DE69101269T2 - Feuerfeste Zusammensetzung. - Google Patents
Feuerfeste Zusammensetzung.Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- 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
- Diese Erfindung betrifft feuerfeste Zusammensetzungen zur Zustellung von Gefäßen zum Umgang mit geschmolzenem Metall, z.B. für eine Gießpfanne oder einen Zwiechenbehälter. Sie betrifft insbesondere eine Sollverschleißzustellung auf einer darunterliegenden feuerfesten Dauerzustellung in dem Gefäß, wobei die letztere eine in der Regel aus Metall, z.B. Stahl, bestehende Außenhülle aufweist. Der Einfachheit halber sei die Erfindung anhand der Zustellung für Zwischenbehälter beschrieben, aber es versteht sich von selbst daß sie nicht darauf beschränkt sein soll.
- Es ist schon seit einigen Jahren üblich, Gefäße für den Umgang mit Metallen wie Zwischenbehälter mit einer Sollverschleißzustellung in Form von vorgefertigten Platten oder Tafeln zu versehen. Die Platten oder Tafeln lassen sich unter Vakuum aus einer Aufschlämmung aus einem teilchenförmigen feuerfesten Füllstoff, z.B. kalziniertem Magnesit, mit einem geeigneten Bindemittel, z.B. aus einem Harz, einem geringen Anteil an Fasermaterial, z.B. anorganischer Natur und/oder Papier, sowie Sinterhilfsmitteln herstellen. Solche Zustellungen ergeben gute Isoliereigenschaften, weisen eine zufriedenstellende Feuerfestigkeit auf und ermöglichen den Auftrag der Zustellung in einer gleichmäßigen Dicke.
- Im Hinblick auf Arbeitskostenabbau sind beispielsweise auch andere Systeme entwickelt worden, darunter insbesondere sogenannte "Sprühsysteme" und "Trockenvibriersysteme".
- Beim Sprühsystem wird eine Zusammensetzung, die in der Regel aus einem teilchenförmigen feuerfesten Füllstoff, einem Bindemittel aus Natriumsilikat, einem geringen Anteil an Fasermaterial, Sinterhilfsmitteln, sehr wenig Netzmittel sowie aus bis zu 25, in der Regel 20 bis 25, Gew.-% Wasser besteht, über die Dauerzustellung des Zwischenbehälters gesprüht. So hergestellte Sollverschleißzustellungen besitzen zwar im Vergleich zu vorgefertigten Tafeln den Vorteil geringerer Arbeitskosten und zufriedenstellender Feuerfestigkeit, doch erfordern sie zur Entfernung des verhältnismäßig hohen Wassereinsatzes eine beträchtliche Vorerhitzung des Gefäßes und besitzen keine derart guten Isoliereigenschaften.
- Bei dem Trockenvibriersystem wird ein ähnlicher teilchenförmiger feuerfester Füllstoff mit einem Harzbindemittel sowie einer geringen Menge an Sinterhilfsmittel, z.B. Natriumsilikat, verwendet. In den Zwischenbehälter wird ein Formkörper eingesetzt, wodurch zwischen Formkörper und Zwischenbehälterwänden ein der gewünschten Sollverschleißzustellung entsprechender Hohlraum entsteht. Der Hohlraum wird sodann mit der trockenen Zustellungszusammensetzung ausgefüllt, und der Formkörper wird geschüttelt, damit der Hohlraum richtig ausgefüllt wird. Durch Erhitzen des Formkörpers und des Zwischenbehälters erfolgt sodann das Sintern der Zustellungszusammensetzung, die nach Entfernen des Formkörpers an den Zwischenbahälterwänden haftet. Die auf diese Weise hergestellten Zustellungen weisen eine verhältnismäßig hohe Dichte auf und besitzen daher gegebenenfalls eine höhere Feuerfestigkeit als solche, die nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurden. Ihre Isoliereigenschaften sind nicht besonders gut und zur Lagerung und Bewegung schwerer Formkörper muß mit Kränen gearbeitet werden.
