WO1995021364A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer monolithischen feuerfesten auskleidung von stahlgiesspfannen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer monolithischen feuerfesten auskleidung von stahlgiesspfannen Download PDF

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Horst Tiemann
Roland Kessler
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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
    • B22D41/02—Linings
    • B22D41/023—Apparatus used for making or repairing linings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a refractory monolithic lining of the wall and bottom of a pan for casting and treating steel or similar metallurgical vessels and a device for performing the method.
  • the refractory lining of metallurgical vessels usually consists of permanent feed and working feed.
  • permanent lining fireclay bricks or insulating bricks are usually applied in one or more layers to the inside of the steel jacket of the vessel.
  • the working chuck is applied to it, which is later in contact with the molten steel and is removed by erosion, in particular when the metal bath is moved, and by chemical attack, in particular by the slag floating on the molten steel.
  • the working lining can be bricked with refractory bricks or brought in as a refractory mass that solidifies into a monolithic layer. Combinations of these two types of delivery are also possible.
  • the monolithic delivery often proves to be cheaper than the brick delivery. Since the wear is usually different in different wall and floor areas of the pan, the infeed is often divided into zones that have different strengths Have working feed and / or differently resistant refractories.
  • the working feed is either completely broken out and renewed at the end of the pan journey or repaired in the affected zones if there is only partial premature wear.
  • the floor often wears out faster than the wall, especially in the area of the pouring jet impact and in the vicinity of sink blocks. Then the soil must be broken out and renewed several times during a pan trip.
  • a delivery method is known in which the working feed of steel ladles is delivered with refractory concrete.
  • a template is required, which specifies the inner contour of the ready-mixed working chuck.
  • the mass is poured into the gap between the permanent feed and the template.
  • the floor and wall lining can be concreted in one step. In this way, the floor and wall form a single monolithic lining.
  • Mixers, pumps and internal vibrators are usually used to carry out the casting process.
  • the casting over a period of, for example, three hours must be carried out continuously in order to avoid possible hardening in the surface area.
  • the vibrators are intended to prevent cavities and cavities from forming in order to achieve good compaction. If, for example, the mass has set after 24 hours, the template can be pulled out again.
  • the object of the present invention is therefore to provide the floor lining in a monolithically supplied steel casting and treatment ladle in such a way that the floor lining can be broken out between the wall lining without damaging wall areas in an economically advantageous manner.
  • a tubular, inflatable sealing body attached to the lower part of the template is inflated in such a way that it seals the template up to the height corresponding to the desired floor thickness.
  • the sealing body is relaxed and removed again.
  • the refractory casting compound is then introduced into the floor area to the desired height.
  • An advantageous embodiment of a device suitable for carrying out the method consists in that the template stands on three refractory bodies (1) distributed over the circumference, which have the same height as the desired thickness for the floor lining. In the spaces between these refractory bodies, tubular sealing bodies (2) are attached to the lower edge of the template, which can be inflated and removed again.
  • the wall lining is first poured, the sealing bodies preventing the mass from running into the ground.
  • the wall lining is poured to the edge of the pan, the lower part of the lining that touches the sealing body begins to solidify slightly starting from the surface, so that the sealing body can be relaxed and removed.
  • the floor is poured to the predetermined height. In this way, the floor lining no longer forms a monolith with the wall lining, but a predetermined breaking edge is created. Since the formation of gaps is avoided, there is no later infiltration of molten steel when the pan is used.
  • the setting time which can usually be up to ten hours, the template is pulled out of the pan and the pan lining is heated to operating temperature.
  • FIG. 1 shows the perspective view of a steel casting and treatment pan with (from the outside inwards) the steel jacket, the permanent lining delivered with stones, the working lining delivered in the wall and the template (4).
  • the bottom of the pan has not yet been clogged with monolithic mass. They are a rinsing stone and a tap hole recognizable as well as a cast finished component made of high-alumina material as a baffle plate on the permanent lining.
  • the template stands on refractory support bodies (1) that have the same height as the perforated blocks. At the bottom of the template (4) there is a strip (3) on the inside, to which tubular, inflatable sealing bodies (2) made of flexible material are attached.
