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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Düsenblockes aus feuerfestem
Material mit einer vom kalten bis zum heissen Blockende durchgehenden Düse, vorzugsweise einer
Düse aus Metall, zum Einbringen von Behandlungsstoffen, einschliesslich von pulverförmigen
Stoffen, in Reaktionsgefässe, insbesondere Kohlevergasungsreaktoren.
Düsenblöcke verschiedener Abmessungen und Art werden seit längerem in metallurgischen
Reaktionsgefässen, wie Konvertern, in neuerer Zeit in grossem Umfang insbesondere in Kohleverga- sungsreaktoren verwendet. Von solchen Düsenblöcken sind im vorliegenden Zusammenhang nur jene von Interessse, die in ihrem Inneren eine vom kalten bis zum heissen Blockende, also von dem bei der Verwendung des Düsenblockes von dem Reaktionsgefäss abliegenden Ende bis zu dem in das Innere des Reaktionsgefässes reichenden Ende, durchgehende Düse angeordnet haben.
Diese Düse hat den Zweck, die starke Erosion zu verringern, die bei Düsenblöcken, die statt einer Düse nur eine entsprechende Bohrung aufweisen, auftritt. Die Herstellung dieser Düsenblöcke mit Düsen erfolgt bisher auf die Weise, dass zuerst durch Verpressen von feuerfestem Material der Düsenblock ohne Düse angefertigt wird, hierauf mit einem Diamantbohrer eine der Form der Düse entsprechende Ausnehmung in den Düsenblock gebohrt und dann die Düse in diese
Ausnehmung vorsichtig eingemörtelt wird.
Durch diese Art der Herstellung wird den Forderungen
Rechnung getragen, dass einerseits das feuerfeste Material der Düsenblöcke unter hohen Drücken von bis zu 1500 kg/cm2 verpresst und damit die gewünschte hohe Dichte und Festigkeit des Düsenblockes erreicht werden kann, und anderseits bei vorsichtigem Einbau der Düse in die Bohrung des Düsenblockes Deformationen der Düse vermieden werden können. Diese bekannten Düsenblöcke haben jedoch die Nachteile, dass ihre Herstellung mehrere Verfahrensschritte erfordert und daher aufwendig ist, und dass ferner bei ihrer Verwendung die Mörtelschicht, mit der die Düse im feuerfesten Material verankert ist, eine Schwachstelle darstellt, durch welche ihre Haltbarkeit verringert werden kann.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, Düsenblöcke der angeführten Art aus feuerfestem Material mit einer durchgehenden Düse hinsichtlich ihrer Haltbarkeit zu verbessern und auch das Verfahren zu ihrer Herstellung zu vereinfachen und dadurch wirtschaftlicher zu machen.
Es wurde gefunden, dass diese Ziele dann erreicht werden können, wenn das feuerfeste Material für den Düsenblock und die zugehörige Düse auf bestimmte Weise in einem einzigen Verfahrensschritt miteinander verbunden werden. Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Düsenblockes aus feuerfestem Material mit einer vom kalten bis zum heissen Blockende durchgehenden Düse, vorzugsweise einer Düse aus Metall, zum Einbringen von Behandlungsstoffen, einschliesslich pulverförmigen Stoffen, in Reaktionsgefässe, insbesondere Kohlevergasungsreaktoren, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass in eine Düse mindestens zwei Stützkerne eingebracht werden, die den inneren Dimensionen der Düse angepasst sind, und dann die Düse mit den in ihr vorhandenen Stützkernen mit feuerfestem Material verpresst wird.
Es müssen dabei immer mindestens zwei Stützkerne zum Schutz einer Düse beim Verpressen verwendet werden, gleichgültig welche Form auch immer die Düsenblöcke und die Düse haben.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung wird somit ein Düsenblock erhalten, bei dem die Düse und das feuerfeste Material durch gemeinsames Verpressen in einer Pressform unter Anwendung von hohem Pressdruck miteinander zu einer festhaftenden Einheit verbunden sind, also gemäss der in diesem Bereich des Feuerfestgebiets üblichen Terminologie die Düse mit dem feuerfesten Material mitverpresst ist.
Im allgemeinen werden die Düsenblöcke quaderförmig mit senkrecht aufeinanderstehenden Flächen ausgebildet sein, doch können auch eine oder mehrere keilförmig verlaufende Seitenflächen vorhanden sein. Die Düsen können im einfachsten Fall rohrförmig mit gleichem Durchmesser über ihre gesamte Länge ausgebildet sein, doch können sie auch in Form von Rohren mit verschiedenen Durchmessern, wobei abgesetzte Teile vorhanden sind, vorliegen, und ihr Querschnitt kann z. B. kreisförmig, oval oder auch eckig sein. Als feuerfestes Material für die Düsenblöcke kommen an sich alle feuerfesten Stoffe in Betracht, die Düsen bestehen vorzugsweise aus Metall, können jedoch in manchen Fällen aus einem keramischen Material sein. Die Abmessungen der Blöcke und Düsen sind dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst und können z.
