REFRACTORY INSULATING GUN MIX FREE OF ASBESTOS

Abstract: 1. Refractory, insulating gunning mix free of asbestos, on the base of basic, refractory material, particularly for tundishes in continuous casting, characterized in that it is composed of 75 to 95% by weight of magnesia, magnesia-chrome, chrome-magnesia or olivine or forsterite respectively as refractory material, 3 to 20% by weight, preferably 3 to 12% weight, of expanded perlite, 0.5 to 5% by weight of binding agent and 0.1 to 5% by weight of plastifying agent.

Description: Feuerfeste, asbestfreie' isolierende Spritzmasse Die Erfindung betrifft eine feuerfeste, asbestfreie, isolierende Spritzmasse auf der Grundlage von basischem, feuerfestem Material, insbesondere für Zwischenbehälter beim Stranggussverfahren. Bei der Stahlerzeugung hat in den letzten Jahren das Stranggussverfahren, bei dem flüssiger Stahl aus einer Pfanne in einen Zwischenbehälter (Verteilergefäss, Tundish) und von diesem dann in eine Kokille gegossen wird, erhöhte Bedeutung erlangt. Der. Aufbau des innerhalb des Dauerfutters angeordneten feuerfesten Verschleissfutters dieser Zwischenbehälter kann mit nichtbasischen Steinen, grossformatigen, wärmeisolierenden Platten und vorgegossenen Blöcken oder mit basischen Steinen erfolgen. In neuerer Zeit wird das Verschleissfutter dieser Zwischenbehälter häufig auf die Weise ausgebildet, dass auf das Dauerfutter Schutzanstriche oder Isolierplatten, die meist aus basischen Stoffen aufgebaut sind, aufgebracht werden. Beim sogenannten Ealt- tundishverfahren werden isolierende, meist harzgebundene Platten vor das Dauerfutter gemauert, und das Zwischengefäss wird ohne Aufheizen in Betrieb genommen. Eine solche Zustellung mit Platten ist jedoch kompliziert und teuer. Bei dem als Heisstundishverfahren bezeichneten Verfahren wird das Dauerfutter des Zwischengefässes aus feuerfesten Steinen oder Stampfmassen mit Hilfe einer basischen Spritzmasse mit einem überzug versehen und dann vor der Inbetriebnahme auf eine Temperatur von über 10000C aufgeheizt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Aufheizen des Tundish auf über 100000 beträchtliche Kosten verursacht. Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Möglichkeit zu schaffen, ganz allgemein metallurgische Öfen und Gefässe bzw. Behälter aller Art, in welchen eine Isolierwirkung erwünscht ist, insbesondere aber Zwischenbehälter für das ¯Stranggussverfahren, auf einfache Weise mit einem als Verschleissfutter dienenden wärmeisolierenden Ueberzug zu versehen, der billiger kommt als eine Auskleidung mit feuerfesten Steinen, mit feuerfesten Isolierplatten oder mit einer Spritzmasse nach dem Heisstundishverfahren und dabei von Asbest, gegen dessen Verwendung in medizinischer Hinsicht Bedenken bestehen, frei ist. Es wurde gefunden, dass dies mit Hilfe einer Spritzmasse möglich ist, die durch einen besonderen Zusatz eine gute Isolierwirkung aufweist. Demnach betrifft die Erfindung eine feuerfeste, asbestfreie, isolierende Spritzmasse auf der Grundlage von basischem, feuerfestem Material, insbesondere für Zwischenbehälter beim Stranggussverfahren, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus 75 bis 95 Gew.-% Magnesia, Magnesitchrom, Chrommagnesit oder Olivin bzw. Forsterit als feuerfestem Material, 3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 12 Gew.-0/c, expandiertem Perlit, 0,5 bis 5 Gew.-0/o Bindemittel und 0,1 bis 5 Gew.