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Zwischenbehälter, insbesondere für eine
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Strangguß anlage Die Erfindung betrifft einen Zwischenbehälter, insbesondere
für eine Stranggußanlage, bestehend aus einem äußeren Metallmantel, der mit einer
als Durchbruchsicherung dienenden permanenten Auskleidung aus dichtem, feuerfestem
Material, insbesondere ausSc'hamotte, ausgekleidet ist, auf deren Innenflächen unter
wischenschaltung einer wärmeisolierenden Schicht eine aus Platten zusammengesetzte,
verlorene Auskleidung aus feuerfestem Material aufliegt.
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Bei einem nach dem Stande der Technik ( DE-OS 24 35 835 ) benannten
Zwischenbehälter der genannten Art besteht die zwischengeschalteteS wärmeisolierende
Schicht aus ungebundeneng SeinteiligemV feuerfestem Material, welches bei
jedem
Auswechseln der verlorenen Auskleidung zusammen mit der verbrauchten verlorenen
Auskleidung aus dem Zwischenbehälter entfernt wird.
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Ein wesentlicher Nachteil des vorbekannten Zwischenbehälters besteht
darin, daß die aus ungebundenem Material bestehende, wärmeisolierende Schicht beim
Einbringen der verlorenen Auskleidung jeweils mühsam durch Hinterfüllen der verlorenen
Auskleidung neu hergestellt werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß
die Isolationswirkung oft nicht ausreicht, weil die aus losem Material bestehende
Schicht aus Festigkeitsgründen nicht ausreichend dick ausgeführt werden kann.
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Das hat zur Folge, daß die Wärmeverluste durch Wärmeleitung verhältnismäßig
groß sind und der Metallmantel des Zwischengefäßes bis auf Gemperatturen erwärmt
wird, bei denen die Festigkeit leidet. Der verhältnismäßig große Wärmeverlust durch
Wärmeleitung macht es darüber hinaus erforderlich, den Zwischenbehälter vor der
Befüllung auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur vorzuheizen und/oder die Stahlschmelze
vor dem Einbringe::i in den Zwischenbehälter entsprechend zu überhitzen. Letzteres
verbietet sich insbesondere bei überhitzungsempfindlichen Stahlgüten.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Zwischengefäß der eingangs
gena mten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine erheblich bessere Wärmedämmung
erzielt wird und der Arbeits-und
Materialaufwand beim Auswechseln
der verlorenen Auskleidung erheblich verringert wird.
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Zur lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem
Zwischengefäß der eingangs genannten Art vor, daß die wärmeisolierende Schicht aus
gebundenem und mit der permanenten Auskleidung verbundenem Wärmeisoliermaterial
mit stark wärmedämmenden Eigenschaften besteht.
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Bein Zwischengefäß gemäß der Erfindung verbleibt die zwischengeschaltete,
wärmeisolierende Schicht beim Auswechseln der verlorenen Auskleidung zusammen mit
der permanenten Auskleidung in dem Zwischengefäß, so daß der Arbeits- und Materialaufwand
beim Auswechseln der verlorenen Auskleidung erheblich verringert wird. Dadurch,
daß die zwischengeschaltete, wärmeisolierende Schicht aus gebundenem, mit der permanenten
Auskleidung verbundenem Material besteht, hat diese Schicht eine Eigenfestigkeit,
die eine verhältnismäßig große Schichtdicke und damit eine große Wärmedämmung erlaubt.
Die verhältnismäßig große Wärmedämmung vermeidet praktisch alle oben erläuterten,
mit einem großen Wärmeabfluß verbundenen Nachteile. So ist ein Vorheitzen des Zwischengefäßes
allenfalls noch partiell in den Bereichen der Bodenausgüsse erforderlich.
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Weiterhin ist ein ueberhitzen der Schmelze nicht mehr erforderlich.
Schließlich kmn der Metallmantel leichter gebaut werden, weil er nicht mehr so stark
erwärmt wird.
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Das ärmeisoliermaterial der wärmeisolierenden Schicht hat vorzugsweise
ein spezifisches Gewicht von # # 1,5 und eine Wärmeleitzahl von # # 0,5 . Mit einem
derartigen Material kann eine ausgezeichnete Wärmedämmung bei verhältr,ismäßig geringer
Schichtdicke und ausreichender mechanischer Festigkeit erzielt werden.
