DE69633276T2 - Vorrichtung zum entleeren von geschmolzenem metall in eine giessvorrichtung und verfahren zu deren verwendung - Google Patents

Vorrichtung zum entleeren von geschmolzenem metall in eine giessvorrichtung und verfahren zu deren verwendung Download PDF

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    • C04B2235/422Carbon

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gießen von aluminiumberuhigtem geschmolzenen Stahl und verwandten Eisenlegierungen. Die Erfindung betrifft Rohre, wie z. B. Gießabdeckungen, Düsen (einschließlich Taucheinlassdüsen und Taucheinlassabdeckungen) und Ähnliches, durch welche das geschmolzene Metall während eines ununterbrochenen Gießprozesses hindurchfließt. Typischerweise werden diese Rohre bei einem unterbrechungsfreien Gießprozess zum Gießen des geschmolzenen Metalls von einer Pfanne in eine Gießwanne oder von einer Gießwanne in eine Gießform verwendet. Die Rohre gemäß der vorliegenden Erfindung sind aus einer Zusammensetzung hergestellt, mit welcher die Abscheidung von nichtmetallischen Einschlüssen, insbesondere Aluminiumoxid (Al2O3), auf der Innenoberfläche des Rohres verhindert werden kann, wenn das Metall dort hindurchtritt. Zusätzlich haben die Rohre, welche aus diesem Werkstoff hergestellt sind, auch eine überraschende Temperaturwechselfestigkeit. Die Erfindung betrifft insbesondere Taucheinlassdüsen und Taucheinlassabdeckungen, welche einem durch die Abscheidung von Aluminiumoxid verursachten Belegen widerstehen und welche auch eine überraschende Temperaturwechselbeständigkeit haben.
  • 2. Informationen zum Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass Aluminiummetall oder Aluminiumlegierungen zu geschmolzenem Stahl hinzugefügt werden können, um gelösten Sauerstoff zu entfernen. Das Aluminium entfernt den Sauerstoff aus dem Stahl, indem es mit dem Sauerstoff reagiert, sodass festes Al2O3 entsteht, von dem das meiste an die Oberfläche des geschmolzenen Stahls fließt, wo es einfach entfernt werden kann. Jedoch verbleibt eine kleine Menge von Al2O3 im Stahl. Das Al2O3, welches im Stahl verbleibt, ist bekannt dafür, sich anzureichern und eine Abscheidung auf der Innenoberfläche der Gießabdeckungen und Düsen zu bilden, wenn das geschmolzene Metall dort hindurchtritt. Obgleich die Gründe für dieses Phänomen nicht vollständig verstanden sind, nimmt man an, dass die Abscheidung aufgrund der Anwesenheit von Aluminiumoxid im hochschmelzenden Material der Düse auftritt, welches in Kontakt mit dem geschmolzenen Stahl kommt, welcher Restaluminiumoxid aus dem Aluminiumberuhigungsprozess enthält.
  • Die Abscheidung von Aluminiumoxid ist besonders störend bei den Düsen und Abdeckungen, welche zu einer Gießwanne gehören, welche bei einem ununterbrochenen Gießprozess verwendet wird. Bei diesem Prozess wird der geschmolzene Stahl aus einer Pfanne durch eine Düse oder einen Ausguss in eine Gießwanne ausgegossen. Die Gießwanne weist mehrere Löcher im Boden auf, welche mit Düsen verbunden sind für den Ausfluss von geschmolzenem Stahl dort hindurch in die Gießvorrichtung. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es wichtig, dass die Düsen im Stande sind, einen gleichmäßigen Fluss geschmolzenen Metalls zur Gießvorrichtung zu schaffen. Typischerweise werden solche Gießvorrichtungen mit einer spezifischen Gießgeschwindigkeit betrieben. Offensichtlich ist es wichtig, dass die Zufuhr von geschmolzenem Metall, welches durch die Düsen zur Gießvorrichtung fließt, während des Gießvorgangs so konstant wie möglich beibehalten werden muss. Düsen, welche teilweise oder vollständig aufgrund der Abscheidung von Aluminiumoxid in der Bohrung der Düse verstopfen, verursachen daher ernste Probleme beim Gießvorgang.
  • Es sind im Stand der Technik unterschiedliche Techniken bekannt, um die oben erwähnten Belagprobleme zu vermeiden.
  • Jedoch ist aufgrund einer Vielzahl von Gründen keine dieser Techniken vollständig befriedigend gewesen. Zum Beispiel ist es im Stand der Technik bekannt, eine Düse mit mehreren Öffnungen in der Innenoberfläche für Durchgang eines inerten Gases in die Bohrung zu schaffen, während das Metall dort hindurch fließt. Beim Betrieb wird Gas durch diese Öffnungen in die Bohrung zugeführt, und dieses Gas verringert den Kontakt zwischen dem geschmolzenen Metall und der Düsenoberfläche, wodurch eine Wechselwirkung zwischen dem Metall und der Düse verhindert wird, welche wiederum verhindert, dass ein Belegen stattfindet. Typischerweise bilden die Öffnungen eine hochporöse Oberfläche, welche in der Form einer porösen Hülse innerhalb der Bohrung der Düse ausgebildet sein kann. Eine Düse dieser Art muss eine komplexe und kostspielige Innenoberfläche aufweisen, sodass das inerte Gas die Öffnungen oder Poren innerhalb des Innenabschnitts der Düse erreicht. Die Fertigungsschritte und die bei einer solchen Düse damit verbundenen Kosten machen diese Düsenart somit wenig vorteilhaft. Zusätzlich ist bekannt, dass beim Gebrauch solcher Düsen Defekte, wie z. B. feine Löcher, in dem Stahlprodukt aufgrund der großen Menge inerten Gases produziert werden, welches erforderlich ist, um das Belagproblem zu vermeiden.
  • Ein anderer Ansatz, das Belagproblem zu lösen, beinhaltet die Herstellung einer Düse aus einem Material, welches von sich aus nicht mit dem geschmolzenen Metall reagiert, um dabei Abscheidungen aus Aluminiumoxid zu bilden. Jedoch gibt es nur eine begrenzte Anzahl von Materialien, welche im Stande sind, auf diese Weise zu funktionieren, und welche die hochschmelzenden Eigenschaften besitzen, welche in der Umgebung der Schmelzmetallgießvorrichtung erforderlich sind. Insbesondere ist es schwierig, ein Material zu finden, welches die erforderliche Temperaturwechselfestigkeit besitzt, welche für Düsen und Ähnliches erforderlich ist, durch welche geschmolzenes Metall fließt.
