CH644340A5 - Kompositerzeugnis aus feuerfestmaterial. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kompositerzeugnis aus geformtem oder gegossenem Feuerfestmaterial sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Zu den Gegenständen, welche durch die vorliegende Erfindung betroffen sind, zählen Erzeugnisse wie feuerfeste Steine, Stopfenblöcke, Ausgussöffnungen, Ventilschieber sowie Teile und Zubehör dafür, wobei es sich um Teile handelt, die beim Abstich mit schmelzflüssigen Metallen in Berührung gelangen.

Ein ständiges Problem beim Abstechen von Metallschmelzen, beispielsweise von Stahlschmelzen, ist die Erosion von feuerfesten Bauteilen, die mit der Metallschmelze in Berührung gelangen. Zu den genannten feuerfesten Teilen zählen diejenigen, die die feuerfeste Auskleidung des Auslassbereiches einer Giesskanne oder eines Giessgefässes bilden, sowie die Schieber, Strömungskanäle und Ausflussmündungen von Schieberventilen. Bei manchen legierten Stählen, wie bei Aluminium-beruhigten Stählen, besteht beim Abgiessen das Problem, dass sich erstarrtes Metall und erstarrte Tonerde auf den feuerfesten Bauteilen absetzen.

Bis jetzt hat man die genannten Probleme dadurch zu überwinden getrachtet, dass die empfindlich-verletzbaren Teile aus sehr teuren, bei hohen Temperaturen gebrannten Feuerfestmaterialien hergestellt wurden. Üblicherweise wurden hoch-tonerde-haltige Werkstoffe gewählt. Für besonders gefährdete Bauteile, wie die feuerfesten Teile von Absperrventilen, wurden sogar noch teurere Zirconoxid-Einsätze oder -Auskleidungen gelegentlich im Rahmen der feuerfesten Bauteile verwendet, da sich Zirconiumoxid-Erzeugnisse durch eine besonders hohe Beständigkeit gegen den Angriff von Metallschmelzen auszeichnen.

Es ist an Schieberventil-Flachschiebern gezeigt worden, dass abgesehen von den Oberflächenzonen unmittelbar im Bereich derjenigen Flächen, die in Berührung mit geschmolzenem Metall stehen, die Schiebertemperaturen üblicherweise deutlich unterhalb von 1000°C liegen. Dennoch ist es übliche Praxis gewesen, die Ventilschieber gänzlich aus feuerfesten Materialien herzustellen, die weit höheren Temperaturen gewachsen sind. Darin ist eine überflüssige Verschwendung zu sehen. Mit Ausnahme der in direktem Kontakt mit den schmelzflüssigen Metallen stehenden Bereichen sind qualitativ weit geringwertigere und dementsprechend billigere Feuerfestmaterialien durchaus hinreichend.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass sich feuerfeste Erzeugnisse viel wirtschaftlicher herstellen lassen, wenn ihre Hauptmasse aus einfachen Feuerfestmaterialien hergestellt wird, während ihre mit Metall in Berührung stehenden Oberflächen aus qualitativ hochwertigen Feuerfestwerkstoffen bestehen.

Femer sei im Hinblick auf Schieberventil-Flachschieber bemerkt, dass im allgemeinen nicht mehr als etwa 40% ihrer verschieblichen Oberflächenbereiche jemals mit schmelzflüssigem Metall in Berührung gelangen. Nicht mehr als etwa 25"ó ihres Volumens wird Temperaturen von mehr als 1000°C ausgesetzt. Somit zeigt sich, dass lediglich eine begrenzte Menge von qualitativ höherwertigen feuerfesten Werkstoffen tatsächlich für einen Schieberventil-Flachschieber benötigt wird, um diesem zufriedenstellende Eigenschaften zu erteilen.