- Andere Systeme sind zwar auch noch vorgeschlagen worden, wie z.B. in der EP-A-0 213 900 beschrieben, doch ist sich der Erfinder des vorliegenden Patents keines anderen Systems bewußt, das sich in der Technik weitgehend durchgesetzt hat. In der EP-A-0 213 900 ist eine Zustellung für ein Gefäß zum Umgang mit Metallen beschrieben, die aus einer schäumbaren wäßrigen Zusammensetzung mit feuerfestem Material sowie einem zementitartigen Bindemittel, Tensid und Schaumbildner hergestellt wird.
- Aus dem oben Gesagten ergibt sich somit, daß alle gegenwärtig im Handel erhältlichen Zustellungssysteme gegeneinander abgewogene Vorteile und Nachteile aufweisen und daher weiterhin Systeme entwickelt werden müssen, die hinsichtlich der Optimierung der Ausgewogenheit der verschiedenen daran beteiligten Faktoren weitere Verbesserungen bringen.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine schäumbare Zustellungszusammensetzung für ein Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall, wobei die Zusammensetzung aus einem teilchenförmigen feuerfesten Füllstoff, einem mit dem Füllstoff reagierenden Bindemittel, einem Schaummittel sowie 5 bis 15 Gew. -% Wasser, bezüglich der Zusammensetzung, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um ein saures Phosphat oder saures Sulfat handelt, das in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-% bezüglich der wasserhaltigen Zusammensetzung enthalten ist.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall, das eine feuerfeste, mit einer geschäumten, abgebundenen, aus der Zusammensetzung des unmittelbar vorangehenden Absatzes gebildeten Zustellung beschichtete Dauerzustellung aufweist.
- Bei dem teilchenförmigen feuerfesten Material handelt es sich vorzugsweise um einen Magnesit, z.B. kalzinierten Magnesit, doch läßt sich auch jeder andere geeignete, feuerfeste Füllstoff einsetzen. Beispielsweise lassen sich Olivin, kalzinierter Dolomit, Kieselsäure, Aluminiumoxid (z.B. kalzinierter Bauxit oder Korund), Chromit, Schamotte, Zirkon, Aluminosilikat oder andere Oxide oder Silikate verwenden. Gegebenenfalls lassen sich auch Mischungen aus diesen Füllstoffen einsetzen. Das Füllmittel ist vorzugsweise in einer Menge von etwa 78 bis 94, vorzugsweise 80 bis 90, Gew.-% bezüglich der wasserhaltigen Zusammensetzung enthalten.
- Als Bindemittel ist Natriumdihydrogenphosphat bevorzugt. Bei reaktionsträgen Füllmitteln können jedoch zur Erleichterung der Reaktion geringe Zusätze an reaktionsfähigem MgO oder CaO zugegeben werden. Zur Erzielung des erforderlichen Abbindegrads kann gegebenenfalls auch ein Sorrel-Zement zum Einsatz kommen.
- Als Schaummittel kommen alle geeigneten anionischen, kationischen oder nichtionischen Tenside in Frage, deren Auswahl für eine bestimmte Zusammensetzung im Kompetenzbereich eines Durchschnittsfachmanns liegt. Vorzugsweise ist dieses in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew. -% bezüglich der wasserhaltigen Zusammen-setzung enthalten.
- Wie oben angegeben, wird Wasser in einer Menge von 5 bis 15 Gew. -% bezüglich der Gesamtzusammensetzung mitverwendet, doch sind 8 bis 12 Gew. -% besonders bevorzugt.
- Die Zusammensetzung kann gegebenenfalls andere Bestandteile enthalten, z.B eine geringe Menge eines Schaumstabilisators sowie anorganische oder organische Fasern. Vorzugsweise werden jedoch keine Papierderivate mitverwendet, weil hierdurch der Wasserbedarf der Zusammensetzung erhöht wird.