  • In den Patentschriften US Nr. 5,244,130; 5,046,647; 5,060,831 und 5,083,687 sind unterschiedliche Materialien offenbart, welche verwendet werden, um Düsen und Ähnliches zum Gießen von geschmolzenem Metall herzustellen. Die Beschreibungen jeder der oben erwähnten Patentschriften wird in diese Schrift mit aufgenommen.
  • US Patent Nr. 5,244,130 (Ozeki et al.) offenbart eine verbesserte Düse, welche angeblich die Probleme löst, welche bei Düsen nach dem Stand der Technik vorliegen. Ozeki et al. erwähnen zwei Arten von Düsen nach dem Stand der Technik, für die ihre Erfindung angeblich eine Verbesserung ist. Die erste Düse nach dem Stand der Technik ist aus Graphit und Kalziumzirkonat (Zirkondioxidschlacke) hergestellt, welches 23% bis 36% CaO aufweist. Ozeki et al. erwähnen, dass das Kalziumoxid, welches in dem Kalziumzirkonat enthalten ist, sich nicht ausreichend genug zur Oberfläche der Düsenbohrung hinbewegt, durch welche der Stahl fließt, und folglich kommt das Kalziumoxid nicht in einen ausreichenden Kontakt mit den nichtmetallischen Einschlüssen, wie z. B. α-Aluminiumoxid, und daher ist diese Düse nach dem Stand der Technik wenig geeignet, die Ansammlung und Abscheidung von Aluminiumoxid innerhalb der Düsen zu verhindern.
  • Die zweite Düse nach dem Stand der Technik, welche in der Patentschrift US-5,244,130 offenbart ist, ist ähnlich zur ersten Düse, aber zusätzlich weist sie Kalziummetasilikat (CaO·SiO2) auf. Es wird berichtet, dass die Anwesenheit vom Kalziummetasilikat bei der zweiten Düse nach dem Stand der Technik die Probleme löst, welche mit Bezug auf die erste Düse nach dem Stand der Technik bekannt sind. Dies wird mit den kombinierten Effekten von Kalziumzirkonat und Kalziummetasilikat begründet, welches dem Kalziumoxid in jedem Partikel der Zirkoniumdioxidschlacke ermöglicht, in Richtung zur Oberfläche zu wandern. Jedoch weisen Ozeki et al. bezüglich der zweiten Düse nach dem Stand der Technik auch darauf hin, dass das ganze Metasilikat einen niedrigen Gehalt an Kalziumoxid aufweist, welches nicht ausreicht, das Kalziumoxid angemessen zu ergänzen, welches mit dem Aluminiumoxid in dem geschmolzenen Stahl reagiert; dadurch ist es unmöglich, das Belegen der Düse für eine lange Zeitdauer zu verhindern. Um dieses Problem zu lösen, verwenden Ozeki et al. kristallinstabilisiertes Kalziumsilikat (2CaO·SiO2 und 3CaO·SiO2).
  • Die von Ozeki et al. offenbarten Düsen weisen Graphit in einer Höhe von 10–35 Gew.-% auf, welches zugefügt wird, um den Oxidwiderstand und den Benetzungswiderstand gegen geschmolzenen Stahl zu verbessern und die thermische Leitfähigkeit zu erhöhen. Graphit in einem Anteil, welcher 35% übersteigt, wird vermieden, da ein solch hoher Graphitanteil die Korrosionsfestigkeit verringert. Es gibt keinen Hinweis darauf, Flockengraphit hinzuzufügen, um die Temperaturwechselfestigkeit zu verbessern, was nicht überrascht, da die Zirkondioxidschlacke, welche von Ozeki et al. verwendet wird, einen niedrigen Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzen soll.
  • US Patent Nr. 5,083,687 (Saito et al.) offenbart eine verbesserte Düse, um das oben erwähnte Belagproblem zu lösen. Saito et al. erwähnen, dass eine Düse nach dem Stand der Technik, welche konstruiert worden ist, um das Belagproblem zu vermeiden, eine Innenauskleidung verwendet, welche aus einem Material hergestellt ist, welches 90–50 Gew.-% MgO und 10–50 Gew.-% C aufweist. Jedoch wird in der Beschreibung darauf hingewiesen, dass solche Materialien, welche Graphit (C) und MgO aufweisen, aufgrund eines hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu konventionellen Düsen, welche aus Aluminiumoxid und Graphit hergestellt sind, unter Rissbildung leiden. Saito et al. weisen auch darauf hin, dass Düsen, welche MgO und C aufweisen, einer inneren Bruchdämpfung ausgesetzt sind. Vor dem Hintergrund dieser unerwünschten Merkmale, welche bei hochschmelzenden Materialien, welche MgO und Kohlenstoff aufweisen, auftreten, insbesondere die schlechte Temperaturwechselfestigkeit, welche durch die Anwesenheit von MgO in der Zusammensetzung vorliegt, sind Saito et al. zu dem Schluss gekommen, dass Düsen, welche diese Inhaltsstoffe aufweisen, inakzeptabel wären. Daher vermeiden Saito et al. jedes MgO-aufweisende Material als Material zum Herstellen der Düse. Stattdessen verwenden sie eine Zusammensetzung, welche Bornitrit, Zirkonoxid und eine Sinterhilfe, welche SiC und B4C aufweist, beinhaltet.
  • US Patentschrift Nr. 5,046,647 (Kawai et al.) offenbart zwei Arten verbesserter Düsen, um mit dem Belagproblem umzugehen. Eine Düse ist aus ZrO2, C und SiO2 hergestellt. Kawai et al. betonen, dass CaO und MgO vermieden werden sollten, oder am besten in kleinen Mengen toleriert werden können, so dass die Summe aus CaO und MgO kleiner als 1% ist. Kawai et al. beschreiben auch eine zweite Düsenart, welche CaO und SiO2 aufweist, bei der das Verhältnis aus CaO und SiO2 auf 0,18 bis 1,86 begrenzt ist. Bei dieser zweiten Düsenart ist kein MgO offenbart, was im Hinblick auf den Mangel an Temperaturwechselfestigkeit, welcher im Stand der Technik erwähnt ist, wenn MgO in der Zusammensetzung der Düse enthalten ist, nicht überrascht.
