GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft die feuerfeste Auskleidung in metallurgische Gießpfannen für den Transport von schmelzflüssigem Metall. Sie betrifft insbesondere Torpedopfannen mit feuerfesten Auskleidungen. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Aufbringen feuerfester Auskleidungen und den Einsatz von Verankerungselementen bei der Herstellung einer feuerfesten Auskleidung in einer metallurgischen Gießpfanne.The invention relates to the refractory lining in metallurgical ladles for the transport of molten metal. It particularly concerns torpedo pans with refractory linings. The invention further relates to methods for applying refractory linings and the use of anchoring elements in the manufacture of a refractory lining in a metallurgical ladle.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Bei der Herstellung von Stahl wird das schmelzflüssige Metall mitunter in metallurgischen Gießpfannen in der Anlage herumtransportiert. Die Gießpfannen dienen dem Transport des schmelzflüssigen Metalls. Sie werden aber auch als Reaktionsbehälter genutzt, wenn das schmelzflüssige Metall noch behandelt wird. Bei normalem Betrieb unterliegen die Gießpfannen rauen Bedingungen. Sie müssen mechanisch, thermisch und chemisch sehr beständig sein. Hierzu werden die Innenwände der Gießpfannen in der Regel mit einem feuerfesten Material ausgekleidet, das die Gießpfanne vor der Hitze des schmelzflüssigen Metalls schützt und ihr mechanische Stabilität verleiht, damit die Wand der Gießpfanne nicht bricht oder sich verzieht. Da das schmelzflüssige Metall eine große Menge chemisch aggressiver Schlacke enthält, muss die feuerfeste Auskleidungen auch chemisch beständig sein.In the production of steel, the molten metal is sometimes transported around in metallurgical ladles in the plant. The ladles serve to transport the molten metal. But they are also used as a reaction vessel when the molten metal is still treated. During normal operation, the ladles are subject to harsh conditions. They must be very resistant mechanically, thermally and chemically. For this purpose, the inner walls of the ladles are usually lined with a refractory material that protects the ladle from the heat of the molten metal and gives it mechanical stability, so that the wall of the ladle does not break or warp. Since the molten metal contains a large amount of chemically aggressive slag, the refractory linings must also be chemically resistant.
Ein Beispiel für eine metallurgische Gießpfanne ist eine Torpedopfanne. Sie wird gewöhnlich zum Transportieren und Verarbeiten von schmelzflüssigem Metall verwendet und sie kann bis zu 450 Tonnen Metall einer Temperatur bis zu und über 1500°C aufnehmen.An example of a metallurgical ladle is a torpedo ladle. It is commonly used to transport and process molten metal and can hold up to 450 tons of metal at temperatures up to and over 1500 ° C.
Da die metallurgische Gießpfannen hohe Spannungen aushalten müssen, werden die feuerfesten Auskleidungen regelmäßig ersetzt, damit sich keine Brüche, Fehler oder Löcher in den feuerfesten Auskleidungen bilden. Diese würden unvermeidlich schwere Schäden an den Gießpfannen verursachen, hohe Folgekosten für den Besitzer und auch Unfälle in der Anlage. Diese wären lebensgefährlich. Das Ersetzen und Warten der feuerfesten Auskleidungen ist ein erheblicher Kostenfaktor in der Metallindustrie, da diese lange Ausfallzeiten für die jeweilige Gießpfanne bedingen und sehr arbeitsintensiv ist. Eine Verlängerung der Lebensdauer und der Beständigkeit von feuerfesten Auskleidungen hätte für den Anwender einen erheblichen wirtschaftlichen Nutzen. Dies gilt auch für die Verringerung der Zeit und der Mühe, die für das Ersetzen der Auskleidungen erforderlich ist.Since the metallurgical ladles must withstand high voltages, the refractory linings are replaced regularly to prevent breakage, failure or holes in the refractory linings. These would inevitably cause severe damage to the ladles, high follow-up costs for the owner and also accidents in the plant. These would be life threatening. The replacement and maintenance of the refractory linings is a significant cost factor in the metal industry, as this requires long downtime for each ladle and is very labor intensive. Extending the service life and durability of refractory liners would have significant economic benefits for the user. This also applies to reducing the time and effort required to replace the liners.
EP 0 729 800 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ersetzen feuerfester Auskleidungen in metallurgischen Gießpfannen, wobei eine Auskleidung eine permanente Auskleidung in Nachbarschaft zur Gießpfannenwand und eine Verschleißauskleidung auf der permanenten Auskleidung umfasst. Zum Ersetzen der feuerfesten Auskleidung wird nur die Verschleißauskleidung ersetzt. Die permanente Auskleidung ist mit der Gießpfanneninnenwand unter Verwendung von Verankerungselementen verbunden. Es besteht jedoch ein hohes Risiko, dass die Gießpfanne beschädigt wird, wenn die permanente Auskleidung in irgendeiner Weise beschädigt wird. Wird die permanente Auskleidung beschädigt, zum Beispiel durch eine Spannung aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten von Auskleidung und Gießpfanneninnenwand oder der beiden Schichten der feuerfesten Auskleidung, dann können sich die Verankerungselemente von der Gießpfannenwand lösen und diese dann brechen. Dies ist ein großes Problem bei dieser Art von feuerfesten Auskleidungen. EP 0 729 800 A1 describes a method of replacing refractory liners in metallurgical ladles, wherein a liner comprises a permanent liner adjacent the ladle wall and a wear liner on the permanent liner. To replace the refractory lining, only the wear lining is replaced. The permanent lining is connected to the ladle inner wall using anchoring elements. However, there is a high risk that the ladle will be damaged if the permanent lining is damaged in any way. If the permanent lining is damaged, for example due to stress due to different coefficients of thermal expansion of the liner and ladle inner wall or the two layers of the refractory lining, then the anchoring elements may become detached from the ladle wall and then break it. This is a big problem with this type of refractory linings.
US 3 587 198 A offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen einer hitzegeschützten Metallwand für die Verwendung in Wärmekammern, einschließlich der Verwendung von Verankerungselementen. Die in dieser Erfindung vorgeschlagenen Verankerungselemente schützen die Wand nicht gegen eine Beschädigung, die sich durch ihre Verschiebung in der Metallwand ergibt. Wenn die Verankerungselemente aufgrund von Spannung in der feuerfesten Auskleidung verschoben werden, können sie die Wand der Wärmekammer aufreißen. US Pat. No. 3,587,198 discloses a method of providing a heat-resistant metal wall for use in heating chambers, including the use of anchoring elements. The anchoring elements proposed in this invention do not protect the wall against damage resulting from its displacement in the metal wall. If the anchoring elements are displaced due to stress in the refractory lining, they can rupture the wall of the heating chamber.
US 3 836 612 A und US 5 632 937 A beschreiben Verfahren zum Gießen mono-lithischer feuerfester Auskleidungen in metallurgischen Behältern. In diesen Offenbarungen werden keine Verankerungselemente verwendet. US 4 039 344 A und US 6 288 001 B1 ( EP 0 926 105 B1 ) offenbaren verschiedenen Materialien, die als gießfähige feuerfeste Auskleidungen in metallurgischen Gießpfannen verwendbar sind. US Pat. No. 3,836,612 and US 5,632,937 A describe methods for casting mono-lithic refractory linings in metallurgical vessels. In these disclosures, no anchoring elements are used. US 4 039 344 A and US Pat. No. 6,288,001 B1 ( EP 0 926 105 B1 ) disclose various materials useful as castable refractory linings in metallurgical ladles.
Metallurgische Gießpfannen können eine dünne Dämmschicht aus faserartigem Material aufweisen, das zwischen Gießpfannenwand und feuerfester Auskleidung eingebracht wird. Die Dämmschicht schützt die Gießpfannenwand vor den hohen Temperaturen des schmelzflüssigen Metalls in der Gießpfanne und somit vor Verziehung und Verformung. Wegen der Temperaturänderungen beim Einbringen des schmelzflüssigem Metall in die Gießpfanne und der hierdurch bedingten Wärmeausdehnung der feuerfesten Auskleidung wird diese Dämmschicht leicht beschädigt, denn sie ist zwischen die Gießpfannenwand und der Auskleidung eingezwängt. Eine beschädigte Dämmschicht führt zu höheren Temperaturen an der Gießpfannenwand und zu verstärktem Verziehen und einer kürzerer Lebensdauer der metallurgischen Gießpfanne.Metallurgical ladles may include a thin layer of fibrous material that is placed between the ladle wall and the refractory lining. The insulating layer protects the ladle wall from the high temperatures of the molten metal in the ladle and thus from distortion and deformation. Because of the temperature changes when introducing the molten metal into the ladle and the thermal expansion of the refractory lining resulting from this, this insulating layer is easily damaged because it is wedged between the Gießpfannenwand and the liner. A damaged insulation layer leads to higher temperatures on the ladle wall and to reinforced Warping and a shorter service life of the metallurgical ladle.
Deshalb besteht Bedarf an einer feuerfesten Auskleidung für metallurgische Gießpfannen, die einen größeren Schutz gegen ein Reißen der Gießpfanne bieten, wird die permanente Auskleidung beschädigt. Zugleich darf das Dämmmaterial auf der Innenseite der Gießpfannenwand nicht beschädigt werden.Therefore, there is a need for a refractory lining for metallurgical ladles that provide greater protection against tearing of the ladle, damaging the permanent lining. At the same time, the insulating material on the inside of the ladle wall must not be damaged.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Erfindung stellt eine feuerfeste Auskleidung für metallurgische Gießpfannen bereit, umfassend eine erste Schicht aus einem monolithischen feuerfesten Material und Verankerungselemente, die die erste Schicht an der Innenwand der Gießpfanne verankern. Die Verankerungselemente umfassen jeweils einen Basisabschnitt, der an der inneren Gießpfannenwand angebracht ist, und einen Halteabschnitt, der mit der ersten Schicht aus feuerfestem Material verbunden ist. Die Verankerungselemente sind so ausgelegt, dass die Kraft für ein Brechen der Verbindung zwischen dem Basisabschnitt und dem Halteabschnitt kleiner ist als die Kraft für ein Brechen der Verbindung zwischen dem Basisabschnitt und der inneren Gießpfannenwand.The invention provides a refractory lining for metallurgical ladles comprising a first layer of monolithic refractory material and anchoring elements anchoring the first layer to the inner wall of the ladle. The anchoring elements each include a base portion attached to the inner ladle wall and a holding portion connected to the first layer of refractory material. The anchoring elements are designed so that the force for breaking the connection between the base portion and the holding portion is smaller than the force for breaking the connection between the base portion and the inner ladle wall.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Halteabschnitt an den Basisabschnitt in einem asymmetrischen Muster angeschweißt. Es gibt eine bevorzugte Richtung, in der der Trennbruch zwischen dem Basisabschnitt und dem Halteabschnitt auftreten kann.In one embodiment of the invention, the holding portion is welded to the base portion in an asymmetric pattern. There is a preferred direction in which the separation fracture between the base portion and the holding portion may occur.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Material des Basisabschnitts der Verankerung gleich dem Material der inneren Gießpfannenwand.In a further embodiment of the invention, the material of the base portion of the anchorage is equal to the material of the inner ladle wall.