-% Plastifi zierungamittel aufgebaut ist. Die Anwendung der Spritzmasse gemäss der Erfindung bei einem Zwischenbehälter für das Stranggussverfahren erfolgt am besten-auf die Weise, dass das Zwischengefäss in noch warmem oder heissem Zustand, d.h. am besten bei einer Temperatur von über 290 oder 30000 oder noch darüber, sogleich nach dem Entleeren des Stahls mit der Spritzmasse gespritzt wird. Das Gefäss kann dann, sobald die Spritzmasse vollkommen getrocknet ist - zum Verspritzen ist es erforderlich, der Masse Wasser zuzusetzen, und dieser Wasserzusatz erfolgt zweckmässig erst am Ende der Lanze bzw. Spritzvorrichtung, mit der die Masse verspritzt wird -, ohne Vorwärmung in Betrieb genommen werden. Bei Verwendung der erfindungsgemässen Spritzmasse für solche Zwischenbehälter ergeben sich die Vorteile, dass hohe Aufheizkosten entfallen, das Aufbringen der Spritzmasse billiger als jede andere Zustellungsart ist, und schliesslich eine nachteilige Abkühlung des Stahles am Giessbeginn vermieden wird. Am günstigsten ist es, wenn in der gegenständlichen Spritzmasse das feuerfeste Material und der expandierte Perlit eine Korngrösse von 0 bis 3 mm aufweisen, doch kann ohne weiteres Korn bis zu einer Grösse von 4 mm mit Erfolg verwendet werden. Bei noch höheren Korngrössen werden die Ergebnisse schlechter. Die Spritzmasse gemäss der Erfindung kann als Bindemittel zweckmässig Wasserglas, Magnesiumsulfat, Natriumhydrogensulfat oder Phosphate, wie Natriummetaphosphat oder Natriumpolyphosphat, enthalten, und als Plastifizierungsmittel sind insbesondere Ton, Bentonit oder ein Cellulosederivat, wie Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose oder Natriumcarboxymethylcellulose, geeignet. Es ist je- doch auch eine Verwendung anderer Bindemittel und Plastifizierungsmittel möglich. In der erfindungsgemässen Spritzmasse können ferner 0,5 bis 10 Gew.-0/o des feuerfesten Materials durch ein Faser material, insbesondere Glas- oder Mineralwolle, einer Länge von 1 bis 10 mm, vorzugsweise bis zu 3 mm, ersetzt sein. Nach den bisher vorliegenden Versuchsergebnissen bringt die Verwendung eines solchen Fasermaterials aber keine wesentlichen Vorteile mit sich. Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in diesen Beispielen angeführten Prüfwerte (Raumgewicht, Porosität und Wärmeleitfähigkeit) wurden auf folgende Weise bestimmt: Die in den einzelnen Beispielen jeweils angeführten Stoffe wurden unter Zusatz von Wasser gründlich miteinander vermischt und unter einem Druck von 4,9 N/mm2 zu Prüfzylindern mit 50 mm Durchmesser und 50 mm Höhe verpresst, die dann 2 h lang bei einer Temperatur von 150000 ge brennt wurden. Die Messungen erfolgten nach Abkühlen der Zylinder auf Raumtemperatur. Alle Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht, wie bei der Porosität, ausdrücklich anders vermerkt ist, auf Gewichtsprozente. Beispiel 1 bis 4 Als Ausgangsstoffe wurden ein Sintermaterial aus Magnesitchrom, Perlit, Wasserglas und Ton verwendet. Das Sintermaterial und der Perlit hatten folgende Zusammensetzung: Si02 ¯je203 Al203 Cr203 CaO MgO Alkalien Magnesit- 3,0 6,7 2,8 9,5 2,6 75,4 chrom, Yo Perlit, % 75,3 0,73 12,82 0,52 0,10 8 Das Wasserglas enthielt 64 % SiO2, 19 % iO2, und 17 % H20, der Ton 48 % Si02 und 32 ¯O/'o Al203, Glühverlust 12 O/o. Das Sintermaterial aus Magnesitchrom wurde in einer Korngrösse von 0 bis 3 mm (35 bis 40 0% 0 - 0,3 mm, über 45 % über 1 mm, Rest 0,3 - 1 mm), der Perlit in einer Korn- grösse von 0 bis 3 mm verwendet ? der Ton war zu 80 % unter 0,06 mm. Aus den angeführten Ausgangsstoffen wurden fünf Mischungen hergestellt, u.zw. eine nur Vergleichszwecken dienende Mischung ohne Zusatz von Perlit (Vergleichsversuch), und weitere vier Mischungen mit steigenden Zusätzen von Perlit (Beispiel 1 bis 4). Diese Mischungen wurden nach Zusatz von Wasser (Vergleichsversuch und Beispiel 1 je 5 % Wasser, Beispiel 2 6 % Wasser, Beispiel 3 8 % und Beispiel 4 11 % Wasser) zu Zylindern verpresst. Die Zu sammensetzung der einzelnen Mischungen und die erhaltenen Prüfwerte sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich: Beispiel: Vergleichs- 1 2 3 4 versuch Magnesit- chrom, % 95 92 90 87 84 Perlit, % 0 3 5 8 11 Wasserglas,% 3 3 3 3 3 Ton, % 2 2 2 2 2 g/cm3 2,4 2,0 1,85 1,65 1,45 Porosität, 38 44 . 