PROCESS FOR REPAIRING SLIDING GATE VALVE PLATES

Abstract: 1. A method for repairing lower and upper slide plates (5) of closures in metallurgical containers, in particular in casting ladles and tundishes for continuous casting, the slide plates optionally releasing the stream of liquid metal by means of a passage opening (1) or interrupting it by means of a closed section, and undergoing damage, in particular erosion and radial cracks, originating at its passage opening (1) in which method a bore is made in the area of the opening of the slide plate concentrically with respect to its passage opening (1) and while the passage opening (1) is released, a refractory casting mass (13) is poured into the bore and is solidifed therein, characterized in that the bore, which is concentric with respect to the passage opening (1) is made as far as the edge of the rim (6) of the slide plate (5), and in that the grain sizes of the solid bodies of the refractory casting mass (13) are predominantly smaller than the pore sizes of the retained refractory material (10) of the slide plate (5).

Description: Verfahren zur Instandsetzung von Schieberplatten Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Instandsetzung von unteren und oberen Schieberplatten von Verschlüssen bei metallurgischen Gefässen, insbesondere bei Giesspfannen und Zwischenbehältern für das Stranggiessen, wobei die Schieberplatte wahlweise je nach ihrer Stellung den Strahl flüssigen Metalls mit einer Durchgangsöffnung freigibt bzw. ihn mit einem geschlossenen Abschnitt unterbricht und von ihrer Durchgangsöffnung ausgehende Beschädigungen, insbesondere Erosionen und Radialrisse, erfährt, indem bei der Schieberplatte im Uffnungsbereich eine Bohrung konzentrisch zu ihrer Durchgangsöffnung vorgenommen wird, und eine feuerfeste Giessmasse in die Bohrung unter Freilassung der Durchgangsöffnung eingegossen und darin verdichtet wird. Bei einem nach der DE-OS 31 24 359 bekannt gewesenen Verfahren dieser Art findet eine Giess- oder Stampfmasse mit Nadeln aus rostfreiem Stahl Verwendung, um durch eine verbesserte Elastizität der eingebrachten Reparaturmasse ein erneutes Reissen derselben zu vermeiden. Grundsätzlich bedürfen Schieberplatten zur wahlweisen öffnung bzw. Steuerung des Ausflusses von Metallen aus metallurgischen Behältern einer geradlinigen Verschiebung oder einer Drehung. Während des Betriebes unterliegen derartige Schieberplatten einer beträchtlichen thermischen sowie chemischen Beanspruchung durch das flüssige Metall. Daher kommt es nach einiger Betriebszeit zum Verschleiss der Uffnung, woraufhin dann häufig eine an einer anderen Stelle der Schieberplatte befindliche Uffnung für den weiteren Betrieb benutzt wird. Der Verschleiss tritt durch Erosion und Korrosion besonders dort auf, wo der Strahl des flüssigen Metalls noch zusätzlich mechanisch zur Einwirkung auf das feuer feste Material gelangt Dies ist regelmässig an der Umfangsstelle einer öffnung der Fall, die in Richtung des Verschiebeweges liegt, entlang welchen Weges die Säule flüssigen Metalls auf der Schieber-platte lastet, wenn letztere in ihre Schliessstellung überfijhrt wird. Wenn eine Schieberplatte mit ihrer Uffnung in beiden Richtungen der Verschiebung beweglich ist, treten die Verschliesserscheinungen regelmässig an zwei sich gegenüberliegenden Umfangsstellen der Offnung auf. Neben diesen durch Materialabtrag bedingten Beschädigungen kommt es zu weiteren Schäden, die durch Rissbildung im Werkstoff der Schieberplatten verursacht werden. Diese Risse gehen etwa radial von den Uffnungen aus und setzen sich teilweise sogar bis in die Nähe des Aussenrandes der Schieberplatte fort. Solange der Material zusammenhang jedoch noch nicht unterbrochen wird, führen derartige Risse von sich aus noch nicht zum Unbrauchbarwerden einer Schieberplatte. Wohl aber machen die Auswaschungen der Oeffnung einen Austausch der Schieberplatte erforderlich,für welche die Kosten erheblich sind. Um den genannten Kostenaufwand zu senken, werden deshalb die Schieberplatten nach dem Ausbau oft mit einer Einsatzbüchse aus feuer -festem Material instandgesetzt, die in die Uffnung in der Schieberplatte eingesetzt wird, zu welchem Zweck die Uffnung oft noch in begrenztem Ausmass konzentrisch vergrössert wird. Man kommt somit zwar zu-einer sauber begrenzten, neuen