DE3506085C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3506085C2
DE3506085C2 DE3506085A DE3506085A DE3506085C2 DE 3506085 C2 DE3506085 C2 DE 3506085C2 DE 3506085 A DE3506085 A DE 3506085A DE 3506085 A DE3506085 A DE 3506085A DE 3506085 C2 DE3506085 C2 DE 3506085C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
lining
surface cover
cover layer
intermediate layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3506085A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3506085A1 (de
Inventor
Kenji Ichikawa
Hiroyuki Sugimoto
Ryosuke Bizen Okayama Jp Nakamura
Takashi Okayama Jp Yamamura
Kenji Bizen Okayama Jp Mitsuhata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinagawa Refractories Co Ltd
Original Assignee
Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinagawa Refractories Co Ltd filed Critical Shinagawa Refractories Co Ltd
Publication of DE3506085A1 publication Critical patent/DE3506085A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3506085C2 publication Critical patent/DE3506085C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02Linings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Aufbau einer Auskleidung für die Innenoberfläche einer Gießwanne, insbesondere für Stahlguß, in direkter Nachbarschaft zum Metallgehäuse.
Bisher wurde die Innenoberfläche einer Gießwanne für beispielsweise Stahlguß üblicherweise mit einer Auskleidung aus Ziegeln aus feuerfestem Material und/oder einer Auskleidung aus einem Vergußmaterial hergestellt, welches aus hochsiliciumdioxidhaltigen Komponenten, Schamott, Aluminiumoxid oder Zirkonoxid bestand, und auf dieser Auskleidung wurde dann eine Oberflächendeckschicht ausgebildet unter Verwendung eines mit der Kelle auftragbaren Materials oder eines plattenförmigen Materials auf der Basis von Magnesiumoxid, um auf diese Weise zu verhindern, daß Fremdstoffe in die Stahlerzeugnisse gelangten.
So wird in der DE-OS 31 27 629 eine innere Verschleißauskleidung in Form von zweischichtigen Platten beschrieben, welche direkt auf die an das Gehäuse anstoßende Auskleidung aus einem feuerfesten Material aufgebracht werden. Die nach innen gerichtete Schicht der Platten weist eine erosionsbeständige Zusammensetzung auf, welche aus 60 bis 95 Gew.-% eines Materials aus der Gruppe Chromit, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, aluminiumoxidreiche Aluminosilikate und Magnesiumoxid besteht. Außerdem enthält diese Schicht 0,5 bis 15 Gew.-% feuerfeste Fasern. Die Rückseitenschicht der Platten besteht aus einem stärker wärmeisolierenden Material, welches zu 60 bis 95 Gew.-% aus einem teilchenförmigen feuerfesten Material besteht, gegebenenfalls mit einem Gehalt bis zu 30 Gew.-% an feuerfesten Fasern.
Vor kurzem ging man zwecks Ersparung der Handarbeit dazu über, solche Auskleidungen mittels einer Spritzpistole aufzubringen, wobei dann das entsprechende spritzbare Material gleichfalls Magnesiumoxid enthielt, so wie es auch für das Auftragen mit der Kelle oder für plattenförmiges Material verwendet wurde.
Es zeigte sich jedoch, daß die Korrosionsbeständigkeit einer Oberflächendeckschicht, welche mittels der Spritzpistole aufgetragen worden war, manchmal sehr schnell abnahm, daß auch die Deckschicht teilweise ganz verschwand und daß auch die Innenauskleidung aus feuerfestem Material unterhalb der Oberfläche der Deckschicht teilweise beschädigt wurde, wenn die betreffende Gießwanne während eines längeren Zeitraums in Betrieb war.
Aber selbst dann, wenn die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächendeckschicht auch nach längerer Betriebsdauer sich nicht verschlechterte, zeigte sich doch in vielen Fällen, daß diese Oberflächendeckschicht und die darunter befindliche Auskleidung aus feuerfestem Material außerordentlich fest aneinander hafteten, wenn man nach Beendigung des Betriebes der Gießwanne restlichen Stahl und Schlackenrückstände (Pfannenbär) daraus entfernen wollte. Diese Haftung erschwerte nicht nur die Entfernung von zurückgebliebenem Stahl und Schlackenresten, sondern machte es auch erforderlich, die aneinanderhaftenden Schichten zu entfernen, eine Maßnahme, die nicht notwendig war, wenn eine Gießwanne mit einem mit der Kelle aufgebrachten oder in Plattenform vorliegenden Material ausgekleidet war.