Die metallurgische Gießpfanne kann zudem eine Dämmschicht zwischen der inneren Gießpfannenwand und der ersten Schicht aus feuerfestem Material aufweisen, wobei die Dämmschicht die innere Gießpfannenwand vollständig oder teilweise bedeckt. Die Dicke der Dämmschicht kann im Wesentlichen gleich der Höhe der Basisabschnitte der Verankerungselemente sein, deren Höhe definiert ist als der kürzeste Abstand, der die innere Oberfläche der Gießpfannenwand von der Oberfläche der Basisabschnitte trennt, die von der Gießpfannenwand weg zeigt.The metallurgical ladle may also include an insulating layer between the inner ladle wall and the first layer of refractory material, wherein the insulating layer completely or partially covers the inner ladle wall. The thickness of the insulating layer may be substantially equal to the height of the base portions of the anchoring elements, the height of which is defined as the shortest distance separating the inner surface of the ladle wall from the surface of the base sections facing away from the ladle wall.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Halteabschnitte der Verankerungselemente als Schwalbenschwänze ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the holding portions of the anchoring elements are formed as dovetails.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die erste Schicht aus gießfähigem monolithischem feuerfestem Material.In a further embodiment of the invention, the first layer consists of pourable monolithic refractory material.
Damit man eine vollständig einsatzfähige feuerfeste Auskleidung erhält, wird eine zweite Schicht aus feuerfestem Material auf die Fläche der ersten Schicht aus monolithischem feuerfestem Material aufgebracht, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt. Eine feuerfeste Auskleidung, die eine solche zweite Schicht aus sehr feuerfestem Material umfasst, das auf die Fläche der ersten Schicht aufgebracht ist, die zur Innenseite der metallurgischen Gießpfanne hin zeigt, ist ebenfalls Bestandteil der Erfindung. Die zweite Schicht kann aus feuerfesten Kacheln, Steinen und/oder Schamotteziegeln bestehen.To obtain a fully operational refractory lining, a second layer of refractory material is applied to the surface of the first layer of monolithic refractory facing towards the inside of the ladle. A refractory lining comprising such a second layer of very refractory material applied to the surface of the first layer facing the inside of the metallurgical ladle is also part of the invention. The second layer may consist of refractory tiles, bricks and / or fireclay bricks.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung in einer Torpedopfanne aufgebracht.In a further embodiment of the invention, the refractory lining according to the invention is applied in a torpedo ladle.
Eine Torpedopfanne, die mit einer feuerfesten Auskleidung ausgerüstet ist, die eine erste Schicht aus einem monolithischen feuerfesten Material umfasst, wobei die erste Schicht an der inneren Gießpfannenwand über Verankerungselemente verankert ist, die im Wesentlichen in die erste Schicht eingebettet sind, ist ebenfalls Teil der Erfindung.A torpedo ladle equipped with a refractory lining comprising a first layer of monolithic refractory material, wherein the first layer is anchored to the inner ladle wall via anchoring elements substantially embedded in the first layer, is also part of the invention ,
Erfindungsgemäß umfassen die Verankerungselemente jeweils einen Basisabschnitt, der an einer inneren Gießpfannenwand befestigt ist, und einen Halteabschnitt, der mit der ersten Schicht aus feuerfestem Material verbunden ist, und die Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt und dem zugehörigen Halteabschnitt zu zerbrechen, ist kleiner als die Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt und der inneren Gießpfannenwand zu zerbrechen.According to the invention, the anchoring elements each comprise a base portion fixed to an inner ladle wall and a holding portion connected to the first layer of refractory material and the force necessary to facilitate the connection between the base portion and the associated holding portion is smaller than the force necessary to break the joint between the base portion and the inner ladle wall.
In einer Ausführungsform wird der Halteabschnitt an den Basisabschnitt in einem asymmetrischen Muster angeschweißt. Es gibt eine bevorzugte Richtung, in der eine Ablösung zwischen dem Basisabschnitt und dem Halteabschnitt auftreten kann.In one embodiment, the holding portion is welded to the base portion in an asymmetric pattern. There is a preferred direction in which a separation between the base portion and the holding portion may occur.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Material des Basisabschnitts gleich dem Material der Torpedopfannenwand.In a further embodiment of the invention, the material of the base portion is equal to the material of the torpedo ladle wall.
Die erfindungsgemäßen Torpedopfannen können zudem eine Dämmschicht zwischen der Innenwand und der ersten feuerfesten Schicht umfassen, wobei die Dämmschicht die Gießpfanneninnenwand vollständig oder teilweise bedecken kann. Die Dicke der Dämmschicht ist im Wesentlichen gleich der Höhe der Basisabschnitte, deren Höhe definiert ist als der kürzeste Abstand, der die innere Oberfläche der Gießpfannenwand von der Oberfläche der Basisabschnitte trennt, die von der Gießpfannenwand weg zeigt.The torpedo ladles according to the invention may also comprise an insulating layer between the inner wall and the first refractory layer, wherein the insulating layer may completely or partially cover the Gießpfanneninnenwand. The thickness of the insulating layer is substantially equal to the height of the base sections whose height is defined as the shortest distance separating the inner surface of the ladle wall from the surface of the base Separates base sections, which points away from the ladle wall.
Die feuerfeste Auskleidung der Torpedopfanne kann zudem eine zweite Schicht aus feuerfestem Material umfassen, die auf die Seite der ersten Schicht aufgebracht wird, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt und die aus feuerfesten Kacheln, Steinen und/oder Schamotteziegeln hergestellt werden kann.The refractory lining of the torpedo ladle may also comprise a second layer of refractory material applied to the side of the first layer facing the inside of the ladle and which may be made of refractory tiles, bricks and / or fireclay bricks.
Weiterhin gehört zur Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer feuerfesten Auskleidung in einer metallurgischen Gießpfanne, umfassend die Schritte: (i) Bereitstellen einer Anzahl an Basisabschnitten von Verankerungselementen; (ii) Befestigen der Anzahl an Basisabschnitten jeweils an einer Innenwand einer metallurgischen Gießpfanne; (iii) Bereitstellen einer Anzahl an Halteabschnitten von Verankerungselementen, die der Anzahl an Basisabschnitten entspricht: (iv) Verbinden der Anzahl an Halteabschnitten jeweils mit einem entsprechenden Basisabschnitt eines Verankerungselements und (v) Gießen einer ersten feuerfesten Schicht auf die Innenwand, wobei die Dicke der ersten feuerfesten Schicht derart ist, dass die Anzahl an Verankerungselementen jeweils im Wesentlichen in der ersten feuerfesten Schicht eingebettet ist.Furthermore, the invention includes a method for applying a refractory lining in a metallurgical ladle, comprising the steps of: (i) providing a number of base sections of anchoring elements; (ii) attaching the number of base sections to an inner wall of a metallurgical ladle, respectively; (iii) providing a number of retaining sections of anchoring elements corresponding to the number of base sections; (iv) connecting the number of retaining sections respectively to a corresponding base section of an anchoring element; and (v) casting a first refractory layer on the inner wall, the thickness of the first refractory layer is such that the number of anchoring elements is embedded in each case substantially in the first refractory layer.
Schritt (iv) wird derart ausgeführt, dass die Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen jedem Basisabschnitt der Anzahl an Basisabschnitten und dem zugehörigen Halteabschnitt zu zerbrechen, kleiner ist als die Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem jeweiligen Basisabschnitt und der Gießpfanneninnenwand zu zerbrechen.Step (iv) is performed such that the force necessary to break the connection between each base portion of the number of base portions and the associated holding portion is smaller than the force necessary to make the connection between the respective base portion and the ladle inner wall to break.
Schritt (iv) des Verfahrens kann zudem derart ausgeführt werden, dass die Anzahl an Halteabschnitten an den entsprechenden Basisabschnitt in einem asymmetrischen Muster geschweißt ist. Es gibt eine bevorzugte Richtung, in der eine Ablösung zwischen jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten und dem zugehörigen Halteabschnitt auftreten kann.Step (iv) of the method may be further performed such that the number of holding portions is welded to the corresponding base portion in an asymmetrical pattern. There is a preferred direction in which separation between each base portion may occur from the number of base portions and the associated holding portion.
Das Material von jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten, die in Schritt (i) bereitgestellt wird, kann gleich dem Material der Gießpfannenwand sein.The material of each base portion from the number of base portions provided in step (i) may be equal to the material of the ladle wall.
Das Verfahren kann zudem einen Schritt umfassen, bei dem eine Dämmschicht bereitgestellt und zwischen den Verankerungselementen auf die Innenwand der Gießpfanne und vor Schritt (v) aufgebracht wird, wobei die Dämmschicht die Gießpfanneninnenwand vollständig oder teilweise bedecken kann. In diesem Fall kann die Dicke der Dämmschicht im Wesentlichen gleich der Höhe von jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten der Verankerungselemente sein, deren Höhe definiert ist als der kürzeste Abstand, der die innere Oberfläche der Gießpfannenwand von der Oberfläche von jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten trennt, die von der Gießpfannenwand weg zeigt.The method may further include a step of providing an insulating layer and applying it between the anchoring elements to the inner wall of the ladle and before step (v), wherein the insulating layer may completely or partially cover the ladle inner wall. In this case, the thickness of the insulating layer may be substantially equal to the height of each base portion of the number of base portions of the anchoring elements whose height is defined as the shortest distance that the inner surface of Gießpfannenwand from the surface of each base portion of the number Separates base sections, which points away from the ladle wall.
Das Verfahren kann einen weiteren Schritt umfassen, bei dem man eine zweite Schicht aus feuerfestem Material auf die Fläche der ersten feuerfesten Schicht aufbringt, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt. Die zweite feuerfeste Schicht kann feuerfeste Kacheln, Steine und/oder Schamotteziegeln umfassen.The method may include a further step of applying a second layer of refractory material to the surface of the first refractory layer facing the inside of the ladle. The second refractory layer may include refractory tiles, bricks and / or fireclay bricks.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren derart modifiziert werden, dass die Schritte (iii) und (iv) nach Schritt (i) und vor Schritt (ii) ausgeführt werden.In another embodiment of the invention, the method may be modified such that steps (iii) and (iv) are performed after step (i) and before step (ii).
Die Erfindung wird im Folgenden eingehend mithilfe von Zeichnungen und nicht beschränkenden Beispielen erläutert.The invention will be explained in detail below with the aid of drawings and non-limiting examples.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigt:It shows:
1 schematisch ein Beispiel für zwei an der Innenwand befestigte Verankerungselemente, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, 1 schematically an example of two anchoring elements attached to the inner wall, as used in the invention,
2 schematisch zwei Verankerungselemente und die Verschweißung von einem Halteabschnitt mit einem Basisabschnitt, 2 schematically two anchoring elements and the welding of a holding section with a base section,
3 schematisch einen Teil von der feuerfesten Auskleidung nach einer Ausführungsform der Erfindung, 3 schematically a part of the refractory lining according to an embodiment of the invention,
4 ein Bild von Verankerungselementen, die an die Gießpfanneninnenwand geschweißt sind, 4 an image of anchoring elements welded to the ladle inner wall,
5 schematisch eine Torpedopfanne mit einer feuerfesten Auskleidung nach einer Ausführungsform der Erfindung, 5 1 schematically shows a torpedo pot with a refractory lining according to an embodiment of the invention,
6 und 7 schematisch Schnitte durch die Linien A bzw. B der Torpedopfanne in 5, 6 and 7 schematically sections through the lines A and B of the torpedo ladle in 5 .
