DE3010868A1

DE3010868A1 - Waermeisolierende auskleidung fuer metallurgische behaelter und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3010868A1
Application number: DE19803010868
Authority: DE
Inventors: Andre Daussan; Gerard Daussan; Jean-Charles Daussan
Original assignee: Daussan SAS
Current assignee: Daussan SAS
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1980-10-09
Also published as: FR2451789A1; FR2451789B1; DE3010868C2; US4339115A

Description

Wärmeisolierende Auskleidung für metallurgische Behälter und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine wärmeisolierende Auskleidung für metallurgische Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Metalls insbesondere Gußeisen oder Stahl.

Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Auskleidung sowie der mit dieser versehenen metallurgischen Behälter gerichtet.

Die Anwendung der Erfindung geschieht vorzugsweise auf metallurgische Behälter, die als "Gußverteiler" bezeichnet werden, welche unter einer Gießpfanne angeordnet sind, die flüssiges Metall enthält, und dazu bestimmt sind, das flüssige Metall in Kokillen oder dgl. zu verteilen.

Die innere Auskleidung solcher Gußverteiler weist eine Schicht aus feuerfesten Tiegeln auf, die gegen die Innenfläche des metallischen Außengehäuses des Verteilers anliegen.

Eine neuere Ausführungsform ist die Schicht aus feuerfesten Ziegeln, die nachfolgend als "permanente feuerfeste Schicht" bezeichnet wird, und von einer Schicht bedeckt, die durch eine Beihe von Platten gebildet wird, welche verhältnismäßig starr, abnehmbar und im wesentlichen dichter sind.

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Diese Platten werden durch ein Geraisch aus anorganischen Teilchen, wie Sand und/oder Aluminiumoxid und organische Fasern und/oder anorganische Fasern umhüllt in einem organischen Bindemittel, wie Phenolharz, oder anorganischen, wie Schamottemörtel. Solche Platten schützen die feuerfeste permanente Schicht gegen Abrieb durch das Metall, vermeiden das Haften des erstarrten Metalls an dieser Schicht und erleichtern damit die Reinigung des Verteilers am Ende des Gießvorgangs ο Übrigens wird durch diese Platten die Wärmeisolierung der Verteilerwände wesentlich verbessert, so daß sie es ermöglichen, im besonderen die zeitraubende und kostenverursachende Vorerhitzung der Verteiler vor dem Einleiten des flüssigen Metalls zu vermeiden»

Diese wärmeisolierenden Platten sind verbrauchbar, d„h. sie nutzen sich verhältnismäßig rasch ab. Sie können im Prinzip nur einen einzigen Gießvorgang standhalten. Dieser Nachteil wird jedoch weitgehend durch die zahlreichen Vorteile ausgeglichen, die sie mit sich bringen und vor allem durch ihre geringen Kosten und die Leichtigkeit, mit der ihr Ausrichten am Ende des GießVorgangs geschehen kann»

Die Verwendung dieser verbrauchbaren Platten ist jedoch nicht voll zufriedenstellend, da es unmöglich ist, sie einwandfrei auszufugen, insbesondere wegen der unregelmäßigen inneren Abmessungen der Verteiler. Außerdem können diese Platten nicht richtig an der Oberfläche der permanenten feuerfesten Schicht wegen der Ungleichmäßigkeit dieser Oberfläche angebracht werden. Aus diesem Grunde werden die Platten unter der Wirkung des Druckes des flüssigen Metalls verformt, was die Gefahr der Zerstörung dieser Platten mit sich bringt, in welchem voll ein direkter Zugang des flüssigen Metalls an der feuerfesten permanenten Schicht mit allen daraus entstehenden Nachteilen erhalten wird.

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Um diese Nachteile zum Teil zu beseitigen ist man gezwungen, die Platten mit einem Schamottemortel auszufugen, was zeitraubend und ermüdend ist. Desgleichen lockern sich diese Verbindungen häufig wegen des mangelhaften Sitzes dieser Platten auf der feuerfesten permanenten Schicht und es entstehen Spannungen infolge der Wärmedehnung der Platten während der Zeit, während welcher das flüssige Metall in den Gußverteiler eingeleitet wird.

Um auch dem mangelhaften Sitz der verbrauchbaren Platten auf der feuerfesten permanenten Schicht abzuhelfen, wurde vorgeschlagen, die Bäume auszufüllen, die zwischen der letzteren und den verbrauchbaren Platten bestehen, und zwar durch eine Schicht von nicht agglomerierten feuerfesten Teilchen, wie Sand.

Die Verwendung einer solchen Sandschicht ermöglicht nicht die Unterlassung des zeitraubenden und anstrengenden Verstreichens der Fugen der Platten und bringt die Gefahr einer Verschmutzung des flüssigen Metalls durch Sand mit sich, wenn die Verbindungen aus Schamottemortel schadhaft oder mangelhaft sind.

