DE3700895A1

DE3700895A1 - Verschluss fuer bodenabstichloecher und dafuer geeignetes verschlussmaterial

Info

Publication number: DE3700895A1
Application number: DE19873700895
Authority: DE
Inventors: Guenter W Wachs
Original assignee: INTRACON HANDEL
Current assignee: INTRACON HANDEL
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1988-07-28
Also published as: FR2609419A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verschluß für Bodenabstichlöcher von Elektroöfen, Konvertern und/oder Gießpfannen auf der Grundlage von pulverförmigen, hitzebe ständigen Oxiden sowie ein dafür geeignetes Verschlußmaterial.

Mehr und mehr kommen Elektroöfen, Konverter und/oder Gießpfannen in Gebrauch, die mit Bodenabstichlöchern versehen sind, über die das geschmolzene Metall ent leert wird. Von besonderer Bedeutung sind Elektroöfen mit Erkerabstich, d. h. einem exzentrisch außerhalb des eigentlichen Ofenumfangs angeordneten Bodenabstich loch. Dieses Loch wird mit Hilfe einer von unten gegengeklappten oder untergeschobe nen Platte abgedeckt und im Inneren mit einem pulverförmigen Verschlußmaterial auf der Grundlage von hitzebeständigen Oxiden ausgefüllt, welches den eigentlichen Verschluß bildet und das Eindringen des geschmolzenen Metalls in den Abstichkanal verhindert. Zum Zeitpunkt der Entleerung wird die untergeschobene oder unterge klappte Abdeckung entfernt, worauf der Verschluß unter der Einwirkung des Flüssig keitsdruckes aus dem Bodenabstichloch herausgedrückt wird und die Entleerung des Behälters ermöglicht.

Bislang werden als Füllmaterialien für solche Bodenabstichlöcher basische Massen auf der Grundlage von Forsterit oder Magnesit verwendet. Diese Materialien besitzen den Nachteil, daß sie unter den sehr stark reaktiven Bedingungen des Schmelzvor ganges mit dem Behältermaterial und/oder dem geschmolzenen Metall reagieren, so daß in etwa 30% der Fälle die Füllmasse bzw. die daraus gebildeten Schlacken oder Oxidreste in dem Abstichloch stecken bleibt und die Entleerung des Behälters verhin dert. In diesem Fall ist es notwendig das Bodenabstichloch mit Hilfe einer Sauerstoff lanze oder eines geeigneten Werkzeuges zu öffnen, was wegen des dabei einzuhaltenden geringen Abstandes mit einer erheblichen Gefährdung des damit beauftragten Perso nals verbunden ist.

Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis für einen Verschluß für Bodenabstichlö cher von Elektroöfen, Konvertern und/oder Gießpfannen, der zum Zeitpunkt des Ab stiches problemfrei aus dem Bodenabstichloch ausgestoßen wird und keine Rück stände hinterläßt, die die Entleerung des Behälters verhindern könnten. Gleichzeitig sollte das Verschlußmaterial preisgünstig sein.

Es hat sich nunmehr gezeigt, daß ein Verschluß, welcher zumindest in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich mindestens 20 Gew.-% Zirko niumdioxid mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm enthält, nicht mit der darü ber stehenden Metallschmelze, vorzugsweise der Roheisenschmelze reagiert und das Bodenabstichloch beim Abstichvorgang ohne Hinterlassung von Rückständen frei gibt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verschluß für Bodenabstichlöcher von Elek troöfen, Konvertern und/oder Gießpfannen auf der Grundlage von pulverförmigen hit zebeständigen Oxiden, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er zumindest in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm enthält. Neben dem ZrO₂ enthält der Verschluß vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% wenig reduzierbarer hitzebeständiger Oxide, wie Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃ und/oder MgO, und FeO, SiO₂ und/oder CaO sowie unvermeidbare Verunreinigungen als Rest. Durch den Ge halt des Zirkoniumdioxids, der sich von 20 bis 100 Gew.-% erstrecken kann, wird ver hindert, daß die Metallschmelze mit dem Verschlußmaterial unter Bildung von an haftenden Schlacken bzw. Oxidrückständen reagiert, so daß in dieser Weise die ge stellte Aufgabe gelöst wird.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß es möglich ist, den Verschluß in Form von zwei pul verförmigen Schichten auszulegen, von denen die mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehende Schicht mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ der angegebenen Teilchen größe enthält, während die sich daran anschließende Schicht die bislang üblicher weise als Füllmasse eingesetzten Materialien enthält, wie Forsterit, Magnesit, Olivin. Mit besonderem Vorteil verwendet man für diese zweite Schicht ein metallurgisch günstiges Material, welches zur Ausbildung der mit dem geschmolzenen Metall in Be rührung stehenden Schicht wegen seiner Reaktivität nicht geeignet ist, und/oder Ab fallmaterialien, die die Zusammensetzung der ausgestoßenen Metallschmelze nicht beeinträchtigen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Ver schlußmaterial in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Be reich bzw. in der nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuterten Schicht (A)

20 bis 100 Gew.-% des ZrO₂,
0 bis 50 Gew.-% Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃ und/oder MgO und
SiO₂, FeO und/oder CaO als Rest.