  • Patent Nr. 5,060,831 (Fishler et al.) offenbart ein Material zum Abdecken eines Gießausgusses, wie z. B. einer Gießwannendüse, welche zum Gießen von Stahl verwendet wird. Die Zusammensetzung weist CaO und einen Zirkonoxidträger auf. Es gibt keinen Hinweis darauf, in der Zusammensetzung MgO aufzunehmen.
  • Aus JP-A-57/071860 (Kokoku 61-44836) ist auch bekannt, ein hochschmelzendes Material für eine Düse vorzusehen, welches CaO und Graphit aufweist. Bei einer Ausführungsform wird Magnesiomoxid-Dolomit-Schlacke verwendet als Quelle für CaO.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Düse oder ein Rohr zu schaffen, welche/welches sich nicht mit Aluminiumoxid belegt, wenn sie/es in einem Verfahren zum Gießen einer aluminiumberuhigten Eisenmetalllegierung verwendet wird, insbesondere einem aluminiumberuhigten Stahl.
  • Es ist ferner ein Ziel dieser Erfindung, eine Düse oder ein Rohr zu schaffen, welche/welches den oben erwähnten Belagwiderstand mit einer verbesserten Temperaturwechselfestigkeit kombiniert.
  • Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Gießen von aluminiumberuhigtem Eisenmetall zu schaffen, insbesondere aluminiumberuhigtem Stahl, welches die Düse oder das Rohr der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • Diese und andere Ziele werden erreicht, indem eine Düse oder ein Rohr zum Gießen von geschmolzenem Metall vorgesehen wird, welche Düse oder welches Rohr einen inneren Abschnitt aufweist, der eine Bohrung bildet, die sich dort hindurch für den Durchlass von geschmolzenem Metall durch die Düse oder das Rohr erstreckt, wobei:
    mindestens ein Teil des inneren Abschnitts der Düse oder des Rohres aus einem hochschmelzenden Material gebildet ist, das ein Festkörpergemisch enthält, wobei die Festkörper des Festkörpergemischs in einer karbonisierten Matrix eingebunden sind und zumindest 33 Gew.-% Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemischs aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörpergemisch auch mindestens 37 Gew.-% Doloma bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemischs enthält. Somit kann die Düse ein röhrenförmiges Gießelement sein, welches Doloma (d. h. Doloma oder CaO·MgO) und Flockengraphit in einer Kohlenstoffmatrix oder einem Netzwerk aufweist, welches von einem Bindemittelharz durch Erwärmen des Harzes unter Karbonisierbedingungen stammt. Es ist beobachtet worden, dass röhrenförmige Gießelemente, wie z. B. eine Düse, welche aus dem obigen Material hergestellt ist, das Belagproblem vermeidet. Außerdem ist beobachtet worden, dass die Wahl von Doloma als hochschmelzendes Material für solche Gießelemente kombiniert mit Flockengraphit ein Gießelement ergibt, welches eine sehr wünschenswerte Temperaturwechselfestigkeit aufweist, sodass das geschmolzene Metall durch das Gießelement fließen kann, ohne dass es bricht, wobei nur ein Minimum oder überhaupt kein Vorheizen des Gießelements erforderlich ist. Die Temperaturwechselfestigkeit, welche mit dem Doloma-Hochtemperaturmetall erreicht wird, ist im Hinblick auf die Erkenntnisse im Stand der Technik überraschend, wonach Düsen, welche MgO aufweisen, einen inakzeptablen Wert der Temperaturwechselfestigkeit besitzen, was dazu führt, dass sie brechen, wenn sie in einem Gießverfahren verwendet werden.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung sich insbesondere auf Düsen bezieht, welche bei einem unterbrechungsfreien Gießverfahren zum Einsatz kommen, ist die Erfindung nicht auf solche Düsen begrenzt, sondern ist allgemein auf jedes Rohr anwendbar, durch welches geschmolzenes Metall fließt und welches für eine Belagbildung anfällig ist. Weil somit das nachfolgend beschriebene Material sich auf Düsen bezieht, welche bei einem Gießverfahren zum Einsatz kommen, wird darauf hingewiesen, dass die Beschreibung genauso auf verwandte Vorrichtungen gilt, welche für das oben erwähnte Belagbildungs-Problem anfällig sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 zeigt einen Vertikal-Querschnitt, welcher eine andere Ausführungsform der Düse gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Parameter Rst und der Versagenswahrscheinlichkeit darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen
  • Die Düsen gemäß der vorliegenden Erfindung sind hergestellt, indem Doloma/Graphit anstelle von Al2O3/Graphit, welches bei Düsen nach dem Stand der Technik verwendet wird, zum Einsatz kommt. Man hat festgestellt, dass mit Doloma das Belagbildungs-Problem vermieden wird, welches bei Aluminiumdioxid/Graphit-Rohren vorkommt, weil das Doloma die Bildung von löslichen Reaktionsprodukten verursacht, welche die Düse nicht belegen. Doloma ist gut bekannt und ein handelsübliches hochschmelzendes Metall, welches derzeit für eine Vielzahl von Hochtemperatur-Anwendungen aufgrund seiner Wärmefestigkeitseigenschaft verwendet wird. Es wird aus gebranntem Dolomit hergestellt, um das MgCO3 in MgO und das CaCO3 in CaO umzuwandeln. Das gebrannte Dolomit wird dann gesintert, um das Korn zu verdichten. Typischerweise wird das Doloma in pulverisierter Form verkauft, welche in eine Vielzahl von Strukturen geformt werden kann.
