LU85131A1 - Gasdurchlaessiger baukoerper aus feuerfestem material - Google Patents
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Description
À 768 &
Demande de brevet de ...................................................
Désignation de l’Inventeur
(1) Le soussigné LEITZ Pau1'. Administration Centrale de l'ARBED Case Postale 1802, L - 2930 LUXEMBOURG
agissant en qualité XKXJßpBääfX — de mandataire du déposant — ζ-'Ι ARBED S.A.
Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG
(3) de l’invention concernant : ......Gasdurchlässiger.. .BaukQrper---a.us ...f.euerf.es.fcem„üaterial.....................................
désigné comme inventeur(s) : 1. Nom et prénoms ....................................................................................................
AJ 41 rue J.B. Esch, L - 1473 LUXEMBOURG
Adresse .............................................................................................................................................................................................
2. Nom et prénoms ......MEGGER Friedrich..................................................................................................
Wasshubergasse 7, A - 2700 WIENER NEUSTADT Adresse .............................................................................................................................................................................................
<5 HÄNDLER Rudolf 3. Nom et prénoms ............................................................................................................................................................-........
Haus Nr. 7, A - 2632 GOETTSCHACH Adresse ............................................................................................................................................................................................
Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.
; Luxembourg _ ]e 12 décembre 19...83..
.LEITZ .P-c^^-.(i^midat^re)..................
(signature) A 68026_______ (1) Nom, prénoms, firme, adresse.
A 768
Patentanmeldung
Anmelder : ARBED S.A.
Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG
Gasdurchlässiger Baukörper aus feuerfestem Material - 1 -
Gasdurchlässiger Baukörper aus feuerfestem Material " Die Erfindung betrifft einen gasdurchlässigen Baukörper aus feuer festem Material zum Einblasen von Gasen in Metallbehandlungsgefäße 5 durch deren Auskleidung hindurch.
Die zum Roheisenfrischen dienenden Sauerstoff-Aufblasverfahren wurden in metallurgischer Hinsicht dahingehend verbessert, daß durch den Konverterboden Sekundärgase, wie Stickstoff oder Argon, gesteuert 10 eingeblasen werden. Auch bei Sauerstoff-Bodenblasverfahren sowie in , Metallbehandlungsgefäßen, wie etwa Ofenpfannen, Entschwefelungspfannen u.dgl., kommt das Einblasen von Gasen in das Metallbad durch den Gefäßboden oder die Auskleidung der Gefäßwände hindurch in Betracht.
15 An die in die Auskleidung des Gefäßes einzusetzenden gasdurchlässigen Steine wird die Forderung gestellt, daß ihre Haltbarkeit derjenigen der übrigen feuerfesten Auskleidung entspricht, da ein Auswechseln verschlissener Gasdurchblassteine im heißen Zustand schwierig ist.
Ferner soll die Gaseinleitung sowohl kontinuierlich als insbesondere 2o auch diskontinuierlich möglich sein, d.h. das Gefäß soll auch ohne " Gaseinleitung betreibbar sein und nach dem Wiedereinschalten der Gas zufuhr sollen die Steine in unveränderter Weise gasdurchlässig sein. Außerdem soll die Gasdurchlässigkeit der Steine über ihre Gebrauchsdauer, d.h. über eine ganze Ofenreise, im wesentlichen gleich bleiben.
25
Diese Forderungen werden durch den feuerfesten gasdurchlässigen Baukörper erfüllt, welcher in der mit Beteiligung der Anmelderin zustande gekommenen Patentanmeldung EP-A 0 021 861 beschrieben ist. Nach einer Ausführungsform ist dieser Baukörper mit einem längseitigen Metallgehäuse, 30 einer freien inneren Stirnfläche und einem Verteilungsraum zur Gas- - 2 - *
Zuführung an der äußeren Stirnfläche versehen und weist in seinem Inneren für den Gasdurchgang zwischen den Stirnflächen verlaufende, lokale Unterbrechungen auf, die mit Metalleinlagen versehen sind. Dieser Baukörper kann aus Segmenten oder Streifen aus feuerfestem Material und 5 den Metalleinlagen in Form von Stahlblechen in abwechselnder Anordnung bestehen. Nach der Patentanmeldung LU 81 208 der Anmelderin sind diese Metalleinlagen eben, gewellt, rohrförmig oder drahtförmig und weisen eine geringe Wandstärke auf.