Die Erfindung zielt darauf ab, das Herstellen von von Metallschmelzen beaufschlagten Feuerfesterzeugnissen wirtschaftlicher zu gestalten, indem derartige Erzeugnisse als Kompositkörper aus geringerwertigen und hochwertigen Werkstoffen hergestellt werden, wobei die geringerwertigen Materialien den Grossteil der Bauteile bilden und die qualitativ hochwertigen Materialien auf diejenigen Oberflächenbereiche dieser Erzeugnisse beschränkt werden, die von schmelzflüssigen Metallen beaufschlagt werden.

Üblicherweise werden die Bauteile, mit welchen sich die vorliegende Erfindung beschäftigt, hohen Brenntemperaturen von normalerweise 1600 bis 1900°C unterworfen. Das Erzeugen derart hoher Temperaturen ist energieintensiv und folglich sehr teuer. Die vorliegende Erfindung erstrebt eine drastische Verminderung des Energiebedarfes und, wenigstens bei der Herstellung von Ventilschiebern, ein Überflüssigmachen oder wenigstens drastisches Vermindern der Oberflächenbearbeitungsmassnahmen.

Erfindungsgemäss wird ein feuerfestes Erzeugnis geschaffen, welches einen Oberflächenbereich aufweist, der im Betrieb von einer fliessenden Metallschmelze berührt wird. Dieses feuerfeste Erzeugnis ist ein einheitlicher Kompositkörper mit einem ersten feuerfesten Bereich, der den genannten Oberflächenbereich darstellt, einer trog- oder napfförmigen Metallfolie, welche das erste Feuerfestteil umfasst, und mit einem zweiten, als Stützteil dienenden Feuerfestteil, welches das von der Folie umschlossene erste Feuerfestteil abstützt.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten Erzeugnisses mit einem im Betrieb von einer Metallschmelze beaufschlagten Oberflächenbereich. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

1. wird ein erster Formraum aus einer trog- oder napfförmigen Metallfolie und einem Gegenstück gebildet, wobei letzteres eine Dauerform ist, deren Gestalt als Negativ des Oberflächenabschnittes ausgestaltet ist.

2. wird der erste Formraum mit einem ausformbaren Feuerfestzement gefüllt und diese Masse wenigstens teilweise zum Erhärten gebracht.

3. werden die Folie und das darin ausgebildete Formerzeugnis in einen zweiten Formraum eingebracht, der aus Gegenformgliedern gebildet ist.

4. wird der zweite Formraum mit einem zweiten Feuerfestzement gefüllt und

5. werden der zweite Feuerfestzement und, falls noch nicht erfolgt, der erste Feuerfestzement vollständig zum Erhärten gebracht.

Beim zweiten Feuerfestzement handelt es sich vorzugsweise um einen geringerwertigen Werkstoff als beim ersten Feuerfestzement.

Beispielsweise kann die Erfindung an einer Schieberventil-Schieberplatte angewendet werden, bei welcher eine einheitliche Kollektordüse vorgesehen ist. Das erste Feuerfestteil nimmt dann lediglich einen Teilbereich der verschieblichen Oberfläche des Schiebers ein und zwar rings um eine im Schieber ausgebildete Durchgangsöffnung. Dabei ist dieses erste Feuerfestteil fluchtend mit der übrigen Oberfläche des Schiebers ausgebildet. Dieses erstgenannte Feuerfestteil bildet eine Oberflächen-Schutzschicht für die Durchgangsöffnung und für wenigstens einen Teil des Strömungsdurchtritts der Kollektordüse.

Eine in Metall eingehüllte bzw. mit einer Metallschicht versehene Schieberplatte dieser Art kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei welchem der erstgenannte Feuerfestzement in eine erste Form eingefüllt wird, welche definiert ist durch einen Kern, die in Form gebrachte Folie sowie eine Dauerform mit glatter, polierter, kratzfester Oberfläche, so dass ein erstes Feuerfestzement-Formerzeugnis hergestellt wird, welches eine mit einer Durchlassöffnung versehene Schnauze und einen Umfangsflansch aufweist, der der genannten Oberfläche der Dauerform zugeordnet ist. Ferner wird der zweite Feuerfestzement in eine zweite Form abgegossen, die gebildet ist aus einer die angestrebte äussere Gestalt der Schieberplatte sowie deren Ausflussdüse definierenden Metallplatte, der eine glatte, polierte und kratzfeste

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Oberfläche aufweisenden Dauerform und aus dem in die Folie eingeschlossenen ersten Formerzeugnis mit Kern, um ein zweites ff.-Zement-Formerzeugnis zu erzeugen, in welchem das folienumschlossene erste Formerzeugnis eingebettet ist und innerhalb welches die Metallhülle (can) einen integralen Teil bildet. Die Oberflächen der beiden Formerzeugnisse, die der Dauerform zugewandt sind, fluchten miteinander.

