DE2635178A1 - Feuerfeste masse und formkoerper fuer den stahlguss und verfahren zur herstellung solcher formkoerper - Google Patents

Description

• Feuerfeste Masse und Formkörper für den Stahlguss
• und Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine feuerfeste Masse und feuerfeste Formkörper fiir den Stahiguss, insbesondere zuni husfüttern von Gießplatten, enthaltend im wesentlichen hocbfeuerfeste Stoffe und ein anorganisches Bindemittel, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Formkörper.
• Beim fallenden Guss von Blöcken in Kokillen verursacht der auf die Gießplatte oder Bodenplatte auftreffende flüssige Stahl starke Erosionen, sodass nach einigem Gebrauch der Platten die Blöcke an der Gießplatte haften bleiben. Die Erneuerung der Gießplatten verursacht erhebliche Unkosten.
• Um den Austausch der Gießplatten zu vermeiden, werden in manchen Werken die Erosionen mit feuerfestem Füllmaterial ausgebessert. Diese Ausbesserungen haben sich jedoch nicht als sehr vorteilhaft erwiesen, weil Teile davon sich während des Fusses lösen können und Einschlüsse im Block verursachen. Auch eine Verankerung der Ausbesserungen hat sich nicht bewährt, weil bei teilweiser Abnutzung der Ausbesserungen der Block mit der Verankerung verschweisst.
• Es ist daher auch versucht worden, die Gießplatte durch Verschleissplatten zu schützen, beispielsweise durch Platten aus gebranntem Siliziumkarbid, durch keramische Platten und durch Faserstoffe enthaltende Isolierplatten.
• Diese Verschleissplatten können jedoch meist nur einmal verwendet werden und müssen demgemäss für jeden Guss erneuert werden.
• Es bestand daher die Aufgabe, eine einfache, zeitsparende und wirtschaftliche Methode zu entwickeln zum Schutz der Gießplatten bei fallendem Guss. Hierbei stand im Vordergrund die zusätzliche Aufgabe, die Gießplatten so zu schützen, dass sie mehrfach verwendet werden können und schliesslich, sie ausbesserungsfähig zu gestalten.
• Nach umfangreichen Experimenten stellte sich heraus, dass diese Aufgabe am einfachsten durch eine, den besonderen Betriebsbedingungen angepasste feuerfeste Nasse oder durch feuerfeste Formkörper erreicht werden kann, mit welchen man die Gießplatte ausfüttert.
• Die Anforderungen an eine solche feuerfeste Masse sind jedoch erheblich. Sie muss zunächst eine Feuerfestigkeit -bei mehr als 16000C besitzen, sie muss bei dieser Temperatur einen dichten, erosionsfesten monolithischen Körper bilden, sie soll durch flüssigen Stahl nicht benetzt werden, muss volumenbestandig scin, eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen, gut wärmeleitfähig sein und möglichst durch Stampfen oder durch Giessen formbar sein; schliesslich sollte sie bei normaler Temperatur an der Luft abbinden und der Ausdehnungskooeffizient des abgebundenen Materials sollte in der gleichen Grössenordnung liegen wie derjenige des Gießplattenmaterials, damit beim Giessen des Stahles keine Risse auftreten.
• Es wurde gefunden, dass diese Aufgabe durch eine feuerfeste Nasse oder durch entsprechende Formkörper lösbar ist, wenn man als hochfeuerfeste Stoffe körnigen Korund in überwiegender Menge sowie als Zuschläge Siliziumkarbid und Zirkonsilikat einsetzt und als Bindemittel Phosphatbinder verwendet.
• Die Verwendung von Korund in körniger Form hat sich als sehr wirkungsvoll erwiesen, da Korund ein hochfeuerfestes Material ist mit guter Temperaturwechselboständigkeit, eine hohe Abriebfestigkeit , chemische Widerstandsfähigkeit und hohe Druckfeuerbeständigkeit besitzt. Als feuerfester Grundstoff der Nasse wird er körnig eingesetzt, zweclanässig mit Korngrössen zwischen o,5 - 8 mm.