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Zweckmäßig besteht die wärmeisolierende Schicht aus einer äußeren,
unmittelbar auf der permanenten Auskleidung aufliegenden Schicht aus stark wärmedämmendem
Isoliermaterial mit einem spezifischen Gewicht von # = 0,6 - # =0,8 und einer Wärmeleitzahl
von ß = 0,2 ;L O3 sowie einer darauf aufliegenden inneren Schicht aus feuerfestem
Leichtbeton mit einem spezifischen Gewicht von y =4.3 und einer Wärmeleitzahl von
# =0,5. Bei diesem Aufbau der zwischengeschalteten, wärmeisolierenden Schicht ist
die mechanisch am wenigsten standfeste, aber am stärksten wärmedämmende äußere Schicht
hinter der inneren Schicht aus feuerfestem Leichtbeton geschützt angeordnet. Der
feuerfeste Leichtbeton wird beim Auswechseln der verlorenen Auskleidung nicht so
leicht beschädigt und hat darüber hinaus den Vorteil, daß er bei geringfügigen Stahldurchbrüchen
durch die verlorene Auskleidung den durchtretenden Stahl z-;rückzuhalten vermag
und außerdem an eventuell beschädigten Stellen leicht reparabel ist.
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Vorzugsweise Haben die innere und die äußere Schicht der wärmeisolierenden
Schicht jeweils eine Dicke von 80 mm bis 120 mm , vorzugsweise 9o mm bis 11o mm.
Weiterhin haben die als Durchbruchsicherung dienende permanente Auskleidung aus
dicntem, feuerfestem Material und die die verlorene Auskleidung bildenden Platten
jeweils eine Schichtdicke von 1o mm bis 50 mm, vorzugsweise von 25 mm bis 35 mm.
Innerhalb der angegebenen Abmessungsgrenzen wird ein Optimum zwischen Aufwand und
Betriebssicherheit erzielt.
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Beim Stand der Technik war die lose Füllung hinter den verlorenen
Auskleidungsplatten vor allem deswegen erforderlich, weil es verhältnismäßig oft
zu Stahldurchbrüchen durch die verlorene Auskleidung kam. Der durchgebrochene Stahl
sollte in dem losen Füllmaterial erstarren, um anschließend beim Wechsel der verlorenen
Auskleidung aus dem Zwischengefäß ausgekippt werden zu können, ohne an der permanenten
Auskleidung hängen zu bleiben. Da letzteres beim Zwischengefäß gemäß der Erfindung
nicht ohne weiteres möglich ist, müssen hier die Platten für die verlorene Auskleidung
so ausgebildet sein, daß Stahldurchbrüche praktisch nicht vorkommen. Erfindungsgemäß
wird deshalb weiterhin vorgeschlagen, daß die Platten der verlorenen Auskleidung
folgende Zusammensetzung haben: Sand 50 - 68 ß Quarzmehl 23 - 35 ß
Sintermittel
1 - 4 % Mineralwolle 1 - 6 ffi Papier 2 - (; % Organischer Binder 2,5 - 5 ffi Anorganischer
Binder o,5 - 4 % Alternativ können die Platten der verlorenen Auskleidung folgende
Zusammensetzung haben: Forsterit- und/oder Magnesitsand 50 - 68 ffi Forsterit- und/oder
Magnesitmehl 23 - 35 ffi SinErmittel 1 - 4 90 Mineralwolle 1 - 6 90 Papier 2 - 6
90 Organischer Binder 2,5, - 5 90 Anorganischer Binder o,5 - 4 90 Bei der zuerst
genannten sauren Platte und bei der an zweiter Stelle genannten basischen Platte
kommt es insbesondere auf das Verhältnis der drei Komponenten anorganischer Binder,
organischer Binder und Sintermittel an. Bei dem angegebenen Verhältnis wird erreicht,
daß sich während des Gießvorganges auf der dem flüssigen Stahl zugewandten Oberfläche
der Platten eine feste und dichte Schicht ausb-ildet.Dieser Effekt beruht darauf,
daß zum Zeitpunkt der ersten Berührung von flüssigem Stahl und Plattenmaterial der
organische Binder
verkohlt und sich eine durch Auswahl und Menge
des Sintermittels vorgegebene Sinterschicht ausbildet. Dadurch wird die Benetzung
