DE19738503A1

DE19738503A1 - Kuppelbildende Schieberfüllmasse für Gießpfannen

Info

Publication number: DE19738503A1
Application number: DE19738503A
Authority: DE
Inventors: Margrit Dr Dislich; Frank Dipl Ing Prechtel; Michael Dipl Ing Neb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-04

Description

Die Erfindung betrifft eine kuppelbildende Schieberfüllmasse für Gießpfannen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Schieberfüllmassen bestehen aus einem rieselfähigen Gemisch aus feuerfesten Materialien, die unter gewissen Bedingungen zum Sintern neigen. Schieberfüllmassen werden beispielsweise vor dem Neubefüllen einer Gießpfanne mit Stahlschmelze über dem Austrittsschieber der Gießpfanne angeordnet, damit die Stahlschmelze nicht in die Schiebermechanik eindringt, dort erkaltet und aushärtet und den Schieber blockiert. Man ordnet die Schieberfüllmasse leicht gehäuft über der zum Schieber führenden Auslaufhülse an. Wird die Gießpfanne mit neuer Stahlschmelze befüllt, führt der Kontakt der Stahlschmelze mit der Schieberfüllmasse zu deren Versinterung an der Oberfläche der Anhäufung, so daß dort eine gesinterte, verfestigte Kuppel aus der Schieberfüllmasse entsteht, die ein weiteres Eindringen der Stahlschmelze verhindert. Daher der Ausdruck "kuppelbildende Schieberfüllmasse". Wird der Schieber der Gießpfanne geöffnet, fließt zuerst die unter der Kuppel befindliche, noch rieselfähige Schieberfüllmasse durch die Austrittsöffnung der Pfanne ab, worauf dann unter dem Druck der Stahlschmelze die nicht mehr abgestützte Kuppel zerbricht und den Austritt der Stahlschmelze durch den geöffneten Schieber freigibt.

Bekannte Schieberfüllmassen bestehen aus Quarzsand und Chromerzsand mit unterschiedlichen Zusätzen. Eine Schieberfüllmasse mit Eisenoxid als Zusatz ist beispielsweise in der DE-A-34 19 306 beschrieben. Es gibt ferner Schieberfüllmassen, die als Zusatz Kohlenstoff in unterschiedlicher Form, insbesondere auch in der Form als Flammruß enthalten. Eine derartige Zusammensetzung ist in der DE-A-39 38 050 beschrieben. Der bisher eingesetzte Chromerzsand führt zu einer unerwünschten Oxidierung der Stahlschmelze.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schieberfüllmasse bereitzustellen, in der auf den Chromerzsand verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Schieberfüllmasse gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß man eine kuppelbildende Schieberfüllmasse mit sehr guten Eigenschaften erhält, wenn man den Quarzsandanteil in bestimmten Grenzen hält und als weitere feuerfeste Komponente Aluminiumoxid oder, was sich als noch vorteilhafter erwiesen hat, einen Spinell einsetzt. Entsprechend lassen sich auch Mischungen dieser beiden Materialien verwenden.

Ein Spinell ist ein mineralisches Material mit einer gewissen Kristallstruktur, welches sich aus dem Oxid eines zweiwertigen Metalles und eines dreiwertigen Metalles in der Form RO R₂O₃ zusammensetzt. Ein bekannter Spinell besteht im wesentlichen aus MgO und Al₂O₃. Da Spinelle in der Natur nicht sehr häufig sind, stellt man sie in der Regel synthetisch her durch Schmelzen oder Sintern der Ausgangsmaterialien, im genannten Beispiel MgO und Al₂O₃. Die beiden Baugruppen oder Komponenten des Spinells sind in ihrem stöchiometrischen Verhältnis nicht festgelegt, sondern in weiten Bereichen mischbar, so daß beispielsweise Spinelle mit unterschiedlichem Verhältnis von MgO zu Al₂O₃ erhältlich sind.

Wenn im Zusammenhang dieser Beschreibung definiert ist, daß die Schieberfüllmasse Aluminiumoxid und/oder einen Spinell enthalten kann, so handelt es sich bei der Angabe der Mengen an Aluminiumoxid nicht um das im Spinell enthaltene Aluminiumoxid sondern um Aluminiumoxid als solches. Insoweit es sich um den Gehalt an Aluminiumoxid im Spinell-System MgO- Al₂O₃ handelt, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es sich um den Gehalt im Spinell handelt.

