AT409138B - Wall component - Google Patents

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AT409138B AT80202001A AT80202001A AT409138B AT 409138 B AT409138 B AT 409138B AT 80202001 A AT80202001 A AT 80202001A AT 80202001 A AT80202001 A AT 80202001A AT 409138 B AT409138 B AT 409138B
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Abstract

The wall component for delimiting spaces which are filled with molten material, in particular molten slags, has at least one outlet opening for evaporating liquids, in particular water, on the surface which faces the molten material. <IMAGE>

Description

AT 409 138 BAT 409 138 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wandbauteil zur Begrenzung von mit Schmelze, insbesondere Schlackenschmelze, gefüllten Raumen. Unter derartigen Wandbauteilen sind insbesondere Bauteile zu verstehen, welche eine feuerfeste Auskleidung tragen oder eine solche feuerfeste Ausbildung integrieren. Für Pfannen, Schmelzaggregate, Rinnen und insbesondere für einen Schlackentundish sind entsprechend thermisch beständige Auskleidungen erforderlich, welche im Bereich von Abstichöffnungen bzw. im Falle eines Schlackentundish im Bereich des Tundishauslaufes sowie in Rinnen neben der thermischen Beanspruchung auch noch einer Scherbeanspruchung durch die fließende Schmelze ausgesetzt sind. Feuerfeste Materialien müssen in der Regel auf die Natur der zu erwartenden Schmelze abgestimmt sein und es ist bekannt, daß für saure Schlacken andere Materialien gewählt werden müssen als für stark basische Schlacken, um einen erhöhten Verschleiß aufgrund von chemischer Korrosion zu verhindern.The invention relates to a wall component for delimiting spaces filled with melt, in particular slag melt. Such wall components are to be understood in particular as components that carry a refractory lining or integrate such a refractory design. For pans, melting units, channels and in particular for a slag tundish, thermally resistant linings are required, which in the area of tap openings or in the case of a slag tundish in the area of the tundish outlet as well as in channels are exposed to shear stress from the flowing melt in addition to the thermal stress , Refractory materials generally have to be matched to the nature of the expected melt and it is known that other materials have to be chosen for acidic slags than for strongly basic slags in order to prevent increased wear due to chemical corrosion.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, Wandbauteile für eine große Anzahl unterschiedlicher Schlacken, und insbesondere für Hochofenschlacke, Stahlwerksschlacke oder auch Glasschmelzen, bereitzustellen, welche sich durch eine verbesserte Beständigkeit gegen chemische Angriffe und gleichzeitig durch eine verringerte thermische Belastung auszeichnen sollen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der erfindungsgemäße Wandbauteil im wesentlichen darin, daß die der Schmelze zugewandte Oberfläche des Wandbauteils mit wenigstens einer Auslaßöffnung für verdampfende Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, ausgebildet ist. Entsprechend dem sogenannten &quot;Lei-denfrostschen&quot; Phänomens bildet sich zwischen heißen Schmelzen und einer von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, benetzten Wand ein Dampfpolster aus, welcher den unmittelbaren Kontakt der Schmelze mit der Wand verhindert. Ein derartiger Dampffilm zeigt auch einen deutlichen Schmiermitteleffekt, sodaß Schmelzen mit höherer Viskosität und geringerer Temperatur eingesetzt werden können, wobei besonders dünnwandige Schmelzenbahnen abfließen können. Es ist somit lediglich erforderlich die Auslaßöffnung so anzuordnen, daß ein möglichst gleichmäßiger Dampfpolster zwischen der feuerfesten Auskleidung bzw. dem Wandbauteil und der Schmelze aufrechterhalten werden kann, sodaß als Material für die feuerfeste Auskleidung beliebige feuerfeste Materialien, wie