Vorteilhafterweise wird als Folie ein unter Betriebsbedingungen oxidierbares Metall verwendet, wobei die Metalloxide imstande sein sollen, eine Schlacke oder keramische Bindungen zwischen den beiden Feuerfestteilen auszubilden. Als Beispiele für geeignete Metalle seien Eisen oder Stahl sowie Aluminium genannt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen ersten Formgebungsvorgang und die dafür benötigte Ausrüstung zum Erzeugen eines erfindungsge-mässen Komposit-Ventilschiebers,

Fig. 2 einen zweiten Formgebungsvorgang samt erforderlicher Ausrüstung zum Fertigstellen des Komposit-Ventil-schiebers und

Fig. 3 bis 6 Darstellungen von 4 alternativen Komposit-Ventilschieber-Konstruktionen nach der Erfindung.

Das Herstellen von feuerfesten Bauteilen, die den Beanspruchungen durch strömende Metallschmelzen, wie Stahlschmelzen, ausgesetzt werden, umfasst zwei Formgebungsoder Gestaltungsvorgänge unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Feuerfestzementen. Ein Zement ist dabei höherwertiger als der andere, d.h. er ist auf eine grössere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Angriff von Metallschmelzen und Erosion ausgelegt, was diesen Zement jedoch teurer macht. Dieser Zement ist auf diejenigen Bereiche des feuerfesten Bauteils beschränkt, wo der Angriff der Metallschmelze am stärksten ist. Der geringerwertige feuerfeste Baustoff (Zement) kann den Hauptbestandteil der erfin-dungsgemässen Bauteile ausmachen, da der qualitativ hochwertige feuerfeste Zement lediglich einen geringen Anteil am Gesamtvolumen des Bauteils ausmacht. In wenigstens einem ersten der beiden Formgebungsvorgänge wird ein geformtes Glied ein integraler Bestandteil des Formerzeugnisses und verbleibt in situ im fertig bearbeiteten Erzeugnis.

Lediglich zum Zwecke der Erläuterung wird die Erfindung im folgenden am Beispiel der Herstellung von Ventilschiebern mit integraler Kollektordüse beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass Schieber oder Platten ohne solche Kollektordüsen gleichfalls mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt werden können. Andere feuerfeste Kompositerzeugnisse wie Abstichlochblöcke (well blocks) und Abstichrinnen lassen sich gleicherweise mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens unter Verwendung geeignet gestalteter Formerzeugnisse herstellen.

Das zu beschreibende Verfahren nach der Erfindung wird derart ausgeführt, dass ein Ventilschieber 10 in situ ausgebildet und an seiner Oberfläche fest mit einer äusseren Stahlverstärkungshülle 11 versehen wird. Nachfolgende Schleifvorgänge an der Gleitoberfläche 12 des Schiebers, entweder zwecks Bearbeitung im Hinblick auf Leckdichtigkeit oder im Hinblick auf Massgenauigkeit, sind überflüssig oder zumindest merklich verringert.

Der erste Formvorgang wird in einer Form ausgeführt, die, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem temporären Formteil 13 sowie Dauerformteilen 14,15 und 16 besteht. Klammereinrichtungen 17 von herkömmlicher Bauart, die in der Zeichnung lediglich als in das Formteil 16 hingeschraubte

Schrauben dargestellt sind, halten alle Formteile in der angestrebten relativen Zuordnung. Eine Abdichtung 18 verhindert nicht lediglich das Austreten von Zement, sondern gewährleistet auch, dass ein Umfangsflansch 19 (vgl. Fig. 2) des Formteils 13 gegenüber dem Formteil 15 zurückversetzt ist.