Außerdem ruft der verwendete Sand, wenn er nicht völlig trocken ist, beim Kontakt mit dem flüssigen Metall sehr starke Deflagrationen, welche Splitter verursachen können, die für das Personal gefährlich sind, welches sich in der Nähe des Gußverteilers aufhält, hervor.

Darüber hinaus ist das Einbringen der Sandschicht zwischen der bleibenden Auskleidung und den verbrauchbaren Platten besonders unbequem. Ferner, wenn man am Ende des Gießvorgangs den Gußverteiler zurückführt, um ihn von den verbrauchbaren Platten wegzuräumen, verursacht die freigesetzte Sandschicht eine unannehmbare Verschmutzung.

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Andererseits ist eine Auskleidung für metallurgische Behälter bekannt, die eine keramische Faserschicht aufweist, welche zwischen einer feuerfesten Verkleidung und einer zusammenhängenden Außenschicht, die ebenfalls feuerfest ist, angeordnet ist.

Diese stark zusammendrückbare Faserschicht, die durch nicht miteinander verbundene Fasern gebildet wird, ist dazu bestimmt, die Stoßkraft des Metalls zu dämpfen, das in den Behälter gegossen wird.

Wegen der starken Zusammendruckbarkeit einer solchen Faserschicht;, verleiht die letztere der Auskleidung eine sehr schwache Wärmeisolierung. Außerdem ist die Verwendung einer solchen Faserschicht nicht mit der Verwendung von verbrauchbaren Platten vereinbar, die miteinander durch Schamottemörtel verbunden sind. In der Tat lockern sich solche Verbindungen unvermeidlich beim Ansteigen des Metalls im Behälter. Darüber hinaus ist das Einbringen einer solchen Faserschicht in den Behälter wenig bequem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorerwähnten Ausführungsformen des die Entwicklung einer Auskleidung für metallurgische Behälter zu beseitigen, die wirksam, zuverlässig, einfach in der Herstellung ist und wenig Kosten verursacht.

Die Erfindung ist auf eine wärmeisolierende Auskleidung gerichtet, die aus einer permanenten Schicht aus feuerfestem Material und einer verbrauchbaren Schicht besteht, die im Inneren des Behälters angeordnet ist und zum direkten Kontakt mit dem flüssigen Metall bestimmt ist, welche Schicht durch ein Gemisch aus anorganischen Teilchen und organischen Fasern und/oder anorganischen Fasern gebildet wird, die in einem organischen und/ oder anorganischen Bindemittel eingehüllt sind.

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Die erfindungsgemäße Auskleidung unterscheidet sich dadurch, daß zwischen der feuerfesten permanenten Schicht und der vorerwähnten verbrauchbaren Schicht eine relativ zusammendrückbare Schicht auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Pasern angeordnet ist, die beim Kontakt mit der vorerwähnten verbrauchbaren Schicht temperaturbeständig ist, welche Fasern in einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel teilweise umhüllt sind, und welche Schicht im wesentlichen über die volle Fläche der permanenten Schicht aufgebracht ist.

Das Bindemittel ermöglicht die Begrenzung der Zusammendrückbarkeit der Faserschicht, ermöglicht jedoch der letzteren, alle Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche der feuerfesten permanenten Schicht auszugleichen. Außerdem dringt diese relativ zusammendrückbare Schicht unter der Wirkung des durch das Metall ausgeübten Druckes in die Zwischenräume zwischen den verbrauchbaren Platten ein, wobei es echte Dichtungen bildet. Auf diese Weise wird jede Gefahr des Eindringens des Metalls zwischen den Platten und der korrelativen Erstarrung dieses Metalls beim Kontakt der feuerfesten permanenten Schicht vermieden. Außerdem erübrigt sich das zeitraubende und ermüdende Ausfugen der Platten mittels eines Schamottemörtels.

Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die zusammendrückbar faserhaltige Schicht die Wärmeisolierung verwendeten metallurgischen Behälters wesentlich verbesserte, so daß das flüssige Metall in den Behälter mit einer Temperatur eingeleitet werden kann, die wesentlich niedriger als diejenige ist, die bei den bekannten Ausführungsformen verwendet wird, wodurch sich eine wesentliche Energieeinsparung erzielen läßt.

Außerdem ist die Anordnung einer solchen zusammendrückbaren und faserhaltigen Schicht zwischen der permanenten feuerfesten Schicht und der verbrauchbaren Schicht viel leichter als das Einbringen einer Sandschicht oder das Einsetzen einer Schicht

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aus nicht miteinander verbundenen Fasern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht im wesentlichen den bis 30 Gew.-% Bindemittel, wobei die Zusammendrückbarkeit der Schicht im wesentlichen zwischen 5 und 10 % bei einem Druck von 98,07 N/cm (10 kg/cm²) liegt.