Der durch Verschmelzen oder Sinterung aus den Ausgangskomponenten erhaltene synthetische Spinell ist für seine hier beschriebene Verwendung gemahlen.

Die erfindungsgemäße Schieberfüllmasse enthält weniger als 40% Quarzsand. Dieser Quarzsand sollte in bevorzugter Ausführungsform einen SiO₂-Anteil von mindestens 98 Gew.-% aufweisen. Die Korngröße sollte 2 mm nicht überschreiten.

In einer bevorzugten Zusammensetzung besteht die erfindungsgemäße Schieberfüllmasse zu mehr als 75 Gew.-% aus Aluminiumhydroxid. Der Rest setzt sich aus Quarzsand und gegebenenfalls einem Anteil eines Spinells zusammen. Alle hier gemachten Mengenangaben berücksichtigen übliche Verunreinigungen in handelsüblichen Materialien.

Als Spinell wird bevorzugt ein Spinell verwendet, der als Basis im wesentlichen MgO und Al₂O₃ enthält. In bevorzugter Ausführungsform ist der Al₂O₃-Gehalt in diesem Spinell größer als 90 Gew.-%. Die Korngröße des Spinells überschreitet vorzugsweise nicht 1,5 mm.

Die Korngröße der Schieberfüllmasse insgesamt sollte nicht über 3 mm liegen.

Die Schieberfüllmasse muß rieselfähig sein. Dies ist eine Grundvoraussetzung ihrer Wirkungsweise, damit sie bei geöffnetem Gießpfannenschieber von alleine den Gießweg freimacht. Eine weitere Voraussetzung ist, daß sie in Kontakt mit einer Stahlschmelze sinterfähig ist. Hierzu trägt der Quarzsandgehalt bei. Es hat sich erwiesen, daß die erfindungsgemäße Schieberfüllmasse praktisch keine Reoxidierungswirkung auf die Stahlschmelze hat. Sie erfüllt ferner die Bedingung, daß sie nicht in das Material des Lochsteines eindringt, der die Ausgießöffnung der Gießpfanne oberhalb des Schiebers umgibt. Dies ist überraschenderweise auch dann nicht der Fall, wenn der Lochstein eine ähnliche Zusammensetzung aufweist wie die erfindungsgemäße Schieberfüllmasse selbst. Die Lochsteine enthalten für ihren Zusammenhalt im allgemeinen ein Bindemittel, welches bei der Schieberfüllmasse fehlt, so daß eine gegenseitige Verbindung der Materialien beispielsweise durch Anbacken der Schieberfüllmasse am Lochsteinmaterial nicht erfolgt.

Es hat sich ferner gezeigt, daß die erfindungsgemäße Schieberfüllmasse zu einer praktisch hundertprozentigen Öffnungsrate der Gießpfanne nach Öffnen des Schiebers führt. Dies auch unter schwierigsten Bedingungen.

Claims

1. Kuppelbildende Schieberfüllmasse für Gießpfannen aus rieselfähig körnigen Feuerfestmaterialien mit einem Anteil an Quarzsand, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Quarzsand kleiner als 40 Gew.-% ist und die Masse im übrigen aus Aluminiumhydroxid (Al₂O₃) und/oder einem Spinell sowie üblichen Verunreinigungen der genannten Feuerfestmaterialien besteht.

2. Schieberfüllmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Korngröße von bis zu 3 mm aufweist.

3. Schieberfüllmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehr als 75 Gew.-% Aluminiumhydroxid enthält.

4. Schieberfüllmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spinell enthält und dieser Spinell als wesentliche Komponenten MgO und Al₂O₃ aufweist.

5. Schieberfüllmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinell einen Al₂O₃-Anteil von mehr als 90 Gew.-% aufweist.

6. Schieberfüllmasse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinell eine Korngröße von bis zu 1,5 mm aufweist.

7. Schieberfüllmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzsand zu mindestens 98 Gew. % aus SiO₂ besteht.

8. Schieberfüllmasse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzsand eine Korngröße bis zu 2 mm aufweist.