  • the sealing body (2) can consist, for example, of plastic-reinforced rubber.
  • Fig. 2 shows in longitudinal section through the pan the area at the lower end of the template (4).
  • a ring is attached slightly above the lower edge of the template (4) and carries a bar (3) on the inside.
  • a tubular sealing body (2) made of flexible material is attached to the strip (3). To protect against damage, the sealing body (2) is provided on the side facing the refractory material with a protective strip (5) made of tear-resistant, flexible material.
  • Fig. 3 shows a top view of the pan bottom. Shown in the sectional view is the refractory support body (1), which can be designed, for example, as a truncated cone, and two sealing bodies (2) which are cut in such a way that they are sufficiently close to the support body (1) in the inflated state without further aids.
  • the refractory support body (1) which can be designed, for example, as a truncated cone, and two sealing bodies (2) which are cut in such a way that they are sufficiently close to the support body (1) in the inflated state without further aids.

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Abstract

Bei der gleichzeitigen feuerfesten monolithischen Auskleidung von Wand und Boden einer Stahlgiess- und Behandlungspfanne ist mit der Zwischenreparatur des Bodens häufig die Beschädigung des Wandfutters im unteren Bereich verbunden. Bei dem neuen Verfahren werden Wand und Boden nacheinander zugestellt, wobei bei Beginn des Einbringens der Giessmasse in den Wandbereich ein am unteren Teil der Schablone (4) befestigter schlauchförmiger, aufblasbarer Dichtkörper so aufgeblasen wird, dass er die Schablone (4) bis zur Höhe, die der gewünschten Bodenstärke entspricht, abdichtet, und dass, sobald das Abbinden der Giessmasse im unteren Wandbereich genügend fortgeschritten ist, der Dichtkörper (2) entspannt und entfernt wird und anschliessend die feuerfeste Giessmasse im Bodenbereich bis zur gewünschten Höhe eingebracht wird. Das Verfahren eignet sich für Pfannen zum Vergiessen und Behandeln von Stahl oder ähnliche metallurgische Gefässe.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer monolithischen feuerfesten Auskleidung von Stahlgießpfannen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten monolithischen Auskleidung von Wand und Boden einer Pfanne zum Vergießen und Behandeln von Stahl oder ähnlichen metallurgischen Gefäßen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Üblicherweise besteht der Aufbau der feuerfesten Auskleidung von metallurgischen Gefäßen aus Dauerfutter und Arbeitsfutter. Als Dauerfutter werden üblicherweise Schamottesteine oder Isoliersteine in einer oder mehreren Lagen auf den Stahlmantel des Gefäßes innen aufgebracht. Darauf wird das Arbeitsfutter aufgebracht, das später mit der Stahlschmelze in Berührung steht und durch Erosion, insbesondere bei Bewegung des Metallbades, sowie durch chemischen Angriff, insbesondere durch die auf der Stahlschmelze schwimmende Schlacke, abgetragen wird.
Das Arbeitsfutter kann mit feuerfesten Steinen gemauert werden oder als feuerfeste Masse eingebracht werden, die zu einer monolithischen Schicht erstarrt. Kombinationen dieser beiden Zustellungsarten sind ebenfalls möglich.
Bei Betrachtung der Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung sowohl der Materialkosten und der Haltbarkeiten, wie auch der Zustellzeiten und der Anforderungen an das Personal erweist sich die monolithische Zustellung häufig als günstiger gegenüber der gemauerten Zustellung. Da in der Regel der Verschleiß in verschiedenen Wand- und Bodenbereichen der Pfanne unterschiedlich ist, wird häufig die Zustellung in Zonen aufgeteilt, die unterschiedliche Stärken des Arbeitsfutters und/oder unterschiedlich resistente Feuerfestsorten aufweisen.
Das Arbeitsfutter wird nach mehrmaligem Befüllen und Entleeren der Pfanne entweder am Ende der Pfannenreise vollständig ausgebrochen und erneuert oder bei nur teilweisem voreilendem Verschleiß in den betroffenen Zonen repariert. Der Boden verschleißt häufig schneller als die Wand, insbesondere im Bereich des Gießstrahlaufpralls und in der Umgebung von Spülsteinen. Dann muß das Bodenfutter während einer Pfannenreise mehrmals ausgebrochen und erneuert werden.