Das Formteil 13 ist ein geformtes, dünnes Metallfolienerzeugnis, beispielsweise aus Aluminium oder Weissblech, welches üblicherweise nicht dicker ist als einige Hundertstel Millimeter. Das Formteil 13 istnapf- oder trogförmig gestaltet und vereinigt im dargestellten Ausführungsbeispiel beide Gestaltungen. Ein in diesem Formteil 13 ausgebildetes Formerzeugnis besitzt eine Schnauze 20, die aus einem sie umgebenden Umfangsflansch 21 vorsteht, wobei der letztere ein getreues Abbild der Oberfläche 22 des Formgliedes 15 bildet. Damit eine Metallschmelze durch den fertigen Ventilschieber 10 hindurchströmen kann, ist das Form teil 14 als koaxial zum Form teil 13 angeordnetes Kernteil ausgebildet. Das Kernteil erstreckt sich gänzlich durch die erste Form und ist fest mit dem Formteil 16 verbolzt, welches eine feste Grundplatte für die Form bildet. Das Formteil 15 ist ein Blech aus einem geeigneten üblichen Material, welches eine formgerechte sowie glatte oder polierte Oberfläche 22 besitzt. Das Formteil 15 kann aus poliertem Metall, einem Floatglas oder einem unter dem Warenzeichen «perspex» vertriebenen Material bestehen.

Der von den Formteilen 13,14 und 15 definierte Formraum wird mit feuerfestem Zement unter Hilfe von Vibrationen gefüllt, die eine vollständige, leerraumfreie Formfüllung erleichtern. Der Zement wird durch das offene Oberteil 25 des Formteils 13 eingefüllt. Damit Luft beim Füllen der Form entweichen kann, besitzt das Formteil 13 Entlüftungsöffnungen 24.

Nach dem Füllen der Form wird der eingebrachte Zement wenigstens teilweise zum Erhärten gebracht, so dass der Zement-Formling 26 imstande ist, seine Einheit zu erhalten, was üblicherweise durch Erhitzen auf eine von der Art des Zements abhängige Temperatur erfolgt.

Anschliessend werden die Halterungseinrichtungen 17 gelöst, und ohne Beeinträchtigung des Formlings 26 oder des Formteiles 15 wird ein zweites Formteil, welches die äussere Gestalt des angestrebten Ventilschiebers definiert, über den Kern 14, den Formling 26 und die Folie 13 mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen an den Formteilen 15 und 16 befestigt. Das zweite Formglied besteht aus einer Metallhülle 11 von herkömmlicher Gestalt. Eine Befestigungsanordnung 17' dient zur Befestigung der Hülle 11 an den Formteilen 15 und 16, und eine Abdichtung 18 ' ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass die Umhüllung 11 von der Oberfläche 12 des fertiggeformten Schiebers 10 beabstandet ist. Entlüftungsöffnungen 24' sind in der Hülle 11 vorgesehen.

Der durch die Hülle 11, die Folie 13 und die Platte 15 definierte Formraum wird mit einer zweiten Zementmischung gefüllt und abschliessend wird das Kompositerzeugnis einem abschliessenden Erhärtungsvorgang unterworfen. Während dieses Vorganges werden sowohl der zweite Zement als auch der erste Zement vollständig ausgehärtet, soweit dieses nicht bereits geschehen war. Nach Abschluss des Erhärtens werden die Befestigungsanordnungen entfernt und der geformte und mit einer Hülle versehene Ventilschieber aus den Formteilen 14,15 und 16 entnommen.