Tatsächlich hat man die vorstehend erörterten Probleme nicht angetroffen, wenn ein magnesiumoxidhaltiges Plattenmaterial oder mit der Kelle auftragbares Material für die Oberflächenbeschichtung einer Gießwanne verwendet wurde. Solche Schwierigkeiten haben sich erst gezeigt, als man die Oberflächendeckschicht mittels einer Spritzpistole aufbrachte. Wenn man nämlich diese Aufbringungstechnik verwendet, dringt das Überzugsmaterial tief in die kleinen Poren und unebenen Teile der Oberfläche der Auskleidung aus feuerfestem Material ein, wodurch dann eine hohe Bindungsfestigkeit und eine starke Haftung zwischen der Oberflächendeckschicht und der Auskleidung aus feuerfestem Material zu beobachten ist.
Obwohl eine hohe Bindungsfestigkeit und Haftung vorteilhaft insofern ist, als dadurch die Probleme des Abschälens oder Abblätterns der Oberflächendeckschicht von der eigentlichen Auskleidung während des Betriebs einer Gießwanne vermindert wird, ist doch die Haftung dieser beiden Schichten bei der Betriebstemperatur einer Gießwanne, d. h. bei etwa 1550°C, so unzerstörbar, daß beide Materialien leicht miteinander reagieren.
Wenn für die Oberflächendeckschicht ein Überzugsmaterial der gleichen Qualität verwendet wird wie für das feuerfeste Auskleidungsmaterial, dann lassen sich die Nachteile vermeiden, welche durch das Miteinanderreagieren beider Schichten eintreten können. Wenn jedoch für die Oberflächendeckschicht ein Material auf der Basis von Aluminiumoxid-Siliciumdioxid oder Zirkonoxid verwendet wird, dann wird die Stahlschmelze durch Silicium und/oder nicht-metallische Einschlüsse verunreinigt. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird für die Oberflächendeckschicht mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 40 mm im allgemeinen ein magnesiumoxidhaltiges Material verwendet.
Das Ausmaß der Reaktion zwischen dem die Oberflächendeckschicht bildenden, mittels Spritzpistole auftragbaren Material und der Innenauskleidung aus einem feuerfesten Material wurde untersucht, indem man nach dem Betrieb einer Gießwanne einen Teil der Oberflächendeckschicht analysierte. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die Menge an SiO₂-Komponente sich in der Oberflächendeckschicht erhöhte, wenn als feuerfestes Auskleidungsmaterial ein hochsiliciumdioxidhaltiges Material oder Schamotte-Material verwendet wurde. Man nimmt an, daß ein an SiO₂-Komponente angereichertes feuerfestes Auskleidungsmaterial und ein spritzfähiges Material für die Oberflächendeckschicht, welches Magnesiumoxid enthält, bei der während des Betriebes einer Gießwanne vorherrschenden hohen Temperaturen miteinander reagieren, was zu einem Einwandern der SiO₂-Komponente aus dem feuerfesten Auskleidungsmaterial in die Oberflächendeckschicht führt, wodurch der Grad der Feuerfestigkeit der Oberflächendeckschicht vermindert und gleichzeitig ihre Korrosionsbeständigkeit verschlechtert wird. Wenn andererseits das feuerfeste Auskleidungsmaterial einen mittleren oder hohen Gehalt an Aluminiumoxid hat oder im wesentlichen aus Zirkonoxid besteht, dann findet praktisch kein Einwandern der in dieser feuerfesten Auskleidung vorhandenen Komponenten in die Oberflächendeckschicht statt. Es zeigte sich jedoch, daß dann an der Grenzschicht zwischen der Oberflächendeckschicht und dem feuerfesten Auskleidungsmaterial sich eine dünne glasartige Schicht und ein rekristallisiertes Produkt bilden, und zwar infolge einer Reaktion zwischen beiden Materialien. Das führt dann dazu, daß die Oberflächendeckschicht und das feuerfeste Auskleidungsmaterial fest aneinander haften.
Es war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau einer Auskleidung für die Innenoberfläche einer Gießwanne zur Verfügung zu stellen, welcher die vorstehend erörterten Nachteile vermeidet.
Nach einer Vielzahl vergeblicher Versuche ist es den Erfindern gelungen, die Lösung dieses Problems darin zu finden, daß eine Zwischenschicht vorgesehen wird, welche Materialien mit geringer Reaktivität in bezug auf das magnesiumoxidhaltige spritzbare Material aufweist, mit dem die Oberflächendeckschicht gebildet wird, und welche gleichzeitig eine Affinität für feuerfeste Auskleidungsmaterialien aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung war es, einen neuen Aufbau einer Auskleidung für die Innenoberfläche einer Gießwanne zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, bei der die Überzugsschicht sich im Laufe der Verwendung nicht in ihrer Qualität verschlechtert und bei welcher die Haftungsprobleme zwischen der Oberflächendeckschicht und einer feuerfesten Auskleidung vermieden werden.
Der erfindungsgemäße Aufbau einer Auskleidung für die Innenoberfläche einer Gießwanne, insbesondere für Stahlguß, die in direkter Nachbarschaft zum Metallgehäuse eine Schicht aus einem feuerfesten Material aufweist und außerdem eine Oberflächendeckschicht aus einem mittels Spritzpistole aufbringbaren Materials aufweist, ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden genannten Schichten eine Zwischenschicht vorgesehen ist, welche 35 bis 65 Gewichtsprozent Al₂O₃ enthält, und daß das Material für die Oberflächendeckschicht 70 bis 90 Gewichtsprozent MgO, 1 bis 20 Gewichtsprozent CaO, 2 bis 10 Gewichtsprozent SiO₂ und/oder 0,2 bis 4 Gewichtsprozent Na₂O enthält.
Eine mittels dieser Zusammensetzung hergestellte Oberflächendeckschicht weist ein günstiges Schrumpfverhalten nach dem Erhitzen auf.
Die in Fig. 1 dargestellte Kurve zeigt die Beziehung zwischen dem Penetrationsindex für die Komponenten einer Zwischenschicht auf der Basis von Al₂O₃-SiO₂ in eine Oberflächendeckschicht in Abhängigkeit vom Gehalt an Al₂O₃ dieser Zwischenschicht.
Wenn für diese Zwischenschicht gemäß der Erfindung das gleiche Al₂O₃-SiO₂-Material verwendet wird, wie für die feuerfeste Auskleidung einer Gießwanne, dann besteht kaum eine Reaktionsmöglichkeit zwischen den beiden Auskleidungsmaterialien. Die Reaktivität zwischen einem solchen Al₂O₃- SiO₂-Zwischenschichtmaterial und einer magnesiumoxidhaltigen spritzbaren Masse für die Oberflächendeckschicht wird in bezug auf Fig. 1 näher erläutert werden.
Es wurden Auskleidungsmassen für die Zwischenschicht auf der Basis einer Al₂O₃-SiO₂-Zusammensetzung mit unterschiedlichen Teilen an Aluminiumoxid hergestellt. Auf diese Zwischenschicht wurde eine Oberflächendeckschicht mit einem Gehalt von 85 Gewichtsprozent an Magnesiumoxid mittels eines üblichen Spritzverfahrens aufgebracht. Fig. 1 zeigt die Veränderung in den Komponenten der Oberflächendeckschicht nach einem Erhitzen der beiden Schichten während drei Stunden auf 1500°C und anschließendem Abkühlen. Auf der Ordinate von Fig. 1 ist der Penetrationsindex der Komponenten der Zwischenschicht aufgetragen, der berechnet wurde aus dem relativen eingedrungenen Anteil der Zwischenschichtkomponente, d. h. zur Hauptsache Al₂O₃-SiO₂, in die Oberflächendeckschicht, gemessen mittels Fluoreszenz-Röntgenstrahlanalyse. Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines magnesiumoxidhaltigen Spritzmaterials für die Oberflächendeckschicht und einem Anteil von weniger als 30 Gewichtsprozent an Aluminiumoxid in der Zwischenschicht eine starke Einwanderung der Komponenten der Zwischenschicht in die Oberflächendeckschicht stattfindet. Wenn hingegen der Anteil an Aluminiumoxid in der Zwischenschicht auf 35 Gewichtsprozent erhöht wird, dann verringert sich die Einwanderung der Komponenten fast um die Hälfte des früheren Wertes und bei einem Aluminiumoxidanteil von 40 Gewichtsprozent beträgt der Penetrationsindex nur noch 1/8 des ursprünglichen Wertes.