• Das Siliziumkarbid verleiht durch seine Härte Abriebfestigkeit, besitzt eine hohe Temperaturwechs elb eständigkeit, Volumenbeständigkeit, hohe Druclcfestigkeit und Wärmeleitfähiglce7t. Das Siliziumkarbid wird zweckmässig in Körnungen von o - 1 mm eingesetzt.
• Das Zirkonsilikat unterstützt die vorteilhaften Eigenschaften der anderen Komponenten. Es wird zweckmässig in Körnungen von o - o, 2 mm eingesetzt.
• Der Phosphatbinder sollte einen pH von 2 - 5 aufweisen.
• Am besten geeignet sind Aluminiumphosphat und Natriumaluminiumphosphat.
• Das Phosphatbindemittel ist ein in der Feuerfestchemie bekanntes Bindemittel, das unter Wasserzusatz bei normaler Temperatur an der Luft die Masse chemisch abbindet und auch bei höheren Temperaturen seine Bindefähigkeit behält.
• Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als weiterer Zuschlag Kyanit, zum Beispiel Rohkyanit in gemahlener Form eingesetzt. Seine Korngrösse sollte zweckmässig zwischen o - o,2 mm liegen. Es hat sich gezeigt, dass der Kyanit der Mischung bei hohen Temperaturen durch Ulmçandlung zu Mullit eine hohe IPestigkeit verleiht und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit, ferner eine Widerstandsfähigkeit gegen Schlackenangriff.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet man als Zuschlagstoff Vanadinschlacke.
• Diese sollte ebenfalls feinkörnig in Korngrössen von o - o,2 mm zugesetzt werden; ihre Wirkungsweise in der Mischung erscheint noch nicht völlig gelclärt. Es hat sich gezeigt, dass bei Zusatz von Vanadinschlacke die Nasse beziehungsweise die Formkörper ein höheres Raumgewicht und eine niedrigere Porosität aufweisen und die Beständigkeit: gegen Schlacke und Metallsclunelze verbessert ist.
• Bevorzugt verwendet man nach der vorliegenden Erfindung Rezepturen, die die folgenden Stoffe und Gehalte in Gewichts , aufweisen: Korund 50 - 7o , vorzugsweise 48 - 65 Siliziumkarbid 1o - 20, Zirkonsilikat lo - 20, Kyanit bis zu lo, vorzugsweise bis zu 6 Vanadinschlacke bis zu lo, vorzugsweise bis zu 6 Phosphatbindemittel bis zu 8, vorzugsweise bis zu o - 4 Es kann dabei zweckmässig sein, dieser Mischung zur Verbesserung der Plastizität in geringer Menge Ton, vorzugsweise 3 - 6 Gew.% und feingemahlenes Magnesiumoxyd, vorzugsweise in Mengen von o - 2 Gew.% als Abbindebeschleuniger beizusetzen.
• Die verwendeten Rohstoffe sind handelsübliche Produkte. Der Korund enthält mehr als 98 5' A1203, das Siliziumkarbid mehr als 94% SiC, der Rohkyanit mehr als 58 S; A1203, der Ton etwa 40 % A1203, das Phosphatbindemittel etwa 42 5' P2O5 und die Vanadinschlacke neben etwa 85 % A1203 7 - 8 5' V205.
• Gegenstand dieser Erfindung ist auch ein Verfahren zur IIerstellung von feuerfesten Formkörpern, bei welchem die feuerfesten Stoffe, die Zuschläge und das Bindemittel trocken vermischt und unter Zusatz von Wasser einer Formgebung unterworfen werden, worauf man die feuchten Formkörper abbinden lässt und sodann bei Temperaturen oberhalb GooOC, vorzugsweise bei 8000 C trocknet und brennt.
• Bei einer Formgebung durch Stampfer wird der tasse 3 - 8 5' Wasser, bei einer Formgebung durch Gießarbeit 1o - 15 5' Wasser zugesetzt.
• Die Mischung der trockenen Bestandteile kann in jedem intensiv mischenden Aggregat vorgenommen werden, desgleichen die Trocknung und das Brennen in üblichen Kammer- oder Durchlauföfen.