Im fertiggestellten Ventilschieber 10 ist die geformte Folie 13 eingebettet in den äusseren Stützformteil 28 aus Zement, wobei auch der Umfangsflansch 19 im Formteil 28 aufgenommen und somit vor Berührung mit der Metallschmelze geschützt ist. Die Schieberoberfläche 12 ist ein genaues Abbild der Oberfläche 22 der Formteile 16,16' und ist glatt, eben und glänzend, wobei keine künstlichen Diskontinui5

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täten zwischen den beiden Formlingen 26 und 28 ausgebildet sind. Ein Austritt von Metallschmelze zwischen den beiden wie vorstehend hergestellten Schieberteilen kann nicht erfolgen.

Durch Verwendung von Abdichtungen 18,18' von geeigneter Dicke können Ventilschieber gemacht werden, die genau in standardisierte Ventileinrichtungen eingebaut werden können, ohne dass die Schieber zunächst auf Mass bearbeitet werden müssen. Zum Gewährleisten einer dimen-sionsmässigen Reproduzierbarkeit können die Halterungseinrichtungen 17,17' mit nicht dargestellten Begrenzungsstoppern oder Dimensionierungseinrichtungen versehen sein. Bei geeigneter Wahl der Zemente kann eine zufriedenstellende Bindung der geformten Folie 13 an der Metallumhüllung 11 erreicht werden. Aus zusätzlichen Sicherheitsgründen können die Folie 13 und die Umhüllung 11 mit den Zementen fest verbunden werden. So kann die Folie 13 zum Zwecke der festen Verbindung mit den Zementen gehämmert oder gestampft sein und kann die Umhüllung 11 zum gleichen Zwecke mit einwärts gedrehten Lippen oder Zungen versehen sein.

Wird der Ventilschieber im Betrieb erhöhten Temperaturen ausgesetzt, so wird sich die Folie 13 oxidieren. Dieses kann durchaus vorteilhaft sein, indem sich das gebildete Oxid mit den beiden Zementformlingen 26 und 28 verbindet. Besteht die Folie 13 aus Aluminium, so kann eine keramische Bindung ausgebildet werden, wohingegen bei Verwendung einer Folie aus Eisen (Weissblech) eine Schlackenbindung erhalten wird.

Wie bereits erwähnt, besitzt das feuerfeste Kompositerzeugnis zwei miteinander verbundene Formlinge. Für manche Anwendungszwecke sollte der Kompositkörper das Ergebnis von mehr als zwei aufeinanderfolgenden Formvorgängen sein. Eine geformte Folie wird zwischen wenigstens einem Paar von miteinander in Berührung stehenden Formlingen, wenn nicht zwischen jedem Paar vorgesehen sein.

Für von Ventilschiebern verschiedene Kompositerzeugnisse kann der Oberflächenzustand von verminderter Bedeutung sein und ein Formen (Giessen) gegen polierte Oberflächen überflüssig sein. Im allgemeinen jedoch sollte der Oberflächenzustand so hochwertig wie praktisch möglich sein, insbesondere wenn es sich um Oberflächen handelt, die strömenden Metallschmelzen ausgesetzt werden sollen.

Die dünne Folie 13 ist relativ zerbrechlich. Um sie während der vorbereitenden Arbeiten und während der Ausführung des ersten Formgebungsvorganges zu schützen, kann eine feste Schutzform gut sitzend um sie herum angeordnet werden. Diese wird selbstverständlich vor Einbau der Folie und der zugehörigen Zementfüllung 26 in die zweite Form entnommen.

Die zur Herstellung der Formlinge 26 und 28 geeigneten Zemente können hydraulisch gebundene oder chemisch gebundene Zemente sein, die bei Raumtemperatur oder lediglich leicht erhöhten Temperaturen, d.h. im Bereich von 100 bis 150°C oder bis zu 400°C aushärten, je nach vorliegendem Bindungsmechanismus. Es ist nicht erforderlich,

dass die beiden Zemente den gleichen Bindungstyp aufweisen. Sollten die Zement-Formlinge ein Erhärten bei unterschiedlichen Temperaturen erfordern, so sollte der Formling 26 aus dem Zement mit der höheren Erhärtungstemperatur bestehen. Anderenfalls kann es dann, wenn der Formling 26 nach Abschluss des zweiten Formungsvorganges auf höhere Temperaturen erwärmt wird, zu Problemen kommen.