  • Die Düsen gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Mischen von Dolomapulver mit Graphit, vorzugsweise Flockengraphit, mit genügend Flüssigharzbinder, wie z. B. Phenolformaldehydharz, welches in Furfurylaldehyd oder einer Lösung aus Furfurylalkohol und Furfurylaldehyd gelöst ist, gemischt, um eine festkörpergemisch-aushärtbare Harzmischung in Form von Agglomeraten zu bilden. Allgemein genügen 9–13 Gew.-%, vorzugsweise etwa 9,5–10,5 Gew.-% Flüssigharzbinder (basierend auf dem Gewicht des Feststoffgemischs), um Agglomerate beim Mischprozess zu bilden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Agglomerate isostatisch in einer Pressform bei Umgebungstemperatur gepresst, um das Material in die gewünschte Gestalt zu formen. Die geformte Masse wird in einem Aushärteofen gebacken, wo die Temperatur allmählich zunimmt, sodass das Harz aushärtet. Als nächstes wird die geformte Masse in einem Ofen bei einer Verkokungstemperatur von mehr als 850°C (z. B. 1800–2400°F (980–1315°C)) bei einer Inertgasatmosphäre, welche mit dem Harz nicht reagiert (z. B. Stickstoff oder Argon) verkokt, sodass das Harz vollständig verkokt und ein Kohlenstoffnetz oder eine Kohlenstoffmatrix bildet, welche das Doloma und den Graphit zusammenhält.
  • Harze, welche eine genügende Grünfestigkeit besitzen, um hochschmelzende Materialien zu binden, und welche verkokt werden können, um ein Kohlenstoffnetz zu bilden, sind dem Durchschnittsfachmann gut bekannt. Es sind viele synthetische Harze bekannt, welche zum Bilden von hochschmelzenden Materialien wie z. B. Düsen geeignet sind und bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Allgemein ist bekannt, dass diese Harze ein Kohlenstoffnetz nach dem Verkokungsschritt ausbilden. Das Kohlenstoffnetz hält den Artikel zusammen, sodass er einem Brechen widersteht. Daher sollte die Harzmenge groß genug sein, um ein ausreichend vernetztes Kohlenstoffnetz zu schaffen, sodass dieses gut bekannte Ziel erreicht wird. Eine extreme Vernetzung des Kohlenstoffnetzes sollte vermieden werden. Daher wird bevorzugt, dass die Vernetzung des Kohlenstoffnetzes nicht stärker erfolgen sollte, als es erforderlich ist, um den fertigen Artikel so zusammenzuhalten, dass er einem Brechen widersteht. Allgemein macht das Kohlenstoffnetz 4–7 Gew.-% der fertigen Düse, vorzugsweise etwa 5–6 Gew.-% (z. B. 6 Gew.-%) aus.
  • Wenn Festkörperharz verwendet wird, sollte er in einer Lösung gelöst sein, um eine flüssige Bindeharzzusammensetzung zu bilden. Typischerweise besitzen Harze, welche üblicherweise dafür verwendet werden, Düsen zu bilden, einen hohen Verkokungswert im Bereich von etwa 45% bis 50%, um ein ausreichendes Kohlenstoffnetz nach dem Verkoken zu produzieren. Ferner sollte das Aushärten des Harzes eine Kondensationsreaktion vermeiden, weil erwartet wird, dass das durch eine solche Reaktion produzierte Wasser mit dem Kalziumoxid im Dolomit reagiert, sodass das entsprechende Hydroxid produziert wird, welches ein größeres Volumen beansprucht und dadurch die Struktur veranlasst, sich zu weiten. Daher können Harze, welche dafür bekannt sind, mit anderen, Kalziumoxid enthaltenden hochschmelzenden Materialien verwendet zu werden, bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Nach dem Verkokungsschritt produziert das Bindeharz ein Kohlenstoffnetzwerk, welches ausreicht, sodass die Düse einem Brechen widersteht. Es ist bekannt, dass während des Verkokungsschrittes ein gewisser Gewichtsverlust des Harzes entsteht. Dieser Gewichtsverlust führt zu einer gewissermaßen offenen Porosität. Idealerweise führt der mit den Temperaturbehandlungen einhergehende Gewichtsverlust zu einer offenen Porosität, welche nicht mehr als 16% beträgt.
  • Ein bevorzugtes Harz ist Phenolformaldehydharz. Solche Harze sind gut bekannt und werden durch die Reaktion von Phenol mit Formaldehyd hergestellt. Vorzugsweise enthält das Harzsystem Formaldehyd und Phenol in einem Verhältnis von 0,85 Formaldehyd zu Phenol. Die Reaktion zwischen dem Phenol und Formaldehyd wird normalerweise durch eine Säure katalysiert, sodass das resultierende Harz gepuffert, entwässert werden muss und das freie Phenol sich einstellen lässt. Der bevorzugte pH-Wert liegt bei etwa 7,0, Wasser unter 0,1% und das freie Phenol zwischen 0,2 bis 0,9%. Das Harz sollte dann mit dem Lösemittel in Lösung gebracht werden. Geeignete Lösemittel weisen primäre Alkohole auf, wie z. B. Methyl, Ehtyl, Isopropyl und Furfurylalkohol; Glykol, wie z. B. Ethylenglykol; Keton, wie z. B. Methylethylketon und Methylisobutylketon; Aldehyde, wie z. B. Furfurylaldehyd und Acetaldehyd; dibasische Ester und Dimethylformamide. Vorzugsweise ist das Lösemittel eine Furanverbindung, vorzugsweise Furfurylaldehyd oder eine Lösung aus Furfurylalkohol und Furfurylaldehyd. In der Praxis weist die Harzlösung einen basischen Koreaktionspartner, wie z. B. Triethylentetramin, Diethylentetramin, Ethylendiamin oder Tetraethylenpentamin auf. Andere geeignete Koreaktionspartner weisen Diamine auf, welche einen Aminwert von 1000 ± 100 und das äquivalente Molekulargewicht von 30 ± 2 besitzen.
  • Als eine Alternative zur B-Stufen-phenolischen Novolak-Furfuryl-Lösung kann bei der Erfindung ein phenolisches Novolak verwendet werden, welches in Glykol und Methylalkohol gelöst ist, wobei jedoch dieses Harz weniger wünschenswert ist.
  • Ein anderes alternatives Bindesystem umfasst den Einsatz von Furfural und ein gepulvertes Phenolformaldehydharz, welche miteinander vermischt werden, bis das Furfural den Festkörper aufnimmt, wobei das gepulverte Harz und das resultierende plastizierte Harz die Rohmaterialien dann veranlassen, sich in Agglomerate zusammenzuballen. Anschließend wird ein Trockner verwendet, um die Agglomerate zu verdichten. Dieser Prozess führt zu Agglomeraten mit ausgezeichneten Eigenschaften.
  • Das verwendete Graphit ist vorzugsweise natürliches Flockengraphit mit einem Kohlenstoffgehalt von nicht weniger als 94%. Vorzugsweise sollte die Flockengröße durch eine Normalverteilungskurve beschrieben sein, welche ihr Zentrum bei etwa 250 μm besitzt. Obgleich geringfügige Mengen an Verunreinigungen im Graphit toleriert werden können, wird bevorzugt, solche Verunreinigungen zu minimieren. Vorzugsweise sollte das Graphit im Wesentlichen frei von Verunreinigungen und Restflotationsverbindungen sein, und der Wassergehalt sollte weniger als 0,5% betragen. Eine Analyse des bevorzugten Flockengraphits ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Figure 00130001
  • Das Graphit ist in der Form eines Pulvers so ausgebildet, dass es Agglomerate mit dem Dolomapulver und Harz bilden kann und sodass diese Agglomerate dann in eine feste Gestalt zum Karbonisieren in eine Pressform eingebracht werden können. Vorzugsweise besitzen die Partikel einen Durchmesser von 0,044 bis 0,3 mm.
  • Das Doloma liegt auch in der Form eines Pulvers vor, welches Agglomerate mit dem Graphit und dem Harz bilden kann. Vorzugsweise ist das Doloma klein genug, um durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 14 Maschen pro Zoll (Maschenweite < 1,18 mm) durchzukommen, und groß genug, um auf einem Sieb mit 100 Maschen pro Zoll (US-Normmaschenweite) (Maschenweite > 0,15 mm) gehalten zu werden. Wenn jedoch das Doloma gesiebt wird, um den angemessenen Größenbereich für diese Erfindung zu erzielen, ist es nicht absolut notwendig, sämtliches Material zu entfernen, welches durch das Sieb mit der Maschenweite von 100 Maschen pro Zoll (Maschenweite = 0,15 mm) hindurchtritt. Zum Beispiel ist es akzeptabel, bis etwa 10 Gew.-% der feinen Komponenten, welche schließlich durch das Sieb mit der Maschenweite von 100 Maschen pro Zoll (Maschenweite = 0,15 mm) passieren würden, mit aufzunehmen, wenn der Siebvorgang eine sehr lange Zeitdauer fortgesetzt würde. Zusätzlich können auch Doloma-Kugelmühlenfeinkomponenten enthalten sein. Kugelmühlenfeinkomponenten sind klein genug, um durch ein US-Normgitter mit 325 Maschen pro Zoll (< 0,045 mm) hindurchzutreten und können als Partikel definiert werden, welche ein Oberflächen-Gewichtsverhältnis von 2300 cm2/g bis 2800 cm2/g besitzen. Ein geeignetes Doloma ist ein Pulver mit einer Partikelgröße im Bereich von 0,15 mm bis 1,4 mm im Durchmesser, welches ferner Dolomit-Kugelmühlenfeinkomponenten aufweist. Geringfügige Mengen an Verunreinigungen können im Dolomit toleriert werden. Jedoch wird bevorzugt, solche Verunreinigungen zu minimieren. Vorzugsweise sollte das Doloma mindestens 56,5 CaO, 41,5 MgO und höchstens 2% anderer Verunreinigungen mit maximal 1% Fe2O3 besitzen. Eine Analyse eines bevorzugten Dolomas ist in Tabelle 2 dargestellt.
  • Figure 00140001
  • Vorzugsweise beträgt die Dichte des Doloma 3,25 bis 3,28 g/cm3. Somit sollte das Doloma gesintert werden, bis die Rohdichte des Korns mindestens 3,25 g/cm3 beträgt.
  • Vorzugsweise sollte die Gesamtporosität im verdichteten und im nicht verdichteten Zustand 5% nicht übersteigen. Die bevorzugte Partikelgrößenverteilung der Dolomafraktion, welche in der Düse enthalten ist, beträgt 150 μm bis 1300 μm, wobei die Kugelmühlenfeinkomponenten einen statistischen mittleren Partikeldurchmesser von 7,2 μm besitzen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das Doloma eine Fraktion mit einer Partikelgröße, welche im Bereich von 0,15 mm bis 1,4 mm im Durchmesser (Grobfraktion) liegt, und eine Kugelmühlenfeinkomponentenfraktion auf. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sollte die Grobfraktion des Doloma im Bereich von etwa 32 Gew.-% bis etwa 43 Gew.-% bezüglich des Festkörpergemischs liegen. Das Festkörpergemisch weist alle Festkörpermaterialien (z. B. Graphit und Doloma) auf, wobei Harz, Lösemittel und Harz-Koreaktionspartner nicht dazugehören. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Kugelmühlenfeinfraktion im Bereich von 20–25 Gew.-% des Festkörpergemischs liegen.
  • Das Festkörpergemisch, welches bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ferner andere Oxide aufweisen, welche mit CaO und MgO kompatibel sind. Solche Oxide sind z. B. Siliziumdioxid (SiO2), Zirkondioxid (ZrO2), Hafniumdioxid (HfO2), Cerdioxid (CeO2), Titandioxid (TiO2) und Magnesiumoxid (MgO). Diese Oxide sollten weniger als 25 Gew.-% des Festkörpergemischs, vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt nicht mehr als 5 Gew.-%, ausmachen. Der Anteil an MgO kann 1% (z. B. mehr als 1% bis 10% oder mehr als 1% bis 5%) übersteigen. Zusätzlich können effektive Mengen bekannter Antioxidantien, welche bei Düsen aus hochschmelzendem Material verwendet werden, auch im Festkörpergemisch aufgenommen sein. Geeignete Antioxidantien können die Metallpulver von Aluminium, Silizium, Bor, Kalzium und Magnesium oder die Karbide von Silizium, Kalzium, Zirkon, Bor, Tantal und Titan aufweisen. Einige niedrigschmelzende Oxide wie z. B. Boroxid, Natriumtetraborat oder irgendeine andere Kombination aus Glasbildnern – Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Boroxid, Phosphoroxid und Zirkonoxid – können zum Körper hinzugefügt werden, um eine Schutzschicht auf der Oberfläche zu bilden, um den Zutritt von Sauerstoff in den Körper zu stoppen. Dieser Sauerstoff zerstört den gebundenen Kohlenstoff und muss daher durch eine Schutzschicht an dieser Reaktion gehindert werden. Die Zusätze von Metallen oder glasbildenden Oxiden oder Karbiden unterstützen dies. Diese Materialien werden in Mengen zugegeben, welche eine effektive antioxidative Wirkung zur Folge haben, um die Düse vor einer Oxidation zu schützen, besonders in dem Fall, wenn die Düse in einem heißen Zustand ist.
