DD282635A5

DD282635A5 - FIRE-RESISTANT FODDER ASSEMBLY FOR METALLURGICAL GEFAESSE

Info

Publication number: DD282635A5
Application number: DD32808289A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Blankenburg; Anton Sandner; Thomas Budach
Original assignee: Bandstahlkombinat Matern Veb
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Futteranordnung fuer metallurgische Gefaesze, die sowohl Durchbruchsituationen als auch Ansatzbildungen vermeidet. Dazu sind gezielte Einfrierungen bei Fugendurchbruechen und stabile Temperaturverhaeltnisse im Arbeitsfutter zu erreichen. Erfindungsgemaesz ist fuer metallurgische Behandlungsgefaesze eine Futterkombination vorgesehen, die aus einer Isolationsschicht zur waermemaeszigen Entkopplung zwischen dem Arbeits- und dem nach auszen nicht isolierten Sicherheitsfutter besteht, wobei das Sicherheitsfutter aus die Waerme gut leitendem Material mit hoher Waermekapazitaet zu fertigen ist. Fig. 2{feuerfeste Futteranordnung; metallurgische Gefaesze; Behandlungsgefaesze; Durchbruchsicherung; Ansatzbildung; Arbeitsfutter; Zwischenisolationsschicht; Sicherheitsfutter; waermemaeszige Entkopplung; Waermeleitfaehigkeit; Waermekapazitaet}The invention relates to a refractory lining arrangement for metallurgical Gefaesze that avoids both breakthrough situations as well as formation of deposits. For this purpose, targeted freezing in the case of joint breakthroughs and stable temperature conditions in the working lining can be achieved. Erfindungsgemaesz metallurgical Behandlungsgefaesze a feed combination is provided, which consists of an insulating layer for waermemaeszigen decoupling between the working and the auszen non-insulated safety food, the safety food from the heat well conductive material with high heat capacity is to manufacture. Fig. 2 {refractory lining arrangement; metallurgical vessels; Behandlungsgefaesze; Breakthrough assurance; Deposit formation; Working lining; Interlayer insulation film; Safety lining; thermal decoupling; thermal conductivity; heat capacity}

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Futteranordnung für metallurgische Gefäße, die bei technologisch bedingter Neigung zu Metallein- und Unterlaufungen sowohl Durchb: uchsituationen als auch Ansatzbildungen (Verbärungen) des Arbeitsfutters vermeidet.The invention relates to a refractory lining arrangement for metallurgical vessels, which avoids technologically induced inclination to metal inlets and undercuts both Durchb: uchsituationen and accumulation (exacerbations) of the working chuck.

Charakteristik bekannter LösungenCharacteristic of known solutions

Die Feuerfestzustellung metallurgischer Behandlungsgefäße- beispielsweise für Entgasungsprozesse- gehört zu den komplex beanspruchtesten Bereicher, des Gefäßes.The refractory lining of metallurgical treatment vessels, for example for degassing processes, is one of the most complex elements of the vessel.

Durch diskontinuierliche Temperaturführungen und z. B. technologisch bedingte Druckwechsel besteht die akute Neigung zu Futterbewegungen, Fugenöffnungen und damit zu Metalleinläufen und Futterunterlaufungen mit direkter Durchbruchgefahr besonders im Boden'jereich der Gefäße.By discontinuous temperature guides and z. B. technologically induced pressure changes, there is the acute tendency to feed movements, joint openings and thus to metal feeds and feed underruns with direct breakthrough especially in Boden'jereich the vessels.