Der Zementformling 26, der in Berührung mit strömenden Metallschmelzen gelangen soll, sollte aus einem qualitativ höherwertigen Material bestehen als der Zement des Form-lings 28. Das bedeutet, dass der erstgenannte Zementformling eine höhere Beständigkeit gegen hohe Temperaturen

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sowie gegen den Angriff von Metallschmelzen, Schlacke und Erosionsprozessen haben sollte. Dieser Zement sollte bis zu 1500°C volumenkonstant sein, wohingegen der geringerwertige Zement bis zu 1000 bis 1200°C volumenkonstant sein sollte. Der geringerwertige Zement, welcher den Formling 28 bildet, hat vorzugsweise eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als der andere Zement.

Zuschläge für den im ersten Formungsvorgang verwendeten Zement können ausgewählt werden aus Tonerde, Mullit, Aluminiumsilicaten mit 50 oder mehr Gewichtsprozent Tonerde, Magnesia, Magnesiumaluminat, Zirconium, Zirconoxid, feuerfeste Carbide sowie Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehend genannten Stoffe. Bevorzugte Zuschlagmaterialien sind gesinterte und gebrannte Tonerde, gesinterter und gebrannter Mullit, gesinterte und gebrannte Magnesia, Zirconium und Zirconoxid.

Zusatzstoffe für den im zweiten Formvorgang verwendeten Zement können ausgewählt werden aus Basalt, Olivin, Schachtofenschlacken, gemahlenen Schamotten mit 25 bis 40 Gewichtsprozent Tonerde, Schamotte, gebrannten Tonen, Schiefertonen, Bauxit sowie Kombinationen von zwei oder mehr der vorstehend genannten Stoffe. Bevorzugte Zuschlagstoffe sind gemahlene Schamotten mit 25 bis 45 Gewichtsprozent Tonerde sowie gebrannte Tone.

Die Zemente können anorganische oder organische Bindemittel enthalten. Die erstgenannten können Silicate, Sulfate, Nitrate, Chloride sowie Phosphate, Phosphorpentoxid oder Phosphorsäure enthalten. Die organischen Bindemittel können Alkalimetall-Lignosulfate sowie Stoffe auf Pechbasis enthalten.

Im fertiggestellten Ventilschieber gemäss Fig. 2 nimmt der qualitativ hochwertige Zement (der Formling 26) diejenigen Schieberbereiche ein, die während des Öffnens oder Schlies-sens des Ventils mit schmelzflüssigem Metall in Berührung kommen. Dieser hochwertige Zement bildet auch den Bereich der Schieberdurchgangsöffnung 20 sowie die gesamte Längsabmessung der Auslassrinnenbohrung 31. In Abhängigkeit von dem erwarteten Betriebsverhalten nimmt der qualitativ hochstehende Zement entweder die gesamte Länge dieser Bohrung oder nur einen Teil der Länge dieser Bohrung ein. Gelegentlich kann es erforderlich sein, dass der hochwertige Zement für den gesamten Schieberbereich benötigt wird, der mit Metall in Berührung gelangt. Es kann jedoch auch sein, dass lediglich der unmittelbar an die Durchgangsöffnung anschliessende Schieberbereich aus dem hochwertigen Zement besteht, da der Bereich der Durchgangsöffnung am stärksten erosionsgefährdet ist, insbesondere beim Absperren des Ventils. Beispiele der Erfindung sind in den Fig. 3 bis 6 zusammengestellt, ohne dass die Erfindung auf die dort dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt wäre. In den genannten Zeichnungen sind die geformten Folien 13 sowie die Metallhüllen 11 aus Zwecken der besseren Übersichtlichkeit weggelassen worden.

Jede der in den Zeichnungen dargestellten Schieberkonfigurationen kann in Anpassung an eine Ventiloberplatte modifiziert werden, indem dieser Ansatz weggelassen wird. Die geformte Folie hat denn mehr die Gestalt eines Troges als die Gestalt eines Napfes.

