DE6918993U - Feuerfestes mundstueck fuer gusspfannen. - Google Patents
Feuerfestes mundstueck fuer gusspfannen.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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Landscapes
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
Diplom-Physiker
Dr. Walter Andrejewski
, , . Diplom-Ingenieur
Anwaltsakte: 32 620/Jn Dr.|ng% Manfred Honke
Gebrauchsmusteranmeldung
J. & J. DYSON LIMITED
Griffs Works, Stannington,
Sheffield / -England-
J. & J. DYSON LIMITED
Griffs Works, Stannington,
Sheffield / -England-
Essen, den 9. Mai I969
HINWEIS: Dim« Unterlage (Beschreibung und Sdiutzanspr.) ist die zuletzt eingereichte; sie weicht von der Wortfcmung der
ursprünglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche Bedeutung der Abweichung ist nicht geprüft. Die ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich in den Arntsakten. Sie kennen jederzeit ohne Nachweis eines rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder .Filmnegative zu den üblichen Preisen geliefert.
G OU (4.i9) Deutschet Patentamt, G.braudismtistorttella
"Feuerfestes Mundstück für Gußpfannen"
Gegenstand der Erfindung ist ein feuerfestes Mundstück für Gußpfannen, bestehend aus einem in die Ausgußöffnung einsetzbaren
Formkörper mit einer sich am einen Ende als Sitz für den feuerfesten Verschlußstopfen erweiternden Längsbohrung.
Zur Steuerung des Flusses der Metallschmelze werden diese Verschlußstopfen mehr oder weniger von ihrem Sitz im Mundstück
abgehoben bzw. gegen den Sitz gepreßt, um den Ausfluß zu stoppen.
Je nachdem wie weit der Verschlußstopfen angehoben wird, fließt
die Metallschmelze durch die Erweiterung in die Hauptlänge der Bohrung entweder über den vollen Querschnitt dieses erweiterten
Endes oder über einen Kreisring zwischen dieser sich erweiternden Wandung des Mundstücks und.dem konischen Ende des
Verschlußstopfens. Die Oberfläche der gesamten Bohrung ist der erosiven Einwirkung der Schmelze ausgesetzt und der Verschleiß
erfolgtprogressiv während des Leerlaufens der Gußpfanne. Das
Ausmaß dieser Abnutzung bezw. der Erosion gleicht im gewissen Umfange die fallende Höhe der Schmelze in der Gußpfanne aus und
begünstigt insofern das während des Leerlaufens der Gußpfanne erwünschte Konstanthalten des Schmelzstromes.
Je nach der Zusammensetzung der Schmelze und der Temperatur schwankt jedoch die Erosionswirkung innerhalb weiter Grenzen,
was insbesondere bei Stählen der Fall ist. Während daher ein Mundstück aus feuerfestem Ton bei Stählen mit geringer Ero-<
sionswirkung eine durchaus ausreichende Steuerung ergibt, müssen feuerfestere Stoffe für derartige Mundstücke verwendet
werden, um bei stärker erosiven Stählen das Ausmaß der Abnutzung zu steuern, beispielsweise bei Stählen mit niedrigem
™ Kohlenstoff- und hohem Sauerstoffgehalt und Stählen, welche
beträchtliche Mengen an Mangan enthalten. Die Verwendung derartiger anderer Werkstoffe bringt jedoch verschiedene Nachteile
mit sich.
Magnesit-Mundstücke, gebrannt oder ungebrannt (chemisch gebunden),
widerstehen wohl der Erosion, zeigen indessen eigentlich keine Abnutzung bei den meisten aänlen, so daß bei sich leerender
Gußpfanne die Gießgeschwindigkeit durchaus nachteilig ab-
sinken kann. Wenn auch eine langsame Abnutzung bei Mundstücken,
welche für kontinuierliche Gießvorgänge verwendet werden, j
durchaus noch nicht nachteilig zu sein braucht, so kann doch !
die hohe Wärmeaufnahmefähigkeit und Leitfähigkeit von Magnesit >
sowohl beim Gießen aus einer Gußpfanne wie beim kontinuierlichen i
Gießvorgang ein Abkühlen der Schmelze innerhalb der Bohrung
eines vollkommen aus Magnesit bestehenden Mundstückes während ;
des Gießvorganges ergeben und infolgedessen einen stetigen Aus-
fluß beeinträchtigen. I
Eine Begrenzung der an und für sich durchaus erwünschten pro- ■
gressiven Vergrößerung des effektiven Querschnitts der Bohrung j
ergibt sich auch aus den verschleißfesten Eigenschaften von j
Magnesit, welches als Teil eines Mundstückes eingebracht wird, >
die aus zwei oder mehr vorgeformten Teilen verschiedener Stoffe ί
zusammengeklebt werden, wobei eventuell Nut- und Zapfenverbin- I
düngen zwischen diesen Teilen vorgesehen werden. Das Zusammen- !
kleben der Teile erfordert jedoch einen zusätzlichen Herstel- \
lungsschritt, wobei außerdem die Gefahr besteht, daß ein Riß f
offen bleibt, in welchen die flüssige Schmelze eindringen kann. ;
Um den vorgenannten Nachteil der hohen WärmeaufnahmefShigkeit j
und -leitfähigkeit von Magnesit zu beheben, ließe sich dieses
Material in Form eines vorgeformten Putters, welches den größten
Teil der Länge der Längsbohrung des Mundstückes vom unteren Ende
her einnimmt, verwenden, doch selbst in diesem Fall ist die
Material in Form eines vorgeformten Putters, welches den größten
Teil der Länge der Längsbohrung des Mundstückes vom unteren Ende
her einnimmt, verwenden, doch selbst in diesem Fall ist die
Dicke eines derartigen Futters, welches auf alle Fälle außen ko- j
nisch ausgebildet werden muß, um in eine entsprechend konische j
Bohrung des Haupteinlasses des Mundstückes eingeschoben werden !
zu können, begrenzt. Selbst wenn man ein derartiges vorgeformtes j
Futter in den Hauptkörper einklebt, ist es immer noch schwierig
zu gewährleisten« daß die Verbindung zwischen beiden vollkommen
ausgefüllt ist« so daß kein Metall zwischen das Putter
und den Hauptkörper des Mundstückes eindringen kann. Ein konisches vorgeformtes Futter besitzt zwangsläufig selbst an
seinem dünnsten Ende noch eine derartige Wandstärke, daß der sich durch die thermische Aufnahme- und Leitfähigkeit des
Magnesits ergebende Nachteil in Erscheinung tritt, was am dicke-! ren Ende des Putters noch stärker der Fall ist.
Diese verschiedenen Nachteile, welche im Zusammenhang mit Magnesit
erläutert wurden und sich als Begleitumstand bei der Verwendung von wesentlich widerstandsfähigeren Stoffen als Ton srgeben,
ergeben sich auch mit derartigen anderen Stoffen wie den verschiedenen in starkem Maße Tonerde enthaltenden Mischungen,
welche zwischen 45 und 100# A1p°3 enthalten mit oder ohne
Zusatz von Kohlenstoff oder Graphit, oder auch Mischungen, welche Chromerz und Magnesit, Zirkonsilikat oder Zirkonerde
enthalten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mundstück der vorgenannten Art in der Weise auszubilden, daß die aufgezeigten
Nachteile ausgeschaltet werden, ohne dabei die Herstellung zu komplizieren bzw. die Kasten zu erhöhen.
Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßes Mundstück dadurch, daß
der Formkörper aus mehreren Teilen unterschiedlichen Materials und unterschiedlicher Verschleißfestigkeit besteht und alle
Teile derart zusammengefonnt sind, daß sie an ihren Berührungsflächen
fest miteinander verbunden sind.
Um diese gewünschte innige Bindung zwischen den unterschiedlichen Materialien an ihren Berührungsflächen zu erreichen,
werden die das Mundstück in seiner Gesamtheit ergebenden Materialien in ein und derselben Form zur endgültigen Form zusammengepreßt.
Da der Formdruck gleichmäßig auf den gesamten Inhalt der Form verteilt wird und dabei den gesamten Inhalt verdichtet,
ergibt sich zwischen den einander berührenden Teilchen >¥ der verschiedenen Materialien eine innige Verbindung in der
gleichen Weise wie zwischen den einzelnen Teilchen in Jeder der beiden verschiedenen Massen.
Das gesamte sich erweiternde Verschlußende des Mundstückes wird dabei durch den obersten Teil der unterschiedlichen Materialien
gebildet, der auch den oberen Teil der Ausflußbohrung bilden kann, sich sogar vorzugsweise bis etwa zur halben Höhe der
Bohrung nach unten erstreckt.
In seiner einfachsten Form besteht ein erfindungsgemäßes Mundstück
aus nur zwei Teilen aus unterschiedlichem Material. Dabei kann die Berührungsfläche beider Teile eben sein oder auch abgesetzt,
so daß sich eine Art Zapfenverbindung ergibt. Auch ein konischer Verlauf dieser Berührungsfläche ist denkbar. Dabei
kann der obere Teil aus Magnesit und der untere Teil aus Ton oder Tonerde bestehen, oder auch der obere Teil aus Tonerde und
der untere Teil aus Ton, Andererseits sind auch andere Materialkombinationen mit relativ höherer und niedrigerer Verschleißfestigkeit
verwendbar, und eine Anzahl bevorzugter Materialien, die zur Verfügung stehen, werden später aufgeführt werden.