- Der Auftrag der schäumbaren Zusammensetzungen der Erfindung auf die Dauerzustellung eines Gefäßes kann nach herkömmlichen Verfahren erfolgen, z.B. durch Aufsprühen in einer oder mehreren Schichten bis zum Erreichen der erforderlichen Schichtdicke, oder durch Extrudieren oder durch Aufspritzen auf die Dauerzusteilung mittels einer Spritzpistole. Bei einer anderen Ausführungsform kann die schäumbare Zusammensetzung um einen geeigneten, sich z.B. in einen Zwischenbehälter befindlichen, Formkörper herumgepumpt werden.
- Anschließend wird die auf getragene geschäumte Zusammensetzung erhitzt und getrocknet, wobei die gewünschte Zustellung entsteht, die zufriedenstellende Haftung auf der Dauerzustellung aufweist.
- Sollverschleißzustellungen der Erfindung weisen gegenuber bisherigen handelsüblichen Zustellungen eine bessere Eigenschaftsoptimierung auf. Sie zeigen hervorragende Isolierung, gute Feuerfestigkeit und erfordern weniger Vorerhitzung des Gefäßes als die gegenwärtigen wäßrigen Systeme. Sie sind verhältnismäßig preiswert und unter geringem Arbeitsaufwand einbaubar. Ihre Dichte kann im Bereich von 0,8 bis 1,5 g/cm³, vorzugsweise von 1,0 bis 1,3 g/cm³ liegen.
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun lediglich beispielhaft beschrieben.
- Eine Mischung aus 83,9% Magnesit, 4% Natriumdihydrogenphosphat, 0,1% Natriumlaurylsulfat als Schaummittels sowie 12% Wasser wurde in einem kontinuierlich arbeitenden Mischer durchmischt und mittels einer Monopumpe zur Wand eines Zwischenbehälters gepumpt, worauf sie in einer Schichtdicke von 30 mm extrudiert und anschließend bei 1100ºC eingebrannt wurde. Die entstehende getrocknete Schicht besaß eine Dichte von 1,1 g/cm³ und zeigte nach 2-stündigem Gießen keine wesentlichen Anzeichen von Abnutzung.
Claims (9)
1. Schäumbare Zustellungszusammensetzung für ein
Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall, wobei die
Zusammensetzung aus einem teilchenförmigen feuerfesten
Füllstoff, einem mit dem Füllstoff reagierenden
Bindemittel, einem Schaummittel sowie 5 bis 15 Gew. -%
Wasser bezüglich der Zusammensetzung besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um ein
saures Phosphat oder saures Sulfat handelt, das in einer
Menge von 1 bis 6 Gew. -% bezüglich der wasserhaltigen
Zusammensetzung enthalten ist.
2. Zusteliungszusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel
um Natriumdihydrogenphosphat handelt.
3. Zustellungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Füllstoff
um kalzinierten Magnesit handeit.
4. Zustellungszusammensetzung nach Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in
einer Menge von 78 bis 94 Gew.-% bezüglich der
wasserhaltigen Zusammensetzung enthalten ist.
5. Zustellungszusammensetzung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Füllstoff einen inerten Füllstoff umfaßt und eine geringe
Menge an MgO oder CaO eingearbeitet ist.
6. Zustellungszusammensetzung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schaummittel in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-%
bezüglich der wasserhaltigen Zusammensetzung enthalten
ist.
7. Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall, das
eine mit einer Sollverschleißzustellung überzogene
feuerfeste Dauerzustellung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sollverschleißzustellung aus der
Zusammensetzung eines der vorhergehenden Ansprüche
hergestellt wird.
8. Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sollverschleißzustellung durch Aufsprühen oder Aufspritzen
aufgetragen wurde.
9. Gefäß zum Umgang mit geschmolzenem Metall nach
Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sollverschleißzustellung eine Dichte von 1,0 bis
1,3 g/cm³ aufweist.
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