Wenn demgemäß ein magnesiumoxidhaltiges spritzbares Material für die Oberflächendeckschicht verwendet wird, läßt sich die Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit dieser Deckschicht dadurch vermeiden, daß man eine Zwischenschicht verwendet, die mehr als 35 Gewichtsprozent Al₂O₃ enthält.
Die Erfinder haben weiterhin festgestellt, daß beim Aufbau einer Auskleidung gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Zwischenschicht zwischen der eigentlichen feuerfesten Auskleidung und der Oberflächendeckschicht die Haftung zwischen dieser Oberflächendeckschicht und der feuerfesten Auskleidung am meisten durch das Ausmaß der linearen Schrumpfung der Oberflächendeckschicht und durch den Gehalt der Zwischenschicht an Aluminiumoxid beeinflußt wird.
Zur Prüfung dieses Sachverhaltes wurden verschiedene Versuche durchgeführt, wobei Zwischenschichten mit unterschiedlichen Anteilen an Aluminiumoxid hergestellt und darauf ein spritzbares Material zur Herstellung der Oberflächendeckschicht aufgebracht wurde, welches 82 bis 86 Gewichtsprozent MgO enthielt und dessen Ausmaß der linearen Schrumpfung nach dreistündigem Erhitzen auf 1500°C variierte. Diese Oberflächendeckschicht wurde in einer Dicke von 25 mm über der Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht, und dann wurde jede Probe 5 Stunden lang auf 1500°C erhitzt. Anschließend wurde die Haftung zwischen beiden Schichten geprüft. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle I
Aus Tabelle I kann abgeleitet werden, daß bei einem Aluminiumoxidgehalt von weniger als 30 Gewichtsprozent der Zwischenschicht eine Haftung eintritt, sofern das Ausmaß der linearen Schrumpfung des spritzbaren Materials nach dem Erhitzen weniger als 0,8% beträgt. Wenn jedoch das Ausmaß der linearen Schrumpfung des spritzbaren Materials nach dem Erhitzen über 0,8% liegt, dann läßt sich die Haftung bis zu einem Aluminiumoxidgehalt von 65 Gewichtsprozent in dem Material für die Zwischenschicht unter Kontrolle halten.
Je höher das Ausmaß der linearen Schrumpfung des die Oberflächendeckschicht bildenden spritzbaren Materials ist, desto weniger Haftung mit der Zwischenschicht tritt auf, doch ist für die Praxis ein Ausmaß der Schrumpfung von höchstens 7% tragbar. Wenn nämlich das Ausmaß der linearen Schrumpfung über 7% liegt, dann können infolge von Temperaturschwankungen während des Betriebes einer Gießwanne unerwünschte Schrumpfungsrisse auftreten.
Bei den vorliegenden Versuchen wurde das Ausmaß der linearen Schrumpfung eines magnesiumoxidhaltigen spritzbaren Materials für die Oberflächendeckschicht nach dreistündigem Erhitzen auf 1500°C bestimmt, weil die Temperatur des geschmolzenen Stahls in einer Gießwanne bei etwa 1550°C liegt und daher die Temperatur an der Grenzschicht zwischen einer Zwischenschicht und einer Oberflächendeckschicht sich auf etwa 1500°C einstellt.
Darüber hinaus ist die übliche Verweilzeit von Stahl in einer Gießwanne etwa 3 Stunden. Bei Temperaturen oberhalb 1500°C und/oder bei längeren Erhitzungszeiten als 3 Stunden findet ein stärkeres Sintern und/oder ein größeres Ausmaß an linearer Schrumpfung in der Oberflächendeckschicht statt.