Außerdem kann ein Mundstück aber auch derart hergestellt werden, daß es aus mehr als zwei Materialien besteht und eine quer durch
das Mundstück verlaufende Berührungsfläche zwischen jeweils zwei
verschiedenartigen Materialien ausgebildet ist, wobei beispielsweise ein Zwischenteil zwei bei der Temperatur der Metallschmelze
chemisch unverträgliche Teile trennt und aus einem bei derartigen Temperaturen mit keinem der anliegenden Teile reagierenden
Material besteht. Zu diesem Zweck braucht das Zwischenteil lediglich als relativ dünner Streifen oder als relativ dünne
Zwischenschicht ausgebildet zu werden.
Die Erfindung ermöglicht es infolgedessen, bei einem Mundstück von praktisoh nahtloser Ausbildung ohne jegliche Risse, in welche
die flüssige Metallschmelze eindringen könnte, eine große Anzahl von Kombinationen aus zwei oder mehr feuerfesten Materialien
zu verwenden, welche für irgendeinen speziellen Betriebsfall besonders geeignet erscheinen. Ein derartig zusammengeformtes
Mundstück kann vor der Verwendung gebrannt werden. Andererseits und vorzugsweise können seine Einzelteile auch chemisch
gebunden werden, wobei nicht unbedingt das gleiche Bindemittel für jeden Bestandteil erforderlich ist- Geeignete feuerfeste
Stoffe zur Verwendung in den verschiedenen Kombinationen, welche später im einzelnen erläutert werden sollen, sind folgende
Mischungen, bei denen die geeigneten chemischen Bindemittel angegeben werden:
Ton:
Mischungen mit einem Tonerdegehalt von 20-45 Gew.-%, welche im
wesentlichen aus gebranntem Ton oder Schamott und eventuell einem kleineren Anteil an plastischem Ton bestehen. Bindemittel
sind: Natriumsilikat, organische Polymere, Phosphorsäure und Phosphat.
- 7 Magnesit;
Mischlingen aus natürlichem oder synthetischem Magnesit mit 85-IOO Gew.-% MgO. Bindemittel im allgemeinen wie für basische
feuerfeste Stoffe, beispielsweise Sulphat, Chloride, Phosphate, Chromate und Natriumsilikat.
Tonerde:
Aluminium-Silikatmischungen einschließlich synthetischem Mullit entweder gesintert oder gebrannt mit 45-100 Gew. -% Al0O-^ und
eventuell etwas Kohlenstoff oder Graphit. Bindemittel: Natriumsilikat, anorganische Polymere, Phosphorsäure und Phosphate.
Mischungen mit Magnesit und Chromerz oder Magnesit und einem Spinell-bildenden Oxyd, wobei der Magnesitgehalt 5-99 Gew.-%
beträgt und möglicherweise bis zu 5$ plastischer Ton beigefügt
ist. Bindemittel: im allgemeinen wie für basische feuerfeste Stoffe, d.h. Sulphate, Chloride, Phosphate, anorganische Polymere
und Natriumsilikat.
Zircon:
Mischungen aus im wesentlichen Zirconsilikat, eventuell einem kleinen Anteil an gebranntem oder plastischem Ton. Bindemittel!
Natriumsilikat, anorganische Polymere, Phosphorsäure und Phosphate.
- 7a Zirconerde:
Mischungen aus im wesentlichen Ziroonoxyd, bereits gesintert
oder noch nicht, und möglicherweise Hafniumoxyd (HfOp), welches
normalerweise ein Bestandteil von handelsüblicher Zirconerde ist bis zu 10 Gew.-% an Oxyden der Gruppe 2 der periodischen
Tabelle oder reinen Eroxyden, und eventuell einem kleinen Anteil
an plastischer Tonerde. Bindemittel: Natriumsilikat« anorganische Polymere, Phosphorsäure und Phosphate.
Mischungen mit 75 Gew.-# oder mehr SiO0, beispielsweise natür- ■
lieh vorkommende siliziumhaltige Tone oder synthetische Mischungen
aus Ton und Kieselerde einschließlich Sand, gemahlenem Quarzit und gemahlenem Silikatstein. Bindemittel: Natriumsilikat,
anorganische Polymere, Phosphorsäure und Phosphate.
- 8 Forsterit;
Wie bei den vorgenannten Magnesit/Chrom-Mischungen, wobei Porsterit (2MgO SiO2) das Magnesit ersetzt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einiger in der beiliegenden Zeichnung Im Längsschnitt dargestellter AusfUhrungsbeispiele
im einzelnen erläutert; es zeigen:
Figur 1=4 vier verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen
Mundstückes in typischer konischer Außenform mit am unteren Ende angeformtem Zapfen
zum Einsetzen in die Bodenausfütterung einer Gußpfanne
.
