DD207344A1

DD207344A1 - Verfahren zur herstellung von gusskoerpern mit eingegossenen rohren aus stahl

Info

Publication number: DD207344A1
Application number: DD82241838A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Ludwig Buecking; Christoph Knoche; Wilhelm Sieweke
Original assignee: Hoesch Werke Ag
Priority date: 1981-07-25
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-02-29
Also published as: ZA824950B; JPS5865565A; PL139752B1; EP0071047A2; EP0071047B1; EP0071047A3; DE3263883D1; CA1196767A; DE3129391C1; ES8402189A1; ATE13497T1; ES8307558A1; JPS6245019B2; ES521488A0; ES512334A0; PL237599A1; AU554448B2; US4832106A; BR8203636A; AU8554282A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gusskoerpern mit eingegossenen Rohren aus Stahl, vorzugsweise Kuehlelemente fuer einen metallurgischen Ofen, wobei die Gusskoerper aus Stahlguss bestehen und die Stahlrohre mit einer ueberhitzten Stahlgussschmelze umgossen und vor dem Umgiessen mit einem koernigen, hochwaermeleitfaehigen feuerfesten Material verfuellt werden. Um sicherzustellen, dass die umgegossenen Stahl- bzw. Kuehlrohre dicht bleiben, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, als koerniges Material einzeln oder zu mehreren ein Gemisch von gebranntem Magnesit (Sintermagnesit), Korund, Sintertonerde, Chromit, Sic, Si unten 3 N unten 4 als Rohrfuellstoff zu verwenden.

Description

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Verfahren zur Herstellung., von Gqßkörpern mit eingegossenen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußkörpern mit eingegossenen Rohren aas Stahl, wobei die Gußkörper aus Stahlguß bestehen und die Stahlrohre mit einer überhitzten Stahlgußschmelze umgössen und vor d@m Umgießen mit einem körnigen,' hochwärme leitfähigen feuerfesten Material verfüllt werden«,

Charakteristik der bekannten technischen

Verfahren zur Herstellung von Gußkörpern mit eingegossenen Rohren aus Stahle die z*B_e als Kühlelemente für die Wände von metallurgischen Öfen, ζ_βΒ_β Hochöfen, Verwendung finden, sind bekannt» Für die Kühlelemente wird als Gußwerkstoff üblicherweise Grauguß mit unterschiedlichster Grafitausbildung verwen~ det. Der Werkstoff., aus dem die Kühlrohre hergestellt werden, weist je nach Funktion eine definierte Stahlzusammensetzung auf (vgl. DE-AS 27 19'165, DE-OS 30 13 56O₁ A 1). Aufgrund der un-

91 .III!' -IQRv^o 97;

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terschiedlichen Liquidustemperaturen von Grauguß und Stahlrohrwerkstoff treten beim Umgießen der Stahlrohre mit Grauguß in einem solchermaßen aufgebauten Kühlelement keine nennenswerten gießtechnischen Probleiae auf. Die zu umgießenden Stahlrohre benötigen normaler ieise keinen Rohrfüllstoff ι sie sind «jedoch in jedem Fall gegen Aufkohlung auf der Außenseite durch eine geeignete Beschichtung zu schützen.

Wird jedoch anstelle von Grauguß Stahlguß als Gußwerkstoff verwendet, so wie in der DE-/S 29 03 104 für ein Kühlelement für einen metallurgischen Ofen beschrieben, so ergeben sich für das Umgießen von Rohren aus Stahl erhebliche gießtechnische und metallurgische Probleme. Zur Beseitigung dieser Probleme wird in der genannten DE-OS vorgeschlagen, Körper aus Stahl oder Stahlguß zwischen den Kühlrohren anzuordnen, die die Überhitzungswärme des flüssigen Stahlgusses aufnehmen sollen. Ferner sollen die Kühlrohre nach dem Stand der Technik vor dem Umgießen mit flüssigem Stahlguß mit einem hochschmelzenden, eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden körnigen Material gefüllr werden. Als körniges Material ist dabei Zirkonoxid und Chromoxid oder ein Gemenge dieser Stoffe genannt. Werden Kühlelemente nach diesem bekannten Verfahren hergestellt, so weist ein Teil der eingegossenen Rohre, die die Kühlflüssigkeit führen sollen, Undichtigkeiten auf.

Ziel der Erfindungs

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Mangel.