Uffnung innerhalb der Schieberplatte, jedoch wirkt nach einer Verschiebebewegung der Schieberplatte die Säule flüssigen Metalls zumindest vorübergehend auch auf den Aussenrand der Büchse ein, wobei dieser Aussenrand seinerseits in Verbindung mit dem sich anschliessenden Netzwerk von Spannungsrissen steht Somit kann an dieser Stelle ungewollt flüssiges Material austreten und die Schieberplatte schliesslich ganz unbrauchbar machen. Der Ausbesserung des unbrauchbar gewordenen Bereiches der Schieberplatte mittels feuerfesten Materials steht die grundlegende Schwie gkeit entgegen, dass sich letzteres nicht mehr stoffschlüssig mit der erhalten gebliebenen Stubstanz der Schieberplatte verbinden kann, so dass es letztlich leicht wieder vom stehen gebliebenen Werkstoff abplatzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schieberplatte der beschriebenen Art so instandzusetzen, dass in die im erhalten gebliebenen Werkstoff vorhandenen radialen Risse kein flüssiges Metall eindringen kann. Insbesondere soll sichergestellt sein, dass sich in den Beschädigungsbereich der Schieberplatte eingebrachtes Material nicht mehr vom erhalten gebliebenen Werkstoff unter irgendwelchen Herstellungs- oder Betriebsbedingungen lösen kann. Diese Aufgabenstellung wird durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, gelöst. Die bis zum Rand der Einfassung der Schieberplatte reichende Bohrung führt zu einem derart weitgehenden Ersatz des feuerfesten Materials, dass flüssiges Metall nicht mehr in die Rissfugen und dergleichen eindringen kann. Vor allem kommt es zu einer zuverlässigen Verbindung der eingebrachten feuerfesten Giessmasse mit dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material, die auch dann nicht beeinträchtigt werden kann, wenn die übliche, etwa 0,5% eintretende Heissschwindung des feuerfesten Materials einsetzt. Dies liegt daran, dass in die offenen Poren des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials die wesentlich kleineren Partikel aus der feuerfesten Giessmasse zusammen mit der Giessflüssigkeit, die das erhalten gebliebene feuerfeste Material aufzusaugen sucht, eindringen kann. Dadurch kommt es zu einer Verankerung der eingebrachten Giessmasse in der Randschicht des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials. Hierfür ist wiederum von Bedeutung, dass genügend zahlreiche Poren für das Eindringen der feinen Partikel aus der feuerfesten Giessmasse zur Verfügung stehen. Durch die Bohrung wird das erhalten gebliebene Material an der Bohrwandung angeschnitten, so dass selbst normalerweise geschlossene Poren mit ihrer Uffnung der später einzubringenden feuerfesten Giessmasse zugekehrt sind und letztere mit ihrem entsprechend feinen Partikelanteil aufzunehmen vermögen. Die dadurch bedingte Verankerung in der Randzoneides erhalten gebliebenen feuerfesten Materials führt beim Brennen dazu, dass die feuerfeste Giessmasse zur Bohrungswandung hin schwindet, nicht aber zu der zentralen, freigelassenen Durchgangsöffnung. Daher ist auch bei längerer Betriebszeit eine Ablösung der eingebrachten und verfestigten Giessmasse nicht zu befürchten. Die Verdichtung der Giessmasse führt zu einem offenen Porenvolumen mit einer Porosität von etwa 10% insbesondere durch Vibrationen. Dieser Vorgang unterstützt das bereits durch die Giessströmung begünstigte Eindringen der feinen Partikel der Giessmasse in die Poren der erhalten gebliebenen Substanz der Schieberplatte. Die Verfestigung der feuerfesten Giessmasse erfolgt einerseits hydraulisch und andererseits keramisch, indem sie sowohl hydraulisch als auch keramisch verfestigbare Komponenten aufweist. Dabei kann es sich um Portland-Zement und Tonerde-Zement, jedoch auch nur um Tonerde-Zement alleine handeln. Der Anteil der erwähnten Zemente wird so gewählt, dass die Giessfähigkeit erhalten bleibt, und dass er etwa 7% Wasserzusatz der Gesamtmischung erforderlich macht. Somit ist es auch möglich, im Interesse einer besonders wirksamen Feuerbeständigkeit der Giessmasse den Gesamttonerdeanteil darin auf mehr als 90% einzustellen. Man kann das Ergebnis der Erfindung weitergehend verbessern, wenn auf der dem metallurgischen Gefäss zugekehrten Seite der Schieberplatte ein an die Durchgangsöffnung angrenzender Ring in vorgefertigtem Zustand aus hochtonerdehaltigem feuerfesten Material