8 und 9 Bilder von Verankerungselementen, die an die Innenwand einer Torpedopfanne geschweißt worden sind, bevor eine Dämmschicht und eine permanente feuerfeste Auskleidung aufgebracht werden, 8th and 9 Images of anchoring elements that have been welded to the inner wall of a torpedo ladle before an insulating layer and a permanent refractory lining are applied,
10 und 11 Fließdiagramme von Verfahren nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung. 10 and 11 Flowcharts of methods according to further embodiments of the invention.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In einer ersten (in 3 veranschaulichten) beispielhaften Ausführungsform stellt die Erfindung eine feuerfeste Auskleidung bereit, umfassend eine erste Schicht 7 aus einem monolithischen feuerfesten Material und Verankerungselemente 3, 4, die die erste Schicht 7 an einer Innenwand 5 einer metallurgischen Gießpfanne verankern. Die Verankerungselemente umfassen jeweils einen Basisabschnitt 3, der an der Innenwand 5 befestigt ist, und einen Halteabschnitt 4, der mit der ersten Schicht 7 aus monolithischem feuerfesten Material verbunden ist.In a first (in 3 In an exemplary embodiment, the invention provides a refractory lining comprising a first layer 7 from a monolithic refractory material and anchoring elements 3 . 4 that the first layer 7 on an inner wall 5 anchoring a metallurgical ladle. The anchoring elements each comprise a base section 3 standing on the inside wall 5 is attached, and a holding section 4 that with the first layer 7 made of monolithic refractory material.
Die Verankerungseiemente (3, 4)The anchoring elements ( 3 . 4 )
Siehe 1: Jedes Verankerungselement umfasst einen Basisabschnitt 3 und einen Halteabschnitt 4, die miteinander verbunden sind. Eine erste Funktion des Basisabschnitts 3 besteht darin, das Verankerungselement an der Innenwand 5 zu befestigen. Eine erste Funktion des Halteabschnitts 4 besteht darin, eine erste Schicht aus feuerfester Auskleidung zu stützen und an Ort und Stelle zu halten.Please refer 1 Each anchoring element comprises a base section 3 and a holding section 4 that are interconnected. A first function of the base section 3 is the anchoring element on the inner wall 5 to fix. A first function of the holding section 4 is to support a first layer of refractory lining and to hold it in place.
Der Basisabschnitt 3 kann aus einem flachen Metallstück hergestellt werden, wie aus einem Flachstahl, und kann eine im Großen und Ganzen quadratische oder rechteckige Form haben, was zu einer dreidimensionalen Struktur führt, bei der die Ausdehnung in einer Dimension im Wesentlichen kleiner ist als die Ausdehnung in den beiden anderen Dimensionen. Siehe 3: Der Basisabschnitt 3 ist an der Innenwand 5 befestigt, indem eine der beiden größten Oberflächen des Basisabschnitts 3 mit der Innenwand 5 in Kontakt gebracht wird und indem eine der zwei größten Oberflächen mit der Innenwand 5 verbunden wird, zum Beispiel durch Schweißen, Bolzenverbindung oder andere geeignete Maßnahmen. Wenn der Basisabschnitt 3 an der Innenwand 5 befestigt ist, springt er aus der Innenwand um eine Strecke vor, die gleich einer Länge a ist (1, 3), die der kleinsten Dimension des Basisabschnitts 3 entspricht und als ”Höhe” des Basisabschnitts 3 bezeichnet wird.The base section 3 can be made from a flat metal piece, such as a flat steel, and can have a generally square or rectangular shape, resulting in a three-dimensional structure in which the dimension in one dimension is substantially smaller than the dimension in the two other dimensions. Please refer 3 : The base section 3 is on the inside wall 5 attached by one of the two largest surfaces of the base section 3 with the inner wall 5 is brought into contact and by one of the two largest surfaces with the inner wall 5 is connected, for example by welding, bolt connection or other suitable measures. If the base section 3 on the inner wall 5 fixed, it projects from the inner wall by a distance equal to a length a ( 1 . 3 ), the smallest dimension of the base section 3 corresponds and as "height" of the base section 3 referred to as.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Basisabschnitt 3 aus dem gleichen Material wie die Innenwand 5 hergestellt, beispielsweise aus Stahl derselben Qualität. Dies gewährleistet, dass die Innenwand 5 und der Basisabschnitt 3 gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben und keine mechanischen Spannungen zwischen ihnen aufgrund von Temperaturunterschieden innerhalb der metallurgischen Gießpfanne auftreten.In one embodiment of the invention, the base portion 3 made of the same material as the inner wall 5 manufactured, for example, steel of the same quality. This ensures that the inner wall 5 and the base section 3 have the same coefficients of thermal expansion and no mechanical stresses between them due to temperature differences within the metallurgical ladle occur.
Der Basisabschnitt 3 und der Halteabschnitt 4 eines beliebigen Verankerungselements können aus gleichen oder verschiedenen Materialien hergestellt werden. Die Eigenschaften der Verbindung zwischen einem Basisabschnitt 3 und seinem entsprechenden Halteabschnitt 4 können durch die Wahl der Materialien bestimmt werden.The base section 3 and the holding section 4 Any anchoring element can be made of the same or different materials. The properties of the connection between a base section 3 and its corresponding holding section 4 can be determined by the choice of materials.
Die 1 und 3 zeigen, dass der Halteabschnitt 4 des Verankerungselements mit dem Basisabschnitt 3 verbunden ist und im Wesentlichen in der ersten Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung eingebettet sein kann. Der Halteabschnitt 4 hat im Wesentlichen eine längliche Form. Ein Ende 4a des Halteabschnitts 4, das zur Innenwand 5 hin zeigt, hat eine Form, die es für die Verbindung mit einer entsprechenden Oberfläche des Basisabschnitts 3 gegenüber der größten Oberfläche, die an der Innenwand 5 befestigt ist, geeignet macht. Ein Ende 4a des Halteabschnitts 4, das mit dem Basisabschnitt 3 verbunden ist, kann zum Beispiel eine flache Oberfläche haben, die eine ähnliche Form hat wie die entsprechende Oberfläche des Basisabschnitts 3 und etwas kleiner ist als die entsprechende Oberfläche des Basisabschnitts 3. Ersatzweise kann das Ende 4a des Halteabschnitts 4, das zu Innenwand 5 hin zeigt, eine andere Form haben, die eine sichere Befestigung an dem Basisabschnitt 3 ermöglicht. Ein anderes Ende 4b des Halteabschnitts 4, das von der Innenwand 5 weg zeigt, hat eine Form, die eine sichere Verbindung zwischen dem Verankerungselement und der ersten Schicht 7 ermöglicht. Dies führt insgesamt zu einer festen Verankerung der feuerfesten Auskleidung an der Innenwand 5. Eine mögliche geeignete Form für das Ende 4b des Halteabschnitts 4 des Verankerungselements, das von der Innenwand weg zeigt, ist eine Schwalbenschwanzform, siehe 1, 2 und 3.The 1 and 3 show that the holding section 4 the anchoring element with the base portion 3 is connected and essentially in the first layer 7 the refractory lining can be embedded. The holding section 4 has an elongated shape in essence. An end 4a of the holding section 4 to the inner wall 5 indicates that it has a shape suitable for connection to a corresponding surface of the base section 3 opposite the largest surface on the inner wall 5 is attached, suitable. An end 4a of the holding section 4 that with the base section 3 For example, it may have a flat surface having a similar shape as the corresponding surface of the base portion 3 and slightly smaller than the corresponding surface of the base section 3 , Alternatively, the end 4a of the holding section 4 that to interior wall 5 indicates a different shape, the secure attachment to the base section 3 allows. Another end 4b of the holding section 4 that from the inside wall 5 shows away, has a shape that provides a secure connection between the anchoring element and the first layer 7 allows. Overall, this leads to a firm anchoring of the refractory lining on the inner wall 5 , A possible suitable form for the end 4b of the holding section 4 of the anchoring element pointing away from the inner wall is a dovetail shape, see 1 . 2 and 3 ,
Siehe 2: Der Halteabschnitt 4 und der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements sind miteinander verbunden, bevorzugt durch Verschweißen. Die Verbindung 11, 12 ist derart, dass eine mechanische Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Halteabschnitt 4 und dem Basisabschnitt 3 des Verankerungselements zu zerbrechen, kleiner ist als die mechanische Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und der Innenwand 5 zu zerbrechen. Dies kann beispielsweise durch ein asymmetrisches Befestigungsmuster zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 erzielt werden. Wenn zum Beispiel die größte Oberfläche des Basisabschnitts 3 des Verankerungselements eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form hat, kann der Halteabschnitt 4 des Verankerungselements an den Basisabschnitt 3 an nur drei der vier Seiten 12 des Quadrats oder Rechtecks geschweißt werden, wobei die vierte Seite 11 nicht mit dem Basisabschnitt 3 verschweißt wird. Weil der Basisabschnitt 3 mit der Innenwand 5 an allen Seiten des Quadrats oder Rechtecks verbunden ist, ist die Folge: (i) dass die Gesamtkraft, die nötig ist, um den Halteabschnitt 4 von dem Basisabschnitt 3 des Verankerungselements zu lösen, kleiner ist als die Kraft, die nötig ist, um den Basisabschnitt 3 von der Innenwand 5 zu lösen, und (ii) dass es eine bevorzugte Richtung gibt, in der sich der Halteabschnitt 4 des Verankerungselements von dem Basisabschnitt 3 löst. 2 zeigt zwei mögliche Beispiele für solche asymmetrischen Befestigungsmuster.Please refer 2 : The holding section 4 and the base section 3 of the anchoring element are connected to each other, preferably by welding. The connection 11 . 12 is such that a mechanical force that is necessary to the connection between the holding section 4 and the base section 3 of the anchoring element is less than the mechanical force necessary to make the connection between the base section 3 and the inner wall 5 to break. This can be achieved, for example, by an asymmetric attachment pattern between the base section 3 and the holding section 4 be achieved. If, for example, the largest surface of the base section 3 of the anchoring element has a substantially square or rectangular shape, the holding portion 4 the anchoring element to the base portion 3 on only three of the four sides 12 the square or rectangle are welded, the fourth page 11 not with the base section 3 is welded. Because the base section 3 with the inner wall 5 connected on all sides of the square or rectangle, the consequence is: (i) that the total force that is necessary to the holding section 4 from the base section 3 of Soldering anchoring element is less than the force necessary to the base section 3 from the inner wall 5 and (ii) that there is a preferred direction in which the holding section 4 the anchoring element of the base portion 3 solves. 2 shows two possible examples of such asymmetric attachment patterns.
So wird verhindert, dass sich der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements von der Innenwand 5 ablöst, wenn die Verankerungselemente beschädigt werden. So wird eine Beschädigung der Innenwand 5 vermieden. Wenn mechanische Spannungen durch eine Bewegung der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material verursacht werden (aufgrund von Wärmeausdehnung oder mechanischen Stoß durch das schmelzflüssige Metall, das in die Gießpfanne gegossen wird) und wenn diese Spannungen größer sind als solche, die die Verankerungselemente 3, 4 aushalten können, brechen die Verankerungselemente an ihrem schwächsten Punkt, also an der Verbindung 11, 12 zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 der Verankerungselemente. Der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements bleibt an Ort und Stelle an der Innenwand 5 angeheftet. Wenn also ein Verankerungselement bricht, besteht nicht die Gefahr, dass die Innenwand 5 dabei beschädigt wird. So wird das Risiko gesenkt, dass die metallurgische Gießpfanne leck wird, und die Betriebssicherheit sowie die Beständigkeit der metallurgischen Gießpfanne werden erhöht.This will prevent the base section 3 the anchoring element of the inner wall 5 detached when the anchoring elements are damaged. This will damage the inside wall 5 avoided. When mechanical stresses due to movement of the first layer 7 be made of refractory material (due to thermal expansion or mechanical impact of the molten metal that is poured into the ladle) and if these stresses are greater than those that the anchoring elements 3 . 4 can withstand the anchoring elements break at their weakest point, so at the connection 11 . 12 between the base section 3 and the holding section 4 the anchoring elements. The base section 3 the anchoring element remains in place on the inner wall 5 attached to. So if an anchoring element breaks, there is no risk that the inner wall 5 it is damaged. This reduces the risk that the metallurgical ladle will leak and increases the reliability and durability of the metallurgical ladle.