Bei einem solchen Anteil des Bindemittels bestehen Hohlräume zwischen den Pasern, die günstig für die Wärmeisolierung sind, eine begrenzte jedoch ausreichende Zusammendrückbarkeit der faserhaltigen Schicht unter der Wirkung des Druckes ermöglichen, der durch das flüssige Metall gegen die verbrauchbaren Platten ausgeübt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht außerdem 0,5 - 20 Gew.-% feuerfeste Teilchen, denen ein Flußmittel zugesetzt ist, um das Sintern dieser Teilchen bei einer Temperatur zu ermöglichen, die zwischen 1100° C und 1500° C liegt. Diese Teilchen füllen teilweise die Hohlräume zwischen den Fasern. Wenn flüssiges Metall in die Zwischenräume zwischen den Platten eindringt, tritt dieses Metall zwischen die Fasern, was eine zumindest teilweise Zersetzung der organischen Fasern oder des organischen Bindemittels zur Folge hat. Durch das Sintern der feuerfesten Teilchen zwischen sich bilden die letzteren eine glasartige Oberflächenschicht, welche das Vordringen des Metalls in die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht verhindert.

Gegenstand der Erfindung ist ferner das Verfahren zur Herstellung der wärmeisolierenden Auskleidung gemäß der Erfindung.

Bei einer verteilhaften Ausfuhrungsform dieses Verfahrens wird auf die feuerfeste permanente Schicht die zusammendrückbare Schicht auf Basis von Fasern aufgebracht und wird die Außenfläche dieser zusammendrückbaren Schicht durch eine Bindemittelschicht bedeckt, worauf auf diese Bindemittelschicht die Platten

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der verbrauchteren Schicht aufgebracht werden.

Diese Platten werden daher mit der zusammendrückbaren faserhaltigen Schicht mit Hilfe der Bindemittelschicht verbunden.

Die Durchführung des Verfahrens ist sehr einfach und ermöglicht das Erzielen einer besonders wirksamen Auskleidung sowohl hinsichtlich ihrer Haltbarkeit als auch hinsichtlich der erzielten Wärm e i s öli erung.

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform des Verfahrens wird auf eine der Flächen der Platten der vierbrauchbaren Schicht die zusammendrückbare faserhaltige Schicht aufgeklebt und es wird die Außenfläche dieser zusammendrückbaren und faserhaltigen Schicht gegen die permanente feuerfeste Schicht aufgebracht.

Ferner kann eine Bindemittelschicht auf die feuerfeste permanente Schicht aufgebracht werden, bevor die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht aufgebracht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich η as der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht in schaubildlicher Darstellung

mit weggebrochenen Teilen eines Abgußverteilers mit einer erfindungsgemäßen Auskleidung!

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Ebene II-TI in Fig. Ij

Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, in vergrößertem Maßstab einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskleidung;

Fig. ^ eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine

weitere Ausführungsform der Auskleidung und ihr Aufbringen auf eine Wand des Gußverteilers zeigtj

Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

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Auskleidung zeigt;

Pig. 6 eine der Pig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskleidung zeigt;

Pig. 7 eine Ansicht im Schnitt und in vergrößertem Maßstab der erfindungsgemäßen Auskleidung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besitzt der Gußverteiler ein Gehäuse 2 aus Stahl, das innen durch eine permanente Schicht 3 aus feuerfesten Ziegeln ausgekleidet ist. Diese permanente Schicht 3 ist ihrerseits wieder von verbrauchbaren und starren Platten k bedeckt, die zum direkten Kontakt mit dem flüssigen Metall bestimmt sind, das in den Gußverteiler 1 gegossen wird· Die verbrauchbaren Platten 4- bedecken die Seitenwände sowie den Boden des Gußverteilers 1.

Die Zusammensetzung der verbrauchbaren Platten 4 ist bekannt. Diese Platten 4 werden beispielsweise durch Gießen aus einem Gemisch von anorganischen Teilchen, wie Sand, und/oder Aluminiumoxid und/oder Magnesia, unter Zusetzung von mineralischen Fasern, wie Glaswolle oder Gesteinswolle, und/oder pflanzlichen, tierischen oder Kunstfasern erhalten, wobei das ganze dieser Teilchen und Fasern vollständig von einem organischen oder anorganischen Bindemittel eingehüllt ist. Was das anorganische Bindemittel betrifft, kann beispielsweise ein Schamottemörtel verwendet werden, und als organisches Bindemittel verwendet man vorzugsweise ein billiges Harz, wie Phenolharz.

Zwischen den verbrauchbaren Platten 4 und der permanenten feuerfesten Schicht 3 ist eine relativ zusammendrückbare oder halb zusammendrückbare Schicht 5 auf Basis von Mineralfasern und/oder anorganischen Fasern, die weiter in Kontakt mit den verbrauchbaren Platten 4 herrschenden Temperatur be-

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ständig sind, angeordnet. Diese Schicht 5 wiri auf die (gesamte Oberfläche der permanenten Schicht 3 aufgebracht.

