<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Kühlstave für Schachtöfen, insbesondere für Direktreduktionsschacht- öfen, für Hochöfen und Einschmelzvergaser.
Ein moderner Hochofen zur Eisenherstellung arbeitet mit Kühlplatten innerhalb der Ofenwanne. Diese Kühlplatten können Plattenkühler oder Stave-Kühler sein. Ein Stave ist ein grosses Paneel, das sich innerhalb der Ofenwanne und parallel dazu einfügt und Kanäle beinhaltet, durch die Wasser gepumpt wird, um für Kühlung zu sorgen.
Kühlstaves für Hochöfen können aus Kupfer oder Gusseisen gefertigt sein. Die Frontseite des Staves kann flach oder gerippt sein. Im Falle von gerippten Staves kann eine Schicht aus hitzebeständigem Material integriert sein oder an der Vorderseite des Staves angefügt sein.
Im Falle von Kupferstaves kann die Weichheit des Metalls eine Beschädigung des Staves während des Füllens des Hochofens vor dem Betriebsstart zur Folge haben. Um diese Schädigung zu verhindern, ist es allgemein üblich, eine Schicht aus einem hitzebeständigen Material auf der Frontseite der Kupferstaves aufzubringen. Diese Schicht kann aus hitzebeständigen Ziegeln oder Formen hitzebeständigen Giessmassen geschossenen, hitzebeständigen Giessmassen oder Kombinationen daraus bestehen.
Falls das hitzebeständige Material vorinstalliert ist, gibt es jedoch eine Anzahl von Nachteilen, die mit der Handhabung von Staves mit einer auf ihre Frontseite aufgebrachten Schicht aus hitzebeständigem Material verknüpft sind. Es ist wegen ihres erhöhten Gewichts und ihrer Sperrigkeit schwierig und zeitaufwändig, diese Staves zu handhaben. Das ernsteste Problem besteht jedoch darin, dass die hitzebeständige Schicht beschädigt werden kann und auch das Stave beschädigt werden kann. Auf alle Fälle ist das hitzebeständige Material kostspielig und besitzt nur eine kurze Lebensdauer.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Stave bereitzustellen, das die oben genannten Probleme einer reduzierten Lebensdauer einer hitzebeständigen Schutzschicht nicht aufweist.
Die Aufgabe dieser Erfindung wird gelöst durch ein Kühlstave, bei der zumindest ein Teil jener Fläche des Kühlstaves, die zum inneren des Ofens zeigen soll, mit einer abriebfesten Auskleidung versehen ist, die vorzugsweise auf Metall, Polymer und/oder Holz basiert.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Teil oder die ganze hitzebeständige Auskleidung auf der Frontseite des Staves zu eliminieren. Aufgrund der Weichheit von Kupfer und niedrig legiertem Kupfer, ist die Erfindung besonders auf solche Kühlstaves wie Kupferstaves anwendbar, kann jedoch auch auf Gusseisenstaves angewandt werden.
Der erfinderische abriebfeste Schutz des Staves kann einfach gehandhabt werden und ist kostengünstig und bedingt kein Risiko einer Beschädigung des Staves und sorgt für einen Schutz gegen mechanische Beschädigung während des Anfahrens des Ofens.
Die Frontseite des Staves ist vor einer Beschädigung während des Transports oder der Installation oder der Ofenbefüllung durch eine dünne Schicht einer abriebfesten Auskleidung geschützt. Das abriebfeste Material kann vorzugsweise Stahlblech mit einer Dicke von etwa 3 mm sein. Alternativ kann das abriebfeste Material ein Polymer wie beispielsweise Neopren oder Silikon sein und etwa 6 mm dick sein. Andere Polymere wie Polypropylen, Polyamid, ABS oder Melamin sind ebenso geeignet, insbesondere, wenn sie mit einem Füllstoff und/oder Fasem verstärkt sind. Alternativ kann ein etwa 2-3 mm dickes 'Streckmetallblech angewandt werden.