einge setzt wird, so dass der Bereich zwischen dem Ring und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material der Schieberplatte mit der feuer- festen Giessmasse ausgegossen wird. Die bei der gebrauchten Schieberplatte vorzunehmende Bohrung hat einen beträchtlichen Durchmesser von etwa 200 mm. Es ist daher zweckmässig, die genannte Bohrung als eine Kernbohrung auszuführen, wobei ein an sich bekannter, hohler Bohrkopf verwendet wird. Nach Vornahme der erwähnten Bohrung befindet sich in der Schieberplatte eine zylindrische Uffnung. Durch Hinterschneidung derselben lässt sich die Verankerung der feuerfesten Giessmasse noch#weiter steigern. Da es einerseits auf ein prizises Mass der Durchgangsöffnung in der Schieberp,latte ankommt, und da auch die Lage der Durchgangsöffnung innerhalb der Einfassung der Schieberplatte vorgegeben ist, ist es zweckmässig, an der Stelle der vorgesehenen Durchgangsöffnung in die ausgebohrteUffnung der Schieberplatte eine Papphülse zu stellen. Wenn sie aus saugfähigem Karton hergestellt wird, erhält man gleichzeitig eine besonders glatte Innenwand der feuerfesten Giessmasse. Die zentrisch zur Achse der Ausgussöffnung eingesetzte Papphülse vermag nun einerseits den vorgefertigten Ring zu zentrieren, während sie andererseits die weitere Form der Durchgangs öffnung ausserhalb des eingesetzten Ringes beim Umgiessen mit der Giessmasse festlegt. Nach dem Einbringen und Verdichten der feuerfesten Giessmasse wird die insoweit wieder hergestellte Schieberplatte zunächst etwa für 12 Stunden einer Abbindung an Luft bei Raumtemperatur ausgesetzt. Erst dann wird sie noch bei etwa 2500C getrocknet und schliesslich während des Betriebes keramisch verfestigt. Zur Veranschaulichung des erfindungsgemässen Verfahrens wird auf die beispielsweisen Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf eine instandzusetzende Schie berplatte inschematischer Ansicht und Figur 2 einen teilweisen, schematischen Längsschnitt durch durch eine instandgesetzte SchieberPlatte. Die in den beiden Figuren dargestellte Schieberplatte 5 ist von ovalem Querschnitt und in Richtung ihrer Längsachse zwischen zwei Stellungen verschiebbar. In der zeichnerisch wiedergegebenen Lage fluchtet ihre Durchgangsöffnung I mit der Austrittsöffnung 4 im Boden 3 des metallurgischen Gefässes, so dass beispielsweise flüssiger Stahl austreten kann. Die Achse der Durchgangsöffnung 1 fällt mit der Achse 2 der Austrittsöffnung zusammen. Wenn der Strahl flüssigen Metalls abgesperrt werden soll, wird die Schieberplatte nach links verschoben, so dass die Austrittsöffnung 4 vom feuerfesten Material der Schieberplatte abgedeckt ist. Nach einiger Betriebszeit kommt es zu Radialrissen 7, die bis zum Rand der Einfassung 6 verlaufen und gleichfalls häufig verzweigt sind. Je weiter sie sich von der Durchgangsöffnung 1 entfernen, umso geringer werden die von ihnen verursachten Spalten, so dass beispielsweise der rechte Teil der Schieberplatte 5 noch zum Verschliessen verwendet werden kann, während die Erosion im Bereich der im linken Teil der Schieberplatte gelegenen Durchgangsöffnung schon so stark fortgeschritten ist, dass ein sauberes Giessen nicht mehr möglich ist. Erfindungsgemäss wird in diesem Zustand konzentrisch zur Durchgangsöffnung 1 ein bis zum Rand 6 reichender Teil der Schieberplatte 5 ausgebohrt. Dabei entsteht eine zylindrische Uffnung entsprechend der Kreislinie 9, wobei das übrige feuerfeste Material 10 erhalten bleibt. Die zum Zwecke der Instandsetzung ausgebaute Schieberplatte wird mit ihrer Oberseite zu unterst auf eine ebene Unterlage gebracht, wobei der in Form eines Trichters 8 ausgeführte Ansatz nach oben gerichtet ist. Dann wird der Ring 11 mittels der Papphülse 12 bezüglich der Einfassung 6 zentriert und in dieser Stellung gehalten. Daraufhin kann die feuerfeste Giesstasse 13 in den Raum eingegossen werden, der zwischen dem Ring 11 und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material 10 bzw. der Einfassung 6 besteht. Eine aufsetzbare Form gestattet es weiterhin, den Trichter 8 mit auszugiessen. Diese Form wird im Anschluss an das Abbinden der Giessmasse entfernt. Die Verdichtung der Giessmasse durch Vibration findet im unmittelbaren Anschluss an das Eingiessen der feuerfesten Giessmasse 13 statt. Danach wird die soweit instandgesetzte Schieberplatte