Die Fasern dieser Schicht 5 sind teilweise in einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel eingehüllte

In Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Fasern 5a wirklich miteinander durch Bindemittelanhäufungen 5"b verbunden sind, so daß Hohlräume zwischen den Fasern 5a bestehen. Diese Hohlräume ermöglichen es, daß die Schicht 5 leicht zusammengedrückt werden kann=

Die Platten 4 werden mit Druck gegen die zusammendrückbare Faserschicht 5 mit Hilfe von Haken 6 angebracht, welche den oberen Band 4a der Platten k und den oberen Rand 3a der feuerfesten permanenten Schicht 3 bedecken, wobei sie die Platten k gegen die feuerfeste Schicht 3 pressen.

Infolge dieses Druckes bildet die zusammendrückbare und faserhaltige Schicht 5 zwischen den Zwischenräumen 7 zwischen den Platten k Wulste 8, welche die wirklichen Abdichtungen bilden.

Die Fasern, welche die zusammendrückbare Schicht 5 bilden, können beispielsweise aus Glaswolle oder Gesteinswolle oder keramischen Fasern sein. Solche Fasern sind bei der in Kontakt mit den verbrauchbaren Platten 4 herrschenden Temperatur beständig. Wegen der Wärmeisolierung durch die anorganischen Fasern können die letzteren teilweise mit organischen, Kunst-, pflanzlichen oder tierischen Fasern, die ohne wesentliche Zersetzung bei einer Temperatur der Größenordnung von 150 - 250° C beständig sind, gemischt werden. Diese organischen Fasern ermöglichen eine Verbesserung der Wärmeisolierung der Schicht 5 bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, d.h. bei Temperaturen, die sich durch den Wärmeaustausch mit der Außenseite dos Verteilers ergeben. Die Dichte der Fasern im nicht zusammenge-

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drückten Zustand liegt zwischen 0,^- und 0,8«

Um eine bestimmte Zusammendrückbarkeit der Schicht 5 zu ermöglichen, enthält die letztere 10 - 30 Gew_o-/6 Bindemittel. Je nach dem Anteil des Bindemittels,der Art des Bindemittels und der Fasern erhält man eine Zusammendrückbarkeit der Schicht 5t öi^e etwa zwischen 5 und 10 % seiner Dicke liegt

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bei einem Druck von 98,07 N/cm (10 kg/cm ) welcher Druck dem Druck des Metalls entspricht, der auf die Platten k ausgeübt wird im Falle eines Verteilers von normalen Abmessungen vollgefüllt mit Metall.

Vorzugsweise enthält die Faserschicht 5 außerdem 0,5 - 20 GeWo-$ feuerfeste Teilchen unter Zusatz eines Flußmittels, um das Sintern dieser Teilchen bei einer Temperatur zu erzielen, die zwischen 1100° C und 1500° C liegto

Wenn das flüssige Metall in die Zwischenräume 7 zwischen den Platten k eindringt, infiltriert sich das Metall zwischen den Fasern 5a·» die sich an der Außenseite der Schicht 5 befinden, wobei es eine teilweise Zersetzung der organischen Fasern und des organischen Bindemittels 5h bewirkt. Im Kontakt mit den feuerfesten Teilchen 5c sind daran die letzteren,indem sie sich miteinander verschweißen und bilden senkrecht zu den Zwischenräumen 7 der Platten k eine gesinterte Oberflächenschicht, welche der Weiterwanderung des Metalls entgegenwirkt. Die Wärmeisolierung und die Haltbarkeit der Schicht 5 werden daher während des Gießvorgangs voll aufrechterhaltene

Die faserhaltige und semikompressible Schicht 5 kann ferner 1-10 Gew."% eines Triglyceridöls, wie Sojaöl, enthalten, um die Absorption von Feuchtigkeit dieser Schicht 5 zu vermeiden. Bei dem Beispiel der Fig. 3 ist die kompressible und faserhaltige Schicht 5 auf ihrer in Kontakt mit den verbrauchbaren Platten befindlichen Fläche von einer Schicht 9 eines organischen oder

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anorganischen Bindemittels bedeckt. Diese Bin-emittelschicht 9 umhüllt teilweise die anorganischen und/oder organischen Pasern der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5· Diese Bindemittelschicht 9 gewährleistet daher die Kohäsion der Pasern der kompressiblen Schicht 5» ohne die Kompressibilität der letzteren zu verändern.