  • Die Düsen und dazu verwandte Artikel dieser Erfindung werden durch konventionelle Gießtechniken hergestellt. Zunächst wird das Festkörpergemisch, welches das Doloma, den Graphit und optional Metalloxidadditive und optional Antioxidansadditive enthält, miteinander vermischt. Als nächstes wird das Harz zum trockenen Festkörpergemisch hinzugefügt, und die Bestandteile werden in einem Agglomeriermixer vermischt, um Agglomerate zu bilden. Vorzugsweise haben die Agglomerate eine normale Größenverteilung mit einem Zentrum von 400 μm, wobei keine Agglomerate größer als etwa 2000 mm und kleiner als etwa 150 μm sind. Die Agglomerate werden bei dem Vermischen gebildet, wenn das Festkörpergemisch mit dem Harz nassvermischt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden z. B. die Agglomerate durch Nassvermischen des Festkörpergemischs mit der Harzlösung zusammen mit dem Koreaktionspartner gebildet. Während des Mischens tritt eine Verdichtung der Agglomerate auf, aufgrund einer Erhöhung der Viskosität des Harzes, welche auftritt, wenn die flüchtigen Flüssigkeiten verdampfen und das Harz und der Koreaktionspartner miteinander reagieren. Vorzugsweise sollte die Rohdichte der Agglomerate nicht weniger als 1,65 g/cm3, am meisten bevorzugt 1,9–2,1 g/cm3 betragen. Solche Agglomerate bilden, wenn sie mit einem Druck von 10000 PSI (68–69 MPa) beaufschlagt werden, einen Artikel mit einer Rohdichte von 2,37–2,45 g/cm3.
  • Die Agglomeration wird am besten bei Umgebungstemperatur durchgeführt mit einer geringfügigen und begrenzten Wärmemenge, welche aufgrund des Mischens und geringer exothermer Reaktion auftritt, welche wiederum auftritt, wenn das Harz aushärtet. Vorzugsweise sollte das agglomerierte Material nur einer Temperatur bis 140°F (60°C) ausgesetzt werden, und die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit sollte nicht mehr als 3°F pro Minute (1,7°C pro Minute) betragen.
  • Die Agglomerate sind in einer Form (Gummiform) platziert und werden bei hohem Druck gebildet, z. B. 8500 PSI (580 bar oder 58,6 MPa) bis 25000 PSI (1700 bar oder 172 MPa), um die geformte Struktur mit einer Rohdichte im Bereich von 2,35–2,45 g/cm3 zu bilden, welche eine bevorzugte Dichte für den Betrieb bei einem Metallgießverfahren ist. Für den Einformvorgang kann ein isostatischer Druck mit einem Gummiwerkzeug aufgebracht werden. Nach dem Einformen wird die geformte Struktur in Abwesenheit von Sauerstoff (z. B. in einer Stickstoff- oder Argon-Atmosphäre) bei einer hohen Temperatur (z. B. 975–1375°C) erwärmt, bis der Harzverbund in einen Kohlenstoffverbund umgewandelt ist. Die Artikel in diesem verkokten Zustand besitzen die geforderten physikalischen Charakteristiken, um einen erfolgreichen Gebrauch als Düsen und Ähnliches zum Gießen von geschmolzenem Metall zu ermöglichen.
  • Es gibt eine große Variation in der Menge und der Proportion der Festkörpermaterialien, welche verwendet werden, um die Düsen und ähnliche Artikel gemäß dieser Erfindung zu bilden. Im Allgemeinen kann das Doloma (einschließlich Kugelmühlenfeinkomponenten) von 37–63 Gew.-% variieren, basierend auf dem Gewicht des Festkörpergemischs. Wenn nicht anders erwähnt, sind sämtliche hier erwähnte Prozentzahlen Gewichtsprozentzahlen.
  • Es sollten mehr als 33 Gew.-% Graphit im Festkörpergemisch sein. Für die Graphitmenge gibt es keine Obergrenze, solange genügend Doloma vorliegt, um das Belagproblem zu vermeiden. Jedoch wird bevorzugt, das Graphit auf nicht mehr als 45% zu begrenzen, um einen sehr starken Abtrag zu vermeiden, welcher bei Düsen auftritt, welche eine große Graphitmenge aufweisen. Somit kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung das Graphit von mehr als 33 Gew.-% bis etwa 45 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Festkörpergemischs, variieren. Um den Antibelagvorteil mit der gewünschten Temperaturwechselfestigkeit zu kombinieren, welche für eine angemessene Funktion gefordert wird, sollte der Graphitgehalt größer als 33% (z. B. größer als 35%) bis etwa 43%, vorzugsweise etwa 37–43%, und am meisten bevorzugt etwa 38% betragen, und das Doloma sollte im Bereich von 37–63 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Feststoffgemischs, liegen.
  • Die Temperaturwechselfestigkeitseigenschaft der Düsen gemäß dieser Erfindung ist sehr wichtig, weil es damit möglich ist, dass die verwendeten Düsen keinem extensiven und zeitaufwändigem Vorwärmverfahren unterzogen werden müssen.
  • Wenn geschmolzener Stahl, dessen Temperatur von 2850–3100°F (1565–1705°C) in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung variiert, auf ein Kühlrohr trifft, beginnt das Innere des Rohres, mit einer höheren Geschwindigkeit als die Außenteile des Rohrs zu expandieren. Dies erzeugt in den Außenteilen des Rohrs eine Zug-Ringspannung. Das Rohr bricht, wenn diese Spannung die Zugfestigkeit des Materials überschreitet. Wenn das Rohr bricht, wird Luft an die Stahlschmelze herangelassen, was zu einer unerwünschten Oxidation führt.