• In der Zeichnung ist eine Gießplatte (1) mit daraufstehender Kolalle (2) im Längsschnitt dargestellt. Die Gießplatte (1) besitzt eine Ausnellmung, die mit der feuerfesten Masse (t) ausgestampft ist.(3)kann aber auch eine eingelegte, feuerfeste Platte bedeuten. Die Form der Ausnehmung in der Gießplatte (1) und entsprechend die Form der Ausfütterung (3) können auch von der Zeichnung abweichend gestaltet werden, zum Beispiel in Schüssel- oder Wannenform. Es ist jedoch zweckmässig, dass sich die Ausfütterung (3) bis unter den Innenrand der Kokille (2) erstreckt.
• Aus der erfindungsgemässen feuerfesten Masse können auch Formkörper nach den beschriebenen Methoden für andere Einsatzgebiete, so zum Beispiel Gießstopfen, Rinnen, Trichter und dergleichen, hergestellt werden.
• Beispiel: 55 Ges.5' Korund ( Körnungen: lo Gew.% 3-6 mm, 35 Gew.% 1 - 3 mm und lo Gew.% kleiner als o,o9 mm ) wurden mit 20 Gew.% Siliziumkarbid der Korngrösse o - 1 mm, lo Gew.% Zirkonsilikat der Korngrösse o - o,2.mm, 5 Gew.% Rohkyanit der Korngrösse o - o,2 mm, 4,5 Gew.% Vanadinschlacke der Korngrösse o - o,2 mm, 2 Gew.% Aluminiumphosphat, 3 Gew.% Ton und 0,5 Gew.% Magnesiumoxyd - die zuletzt genannten pulverförmig - circa 15 Minuten trocken gemischt.
• Zur Bereitung von Stampfmassen werden auf Ioo Gewicht steile der troclcenen Mischung 5 Gewichtsteile Wasser zugegeben und 5 Minuten gemischt.
• Zur Bereitung einer gießfähigen Masse werden loo Gewichtsteile der trockenen Mischung mit i5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und le Minuten gemischt.
• Die Masse Icann sodann zur erstellung von Formkörpern eingesetzt werden. Die Formkörper lässt man circa 24 Stunden an der Luft anbinden. Danach werden die Formkörper in einen auf 8000C vorgeheizten Ofen gegeben und circa 8 Stunden getrocknet und gebrannt.
• L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1.) Feuerfeste Nasse und Formkörper für den Stahlguß, insbesondere zum Ausfüttern von Giessplatten, enthaltend im wesentlichen hochfeuerfeste Stoffe und anorganische Bindemittel, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h II e t , dass als hochfeuerfester Stoff körniger Korund in überviegender Menge sowie als Zuschläge Siliziumkarbid und Zirkonsilikat eingesetzt werden und als Bindemittel Phospliatbinder dienen.

   2.) Feuerfeste Masse und Formkörper nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Gehalt an Kyanit.

   3.) Feuerfeste Nasse und Formßcörper nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Gehalt an Vanadinschlacke.

   4.) Feuerfeste Masse und Formkörper nach den Ansprüchen 1 - 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Gehalte in Gewichtsprozenten: Korund 50 - 70 Siliziumkarbid lo - 20 Zirkonsilikat lo - 20 Kyanit bis zu lo Vanadinschlacke bis zu lo Phosphatbindemittel bis zu 8 5.) Verfahren zur Herstellung feuerfester Formkörper für den Stahlguß, insbesondere Zum Ausfüttern von Giessplatten gemäss Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die feuerfesten Stoffe, die Zuschläge und das Bindemittel trocken vermischt und unter Zusatz von Wasser einer Formgebung unterworfen werden, worauf die feuchten Formkörper nach dem Anbinden bei Temperaturen oberhalb 6000C, vorzugsweise bei 8000C, getrocknet und gebrannt werden.

   6.) Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Wasserzusatz bei einer Formgebung durch Stampfen 3 - 8 %, bei einer Formgebung durch Giessarbeit lo , 15 95 beträgt.