Bekannt ist ein Zustellverfahren, bei dem das Arbeitsfutter von Stahlgießpfannen mit feuerfestem Beton zugestellt wird. Dafür ist eine Schablone erforderlich, die die Innenkontur des fertig betonierten Arbeitsfutters vorgibt. Die Masse wird in den Spalt zwischen Dauerfutter und Schablone gegossen. Um Arbeitszeit zu sparen und die Verfügbarkeit der Pfannen zu erhöhen, kann der Boden und das Wandfutter in einem Arbeitsgang betoniert werden. Auf diese Weise bilden Boden und Wand ein einziges monolithisches Futter.
Zur Durchführung des Gießvorganges werden üblicherweise Mischer, Pumpen sowie Innenrüttler eingesetzt. Das Vergießen über die Dauer von beispielsweise drei Stunden muß kontinuierlich durchgeführt werden, um mögliche Aushärtungen im Oberflächenbereich zu vermeiden. Durch die Vibratoren soll die Bildung von Hohlstellen und Lunkern verhindert werden, um eine gute Verdichtung zu erzielen. Wenn die Masse beispielsweise nach 24 Stunden abgebunden hat, kann die Schablone wieder herausgezogen werden.
Bei monolithischer Zustellung von Wand und Boden hat sich als nachteilig herausgestellt, daß bei voreilendem Verschleiß im Boden beim Ausbrechen des restlichen Bodenfutters meistens der untere Teil des sonst noch intakten Wandfutters beschädigt wird, weil Boden- und Wandfutter ein Monolith sind. Dies kann dazu führen, daß ein großer Teil des Wandfutters vorzeitig ausgebrochen werden muß.
Um die Schwierigkeiten beim Ausbrechen des Bodens zu vermeiden, kann man auch so verfahren, daß mit einer bis auf das Dauerfutter des Bodens reichenden Schablone in einem ersten Arbeitsgang nur die Wand zugestellt wird. Nach dem Abbinden der Gießmasse und anschließendem Ziehen der Schablone wird der Boden in einem zweiten Arbeitsgang gegossen. Dadurch ergibt sich beim späteren Ausbruch des Bodens eine Sollbruchkante, welche Beschädigungen im Wandbereich verhindert. Nachteilig ist, daß danach für den Boden der Abbindevorgang noch einmal abgewartet werden muß, bevor die Pfanne wieder in Betrieb gehen kann, so daß die Zustellzeit sich insgesamt fast verdoppelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einer monolithisch zugestellten Stahlgieß- und Behandlungspfanne das Bodenfutter so zuzustellen, daß ein Ausbrechen des Bodenfutters zwischen dem Wandfutter ohne Beschädigung von Wandbereichen in wirtschaftlich günstiger Weise ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Beginn des Einbringens der Gießmasse in den Wandbereich ein am unteren Teil der Schablone befestigter schlauchförmiger, aufblasbarer Dichtkörper so aufgeblasen wird, daß er die Schablone bis zur Höhe, die der gewünschten Bodenstärke entspricht, abdichtet. Sobald das Abbinden der Gießmasse im unteren Wandbereich genügend fortgeschritten ist, wird der Dichtkörper entspannt und wieder entfernt. Anschließend wird die feuerfeste Gießmasse im Bodenbereich bis zur gewünschten Höhe eingebracht. Eine vorteilhafte Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung besteht darin, daß die Schablone auf drei über den Umfang verteilten feuerfesten Körpern (1) steht, die die gleiche Höhe haben wie die gewünschte Stärke für das Bodenfutter. In den Zwischenräumen zwischen diesen feuerfesten Körpern sind schlauchförmige Dichtkörper (2) am unteren Rand der Schablone angebracht, die aufgeblasen und wieder entfernt werden können.
