gas-doorlatend inzetstuk 156 dat het gas ontvangt via een kanaal 179 en een verdeelkamer 178. De verdeelkamer 178 is 10 afgesloten door een metalen plaat 178a. Het gas wordt op dezelfde wijze toegevoerd als beschreven is in het geval van de drie-platen schuif in fig. 3, 4 en 5.

De vaste plaat 169 is gevat in een houder 174 en in mortel 176 ingebed.

15 Hieronder worden voorbeelden gegeven van vuurvaste betonsamenstellingen, zoals gebruikt kunnen worden voor vuurvaste slijtelementen die hierboven zijn beschreven en voorzien van gasdoorlatende of poreuze inzetstukken voor schuifafsluiters van een metaalsmelt bevattende vaten, als-20 mede voor het vervaardigen van een gasdoorlatend inzetstuk dat in de vuurvaste beton moet worden ingevormd.

VOORBEELD I

80% naar gewicht van een toeslagstof bestaande uit 40% naar gewicht A^O^ en met een deeltjesgrootte van 0 tot 25 5 mm zijn gemengd met 20% naar gewicht van een samengesmol ten aluminacement met een gehalte van 40% naar gewicht A^O-y 12 liter water toegevoegd wordt ten opzichte van elke 100 kg droog mengsel.

Voor de vervaardiging van een slijtelement wordt dit 30 mengsel in een vorm gegoten en door trilling gecompacteerd indien dit gewenst zou zijn. Na voldoende verstijfd te zijn wordt het betonnen element uit de vorm gehaald, opgeslagen om volledig te verharden en drogen.

't 8801107 -- Λ * -8-

VOORBEELD II

80% naar gewicht van Guyana bauxiet bestaande uit 88% naar gewicht A1203 met een deeltjesgrootte van 0 tot 5 mm werd gemengd met 20% naar gewicht van aluminacement 5 bestaande uit 70% naar gewicht A12C>3 en 10 liter water per 100 kg droog mengsel. Dit mengsel werd verder bewerkt als in voorbeeld I beschreven is.

Indien evenwel de platen gebruikt moeten worden voor het gieten van staalsoorten met smeltpunten boven 1500°C 10 die gegoten worden bij temperaturen van 50°C tot 60°C boven hun smeltpunten, zijn de belastingen waaraan de platen blootstaan, veel zwaarder en om een betrouwbaarder werking te verzekeren moeten speciale samenstellingen worden gebruikt.

15 Deze belastingen bestaan uit een zeer ernstige mecha nische erosieve en chemisch corrosieve aantasting van de randen van de afvoerdoorgangen van de platen gecombineerd met een extreme thermische schok, aangezien de platen, voordat het gieten begint, een temperatuur van slechts 20 200 tot 300°C hebben.

Voor dergelijke zware belastingen wordt bij voorkeur vuurvaste betonsoorten gebruikt die de volgende samenstelling heeft: 5-8% naar gewicht van een aluminacement, 2,5 tot 4% 25 naar gewicht van een fijngemaakt vuurvast materiaal (met een deeltjesgrootte van minder dan 50 micron en bij voorkeur minder dan 1 micron hebben) zoals een kaolien of ben-toniet, microscopisch fijnverdeelde silica, microscopisch fijnverdeelde alumina, microscopisch fijnverdeelde magnesia, 30 microscopisch fijnverdeelde chromiet of microscopisch fijnverdeelde fasteriet, 0,01 tot 0,3 % naar gewicht van een middel dat doelmatig is voor het vergroten van de vloeibaarheid van de samenstelling bestaande uit een alka]imetaal-fosfaat, alkalimetaalpolyfosfaat, alkalimetaalcarbonaat, 35 alkalimetaalcarboxylaat of alkalimetaalhumaat en van 87,7 tot 92% naar gewicht van ten minste êên vuurvaste toeslag, ; »801107 -9- zo mogelijk met een deeltjesgrootte die de 30 mm niet overtreft, en zo mogelijk alle ervan een 10 mm-maaswijdtezeef passeren en ongeveer 25% ervan een 0,5 mm-maaswijdtezeef passeren. De vuurvaste toeslag kan bestaan uit gecalcineerde 5 vuurvaste klei, bauxiet, cyaniet, sillimaniet, andalusiet, corundum, tabular alumina, siliconcarbide, magnesia, chro-miet of zircoon of mengsels ervan.

