DE4142029C2 - Stahlgiesspfanne - Google Patents
StahlgiesspfanneInfo
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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Description
Die Erfindung betrifft Stahlgießpfannen mit einer
feuerfesten Zustellung der Pfannenwand, wobei die Zustellung
aus einem Verschleißfutter, einem Dauerfutter und eventuell
einer rückseitigen wärmeisolierenden Schicht besteht.
Bei Stahlgießpfannen kann das Verschleißfutter sowohl aus
feuerfesten tonerdereichen Steinen als auch aus feuerfesten
basischen Steinen aufgebaut sein, der Aufbau aus feuerfesten
basischen Steinen für ein solches Verschleißfutter ist z. B.
in STEEL & METALS Magazine, Vol. 26, No. 10 (1988), Seiten
850-856, beschrieben.
Die Verwendung eines Verschleißfutters aus feuerfesten
basischen Steinen weist nun den Nachteil auf, daß
geschmolzene Schlacke, wenn sie mit dieser Verschleißschicht
in Berührung kommt, sich wohl infolge der hohen Leitfähigkeit
solcher feuerfester basischer Steine rasch verfestigt, so
daß es zu einem starken Aufbau von fester Schlacke auf
dieser Verschleißschicht kommt, wodurch sich das Volumen
des in einer solchen Stahlgießpfanne aufzunehmenden
flüssigen Stahls bei jedem Gußvorgang stark vermindert, was
zur Folge hat, daß nach etwa 20 Gießvorgängen ein solches
Verschleißfutter aus feuerfesten basischen Steinen als
Folge einer übermäßig starken Herabsetzung der in einer
solchen Stahlgießpfanne aufnehmbaren Menge an geschmolzenem
Stahl erneuert werden muß.
Wenn in einer solchen Stahlgießpfanne das Verschleißfutter
dagegen aus feuerfesten tonerdereichen Steinen aufgebaut
ist, wird ein solches Verschleißfutter von der
Stahlschmelze und insbesondere von der geschmolzenen
Schlacke stark angegriffen, wobei sich die Steine des
Verschleißfutters sehr schnell abnutzen, so daß
beispielsweise nach 15 Güssen eine Erneuerung des
Verschleißfutters erforderlich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Stahlgießpfanne der im Oberbegriff des Anspruchs 1
beschriebenen Art, bei welcher erstens die Anzahl der
möglichen Abgüsse aus dieser Stahlgießpfanne möglichst hoch
ist und zweitens das nutzbare Volumen der Stahlschmelze in
einer solchen Stahlgießpfanne über eine möglichst hohe
Anzahl von Einzelgießvorgängen, z. B. Abstichvorgängen beim
Stahlstrangguß, auf den gewünschten hohen Ausgangswert
gehalten werden kann.
Es wurde nun gefunden, daß durch einen zweischaligen Aufbau
des Verschleißfutters zumindest in dem Bereich, in welchem
das Verschleißfutter mit der Stahlschmelze in Berührung
kommt, eine wesentliche Erhöhung der Anzahl ununterbrochener
Gießvorgängen möglich ist, ohne daß das nutzbare Volumen
der Stahlgießpfanne für geschmolzenen Stahl auf einen aus
wirtschaftlichen Gründen nicht mehr zulässigen Wert absinkt.
Zur Lösung der genannten Aufgabe dient daher die
Stahlgießpfanne der genannten Art, welche dadurch
gekennzeichnet ist, daß wenigstens im Bereich der
Stahlschmelze das Verschleißfutter eine Schicht aus
feuerfesten tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite
und eine Schicht aus feuerfesten basischen Steinen zwischen
Dauerfutter und der Schicht aus feuerfesten tonerdereichen
Steinen umfaßt.
Vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen
Stahlgießpfanne sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 näher
beschrieben.
Das Verschleißfutter der erfindungsgemäßen Stahlgießpfanne
weist an der Pfanneninnenseite, d. h. in Kontakt mit dem
geschmolzenen Stahl, eine Schicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen auf. Obwohl solche feuerfesten
tonerdereichen Steine keine besonders guten
Verschleißeigenschaften haben, halten diese doch eine Reihe
der anfänglichen Gießvorgänge aus. Wenn diese innenliegende
Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen abgenutzt ist, kommt der flüssige
Stahl bei den darauffolgenden, späteren Gießvorgängen mit
der Schicht aus feuerfesten basischen Steinen des
Verschleißfutters in Kontakt. Hierbei baut sich zwar auf
dieser Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten
basischen Steinen relativ stark verfestigte Schlacke auf, so
daß das Volumen der Stahlgießpfanne, welches zur Aufnahme
von geschmolzenem Stahl zur Verfügung steht, verkleinert
wird, jedoch ist dieses Volumen durch den Verschleiß der
Schicht des Verschleißfutters aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen gegenüber dem Anfangszustand bzw.