Wenn auch in den Figuren der Verlauf der Berührungsfläche zwischen
den aus verschiedenem Material bestehenden Teilen in vollen Linien eingezeichnet ist, so ist eine Trennung längs
dieser Linie doch nicht möglich, da die unterschiedlichen Mischungen beim Formvorgang in ein und derselben Form susammengeformt
und -verdichtet werden.
Das in Figur 1 dargestellte Mundstück besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2 mit zapfenförmigem unterem Ansatz
3, mittels welchem es in das Bodenfutter 4 eines Gußpfannenfutters
5 eingefügt wird. Die Berührungsfläche 6 beider Teile verläuft eben. Das Oberteil 1 bildet das gesamte sich erweiternde
Versehlußende 7 und einen Teil der Längsbohrung 8, deren Rest sich im Unterteil 2 fortsetzt.
Bei den Ausbildungen nach Figur 2 und 3 verläuft die Berührungsfläche
6 zwischen den beiden Teilen 1 und 2 abgesetzt, so daß sich eine Art Zapfenverbindung ergibt, bzw. konisch zum unteren
Ende.
Bei der Ausführung nach Figur 4 handelt es sich um ein aus drei Teilen unterschiedlicher Zusammensetzung bestehendes Mundstück,
wobei zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 eine relativ dünne Zwischenlage 9 eingeformt ist. Die sich dabei ergebenden
BerUhrungs- oder Grenzflächen 10 zwischen dem Teil 1 und der Zwischenlage 9 sowie 11 zwischen dem Teil 2 und der Zwischenlage
9 verlaufen in der gleichen Weise wie in Figur 2 konisch nach unten.
Eine derartige Verbundkonstruktion des Mundstückes bedingt naturgemäß
eine stufenweise Herstellung. Während zur Herstellung eines insofern völlig homogenen Mundstückes, als es aus einer
einzigen Materialmischung besteht, eine die Außenfläche bildende Außenform, eine den Boden mit dem zapfenförmigen Ansatz ausbildende
Ringform und ein die Längsbohrung mit dem sich erweiternden Verschlußende ausbildender Dorn genügt, verwendet man
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Mundstückes mehrere Dorne nacheinander.
Dabei formt der erste Dorn das Unterteil aus einer in die Außenform
eingefüllten Charge bis zur Grenzfläche 6 und der zweite Dorn (bei der Ausbildung nach Figur 1-3) den Rest der Bohrung
8 mit dem sich erweiternden Verschlußende 7 nach dem Einfüllen der Restcharge. Für die Ausführung nach Figur 4 wird außerdem
ein weiterer Dorn zur Ausbildung der Zwischenlage 9 benötigt.
Ansprüche;
Claims (11)
1. Feuerfestes Mundstück für Gußpfannen, bestehend aus einem in die Ausgußöffnung einsetzbaren Formkörper mit einer sich
am einen Ende als Sitz für den Verschlußstopfen erweiternden Längsbohrung, dadurch gekennzeichnet, daQ der Formkörper aus
mehreren Teilen (l, 2, 9) unterschiedlichen Materials und unterschiedlicher
Verschleißfestigkeit besteht und alle Teile derart zusammengeformt sind, daß sie an ihren Berührungsflächen (6, 10.
11) fest miteinander verbunden sind.
2. Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste, den gesamten Verschlußsitz (7) bildende Teil (l)
gleichzeitig den oberen Teil der LMngsbohrung (8) ausbildet.
3. Mundstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es lediglich aus zwei verschiedenartigen Materialien besteht.
4. Mundstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (6) zwischen den beiden Materialien (l, 2) eben
5. Mundstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Berührungsfläche (6) zwischen den beiden Materialien (l, 2) abgesetzt ist und eine Zapfenverbindung ergibt.
6. Mundstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (6) zwischen den beiden Materialien (l, 2)
konisch verläuft.
Patentanwälte Dr. W. Andregewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger StraBe
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7. Mundstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
da3 es aus mehr als zwei Materialien (l, 2, 9) besteht und
eine quer durch das Mundstück verlaufende Berührungsfläche
(10, 11) zwischen Jeweils zwei verschiedenartigen Materialien (lj 9 bzw. 9, 2) ausgebildet ist«.
8. Mundstück nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein
Zwischenteil (9) zwei bei der Temperatur der Metallschmelze
chemisch unverträgliche Teile (1, 2) trennt und aus einem bei derartigen Temperaturen mit keinem der anliegenden Teile reagierenden Material besteht.
9. Mundstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenteil (9) aus einem relativ dünnen Streifen oder einer relativen dünnen Zwischenlage besteht.
10. Mundstück nach einem der Ansprüche 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile (l, 2, 9) chemisch gebunden
sind.
11. Mundstück nach einem der Ansprüche 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Formvorgang- gebrannt ist.
PAe Dr.Andrejewski;, Dr.Honke
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