Een voorbeeld van een dergelijke beton wordt hieronder gegeven:

10 VOORBEELD III

87,7 tot 92% naar gewicht tabular alumina, deeltjesgrootte 0 tot 6 mm worden gemengd met 5 tot 8% naar gewicht aluminacement die ongeveer 80% naar gewicht A^O^, 2,5 tot 4% naar gewicht microscopisch fijnverdeeld alumina en 0,01 15 tot 0,3% naar gewicht alkalimetaalpolyfosfaat bevat. Vijf liter water worden toegevoegd per 100 kg droog mengsel.

Het mengsel wordt in de vorm gegoten en kan door trilling gecompacteerd worden.

VOORBEELD IV

20 Gasdoorlaatbare of poreuze inzetstukken voor schuif- afsluiters voor gietlepels kunnen als volgt worden vervaardigd:

Ruw materiaal: Zeer zuiver corundum van een deeltjesgrootte tussen 0,5 en 3 mm 25 en tussen 1 en 3 mm.

Bindmiddel: a) Klei die niet minder dan 43% A^O-j en tot wel 5% naar gewicht (deeltjesgrootte 0 tot 0,25 mm) bevat, b) Aluminiummonofosfaat: tot wel 1,5% 30 naar gewicht (50% waterige oplos sing) .

Stenen worden uit dit mengsel gecompacteerd onder 2 een druk van 500 tot 600 kg/cm en de gecompacteerde massa's worden vervolgens in een oven gebakken gedurende ten minste 35 vier uren bij 1600°C. De fysische eigenschappen van de stenen zijn: f B8 " ' H- / 9 -10- c

Doorlaatbaarheid voor gas 500 tot 700 Nanoperm.

2

Koude druksterkte 250 tot 350 kg/cm

De verhouding van open poriën in volume-procenten wordt bepaald volgens de methode van "Washburn". In deze context 5 moet benadrukt worden dat het doorlaatbare poriënvolume slechts een deel van de totale porositeit kan zijn.

De gasdoorlaatbaarheid (volgens DIN 51 058) wordt -9 gemeten in Nanoperm. 1 Nanoperm. correspondeert met 10 Perm.

Een gasdoorlaatbaarheid van 1 Perm. wordt gedefinieerd als 3 2 10 een gasstroom van 1 cm /cm /sec, opgewekt door een drukver- 2 schil van 1 dyne/cm , door een doorlaatbaar lichaam van 1 cm dik, bij een viscositeit van het gas van 1 poise.

g 8 η i f r 7

c. V v v i L t J

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een vuurvaste, van een gasdoorlatend of poreus inzetstuk voorziene sluitplaat voor een schuifafsluiter voor de afvoeropening van een houder voor gesmolten metaal, met het kenmerk, dat het 5 gasdoorlatende of poreuze inzetstuk direkt in vuurvaste beton, zoals door ingieten en eventueel trillen van de beton, daarin wordt ingegoten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat gastoevoermiddelen naar het gasdoorlatende inzetstuk even- 10 eens in de vuurvaste beton worden gevormd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ' het ingevormde, gasdoorlatende inzetstuk door een metaal plaat wordt gesteund.

3 ί -11- CONCIiUSIES

4- Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat 15 een gastoevoerbuis naar een verdeelruimte aan de onderzijde van het gasdoorlatende inzetstuk, op de met een gastoevoer-opening uitgeruste metaalplaat aansluitend wordt aangebracht voordat de vuurvaste beton wordt gegoten of op andere wijze wordt aangebracht.

5. Werkwijze volgens êén van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gasdoorlatende inzetstuk voordat de beton wordt gegoten, met water wordt doordrenkt. < 8 e o ί i ;