Alternativ können Holz, Sperrholz, Faserplatten oder ähnliche holzbasierte Materialien eingesetzt werden. Holzbasierte Materialien können brennverzögert sein.
<Desc/Clms Page number 2>
Die abriebfeste Auskleidung wird in Blechen geeigneter Grösse angebracht. Abhängig von zahlreichen Umständen, z. B. der Geometrie der Staveoberfläche, dem Material der Auskleidung etc. kann die Auskleidung aus jeweils einem einzelnen Blech mit verschiedener Grösse bestehen. Bevorzugterweise ist die Grösse des Blechs gleich gross wie die dem Inneren des Ofens zugewandte Oberfläche des Staves.
Alternativ kann die Auskleidung aus einzelnen Blechen bestehen, wobei jedes Blech eine kleinere Grösse als die dem Inneren des Ofens zugewandte Oberfläche des Staves aufweist. Kleine Bleche können überlappen oder miteinander "auf Kante" liegen oder Lücken zwischen sich aufweisen.
Die abriebfeste Auskleidung kann direkt an der Oberfläche des Kühlstaves befestigt sein. Dies findet besonders in Fällen Anwendung, wenn das Stave nicht gerippt ist und keine hitzebeständige Schicht aufnimmt oder wenn die hitzebeständige Schicht auf dem Stave aufgebracht wird, nachdem sie im Inneren des Ofens angebracht wurde.
Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die abriebfeste Auskleidung an einer Schicht aus hitzebeständigem Material angebracht, die an der Oberfläche des Staves befestigt ist.
Falls das Stave eine gerippte Seite hat, können die ausgebildeten Rillen mit einem hitzebeständigen Material gefüllt werden. Das hitzebeständige Material kann wie üblich die ganze Seite des Staves bedecken. Dort, wo in diesem Fall die abriebfeste Auskleidung aufgberacht wird, schützt sie die hitzebeständige Schicht während des Transports, der Installation und der Ofenbefüllung.
Die abriebfeste Auskleidung kann an dem Stave durch eine beliebige Methode befestigt werden wie Verbolzen, Verschrauben, Kleben, Schweissen, Hartlöten, Löten oder Befestigungsmittel, die in einer optionalen Zwischenschicht aus hitzebeständigem Material eingebettet werden können.
Abhängig von dem Material des Staves und der Auskleidung und abhängig davon, ob eine hitzebeständige Zwischenschicht vorhanden ist, sind verschiedene Befestigungsmethoden anwendbar, z. B. Verbolzen und Verschrauben für jegliche Kombination von Materialien oder Schweissen, Hartlöten oder Löten, wenn eine Metallauskleidung direkt an der Oberfläche einem Kupferstave angebracht wird.
Kleben ist besonders geeignet, wenn eine Polymerauskleidung an der Oberfläche einem Kupfer- oder Gusseisenstave angebracht wird.
Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Auskleidung zumindest in einer Teilfläche in einem Abstand zu der Oberfläche des Staves angeordnet, wodurch ein oder mehrere Hohlräume zur Aufnahme von hitzebeständigem Material zwischen der Auskleidung und der Oberfläche des Staves gebildet werden.
Die abriebfeste Auskleidung kann einen Teil einer Form für das Giessen von hitzebeständigem Material in die Nuten oder auf die Fläche des Kühlstaves bilden.
Giessbare hitzebeständige Materialien werden in eine Form gegossen, um das erforderliche Profil auszubilden. Die abriebfeste Auskleidung kann so geformt sein, dass sie das erforderliche hitzebeständige Profil ergibt, wenn das hitzebeständige Material hinter die Auskleidung gegossen wird.
