DE2519733A1

DE2519733A1 - Kokillen-bodenplatte

Info

Publication number: DE2519733A1
Application number: DE19752519733
Authority: DE
Inventors: John Johnson Chappell
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1974-05-03
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1975-11-13
Also published as: FR2269391B1; JPS50151724A; FR2269391A1; IT1032803B; BE827861A; ZA752866B; JPS5223884B2; BR7502395A; GB1496153A; CA1043533A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51. OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 26. März 1975 Rö/Ei/39

Foseco International Limited, Long Acre 285, Nechells, Birmingham B7 5JR (England)

Kokillen-Bodenplatte Die vorliegende Erfindung betrifft Kokillen-Bodenplatten.

Wenn flüssiges Metall in Kokillen von oben gegossen wird, führt der Aufprall des Strahls aus flüssigem Metall auf den Boden der Kokille zu einem Verschleiß des Bodens, wodurch der Bodenbereich schnell unbrauchbar werden kann, um diesen Verschleiß so gering wie möglich zu halten, werden üblicherweise Kokillen aus zwei Teilen, einem Kokillenkörper und einer Bodenplatte hergestellt. Der Kokillenkörper besitzt eine größere Lebensdauer als die Bodenplatte, die getrennt ausgewechselt werden kann, wenn sie unbrauchbar ist.

Obwohl die Anbringung einer getrennten Bodenplatte eine Verbesserung darstellt, sind diese Bodenplatten selbst teuer, und es wurde versucht, die Lebensdauer der Bodenplatte entweder durch Anbringen einer Schutzschicht oder eines hochwiderstandsfähigen Aufprallbereichs auf der Bodenplatte zu vergrößern. Die zweite Maßnahme wird üblicherweise durch Anordnung eines Einsatzes aus einem geeigneten erosionsbeständigen Material in einer Ausnehmung in der Bodenplatte erreicht. Zu diesem Zweck wurden Einsätze aus abgebundenem Siliciumcarbid verwendet.

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Ein Nachteil derartiger Einsätze liegt darin, daß sie während der Herstellung und bei ihrer Verwendung dazu neigen, zu springen. Während der Herstellung tritt dieses Springen während des Trocknungsvorganges auf - irgendwelche Stücke, die Sprünge oder Risse zeigen, werden nachfolgend aussortiert, wodurch die Produktionskosten und der Ausstoß nachteilig beeinträchtigt werden, da die Sprünge und Risse die Festigkeit des Einsatzes herabsetzen und ihre Effektivität mindern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine Kokillen-Bodenplatte vorgeschlagen, die auf ihrer oberen Oberfläche eine Ausnehmung aufweist, mit einem feuerfesten Einsatz in dieser Ausnehmung, wobei der Einsatz aus einer Masse gebildet ist, die aus Siliciumcarbid, einem geringfügigen Anteil eines nichtmetallischen Fasermaterials und einem Bindemittel besteht.

Es wurde gefunden, daß das Einarbeiten eines Fasermaterials die Neigung zum Springen und Reißen derartiger Einsätze sowohl während der Herstellung des Einsatzes als auch bei der Verwendung des Einsatzes in der Bodenplatte der Kokille reduziert. ■ Sogar dann, wenn ein Reißen oder Springen während der Verwendung der Bodenplatte mit dem eingesetzten Einsatz auftritt, wird der Einsatz durch das Fasermaterial zusammengehalten. Anorganische Fasern werden bevorzugt.

Der Einsatz kann vorgeformt und nachfolgend in einer Ausnehmung in der oberen Oberfläche der Bodenplatte eingesetzt oder in situ in dieser gebildet werden. Wenn ein vorgeformter Einsatz verwendet wird, wird dieser vorzugsweise unter Verwendung einer abbindbaren Mischung ähnlich oder identisch der Masse bezüglich derjenigen, die zur Herstellung des vorgeformten Einsatzes verwendet wird, eingesetzt.

Das nichtmetallische Fasermaterial bildet vorzugsweise 1 bis 2O Gew.-% des Einsatzes. Anorganische Fasern, die Glasfasern, Mineralwolle, Asbestwolle, Schlackenwolle, Aluminiumsilikatfasern, Zirkoniumsilikatfasern, Zirkoniumoxydfasern,

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Calciumsilikatfasern./ Aluminiumoxydfasern und Kohlenstofffasern umfassen, können verwendet werden, wobei die letzteren besonders bevorzugt sind. Organische Fasern können ebenfalls alleine oder in Beimischung mit anorganischen Fasern verwendet werden, wobei Baumwolle, Wolle,Rayon, Nylon und Polyesterfasern in Frage kommen. Besonders bevorzugt ist als organische Faser Polyacrylnitrat, das bei der Verwendung zu einer Kohlenstoff-aserverstärkung carbonisiert. Die Fasern können einzeln oder in Form eines Netzes oder Geflechtes verwendet werden. Wenn Einzelfasern verwendet werden, liegt die geeignete Faserlänge im Bereich von 1 bis 15 mm.

Das Siliciumcarbid in den Einsätzen besitzt insgesamt vorzugsweise eine Partikelgröße von weniger als 3 mm, wobei jedoch alle Teilchen größer als 0,05 mm sind, obwohl die Verteilung der Kristalle nicht auf diesen Bereich beschränkt ist.