Die Verankerungselemente 3, 4 können zum Beispiel über die Innenwand 5 in einem quadratischen Gittermuster verteilt werden, wie die 4, 8 und 9 zeigen. Der Abstand zwischen zwei Verankerungselementen entlang einer Achse des Gitters kann beliebig zwischen 500 mm und 200 mm sein, wie zum Beispiel 500 mm, 400 mm, 300 mm, 250 mm oder 200 mm oder irgendein anderer Wert, der für die Gießpfanne als passend angesehen wird. Die Verankerungselemente 3, 4 können zudem derart angebracht werden, dass zwei benachbarte Verankerungselemente um 90 Grad um die längste Achse ihrer Halteabschnitte 4 zueinander rotiert werden. 4 zeigt ein Bild von Verankerungselementen 3, 4, die an der Innenwand 5 einer metallurgischen Gießpfanne befestigt sind, wobei die Rotation zwischen benachbarten Verankerungselementen dargestellt ist.The anchoring elements 3 . 4 can, for example, on the inner wall 5 be distributed in a square grid pattern, like the 4 . 8th and 9 demonstrate. The distance between two anchoring elements along an axis of the grid may be any of between 500 mm and 200 mm, such as 500 mm, 400 mm, 300 mm, 250 mm or 200 mm, or any other value considered suitable for the ladle , The anchoring elements 3 . 4 can also be mounted such that two adjacent anchoring elements 90 degrees about the longest axis of their holding sections 4 be rotated to each other. 4 shows an image of anchoring elements 3 . 4 on the inside wall 5 a metallurgical ladle are fixed, wherein the rotation between adjacent anchoring elements is shown.
Die erste Schicht (7) der feuerfesten AuskleidungThe first layer ( 7 ) of the refractory lining
Die erste Schicht 7 aus feuerfestem Material dient als die permanente Schicht der feuerfesten Auskleidung. Sie kann mit einer Schicht 8a aus feuerfesten Platten bedeckt werden und in Verbindung mit einer zweiten ”Verschleiß”schicht 8 der feuerfesten Auskleidung verwendet werden, wie 3 zeigt.The first shift 7 made of refractory material serves as the permanent layer of the refractory lining. She can work with a layer 8a made of refractory plates and in conjunction with a second "wear" layer 8th The refractory lining can be used as 3 shows.
Die Funktion der ersten Schicht 7 besteht darin, dass sie die Grundschicht der feuerfesten Auskleidung bildet, die nicht jedes Mal ersetzt werden muss, wenn die feuerfeste Auskleidung ersetzt wird. Die erste Schicht 7 besteht aus monolithischen Platten. Die Größe der monolithischen Platten ist so bemessen, dass die Zahl der Zwischenräume zwischen den monolithischen Platten verringert wird. Die Größe der monolithischen Platten ist beliebig, solange man sie in der metallurgischen Gießpfanne gießen kann, beispielsweise in der Größenordnung von 1 × 2 m oder 1,5 × 2,5 m oder ähnlich. In der Praxis sind der Größe der monolithischen Platten Beschränkungen aufgrund der metallurgischen Gießpfanne auferlegt, beispielsweise aufgrund der Größe der Öffnung der Gießpfanne oder der Form und Krümmung der Gießpfannenwand. Sie kann innerhalb einer Gießpfanne je nach der Gestalt der Gießpfanne variieren. Die Dicke der ersten Auskleidung 7 kann derart sein, dass die Halteverankerungen 3, 4 zumindest im Wesentlichen von der ersten Auskleidung 7 bedeckt sind. Die erste Auskleidung 7 kann zum Beispiel eine beliebige Dichte zwischen 60 mm und 150 mm haben, wie zum Beispiel 60 mm, 80 mm, 100 mm, 125 mm, 150 mm oder ein anderer, als angemessen betrachteter Wert.The function of the first layer 7 is that it forms the base layer of the refractory lining, which does not have to be replaced every time the refractory lining is replaced. The first shift 7 consists of monolithic plates. The size of the monolithic plates is sized to reduce the number of interstices between the monolithic plates. The size of the monolithic plates is arbitrary, as long as they can be cast in the metallurgical ladle, for example of the order of 1 × 2 m or 1.5 × 2.5 m or similar. In practice, the size of the monolithic plates is subject to limitations due to the metallurgical ladle, for example due to the size of the ladle opening or the shape and curvature of the ladle wall. It can vary within a ladle, depending on the shape of the ladle. The thickness of the first lining 7 may be such that the retaining anchors 3 . 4 at least essentially from the first lining 7 are covered. The first lining 7 For example, it may have any density between 60 mm and 150 mm, such as 60 mm, 80 mm, 100 mm, 125 mm, 150 mm, or another value considered appropriate.
Das Vorhandensein monolithischer Platten trägt zur Stabilität und Beständigkeit der Gießpfanne bei. Diese monolithischen Platten werden an der Innenwand 5 unter Verwendung der Verankerungselemente 3, 4 verankert, wie vorstehend beschrieben.The presence of monolithic plates contributes to the stability and durability of the ladle. These monolithic plates are attached to the inner wall 5 using the anchoring elements 3 . 4 anchored as described above.
Wenn ein Verankerungselement 3, 4 an der Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 bricht, wird die erste Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung weiterhin von den intakten Verankerungselementen an Ort und Stalle gehalten. Weil viele Verankerungselemente die erste Schicht 7 festhalten, wird die Stabilität der feuerfesten Auskleidung als Ganze durch das Brechen einer kleinen Anzahl an Verankerungselementen im Wesentlichen nicht beeinflusst. Die erste Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung kann weiterhin sicher verwendet werden, wenn bis zu etwa 30% der Verankerungselemente 3, 4 nicht mehr funktionieren.If an anchoring element 3 . 4 at the connection between the base section 3 and the holding section 4 breaks, becomes the first layer 7 the refractory lining is still held by the intact anchoring elements in place and stables. Because many anchoring elements are the first layer 7 As a whole, the stability of the refractory lining as a whole is not affected by the breaking of a small number of anchoring elements. The first shift 7 The refractory lining can still be safely used when up to about 30% of the anchoring elements 3 . 4 stop working.
Das für die erste Schicht 7 verwendete monolithische feuerfeste Material ist vorzugsweise ein gießbares monolithisches Material. Durch Gießen des Materials können große monolithische Platten unabhängig von der Größe der Öffnung der Gießpfanne hergestellt werden, wodurch die Anzahl der Fugen oder Nähte in dem Material kleiner und die Stabilität und Beständigkeit des Materials größer wird. Wenn die Verschleißauskleidung 8a, 8 beschädigt ist, wird die Gefahr, dass schmelzflüssiges Metall durch die permanente Auskleidung bricht, bei weniger Fehlerfugen oder Nähten erheblich kleiner. Verschiedene Verfahren zum Gießen feuerfester Materialien in einer metallurgischen Gießpfanne sind aus dem Stand der Technik bekannt.That for the first shift 7 monolithic refractory material used is preferably a castable monolithic material. By casting the material, large monolithic plates can be made regardless of the size of the opening of the ladle, thereby reducing the number of joints or seams in the material and increasing the stability and durability of the material. If the wear lining 8a . 8th is damaged, the risk that molten metal breaks through the permanent lining, with fewer error joints or seams considerably smaller. Various methods of casting fireproof Materials in a metallurgical ladle are known in the art.
Weil die feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 sehr beständig sein muss, ist eine hohe Resistenz gegen CO-Reduktion wünschenswert. Schmelzflüssiges Rohmetall, zum Beispiel Eisen, enthält eine große Menge an Kohlenstoff, der unter den Arbeitbedingungen einer metallurgischen Gießpfanne zur Bildung von Kohlenmonoxid führt. Kohlenmonoxid wirkt stark reduzierend und kann die feuerfeste Auskleidung beschädigen. Die CO-Beständigkeit der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material kann zum Beispiel nach ISO 12676.2000 bestimmt werden.Because the refractory lining 7 . 8a . 8th must be very resistant, a high resistance to CO reduction is desirable. Molten crude metal, for example, iron, contains a large amount of carbon that results in the formation of carbon monoxide under the operating conditions of a metallurgical ladle. Carbon monoxide has a strong reducing effect and can damage the refractory lining. The CO resistance of the first layer 7 made of refractory material can be determined, for example, according to ISO 12676.2000.
Ebenso ist auch chemisch aggressive Schlacke in großen Mengen in schmelzflüssigen Metallen, wie Eisen, zugegen. Deshalb sollte die feuerfeste Auskleidung auch eine angemessene Resistenz gegen Schlackekorrosion haben.Likewise, chemically aggressive slag is present in large quantities in molten metals such as iron. Therefore, the refractory lining should also have adequate resistance to slag corrosion.
Die erste Schicht 7 aus feuerfestem Material kann Stahlnadeln enthält, zum Beispiel in einem Anteil von 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials. Das Vorhandensein von Stahlnadeln trägt weiter dazu bei, Spannungen aufgrund von Temperaturunterschieden zu verringern, wodurch die Gefahr von Rissbildung im monolithischen feuerfesten Material weiter verringert wird.The first shift 7 refractory material may contain steel needles, for example in an amount of 1% by weight, based on the total weight of the material. The presence of steel needles further helps to reduce stresses due to temperature differences, thereby further reducing the risk of cracking in the monolithic refractory material.
Die Dämmschicht (6)The insulating layer ( 6 )
Siehe 3: Die feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 kann auch in Verbindung mit einer Schicht aus dämmendem Material 6 verwendet werden, die zwischen die Gießpfanneninnenwand 5 und die erste Schicht 7 aus feuerfestem Material eingebracht wird. Dabei kann die Dämmschicht 6 die Gießpfanneninnenwand 5 vollständig oder teilweise bedecken. Die Dämmschicht 6 besteht in der Regel aus einem Material aus einem Spektrum an geeigneten Materialien, die dem Fachmann bekannt sind, wie zum Beispiel mikroporöse Dämmpappen oder -ziegel oder gespritzte oder gegossene Dämmmaterialien auf Aluminiumoxidbasis. Die Dämmschicht 6 wird auf der inneren Oberfläche der Gießpfannenwand 5 befestigt, wobei sie die Wand 5 der metallurgischen Gießpfanne entweder zur Gänze oder nur Teile davon bedeckt. Ausgenommen sind Oberflächen, an denen die Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente an der Gießpfannenwand befestigt sind. In dem Fall ist es von Vorteil, dass eine Dicke der Dämmschicht im Wesentlichen gleich der Höhe a der Basisabschnitte 3 ist. Zum Beispiel kann die Dicke der Dämmschicht zwischen 95% und 105% oder zwischen 90% und 110% der Höhe a der Basisabschnitte 3 betragen.Please refer 3 : The refractory lining 7 . 8a . 8th Can also be used in conjunction with a layer of insulating material 6 used between the ladle inner wall 5 and the first layer 7 made of refractory material is introduced. In this case, the insulating layer 6 the ladle inner wall 5 completely or partially cover. The insulating layer 6 typically consists of a material of a range of suitable materials known to those skilled in the art, such as microporous suds or tiles, or alumina-based sprayed or cast insulation materials. The insulating layer 6 is on the inner surface of the ladle wall 5 attached, taking the wall 5 the metallurgical ladle either entirely or only parts of it covered. Excluded are surfaces on which the base sections 3 the anchoring elements are attached to the Gießpfannenwand. In that case, it is advantageous that a thickness of the insulating layer is substantially equal to the height a of the base sections 3 is. For example, the thickness of the insulating layer may be between 95% and 105% or between 90% and 110% of the height a of the base sections 3 be.