48 53 58 vol.- h Wärmeleitfähig- 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 keit, W/mk Die Prüfwerte zeigen, dass alle angeführten Eigenschaften bei steigendem Perlitgehalt verbessert werden. Praktisch die gleichen Ergebnisse werden erhalten, wenn als Bindemittel 2, 4 oder 5 vt Wasserglas, oder statt des angeführten neutralen, wasserhaltigen Wasserglases ein neutrales, wasserfreies-oder ein alkalisches Wasserglas, kalzinierter Kieserit, also Magnesiumsulfat (98 Yo MgS04, 0,7 % Wasser; Körnung 20 C/o O - 0,25 mm, 60 /o 0,25 bis 0,5 mm, 20 % 0,5 bis 1 mm), oder ein Natriummetaphosphat (68,5 % P205, 31,3 % Na20; 66 % unter 0,06 mm) verwendet wird. Beispiel 5 und 6 Für die Durchführung dieser Beispiele wurden zwei Magnesiasinter (Sinter A und Sinter B) folgender Zusammensetzung benutzt: SiO2 Fe203 Al203 Cr203 0a0 #g0 Magnesiasinter A, % 1,6 5,0 0,8 0,4 5,5 86,7 Magnesiasinter 3, % 5,8 0,4 0,2 0 3,2 90,4 Dieses Sintermaterial wurde in einer Korngrösse von 0 bis 3 mm (35 bis 40 0% O - 0,3 mm, über 45 % über 1 mm, Rest 0,3 bis 1 mm) mit Perlit der für Beispiel 1 bis 4 angeführten Zusammensetzung und Korngrösse, dem Bindemittel und Plastifizierungsmittel zum Aufbau von Mischungen verwendet. Das im Falle von Beispiel 5 als Bindemittel benutzte Natriummetaphosphat und das in Beispiel 6 angeführte Wasserglas und der als Plastifizierungsmittel dienende Ton waren die in Beispiel 1 bis 4 erwähnten Stoffe; die Methylcellulose hatte einen Aktivgehalt von über 93 0%, einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 Yo, Viskositätsstufe 6000, Korngrösse über 60 % unter 0,1 mm. Die Mischung von Beispiel 5 wurde mit 8 9', die von Beispiel 6 mit 6 Ao Wasser zu Zylindern verpresst. Die Zusammensetzung der Mischungen und die erhaltenen Prüfdaten waren wie folgt: Beispiel: 5 6 Magnesiasinter A, 9' 89,'8 Magnesiasinter B, % 90 Perlit, % 8 5 Natriummetaphosphat, /0 2 Wasserglas, G/o 3 Methylcellulose, 9' 0,2 Ton, % 2 Raumgewicht, g/cm3 1,67 1,79 Porosität, Vol.-9' 51,5 49,C Wärmeleitfähigkeit 0,43 0,50 W/mK Die Ergebnisse sind praktisch die gleichen, wenn statt Methylcellulose 0,1 bis 0,2 % Natriumcarboxymethylcellu- lose oder Polyvinylalkohol, statt Ton Bentonit verwendet wird. Beispiel 7 und 8 Diese Beispiele betreffen Mischungen auf der Basis von Magnesitchrom und Olivin bzw. Forsterit. Als Magnesitchrom wurde das gemäss Beispiel 1 bis 4 benutzte Sintermaterial, ebenfalls in einer Korngrösse von 0 bis 3 mm verwendet, und der Perlit, das Wasserglas, der Kieserit und Ton waren gleichfalls die in Beispiel 1 bis 4 erwähnten Stoffe. Der angeführte Magnesitchromsinter wurde bei Beispiel 7 zusammen mit Chromerzkonzentrat, bei Beispiel 8 zusammen mit gebranntem Olivin verwendet. Das Chromerzkonzentrat und der Olivin hatten folgende Analysen: 5102 Fe203 Al203 Cr203 CaO MgO Chromerzkonzentrat (Transvaal), % 1,0 29 15,5 46,5 0 8,0 Olivin, % 40,0 10,5 0,1 0,6 0,2 48,6 Die Siebanalyse des Chromerzkonzentrats und des gebrannten Olivins waren wie folgt: 0 - 0,3 mm 0,3 - 1 mm über 1 mm Chromerzkonzentrat, % 28 70 2 Olivin, 9' 25 - 38 10 - 25 mindestens 50 Aus diesen Stoffen wurden folgende Mischungen hergestellt, die unter Zusatz von 6 % (Beispiel 7) und 8 V/O (Beispiel 8) Wasser zu Zylindern verpresst wurden und bei der Prüfung folgende Werte zeigten: Beispiel: 7 8 Magnesitchromsinter, 0,3 - 3 mm, % 35 Magnesitchromsinter, O - 0,3 mm, % 28 16 Chromerzkonzentrat, % 27 Olivin, O - 3 mm, % 71 Perlit, % 5 8 Wasserglas, 9' 1 3 Kieserits % 2 Ton, % 2 2 Beispiel: 7 8 3 Raumgewicht, g/cm 2,15 1,40 Porosität, Vol.