Demgemäß ist aus Tabelle I ersichtlich, daß ein höheres Ausmaß an linearer Schrumpfung zu einer geringeren Bindungsfestigkeit der Oberflächendeckschicht an eine Zwischenschicht führt, und dieser Sachverhalt wirft die Frage auf, welcher Bereich an linearer Schrumpfung spezifiziert werden sollte. Wie vorstehend bereits erläutert worden ist, wurden die Schrumpfungseigenschaften einer Oberflächendeckschicht nach dreistündigem Erhitzen auf 1500°C gemessen, weil hierdurch die tatsächlichen Betriebsbedingungen einer Gießwanne simuliert werden, und unter diesen Erhitzungsbedingungen läßt sich die Grenze der Schrumpfungseigenschaften leicht bestimmen.
Aus Tabelle I ist weiterhin ersichtlich, daß die Mängel, die durch die Haftung einer Oberflächendeckschicht an eine Zwischenschicht, welche mehr als 80 Gewichtsprozent Aluminiumoxid enthält, dadurch unter Kontrolle gehalten werden können, indem man das Ausmaß der linearen Schrumpfung nach Erhitzen des für die Oberflächendeckschicht bestimmten spritzbaren Materials entsprechend einregelt. Da jedoch die Kosten für feuerfeste Materialien, welche Aluminiumoxid enthalten, mit wachsendem Gehalt an Aluminiumoxid im allgemeinen zunehmen, ist es wirtschaftlich nicht attratktiv, feuerfeste Stoffe mit zu hohem Aluminiumoxidgehalt einzusetzen.
Die erfindungsgemäß für die Zwischenschicht zu verwendenden Materialien lassen sich durch die verschiedensten Verfahren aufbringen, beispielsweise durch Beschichten mit pulverförmigem Material unter Rütteln, durch Aufspritzen, durch Aufbringen mit einer Kelle oder in Form von Ziegeln, Bahnen oder Platten. Bezüglich der Aufbringungsmethode ist man daher in keiner Weise beschränkt.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Zwischenschicht hängt davon ab, was mit der Zwischenschicht bezweckt werden soll, wie dick die feuerfeste Auskleidung benachbart zum Metallgehäuse ist und welche wirtschaftlichen Gesichtspunkte vorherrschen. Im allgemeinen hat die erfindungsgemäße Zwischenschicht eine Dicke im Bereich von 2 bis 230 mm. Wenn die Dicke der Zwischenschicht unterhalb 2 mm liegt, läßt sich wegen der nicht ebenen Oberfläche der Auskleidung, die unter der Zwischenschicht liegt, keine glatte Schicht herstellen. Gleichzeitig verschlechtert sich dann die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächendeckschicht, welche über dieser Zwischenschicht aufgebracht wird.
Um eine Zwischenschicht mit einer Dicke von weniger als 20 mm aufzubringen, wird bevorzugt die Technik des Aufbringens mit der Kelle und die Sprühtechnik angewendet. Für die Bildung einer Zwischenschicht mit einer Dicke von mehr als 20 mm eignen sich vor allem Ziegeln, das Gießverfahren oder das Beschichten mit Material in Pulverform.
Der Gehalt des für die Herstellung der Oberflächendeckschicht verwendeten spritzbaren Materials an Magnesiumoxid hängt unter anderem von dem Gesichtspunkt ab, daß die Stahlschmelze vor Verunreinigungen geschützt werden muß. Im Rahmen der Erfindung wird daher ein spritzbares Material verwendet, welches 70 bis 90 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält, wobei die Schichtdicke zweckmäßig im Bereich von 5 bis 40 mm liegt. An sich sind spritzbare Materialien für Deckschichten bekannt, welche 70 bis 90 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und 1 bis 20 Gewichtsprozent Calciumoxid enthalten. Gemäß der Erfindung wird jedoch diesem Beschichtungsmaterial zusätzlich SiO₂ in einer Konzentration von 2 bis 10 Gewichtsprozent und/oder Na₂O in einer Menge von 0,2 bis 4 Gewichtsprozent einverleibt.