10 Bei diesen Baukörpern erfolgt der Gasdurchgang durch die engen Spalte, die zwischen dem feuerfestem Material und den Metalleinlagen freibleiben. Dabei wird das feuerfeste Material mit dem Gasdruck beaufschlagt, was eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt.
15 Um ein seitliches Aufblähen des das feuerfeste Material umgebenden ' Metallgehäuses und einen seitlichen Gasaustritt in das umgebende
Mauerwerk, das zu dessen vorzeitigem Verschleiß führen könnte, zu verhindern, muß das Metallgehäuse aus Stahlblech von relativ dicker Wandstärke unter Anbringung von gasdichten Schweißnähten ausgeführt werden.
20 Um den unerwünschten, weil unkontrollierbaren Gasdurchtritt längs der
Innenwand des Metallgehäuses zu verhindern, muß zwischen dem feuerfesten Material und dem Metallgehäuse eine Mörtelschicht angeordnet werden, welche schwierig einzubringen ist.
25 Bei Verwendung von Stickstoff als Spülgas kann es zu einem Aufsticken des Metallgehäuses, bei dem häufig kohlenstoffhaltigen feuerfesten Material zu einem Aufkohlen des Metallgehäuses kommen, was beides dazu führt, daß das Metall spröd und rißanfällig wird, wodurch es zur Beeinträchtigung der Gasdichtheit kommen kann. Bei Verwendung von C0.7 als Spülgas wird das 30 kohlenstoffhaltige feuerfeste Material entkohlt und muß daher durch Blechauflagen oder Anstriche geschützt werden.
Ferner besteht die Gefahr, daß das feuerfeste Material durch den Gasdruck aus dem Metallgehäuse heraus- und in das Metallbad hineingedrückt wird, 35 was zu einem Durchbruch des Metallbades durch die Auskleidung führt.
Aus der Patentanmeldung EP-A 0 064 449 ist eine Einrichtung zum Ein- - 3 - blasen von Spülgas durch den Boden oder die Wand eines Konverters zum Metallfrischen bekannt, bestehend aus einer an der Außenfläche des Konvertermantels befestigen, mit einer Gaszuführung versehenen Verteilungskammer, von der mehrere zylindrische Düsenrohre ausgehen, die 5 durch den Konvertermantel·, das Dauerfutter und das Verschleißfutter hindurchgehen und bis zur Innenfläche der Auskleidung reichen. Diese Düsenrohre sind im Bereich des Verschleißfutters durch Zusammendrücken auf maximal 1 mm Innenbreite abgeflacht und sind zweckmäßig in entsprechende Ausnehmungen der Verschleißfuttersteine eingebettet. Der 10 Einbau und die Erneuerung einer derartigen Blaseinrichtung ist jedoch aufwendig und zeitraubend, und sie erscheint bestenfalls nur bei kleinen Konvertern wirtschaftlich einsetzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden 15 und eine Blaseinrichtung in Form eines gasdurchlässigen feuerfesten « Baukörpers zu schaffen, der leicht in die feuerfeste Auskleidung ein setzbar und bei Verschleiß austauschbar ist und bei dem eine Beaufschlagung des feuerfesten Materials mit dem Gasdruck vermieden wird.
20 Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem gasdurchlässigen Baukörper der eingangs genannten Art, der in seinem Inneren für den Gasdurchgang mindestens eine zwischen seinen Stirnflächen verlaufende, mit einer Metalleinlage versehene, lokale Unterbrechung aufweist, dadurch gelöst, daß die Metalleinlage in Form eines seitlich geschlossenen, schmalen Kanals 25 vorliegt und daß der Gasverteilungsraum gegen das feuerfeste Material " durch eine Blechplatte abgeschlossen ist, in der die Kanäle dicht be festigt sind, so daß das feuerfeste Material von der Beaufschlagung mit dem Gasdruck freigehalten ist.
30 Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen werden das feuerfeste Material des Baukörpers und das dieses umgebende Metallgehäuse drucklos, d.h. sie sind frei von einer Druckbeaufschlagung durch das Spülgas. Das Metallgehäuse dient nun nur mehr als Transport- und Einbauhilfe und kann aus einem Blech geringerer Stärke von z.B. 2 mm oder weniger gefertigt 35 werden. Die Anbringung gasdichter Schweißnähte und einer Abdichtung zwischen dem Metallgehäuse und dem feuerfesten Material ist nicht mehr erforderlich. Das Metallgehäuse kann auch weggelassen werden, wenn der Baukörper durch andere Maßnahmen, z.B. durch Kleben, zusammengehalten ist.
