Stahlgiesspfanne

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Stahlgiesspfanne mit feuerfester Zustellung der Pfannenwand (1), wobei die Zustellung aus einem Verschleissfutter (4, 5), einem Dauerfutter (3) und eventuell einer rückseitigen wärmeisolierenden Schicht (2) besteht.
Gemäß der Erfindung ist das Verschleissfutter wenigstens im Bereich der Stahlschmelze aus einer Schicht (5) aus feuerfesten tonerdereichen Steinen an der Pfanneninnenseite und einer Schicht (4) aus feuerfesten basischen Steinen zwischen Dauerfutter (3) und der Schicht (5) aus feuerfesten tonerdereichen Steinen aufgebaut.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] Vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stahlgiesspfanne sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 näher beschrieben.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung stellen dar:

Figur 1

eine senkrechte Schnittansicht der allgemeinen Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Figur 2

eine senkrechte Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher im Schlackenbereich ein aus einer Schicht bestehendes Verschleissfutter vorhanden ist.

[0021] In den Figuren 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] In der Figur 1 reichen die einzelnen Schichten der Zustellung 2 bis 5 bis zur oberen Kantenabdeckung 10 der Giesspfanne.

[0025] In Figur 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung