Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer monolithischen feuerfesten Auskleidung von Stahlgießpfannen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten monolithischen Auskleidung von Wand und Boden einer Pfanne zum Vergießen und Behandeln von Stahl oder ähnlichen metallurgischen Gefäßen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Üblicherweise besteht der Aufbau der feuerfesten Auskleidung von metallurgischen Gefäßen aus Dauerfutter und Arbeitsfutter. Als Dauerfutter werden üblicherweise Schamottesteine oder Isoliersteine in einer oder mehreren Lagen auf den Stahlmantel des Gefäßes innen aufgebracht. Darauf wird das Arbeitsfutter aufgebracht, das später mit der Stahlschmelze in Berührung steht und durch Erosion, insbesondere bei Bewegung des Metallbades, sowie durch chemischen Angriff, insbesondere durch die auf der Stahlschmelze schwimmende Schlacke, abgetragen wird.

Das Arbeitsfutter kann mit feuerfesten Steinen gemauert werden oder als feuerfeste Masse eingebracht werden, die zu einer monolithischen Schicht erstarrt. Kombinationen dieser beiden Zustellungsarten sind ebenfalls möglich.

Bei Betrachtung der Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung sowohl der Materialkosten und der Haltbarkeiten, wie auch der Zustellzeiten und der Anforderungen an das Personal erweist sich die monolithische Zustellung häufig als günstiger gegenüber der gemauerten Zustellung. Da in der Regel der Verschleiß in verschiedenen Wand- und Bodenbereichen der Pfanne unterschiedlich ist, wird häufig die Zustellung in Zonen aufgeteilt, die unterschiedliche Stärken des

Arbeitsfutters und/oder unterschiedlich resistente Feuerfestsorten aufweisen.

Das Arbeitsfutter wird nach mehrmaligem Befüllen und Entleeren der Pfanne entweder am Ende der Pfannenreise vollständig ausgebrochen und erneuert oder bei nur teilweisem voreilendem Verschleiß in den betroffenen Zonen repariert. Der Boden verschleißt häufig schneller als die Wand, insbesondere im Bereich des Gießstrahlaufpralls und in der Umgebung von Spülsteinen. Dann muß das Bodenfutter während einer Pfannenreise mehrmals ausgebrochen und erneuert werden.

Bekannt ist ein Zustellverfahren, bei dem das Arbeitsfutter von Stahlgießpfannen mit feuerfestem Beton zugestellt wird. Dafür ist eine Schablone erforderlich, die die Innenkontur des fertig betonierten Arbeitsfutters vorgibt. Die Masse wird in den Spalt zwischen Dauerfutter und Schablone gegossen. Um Arbeitszeit zu sparen und die Verfügbarkeit der Pfannen zu erhöhen, kann der Boden und das Wandfutter in einem Arbeitsgang betoniert werden. Auf diese Weise bilden Boden und Wand ein einziges monolithisches Futter.

Zur Durchführung des Gießvorganges werden üblicherweise Mischer, Pumpen sowie Innenrüttler eingesetzt. Das Vergießen über die Dauer von beispielsweise drei Stunden muß kontinuierlich durchgeführt werden, um mögliche Aushärtungen im Oberflächenbereich zu vermeiden. Durch die Vibratoren soll die Bildung von Hohlstellen und Lunkern verhindert werden, um eine gute Verdichtung zu erzielen. Wenn die Masse beispielsweise nach 24 Stunden abgebunden hat, kann die Schablone wieder herausgezogen werden.

Bei monolithischer Zustellung von Wand und Boden hat sich als nachteilig herausgestellt, daß bei voreilendem Verschleiß im Boden beim Ausbrechen des restlichen Bodenfutters meistens

der untere Teil des sonst noch intakten Wandfutters beschädigt wird, weil Boden- und Wandfutter ein Monolith sind. Dies kann dazu führen, daß ein großer Teil des Wandfutters vorzeitig ausgebrochen werden muß.