Um das Giessen von hitzebeständigem Material hinter die Auskleidung zu erleichtern, ist die Auskleidung mit einem oder mehreren Löchern und/oder Düsen versehen, um ein Pumpen und/oder Giessen von giessbarem hitzebeständigem Material in die Hohlräume zu gestatten.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Erfindung betrifft auch ein Kühlsystem für einen Schachtofen, wobei das Kühlsystem aus einer Anzahl von Kühlstaves besteht, wie sie oben beschrieben sind. Gemäss einer Ausführungsform dieses Kühlsystems sind die Staves im Wesentlichen parallel zu der Ofenwanne angeordnet, und die Staves sind ebenso in einem Abstand zu der Ofenwanne und zueinander angeordnet.
Der Raum zwischen der Ofenwanne und den Staves muss ebenso mit hitzebeständigem Material gefüllt werden. Diese "Hinterfüllung" kann durch Giessen oder Pumpen installiert werden. In beiden Fällen müssen die Lücken zwischen benachbarten Staves abgedichtet werden, um zu verhindern, dass Füllmaterial ausfliesst bevor es sich verfestigt. Die abriebfeste Auskleidung kann einen Teil des Systems zum Abdichten der Lücken während der "Hinterfüllung" der Leerstellen hinter den Staves sein.
Gemäss dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die abriebfeste Auskleidung zumindest auf einer Teilfläche über die Lücken zwischen den Kühlstaves.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 Seiten- und Vorderansicht eines Staves mit abriebfester Auskleidung, Fig. 2 Seiten- und Vorderansicht einer Auskleidung mit überlappenden Blechen, Fig. 3 Seiten- und Vorderansicht einer Auskleidung mit nicht überlappenden Blechen, Fig. 4 Seitenansicht eines Staves mit Auskleidung und hitzebeständiger Zwischenschicht, Fig. 5 Einzelheiten, die verschiedene Befestigungsmethoden veranschaulichen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Staves 1 mit einer an ihrer Oberfläche angebrachten abriebfesten Auskleidung 2. Es ist eine Anzahl von 7 Leitungen für die Zufuhr von Kühlwasser zu (nicht sichtbaren) Kanälen innerhalb des Körpers des Staves 1 zu sehen. Die Auskleidung 2 erstreckt sich über die gesamte Fläche der ins Innere eines Ofens weisenden Oberfläche. Die Auskleidung 2 umfasst eine Anzahl von einzelnen Blechen 3.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung einzelner Auskleidungsbleche 3,3'. Die Staves 1, sind mit Lücken 4,4' zwischen sich benachbart zueinander angeordnet. Im Bereich der Lücke 4' sind die Bleche 3 so angeordnet, dass sie die Bleche 3' überlappen .(siehe auch die linke Seite der Fig. 2). Die jeweiligen Bleche 3 und 3' überlappen nicht.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2 mit dem Unterschied, dass dort kein Überlapp zwischen Blechen 3 und 3' besteht.
Fig. 4 zeigt ein Stave 1 mit einer Auskleidung 2, das in einem Abstand 5 zu der Frontseite des Staves 1 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform bildet die Auskleidung 2 einen Teil der Form für das Giessen von hitzebeständigem Material 6 zwischen die Auskleidung 2 und das Stave 1.
Fig. 5 zeigt eine Anzahl von unterschiedlichen Möglichkeiten dafür, wie die abriebfeste Auskleidung am Stave befestigt werden kann.
Fig. 5a : Bolzen 8. Dies ist unabhängig davon anwendbar, ob eine hitzebeständige Schicht 6 vorhanden ist oder nicht.
Fig. 5b : mit Stahlklammern 9 in den Nuten des Staves 1. Wiederum kann hitzebeständiges Material 6 vorhanden sein oder nicht.
Fig. 5c: mit Ankern 10 in dem hitzebeständigen Material.
Fig. 5d : Schrauben 11 in im Stave, wobei hitzebeständiges Material optional ist.
<Desc/Clms Page number 4>
Fig. 5e : Bolzen 8, wenn z. B. keine hitzebeständige Schicht vorhanden ist.
Patentansprüche : 1. Kühlstave für einen Schachtofen, insbesondere einen Hochofen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil jener Fläche des Kühlstaves, die zum Inneren des Ofens zeigen soll, mit einer abriebfesten Auskleidung versehen ist, die vorzugsweise auf Metall, Polymer und/oder Holz basiert.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a cooling stave for shaft furnaces, in particular for direct reduction shaft furnaces, for blast furnaces and melter gasifier.
A modern blast furnace for iron production works with cooling plates inside the furnace tub. These cold plates can be plate coolers or Stave coolers. A stave is a large panel that fits within the furnace tub and parallel to it, containing channels through which water is pumped to provide cooling.
Cooling stoves for blast furnaces can be made of copper or cast iron. The front of the stave can be flat or ribbed. In the case of ribbed staves, a layer of refractory material may be integrated or attached to the front of the stave.
In the case of copper staves, the softness of the metal may result in damage to the stave during blast furnace filling prior to startup. To prevent this damage, it is common practice to apply a layer of a refractory material on the front side of the copper staves. This layer may consist of heat-resistant bricks or molds of heat-resistant casting compositions shot, heat-resistant casting compositions or combinations thereof.
However, if the refractory material is preinstalled, there are a number of disadvantages associated with handling staves with a layer of refractory material applied to their front. It is difficult and time consuming to handle these staves because of their increased weight and bulkiness. The most serious problem, however, is that the heat-resistant layer may be damaged and also the stave may be damaged. In any case, the heat-resistant material is expensive and has only a short life.
An object of the present invention is therefore to provide a stave that does not have the above-mentioned problems of reduced life of a heat-resistant protective layer.
The object of this invention is achieved by a cooling stave in which at least a portion of that surface of the cooling stave intended to face the interior of the furnace is provided with an abrasion resistant lining, preferably based on metal, polymer and / or wood.
With the present invention, it is possible to eliminate part or all of the heat-resistant lining on the front side of the stave. Due to the softness of copper and low alloyed copper, the invention is particularly applicable to such cooling staves as copper staves, but can also be applied to cast iron staves.
The inventive abrasion-resistant protection of the stave can be handled easily and is inexpensive and does not involve a risk of damage to the stave and provides protection against mechanical damage during start-up of the furnace.
The front of the stave is protected from damage during transport or installation or furnace filling by a thin layer of abrasion resistant lining. The abrasion resistant material may preferably be steel sheet having a thickness of about 3 mm. Alternatively, the abrasion resistant material may be a polymer such as neoprene or silicone and may be about 6 mm thick. Other polymers such as polypropylene, polyamide, ABS or melamine are also suitable, especially when reinforced with a filler and / or fiber. Alternatively, an approximately 2-3 mm thick expanded metal sheet may be used.
Alternatively, wood, plywood, fiberboard or similar wood-based materials may be used. Wood-based materials can be delayed in combustion.
<Desc / Clms Page number 2>
The abrasion-resistant lining is applied in sheets of suitable size. Depending on numerous circumstances, eg. As the geometry of the Staveoberfläche, the material of the lining, etc., the lining may each consist of a single sheet of different size. Preferably, the size of the sheet is the same size as the interior of the furnace facing surface of the stave.
Alternatively, the lining may consist of individual sheets, each sheet having a smaller size than the surface of the stave facing the interior of the furnace. Small sheets may overlap or lie "on edge" with each other or have gaps between them.
The abrasion resistant lining may be attached directly to the surface of the cooling stave. This is particularly applicable in cases where the stave is not ribbed and does not receive a heat-resistant layer, or if the heat-resistant layer is applied to the stave after being mounted inside the oven.
According to one embodiment of the present invention, the abrasion resistant liner is attached to a layer of refractory material attached to the surface of the stave.
If the stave has a ribbed side, the formed grooves can be filled with a heat resistant material. The refractory material may, as usual, cover the entire side of the stave. Where, in this case, the abrasion-resistant lining is observed, it protects the heat-resistant layer during transport, installation and furnace filling.
The abrasion resistant liner may be secured to the stave by any method such as bolting, bolting, gluing, welding, brazing, brazing, or fasteners that may be embedded in an optional intermediate layer of refractory material.