Startzustand einer neu zugestellten Stahlgießpfanne so
vergrößert, daß eine ganze Anzahl von weiteren
Gießvorgängen durchgeführt werden kann, bis das
Aufnahmevolumen der Stahlgießpfanne für geschmolzenen Stahl
als Folge des Schlackenaufbaus zu gering geworden ist.
Versuche haben beispielsweise gezeigt, daß bei Verwendung
einer Stahlgießpfanne mit einem Verschleißfutter, das nur
aus feuerfesten basischen Steinen besteht, der Schlackenaufbau
nach etwa 10 bis 15 Gießvorgängen so stark geworden ist,
daß die anfängliche Aufnahmekapazität der Gießpfanne von
120 Tonnen so stark herabgesetzt war, daß der Betrieb der
Pfanne unterbrochen und das Verschleißfutter aus feuerfesten
basischen Steinen erneuert werden mußte.
Bei Verwendung einer Verschleißschicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen in einer vergleichbaren
Stahlgießpfanne erfolgte ein sehr schneller Angriff der
Schlacke auf diese Steine und nach 20 Gießvorgängen war die
Stärke dieser Verschleißschicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen nicht mehr ausreichend, und das
Verschleißfutter mußte erneuert werden.
Demgegenüber wurde bei einer erfindungsgemäßen
Stahlgießpfanne, welche ein Verschleißfutter mit
vergleichbarer üblicher Dicke, bestehend aus einer an der
Pfanneninnenseite angebrachten Schicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen mit einer Stärke von etwa 70 mm und
einer nach der Pfannenaußenseite angrenzenden Schicht aus
feuerfesten basischen Steinen mit einer Stärke von etwa
120 mm gefunden, daß die Schicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite zwar nach
etwa 15 Güssen fast ganz verschwunden war und der Stahl und
insbesondere die Schlacke dann mit der Schicht aus
feuerfesten basischen Steinen in Berührung kam und sich auf
dieser Schicht aus feuerfesten basischen Steinen auch
aufbaute. Da jedoch der Rauminhalt der Pfanne durch das
Verschwinden der Schicht aus feuerfesten tonerdereichen
Steinen größer geworden war, konnten eine erhebliche Anzahl
von weiteren Gießvorgängen durchgeführt werden, bis die
Pfanne nur mehr die ursprüngliche Aufnahmekapazität von
120 Tonnen Stahl wieder erreicht hatte. Im vorliegenden Fall
konnten etwa 40 Gießvorgänge durchgeführt werden.
Gemäß der Erfindung werden als feuerfeste tonerdereiche
Steine bevorzugt feuerfeste Bauxitsteine mit einem
Aluminiumoxidgehalt von wenigstens 80% eingesetzt.
Ebenfalls ist es jedoch auch möglich, Schamottesteine,
ebenfalls mit möglichst hohem Aluminiumoxidgehalt, zu
verwenden. Solche Feuerfestmaterialien werden auch als
"saure" Materialien bezeichnet.
Gemäß der Erfindung werden als feuerfeste basische Steine
des Verschleißfutters vorteilhafterweise Magnesiasteine
oder insbesondere gebrannte Dolomitsteine verwendet, da
Dolomitsteine kostengünstiger sind und eine höhere
Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Gemäß der Erfindung kann das Verschleißfutter in der
gesamten Höhe der Gießpfanne aus den Schichten zweier
unterschiedlicher Feuerfeststeine, nämlich tonerdereichen
Steinen auf der Pfanneninnenseite und angrenzenden basischen
Steinen nach der Pfannenaußenseite, aufgebaut sein, gemäß
einer vorteilhaften Ausführungsform wird jedoch der Bereich
des Verschleißfutters, welcher nicht mit geschmolzenem
Stahl, sondern nur mit geschmolzener Schlacke in Berührung
kommt, nur aus aus einem Material bestehenden Steinen aus
basischen feuerfesten Steinen aufgebaut. Ein starker Aufbau
von Schlacke auf dieser Schicht aus basischen feuerfesten
Steinen ist unerheblich, da dieser Schlackenaufbau das
Volumen, was bei maximaler Füllung der Pfanne mit
geschmolzenem Stahl für diesen geschmolzenen Stahl zur
Verfügung steht, nicht oder nur unwesentlich verändert.
Bei dieser Ausführungsform, bei welcher das
Verschleißfutter im Bereich der geschmolzenen Schlacke nur
aus basischen feuerfesten Steinen besteht, wird dieses
Verschleißfutter vorteilhafterweise aus feuerfesten
Dolomitsteinen aufgebaut.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dieses
Verschleißfutter im Bereich der geschmolzenen Schlacke,
welches aus feuerfesten basischen Steinen besteht, jedoch im
unteren Teil, d. h. angrenzend an das Verschleißfutter des
Bereichs der Stahlschmelze, aus wenigstens einer Lage
feuerfesten Magnesiasteinen aufgebaut, während darüberliegend
nach der Pfannenoberseite das Verschleißfutter, welches mit
geschmolzener Schlacke in Berührung kommt, wie zuvor aus
feuerfesten Dolomitsteinen aufgebaut ist.