Erfindungsgemäß kann das Verschlußmaterial das ZrO₂ in Form von Zirkoniumsili cat oder in Form von Zirkonsand mit der angegebenen Teilchengröße enthalten. Sol che Zirkonsande enthalten etwa 65% ZrO₂, 34% SiO₂ und Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃, CaO, MgO, K₂O und Na₂O als Rest und besitzen einen Glühverlust von etwa 0,15%.

Dadurch, daß nach der Lehre der vorliegenden Erfindung lediglich die mit dem ge schmolzenen Metall in Berührung stehende Schicht das Zirkoniumdioxid enthalten muß, wird es möglich, durch Ausbilden dieser Schicht mit relativ geringer Dicke und Ausfüllen des restlichen Bodenabstichloches mit einem preisgünstigen Material, wie es üblicherweise verwendet worden ist, erhebliche Kosteneinsparungen zu erreichen. Beispielsweise kann die das Zirkoniumdioxid enthaltende Schicht (A) lediglich etwa 25 bis 33% des Bodenabstichloches ausfüllen, während die darunter liegende Schicht (B) entsprechend 75 bis 67% des Bodenabstichloches ausmacht.

Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, als Verschlußmaterial für den mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. für die Schicht (A) des Verschlusses eine Mischung aus Zirkoniumsilicat und/oder Zirkonsand mit der an gegebenen Teilchengröße in einer mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ entsprechende Menge und Chromerz mit einer Teilchengröße von 0,03 bis 2 mm, vorzugsweise 0,4 bis 1,5 mm auszubilden. Da das Chromerz einen großen Anteil an wenig reduzierbaren Oxi den, wie Cr₂O₃ und Al₂O₃ enthält und kostengünstiger als Zirkonsand ist, gelingt es auf diesem Wege ohne Beeinträchtigung der angestrebten Wirkung die Verschlußko sten zu vermindern. So verwendet man vorzugsweise in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. in der Schicht (A) eine Mischung aus 30 bis 100 Gew.-% Zirkonsand und 70 bis 0 Gew.-% Chromerz, wobei das Chromerz 44 bis 48% Cr₂O₃, 24 bis 28% FeO, 13 bis 16% Al₂O₃, 10 bis 11% MgO, 1 bis 2% SiO₂ und 0,03% CaO enthält.

In der unterhalb der Schicht (A) gelegenen Schicht (B) kann man als Verschlußmate rial ein kostengünstiges Material verwenden, welches weniger hitzebeständig und stärker reaktiv aber dafür kostengünstiger ist. Mit Vorteil verwendet man hierfür Materialien auf der Grundlage von MgO, SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, MnO und/oder CaO.

Diese Materialien werden vorzugsweise mit einer Teilchengröße von 1 bis 8 mm ein gesetzt. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, als Verschlußmaterial für die Schicht (B) metallurgisch nützliche hitzebeständige Materialien und/oder hitzebe ständige Abfallmaterialien einzusetzen, beispielsweise eine entschwefelnde Schlacke auf der Grundlage von 40 bis 60% CaO, 15 bis 25% Al₂O₃, 10% SiO₂, MgO und übliche Verunreinigungen als Rest.

Man kann als Verschlußmaterial für die Schicht (B) auch die üblicherweise als Füll massen eingesetzten Materialien, wie Olivin, Forsterit und/oder Magnesit verwen den.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verschlußmaterial zur Bildung des er findungsgemäßen Verschlusses, in Form einer pulverförmigen Mischung, die minde stens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm enthält. Dieses Verschlußmaterial enthält neben dem ZrO₂ vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% wenig reduzierbare hitzebeständige Oxide, wie Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃ und/oder MgO und als Rest FeO, SiO₂ und/oder CaO sowie unvermeidbare Verunreini gungen.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Elektroofens mit Erkerabstich und

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des eigentlichen Bodenabstiches.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt der Elektroofen 1 das Bodenabstichloch 2, die daruntergeklappte oder untergeschobene Abdeckplatte 3 und eine zum Einfüllen des Verschlußmaterials geeignete Öffnung 4. Dabei ist bei dieser Ausführungsform des Elektroofens der Bodenabstich seitlich in Form eines Erkers angeordnet, was den Ab stich und die Einführung des Verschlußmaterials erleichtert. Der Pegelstand des ge schmolzenen Metalls ist schematisch durch die gestrichelte Linie wiedergegeben.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Teilansicht den Erkerbereich des Elektroofens 1 mit dem Bodenabstichloch 2 und der darunter angeordneten Abdeckplatte 3. In dem Boden abstichloch 2 ist der erfindungsgemäße Verschluß 5 angeordnet, der aus der Schicht (A) und der Schicht (B) aufgebaut ist. Dabei umfaßt die Schicht (A) eine Mischung aus Zirkonsand und Chromerz, die mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm enthält. Die Schicht (B) besteht beispielsweise aus einer üblichen Füllmasse, vorzugsweise aus metallurgisch nützlichen hitzebeständigen Oxiden.