- 4 -
Die nach der Erfindung vorgesehenen, seitlich geschlossenen, schmalen Kanäle bestehen vorzugsweise aus Stahlblech oder aus Kupferblech. Ihre Innenbreite beträgt je nach der gewünschten durchtretenden Gasmenge etwa 0,3 bis 1 mm.
5
Die metallischen Kanäle können in Schlitze oder Nuten eingelegt sein, die in dem feuerfesten Grundkörper oder in einzelnen vorgefertigen ’ Segmenten desselben ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, das
Kanalsystem in einem zunächst leeren Metallgehäuse aufzubauen und den 10 Zwischenraum mit feuerfester Masse auszugießen oder auszustampfen.
Weiters ist es möglich, nur den zentralen Teil des feuerfesten Materials, in dem die metallischen Kanäle eingebettet sind, in dieser Weise als Stampf- oder Gießkörper auszuführen und die Randteile aus vorgefertigten Körpern oder Segmenten zu bilden.
15
Wenn die metallischen Kanäle dünnwandig sind und das feuerfeste Material in der Hitze einer starken Wärmeausdehnung unterliegt, wie dies bei Magnesitmaterial der Fall ist, kann es dazu kommen, daß die Kanäle zu-sammengedrückt werden, wodurch der Gasdurchgang behindert wird. Diese 20 Erscheinung kann auch durch das Einlegen von Drähten in die Kanäle, wie es schon in der EP-A 0 064 449 vorgesehen wird, nicht mit Sicherheit verhindert werden. In diesem Fall empfiehlt es sich nach einer Ausgestaltung der Erfindung, die metallischen Kanäle an ihrer Außenseite mit einem komprimierbaren feuerfesten Faserstoff zu beschichten, vor-25 zugsweise zu umwickeln. Dieser Faserstoff nimmt die Wärmedehnung des - feuerfesten Materials auf und verhindert das Zusammendrücken der Kanäle.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen ist in Fig.1 ein zum Einsatz in einen Konverterboden geeigneter 30 Blasstein in Ansicht und in Fig.2 in Draufsicht auf die obere oder innere Stirnfläche dargestellt. Fig.3 zeigt in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch den unteren oder äußeren Teil dieses Blassteines,
Fig.4 einen Querschnitt nach Linie IV - IV der Fig.3 und Fig,5 und Fig.6 zeigen das Detail "A" der Fig.4 in zwei verschiedenen Ausführungs-35 formen in abermals vergrößertem Maßstab.
In Fig.7 ist ein zum Einsatz in einen Pfannenboden geeigneter Spülstein ft - 5 - im Längsschnitt und in Fi0.8 in Draufsicht auf die obere oder innere Stirnfläche dargestellt. Fig.9 zeigt die Draufsicht auf die obere oder innere Stirnfläche einer anderen Ausführungsform des Spülsteines nach Fig.7.
5 Der in Fig.l bis 6 dargestellte Blasstein ist zum Einsatz in einen
Konverterboden geeignet. An seiner oberen, im eingebauten Zustand gegen das Konverterinnere weisenden Stirnfläche 11 liegt das feuerfeste Material * frei. An der gegenüberliegenden Stirnfläche 12 ist ein sich über die ganze
Stirnfläche 12 erstreckender Gasverteilungsraum 13 angeordnet, der von 10 einer am feuerfesten Material anliegenden inneren Blechplatte 14, schmalen seitlichen Blechstreifen 15 und einer äußeren Grundplatte 16 begrenzt ist. In letzterer ist eine rohrförmige Gaszuführung 3 befestigt. Die vier Seitenflächen des Blassteines 1 sind von einem Metallgehäuse 17 bedeckt.
15 Das feuerfeste Material des Blassteines 1 besteht aus drei vorgefertigten Abschnitten oder Segmenten 18, 19, die von dem Metallgehäuse 17 zusammengehalten sind. Zwei dieser Segmente, nämlich die beiden Segmente 18, sind an einer ihrer größeren Längsseitenfläche mit je. vier flachen Nuten 4 versehen, die von der äußeren oder unteren Stirnfläche 12 des feuerfesten 20 Materials zur inneren oder oberen Stirnfläche 11 verlaufen und sich somit über die gesamte Länge des feuerfesten Materials erstrecken. Die Nuten 4 können in den Segmenten 18 während deren Fertigung durch entsprechende Ausgestaltung der Preßform ausgebildet werden oder sie können in die fertigen Segmente z.B. durch Fräsen, Hobeln oder Schneiden eingearbeitet 25 werden.