in der oben beschriebenen Weise weiterbehandelt und schliesslich wieder am Boden 3 des metallurgischen Gefässes befestigt. Die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Prozentangaben beziehen sich, soweit sie das Porenvolumen bezeichnen, auf Volumenprozente. Im übrigen handelt es sich bei den Prozentangaben um Gewichtsprozente. Der erfindungsgemässen Beziehung zwischen dem Körnungsaufbau der feuerfesten Giessmasse und der Porengrösse des erhaltenen feuerfesten Materials wird vorteilhaft dadurch entsprochen, dass die feuerfeste Giessmasse überwiegend Korndurchmesser von weniger als 3/4 des mittleren Porenvolumens des erhaltenen Materials aufweist. So ergibt sich beim erhalten gebliebenen feuerfesten Material in geteertem und getempertem Zustand ein Anteil von 6 bis 11% an offenen Poren, bei denen der mittlere Porendurchmesser etwa 14 ij beträgt. Die feuerfeste Giessmasse hat dann einen Körnungsaufbau, bei welchem überwiegend Korndurchmesser von weniger als etwa 30 p vorhanden sind.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Instandsetzung von unteren und oberen Schieberplat ten von Yerschlüssen bei metallurgischen Gefässen, insbesondere bei Giesspfannen und Zwischenbehältern für das Stranggiessen, wobei die Schieberplatte wahlweise je nach ihrer Stellung den Strahl flüssigen Metalles mit einer Durchgangsöffnung freigibt bzw. ihn mit einem geschlossenen Abschnitt unterbricht und von ihrer Durch gangsöffnung ausgehende Beschädigungen, insbesondere Erosionen und Radialrisse, erfährt, indem bei der Schieberplatte im Uffnungs- bereich eine Bohrung konzentrisch zu ihrer Durchgangsöffnung vor genommen wird, und eine feuerfeste Giessmasse in die Bohrung unter Freilassung der Durchgangsöffnung eingegossen und darin verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Durchgangsöffnung konzentrische Bohrung bis zum Rande der Einfassung der Schieber platte vorgenommen wird, und dass die feuerfeste Giessmasse eine Körnung ihrer Festkörper aufweist, die überwiegend kleiner ist als die Porengrösse des erhalten gebliebenen feuerfesten Materials der Schieberplatte. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung bis zu einer Offenporigkeit von etwa 10% vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessmasse durch Vibration verdichtet w-ird. 4 Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerfeste Giessmasse sowohl hydraulisch als auch kera misch verfestigbare Komponenten, wie Portland-Zement und Ton erde-Zement, in einem Anteil aufweist, der bei Erhaltung der Giessfähigkeit einen Wasserzusatz von etwa 7" zur Gesamtmischung erfordert. 5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körnungsaufbau der feuerfesten Giessmasse überwiegend Korndurchmesser von weniger als 3/4 des mittleren Poren volumens des erhaltenen feuerfesten Materials aufweist. 6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem metallurgischen Gefäss zugekehrten Seite der Schieberplatte ein an die Durchgangsöffnung angrenzender Ring in vorgefertigtem Zustand aus hochtonerdehaltigem feuerfesten Material eingesetzt wird, und dass der Bereich zwischen dem Ring und dem erhalten gebliebenen feuerfesten Material der Schieberplatte mit der feuerfesten Giessmasse ausgegossen wird. 7. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung in der Schieberplatte als Kernbohrung ausgeführt wird. 8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungswandung vor Eingiessen der feuerfesten Giessmas se hinterschnitten wird. 9. Verfahren nach den Patentansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die ausgebohrte Uffnung der Schieberplatte eine Papp hülse aus saugfähigem Karton zentrisch zur Achse der Austritts öffnung der Schieberplatte eingesetzt wird, die einerseits den Ring zentriert und andererseits mit der feuerfesten Giessmasse umgossen wird. 10. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Schieberplatte eingebrachte und verdichtete feuerfeste Giessmasse zunächst etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur in Luft eine Abbindung erfährt, sodann bei etwa 2500C einer Trocknung unterzogen wird, und dass sie eine keramische Verfestigung während des Betriebes erfährt.

Inventors: EVERTZ, EGON, PIRDZUN, JORG, Pirdzun, Jörg
Applicants: EVERTZ, EGON
Application year: 1983
Main classification: B22D41
IPC codes: B22D41