-% 46,5 54,0 Wärmeleitfähigkeit, W/mK 0,56 0,38 Beispiel 9 Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Mischung mit einem Gehalt von 95 % feuerfestem Material, nämlich Magnesiasinter A der in Beispiel 5 und 6 angeführten Zusamm##en- setzung, Korngrösse (0 bis 3 mm) und Kornverteilung. Als Binde- und Plastifizierungsmittel dienten Natriummeta- phosphat und Methylcellulose der gleichen Art wie in Beispiel 5 und 6. Die Mischung, die mit 5 % Wasser zu Zylindern verpresst wurde, hatte folgende Zusammensetzung und ergab folgende Prüfwerte: Magnesiasinter A, % 95 Perlit, % 3,5 Natriummetaphosphat, 9' 1,4 Methylcellulose, % 0,1 Raumgewicht,#g#cm,3 1,95 Porosität, Vo-l.'-9' 43,0 Wärmeleitfähigkeit, W/mK O,6 Es kann abschliessend erwähnt werden, dass ferner noch verschiedene Versuche durchgeführt wurden, bei welchen die in den Beispielen 1 bis 9 angeführten Mischungen jeweils immer hinsichtlich eines Parameters oder zweier,¯?arame- ter geändert wurden. So wurde bei den Beispielen 3, 4 und 8 der Gehalt an feuerfestem Material jeweils bis auf 75 % erniedrigt und dafür der Perlitgehalt bis auf 20 9' erhöht, und bei Beispiel 5 wurde der Gehalt an Magnesiasinter A bis auf 77,8 % gesenkt und gleichzeitig der Perlitgehalt bis auf 20 % erhöht. Auch die auf diese Weise zusammengesetzten Spritzmassen sind noch brauchbar. Bei einer weiteren Variationsreihe wurden bei den Beispielen 1 bis 6 jeweils 0,5 bis 10 % des feuerfesten Materials durch Glasfasern (SiO2 54,4 9', Be203 0,7 9', Al203 13,0 9', CaO 20,7 9', MgO 1,75 9', Alkalien 0,97 9', B203 6,0 %) einer Länge von etwa 3 mm ersetzt. Die Prüfwerte der erhaltenen Prüf zylinder waren durchwegs befriedigend. Bei Verwendung von über 8 % Fasermaterial soll die Faserlänge in allen Fällen höchstens 3 mm betragen. ¯Bei Verwendung des feuerfesten Materials in den Beispielen 5 bis 9 mit einer Korngrösse von 0 bis 4 mm konnten gleichfalls zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.

Claims: Patentansprüche: 1. Feuerfeste, asbestfreie, isolierende Spritzmasse auf der Grundlage von'basischem, feuerfestem Material, insbesondere für Zwischenbehälter (Tundish) beim Strang- gussverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 75 bis 95 Gew.-9' Magnesia, Magnesitchrom, Ohrommagnesit oder Olivin bzw. Forsterit als feuer festem Material, 3 bis 20 Gew.-9', vorzugsweise 3 bis 12 Gew.-9', expandiertem Perlit, 0,5 bis 5 Gew.--9' Bin demittel und 0,1 bis 5 Gew.-9' Plastifizierungsmittel aufgebaut ist. 2. Spritzmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das f#euerfeste Material und der Perlit eine Korn grösse von 0 bis 3#mm aufweisen. 3. Spritzmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass sie als Bindemittel Wasserglas, Magnesiumsulfat, Natriumhydrogensulfat oder Phosphate, wie Natriummeta phosphat oder Natriumpolyphosphat, enthält. 4. Spritzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie alsPlastifizierungsmittel Ton, Bentonit oder ein Cellulosederivat, wie Met-hylcellulose, Hydroxy äthylcellulose oder Natriumcarbdxymethylcellulose, enthält. 5. Spritzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass 0,5 bis 10 Gew.-9' des feuerfesten Materials durch. ein Fasermaterial, insbesondere Glas- oder Mineralwolle, einer Lange von 1 bis 10 mm, vorzugsweise bis zu 3 mm, ersetzt sind.

Inventors: SIEGL, WALTER, DIPL.-ING.
Applicants: OSTERREICHISCH-AMERIKANISCHE MAGNESIT AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: C04B35
IPC codes: F27D1, C04B35, B22D41