z.B. SiC, Tonerde (Al203), Magnesit, Schamotte aber auch Stahl, unabhängig von der chemischen Aggressivität der Schmelze eingesetzt werden können und gleichzeitig eine intensive und wirkungsvolle Kühlung des Wandbauteiles selbst bei entsprechend verringerter thermischer Belastung gewährleistet ist.The invention now aims to provide wall components for a large number of different slags, and in particular for blast furnace slag, steel works slag or even glass melts, which are to be distinguished by improved resistance to chemical attacks and at the same time by a reduced thermal load. To achieve this object, the wall component according to the invention essentially consists in that the surface of the wall component facing the melt is formed with at least one outlet opening for evaporating liquids, in particular water. According to the so-called &quot; Lei-denfrostschen &quot; Phenomenon forms a vapor cushion between hot melts and a wall wetted by liquids, such as water, which prevents the melt from coming into direct contact with the wall. Such a vapor film also shows a clear lubricant effect, so that melts with a higher viscosity and a lower temperature can be used, whereby particularly thin-walled melt webs can flow off. It is therefore only necessary to arrange the outlet opening in such a way that a vapor cushion which is as uniform as possible can be maintained between the refractory lining or the wall component and the melt, so that any refractory materials, such as e.g. SiC, alumina (Al203), magnesite, chamotte but also steel can be used regardless of the chemical aggressiveness of the melt and at the same time intensive and effective cooling of the wall component is guaranteed even with a correspondingly reduced thermal load.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Auslaßöffnungen für verdampfende Flüssigkeiten, und insbesondere für Wasser, läßt sich dadurch verwirklichen, daß die Auslaßöffnung(en) als Auslaßschlitz(e) ausgebildet ist (sind). Derartige Auslaßschlitze können unmittelbar mit den Zuleitungen für die verdampfenden Flüssigkeiten verbunden werden, und beispielsweise als Schlitze in einer rohrförmigen Wand der Zuführungsleitung im Inneren des Wandbauteiles ausgebildet sein. Bei entsprechend homogener Porösität einer Oberfläche kann die Ausbildung aber auch mit Vorteil so getroffen sein, daß die Auslaßöffnung(en) als poröse Oberfläche ausgebildet ist (sind). Wesentlich für die Dimensionierung der Auslaßöffnungen, und insbesondere der Auslaßschlitze bzw. der Poren der Oberfläche, ist hiebei lediglich die Zielsetzung einen möglichst gleichförmigen Dampfpolster zwischen dem Wandbauteil und der vom Wandbauteil begrenzten mit Schmelze gefüllten Räume zu gewährleisten, was zum einen durch entsprechende geometrische Anordnung der Auslaßöffnungen und zum anderen durch entsprechende Dimensionierung leicht gelingt.A particularly advantageous embodiment of the outlet openings for evaporating liquids, and in particular for water, can be realized in that the outlet opening (s) is (are) designed as an outlet slot (s). Such outlet slots can be connected directly to the supply lines for the evaporating liquids, and can be formed, for example, as slots in a tubular wall of the supply line in the interior of the wall component. In the case of a correspondingly homogeneous porosity of a surface, the formation can also be advantageously made such that the outlet opening (s) is (are) designed as a porous surface. Essential for the dimensioning of the outlet openings, and in particular the outlet slots or the pores of the surface, is merely the objective of ensuring as uniform a vapor cushion as possible between the wall component and the spaces filled with melt delimited by the wall component, which is partly due to the corresponding geometric arrangement of the Outlet openings and on the other hand easily achieved by appropriate dimensioning.