Zusammengefasst schafft die vorliegende Erfindung einen Schieberventil-Flachschieber in einer Hülle, welcher eine einstückig damit ausgebildete Ausflussdüse haben kann und aus zwei miteinander verbundenen Feuerfestzement-Formlingen gebildet ist, wobei die beiden Formlinge mit Hilfe einer napf-oder trogförmig gestalteten Metallfolie voneinander getrennt sind. Diese Folie wird bei den Betriebstemperaturen oxidiert, so dass sich eine Bindung zwischen den Zementteilen ergibt. Die Zemente können unterschiedlich zusammengesetzt bzw. aufgebaut sein, wobei der Formling, der später mit der

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Metallschmelze in Kontakt steht, vorzugsweise aus einem Material besteht, das besonders beständig gegen strömende Metallschmelzen ist.

Der Schieber wird in zwei Stufen unter Verwendung der geformten Folie und der Umhüllung als jeweils verlorene Formteile abgegossen, welche mit einer ebenen polierten Oberfläche zusammenwirken, um einen gegossenen Ventilschieber zu schaffen, der tatsächlich keiner Oberflächenbear-5 beitung vor Einbau in ein Ventil bedarf.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Feuerfestes Erzeugnis mit einem Oberflächenbereich, welcher im Betrieb mit einer strömenden Metallschmelze in Berührung ist, in Form eines integralen Kompositkörpers mit einem ersten Feuerfestglied, welches den Oberflächenbereich darstellt, gekennzeichnet durch eine trog- oder napfförmige Metallfolie (13), welche das Feuerfestglied (26) umschliesst, und durch ein zweites als Stützteil dienendes Feuerfestglied (28), welches das von der Folie umschlossene, erste Feuerfestglied (26) abstützt.

2. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Feuerfestglied (26) aus einem qualitativ höherwertigen Feuerfestmaterial besteht als das zweite Feuerfestglied (28).

3. Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (13) eingebettet ist bzw.

gehalten ist vom zweiten Feuerfestglied (28), so dass die Folie vor Berührung mit der Metallschmelze geschützt ist.

4. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden feuerfesten Glieder (26,28) aus formbaren, hydraulisch oder chemisch gebundenen Feuerfestzementen hergestellt sind, wobei der Zement des zweiten Feuerfestgliedes (28) bei einer niedrigeren Temperatur aushärtbar ist als der Zement des ersten Feuerfestgliedes (26).

5. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (13) mit Unregelmässigkeiten versehen ist, um eine bessere Bindung mit den beiden Feuerfestgliedern (26,28) zu gewährleisten.

6. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) aus einem im Betrieb oxi-dierbaren Metall besteht, dessen Oxide imstande sind, eine Schlackenbindung oder eine keramische Bindung mit den beiden Feuerfestgliedern (26,28) auszubilden.

7. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Feuerfestglied (26) wenigstens einen der feuerfesten Werkstoffe Tonerde, Mullit, Alumini-umsilicate mit wenigstens 50 Gewichtsprozent Tonerde, Magnesia, Magnesiumaluminat, Zirconium, Zirconoxid und feuerfeste Carbide enthält.

8. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Feuerfestglied (28) wenigstens eines der feuerfesten Materialien Basalt, Olivin, Hochofenschlacken, gemahlene Schamotten mit 25 bis 45 Gewichtsprozent Tonerde, Schamotte, gebrannte Tone, Schiefertone und Bauxit enthält.

9. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form eines Ventil-Flachschiebers mit einstückig ausgebildeter Mündungsschnauze, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Feuerfestglied (26; Fig. 3,4,5,6) lediglich einen Abschnitt der Gleitoberfläche (12) des Schiebers im Bereich und rings um eine darin ausgebildete Durchflussöffnung (30) einnimmt und mit dem übrigen Teil der Gleitoberfläche fluchtet, wobei das erste Glied (26) eine schützende Oberflächenschicht für die Durchgangsöffnung (30) und für wenigstens einen Abschnitt des Strömungskanals (31) der Mündungsschnauze bildet.