Gefördert wird dieser Effekt durchThis effect is supported by

- hohe thermische Dehnungskennwerte des im allgemeinen basischen Arbeitsfuttermaterialshigh thermal elongation characteristics of the generally basic working lining material

- nicht immer realisierbare fugenfreie Präzisionsmauerung- not always feasible joint-free Präzisionsmauerung

- thermische Aufwölbungseffekte durch zu steile Aufheizungen- Thermal bulging effects due to too steep heating

Generell ist es üblich, ein z. B. basisches Periklas-Chromit-Arbeitsfutter mit hochwertiger Isolation aus Feuerleichtsteinen und Keramikfasermatten zu kombinieren. Diese für den Wärmehaushalt wichtige Isolation stellt allerdings im Falle eines Furjeneinlaufs eine schwache Barriere gegen den Einlauf dar, so daß sich schnell Durchbruchsituationen ergeben können. Eine gut leitende Hintermauerung ohne Isolation führt andererseits zur Ansatzbildung durch starken Wärmeverlust im Arbeitsfutter. Ein wärmedämmender Überzug für metallurgische Behälter wird in der DE-OS 2559151 beschrieben. In einer Gießpfanne für flüssigen Stahl besteht das feuerfeste Futter aus zwei aus Schamotte hergestellten Schutzschichten, zwischen denen ein wärmedämmender Überzug angeordnet ist. Die innere Schutzschicht ist weiterhin mit einer Verschleißschicht überzogen. Der wärmedämmende Überzug besteht aus organischen und >. moralischen Fasern, einem Bindemittel, einem Feuerfestmaterial und einem Flußmittel. Die Schicht hat eine Stärke von 10 bis 100mm. Diese Erfindung ist auch für den Überzug von anderen Behältern anwendbar. Sie dient ausschließlich der Wärmeisolation, um die Eingußtemperatur der Schmelze zu senken und die Verweildauer schmelzflüssiger Materialien, beispielsweise in Pfannen, zu erhöhen.Generally it is customary, a z. B. Basic periclase-chromite work liner with high quality insulation of refractory bricks and ceramic fiber mats to combine. However, this insulation, which is important for the heat balance, constitutes a weak barrier against the inlet in the case of a fur-hole, so that break-through situations can quickly arise. On the other hand, a well-conductive back wall without insulation leads to the formation of deposits due to a strong loss of heat in the working lining. A heat-insulating coating for metallurgical containers is described in DE-OS 2559151. In a ladle for liquid steel, the refractory lining consists of two protective layers made of chamotte, between which a heat-insulating coating is arranged. The inner protective layer is further covered with a wear layer. The heat-insulating coating consists of organic and>. moral fibers, a binder, a refractory and a flux. The layer has a thickness of 10 to 100mm. This invention is also applicable to the coating of other containers. It is used exclusively for thermal insulation, in order to lower the pouring temperature of the melt and to increase the residence time of molten materials, for example in pans.

Eine weitere wärmeisolierende Auskleidung für metallurgische Behälter wird durch die DE-PS 3010868 offenbart. Zwischen einer permanenten Schicht aus feuerfestem Material und einer verbrauchbaren Schicht im Innern des Behälters und mit Kontakt zu dem flüssigen Metall, ist eine relativ kompremible Schicht auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Fasern angeordnet. Die Fasern können beispielsweise Glaswolle, Gesteinswolle oder keramische Fasern sein. Diese Fasern ermöglichen eine Verbesserung der Wärmeisolation der Schicht bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen, die sich durch den Wärmetausch mit der Außenseite eines Verteilers ergeben. Durch ciie Kompressibilität der betreffenden Schicht sollen weiterhin die schädlichen Auswirkungen durch den erhöhten Druck beim Eingießen der Schmelze auf das Futter gemind·.· rt werden. Die Dicke der faserhaltigen Schicht boträgt allgemein 30-100 mm. Nach der DE-OS 3506085 besteht der Aufbau einer Auskleidung einer Gießwanne, welche in direkter Nachbarschaft zum Metallgehäuse eine Schicht aus einem feuerfesten Material und außerdem eine Oberflächendeckschicht aufweist, aus einer zwischen beiden genannten Schichten angeordneten Zwischenschicht aus AI₂O₃. Diese Zwischenschicht weist eine Stärke von 2-230mm auf und soll das untrennbare Zusammensintern oder Verschmelzen von Dauer- ur.d Arbeitsfutter verhindern sowie die Korrosionsbeständigkeit des Arbeitsfutters gegenüber aggressiven Schlacken durch den Einsatz von MgO, CaO sowie SiO₂ und/oder Na₂O als Komponenten für die Oberflächendeckschicht erhöhen. Alle genannten Lösungen haben nicht den Zweck, die Durchbruchgefahr der Schmelze in metallurgischen Gefäßen zu verringern. Ihr Einsatz ist nur bekannt für metallurgische Gefäße, in denen das schmelzflüssige Metall zeitweilig gelagert oder transportiert wird. Die feuerfeste Auskleidung metallurgischer Behi ndlungsgefäße unte rliegt, wie oben beschrieben, bedeutend höherem Verschleiß, woraus die erhöhte Durchbruchgefahr resultiert.Another heat-insulating lining for metallurgical containers is disclosed by DE-PS 3010868. Between a permanent layer of refractory material and a consumable layer inside the container and in contact with the liquid metal, a relatively compressible layer based on inorganic and / or organic fibers is arranged. The fibers may be, for example, glass wool, rock wool or ceramic fibers. These fibers make it possible to improve the thermal insulation of the layer at relatively low temperatures, ie at temperatures which result from the heat exchange with the outside of a distributor. The compressibility of the layer in question is also intended to reduce the harmful effects of the increased pressure when the melt is poured onto the feed. The thickness of the fibrous layer is generally 30-100 mm. According to DE-OS 3506085 there is the construction of a lining of a tundish, which in the direct vicinity of the metal housing has a layer of a refractory material and also a surface covering layer, of an intermediate layer of Al ₂ O ₃ arranged between the two layers. This intermediate layer has a thickness of 2-230 mm and is intended to prevent the inseparable sintering or fusion of permanent ur d work liners and the corrosion resistance of the working lineton against aggressive slags by the use of MgO, CaO and SiO ₂ and / or Na ₂ O as Increase surface finish components. All these solutions are not intended to reduce the risk of breakage of the melt in metallurgical vessels. Their use is only known for metallurgical vessels in which the molten metal is temporarily stored or transported. As described above, the refractory lining of metallurgical containment vessels rests considerably higher in wear, resulting in the increased risk of breakdown.

Das Ziel der Erfindung ist die Unterbindung folgenschwerer Durchbrüche von Flüssigstrahl vorwiegend im Bodenbereich metallurgischer Gefäße und die Verringerung der Verbärungsneigong.The aim of the invention is the suppression of serious breakthroughs of liquid jet mainly in the bottom area of metallurgical vessels and the reduction of Verbärungsneigong.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine feuerfeste Futteranordnung für metallurgische Behandlungsgefäße zu entwickeln, mit deren Hilfe gezielte Einfrierungen von Fugendurchläufen und stabile Temperaturverhältnisse im Arbeitsfutter erreicht werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Fugenein- und -unterlaufungen im Arbeitsfutter beim Kontakt mit einem feuerfesten Sicherheitsfutter mit hoher Wärmekapazität und Wärmeleitung durch Wärmeentzug zum Einfrieren gebracht werden. Eine angemessene hochwertige Isolierschicht zwischen Arbeitsfutter und Sicherheitsfutter entkoppelt wärmemäßig diese Futterschichten und vermeidet sowohl eine unzulässige Kühlung des Arbeitsfutters als auch eine Aufheizung des Sicherheitsfutters, das selbst zur Gefäßwand nicht oder nur geringfügig isoliert ist. Ein eventueller Fugeneinlauf erreicht damit höchstens die Isolierschicht zwischen Arbeits- und Sicherheitsfutter und erstarrt an der relativ kühlen Sicherheitslage, wobei es zwar lokal zur Zerstörung der Zwischenisolation, aber auch zur Blockierung eines weiteren Metallzulaufs kommt. Als Isolationsschicht zwischen Arbeits- und Sicherheitsfutter dienen Keramikfaserplatten mit einer Dicke von 5 bis 15 mm. Erfindungsgemäß wird diese Futteranordnung speziell für metallurgische Gefäße in Vakuumbehandlungsanlagen in Stahlwerken verwendet.The object of the invention is to develop a refractory lining arrangement for metallurgical treatment vessels, with the aid of targeted freezing of Fugenddurchläufen and stable temperature conditions are achieved in the working food. According to the invention the object is achieved in that joint inputs and undercuts in the working food are brought into contact with a refractory safety food with high heat capacity and heat conduction by heat extraction for freezing. An adequate high-quality insulating layer between working lining and safety lining thermally decouples these layers of lining and avoids both inadmissible cooling of the working lining and heating of the safety lining, which is not or only slightly isolated, even to the vessel wall. A possible joint inlet thus achieved at most the insulating layer between working and safety food and solidifies at the relatively cool security situation, although it comes locally to destroy the intermediate insulation, but also to block another metal inlet. As insulation layer between working and safety chuck serve ceramic fiber plates with a thickness of 5 to 15 mm. According to the invention, this lining arrangement is used especially for metallurgical vessels in vacuum treatment plants in steel mills.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsboispiol näher erläutert.The invention will be explained in more detail below on a Ausführungsboispiol.

Im speziellen .Vl eines Umlauf-Stahlentgaaungsgefäße' -,esteht im Zusammenhang mit Fugendefekten und Futterbewegungen durch die eingemauerten Tauchrohranschlußstutzen eine erhöhte Neigung zu Fugeneinläufen und Durchbruchsituationen.In the special .Vl a circulating Stahlentgaaungsgefäße '-, in connection with joint defects and feed movements through the walled immersion nozzle connecting piece is an increased tendency to Fugeneinläufen and breakthrough situations.

Im Fig. 1 ist ein Zustelldetail aus dem Bodenbereich dargestellt mit dem PC-Arbeitsfutter 1, der Zwischenisolation 2, der Sichorheitslage 3 und dem Gefäßblech 4. Die Sicherheitslage 3 ist monolithisch aus entsprechend gutleitenden tonerdenreichen oder basischen Qualitäten ausgeführt. Als Zwischenisolation 2 ist eine Keramik'aserplatte mit mindestens 1200⁰C Anwendungstemperatur einzusetzen. Die vom WärmehaushaL abhängige Stärke der Isolierlage liegt im Bereich von 5 bisIn Fig. 1 a Zustelldetail from the bottom area is shown with the PC work chuck 1, the intermediate insulation 2, the Sichorheitslage 3 and the vessel sheet 4. The security layer 3 is monolithic from correspondingly good conducting clay-rich or basic qualities. As intermediate insulation 2 a Keramik'aserplatte with at least 1200 ⁰ C application temperature is used. The thickness of the insulating layer depending on the heat balance is in the range from 5 to

Fig. 2 zeigt den sich einstellenden Temperaturverlauf im genannten Schichtensystem mit dem erheblichen Niveauunterschied inFig. 2 shows the self-adjusting temperature profile in said layer system with the significant difference in level

Claims

1. Refractory lining arrangement for metallurgical vessels, consisting of a working lining, a 15mm thick insulation layer of ceramic fiber boards and a security lining, characterized in that the intermediate insulating layer (2) for heat-decoupling of the working liner (1) with the security lining (3) arranged between the two is, wherein the non-insulated to the vessel sheet (4) safety liner (3) consists of good heat conducting material with high heat capacity and this combination of functions is used especially in the bottom of Umlaufstahlentgasungsgefäßen in vacuum treatment plants in steel mills.

2. Fireproof lining arrangement according to claim 1, characterized in that the security lining (3) consists of toner-rich or basic qualities.

3. Fireproof lining arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the security lining (3) is monolithic.