Darlegung; des Wesens der Erfindung^

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als körniges Material einzeln oder zu mehreren als Gemisch gebrannter Magnesit (Sintermagnesit), Korund, Sintertonerde, Chromit,

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SiO, Si^W^ als Rohrfüllstoff verwendet wird. In bevorzugter Weise werden als körniges Material Mischungen aus gebranntem Magnesit mit bis zu je 30 % eines Zusatzes eines oder mehrerer anderer körniger Materialien als Rohrfüllstoff verwendet. Mit'Vorteil ist ferner eine Mischung von. technisch reinem SiO und Si-Nj, in beliebigem Mischungsverhältnis als Rohrfüllstoff zu -verwenden·" Als Zusammensetzung des Rohrfüllstoffes soll bevorzugter'Weise der gebrannte Magnesit 75 % MgO, vorzugsweise 90 % MgO₈ der Ohromit 30 % ^G^2°3^{S vorzl:i}S^swe:i-^se ' 40 % Gr₂Oo, der Korund und die Sintertonerde 90 % AIgOo, vorzugsweise 95 % AlgOo enthalten und die auf natürliche oder synthetische Art gewonnenen Materialien sollen als Rest typische Verunreinigungen z.B. an SiOg₉ AlgOo, OaO₁₁ MgO, in möglichst geringer Menge aufweisen*

Mit Vorteil weist ferner der körnige Rohrfüllstoff von seiner Korngrößenzusammensetzung her eine möglichst dichte Kugelpackung auf, d«h« daß ein minimaler Hohlraumajateil vorhanden ist, der die ansonsten hohe Wärmeleitung" der erfindungsgemäß eingesetzten Materialien deutlich erniedrigen würde« Zu diesem Zweck liegt die Körnung des Rohrfüllstoffes zwischen O bis 3 vorzugsweise zwischen O bis 1 mm.

Zur Erzielung einer guten Verdichtung des Rohrfullstoffes innerhalb der einzugießenden Stahlrohre im Trockenen oder feucht bis flüssigen Zustand ist neben den zu treffenden körnungstechnischen Maßnahmen der Zusatz von die Fließfähigkeit positiv beeinflussenden Mitteln, wie sie z.B. auch in der grob- und feinkeramischen Industrie zum Einsatz gelangen, angezeigt. In weiterer Ausbildung der Erfindung werden daher dem Rohrfüllstoff organische und/oder anorganische Dispergier-»₉ Plastifizierungsmittel, Binder sowie andere chemische Mittel mit ahn-

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- 4 licher Wirkung in entsprechender Dosierung zugesetzt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere darin zu sehen, daß nunmehr durchgehend dichte Kühlrohre in den Gußkörpern vorliegen, da der in die Stahlrohre eingefüllte Röhrfüllstoff bei der herrschenden Gießtemperatur für unlegierten bis hochlegierten Stahlguß, die üblicherweise 20 - 100 ⁰C oberhalb der Liquidustemperatur liegt, kaum schwindet oder sintert, der Kornaufbau eine gute Verdichtung ermöglicht und nicht oder nur unwesentlich zur Auf- oder Entkohlung des Stahlrohrwerkstoffes führt.

Die Zusammensetzung der bei dem Verfahren einzusetzenden Stahlgußschmelzen kann je nach Verwendungszweck in den unten angegebenen Grenzen variieren, da naben unlegiertem auch hochlegierter Stahlguß, z.B. für warmfeste und/oder zunderbeständige Gußteile zum Einsatz gelangen kann.

ο,	10 -	0,50 °/
ο,	30 -	2,00 °i
ο,	60 -	2,00 ?
	0 -	12,00 ^a/
	0 -	12,00 °/
	0 -	1,50 ?
	0 -	0,70 °,
	0 -	1,00 °/
		0,03 J
		0,03 5
S-C
δ Si
£ Mn
δ Ni
δ Cr
^ Mo
⁷O V
S Al
S P
Ό S

Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen.

In gleicher Weise dient zur Lösung der vorgenannten Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung von Gußkörpern mit eingegossenen Rohren aus Stahl, wobei die Gußkörper aus Stahlguß

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bestehen und die Stahlrohre mit einer überhitzten Stahlgußschmelze umgössen werden, daß die einzugießenden Stahlrohre mit auf der Rohroberfläche satt aufliegenden Rohrsegmenten oder Rohrschalen aas Stahl versehen werden, so daß zwischen Stahlrohroberfläche and Stahlrohrsegmenten oder -schalen nur ein minimaler Luftspalt verbleibt«, In bevorzugter Weise be-*- decken die StahlrohrSegmente oder Stahlrohrschalen nur 1/3 — 1/2 der Stahlrohroberfläche und werden nur auf der Gußoberseite aufgelegte Zweckmäßiger Weise beträgt die Wandstärke der aufzulegenden Stahlrohrsegmente oder Stahlrohrschalen 1/2 bis 3-fache derjenigen der einzugießenden Rohre, Die Werkstoff qualität der Stahlrohrsegmente oder Stahlrohrschalen spielt dabei eine untergeordnete Bedeutung* Schließlich bewirken Entlüftungsbohrungen in den Stahlrohrsegmenten oder -schalen sowie Kantenabschrägungen eine optimale Gießgasableitung und erleichtern die Bildung eines geringen Luftspaltes zwischen einzugießendem Rohr und aufgelegten Stahlrohrsegmenten oder -schalen.