B. für quaderförmige Blöcke 200 x 200 x 700 mm betragen, und die Düsen können lichte Weiten von 36 bis 80 mm
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und Wandstärken von 2 bis 8 mm haben. In allen Fällen ist es jedoch nur durch die Verwendung der Stützkerne möglich, eine Deformation der Düsen bei den angewendeten hohen Pressdrücken von mindestens 700 bis zu 1500 kg/cm2 und darüber zu vermeiden. Die Stützkerne bestehen aus Metall.
Zur Herstellung der gegenständlichen Düsenblöcke wird in den unteren Teil einer Pressform feuerfestes Material eingebracht, von diesem feuerfesten Material eine der äusseren Form der mitzuverpressenden Düse entsprechende Menge entfernt und dann auf das verbleibende feuerfeste Material die Düse mit den mindestens zwei ihren inneren Dimensionen angepassten Stützkernen aufgelegt, worauf die Düse mit weiterem feuerfestem Material überschichtet und der Inhalt der Pressform verpresst wird und hierauf die Stützkerne aus der Düse entfernt werden. Wenn zwei oder mehrere Stützkerne verwendet werden, können diese aus den Düsen der fertiggestellten Düsenblöcke leicht entnommen werden. Zu diesem Zweck, und auch um eine Deformierung der Düsen beim Verpressen zu vermeiden, müssen diese Stützkerne bestimmte Toleranzen aufweisen.
Ihre Passung erfolgt am besten entsprechend DIN 7160. Ferner können die Stützkerne an ihren Enden mit einem Innengewinde versehen sein, um ihre Entnahme aus den Düsenblöcken bzw. den Düsen nach dem Verpressen zu erleichtern. Vorzugsweise werden Stützkerne aus Stahl verwendet.
Die erhaltenen Düsenblöcke können gewünschtenfalls auf einer oder mehreren Seitenflächen eine Blechummantelung aufweisen, die entweder beim Verpressen der Düsenblöcke mitverpresst oder aber erst nachträglich aufgebracht sein kann.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Düsenblöcke sind für die Zustellung von Reaktionsgefässen aller Art und insbesondere für Kohlevergasungsreaktoren geeignet und können in allen diesen Aggregaten im Boden, aber auch z. B. in den Wänden oder Decken angeordnet werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die erfindungsgemässe Herstellung eines Düsenblockes in einer Pressform im Längsschnitt schematisch dargestellt ist.
Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform stellt --1-- eine Pressform mit einer Bodenfläche --2-- und Seitenflächen --3-- sowie einem beweglichen Oberstempel --4-dar. Gegebenenfalls könnte auch die Bodenfläche --2-- als beweglicher Pressstempel ausgebildet sein.
Zur Herstellung eines Düsenblockes wird in den unteren Teil der Pressform-l-körniges feuerfestes Material --5--, das im vorliegenden Zusammenhang von untergeordneter Bedeutung
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Form der mitzuverpressenden Düse entspricht, eine solche Menge entfernt, dass die Düse zur Hälfte in das feuerfeste Material eingebettet werden kann. Anschliessend wird auf das verbleibende feuerfeste Material eine Düse --6-- aufgelegt, die bei dem gezeigten Beispiel einen schmalen rohrförmigen Teil --7--, einen abgesetzten, konisch erweiterten Teil --8-- und einen breiten Teil --9-- aufweist.
In dieser Düse --6-- sind zwei Stützkerne --10-- angeordnet, die jeweils an ihrer Stirnseite --11 bzw. 11'-- mit einem Innengewinde versehen sind, um nach dem Verpressen zum Düsenblock mit einer entsprechenden Vorrichtung leicht herausgezogen werden zu können. Hierauf wird die Pressform mit weiterem feuerfestem Material --5'-- gefüllt und hierauf ihr Inhalt verpresst. Anschliessend werden dann die Stütz kerne --10-- aus der Düse --6-- entfernt.
Durch die Erfindung gelingt es, auf einfache Weise Düsenblöcke zu schaffen, die eine sehr hohe Festigkeit und Dichte, z. B. eine Dichte von über 3 g/cm3, aufweisen und sehr gut für eine Verwendung in Reaktionsgefässen aller Art und insbesondere in Kohlevergasungsreaktoren geeignet sind.
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