  • Ein Parameter, welcher verwendet wird, um die Temperaturwechselfestigkeit zu evaluieren, wird mit der nachfolgenden Formel beschrieben:
  • Figure 00190001
  • In der obigen Formel bedeuten: G die Oberflächenbruchenergie; α der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient und E der Elastizitätsmodul, welcher das Verhältnis aus Spannung zu Dehnung im elastischen Bereich der Spannungs-Dehnungskurve ist.
  • Für die Anwendungsfälle der vorliegenden Erfindung wird eine angemessene Temperaturwechselfestigkeit erreicht, wenn die Versagenswahrscheinlichkeit (d. h. Brechen) unterhalb eines akzeptablen Niveaus liegt. 4 zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Versagenswahrscheinlichkeit auf der Vertikalachse und den Rst-Wert auf der Horizontalachse darstellt. Für praktische Anwendungsfälle wird eine akzeptable Temperaturwechselfestigkeit erzielt, wenn der Rst-Wert etwa 25 oder mehr beträgt, da solche Rst-Werte mit einer Versagenswahrscheinlichkeit von weniger als 10–2 korrelieren. Solche Werte werden dann erzielt, wenn der Graphitgehalt mehr als 33% Prozent beträgt, weil beobachtet worden ist, dass, wenn der Graphitgehalt 33% beträgt mit 62% Doloma, der Rst-Wert 24,6 ist. Es gibt eine deutliche Verbesserung in der Temperaturwechselfestigkeit, wenn der Graphitgehalt größer als 35 Gew.-% des Festkörpergemischs ist.
  • Die Düsen gemäß der vorliegenden Erfindung können vollständig mit der oben beschriebenen Zusammensetzung wie die in 1 dargestellte Ausführungsform gebildet werden. In 1 ist eine Düse dargestellt, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die vollständige Düse ist aus einem hochschmelzenden Material und gemäß dieser Erfindung hergestellt, welches mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist.
  • In 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wobei nur der innere Abschnitt der Düse aus dem hochschmelzenden Material gemäß dieser Erfindung hergestellt ist. In 2 ist somit eine Innenauskleidung 3 dargestellt, welche aus dem hochschmelzenden Material gemäß der Erfindung hergestellt ist, während das Außenmaterial 4 ein weniger teures Material ist, welches mit dem geschmolzenen Metall nicht in Kontakt kommt. Die 1 und 2 zeigen eine Innenbohrung 5 innerhalb der Düse für den Durchgang des geschmolzenen Metalls.
  • Die folgenden Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung dar, welche akzeptable Temperaturwechselfestigkeitswerte besitzen.
  • Figure 00210001
  • Die Beispiele 1-6 wurden aus den in Tabelle 3 aufgeführten Zusammensetzungen hergestellt, welche die Gewichtsanteile für jeden dort verwendeten Bestandteil zeigen. Bei den Beispielen 1-6 sind trockene Bestandteile (Graphit, Doloma und Kugelmühlenfeinkomponenten) im Trockenen gemischt, um ein Gemisch zu bilden, welches dann mit dem Harz und dem Koreaktionspartner nassvermischt wird. Das Mischen wird fortgesetzt, um Agglomerate des ausgehärteten Harzes und Feststoffpartikel zu bilden. Diese Agglomerate werden in einer Gummiform platziert und bei hohem Druck (z. B. 8500–25000 PSI (58,6–172 MPa)) geformt. Als nächstes werden diese Teile dann bei Abwesenheit von Sauerstoff erwärmt, bis das Harz in einen Kohlenstoffverbund umgewandelt ist. Die Teile haben in diesem verkokten Zustand die gewünschten physikalischen Eigenschaften, um einen erfolgreichen Einsatz als Gießrohre zu erlauben. Diese Eigenschaften sind unten in Tabelle 4 aufgeführt.
  • Figure 00220001
  • Sämtliche der oben aufgeführten Beispiele besitzen Rst-Werte, welche deutlich über 25 liegen. Ein Absenken des Graphitanteils von 38% des Festkörpergemischs auf 33% des Festkörpergemischs führt jedoch zu einem Rst-Wert von nur 24,6, verglichen mit einem Rst-Wert von 38,5, wenn der Graphitanteil 38% beträgt. Dieser Unterschied wird durch einen Vergleich zwischen den Zusammensetzungen A und B dargestellt, welche durch Pressen und Verkoken der Zusammensetzungen gebildet werden, welche nachfolgend in Tabelle 5 aufgeführt sind, welche die Gewichtsanteile jedes Bestandteils anzeigen.
  • Figure 00230001
  • Die physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzungen A und B sind unten in Tabelle 6 dargestellt.
  • Figure 00230002
  • Aus den in Tabelle 6 dargestellten Rst-Werten und dem Schaubild von 3 ist ersichtlich, dass die Versagenswahrscheinlichkeit für die Zusammensetzung A sehr niedrig ist mit etwa 1 Rohr auf 1428 Rohre, während die Versagenswahrscheinlichkeit für die Zusammensetzung B viel höher ist mit etwa 1 Rohr auf 100 Rohre.
  • Während die vorliegende Erfindung bezüglich bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass unterschiedliche Modifikationen, Änderungen, Unterlassungen und Substitutionen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der nachfolgenden Ansprüche dabei zu verlassen.

Claims (24)

  1. Düse oder Rohr zum Gießen von geschmolzenem Metall, welche Düse oder welches Rohr einen inneren Abschnitt aufweist, der eine Bohrung bildet, die sich dorthindurch für den Durchlaß von geschmolzenem Metall durch die Düse oder das Rohr erstreckt, wobei zumindest ein Teil des inneren Abschnittes (2, 3) der Düse oder des Rohres aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist, das ein Festkörpergemisch enthält, wobei die Festkörper des Festkörpergemisches in einer karbonisierten Matrix eingebunden sind und zumindest 33 Gewichtsprozent Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörpergemisch auch zumindest 37 Gewichtsprozent Doloma bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  2. Düse oder Rohr nach Anspruch 1, wobei das Festkörpergemisch bis zu 66 Gewichtsprozent Doloma bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  3. Düse oder Rohr nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Doloma eine Dichte von zumindest 3,25 g/cm3 aufweist.