Ausführungsbeispiel·:

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführ ungsbeispieles näher erläutert^ wobei Fig„ 1 einen Gußkörper im Schnitt und Fig. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab nach II - II in Fig. 1 zeigen_e

In eine Gießform, di© zum Abguß des in Fig. 1 dargestellten Gußkörpers 1 bestimmt ist, wird ein Stahlrohr 2 eingelegt, das mit einer dünnen Oberflachenbeschichtung 3 (Fig.2), z.B. aus Al₂Oo, überzogen ist. Das Stahlrohr ist mit einem Sintermagnesit 4 der Körnung O - 0,5 mm dicht verfüllt. In der Tabelle ist die chemische Zusammensetzung und Korngrößenverteilung des Sintermagnesites aufgeführte

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Chemische Zusammensetzung

SiO₂ : Ό,8%; Al₂O₃ : 0,3 %\ Fe₂Oy 0,2%\ CaOi 2,3 %;

MgOi 96 %

Korngrößenverteilung

0,5 - -.: 0,25 mm 23 % 0,25 - 0,12 mm 2? % 0,12 - 0 mm 50 %

Der das Stahlrohr 2 umgebende Gußkörper 1 hat folgende chemische Zusammensetzung:

0 Si Mn P S Al Best 0,25 035 0,85 0,020 0,020 0,030 Fe Die Gießtemperatur beträgt ca. 1520 - 1550 ⁰O.

Das einzugießende Stahlrohr entspricht dem Werkstoff St. 35.8/11 gemäß DIN 17 175. /

Fig. 2 zeigt im Detail das einzugießende Stahlrohr 2 mit seiner ca. 50 - 200 um starken Beschichtung 3, dem Rohrfüllstoff 4 und einer aufgelegten Stahlrohrschale 5, die mit Bohrungen 6 und Abschrägungen an den Kanten 7 versehen ist. Die Stahlrohrschale 5 umfaßt etwa 1/3 des Umfanges des Stahlrohres 2 und befindet sich, wie aus Fig. 1 hervorgeht, auf der mit "a" bezeichneten Gußobenseite. Die Stärke der Stahlrohrschale 5 entspricht im bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa der des einzugießenden Stahlrohres, nämlich etwa 8 mm*

Claims

241838 .0 Erf indujags ansprach:

1. Verfahren zur Herstellung von Gußkörpern mit eingegossenen Rohren aus Stahl, vorzugsweise Kühlelemente für einen metallurgischen Ofen, wobei die Gußkörper aus Stahlguß bestehen und die Stahlrohre mit einer überhitzten Stahlgußschmelze umgössen und vor dem Umgießen mit einem körnigen, hochwärmeleitfähigen feuerfesten Material verfüllt werden, gekennzeichnet dadurch, daß als körniges Material einzeln oder zu mehreren als Gemisch gebrannter Magnesit (Sintermagnesit), Korund, Sintertonerde, Ohromit, SiG, SiJSL .'als Rohrfüllstoff verwendet wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als körniges Material Mischungen aus gebranntem Magnesit bis zu je 30 % eines Zusatzes eines oder mehrerer körniger Materialien als Rohrfülistoff verwendet wird.

3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Mischung von technisch reinem SiO und SiJSL in beliebigem Mischungsverhältnis als Rohrfüllstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß der gebrannte Magnesit 75 % MgO, vorzugsweise 90 % MgO, der Ohromit 30 % Cr₂Oo, vorzugsweise 40 % Cr₂Oo, der Korund und die Sintertonerde 90 % Al₂Oo, vorzugsweise 95 % AIgOo enthält und die auf natürliche oder synthetische Art gewonnenen Materialien als Rest typische Verunreinigungen, z.B. an SiO₂, Al₂On, OaO, MgO, Fe₂OVFeO in möglichst geringer Menge aufweisen.

5. Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Körnung des Rohrfüllstoffes zwischen O bis 3 mm, vorzugsweise O bis 1 mm liegt.

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6« Verfahren nach den Punkten 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß organische und/oder anorganische Dispergier-, Verfüssigungs-, Plastifizierungsmittel, Binder sowie andere chemische Mittel mit ähnlicher Wirkung zugesetzt werden.

7. Verfahren zur Herstellung von Gußkörpern mit eingegossenen Rohren aus Stahl, vorzugsweise Kühlelemente für einen metallurgischen Ofen, wobei die Gußkörper aus Stahlguß bestehen und die Stahlrohre mit einer überhitzten Stahlgußschmelze umgössen werden, gekennzeichnet dadurch, daß die einzugießenden Stahlrohre mit auf der Rohroberfläche satt aufliegenden Rohrsegmenten oder Bohrschalen aus Stahl versehen werden, so daß zwischen Stahlrohroberfläche und Stahlrohrsegmenten oder -schalen nur ein minimaler Luftspalt verbleibt.

8. Verfahren nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Stahlrohrsegmente oder Stahlrohrschalen nur 1/3 - 1/2 der Stahlrohroberfläche bedecken.

9. Verfahren nach den Punkten 7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohrsegmente oder Rohrschalen nur auf der Gußoberseite aufgelegt werden.

10. Verfahren nach den Punkten 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Wandstärke der aufzulegenden Stahlrohrsegmente oder Stahlrohrschalen das 1/2- bis 3-fache derjenigen der einzugiessenden Rohre beträgt.

11. Verfahren nach den Punkten 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Stahlrohrsegmente oder Stahlrohrschalen mit Bohrungen und Abschrägungen versehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.