Damit die Oberflächendeckschicht aus dem magnesiumoxidhaltigen spritzbaren Material nach dreistündigem Erhitzen auf 1500°C ein Ausmaß der linearen Schrumpfung im Bereich von 0,8 bis 7 Prozent aufweist, kann man Na₂O in einer Menge im Bereich von 0,2 bis 4 Gewichtsprozent zusetzen. Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Magnesiumoxidgehalten von mehr als 70 Gewichtsprozent fördert ein Zusatz dieser Na₂O-Komponente den Sintervorgang. Daher kann das Ausmaß der Schrumpfung, welche infolge des Sintervorganges eintritt, erfindungsgemäß eingeregelt werden, indem man die Anteilsmenge an Na₂O in der Masse für die Oberflächendeckschicht entsprechend variiert.
Es ist schwierig, ein Ausmaß der linearen Schrumpfung von mehr als 0,8 Prozent zu erhalten, wenn der Gehalt an Na₂O weniger als 0,2 Gewichtsprozent beträgt. Andererseits übersteigt der Wert der linearen Schrumpfung 7 Prozent, wenn der Gehalt an Na₂O über 4 Gewichtsprozent liegt, und ein solch hoher Schrumpfungsgrad ist nicht erwünscht.
Die Na₂O-Komponente kann in Form von anorganischen Natriumsalzen, wie Natriumsilikaten, Natriumphosphat und Natriumaluminat, und in Form von Na₂O-haltigen Mineralien eingesetzt werden, beispielsweise in Form von Feldspat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Material für die Oberflächendeckschicht 2 bis 10 Gewichtsprozent SiO₂ enthalten, wobei 12 bis 50 Gewichtsprozent der Zusammensetzung ein feines Pulver mit einem Durchmesser unter 74 µ ist. Im allgemeinen nimmt das Ausmaß der linearen Schrumpfung mit der Menge an feinem Pulver in dem spritzbaren Material zu. Wenn jedoch eine relativ hohe lineare Schrumpfung erforderlich ist, wie im Fall der vorliegenden Erfindung, dann kann das Ausmaß der linearen Schrumpfung im Hinblick auf die Handhabbarkeit und die Gesamteigenschaften des spritzbaren Materials nicht mehr allein durch die Teilchengröße der pulverförmigen Komponente eingeregelt werden. Das Ausmaß der linearen Schrumpfung wird daher durch den Zusatz von SiO₂ geregelt, wodurch das Sintern von MgO in der spritzbaren Mischung gefördert wird. Wenn jedoch der Anteil an SiO₂ weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, dann läßt sich nur ein geringfügiger Verbesserungseffekt erwarten. Wenn andererseits mehr als 10 Gewichtsprozent SiO₂ in dem spritzbaren Material vorhanden sind, dann verschlechtert sich die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächendeckschicht in unerwünschtem Ausmaß. Die SiO₂-Komponente kann in Form von Silikaten, wie Alkalisilikaten, als Kieselsäuresand, Kieselsäuremehl oder in Form von Magnesia-Klinker zugesetzt werden, welcher große Mengen an SiO₂ als Verunreinigung enthält. Als Bindemittel kann das spritzbare Material anorganische Verbindungen enthalten, beispielsweise die verschiedensten Zementarten, Phosphate und Silikate, oder man kann auch organische wärmehärtende und selbsthärtende Bindemittel verwenden.
Wenn die Innenauskleidung einer Gießwanne aus einem feuerfesten Material mit hohem Kieselsäuregehalt, aus Schamotte, Aluminiumoxid und/oder Zirkonoxid hergestellt ist, lassen sich darauf die erfindungsgemäßen weiteren Auskleidungsschichten aufbringen, ohne daß eine Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit der Oberflächendeckschicht oder ein unerwünschter Haftungseffekt auftreten. Obwohl manchmal eine sehr schwache chemische Reaktion zwischen dem Material der Zwischenschicht und dem feuerfesten Auskleidungsmaterial benachbart zum Metallgehäuse eintritt, wird durch eine solche Reaktion nicht die Oberflächendeckschicht beeinträchtigt.