  4. Düse oder Rohr nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Festkörpergemisch bis zu 45 Gewichtsprozent Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  5. Düse oder Rohr nach Anspruch 4, wobei das Festkörpergemisch ungefähr 62 Gewichtsprozent Doloma bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  6. Düse oder Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Festkörpergemisch zumindest 35 Gewichtsprozent Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  7. Düse oder Rohr nach Anspruch 6, wobei das Festkörpergemisch 35 bis 43 Gewichtsprozent Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  8. Düse oder Rohr nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Festkörpergemisch ungefähr 38 Gewichtsprozent Graphit bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches enthält.
  9. Düse oder Rohr nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Graphit ein Flockengraphit ist.
  10. Düse oder Rohr nach einen der voranstehenden Ansprüche, wobei das Graphit 0,044 mm bis 0,3 mm im Durchmesser ist und das Doloma eine Kugelmühlenfeinfraktion mit einem Oberflächen-Gewichts-Verhältnis von 2.300 cm2/g bis 2.800 cm2/g und eine Grobfraktion mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 1,4 mm im Durchmesser umfaßt, wobei die Grobfraktion aus dem Bereich von 32 bis 43 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches und die Kugelmühlenfeinfraktion aus dem Bereich von 20 bis 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches gewählt sind.
  11. Düse oder Rohr nach Anspruch 10, wobei die Menge der Kugelmühlenfeinfraktion ungefähr 25 Gewichtsprozent des Festkörpergemisches bildet und die Grobfraktion von Doloma ungefähr 37 Gewichtsprozent des Festkörpergemisches bildet und die Grobfraktion eine erste Unterfraktion mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 1,4 mm und eine zweite Unterfraktion mit einem Durchmesser von 0,15 mm bis 0,42 mm umfaßt, wobei die erste Grob-Unterfraktion in einer Menge von ungefähr 30 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches vorhanden ist und die zweite Unterfraktion in einer Menge von 7 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches vorhanden ist.
  12. Düse oder Rohr nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Graphit einen Durchmesser von 0,15 mm bis 0,3 mm aufweist.
  13. Düse oder Rohr nach einem der voranstehenden Ansprüche, welche Düse oder welches Rohr des weiteren eine Oxidationssperrschicht umfaßt, um ein Eindringen von Sauerstoff in die karbonisierte Matrix zu verhindern, wobei die Sperrschicht ein niedrig schmelzendes Oxid gewählt aus der Gruppe bestehend aus Boroxid und Sodiumborat und glasbildende Verbindungen aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Silikonoxid, Boronoxid, Phosphoroxid, Zirkonoxid, Aluminiumcarbid, Silikoncarbid, Boroncarbid, Phosphorcarbid und Zirkoncarbid gewählt sind.
  14. Düse oder Rohr nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der gesamte innere Abschnitt (2, 3) der Düse aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist, das ein Festkörpergemisch enthält, das Doloma und Graphit enthält, wo bei die Feststoffe des Feststoffgemisches in einer karbonisierten Matrix eingebunden sind.
  15. Düse oder Rohr nach Anspruch 14, wobei die gesamte Düse (2) aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist, das ein Festkörpergemisch enthält, das Doloma und Graphit enthält, wobei die Feststoffe des Feststoffgemisches in einer karbonisierten Matrix eingebunden sind.
  16. Verfahren zum Gießen eines geschmolzenen aluminiumberuhigten Eisenmetalls, das ein Gießen des geschmolzenen Metalls durch eine Düse oder durch ein Rohr wie in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht mit einem inneren Abschnitt (2, 3) aufweist, welcher Abschnitt eine Bohrung bildet, die sich dorthindurch für den Durchlaß von geschmolzenem Metall durch die Düse oder durch das Rohr erstreckt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das geschmolzene aluminiumberuhigte Eisenmetall durch eine Düse oder durch ein Rohr wie in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht in eine Form gegossen wird, wobei das Eisenmaterial in der Form anschließend verfestigen kann.
  18. Verfahren zum Herstellen einer Düse oder eines Rohrs nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Gießen von geschmolzenem Metall, wobei die Düse oder das Rohr einen inneren Abschnitt (2, 3) aufweist, der eine Bohrung bildet, die sich dorthindurch für den Durchlaß von geschmolzenem Metall durch die Düse oder durch das Rohr erstreckt, wobei zumindest ein Teil des inneren Abschnitts der Düse oder des Rohres aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist, das ein Festkörpergemisch enthält, das mehr als 33 Gewichtsprozent Graphit und zumindest 37 Gewichtsprozent Doloma bezogen auf das Gewicht des Festkörpergemisches aufweist, wobei die Festkörper des Festkörpergemisches in einer karbonisierten Matrix eingebunden sind, wobei die karbonisierte Matrix durch ein Einbinden eines Flüssigharzes und eines Härtemittels für das Harz in das Festkörpergemisch gebildet wird, um eine Festkörpergemisch-aushärtbare-Harzmischung auszubilden, Erhitzen der Mischung, um das Harz auszuhärten, und anschließend Backen der Mischung unter Karbonisierbedingungen, um das Harz zu karbonisieren, wobei das Flüssigharz ein Phenolformaldehyd-Harz ist, das in Furfuraldehyd oder einer Lösung aus Furfuralkohol und Furfuraldehyd gelöst ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Feststoffmischung bis zu 66 Gewichtsprozent Doloma bezogen auf das Gewicht des Feststoffgemisches mit einer Dichte von zumindest 3,25 g/cm3 enthält, und die Feststoffgemisch-aushärtbare-Harzmischung, die in Form von Agglomeraten vorliegt, in einer Form gepreßt wird, um die Mischung in der Form einer Rohrleitung auszubilden, die einen sich dazwischen erstreckenden Durchlaß aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Mischung in der Form bei 8.500 psi bis 25.000 psi (58,6 MPa bis 172 MPa) isostatisch gepreßt wird, wodurch die Rohrleitung eine Rohdichte in dem Bereich von 2,35 bis 2,45 g/Kubikzentimeter aufweist und die Rohrleitung unter Karbonisierbedin gen in Abwesenheit von Sauerstoff bei einer Temperatur von 975°C bis 1375°C gebacken wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem das Festkörpergemisch zumindest 35 Gewichtsprozent Graphit enthält.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Festkörpergemisch 35 bis 45 Gewichtsprozent Graphit enthält.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Festkörpergemisch ungefähr 38 Gewichtsprozent Graphit enthält.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem das Graphit ein Flockengraphit ist.
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