Nach dem Aufschmelzen des Metalls in dem Elektroofen erfolgt der Abstich durch Wegklappen der Abdeckplatte 3, worauf der Verschluß 5 durch den Flüssigkeitsdruck der in dem Ofen vorhandenen Metallschmelze ohne Rückstand herausgeschleudert wird.

Nach Entleerung des Ofens wird die Abdeckplatte 3 wieder zugeklappt und es wird über die Einfüllöffnung 4 das pulverförmige Verschlußmaterial in das Bodenabstichloch eingefüllt, indem zunächst das Material der Schicht (B) und anschließend das Mate rial der Schicht (A) eingeführt werden.

Anschließend wird der Ofen in üblicher Weise beschickt, wobei das pulverförmige Ma terial unter der Einwirkung des Druckes und der Wärme des geschmolzenen Metalls das Bodenabstichsloch hermetisch verschließt.

Dadurch, daß die das kostspieligere ZrO₂ enthaltende Schicht (A) beispielsweise le diglich 1/5 bis 1/3 des gesamten Verschlußmaterials ausmacht, lassen sich erhebli che Kosteneinsparungen erzielen, ohne daß dadurch die Wirksamkeit des beanspruch ten Verschlusses beeinträchtigt würde.

Claims

1. Verschluß für Bodenabstichlöcher von Elektroöfen, Konvertern und/oder Gießpfannen auf der Grundlage von pulverförmigen hitzebeständigen Oxiden, da durch gekennzeichnet, daß er zumindest in dem mit dem geschmolzenen Metall in Be rührung stehenden Bereich mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm enthält.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine mit dem ge schmolzenen Metall in Berührung stehende Schicht (A), die mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm enthält, und eine sich daran an schließende Schicht (B) umfaßt.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußma terial in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. in der Schicht (A) neben dem ZrO₂ bis zu 50 Gew.-% wenig reduzierbare hitzebeständige Oxide und FeO, SiO₂ und/oder CaO sowie unvermeidbare Verunreinigungen als Rest enthält.

4. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußma terial in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. in der Schicht (A) 20-100 Gew.-% des ZrO₂,
0-50 Gew.-% Cr₂O₃, TiO₂, Al₂O₃ und/oder MgO und
SiO₂, FeO und/oder CaO als Restenthält.

5. Verschluß nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verschlußmaterial das ZrO₂ in Form von Zirkoniumsilicat mit der angegebenen Teilchengröße enthält.

6. Verschluß nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verschlußmaterial das ZrO₂ in Form von Zirkonsand mit der angegebenen Teilchengröße enthält.

7. Verschluß nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verschlußmaterial in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. in der Schicht (A) aus einer Mischung aus Zirko niumsilicat und/oder Zirkonsand mit der angegebenen Teilchengröße und in einer mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ entsprechenden Menge und Chromerz mit einer Teil chengröße von 0,03 bis 2 mm besteht.

8. Verschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußmaterial in dem mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehenden Bereich bzw. in der Schicht (A) aus einer Mischung aus 30 bis 100 Gew.-% Zirkonsand und 70 bis 0 Gew.-% Chromerz besteht.

9. Verschluß nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verschlußmaterial der Schicht (B) MgO, SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, MnO und/oder CaO enthält.

10. Verschluß nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verschlußmaterial der Schicht (B) metallurgisch nützliche hitzebeständige Materialien und/oder hitzebeständige Abfallmaterialien umfaßt und eine Teilchengröße von 1 bis 8 mm aufweist.

11. Verschluß nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß material der Schicht (B) aus einer entschwefelnden Schlacke, Olivin, Forsterit und/oder Magnesit besteht.

12. Verschlußmaterial zur Bildung des Verschlusses nach den Ansprüchen 1 bis 11, ge kennzeichnet durch eine pulverförmige Mischung, die mindestens 20 Gew.-% ZrO₂ mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,5 mm enthält.

13. Verschlußmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem ZrO₂ bis zu 50 Gew.-% wenig reduzierbare hitzebeständige Oxide und FeO, SiO₂ und/oder CaO sowie unvermeidbare Verunreinigungen als Rest enthält.