Die Masse kann ferner teilchenförmiges Feuerfestmaterial, beispielsweise Graphit, feuerfeste Oxyde und feuerfeste Silikate enthalten.

Das Bindemittel ist vorzugsweise ein anorganischer Binder wie Ton, Phosphat, Aluminat, Silikat oder Chlorhydrat. Kohlenstoffhaltige Binder wie Teer oder Pech können ebenfalls verwendet werden.

Die Masse kann ferner Eisenlegierungen wie Ferrosilikon enthalten.

Die Masse für den Einsatz wird vorzugsweise durch Zusammenmischen der Bestandteile in einem geeigneten Mischer hergestellt, worauf der Einsatz entweder in situ gebildet oder in einer geeigneten Form geformt wird, beispielsweise in einer Presse oder in einer Extrusionseinrichtung, worauf man den Einsatz abbinden läßt oder, falls notwendig, ihn trocknet und brennt. Bei der Herstellung vorgeformter Einsätze ist es häufig üblich, zunächst die Einsätze zu gießen und dann zu trocknen

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und zu brennen. Die Brenntemperatur hängt von dem verwendeten Bindemittel ab. Im Falle eines Tonbinders kann die Temperatur 1100 bis 1500°C betragen, während im Falle eines Chlorhydratbinders etwa 400 C verwendet werden.

Eine besonders bevorzugte Form für einen vorgeformten Einsatz zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in einem flachen Formstück, dessen äußerer Umfang aus zwei halbkreisförmigen Teilen gebildet wird, deren Enden durch zwei parallele gerade Linien verbunden sind. Das Formstück ist vorzugsweise 100 bis 150 mm groß und besitzt einen großen

2 Oberflächenbereich von 30 bis 7000 cm .

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Beispiel 1

Folgende Masse wurde in einem Mischer gemischt (Angaben in Gewichtsprozent):

zerhackte Kohlenstoff-asern 6 %

(etwa 3 mm lang)

Graphit 35 %

Siliciumoxyd 32 %

Siliciumcarbid 27 %

Calciumoxyd 0,5 %

Eisenoxyd 0,5 %

Um der Mischung eine zusammenhängende Form zu geben, wurde die Masse mit einer 35 % Feststoffe enthaltenden wässrigen Lösung aus Aluminiumchlorhydrat in einem Verhältnis von einem Teil Flüssigkeit zu drei Teilen der Masse gemischt und in Form eines Blockes mit 150 mm im Quadrat bei 25 mm Dicke gegossen. Der Block wurde in einem Ofen bei 120°C getrocknet und dann auf 700 C vier Stunden lang erhitzt. Der Block wurde dann in eine Kokillen-Bodenplatte eingesetzt, worauf 200 kg flüssiger Flußstahl mit einer Temperatur von 1500⁰C auf den Block gegossen wurden. Die beobachtete Erosion betrug nur 3 mm.

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Sowohl bei der Herstellung als auch beim Gießen trat kein Springen oder Reißen des Blocks auf.

Beispiel 2

Folgende Masse wurde in einem Mischer gemischt (Angaben in Gewichtsprozent):

Siliciumcarbid ( - 3 mm + 700 μ) 20 %

Ferrosilicium ( - 250 μ + 50 μ) 28 %

plattenförmiges Aluminiumoxyd ( - 250 u + 50 μ) 40 %

zerhackte Kohlenstoff-asern ( etwa 2 mm lang) 2 %

Calciumaluminatzement 10 %

Das sich ergebende Pulver wurde mit Wasser in einem Verhältnis von einem Gewichtsteil Wasser zu vier Gewichtsteilen Pulver vermischt, in einen Block von 150 mm im Quadrat und 25 mm Dicke vergossen, worauf man den Block langsam unter einem feuchten Gewebe abbinden ließ.

Nach zwölf Stunden wurde der Block in einem Ofen bei 120 C drei Stunden lang getrocknet. Der Block wurde dann gemäß Beispiel 1 beim Vergießen von Stahl verwendet. Eine gleichmäßige Erosion von nur 2 mm wurde beobachtet. Sowohl während der Herstellung als auch beim Gießen wurde kein Springen oder Reißen des Blocks beobachtet.

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Claims

Patentansprüche

1. Kokillen-Bodenplatte mit einer Ausnehmung in ihrer oberen Oberfläche und einem Feuerfesteinsatz in der Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einer Masse gebildet ist, die teilchenförmiges Siliciumcarbid, einen geringen Anteil eines nichtmetallischen Fasermaterials und ein Bindemittel enthält.

2. Kokillen-Bodenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmetallischen Fasern in der Masse für den Einsatz in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% des Einsatzes vorhanden sind.

3. Kokillen-Bodenplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumcarbid im Einsatz eine Teilchengröße von 0,5 bis 3 mm aufweist.

4. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial ein anorganisches aus Glasfasern, Mineralwolle, Asbestwolle, Schlackenwolle, Aluminiumsilikatfasern, Zirkoniumsilikatfasern, Zirkoniumoxydfasern, Calciumsilikatfasern und Aluminiumoxydfasern ist.

5. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus Kohlenstoff-asern besteht.

6. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Ton, Phosphat, Aluminat, Silikat oder Chlorhydrat ist.

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7. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz in situ gebildet ist.

8. Kokillen-Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz eine vorgeformte Form mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 besitzt, die in der Ausnehmung auf der oberen Oberfläche der Kokillen-Bodenplatte befestigt ist.

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