Das Bindemittel der Schicht 9 kann Schamottemörtel oder ein Bindemittel auf Phosphorsäurebasis oder Natriumsilikat oder sogar ein gewöhnlicher Portlandzement sein. Das Bindemittel der Schicht 9 kann nichtsdestoweniger durch ein Kunstharz, beispielsweise durch ein Phenolharz, gebildet werden. Ein solches Harz kann der Temperatur nicht ständig standhalten, die auf der Rückseite der Platten k herrscht. Diese Beständigkeit ist nichtsdestoweniger in den meisten Fällen ausreichend, da sich da3 flüssige Metall nur während verhältnismäßig kurzer Zeiträume im Verteiler 1 aufhält, so daß die Temperatur auf der Rückseite der Platten k gewöhnlich 250 - 300° C nicht überschreitet. Ein organisches Bindemittel hat den Vorteil, daß es leicht aufzubringen ist, die Nachgiebigkeit der Faserschicht 5 nicht wesentlich verändert und der letzteren einen erhöhten Wärmeisolierungskoeffizienten verleiht.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform haftet die Bindemittelschicht 9 auch an den verbrauchbaren Platten k_t so daß diese Platten k mit der kompressiblen Faserschicht 5 fest verbunden werden.

Daher besteht während des Gießvorgangs nicht die Gefahr, daß sich die Platten 4 mit Bezug auf die kompressible faserhaltige Schicht verlagern, so daß jede Gefahr einer Infiltration des flüssigen Metalls auf der Rückseite der verbrauchbaren Platten h vermieden wird.

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Vorzugsweise enthält die Bindemittelschicht 9 anorganische Teilchen, die bei der Temperatur sintern, welche in den Zwischenräumen 7 zwischen den Platten k herrscht, wenn das flüssige Metall zu diesen Zwischenräumen Zugang erhält«

Diese anorganischen Teilchen können durch ein Gemisch von Körnern aus Siliziumoxid und/oder Aluminiumoxid fein vermählen unter Zusatz eines Flußmittels, um das teilweise Schmelzen dieser anorganischen Teilchen bei der Temperatur des flüssigen Metalls, das zu den vorerwähnten Zwischenräumen 7 Zutritt erhält, zu erzielen.

Dieses teilweise Schmelzen der anorganischen Teilchen hat ein Verschweißen der Teilchen unter sich zur Folge» Dieses Verschweißen gewährleistet die Kohäsion der Bindemittelschicht 9 selbst, wenn das verwendete organische Bindemittel teilweise zersetzt ist. Das verwendete Flußmittel kann durch Borcalcium, Eisenoxid oder Natriumcarbonat, je nach der Schmelztemperatur, die erzielt werden soll, gebildet werden.

Der Anteil der anorganischen Teilchen in der Bindemittelschicht 9 kann zwischen 50 und 90 Gew.-% dieser Schicht schwanken,.

Die Dicke der Bindemittelschicht 9 ist gewöhnlich geringer als die Hälfte der Dicke der kompressiblen Faserschicht 5» damit die letztere über einen ausreichenden Teil ihrer Dicke zusammendrückbar bleibt.

Die Dicke der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 beträgt im allgemeinen 3 - 10 cm und wird bestimmt in Abhängigkeit einerseits von dom gewünschten Wärmeisölierungsvermögen und andererseits durch die Ungleichmäßigkeiten der darunter befindlichen feuerfesten Schicht 3, die ausgeglichen werden soll.

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Dank der durch die kompressible und faserha]tige Schicht 5 erhaltenen Wärmeisolierung können die ve rbr<· ι achbaren Platten k dünner als diejenigen sein, die bei den bekannten Ausführungsformen verwendet werden. Darüber hinaus ist et wegen des Vorhandenseins der korapressiblen und faserhaltigen Schicht 5 hinter den verbrauchbaren Platten h nicht mehr erforc.erlich, daß die Abmessungen der letzteren innerhalb denjenigen des Verteilers angepaßt werden, um eine vollkommene Verbindung dieser Platten k zu erhalten.

Im besonderen ist es dank der Erfindung im allgemeinen überflüssig, Schuld daran an den Kanten der Platten h vorzusehen, um Optikverbindungen zu erhalten.

Dank der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 ist es möglich,die benachbarten Ränder der Platten k etwas zu überlagern. Das Einbringen der letzteren in den Verteiler kann daher sehr rasch ausgeführt werden, ohne daß eine vorhergehende Anpassung der Abmessungen dieser Platten k vorgenommen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besitzt der Gußverteiler 1 eine Gießöffnung 10, die nach außen mittels eines Ausgußes 11 aus feuerfestem Material mündet. Diese Gießöffnung 10 ist oberhalb des Ausgußes 11 mit einem Ring 12 versehen, der aus einem Material hergestellt ist, welches mit demjenigen der verbrauchbaren Platten 4 vergleichbar ist. In Fig. 2 ist ersichtlich, daß die kompressible faserhaltige Schicht 5 den Raum zwischen dem yerbrauchbaren Ring 12 und der feuerfesten permanenten Schicht 3 benachbart der Gießöffnung 10 ausfüllt. Die kompressible und faserhaltige Schicht 5 stellt mit Bezug auf den Ring 12 die gleichen Funktionen wie hinsichtlich der Platten k· sicher.