der Oberfläche sowie das Eindringen von Stahl verhindert. Ein weiterer Vorteil der
sich ausbildenden Sinterschicht liegt in der Durchhärtung der Plattenoberfläche,
welche infolgedessen eine wesentliche Verschleißminderung erfährt. Gleichzeitig
wird der durch die Versinterung auftretende Isolationsverlust durch die verkohlten
Bestandteile des organischen Binders aufgefangen, wodurch sich ein günstiger Temperaturgradient
aufbaut. Die ufrechterhaltung der mechanischen Festigkeit bleibt bei gemäß der Erfindung
ausgebildeten Platten weiterhin durch den anorganischen Binder gewährleistet. An
besonders auf Verschleiß beanspruchten Stellen der Auskleidung wird der Gefahr eines
Durchbruches dadurch begegnet, daß sich die durchgehärtete Schicht aufgrund des
an der Verschleißstelle geänderte Temperaturgradienten vergrößert. Diese Selbstregulierung
wird bei erfindungsgemäß susgebildeten Platten dadurch erreicht, daß das Sintermaterial
hinter der durch Verschleiß geschwächten Deckschicht eine weiterschreitende Versinterung
einleitet.
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Zur Vermeidung von Wärmeverlusten an der Bad-oberfläche sieht die
Erfindung eine aus Platten bestehende, schwimmende Badspiegel abdeckung mit feuerfesten,
wärmeisolierenden Eigenschaften vor, deren Platten aus mit Füllstoffen und Binder
gepreßtem Abdeckpulver hergestellt sind. Eine derartige Badspiegelabdeckung
vermag
einen feuerfesten zugestellten Deckel des Zwischengefäßes ohne weiteres zu ersetzen
und hat darüber hinaus gegenüber dem üblicherweise verwendeten Abdeckpulver den
Vorteil, daß eine mechanisch zusammenhängende Abdeckschicht gebildet wird, die auch
bei Strömungen und Verwirbelungen des Stahles in dem Zwischengefäß ihren Zusammenhalt
nicht verliert.
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Ein,Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert, anderen einziger Figur ein Schnitt durch ein Zwischengefäß
gemäß der Erfindung dargestellt ist.
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In der Zeichnung ist der Metallmantel des Zwischengefäßes mit dem
Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Metallmantel 1 ist mit einer permanenten Auskleidung
2 augekleidet, die aus einer 30 mm starken Schamotteschicht besteht. Mit der permanenten
Auskleidung 2 ist eine äußere wärmeisolierende Schicht 3 verbunden, die etwa 100
mm stark ist, eine spezifisches Gewicht von # = 0,7 hat und eine Wärmeleitzahl von
# = 0,25 hat. Als Material für diese äußere, wärmeisolierende Schicht 3 kommt beispielsweise
mit gonerdeschmelzzement gebundene Leichtschamottemasse infrage. Mit der äußeren
wärmeisolierenden Schicht 3 ist eine ebenfalls 100 mm stsrke,innere wärmeisolierende
Schicht 4 aus feuerfestem Leichtbeton verbunden, dessen spezifisches Gewicht t=4l3
ist
und dessen Wärmeleitzahl ; - °, beträgt. Auf die innere wärmeisolierende Schicht
4 sind 30 mm starke, als verlorene Auskleidung dienende Platten 5 aufgelegt, deren
besondere Zusammensetzung in der obigen Beschreibungseinleitung erläutert ist. Im
Boden des Zwischengefäßes sind weiterhin zwei als Bodenausgüsse dienende Lochsteine
6 angeordnet, die den Metallmantel 1 und alle Schichten der Auskleidung durchdringen.
Auf der Oberfläche des in dem Zwischengefäß befindlichen Stahlbades schwimmt eine
aus Platten 7 bestehende Badspiegelabdeckung.
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Die Platten 7 bestehen aus mit Füllstoffen und Binder gepretem Abdeckpulver.
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P atet ansrüche