In die Nuten 4 sind schmale metallische Kanäle 5 eingelegt, die nach den Seiten zu gasdicht geschlossen sind. Diese Kanäle 5 sind vorzugsweise aus Stahl- oder Kupferblech gefertigt und weisen eine Wandstärke beispiels-‘ 30 weise von etwa 0,5 bis 1 mm und eine Innenweite in der Größenordnung von 0,3 bis 1 mm auf. Die Kanäle 5 sind in entsprechende Öffnungen der inneren Blechplatte 14 des Gasverteilungsraumes 13 eingesteckt und mit der Blechplatte 14 z.B. durch Löten, Schweißen oder Kleben gasdicht verbunden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das feuerfeste Material und das äußere 35 Metallgehäuse 17 frei von einer Beaufschlagung durch den Gasdruck des
Behandlungsgases bleiben, welches durch die Gaszuführung 3 in den Gasverteilungsraum 13 eintritt und von diesem durch die schmalen Kanäle 5 in das Metallbad gelangt.
t - 6 -
Die Einhaltung der Kanalweite in der Größenordnung von 0,3 bis 1 nun stellt sicher, daß einerseits die erforderliche Gasmenge durch die Kanäle 5 in das Metallbad gefördert werden kann und daß es anderseits bei zeitweisem Abschalten der Gaszufuhr zu keiner dauernden Verlegung 5 der Kanäle durch eindringende Metallschmelze kommt, sondern daß die Kanäle nach Wiedereinschalten der Gaszufuhr freigeblasen werden können.
* Um zu verhindern, daß die Kanäle durch das sich in der Wärme dehnende feuerfeste Material zusammengedrückt werden, können die Kanäle 5 mit an 10 sich bekannten Einlagen eines oder mehrerer Metalldrähte 6 versehen sein, wie dies in Fig.5 dargestellt ist. Eine andere, vorteilhaftere Maßnahme zur Verhinderung des Zusammendrückens der Kanäle zufolge der Wärmedehnung des feuerfesten Materials besteht darin, die Kanäle 3 an ihrer Außenseite mit einem komprimierbaren feuerfesten Faserstoff 7 zu beschichten, 15 vorzugsweise zu umwickeln, wie dies in Fig.6 veranschaulicht ist. Der Faserstoff 7 kann durch seine Kompressibilität die Wärmedehnung des feuerfesten Materials aufnehmen, so daß es zu keinem Zusammendrücken der Kanäle 5 kommt.
20 In Fig.7 bis 9 ist ein zum Einsatz in einen Pfannenboden geeigneter
Spülstein 2 dargestellt. Er weist Kegelstumpfform auf,, was im Zusammenwirken mit einem an sich bekannten korrespondierenden Lochstein mit kegelstumpfförmiger Öffnung ein leichtes Auswechseln dieses Spülsteines ermöglicht. An seiner kleineren Stirnfläche 21, die im Einbauzustand gegen 25 das Pfanneninnere weist, liegt das feuerfeste Material frei. An der - gegenüberliegenden größeren Stirnfläche 22 weist das feuerfeste Material eine kegelstumpfförmige zentrale Vertiefung 20 auf, in welcher ein Gasverteilungsraum 23 angeordnet ist. Dieser ist gegen das feuerfeste Material durch eine innere Blechplatte 24 und einen seitlichen Blechring 25 gas-' 30 dicht abgegrenzt und nach außen durch eine Grundplatte 26 abgeschlossen, die sich über die gesamte größere Stirnfläche 22 erstreckt und in der eine zentrale, rchrförmige Gaszuführung 3 mündet. Die kegelstumpfförmige Mantelfläche des Spülsteines 2 ist von einem Metallgehäuse 27 bedeckt.
35 In das feuerfeste Material des Spülsteines 2 sind drei schmale metallische Kanäle 5 der vorhin beschriebenen Art eingebettet, die sich vom Gasverteilungsraum 23 zur freien Stirnfläche 21 erstrecken und durch die das Spülgas ins Pfanneninnere gefördert werden kann. Die Kanäle 5, die, wie in - 1 - ι·
Fig.8 und 9 veranschaulicht, unterschiedliche Breite haben können, sind in der inneren Blechplatte 24 des Gasverteilungsraumes 23 gasdicht befestigt, um das feuerfeste Material und das Metallgehäuse 27 drucklos zu machen, d.h. von einer Beaufschlagung durch den Gasdruck des Spülgases 5 freizuhalten.