In der Beaufschlagungszone des Gießstrahls des flüssigen Metalls, das in den Verteiler 1 geschüttet wird, ist eine

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Stahlplatte 13 oder eine Platte aus einem feuerfesten Material von hoher Abriebfestigkeit, wie Zirkon oder Siliziumcarbid, angeordnet. Die kompressible oder faserhaltige Schicht 5 hat zur Wirkung, unabhängig von ihrer wärmeisolierenden Aufgabe, die Beaufschlagungskraft des Strahls aus flüssigem Metall zu dämpfen und auf diese Weise die permanente feuerfeste Schicht 3 zu schützen.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der wärmeisolierenden Verkleidung gemäß der Erfindung beschrieben.

Die Durchführung des Verfahrens kann auf verschiedene Weise . geschehen.

Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird direkt in Kontakt mit der permanenten feuerfesten Schicht 3 die kompressible und faserhaltige Schicht 5 aufgebracht. Hierauf wird auf diese faserhaltige Schicht 5 die Bindemittelschicht aufgebracht. Diese kann je nach der Art des Bindemittels durch Zerstäuben, Überziehen, Gießen und dgl. hergestellt werden. Bei diesem Vorgang wird eine Menge Bindemittel verwendet, die gerade ausreicht, um die Faserschicht über einen Teil ihrer Dicke zu umhüllen.

Sodann kann man das Bindemittel der auf diese Weise erhaltenen Schicht 9 erhärten lassen.

Dennoch und vorzugsweise werden die verbrauchbaren Platten k direkt in Kontakt mit dem nicht erhärteten Bindemittel der Schicht 9 aufgebracht, um ein Haften zwischen den Platten 4 und der Bindemittelschicht 9 zu erzielen.

Das Aufbringen der Schicht 5 auf die vorgefertigten Platten 4 geschieht vorzugsweise durch Zerstäubung eines Gemisches aus Fasern, Bindemittel und feuerfesten Teilchen. Bei dieser Ausführungsform ist das Überziehen der Platten 4 mit einem Bindemittel wahlweise.

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Das Spritzen des erwähnten Geraisches geschie it vorzugsweise mit Hilfe einer Hülse, in welche die vorher ,elOsten Fasern, die feuerfesten Teilchen und das Bindemittel in Form eines trockenen Pulvers eingeleitet werden. Die zur Bildung des Bindemittels bestimmte Flüssigkeit (Wasser: im Falle eines anorganischen Bindemittels, Lösungsmittel: im Falle eines organischen Bindemittels) wird radial zum Auslaß der Hülse mit Hilfe einer Ringkammer eingeleitet.

Auf diese Weise wird das Gemisch der Bestandteile der Schicht 5 in sehr homogener Weise auf die Platten 4 aufgebracht, wobei die direkte Haftung durch das Bindemittel erhalten wird.

Nach dem Aufbringen der mit der faserhaltigen Schicht 5 verkleideten Platten h werden die Haken 6 zum Halten der Platten ^ angebracht. Das Anbringen der Haken 6 hat zur Wirkung, dai3 die kompressible Faserschicht 5 gegen die darunter befindliche feuerfeste Schicht 3 gepreßt wird. Dieses Pressen führt zur Bildung in den Zwischenräumen 7 zwischen den Platten h von Wulsten 8a, welche echte Dichtungen bilden.

Dank dieser Dichtungswulste 8a wird der zeitraubende und umständliche Arbeitsvorgang des Ausfugens der Zwischenräume zwischen den Platten h mit Hilfe eines Schamottemörtels oder dgl. vermieden.

Der Verteiler 1 befindet sich nun in der Bereitschaft zur Aufnahme des flüssigen Metalls. Dank der ergänzenden Wärmeisolierung durch die kompressible faserhaltige Schicht 5 kann das Metall mit einer Temperatur eingeleitet werden, die niedriger als die herkömmlich vorgesehene ist, wodurch ein beträchtlicher Energiegewinn erhalten wird.

Darüber hinaus besteht keine Gefahr, dai3 das Metall sich auf der Rückseite der Platten k einfiltert, was den Dichtungswulsten

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8a zu verdanken ist.

Am Ende des Gießvorgangs, d.h., wenn der Gußverteiler leer ist, ist die Reinigung des letzteren sehr leicht. Es genügt in der Tat, die Haken 6 zurückzuziehen, dann den Verteiler zurückzuführen, was sofort das Lösen der verbrauchbaren Platten und der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 zur Folge hat. Letztere kann im Bedarfsfalle wiederverwendet werden, gegebenenfalls nach Ausbesserung der Bindemittelschicht 9«

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zuerst auf den Rücken der verbrauchbaren Platten eine kompressible und faserhaltige Schicht 5 aufgeklebt, die den Abmessungen der Platten 4 angepaßt und vorher mit einer Bindemittelschicht 9 überzogen worden ist. Sodann werden die auf diese Weise verkleideten verbrauchbaren Platten an der permanenten feuerfesten Schicht angebracht, wie in Fig. 4 gezeigt. Die durch die Platten 4 gebildeten Auskleidungselemente, die an der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 haften, können lange voraus vorgefertigt und gelagert werden.