In besonders einfacher Weise kann die Ausbildung so getroffen sein, daß die Auslaßöffnungen als Rillen in der der Schmelze zugewandten Oberfläche des Wandbauteils ausgebildet sind, wobei eine entsprechende Speiseleitung in alle Rillen münden muß. Mit Vorteil ist hiebei die Ausbildung so getroffen, daß die Auslaßöffnung(en) mit wenigstens einer Zuführungsleitung verbunden ist (sind), in welche ein die Durchflußmenge der Flüssigkeit regelndes Stellglied eingeschalten ist, sodaß auf diese Weise kontinuierlich der entsprechende Dampfpolster aufrechterhalten werden kann.In a particularly simple manner, the design can be such that the outlet openings are designed as grooves in the surface of the wall component facing the melt, a corresponding feed line having to open into all grooves. Advantageously, the design is such that the outlet opening (s) is (are) connected to at least one supply line, into which an actuator controlling the flow rate of the liquid is switched on, so that the corresponding vapor cushion can be maintained continuously in this way.

Bei einem bevorzugten Einsatz des Wandbauteiles als ringförmiger Baustein für den Schmelzenauslauf eines Tundish oder die Abstichöffnung einer Pfanne ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, daß der Wandbauteil ringförmigen Querschnitt aufweist, daß die schlitzförmige Auslaßöffnung sich entlang des Innenmantels des Wandbauteils erstreckt und daß eine mit der schlitzförmigen Auslaßöffnung verbundene, ringförmige Wasserkammer in dem Wandbauteil vorgesehen ist. 2In a preferred use of the wall component as an annular component for the melt outlet of a tundish or the tap opening of a pan, the design is advantageously made such that the wall component has an annular cross section, that the slot-shaped outlet opening extends along the inner shell of the wall component and that one with the slot-shaped outlet opening connected, annular water chamber is provided in the wall component. 2

Claims (8)