Nach der in Fig.8 gezeigten Ausführungsform kann das feuerfeste Material des Spülsteines 2 aus feuerfester Masse bestehen. In diesem Fall wird zuerst das aus den Kanälen 5, dem Gasverteilungsraum 23, der Grundplatte 26 10 und dem Metallgehäuse 27 bestehende Metallgebilde hergestellt und dessen freier Raum mit einer feuerfesten Gieß- oder Stampfmasse ausgefüllt, so daß ein feuerfester Massekörper 28 entsteht, in dem die Kanäle eingebettet sind. Da auf die Kanäle 5 nicht nur die spätere Wärmedehnung des feuerfesten Materials, sondern auch der Verdichtungsdruck für die feuerfeste Masse 15 wirkt, ist die Gefahr des Zusammendrückens hier besonders groß. Daher empfiehlt sich in diesem Fall für die Kanäle 5 die Ausführungsart nach Fig.6, d.h. das Beschichten, z.B. Umwickeln, mit einem komprimierbaren feuerfesten Faserstoff 7.
20 Nach einer anderen Ausführungsform kann das feuerfeste Material des Spülsteines 2 auch aus mehreren vorgefertigten Segmenten bestehen. Gemäß Fig.9 sind es zwei solche Segmente 29 in Form von halben Kegel Stümpfen, die mit einander paarweise ergänzenden Schlitzen oder Nuten 4’zur Aufnahme der Kanäle 5 versehen sind.
25
Es sind auch Abänderungen der gezeichneten Ausführungsbeispiele möglich.
So könnte sich der Gasverteilungsraum 23 des Spülsteines 2 über die gesamte äußere Stirnfläche 22 erstrecken oder der Gasverteilungsraum 13 des Blassteines 1 könnte auf einen zentralen, in einer Vertiefung des feuerfesten 30 Materials angeordneten Bereich beschränkt sein.
Das feuerfeste Material des erfindungsgeinäßen Baukörpers kann beispielsweise aus Sinter- oder Schmelzmagnesia, aus Mischung von Magnesia und Chromerz, aus vorreagiertem Magnesiachromerz-Sinter- oder Schmelzmaterial 35 oder aus Hochtonerdenmaterial bestehen. Auch eine Anreicherung des feuerfesten Materials mit einem Kohlenstoffträger ist möglich. Das Material kann in Form gebrannter Segmente eingesetzt werden oder es kann chemisch gebunden, pechgebunden oder kunstharzgebunden sein. Auch eine nachträgliche
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Tränkung der vorgefertigten gebrannten oder gebundenen Segmente mit einem Kohlenstoffträger, wie Teer, Pech oder Kunstharz, ist möglich.
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Claims (5)
1. Gasdurchlässiger Baukörper aus feuerfestem Material zum Einblasen von Gasen in Metallbehandlungsgefäße durch deren Auskleidung hindurch, mit einem längsseitigen Metallgehäuse, einer freien inneren Stirnfläche m 5 und einem Verteilungsraum zur Gaszuführung an der äußeren Stirnfläche, welcher Baukörper in seinem Inneren für den Gasdurchgang mindestens eine zwischen den Stirnflächen verlaufende, lokale Unterbrechung aufweist, die mit einer Metalleinlage versehen ist. dadurch gekennzeichnet, 10 daß die Metalleinlage in Form eines seitlich geschlossenen, schmalen Kanals (5) vorliegt und daß der Gasverteilungsraum (13, 23) gegen das feuerfeste Material durch eine Blechplatte (14, 24) abgeschossen ist, in der die Kanäle (5) dicht befestigt sind, so daß das feuerfeste Material von der Beaufschlagung mit dem Gasdruck freigehalten ist. 15
2. Baukörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Kanäle (5) an ihrer Außenseite mit einem komprimierbaren feuerfesten Faserstoff (7) beschichtet, vorzugsweise umwickelt, sind.
3. Baukörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Kanäle (5) in einem Stampf- oder Gießkörper (28) aus dem feuerfesten Material eingebettet sind, der zumindest den zentralen Teil des feuerfesten Materials bildet.
4. Baukörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Kanäle (5) in Schlitze oder Nuten (4, 41) eingelegt sind, die in dem feuerfesten Grundkörper oder in einzelnen Segmenten (18, 29) desselben ausgebildet sind.
5. Baukörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß der Gasverteilungsraum (13, 23) in einer zentralen Vertiefung (20) des feuerfesten Materials angeordnet ist.
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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