Um die Schwierigkeiten beim Ausbrechen des Bodens zu vermeiden, kann man auch so verfahren, daß mit einer bis auf das Dauerfutter des Bodens reichenden Schablone in einem ersten Arbeitsgang nur die Wand zugestellt wird. Nach dem Abbinden der Gießmasse und anschließendem Ziehen der Schablone wird der Boden in einem zweiten Arbeitsgang gegossen. Dadurch ergibt sich beim späteren Ausbruch des Bodens eine Sollbruchkante, welche Beschädigungen im Wandbereich verhindert. Nachteilig ist, daß danach für den Boden der Abbindevorgang noch einmal abgewartet werden muß, bevor die Pfanne wieder in Betrieb gehen kann, so daß die Zustellzeit sich insgesamt fast verdoppelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einer monolithisch zugestellten Stahlgieß- und Behandlungspfanne das Bodenfutter so zuzustellen, daß ein Ausbrechen des Bodenfutters zwischen dem Wandfutter ohne Beschädigung von Wandbereichen in wirtschaftlich günstiger Weise ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Beginn des Einbringens der Gießmasse in den Wandbereich ein am unteren Teil der Schablone befestigter schlauchförmiger, aufblasbarer Dichtkörper so aufgeblasen wird, daß er die Schablone bis zur Höhe, die der gewünschten Bodenstärke entspricht, abdichtet. Sobald das Abbinden der Gießmasse im unteren Wandbereich genügend fortgeschritten ist, wird der Dichtkörper entspannt und wieder entfernt. Anschließend wird die feuerfeste Gießmasse im Bodenbereich bis zur gewünschten Höhe eingebracht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung besteht darin, daß die Schablone auf drei über den Umfang verteilten feuerfesten Körpern (1) steht, die die gleiche Höhe haben wie die gewünschte Stärke für das Bodenfutter. In den Zwischenräumen zwischen diesen feuerfesten Körpern sind schlauchförmige Dichtkörper (2) am unteren Rand der Schablone angebracht, die aufgeblasen und wieder entfernt werden können.

Nach dem Aufblasen der Dichtkörper wird zuerst das Wandfutter gegossen, wobei die Dichtkörper verhindern, daß die Masse in den Boden hineinläuft. Wenn das Wandfutter bis zum Pfannenrand fertig gegossen ist, beginnt der untere Teil des Futters, der die Dichtkörper berührt, sich von der Oberfläche ausgehend bereits leicht zu verfestigen, so daß die Dichtkörper entspannt und entfernt werden können. Danach wird, bevor die Schablone gezogen wird, der Boden bis zur vorbestimmten Höhe gegossen. Das Bodenfutter bildet auf diese Weise mit dem Wandfutter keinen Monolithen mehr, sondern es entsteht eine Sollbruchkante. Da Fugenbildung vermieden wird, findet später beim Einsatz der Pfanne auch keine Infiltration von Stahlschmelze statt. Nach der Abbindezeit, die üblicherweise bis zu zehn Stunden betragen kann, wird die Schablone aus der Pfanne herausgezogen und das Pfannenfutter auf Betriebstemperatur aufgeheizt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 3 näher erläutert. Fig. 1 zeigt die perspektivische Darstellung einer Stahlgieß- und Behandlungspfanne mit (von außen nach innen) dem Stahlmantel, dem mit Steinen zugestellten Dauerfutter, dem mit Masse zugestellten Arbeitsfutter in der Wand und der Schablone (4) . Der Pfannenboden ist noch nicht mit monolithischer Masse zugestellt. Es sind ein Spül- und ein Abstichlochstein

erkennbar sowie ein gegossenes Fertigbauteil aus tonerdereichem Material als Prallplatte auf dem Dauerfutter.

Die Schablone steht auf feuerfesten Stützkörpern (1), die die gleiche Höhe wie die Lochsteine haben. Am unteren Rand der Schablone (4) befindet sich innen eine Leiste (3), an der schlauchförmige, aufblasbare Dichtkörper (2) aus flexiblem Material befestigt sind. Die Dichtkörper (2) können beispielsweise aus kunststoffverstärktem Gummi bestehen.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt durch die Pfanne den Bereich am unteren Ende der Schablone (4) . Etwas oberhalb des unteren Randes der Schablone (4) ist ein Ring angebracht, der innen eine Leiste (3) trägt. An der Leiste (3) ist ein schlauchförmiger Dichtkörper (2) aus flexiblem Material befestigt. Zum Schutz vor Beschädigungen ist der Dichtkörper (2) an der dem feuerfesten Material zugewandten Seite mit einem Schutzstreifen (5) aus reißfestem, biegsamen Material versehen.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den Pfannenboden. Gezeigt ist im Schnittbild der feuerfeste Stützkörper (1) , der zum Beispiel kegeistumpfförmig ausgebildet sein kann, und zwei Dichtkörper (2), die so zugeschnitten sind, daß sie im aufgeblasenen Zustand ohne weitere Hilfsmittel sich genügend dicht an den Stützkörper (1) anlegen.