Nach dem Anbringen der Haken 6, werden die kompressiblen und faserhaltigen Schichten 5» die mit den verschiedenen Platten verbunden sind, komprimiert und bilden an der Stelle der Zwischenräume 7 der verschiedenen Platten Dichtungswulste wie im Falle der vorangehend beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens.

Als Variante, die unabhängig von den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens angewendet werden kann, kann die permanente feuerfeste Schicht 3 vorher mit einer Bindemittelschicht 14 (siehe Fig» 5) überzogen werden.

Eine solche Bindemittelschicht 14 erleichtert das Aufbringen der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 besonders im Falle

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der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Diese Bindemittelschicht I^ kann diskontinuierlich sein, d.h. lediglich stellenweise auf die permanente feuerfeste Schicht 3 aufgebracht werden.

Das Bindemittel der Schicht I^ ist vorzugsweise organisch und bei der Wärme zersetzbar, die beim Kontakt mit der permanenten feuerfesten Schicht 3 herrscht. In der Tat hebt diese Zersetzung am Ende des Gießvorgangs jedes Haften der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 auf, was das Entfernen der letzteren erleichtert.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorangehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens zahlreiche Abänderungen erfahren.

Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Auskleidung auch für Gießkannen oder andere metallurgische Behälter angewendet werden, die zur Aufnahme von Eisenmetallen oder anderen bestimmt sind.

Die kompressible faserhaltige Schicht 5 kann allein auf dem Boden des Behälters vorgesehen werden oder allein an den Wänden des letzteren.

Die Haken zur Halterung der verbrauchbaren Platten k- können durch beliebige andere Befestigungsorgane ersetzt werden, wie durch Stützen, die quer zu den Behältern angeordnet sind und sich gegen die gegenüberliegenden Platten abstützen, welche an den seitlichen Wänden des Behälters angebracht sind.

Natürlich kann das zur Herstellung der kompressiblen Schicht 5 verwendete Faservlies vorher mit einer seiner Flächen durch ein Blatt, beispielsweise aus Papier, verbunden werden, um die Handhabung der Fasern zu erleichtern.

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Übrigens kann die Dicke der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 in der Richtung der Höhe des Behälters abnehmen.

Die Beaufschlagungsplatte I3 kann ebenfalls mit einer Schicht 15 (siehe Fig. 1 und 2) bedeckt werden, die kompressibel und faserhaltig ist, von der gleichen Art wie die Schicht 5·

Diese Schicht 15 kann in Form einer Schale gestaltet werden dank dem Bindemittel, welches die Fasern teilweise umhüllt. Diese Schicht 15 verstärkt die Dämpfungswirkung des Metallstrahls, der durch die Schicht 5 erzeugt wird, welche zwischen der Beaufschlagungsplatte I3 und den feuerfesten Tiegeln 3 ange ordne t ist.

Außerdem können die verbrauchbaren Platten k statt vollständig eben zu sein, an ihrer Kontaktfläche mit der kompressiblen faserhaltigen Schicht 5 eine Aussparung, die mit 16 bezeichnet ist_s auf der Platte ^b aufweisen, wie in Fig. 6 dargestellt. In dieser Figur erstreckt sich die Ausnehmung 16 fast über die volle Länge und Breite der Platte ^-b. In diese Aussparung 16 ist mit Hilfe einer Bindemittelschicht 9 die kompressible und faserhaltige Schicht 5 eingeklebt, letztere ragt zu beiden Seiten über die Platte ^b hinaus. Diese Aussparung 16 erleichtert die Handhabungen und die Lagerung der Platten *J-b, die mit der kompressiblen und faserhaltigen Schicht 5 versehen ist. Darüber hinaus begrenzt der äußere Rand 16a dieser Platten ^b das Zusammendrücken der Faserschicht 5 und erleichtert das Anbringen dieser Schicht durch Aufspritzen. Natürlich können die abnehmbaren verbrauchbaren Platten und/oder die permanente Auskleidung aus Tiegeln durch eine kontinuierliche wärmeisolierende und/oder feuerfeste Schicht ersetzt werden, die beispielsweise durch Aufspritzen erhalten wird, um eine Auskleidung zu erhalten, die in situ direkt auf der Wand des metallurgischen Behälters geformt worden ist.

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Claims

PATENTANWÄLTE

DIETRICH LEVYINSKY

HSiNZJOACHiM

KfclNfcR PRIETSCH

Go°TTM^CAnr,^{EN 21} 21. März 1980

GOTTHARDSTR. 81

Nr. 12.972

vom 2I₀ 3» 1980

DAUSSAN et COMPAGNIE

22-33, route de Rombas, 571^0 WOIPPY, Prankreich

Patentansprüche

1. Wärmeisollerende Auskleidung für metallurgische Behälter, die zur Aufnahme von flüssigem Metall bestimmt sind, mit einer permanenten Schicht aus feuerfestem Material und einer verbrauchbaren Schicht, die im Inneren des Behälters angeordnet und zum direkten Kontakt mit dem flüssigen Metall bestimmt ist, welche verbrauchbare Schicht durch ein Gemisch aus anorganischen Teilchen und Mineralfasern und/oder organischen Fasern, die von einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel umhüllt sind,

dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der permanenten Schicht (3) und der.vorerwähnten verbrauchbaren Schicht (*O eine relativ kompressible Schicht (5) auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Pasern angeordnet ist, die bei der Temperatur beständig sind, welche in Kontakt mit der verbrauchbaren Schicht (k) herrscht, welche sich im wesentlichen über die ganze Oberfläche der permanenten Schicht (3) angebracht ist, wobei die Pasern teilweise von einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel eingehüllt sind.

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2. Auskleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die kompressible und faserhaltige Schicht (5) etwa 10 - 30 Gew.-fo Bindemittel enthält.

3. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kompressibilität der kompressiblen und faserhaltigen Schicht (5) zwischen etwa 5 - 10 % bei einem Druck von 98.0?K/cm (10 kg/cm*') liegt.

k. Auskleidung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß die kompressible und faserhaltige Schicht außerdem 0.5 - 20 Gew.-% feuerfeste Teilchen unter Zusatz eines Flußmittels enthält, um das Sintern dieser Teile:
zu erzielen.

dieser Teilchen bei einer Temperatur zwischen 1100° C und 1500° C

5. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - ü·,

dadurch gekennzeichnet , daß die kompressible und faserhaltige Schicht außerdem 1-10 Gew.-% Triglyceridöl enthält.

6. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche

dadurch gekennzeichnet , daß die kompressible und faserhaltige Schicht (5) auf ihrer Fläche, die für den Kontakt mit der verbrauchbaren Schicht (4) bestimmt ist, von einer Schicht (9) eines organischen und/oder anorganischen Bindemittels bedeckt ist, welche Schicht die anorganischen und/ oder anorganischen Fasern der kompressiblen Schicht teilweise umhüllt.

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7« Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6,

dadurch gekennzeichnet , daß die verbrauchtere Schicht (^) gegen die kompressible und faserhaltige Schicht (5) gepreßt ist.

8. Auskleidung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Bindemittelschicht (9) an der verbrauchbaren Schicht (^t-) haftet.

9. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6-8,

dadurch gekennzeichnet , daß eine Bindemittelschicht (9) ferner auf der Fläche der kompressiblen und faserhaltigen Schicht (5) angebracht ist, die der permanenten feuerbeständigen Schicht (3) zugekehrt ist.

10. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, mit einer Gießöffnung, die innen von einer Schicht aus einem Material von gleicher Art wie das der verbrauchbaren Platten, die das Innere des Behälters bedecken, verkleidet ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine kompressible Schicht (5) auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Fasern zwischen der feuerfesten Wand (3) der Gießöffnung (10) und der vorerwähnten verbrauchbaren Schicht angeordnet ist.

11. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9» bei welcher die Beaufschlagungszone des Strahls aus flüssigem Metall, der in den Behälter geschüttet wird, von einer Schutzplatte bedeckt ist, die aus einem Material besteht, das erosionsbeständig ist,

dadurch gekennzeichnet , daß eine kompressible Schicht auf Basis von anorganischen und/oder organischen Fasern zwischen der erwähnten Platte und der permanenten feuerfesten Schicht der Auskleidung angeordnet ist.

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12. Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11,

dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche der verbrauchbaren Platten (4b) eine Aussparung (16) aufweist, in welcher die korapressible und faserhaltige Schicht (5) angeordnet ist und zu beiden Seiten der verbrauchbaren Platten (4b) überstehen.

13» Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet , daß auf die permanente feuerfeste Schicht die relativ kompressible Schicht auf Basis von Pasern aufgebracht wird, letztere durch eine Bindemittelschicht bedeckt wird und auf diese Bindemittelschicht die Platten der verbrauchbaren Schicht aufgebracht werden.

14. Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet , daß auf die eine Fläche der Platten der verbrauchbaren Schicht die relativ kompressible und faserhaltige Schicht aufgeklebt wird und die Außenfläche dieser kompressiblen Schicht auf die permanente feuerfeste Schicht aufgebracht wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 oder 14,

dadurch' gekennzeichnet , daß eine Bindemittelschicht auf die feuerfeste permanente Schicht vor dem Aufbringen der kompressiblen und faserhaltigen Schicht aufgebracht wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

13 - 15,

dadurch gekennzeichnet , daß die kompressible und faserhaltige Schicht auf die Platten oder die feuerfeste Schicht durch Aufspritzen eines Gemisches aufgebracht wird, das vorher aus Pasern, einem Bindemittel und feuerfesten Teilchen hergestellt worden ist.

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