10. Erzeugnis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied (26) eine schützende Oberflächenschicht für die Gesamtlängsabmessung des Strömungskanals (31) bildet.

11. Verfahren zum Herstellen eines Feuerfesterzeugnisses mit einem Oberflächenbereich, welcher im Betrieb mit einer fliessenden Metallschmelze dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Form aus einer trogförmigen oder napfförmigen Metallfolie (13) und einem zugeordneten, bleibenden Formteil (15), dessen Gestalt ein Negativ jenes Oberflächenbereichs darstellt, gebildet wird, dass diese erste Form mit einem formbaren Feuerfestzement (26) gefüllt und dieser Zement wenigstens teilweise erhärtet wird, dass die Folie (13) und der darin enthaltene Formling (26) in eine zweite Form eingebracht werden, die aus einander zugeordneten Formteilen (11,15) besteht, dass die zweite Form mit einem zweiten Feuerfestzement (28) gefüllt wird und dass der zweite Zement und, falls noch nicht erfolgt, der erste Zement (26) ausgehärtet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfüllungsschritte durch Vibrationen der jeweiligen Formstrukturen (11,13,15), welche die beiden Formen bilden, unterstützt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Füllens der Formen Luft aus diesen abgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) von dem bleibenden Formglied (15) der ersten Form mit Hilfe einer Abdichtung

(18) beabstandet wird und dass beim Füllen der zweiten Form der zweite Zement (28) dazu gebracht wird, die Folie (13) vollständig in sich aufzunehmen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das bleibende Formteil (15) der ersten Form gleichfalls als bleibendes Formteil für die zweite Form verwendet wird und dass es sich bei diesem Formteil um eine formgetreue, polierte Oberfläche handelt, welche das Erzielen von Formlingen gestattet, die diesen Oberflächenzustand getreulich wiedergeben.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die trogförmige oder napfförmige Folie (13) koaxial um ein Kernteil (14) angeordnet wird, so dass ein mit einer Durchflussöffnung versehener Formling beim Füllen der ersten Form erzeugt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Form mit einem Zement (26) gefüllt wird, welcher wenigstens einen der Stoffe Tonerde, Mullit, Aluminiumsilicate mit 50 Gewichtsprozent oder mehr Tonerde, Magnesia, Magnesiumaluminat, Zirconium, Zirconoxid und feuerfeste Carbide enthält.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Form mit einem Zement (28) gefüllt wird, welcher wenigstens einen der Stoffe Basalt, Olivin, Hochofenschlacken, gemahlene Schamotten mit 25 bis 45 Gewichtsprozent Tonerde, Schamotte, gebrannte Tone, Schiefertone und Bauxit enthält.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17 zum Herstellen eines umhüllten Ventilschiebers mit integral ausgebildeter Ausflussschnauze für ein Schieberventil, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zement (26) in eine erste von einem Kernteil (14), der geformten Folie (13) und einem bleibenden Formteil (15) mit glatter, polierter, kratzbeständiger Oberfläche gegossen wird, um einen ersten Zement-Formling mit einer Durchflussöffnung versehener Schnauze (20) sowie einem Umfangsflansch (21) zu schaffen, welcher an einem Ende die Oberfläche des bleibenden Formteils (15) wiedergibt, dass der zweite Zement (28) in eine zweite Form gegossen wird, die gebildet ist von einer die angestrebte Aus-sengestalt des Schiebers sowie deren Ausflussschnauze definierenden Metallhülle (11), dem eine glatte, polierte und kratzfeste Oberfläche aufweisenden bleibenden Formglied

( 15) sowie dem von der Folie umschlossenen ersten Formling und Kern (13,26,14) gebildet ist, um einen zweiten Zement-Formling zu erzeugen, in welchem der in die Folie eingeschlossene erste Formling (13,26) eingebettet ist und von welchem die Hülle (11) ein integraler Bestandteil ist, wobei die beiden Formlinge (26,28) mit ihren jeweiligen Oberflächen (12) fluchtend verlaufen.

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