Nach dem Aufblasen der Dichtkörper wird zuerst das Wandfutter gegossen, wobei die Dichtkörper verhindern, daß die Masse in den Boden hineinläuft. Wenn das Wandfutter bis zum Pfannenrand fertig gegossen ist, beginnt der untere Teil des Futters, der die Dichtkörper berührt, sich von der Oberfläche ausgehend bereits leicht zu verfestigen, so daß die Dichtkörper entspannt und entfernt werden können. Danach wird, bevor die Schablone gezogen wird, der Boden bis zur vorbestimmten Höhe gegossen. Das Bodenfutter bildet auf diese Weise mit dem Wandfutter keinen Monolithen mehr, sondern es entsteht eine Sollbruchkante. Da Fugenbildung vermieden wird, findet später beim Einsatz der Pfanne auch keine Infiltration von Stahlschmelze statt. Nach der Abbindezeit, die üblicherweise bis zu zehn Stunden betragen kann, wird die Schablone aus der Pfanne herausgezogen und das Pfannenfutter auf Betriebstemperatur aufgeheizt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 3 näher erläutert. Fig. 1 zeigt die perspektivische Darstellung einer Stahlgieß- und Behandlungspfanne mit (von außen nach innen) dem Stahlmantel, dem mit Steinen zugestellten Dauerfutter, dem mit Masse zugestellten Arbeitsfutter in der Wand und der Schablone (4) . Der Pfannenboden ist noch nicht mit monolithischer Masse zugestellt. Es sind ein Spül- und ein Abstichlochstein erkennbar sowie ein gegossenes Fertigbauteil aus tonerdereichem Material als Prallplatte auf dem Dauerfutter.
Die Schablone steht auf feuerfesten Stützkörpern (1), die die gleiche Höhe wie die Lochsteine haben. Am unteren Rand der Schablone (4) befindet sich innen eine Leiste (3), an der schlauchförmige, aufblasbare Dichtkörper (2) aus flexiblem Material befestigt sind. Die Dichtkörper (2) können beispielsweise aus kunststoffverstärktem Gummi bestehen.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt durch die Pfanne den Bereich am unteren Ende der Schablone (4) . Etwas oberhalb des unteren Randes der Schablone (4) ist ein Ring angebracht, der innen eine Leiste (3) trägt. An der Leiste (3) ist ein schlauchförmiger Dichtkörper (2) aus flexiblem Material befestigt. Zum Schutz vor Beschädigungen ist der Dichtkörper (2) an der dem feuerfesten Material zugewandten Seite mit einem Schutzstreifen (5) aus reißfestem, biegsamen Material versehen.
Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den Pfannenboden. Gezeigt ist im Schnittbild der feuerfeste Stützkörper (1) , der zum Beispiel kegeistumpfförmig ausgebildet sein kann, und zwei Dichtkörper (2), die so zugeschnitten sind, daß sie im aufgeblasenen Zustand ohne weitere Hilfsmittel sich genügend dicht an den Stützkörper (1) anlegen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Auskleidung von Wand und Boden einer Stahlgieß- und Behandlungspfanne durch Vergießen des Ringraumes zwischen einer Schablone und dem Dauerfutter mit feuerfester Gießmasse, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn des Einbringens der Gießmasse in den Wandbereich ein am unteren Teil der Schablone befestigter schlauchförmiger, aufblasbarer Dichtkörper so aufgeblasen wird, daß er die Schablone bis zur Höhe, die der gewünschten Bodenstärke entspricht, abdichtet, und daß, sobald das Abbinden der Gießmasse im unteren Wandbereich genügend fortgeschritten ist, der Dichtkörper entspannt und entfernt wird und anschließend die feuerfeste Gießmasse im Bodenbereich bis zur gewünschten Höhe eingebracht wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren, nach innen eingezogenen Rand der Schablone ein schlauchförmiger, aufblasbarer Dichtkörper angebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone auf mindestens drei über den Umfang verteilten feuerfesten Körpern steht, die die gleiche Höhe haben wie die gewünschte Stärke für das Bodenfutter, und daß in den Zwischenräumen zwischen diesen feuerfesten Körpern schlauchförmige Dichtkörper am unteren Rand der Schablone angebracht sind, die aufgeblasen und wieder entfernt werden können.
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