Bei der Durchführung der Erfindung werden die Steine der
Verschleißschicht mit geeigneten Mörteln verlegt, z. B.
tonerdereiche Mörtel im Fall der feuerfesten tonerdereichen
Steine, und basische, chromerzhaltige Mörtel für die
feuerfesten basischen Steine. Ebenfalls ist es möglich, in
bekannter Weise dünne Schichten aus Feuerfestmassen zwischen
den einzelnen Steinschichten anzubringen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnung näher
erläutert; in der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht der allgemeinen
Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine senkrechte Schnittansicht der bevorzugten
Ausführungsform, bei welcher im Schlackenbereich
ein aus einer Schicht bestehendes
Verschleißfutter vorhanden ist.
In den Fig. 1 und 2 bedeuten die Bezugsziffern 1 bis 7
jeweils gleiche Bauteile der Gießpfanne. Mit 1 ist der
Blechmantel der Gießpfanne bezeichnet, 2 stellt die
Wärmeisolierschicht dar, 3 ist das Dauerfutter, welches
beispielsweise aus einem hochtonerdehaltigen Material
bestehen kann.
Mit 4 und 5 ist das Verschleißfutter dargestellt, wobei
dieses die nach der Pfannenaußenseite gerichtete Schicht 4
aus feuerfesten basischen Steinen sowie die nach der
Pfanneninnenseite gerichtete Schicht 5 aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen umfaßt.
Mit 6 ist der Pfannenboden dargestellt, dessen Aufbau nicht
im einzelnen dargestellt ist und 7 bedeutet die Öffnung zum
Einsetzen eines Verschlusses zum Abgießen, beispielsweise
eines Schieberverschlusses.
In der Fig. 1 reichen die einzelnen Schichten der
Zustellung 2 bis 5 bis zur oberen Kantenabdeckung 10 der
Gießpfanne.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der
Stahlgießpfanne gemäß der Erfindung wiedergegeben, bei der
die beiden Schichten 4 und 5, welche das Verschleißfutter
bilden, nicht bis zur oberen Kantenabdeckung 10 reichen,
sondern im Bereich des Maximalniveaus der in die
Stahlgießpfanne einzufüllenden Stahlschmelze enden. An
diese beiden Schichten 4 und 5 des Verschleißfutters im
Bereich der Stahlschmelze schließt sich zunächst eine Lage
8 aus feuerfesten Magnesiasteinen ein, wobei die Höhe dieser
Magnesiasteine, d. h. der Schicht 8, üblicherweise im Bereich
von 10 bis 20 cm liegt. Oberhalb dieser Lage 8 aus
Magnesiasteinen besteht das restliche Verschleißfutter aus
feuerfesten Dolomitsteinen. Die beiden Schichten 8 und 9
befinden sich dabei in einem Bereich, der lediglich mit
geschmolzener Schlacke in Berührung kommt, während der
untere Abschnitt der Gießpfanne im Bereich der Schichten 4
und 5 im gefüllten Zustand der Stahlgießpfanne nur mit
Stahl in Berührung kommt, beim Gießvorgang durch das
Absenken der Stahlschmelze dann auch in Berührung mit
Schlacke kommt.
Claims (7)
1. Stahlgießpfanne mit feuerfester Zustellung der
Pfannenwand, wobei die Zustellung aus einem
Verschleißfutter, einem Dauerfutter und eventuell
einer rückseitigen wärmeisolierenden Schicht besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens im Bereich der Stahlschmelze das
Verschleißfutter eine Schicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite und
eine Schicht aus feuerfesten basischen Steinen zwischen
Dauerfutter und der Schicht aus feuerfesten
tonerdereichen Steinen umfaßt.
2. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die feuerfesten tonerdereichen Steine des
Verschleißfutters feuerfeste Bauxitsteine ( 80%
Al2O3) sind.
3. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die feuerfesten basischen Steine des
Verschleißfutters Magnesiasteine sind.
4. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die feuerfesten basischen Steine des
Verschleißfutters Dolomitsteine sind.
5. Stahlgießpfanne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verschleißfutter im Bereich der Stahlschmelze
die Schicht feuerfester tonerdereicher Steine und die
Schicht feuerfester basischer Steine und im
darüberliegenden Bereich der geschmolzenen Schlacke
eine Schicht aus basischen feuerfesten Steinen
angeordnet ist.
6. Stahlgießpfanne nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der geschmolzenen Schlacke die
basischen feuerfesten Steine des Verschleißfutters
feuerfeste Dolomitsteine sind.
7. Stahlgießpfanne nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der geschmolzenen Schlacke angrenzend
an das Verschleißfutter des Stahlschmelzenbereichs
eine Lage feuerfester Magnesiasteine vorhanden ist.
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