Depending on the material of the stave and the lining and depending on whether a heat-resistant intermediate layer is present, different attachment methods are applicable, for. B. Bolting and bolting for any combination of materials or welding, brazing or brazing when a metal liner is attached directly to the surface of a copper stave.
Bonding is particularly useful when a polymer liner is attached to the surface of a copper or cast iron stem.
According to one embodiment of the present invention, the lining is arranged at least in a partial area at a distance from the surface of the stave, whereby one or more cavities for receiving heat-resistant material between the lining and the surface of the stave are formed.
The abrasion resistant liner may form part of a mold for casting refractory material into the grooves or surface of the cooling stave.
Castable refractory materials are poured into a mold to form the required profile. The abrasion resistant liner may be shaped to give the required refractory profile when the refractory material is poured behind the liner.
To facilitate the casting of refractory material behind the liner, the liner is provided with one or more holes and / or nozzles to permit pumping and / or pouring of castable refractory material into the cavities.
<Desc / Clms Page 3>
The invention also relates to a cooling system for a shaft furnace, wherein the cooling system consists of a number of cooling staves, as described above. According to one embodiment of this cooling system, the staves are arranged substantially parallel to the furnace trough, and the staves are also spaced from the furnace trough and from one another.
The space between the oven pan and the staves must also be filled with heat-resistant material. This "backfill" can be installed by pouring or pumping. In both cases, the gaps between adjacent staves must be sealed to prevent filling material from leaking before it solidifies. The abrasion resistant liner may be part of the system for sealing the gaps during the "backfilling" of the voids behind the staves.
According to this embodiment of the present invention, the abrasion-resistant lining extends over at least a partial area over the gaps between the cooling staves.
The invention is illustrated schematically by the accompanying drawings.
Fig. 1 side and front view of a stave with abrasion resistant lining, Fig. 2 side and front view of a lining with overlapping sheets, Fig. 3 side and front view of a lining with non-overlapping sheets, Fig. 4 side view of a stave with liner and heat resistant Interlayer, Fig. 5 Details illustrating various attachment methods.
1 shows a schematic representation of a stave 1 with an abrasion-resistant lining 2 attached to its surface. A number of 7 lines for the supply of cooling water to (not visible) channels within the body of the stave 1 can be seen. The lining 2 extends over the entire surface of the inside of a furnace facing surface. The lining 2 comprises a number of individual sheets 3.
Fig. 2 shows an arrangement of individual lining sheets 3,3 '. The staves 1, are arranged with gaps 4,4 'adjacent to each other between them. In the region of the gap 4 ', the sheets 3 are arranged so that they overlap the sheets 3' (see also the left side of FIG. The respective sheets 3 and 3 'do not overlap.
Fig. 3 shows a similar arrangement as Fig. 2 with the difference that there is no overlap between sheets 3 and 3 '.
4 shows a stave 1 with a lining 2, which is arranged at a distance 5 from the front side of the stave 1. In this embodiment, the liner 2 forms part of the mold for molding refractory material 6 between the liner 2 and the stave 1.
Figure 5 shows a number of different ways in which the abrasion resistant liner can be attached to the stave.
Fig. 5a: Bolt 8. This is applicable regardless of whether a heat-resistant layer 6 is present or not.
Fig. 5b: with steel brackets 9 in the grooves of the Staves 1. Again, heat-resistant material 6 may or may not be present.
Fig. 5c: with anchors 10 in the refractory material.
Fig. 5d: screws 11 in the stave, with heat-resistant material is optional.
<Desc / Clms Page number 4>
Fig. 5e: bolt 8, if z. B. no heat-resistant layer is present.
1. Kühlstave for a shaft furnace, in particular a blast furnace, characterized in that at least a portion of that surface of the Kühlstaves, which is to show the interior of the furnace, is provided with an abrasion-resistant lining, preferably on metal, polymer and / or wood based.