Die Dämmschicht 6 verringert die Temperatur der Innenwand 5 beim Betrieb der Gießpfanne und verringert das mögliche Verziehen der Wand. Das Vorhandensein der Dämmschicht 6 verringert die Temperatur der Gießpfannenwand beim normalen Betrieb. Es besteht jedoch die Gefahr, dass die Dämmschicht 6 beim normalen Betrieb der metallurgischen Gießpfanne durch Wärmeausdehnung der ersten Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung beschädigt wird. Weil die Dämmschicht 6 zwischen der Gießpfanneninnenwand 5 und der ersten Schicht 7 aus feuerfester Auskleidung aufgebracht wird, kann die Wärmeausdehnung der ersten Schicht 7 aus feuerfester Auskleidung gegen die Innenwand 5 die Dämmschicht 6 anpressen und beschädigen. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn die Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente aus Stahlblechen bestehen, die eine Höhe a haben, die im Wesentlichen gleich der Dicke der Dämmschicht 6 ist, zum Beispiel 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm oder 5 mm oder ein beliebiger anderer Wert, der als angemessen angesehen wird. Wenn die Verankerungselemente 3, 4 und die Dämmschicht 6 in der metallurgischen Gießpfanne vor dem Gießen der ersten feuerfesten Schicht aufgebracht werden, ragt abgesehen von den Halteabschnitten 4 der Verankerungselemente nichts aus der Innenwand 5 hervor, weil die Seite der Dämmschicht 6, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt, genau den gleichen Abstand von der Oberfläche der Innenwand 5 hat wie die Oberflächen der Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigen.The insulating layer 6 reduces the temperature of the inner wall 5 during operation of the ladle and reduces possible distortion of the wall. The presence of the insulating layer 6 reduces the temperature of the ladle wall during normal operation. However, there is a risk that the insulating layer 6 during normal operation of the metallurgical ladle by thermal expansion of the first layer 7 the refractory lining is damaged. Because the insulation layer 6 between the ladle inner wall 5 and the first layer 7 is applied from refractory lining, the thermal expansion of the first layer 7 made of fire-resistant lining against the inner wall 5 the insulating layer 6 Press on and damage. Therefore, it is particularly advantageous if the base sections 3 the anchoring elements consist of steel sheets having a height a, which is substantially equal to the thickness of the insulating layer 6 is, for example, 20mm, 15mm, 10mm, 8mm or 5mm, or any other value deemed appropriate. When the anchoring elements 3 . 4 and the insulating layer 6 are applied in the metallurgical ladle before pouring the first refractory layer protrudes apart from the holding sections 4 the anchoring elements nothing from the inner wall 5 because the side of the insulating layer 6 pointing to the inside of the ladle, exactly the same distance from the surface of the inner wall 5 has like the surfaces of the base sections 3 the anchoring elements, which point towards the inside of the ladle.
Somit wird die erste Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung auf dieser Schicht aus Dämmmaterial 6 und auf den Basisabschnitten 3 der Verankerungselemente formschlüssig, wenn die erste feuerfeste Schicht gegossen wird. Wenn sich die erste Schicht 7 aufgrund der höheren Temperatur beim Betrieb der Gießpfanne ausdehnt, bewirkt dieser Formschluss, dass eine mechanische Kraft auf die Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente ausgeübt wird, wodurch die Basisabschnitte gegen die Innenwand 5 gepresst werden. Dadurch dehnt sich die Innenwand 5 nach außen hin aus und der Platz, den die Dämmschicht benötigt, bleibt erhalten. So wird das Anpressen der Dämmschicht 6 vermieden und es besteht eine kleinere Gefahr, dass die Dämmschicht 6 beschädigt wird und ihre Dämmeigenschaften verliert. Dies trägt weiterhin zur Beständigkeit der metallurgischen Gießpfanne bei.Thus, the first layer becomes 7 the refractory lining on this layer of insulating material 6 and on the base sections 3 the anchoring elements form fit when the first refractory layer is poured. When the first layer 7 Due to the higher temperature during operation of the ladle expands, this positive connection causes a mechanical force on the base sections 3 the anchoring elements is exerted, whereby the base sections against the inner wall 5 be pressed. As a result, the inner wall expands 5 outwards and the space required by the insulating layer remains intact. This is how the pressing of the insulating layer becomes 6 avoided and there is a smaller risk that the insulating layer 6 is damaged and loses its insulating properties. This further contributes to the durability of the metallurgical ladle.
Die Verschleißauskleidung (8a, 8)The wear lining ( 8a . 8th )
Damit eine voll funktionsfähige feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 hergestellt wird, wird eine zweite Schicht 8, 8a aus feuerfestem Material auf der ersten Schicht 7 aus monolithischem feuerfestem Material aufgebracht, wie in 3 dargestellt. Die Verschleißauskleidung besteht aus einer Schicht aus feuerfesten Platten 8a, die auf die Fläche der ersten Schicht 7 aufgebracht werden, die zur Innenseite der metallurgischen Gießpfanne hin zeigt, und aus einer Schicht aus feuerfesten Steinen oder Schamotteziegeln 8, wobei die Schicht aus feuerfesten Steinen oder Schamotteziegeln 8 beträchtlich dicker ist als die Schicht aus feuerfesten Platten 8a. Diese Schicht 8, 8a wird als feuerfeste Verschleißauskleidung bezeichnet, weil sie ersetzt werden kann, wenn die Gesamtfestigkeit der feuerfesten Auskleidung aufgrund von Betriebsspannungen und -verschleiß unter eine bestimmte Grenze fällt. Die voll funktionsfähige feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 ist nur vollständig, wenn die Verschleißauskleidung 8, 8a auf die erste Schicht 7 aufgebracht wird.Thus a fully functional refractory lining 7 . 8a . 8th is made, becomes a second layer 8th . 8a made of refractory material on the first layer 7 made of monolithic refractory material, as in 3 shown. The wear lining consists of a layer of refractory plates 8a pointing to the surface of the first layer 7 be applied to the inside of the metallurgical ladle and a layer of refractory bricks or fireclay bricks 8th , where the layer of refractory bricks or fireclay bricks 8th considerably thicker than the layer of refractory plates 8a , This layer 8th . 8a is referred to as a refractory wear lining because it can be replaced if the overall strength of the refractory lining falls below a certain limit due to operating stresses and wear. The fully functional refractory lining 7 . 8a . 8th is only complete when the wear lining 8th . 8a on the first layer 7 is applied.
Die feuerfesten Kacheln 8a, die die erste Schicht 7 bedecken, können aus einer Reihe von sehr feuerfesten Materialien hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind, wie zum Beispiel feuerfeste Materialien auf Basis von dichtem Aluminiumoxid oder andere geeignete Materialien. Die Dicke der feuerfesten Kacheln 8a kann erheblich kleiner sein als die Dicke der ersten Schicht 7, beispielsweise zwischen 10 mm und 100 mm.The fireproof tiles 8a that the first layer 7 can be made from a variety of very refractory materials known to those skilled in the art, such as dense alumina refractories or other suitable materials. The thickness of the refractory tiles 8a can be considerably smaller than the thickness of the first layer 7 , For example, between 10 mm and 100 mm.
Die Steine oder Ziegel 8 der Verschleißauskleidung werden auf die Fläche der feuerfesten Kacheln aufgebracht, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt. Geeignete Materialien sind dem Fachmann bekannt, wie zum Beispiel Aluminiumoxid-Ziegel, Aluminiumoxid-Kohlenstoff-Ziegel oder Aluminiumoxid-Kohlenstoff-SiC-(SGS-)Ziegel. Die Gesamtdicke der Steine oder Ziegel 8 ist erheblich größer als die Gesamtdicke der feuerfesten Kacheln 8a, wie zum Beispiel zwischen 100 mm und 400 mm.The stones or bricks 8th The wear lining is applied to the surface of the refractory tiles facing the inside of the ladle. Suitable materials are known to those skilled in the art, such as alumina brick, alumina-carbon brick or alumina-carbon-SiC (SGS) brick. The total thickness of the stones or bricks 8th is considerably larger than the total thickness of the refractory tiles 8a , such as between 100 mm and 400 mm.
Verschiedene Typen Platten 8a und Steine oder Ziegel 8 können in einer beliebigen metallurgischen Gießpfanne je nach den speziellen Anforderungen an die feuerfeste Auskleidung an verschiedenen Stellen der Gießpfanne verwendet werden. Zum Beispiel schwimmt Schlacke oft auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls. Deshalb sollten die feuerfesten Kacheln, Steine oder Schamotteziegel nahe dem oberen Rand der Gießpfanne besonders beständig gegen Schlackekorrosion sein. Zudem ist die Auskleidung an der Basis der Gießpfanne höherer mechanischer Spannung ausgesetzt aufgrund der Kräfte, der die Auskleidung ausgesetzt ist, wenn das schmelzflüssige Metall aus einer gewissen Höhe in die Gießpfanne gegossen wird.Different types of plates 8a and stones or bricks 8th may be used in any metallurgical ladle, depending on the specific requirements of the refractory lining at various points of the ladle. For example, slag often floats on the surface of the molten metal. Therefore, the refractory tiles, stones or fireclay bricks near the top of the ladle should be particularly resistant to slag corrosion. In addition, the liner at the base of the ladle is subject to higher mechanical stress due to the forces to which the liner is subjected when the molten metal is poured from a certain height into the ladle.
Die Verschleißauskleidung 8a, 8 kann mehrmals ersetzt werden, bevor die erste Schicht 7 ersetzt werden muss. Zum Beispiel kann die Verschleißauskleidung 8a, 8 bis zu 5 Mal ersetzt werden, bevor die permanente Auskleidung ersetzt werden muss.The wear lining 8a . 8th can be replaced several times before the first layer 7 must be replaced. For example, the wear lining 8a . 8th up to 5 times before replacing the permanent lining.
Die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung in einer Torpedopfanne (20)The refractory lining of the invention in a torpedo pot ( 20 )
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die feuerfeste Auskleidung in einer Torpedopfanne aufgebracht. 5 zeigt ein Beispiel für eine Torpedopfanne 20 mit einer erfindungsgemäßen feuerfesten Auskleidung.In a further embodiment of the invention, the refractory lining is applied in a torpedo ladle. 5 shows an example of a torpedo fir 20 with a refractory lining according to the invention.
Torpedopfannen im Allgemeinen gehören zu den größten Gießpfannenarten, die in der Stahlherstellungsindustrie verwendet werden. Wegen ihrer Größe sind die Kosten für das Ersetzen einer Einheit höher als bei anderen Typen der metallurgischen Gießpfannen. Deshalb ist es wichtig, dass man Torpedopfannen davor schützt, dass sie so beschädigt werden, dass die Gießpfanne ersetzt oder repariert werden muss.Torpedo pans in general are among the largest ladle types used in the steelmaking industry. Because of their size, the cost of replacing one unit is higher than other types of metallurgical ladles. Therefore, it is important to protect torpedo pots from being damaged so that the ladle needs to be replaced or repaired.
Torpedopfannen sind länglich, in der Regel zylindrisch, geformt und haben einen zylindrischen Mittelteil 24 und eimerförmige Endabschnitte 25 mit demselben Durchmesser wie der zylindrische Mittelteil 24 an dem Ende, das zum Mittelteil hin zeigt, die aber schmaler als der zylindrische Mittelteil an einem Ende 26 sind, das von dem zylindrischen Mittelteil weg zeigt. Beim normalen Betrieb wird das schmelzflüssige Metall durch eine Öffnung 21 in das Innere 1 der Torpedopfanne 20 überführt und trifft auf die Aufprallzone 22 auf dem Boden der Torpedopfanne 20 auf.Torpedo pans are elongated, generally cylindrical, shaped and have a cylindrical central portion 24 and bucket-shaped end portions 25 with the same diameter as the cylindrical middle part 24 at the end facing towards the central part but narrower than the cylindrical central part at one end 26 which points away from the cylindrical middle part. During normal operation, the molten metal passes through an opening 21 in the interior 1 the torpedo pan 20 transferred and hits the impact zone 22 on the floor of the torpedo fir 20 on.
Wegen ihrer länglichen Gestalt sind Torpedopfannen komplizierter und zerbrechlicher als zum Beispiel offene vertikale Gießpfannen. Die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 ist besonders für die Verwendung in Torpedopfannen geeignet, weil die erste Schicht 7 aufgrund der Verankerungselemente 3, 4 stabiler und beständiger ist. Die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung ist sicherer und beständiger und trägt auch zur höheren Beständigkeit der Torpedopfanne selbst bei.Because of their elongated shape, torpedo ladles are more complicated and fragile than, for example, open vertical ladles. The refractory lining according to the invention 7 . 8a . 8th is particularly suitable for use in torpedo pots, because the first layer 7 due to the anchoring elements 3 . 4 more stable and stable. The refractory lining of the invention is safer and more durable and also contributes to the higher durability of the torpedo ladle itself.
Die Zeit, die benötigt wird, um die erste Schicht 7 und die Verschleißauskleidung 8a, 8 in einer Torpedopfanne 20 zu ersetzten, kann etwa 3 bis 4 Wochen betragen. Wird nur die Verschleißauskleidung 8a, 8 ersetzt, geht dies erheblich schneller in etwa 1 bis 2 Wochen. Das Ersetzen der feuerfesten Auskleidung verursacht längere Ausfallzeiten zu Kosten des Betreibers. Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen feuerfesten Auskleidung kann nur die Verschleißauskleidung 8a, 8 in regelmäßigen Abständen ersetzt werden. Weil sie beständiger ist, muss die erste Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung einer Torpedopfanne 20 seltener ersetzt werden. Dies ist für den Betreiber von beträchtlichem ökonomischem Nutzen.The time it takes to get the first shift 7 and the wear lining 8a . 8th in a torpedo pan 20 can be about 3 to 4 weeks to replace. Will only the wear lining 8a . 8th replaced, this goes much faster in about 1 to 2 weeks. Replacing the refractory lining causes longer downtime at the expense of the operator. When using a refractory lining according to the invention, only the wear lining 8a . 8th be replaced at regular intervals. Because she is more stable, the first shift must be 7 the refractory lining of a torpedo fir 20 replaced less frequently. This is of considerable economic benefit to the operator.
Das Ersetzen einer ganzen Torpedopfanne ist zudem für den Betreiber sehr teuer. Die Verwendung der erfindungsgemäßen feuerfesten Auskleidung in einer Torpedopfanne trägt dazu bei, die Lebensdauer der Torpedopfanne als Ganze zu verlängern. Die Verwendung einer ersten Schicht 7 trägt erheblich zur mechanischen Stabilität der metallurgischen Gießpfanne als Ganze bei. Es ist weniger wahrscheinlich, dass es zu Verformungen der Gießpfannenwand kommt. Wegen der Formschlüssigkeit zwischen der ersten Schicht 7 und der Innenwand 5, weil flache Stahlbleche als Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente verwendet werden, wird Verziehen der Innenwand 5 verhindert und ihre Beständigkeit erhöht. Dies verringert die Wartungszeit, die benötigt wird, um die metallurgische Gießpfanne in gutem Zustand zu halten, und ist deshalb für den Betreiber von erheblichem ökonomischem Nutzen. Replacing a whole torpedo fir is also very expensive for the operator. The use of the refractory lining of the present invention in a torpedo ladle helps extend the life of the torpedo ladle as a whole. The use of a first layer 7 contributes significantly to the mechanical stability of the metallurgical ladle as a whole. It is less likely that it will deform the ladle wall. Because of the positive engagement between the first layer 7 and the inner wall 5 because flat steel sheets as base sections 3 the anchoring elements are used, warping the inner wall 5 prevents and increases their durability. This reduces the maintenance time needed to keep the metallurgical ladle in good condition and therefore is of considerable economic benefit to the operator.
Eine Torpedopfanne 20, die mit einer feuerfesten Auskleidung ausgerüstet ist, die eine erste Schicht 7 aus einem monolithischen Material umfasst, wobei die erste Schicht an der Innenwand 5 der Gießpfanne über Verankerungselemente 3, 4 verankert ist, die im Wesentlichen in die erste Schicht 7 eingebettet sind, ist ebenfalls Teil der Erfindung. Eine derartige Torpedopfanne hat eine längere Beständigkeit und kürzere Ausfallzeit als eine Torpedopfanne, die mit einer völlig nicht-monolithischen feuerfesten Auskleidung ausgerüstet ist.A torpedo pan 20 which is equipped with a refractory lining, which is a first layer 7 comprising a monolithic material, wherein the first layer on the inner wall 5 the ladle via anchoring elements 3 . 4 anchored, essentially in the first layer 7 are embedded, is also part of the invention. Such a torpedo ladle has a longer life and shorter downtime than a torpedo ladle fitted with a completely non-monolithic refractory lining.
Eine Torpedopfanne 20 mit einer vollständig aufgebrachten feuerfesten Auskleidung 7, 8a, 8 ist in 5 dargestellt. Zwei verschiedene Schnittansichten entlang den Linien A und B durch diese Torpedopfanne 20 sind in 5 bzw. 6 dargestellt.A torpedo pan 20 with a fully applied refractory lining 7 . 8a . 8th is in 5 shown. Two different sectional views along lines A and B through this torpedo pan 20 are in 5 respectively. 6 shown.
Siehe 4: Die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung 7, 8a, 8 wird in dem zylindrischen Mittelteil 24 und den eimerförmigen Endabschnitten 25 aufgebracht. Die äußersten Enden 26 der Endabschnitte werden mit denselben Steinen oder Ziegeln 27 verstärkt wie bei der Verschleißauskleidung 8 unter der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material und der Verschleißauskleidung B. Sie müssen keine Verankerungselemente 3, 4 oder feuerfeste Platten 8a enthalten. Es gibt zudem auch keine Verankerungselemente auf den Innenwänden entlang dem oberen Teil 23 der Torpedopfanne 20.Please refer 4 : The refractory lining of the invention 7 . 8a . 8th becomes in the cylindrical middle part 24 and the bucket-shaped end portions 25 applied. The extreme ends 26 the end sections are made with the same bricks or bricks 27 reinforced as with the wear lining 8th under the first layer 7 made of refractory material and the wear lining B. You do not need anchoring elements 3 . 4 or refractory plates 8a contain. There are also no anchoring elements on the inner walls along the upper part 23 the torpedo pan 20 ,
Weil das Ersetzen der feuerfesten Auskleidung 7, 8a, 8 und das Erwerben neuer Torpedopfannen sehr teuer ist, ist die größere Beständigkeit der Torpedopfanne 20 mit erfindungsgemäßen feuerfesten Auskleidungen von echtem kommerziellem Wert für den Betreiber.Because replacing the refractory lining 7 . 8a . 8th and acquiring new torpedo ladles is very expensive, the greater durability of the torpedo ladle 20 with refractory linings of real commercial value for the operator according to the invention.
Die erfindungsgemäße Torpedopfanne 20 kann Verankerungselemente enthalten, die einen Basisabschnitt 3 umfassen, der an die Innenwand 5 gebunden ist, und einen Halteabschnitt 4, der mit der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material verbunden ist.The torpedo ladle according to the invention 20 may contain anchoring elements that form a base section 3 include, attached to the inner wall 5 is bound, and a holding section 4 that with the first layer 7 made of refractory material is connected.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die Torpedopfanne eine feuerfeste Auskleidung, die Verankerungselemente 3, 4 enthält, wie vorstehend beschrieben, und wobei eine Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 eines Verankerungselements zu zerbrechen, kleiner ist als eine Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und der Innenwand 5 zu zerbrechen. Dies kann auf die vorstehend beschriebene Weise erreicht werden.In a further embodiment of the invention, the torpedo ladle has a refractory lining, the anchoring elements 3 . 4 includes, as described above, and wherein a force that is necessary to the connection between the base portion 3 and the holding section 4 of an anchoring element is less than a force necessary to make the connection between the base section 3 and the inner wall 5 to break. This can be achieved in the manner described above.
Die Basisabschnitte 3 können geschweißt, mit Bolzen oder anderweitig an der Wand 5 der metallurgischen Gießpfanne befestigt werden. Das Material der Basisabschnitte kann gleich dem Material der Innenwand 5 sein. So wird vermieden, dass es zu mechanischen Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der Teile kommt.The basic sections 3 Can be welded, with bolts or otherwise on the wall 5 be attached to the metallurgical ladle. The material of the base sections can be equal to the material of the inner wall 5 be. This avoids that there are mechanical stresses due to different thermal expansion coefficients of the parts.
Die Kraft, die nötig ist, um den Halteabschnitt 4 eines Verankerungselements von seinem Basisabschnitt 3 zu trennen, ist kleiner als die Kraft, die nötig ist, um den Basisabschnitt 3 von der Innenwand 5 zu lösen. Deshalb wird verhindert, dass sich der Basisabschnitt des Verankerungselements von der Innenwand 5 löst, wenn die Verankerungselemente beschädigt werden. So wird die Gefahr verringert, dass die Innenwand 5 beschädigt wird. Kommt es zu Spannungen, weil sich die erste Schicht 7 aus feuerfestem Material bewegt, und sind diese Spannungen größer als die Kraft, die die Verankerungselemente 3, 4 aushalten können, reagieren die Verankerungselemente derart, dass die Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 der Verankerungselemente zerbricht. Der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements bleibt an Ort und Stelle, gebunden an die Innenwand 5. Wenn ein Verankerungselement bricht, besteht deshalb nicht die Gefahr, dass bei diesem Vorgang die Innenwand 5 beschädigt wird. Somit wird die Gefahr verringert, dass die Torpedopfanne 20 leck wird und ihre Sicherheit und Beständigkeit werden erhöht.The force needed to hold the holding section 4 an anchoring element of its base portion 3 to separate is less than the force necessary to the base section 3 from the inner wall 5 to solve. Therefore, it is prevented that the base portion of the anchoring element from the inner wall 5 releases if the anchoring elements are damaged. This reduces the risk of the inner wall 5 is damaged. It comes to tensions, because the first layer 7 Moved from refractory material, and these stresses are greater than the force that the anchoring elements 3 . 4 can withstand the anchoring elements such that the connection between the base portion 3 and the holding section 4 the anchoring elements breaks. The base section 3 the anchoring element remains in place, bound to the inner wall 5 , If an anchoring element breaks, there is therefore no risk that the inner wall during this process 5 is damaged. Thus, the risk is reduced that the torpedo fir 20 leak and their safety and durability are increased.
Die Torpedopfanne 20 kann zudem eine Dämmschicht 6 umfassen, die zwischen die Innenwand 5 der Torpedopfanne und die erste Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung eingebracht wird und die Torpedopfannenwand vollständig oder nur Teile davon bedeckt, wie oben beschrieben (siehe 3). In dem Fall kann die Dicke der Dämmschicht 6 im Wesentlichen gleich der Höhe a der Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente sein. Dies schützt die Dämmschicht vor Beschädigung aufgrund von Zusammenpressen durch die feuerfeste Auskleidung, wie vorstehend beschrieben.The torpedo pan 20 can also be an insulating layer 6 include, between the inner wall 5 the torpedo fir and the first layer 7 the refractory lining is introduced and the Torpedopfannwand completely or only parts thereof covered, as described above (see 3 ). In that case, the thickness of the insulating layer 6 substantially equal to the height a of the base sections 3 be the anchoring elements. This protects the insulation layer from damage due to Compress through the refractory lining as described above.
Die erfindungsgemäße feuerfeste Auskleidung der Torpedopfanne kann zudem eine zweite Schicht als Verschleißauskleidung 8a, 8 aus feuerfesten Platten 8a und feuerfesten Steinen oder Schamotteziegeln 8 umfassen, die auf die Fläche der ersten Schicht 7 aufgebracht wird, die zur Innenseite der Gießpfanne hin zeigt. Diese zweite Schicht 8a, 8 ist als ”Verschleiß”auskleidung bekannt und kann mehrmals ersetzt werden, bevor die die erste (”permanente”) Schicht 7 ersetzt werden muss. Siehe 4: Die Steine oder Ziegel der Verschleißauskleidung 8 sind in der Aufprallzone 22 der Auskleidung verstärkt, also in dem Bereich, auf den das schmelzflüssige Metall auf die feuerfeste Auskleidung auf dem Boden der Torpedopfanne 20 auftrifft, wenn es durch die Öffnung 21 in die Gießpfanne gegossen wird.The refractory lining of the torpedo ladle according to the invention can also have a second layer as a wear lining 8a . 8th made of refractory plates 8a and refractory bricks or fireclay bricks 8th include on the surface of the first layer 7 is applied, which points to the inside of the ladle. This second layer 8a . 8th is known as "wear" lining and can be replaced several times before the first ("permanent") layer 7 must be replaced. Please refer 4 : The stones or bricks of the wear lining 8th are in the impact zone 22 reinforced the lining, ie in the area on which the molten metal on the refractory lining on the bottom of the torpedo fir 20 when it hits the opening 21 is poured into the ladle.
Wenn die metallurgische Gießpfanne eine Torpedopfanne ist, gibt es keine Verankerungselemente 3, 4 auf der Gießpfanneninnenwand 5 in dem oberen Abschnitt 23 der Torpedopfanne. Zum Beispiel gibt es keine Verankerungselemente im oberen Fünftel oder im oberen Viertel oder im oberen Drittel der Innenwand der Torpedopfanne. Dies ist in 6 und 7 dargestellt. Wenn das schmelzflüssige Metall die Öffnung 21 in die Torpedopfanne gegossen wird, kann ein Teil des schmelzflüssigen Metalls auf den oberen Rand der Torpedopfanne spritzen, zum Beispiel wenn schlecht gezielt wird. Die Torpedopfanne kann dabei beschädigt werden. In dem Fall wird die Torpedopfanne 20 repariert, indem der oberste Teil der Wand abgeschnitten und durch einen intakten Wandabschnitt ersetzt wird. Wären Verankerungselemente 3, 4 an der Innenwand 5 in dem oberen Abschnitt 23 der Torpedopfanne 20 befestigt, wäre das Ersetzen des oberen Teils der Torpedopfannenwand sehr viel schwieriger, zeitraubend und teuer. Der oberste Abschnitt 23 der Torpedopfanne 20 ist verglichen mit dem Bodenabschnitt der Torpedopfanne wenig mechanischer Spannung ausgesetzt, weil er (i) das Gewicht der Beschickung weniger tragen muss und (ii) nicht das Gießen von schmelzflüssigem Metall in die Gießpfanne aushalten muss. Daher beeinträchtigt das Fehlen von Verankerungselementen 3, 4 nicht die Stabilität der ersten Schicht 7 aus feuerfester Auskleidung auf dem oberen Abschnitt der Torpedopfanne.If the metallurgical ladle is a torpedo ladle, there are no anchoring elements 3 . 4 on the ladle inner wall 5 in the upper section 23 the torpedo pan. For example, there are no anchoring elements in the upper fifth or upper quarter or upper third of the inner wall of the torpedo ladle. This is in 6 and 7 shown. When the molten metal the opening 21 is poured into the torpedo ladle, a portion of the molten metal can splash on the upper edge of the torpedo pan, for example, when targeted bad. The torpedo fir can be damaged. In that case, the torpedo pan will 20 repaired by cutting off the top of the wall and replacing it with an intact wall section. Would be anchoring elements 3 . 4 on the inner wall 5 in the upper section 23 the torpedo pan 20 Fixed, replacing the upper part of the torpedo ladle wall would be much more difficult, time consuming and expensive. The top section 23 the torpedo pan 20 is exposed to little mechanical stress as compared to the bottom portion of the torpedo ladle because (i) it must carry the weight of the load less and (ii) not have to withstand the pouring of molten metal into the ladle. Therefore, the absence of anchoring elements impairs 3 . 4 not the stability of the first layer 7 made of refractory lining on the upper section of the torpedo fir.
Das Vorhandensein einer ersten Schicht 7 aus permanenter monolithischer feuerfester Auskleidung in Nachbarschaft zur Innenwand 5, die mit der Wand durch die Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente verbunden ist, erhöht die Gesamtstabilität der Torpedopfanne 20. Wenn sich die permanente feuerfeste Auskleidung aufgrund der hohem Temperatur bei normalem Betrieb ausdehnt, bewirkt die Verbindung über die Basisabschnitte 3 der Verankerungselemente, dass sich die Torpedopfanne gleichmäßig nach außen ausdehnt, und zwar im Einklang mit der Ausdehnung der ersten Schicht 7 der feuerfesten Auskleidung. Weitere Stabilität wird dadurch erzielt, dass die erste Schicht 7 eine monolithische Struktur hat, die die Struktur der Torpedopfanne über die gesamte Länge der Gießpfanne verstärkt. Eine Torpedopfanne, bei der keine monolithische feuerfeste Auskleidung aufgebracht worden ist, kann sich bei normalem Betrieb erheblich verbiegen und verziehen, weil die Metallwände relativ weich sind und die Struktur der herkömmlichen feuerfesten Auskleidung aus Steinen oder Ziegeln nicht gleichmäßig ist. Dagegen erhärtet eine starre gleichmäßige monolithische erste Schicht 7 aus feuerfester Auskleidung die Torpedopfanne 20 in Längsrichtung beträchtlich. Dies verringert weiter die Beanspruchungen und Spannungen, die die Torpedopfanne aushalten muss, und verlängert damit die Lebensdauer weiter und verringert die Notwendigkeit von Wartung und Reparaturen, so dass die Ausfallzeit der Torpedopfanne kürzer ist.The presence of a first layer 7 made of permanent monolithic refractory lining adjacent to the inner wall 5 with the wall through the base sections 3 the anchoring elements is connected, increases the overall stability of Torpedopfanne 20 , If the permanent refractory lining expands due to the high temperature during normal operation, the connection will effect over the base sections 3 the anchoring elements that the torpedo fir evenly expands outward, in line with the extent of the first layer 7 the refractory lining. Further stability is achieved by the fact that the first layer 7 has a monolithic structure that reinforces the structure of the torpedo ladle over the entire length of the ladle. A torpedo ladle to which no monolithic refractory lining has been applied can significantly bow and warp in normal operation because the metal walls are relatively soft and the structure of the conventional refractory lining of bricks or tiles is not uniform. By contrast, a rigid uniform monolithic first layer hardens 7 Fireproof lining the torpedo fir 20 considerably in the longitudinal direction. This further reduces the stresses and strains that the torpedo ladle must endure, thereby further extending the life and reducing the need for maintenance and repairs so that the downtime of the torpedo ladle is shorter.
Verfahren zum Aufbringen einer feuerfesten AuskleidungMethod for applying a refractory lining
Ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen einer feuerfesten Auskleidung in einer metallurgischen Gießpfanne, wie in 10 dargestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte 1 bis 5, wobei im Schritt 1 eine Anzahl an Basisabschnitten 3 für Verankerungselemente bereitgestellt wird; im Schritt 2 jeder der Anzahl an Basisabschnitten 3 mit einer Innenwand 5 einer metallurgischen Gießpfanne verbunden wird; im Schritt 3 eine Anzahl an Halteabschnitten 4 von Verankerungselementen bereitgestellt wird; im Schritt 4 jeder der Anzahl an Halteabschnitten 4 mit einem entsprechenden Basisabschnitt 3 verbunden wird und im Schritt 5 eine erste Schicht 7 aus feuerfestem Material auf die Innenwand 5 gegossen wird, wobei die Dicke der monolithischen feuerfesten Schicht derart ist, dass jedes Verankerungselement von der Anzahl an Verankerungselementen 3, 4 im Wesentlichen in der ersten Schicht 7 eingebettet ist.Another part of the invention is a method for applying a refractory lining in a metallurgical ladle, as in 10 shown. The method comprises steps 1 to 5, wherein in step 1 a number of base sections 3 provided for anchoring elements; in step 2, each of the number of base sections 3 with an inner wall 5 a metallurgical ladle is connected; in step 3, a number of holding sections 4 provided by anchoring elements; in step 4, each of the number of holding sections 4 with a corresponding base section 3 is connected and in step 5, a first layer 7 made of refractory material on the inner wall 5 is poured, wherein the thickness of the monolithic refractory layer is such that each anchoring element of the number of anchoring elements 3 . 4 essentially in the first layer 7 is embedded.
11 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verfahrens, wobei die Schritte 3 und 4 vor Schritt 2 ausgeführt werden. In dem Fall wird jeder Halteabschnitt von der Anzahl an Halteabschnitten 4 mit einem entsprechenden Basisabschnitt 3 verbunden, bevor jeder Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten 3 mit der Wand 5 der metallurgischen Gießpfanne verbunden wird. 11 shows an alternative embodiment of the method, wherein the steps 3 and 4 are performed before step 2. In that case, each holding portion becomes of the number of holding portions 4 with a corresponding base section 3 connected before each base section of the number of base sections 3 with the wall 5 the metallurgical ladle is connected.
Vorteilhafterweise kann jeder Halteabschnitt von der Anzahl an Halteabschnitten 4 mit dem entsprechenden Basisabschnitt 3 derart verbunden werden, dass die Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen jedem Halteabschnitt von der Anzahl an Halteabschnitten 4 und dem entsprechenden Basisabschnitt 3 zu zerbrechen, kleiner ist als eine Kraft, die nötig ist, um die Verbindung zwischen jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten 3 und der Innenwand 5 zu zerbrechen. Dies kann erzielt werden, wie oben beschrieben. Vorzugsweise wird jeder Halteabschnitt von der Anzahl an Halteabschnitten 4 an den entsprechenden Basisabschnitt 3 geschweißt. Die Anzahl an Basisabschnitten 3 kann an die Innenwand 5 geschweißt, mit Bolzen oder anderweitig befestigt werden.Advantageously, each holding portion of the number of holding portions 4 with the corresponding base section 3 be connected in such a way that the force that is necessary to the connection between each holding portion of the number holding portions 4 and the corresponding base section 3 is smaller than a force necessary to make the connection between each base portion from the number of base portions 3 and the inner wall 5 to break. This can be achieved as described above. Preferably, each holding portion becomes of the number of holding portions 4 to the corresponding base section 3 welded. The number of base sections 3 can be attached to the inner wall 5 welded, bolted or otherwise fastened.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, wird verhindert, dass der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements sich von der Innenwand 5 löst, falls die Verankerungselemente beschädigt werden. Deshalb besteht weniger Gefahr, dass die Innenwand 5 beschädigt wird. Wenn mechanische Spannungen durch Bewegung der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material verursacht werden und wenn diese Spannungen größer sind als solche, die die Verankerungselemente aushalten können, brechen die Verankerungselemente an der Verbindung zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Halteabschnitt 4 des Verankerungselements. Der Basisabschnitt 3 des Verankerungselements bleibt an Ort und Stelle an der Innenwand 5 angeheftet. Wenn also ein Verankerungselement bricht, besteht nicht die Gefahr, dass die Innenwand 5 dabei beschädigt wird. So wird das Risiko gesenkt, dass die metallurgische Gießpfanne leck wird, und ihre Sicherheit und Beständigkeit werden erhöht.When the method according to the invention is used, the base section is prevented 3 the anchoring element from the inner wall 5 triggers if the anchoring elements are damaged. Therefore, there is less danger of the inner wall 5 is damaged. When mechanical stresses due to movement of the first layer 7 are made of refractory material and if these voltages are greater than those that can withstand the anchoring elements, break the anchoring elements at the connection between the base portion 3 and the holding section 4 of the anchoring element. The base section 3 the anchoring element remains in place on the inner wall 5 attached to. So if an anchoring element breaks, there is no risk that the inner wall 5 it is damaged. This lowers the risk that the metallurgical ladle will leak and increases its safety and durability.
Das Material von jedem Basisabschnitt von der Anzahl an Basisabschnitten 3 kann gleich dem Material der Innenwand 5 sein. Das vermeidet Spannungen zwischen den Basisabschnitten 3 und der Innenwand 5 aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten ihrer Materialien.The material of each base section from the number of base sections 3 can be equal to the material of the inner wall 5 be. This avoids stresses between the base sections 3 and the inner wall 5 due to different thermal expansion coefficients of their materials.
Das Verfahren kann zudem die Schritte 4a und 4b enthalten, wie 10 zeigt. Im Schritt 4a wird eine Schicht 6 aus Dämmmaterial bereitgestellt und im Schritt 4b wird die Dämmschicht 6 zwischen den Verankerungselementen 3, 4 auf die Innenwand 5 der metallurgischen Gießpfanne aufgebracht. Die in Schritt 4a bereitgestellte Dämmschicht 6 kann die Wand der metallurgischen Gießpfanne zur Gänze oder nur Teile davon bedecken.The method may also include steps 4a and 4b, such as 10 shows. In step 4a, a layer 6 made of insulating material and in step 4b is the insulating layer 6 between the anchoring elements 3 . 4 on the inner wall 5 applied to the metallurgical ladle. The insulation layer provided in step 4a 6 can cover the wall of the metallurgical ladle entirely or only parts of it.
Das Verfahren kann zudem die Schritte 5a und 5b enthalten, wie 10 zeigt. Im Schritt 5a wird eine zweite Schicht 8a, 8 aus feuerfestem Material auf die Fläche der ersten Schicht 7 aus feuerfestem Material aufgebracht, die zur Innenseite der metallurgischen Gießpfanne hin zeigt. Diese zweite feuerfeste Schicht kann aus feuerfesten Kacheln 8a und feuerfesten Steinen oder Schamotteziegeln 8 bestehen, wie vorstehend beschrieben.The method may also include steps 5a and 5b, such as 10 shows. In step 5a, a second layer 8a . 8th of refractory material on the surface of the first layer 7 made of refractory material facing the inside of the metallurgical ladle. This second refractory layer can be made of refractory tiles 8a and refractory bricks or fireclay bricks 8th exist as described above.
BEISPIEL 1:EXAMPLE 1:
AUFBRINGEN DER FEUERFESTEN AUSKLEIDUNG IN EINER TORPEDOPFANNEAPPLYING THE FIRE-RESISTANT CLOTHING IN A TORPEDOP TUB
Eine Torpedopfanne mit 310 t Fassungsvermögen wurde mit einer erfindungsgemäßen feuerfesten Auskleidung wie folgt ausgestattet: Es wurden Verankerungselemente bereitgestellt, die quadratische Basisabschnitte (Abmessungen: a = 8 mm Dicke; 50 mm Seitenlänge) und Halteabschnitte umfassten, und an die unteren zwei Drittel der Innenwand einer leeren Torpedopfanne (Abmessungen: etwa 13 m Länge; etwa 3,5 m Höhe, Wanddicke 32 mm) in einem quadratischen Gittermuster in einem Abstand von 250 mm voneinander geschweißt. Die Basisabschnitte waren aus dem gleichen Material hergestellt wie die Torpedopfannenwand. Die Halteabschnitte wurden auf die Basisabschnitte der Verankerungselemente geschweißt. Das Schweißen erfolgte an nur drei der vier Seiten der Basisabschnitte. Eine Dämmschicht mit einer Dicke a = 8 mm wurde auf die Wand geklebt, so dass sie die gesamte Innenfläche der Torpedopfanne bedeckt war. Ausgenommen waren die Stellen, an denen die Basisabschnitte an die Gießpfanneninnenwand geschweißt worden waren. Eine monolithische erste Schicht aus feuerfestem Material wurde auf die Wand derart gegossen, dass sämtliche Verankerungselemente durch die monolithische feuerfeste Schicht (Dicke 350 mm) bedeckt waren. Nach dem Härten der gegossenen monolithischen feuerfesten Schicht wurde eine zweite Schicht aus feuerfesten Kacheln und Schamotteziegeln auf die erste Schicht aufgebracht. Die Kacheln hatten eine Dicke von 20 mm, die Ziegel hatten die Abmessungen 65 × 150 × 250 mm. Sie wurden derart angebracht, dass die Dicke der Ziegelschicht 250 mm betrug.A torch pot of 310 t capacity was equipped with a refractory lining according to the invention as follows: anchoring elements were provided comprising square base sections (dimensions: a = 8 mm thickness, 50 mm side length) and holding sections, and to the lower two thirds of the inner wall of one empty torpedo fir (dimensions: about 13 m in length, about 3.5 m in height, wall thickness 32 mm) welded in a square grid pattern at a distance of 250 mm from each other. The base sections were made of the same material as the torpedo ladle wall. The holding sections were welded to the base sections of the anchoring elements. Welding took place on only three of the four sides of the base sections. An insulating layer with a thickness a = 8 mm was glued to the wall so that it covered the entire inner surface of the torpedo pan. Excluded were the places where the base sections had been welded to the Gießpfanneninnenwand. A monolithic first layer of refractory material was poured onto the wall such that all anchoring elements were covered by the monolithic refractory layer (thickness 350 mm). After hardening the cast monolithic refractory layer, a second layer of refractory tiles and fireclay bricks was applied to the first layer. The tiles had a thickness of 20 mm, the bricks had the dimensions 65 × 150 × 250 mm. They were mounted so that the thickness of the brick layer was 250 mm.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
BETRIEB DER TORPEDOPFANNEOPERATION OF THE TORPEDOP FAN
Je nach den Betriebsbedingungen und der Häufigkeit musste die Verschleißauskleidung der Torpedopfanne von Beispiel 1 alle 3 bis 12 Monate ersetzt werden. Die Verschleißauskleidung wurde in regelmäßigen Zeitabständen ersetzt. Jedes Mal verringerte sich bei normalem Betrieb die Dicke der Ziegel der Verschleißauskleidung in dem Bereich nahe der Oberfläche des flüssigen Metalls auf etwa 30 bis 50 mm. Dieser Bereich unterliegt in der Regel der größten Beanspruchung, weil hier häufiger Schlacke auf der Oberfläche des flüssigen Metalls zugegen ist. Jedes Mal, wenn die Verschleißauskleidung ersetzt wurde, wurde die permanente erste Schicht aus monolithischem feuerfestem Material visuell untersucht, um festzustellen, ob sie ersetzt werden musste. Es stellte sich heraus, dass die permanente feuerfeste Auskleidung im Durchschnitt nur etwa einmal pro 5-maligem Ersetzen der Verschleißauskleidung ersetzt werden musste. Weil das Ersetzen der Verschleißauskleidung 1 bis 2 Wochen dauert und das Ersetzen von Verschleißauskleidung und permanenten Auskleidungen etwa 3 bis 4 Wochen dauert, bedeutet dies eine beträchtliche Zeit- und Geldersparnis für den Betreiber.Depending on the operating conditions and the frequency, the wear lining of the torpedo ladle of Example 1 had to be replaced every 3 to 12 months. The wear lining was replaced at regular intervals. Each time under normal operation, the thickness of the bricks of the wear lining in the area near the surface of the liquid metal decreased to about 30 to 50 mm. This area is usually subject to the greatest stress, because here more often slag on the surface of the liquid metal is present. Each time the wear lining was replaced, the permanent first layer of monolithic refractory material was visually inspected to see if it needed to be replaced. It turned out that the permanent refractory lining had to be replaced on average only about once every 5 times replacing the wear lining. Because replacement of the wear liner takes 1 to 2 weeks, and replacement of wear liner and permanent liners takes about 3 to 4 weeks, this translates into considerable time and money savings for the operator.
Es stellte sich zudem heraus, dass weniger Reparaturen an der Wand der Torpedopfanne durchgeführt werden mussten, weil die Torpedopfanne durch das Vorhandensein der ersten Schicht aus feuerfester Auskleidung stabiler war. Die Torpedopfanne wurde zudem nicht dadurch beschädigt, dass Verankerungselemente beim Brechen aufgrund der mechanischen Spannungen durch eine Bewegung der feuerfesten Auskleidung Teile aus der Wand heraus rissen. Weniger Verformungen und Durchschläge als bei Verwendung von herkömmlichen Auskleidungen wurden in der Torpedopfannenwand ermittelt. Die Kombination dieser sämtlichen Faktoren führte zu einer beträchtlich kürzeren Ausfallzeit und zu einer größeren Beständigkeit der Torpedopfannen.It also turned out that fewer repairs had to be made to the wall of the torpedo ladle because the torpedo ladle was more stable due to the presence of the first layer of refractory lining. In addition, the torpedo ladle was not damaged by the fact that anchoring elements tore parts out of the wall when breaking due to the mechanical stresses caused by a movement of the refractory lining. Fewer deformations and punctures than with conventional liners were found in the torpedo ladle wall. The combination of all these factors resulted in significantly shorter downtime and greater torpedo pot durability.