AT 409 138 B Prinzipiell sind für die gewünschte feuerfeste Auskleidung beliebige Materialien mit entsprechender thermischer Beständigkeit verwendbar. Mit Rücksicht auf die geforderte exakte Bearbeitung der Auslaßschlitze, Poren oder Rillen ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß der Wandbauteil aus Feuerfestmaterial, beispielsweise aus SiC, besteht. Um bei einem entsprechend fließenden schmelzflüssigen Medium eine hinreichend rasche Ausbreitung des Dampfpolsters zwischen benachbarten Rillen, Schlitzen oder Poren sicherzustellen, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die Achsen der Auslaßöffnungen mit der der Schmelze zugewandten Oberfläche des Wandbauteils im Bereich der Auslaßöffnungen einen spitzen Winkel einschließen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste Ausbildung eines Teilbereiches einer Abstichöffnung bzw. eines Auslaufes für schmelzflüssige Schlacke, Fig. 2 eine schematisch dargestellte abgewandelte Ausbildung des Wandbauteiles, Fig. 3 einen Tundish- oder Herdauslauf für schmelzflüssiges Material, Fig. 4 eine abgewandelte Ausbildung einer derartigen Abstichöffnung und Fig. 5 eine Teilansicht eines Tundishauslaufes im Querschnitt dargestellt. In Fig. 1 ist ein Wandbauteil 1 dargestellt, in welchem ein rohrförmiger Kanal 2 für die Zufuhr von verdampfenden Flüssigkeiten angeordnet ist. Der feuerfeste Wandbauteil 1 besteht aus Sili-cumcarbid. An den rohrförmigen Zuführungskanal 2 ist ein an der Oberfläche des Wandbauteiles 1 mündender Schlitz 3 vorgesehen, über welchen verdampfende Flüssigkeiten austreten können. Der Schmelzefluß ist schematisch mit 4 angedeutet. Bei der Darstellung nach Fig. 2 sind anstelle der rohrförmigen Zuführungskanäle mit Schlitzen Rillen 5 ersichtlich, welche seitlich mit verdampfenden Flüssigkeiten, und insbesondere Wasser, angespeist werden. Das fließende schmelzflüssige Medium ist wiederum mit 4 angedeutet. Bei der Ausbildung nach Fig. 3 ist eine Pfanne 6 ersichtlich, deren Bodenbereich eine Auslaßöffnung 7 trägt. Im Bereich dieser Auslaßöffnung 7 besteht eine besonders hohe Scherbeanspruchung und es sind daher wiederum Flüssigkeitszuführungskanäle 2 mit radial einwärts zur Achse 8 der Austrittsöffnung 7 gerichteten Schlitzen 3 vorgesehen. Bei der Ausbildung nach Fig. 4 wird die Flüssigkeit über einen Ringkanal 2 zugeführt und tritt über radiale Schlitze 9 und aufwärts gerichtete Schlitze 10 an die dem schmelzflüssigen Medium 11 zugewandte Oberfläche des Wandbauteiles aus. Bei der Ausbildung nach Fig. 5 ist mit 12 der Boden eines Tundish bezeichnet. Der Schmelzenspiegel ist mit 13 angedeutet. Zur Erzielung eines kontinuierlichen Schlackenauslaufes über die Auslaßöffnung 14 ist hier ein Tauchrohr 15 aus feuerfestem Material vorgesehen, welches in Richtung des Doppelpfeiles 16 höhenverstellbar ist, um einen geregelten Schlackenabfluß zu erzielen. Es ist weiters eine Treibdüse 17 ersichtlich, über welche die durch die Öffnung 14 abfließende Schlacke zerstäubt werden kann. Zum Schutz des Auslaufbereiches und des Tauchrohres sind wiederum Speiseleitungen 18 und 19 vorgesehen, aus welchen verdampfende Flüssigkeit jeweils über Schlitze an die der Schmelze benachbarte Wand geführt wird. Bei all diesen Ausbildungen lassen sich prinzipiell eine große Anzahl von nicht brennbaren Flüssigkeiten erfolgreich einsetzen. Neben nicht brennbaren Flüssigkeiten können auch brennbare Flüssigkeiten (öle) eingesetzt werden. Diese brennen oberhalb der Schlackenphase ab und verbessern so den Wärmehaushalt und verringern die Viskosität der Schmelze. Gleichzeitig erfolgt beim Einsatz von Ölen ein Cracken unter Ausbildung einer Schicht an refraktären Kohlen an der Auskleidung, welche einen zusätzlichen Schutz bietet. Bevorzugt wird dann, wenn als schmelzflüssiges Medium Hochofenschlacke eingesetzt wird, hier Wasser zugeführt. Die Zufuhr von Wasser als Medium ist naturgemäß bei Schmelzen mit stark reduzierenden Eigenschaften, wie beispielsweise Metallschmelzen, weniger geeignet, sofern nicht eine entsprechende Absaugung für Zersetzungsprodukte von Wasser, und insbesondere von Wasserstoff und Sauerstoff, vorgesehen sind. PATENTANSPRÜCHE: 1. Wandbauteil zur Begrenzung von mit Schmelze, insbesondere Schlackenschmelze, gefüllten Räumen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schmelze (4) zugewandte Oberfläche des Wandbauteils (1) mit wenigstens einer Auslaßöffnung (3) für verdampfende Flüssigkei- 3 AT 409 138 B ten, insbesondere Wasser, ausgebildet ist.AT 409 138 B In principle, any materials with appropriate thermal resistance can be used for the desired refractory lining. In view of the exact machining of the outlet slots, pores or grooves required, the design is preferably such that the wall component consists of refractory material, for example SiC. In order to ensure a sufficiently rapid spreading of the vapor cushion between adjacent grooves, slots or pores in a correspondingly flowing molten medium, the design is advantageously made such that the axes of the outlet openings form an acute angle with the surface of the wall component facing the melt in the region of the outlet openings lock in. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments schematically illustrated in the drawing. 1 shows a first embodiment of a partial area of a tap opening or an outlet for molten slag, FIG. 2 shows a schematically illustrated modified embodiment of the wall component, FIG. 3 shows a tundish or stove outlet for molten material, FIG. 4 shows a modified embodiment such a tap opening and FIG. 5 shows a partial view of a tundish outlet in cross section. In Fig. 1, a wall component 1 is shown, in which a tubular channel 2 is arranged for the supply of evaporating liquids. The refractory wall component 1 consists of silicon cumcarbide. On the tubular feed channel 2 there is a slot 3 opening on the surface of the wall component 1, through which vaporizing liquids can escape. The melt flow is indicated schematically at 4. In the illustration according to FIG. 2, instead of the tubular feed channels with slots, grooves 5 can be seen, which are fed laterally with evaporating liquids, and in particular water. The flowing molten medium is again indicated by 4. 3, a pan 6 can be seen, the bottom region of which carries an outlet opening 7. In the area of this outlet opening 7 there is a particularly high shear stress and therefore there are again liquid supply channels 2 with slots 3 directed radially inwards to the axis 8 of the outlet opening 7. 4, the liquid is supplied via an annular channel 2 and exits via radial slots 9 and upwardly directed slots 10 to the surface of the wall component facing the molten medium 11. 5, 12 denotes the bottom of a tundish. The melt level is indicated at 13. In order to achieve a continuous slag discharge via the outlet opening 14, an immersion tube 15 made of refractory material is provided, which is height-adjustable in the direction of the double arrow 16 in order to achieve a regulated slag outflow. A driving nozzle 17 can also be seen, through which the slag flowing out through the opening 14 can be atomized. To protect the outlet area and the immersion tube, feed lines 18 and 19 are again provided, from which evaporating liquid is in each case fed via slots to the wall adjacent to the melt. In principle, a large number of non-flammable liquids can be successfully used in all of these training courses. In addition to non-flammable liquids, flammable liquids (oils) can also be used. These burn off above the slag phase and thus improve the heat balance and reduce the viscosity of the melt. At the same time, when oils are used, cracking takes place with the formation of a layer of refractory carbon on the lining, which offers additional protection. If blast furnace slag is used as the molten medium, water is preferably added here. The supply of water as a medium is of course less suitable for melts with strongly reducing properties, such as metal melts, unless a corresponding suction for decomposition products of water, and especially of hydrogen and oxygen, is provided. PATENT CLAIMS: 1. Wall component for delimiting spaces filled with melt, in particular slag melt, characterized in that the surface of the wall component (1) facing the melt (4) has at least one outlet opening (3) for evaporating liquids. 3 AT 409 138 B ten, especially water, is formed. 2. Wandbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung(en) (3) als Auslaßschlitz(e) ausgebildet ist (sind).2. Wall component according to claim 1, characterized in that the outlet opening (s) (3) as an outlet slot (s) is (are). 3. Wandbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung(en) (3) als poröse Oberfläche ausgebildet ist (sind).3. Wall component according to claim 1, characterized in that the outlet opening (s) (3) is (are) designed as a porous surface. 4. Wandbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (3) als Rillen (5) in der der Schmelze (4) zugewandten Oberfläche des Wandbauteils (1) ausgebildet sind.4. Wall component according to claim 1, characterized in that the outlet openings (3) as grooves (5) in the melt (4) facing surface of the wall component (1) are formed. 5. Wandbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungien) (3) mit wenigstens einer Zuführungsleitung verbunden ist (sind), in welche ein die Durchflußmenge der Flüssigkeit regelndes Stellglied eingeschalten ist.5. Wall component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet openings (3) is (are) connected to at least one supply line, in which an actuator regulating the flow rate of the liquid is switched on. 6. Wandbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandbauteil (1) ringförmigen Querschnitt aufweist, daß die schlitzförmige Auslaßöffnung (3) sich entlang des Innenmantels des Wandbauteils (1) erstreckt und daß eine mit der schlitzförmigen Auslaßöffnung (3) verbundene, ringförmige Wasserkammer (2) in dem Wandbauteil (1) vorgesehen ist.6. Wall component according to one of claims 2 to 5, characterized in that the wall component (1) has an annular cross section, that the slot-shaped outlet opening (3) extends along the inner shell of the wall component (1) and that one with the slot-shaped outlet opening (3 ) connected, annular water chamber (2) is provided in the wall component (1). 7. Wandbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandbauteil (1) aus Feuerfestmaterial, beispielsweise aus SiC, besteht.7. Wall component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the wall component (1) consists of refractory material, for example SiC. 8. Wandbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Auslaßöffnungen (3) mit der der Schmelze (4) zugewandten Oberfläche des Wandbauteils (1) im Bereich der Auslaßöffnungen (3) einen spitzen Winkel einschließen. HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 48. Wall component according to one of claims 1 to 7, characterized in that the axes of the outlet openings (3) with the melt (4) facing surface of the wall component (1) in the region of the outlet openings (3) enclose an acute angle. THEREFORE 2 SHEET OF DRAWINGS 4
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CH662752A5 (en) * 1984-05-19 1987-10-30 Glatt Maschinen & Apparatebau METHOD FOR TREATING A PARTICULATE GOOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD.

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