Gelegentlich führt eine Reaktion zwischen der feuerfesten Innenauskleidung und der Zwischenschicht dazu, daß etwas von der Zwischenschicht auf der feuerfesten Auskleidung anhaftet. Aber selbst bei einem solchen Anhaften kann die Oberflächendeckschicht auf die Zwischenschicht aufgebracht werden, ohne daß sich die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächendeckschicht und deren Haftungsverhalten nachteilig verändert und der dabei erhaltene Auskleidungsaufbau ist für alle praktischen Zwecke gut brauchbar.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Ausführungsbeispiele
In Tabelle II sind die Zusammensetzungen und physikalischen Eigenschaften von neun Beispielen eines erfindungsgemäßen Aufbaus einer Auskleidung für Gießwannen zusammengestellt und außerdem die entsprechenden Eigenschaften von vier Vergleichsauskleidungen, die dem Stand der Technik entsprechen.
Wie die Ergebnisse von Tabelle II bestätigen, ist das Ausmaß der Erosion der Oberflächendeckschicht bei den erfindungsgemäßen Beispielen sehr gering, unabhängig von der Betriebsdauer während der eine Gießwanne für den kontinuierlichen Stahlguß eingesetzt worden ist, und zum Zeitpunkt der Entfernung von restlichem Stahl und Schlackerückständen wird keine Haftung beobachtet. Der erfindungsgemäße Aufbau einer Auskleidung ermöglicht daher einen sehr wirksamen Betrieb einer Gießwanne.
Im Gegensatz hierzu zeigt der Aufbau von Vergleichsbeispiel 1 eine starke Erosion auf der Oberflächendeckschicht schon nach einer Betriebsdauer von 480 Minuten, und bei den Vergleichsbeispielen 2 bis 4 konnte restlicher Stahl mit Schlackerückständen praktisch nicht entfernt werden, weil eine starke Haftung zwischen der feuerfesten Auskleidung und der Oberflächendeckschicht eingetreten war.

Claims (4)

1. Aufbau einer Auskleidung für die Innenoberfläche einer Gießwanne, insbesondere für Stahlguß, welche in direkter Nachbarschaft zum Metallgehäuse eine Schicht aus einem feuerfesten Material aufweist und außerdem eine Oberflächendeckschicht aus einem mittels Spritzpistole aufbringbaren Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden genannten Schichten eine Zwischenschicht vorgesehen ist, welche 35 bis 65 Gewichtsprozent Al₂O₃ enthält, und daß das Material für die Oberflächendeckschicht 70 bis 90 Gewichtsprozent MgO, 1 bis 20 Gewichtsprozent CaO, 2 bis 10 Gewichtsprozent SiO₂ und/oder 0,2 bis 4 Gewichtsprozent Na₂O enthält.
2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Oberflächendeckschicht 82 bis 86 Gewichtsprozent MgO enthält.
3. Auskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke zwischen 2 und 230 mm aufweist.
4. Auskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächendeckschicht eine Dicke zwischen 5 und 40 mm aufweist.
DE19853506085 1984-02-27 1985-02-21 Aufbau einer auskleidung fuer die innenoberflaeche einer giesswanne, insbesondere fuer stahlguss Granted DE3506085A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59034193A JPS60180978A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 タンデイツシユのライニング構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3506085A1 DE3506085A1 (de) 1985-08-29
DE3506085C2 true DE3506085C2 (de) 1990-06-21

Family

ID=12407334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853506085 Granted DE3506085A1 (de) 1984-02-27 1985-02-21 Aufbau einer auskleidung fuer die innenoberflaeche einer giesswanne, insbesondere fuer stahlguss

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4615953A (de)
JP (1) JPS60180978A (de)
DE (1) DE3506085A1 (de)
FR (1) FR2560183B1 (de)
GB (1) GB2155461B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0723272B2 (ja) * 1987-05-22 1995-03-15 日立金属株式会社 耐食性セラミックス及びその製造方法
US4888313A (en) * 1988-05-05 1989-12-19 Ceramics Process Systems Corporation Refractory ceramics for contact with molten metal
GB9012677D0 (en) * 1990-06-07 1990-08-01 Foseco Int Refractory composition
LU87757A1 (fr) * 1990-06-27 1992-01-15 Daussan Et Compagnie Societe E Procede pour appliquer sur les faces interieures d'un recipient metallurgique un revetement de protection comportant au moins deux couches
US5603759A (en) * 1993-02-11 1997-02-18 Indresco Inc. Stable, cement-bonded, overhead sprayed insulating mixes and resultant linings
US5744413A (en) * 1995-09-25 1998-04-28 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Cryolite resistant refractory liner
JP5347317B2 (ja) * 2008-04-28 2013-11-20 Jfeスチール株式会社 使用済みタンディッシュ耐火物の再使用方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3976823A (en) * 1970-09-08 1976-08-24 Owens-Illinois, Inc. Stress-balanced coating composite for dielectric surface of gas discharge device
JPS55139709A (en) * 1979-04-18 1980-10-31 Fujitsu Ltd Method of fabricating mullite substrate
JPS5732857A (en) * 1980-07-12 1982-02-22 Foseco Trading Ag Tundish
GB2131139B (en) * 1982-12-01 1986-07-09 Foseco Trading Ag Refractory heat-insulating slabs

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6410473B2 (de) 1989-02-21
US4615953A (en) 1986-10-07
JPS60180978A (ja) 1985-09-14
GB2155461B (en) 1988-06-22
GB2155461A (en) 1985-09-25
DE3506085A1 (de) 1985-08-29
GB8504899D0 (en) 1985-03-27
FR2560183A1 (fr) 1985-08-30
FR2560183B1 (fr) 1988-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3243668C2 (de)
EP0193751B1 (de) Verwendung von zementfreien Vibriermassen auf Basis von Aluminiumoxid und/oder Zirkoniumdioxid zur Herstellung von Verschleissteilen
EP0014236B1 (de) Verfahren zur Gütebehandlung von Schleifkorn
DE3506085C2 (de)
EP0781738A1 (de) Grossformatiger Schamottestein, insbesondere Zinnbadbodenstein, und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3439954C2 (de)
DE69108029T2 (de) Ungeformter, feuerfester aluminiumoxid-spinell.
DE2200002C3 (de) Ungebrannte heterogene hochschmelzende Mischung
DE3419199C2 (de)
EP1431259B1 (de) Nichtbasische feuerfeste Masse sowie deren Verwendung
DE69305454T2 (de) Feuerfeste vibrationsmasse
DE2624137A1 (de) Hitzebestaendiges material, insbesondere zur verwendung bei der aufbereitung und dem transport von aluminiumschmelze
EP0243614B1 (de) Feuerfestzusammensetzung und unter Verwendung derselben hergestellter Feuerfeststein
DE2640927C3 (de) Feuerfeste Masse für monolithische Ofenauskleidungen
DE2221996C2 (de) Hochschmelzender glasgerkamischer Werkstoff auf der Basis ZRO↓2↓-Al↓2↓O↓3↓- (SiO↓2↓-CaO-Na↓2↓O) und Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkstoffes in Form eines feuerfesten Zementes
DD210931A1 (de) Hochfeuerfesterzeugnisse mit hoher korrosionsbestaendigkeit gegen metallschmelzen
DE3133572C1 (de) Verfahren zur Zustellung von Elektrostahloefen
AT390250B (de) Hydraulische feuerfest- zement-zusammensetzung
DE3235244C2 (de)
DE69109050T2 (de) Aus aluminiumnitrid gebundenen Körnern, die Bornitrid- oder Graphiteinschlüsse enthalten, bestehende feuerfeste Materialien und Verfahren zu deren Herstellung.
EP0515400B1 (de) Masse zum beschichten einer auskleidung eines metallurgischen schmelzgefässes auf der basis feuerfester oxide
DE1929251B2 (de) Verfahren zum umhuellen von feuerfesten chromerzpartikeln
DE4435411A1 (de) Feuerfeste Zusammensetzung
DE1302877B (de) Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoff- und borhaltigen, hitzenbeständigen Materials
DE3344852C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: B22D 11/10

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee