DE1111658B

DE1111658B - Refractory basic stone for the construction of the lining of steel furnaces, in particular Siemens-Martin-OEfen, and lining part made with such stones

Info

Publication number: DE1111658B
Application number: DEG25580A
Authority: DE
Inventors: Hubert Grospitsch
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1958-10-27
Filing date: 1958-10-27
Publication date: 1961-07-27
Also published as: GB921386A

Description

Feuerfester basischer Stein für den Aufbau der Auskleidung von Stahlschmelzöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, und mit solchen Steinen hergestellter Auskleidungsteil Die Erfindung betrifft feuerfeste basische Steine für den Aufbau der Auskleidung von Stahlschmelzöfen, insbesondre von Gewölben oder von Hängedecken über den Herden von Siemens-Martin-Öfen, und zielt darauf ab, die Lebensdauer solcher Steine zu erhöhen.Refractory basic brick for the construction of the lining of steel melting furnaces, in particular Siemens-Martin ovens, and lining parts made with such stones The invention relates to refractory basic bricks for the construction of the lining of steel smelting furnaces, in particular of vaults or suspended ceilings over the hearths from Siemens-Martin ovens, and aims to extend the life of such stones raise.

Unabhängig von derZerstörung durch Druck unterliegen die basischen Steine der Gewölbe und Decken, insbesondere in Siemens-Martin-Öfen, einem Verschleiß durch Abschälen oder Abplatzen (»Spalling«) und, in erheblich geringerem Maße, auch durch Abschmelzen.Regardless of the destruction by pressure, the basic ones succumb Stones of the vaults and ceilings, especially in Siemens-Martin ovens, are worn by peeling or flaking ("spalling") and, to a much lesser extent, also by melting.

In der Meinung, daß das Abplatzen der Ofenbausteine auf den großen zwischen Feuerseite undNachtseite bestehenden Temperaturunterschied und die damit verbundenen großen Wärmespannungen zurückgeführt werden muß, ist vorgeschlagen worden, diesen Temperaturunterschied dadurch zu verkleinern, daß man in den Stein einen in Richtung des Temperaturgefälles verlaufenden Kern aus gut wärmeleitendem feuerfestem Material einsetzt; als solches wurde Siliciumcarbid mit Tonbindung genannt. Dieser Vorschlag blieb ohne praktische Bedeutung, wohl deshalb, weil seine theoretischen Voraussetzungen für die hier allein interessierenden basischenfeuerfestenStoffe nicht zutreffen und ferner, weil er in Stahlschmelzöfen mit Erfolg nicht verwirklicht werden kann. Der einzige gängige feuerfeste Stoff, der sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnet, nämlich Siliciumcarbid, ist gegen Eisenoxydschlacken nicht genügend beständig, indem es bereits bei 1000 bis 1200° C zerstört wird; Siliciumcarbidsteine sind demnach für den Bau von Stahlschmelzöfen nicht als feuerfeste Stoffe anzusehen.In the opinion that the chipping of the stove bricks on the large between the fire side and the night side and the resulting temperature difference associated large thermal stresses has to be traced back, it has been proposed to reduce this temperature difference by one in the stone in the direction of the temperature gradient running core made of highly thermally conductive refractory Material uses; as such, clay bonded silicon carbide was named. This The proposal remained of no practical importance, probably because its theoretical Requirements for the basic refractory materials of interest here alone does not apply and further because it does not work successfully in steel furnaces can be. The only common fireproof material that is characterized by high thermal conductivity excellent, namely silicon carbide, is not sufficient against iron oxide slag resistant, as it is already destroyed at 1000 to 1200 ° C; Silicon carbide bricks are therefore not to be regarded as refractory materials for the construction of steel melting furnaces.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich ebenfalls mit der Aufgabe, insbesondere dem Abschälen entgegenzuwirken, und schlägt zu diesem Zweck einen Verbundstein besonderer Art vor. Der erfindungsgemäße feuerfeste basische Stein für den Aufbau der Auskleidung von Stahlschmelzöfen kennzeichnet sich dadurch, daß er, wie an sich bekannt, aus einzelnen, in beschränkter Anzahl vorhandenen Abschnitten vergleichbarer Größe besteht, die den Stein zumindest näherungsweise durchsetzen und in wechselnder Folge angeordnet sind, wobei die Stoffe, aus denen jeweils zwei benachbarte Abschnitte bestehen, hinsichtlich ihrer für den Verschleiß im Ofen maßgeblichen Verhaltensweisen unterschiedlich sind, derart, daß die Gesamthaltbarkeit der beiden benachbarten Abschnitte zusammengenommen größer ist als jeder dieser Abschnitte allein.The present invention is also concerned with the object, in particular to counteract peeling, and proposes a special composite stone for this purpose Kind before. The refractory basic brick according to the invention for the construction of the lining of steel melting furnaces is characterized by the fact that, as is known per se, it consists of consists of individual, limited number of existing sections of comparable size, which penetrate the stone at least approximately and arranged in alternating order are, where the substances that make up two adjacent sections are different in terms of their behavior, which is decisive for wear in the furnace are such that the overall durability of the two adjacent sections taken together is larger than either of these sections alone.

Für metallurgische Öfen sind bereits Mauerungen vorgeschlagen worden, die aus abwechselnd angeordneten basischen und neutralen Steinen, z. B, von Magnesit- und Chromitsteinen, bestehen. In Beschränkung auf Ofengewölbe ist auch vorgeschlagen worden, Chrommagnesitsteine mit Magnesitchromsteinen abwechseln zu lassen; ferner ist empfohlen worden, solche Auskleidungen aus relativ dünnen Steinen herzustellen, etwa bei Drehöfen aus Platten mit einer Dicke von 2 bis 3 cm. Das Vermauern solcher dünner Körper bedingt jedoch sehr viel Handarbeit und führt zu einer großen Zahl von Mörtelfugen bzw. Zwischenlageblechen; gegen das abwechselnde Verlegen von zwei verschiedenen Steinsorten besteht der Einwand, daß an der Arbeitsstelle dauernd zwei Steinsorten vorhanden sein müssen, was, nicht zuletzt des häufig herrschenden Raummangels wegen, zu Umständlichkeiten führt, zumal sich die beiden Steinsorten rein äußerlich wenig unterscheiden und daher die Einhaltung der richtigen Verlegungsfolge viel Aufmerksamkeit verlangt. Außerdem sind die Betriebsergebnisse von Decken und Mauerwerksteilen, die aus abwechselnd angeordneten, sonst aber normal verlegten Steinen verschiedener Zusammensetzung bestehen, keineswegs so günstig gewesen, daß dadurch die Nachteile der Herstellung derartiger Mauerungen einen Ausgleich gefunden hätten.Masonry has already been proposed for metallurgical furnaces, those made of alternately arranged basic and neutral stones, e.g. B, of magnesite and chromite stones. Limitation to furnace vaults is also suggested been made to alternate chrome magnesite stones with magnesite chrome stones; further it has been recommended to make such linings from relatively thin stones, for example in rotary kilns made of plates with a thickness of 2 to 3 cm. Walling up such however, thin body requires a lot of manual labor and leads to a large number of mortar joints or intermediate sheets; against the alternate laying of two different types of stone there is the objection that at the work place permanently two types of stone must be present, which, not least of all, the one that is often prevalent Due to lack of space, leads to inconvenience, especially since the two types of stone are different There is little difference in appearance and therefore compliance with the correct laying sequence requires a lot of attention. Also, the operating results of ceilings and Masonry parts made of alternately arranged, but otherwise laid normally Stones of different composition are by no means so cheap that through this the disadvantages of making such walls one Would have found balance.

Es sind ferner feuerfeste Körper bekanntgeworden, die eine Art rahmenförmigen Hauptkörper aus feuerfestem Material und in diesem sitzend senkrecht zur Feuerseite verlaufende Einsatzkörper aus einem anderen feuerfesten Material aufweisen. Ein solcher Mehrstoffkörper kann die Größe eines üblichen feuerfesten Steines besitzen. Der Verbrauch an Mörtel bzw. Zwischenlageblechen wäre dann nicht größer als bei Verwendung einer einzigen Art von Einstoffsteinen; diese Einsatzkörper besitzenden Steine wurden jedoch nur für die Anwendung in Zementdrehöfen empfohlen, in denen die Ansatzbildung wichtig ist, welche die vorstehenden Einsätze hätten begünstigen sollen. Der erfindungsgemäße Stein besteht hingegen ausschheßlich aus sich im Feuer verschieden verhaltendem basischem und gegenüber den Beanspruchungen der Stahlerschmelzung feuerfestem Material.There are also refractory bodies have become known that have a kind of frame-shaped Main body made of refractory material and sitting in this perpendicular to the fire side have extending insert body made of a different refractory material. A Such a multi-substance body can have the size of a conventional refractory brick. The consumption of mortar or intermediate sheets would then not be greater than with Use of a single type of single-material stone; owning these insert bodies However, stones were only recommended for use in cement rotary ovens where What is important is the build-up that would have favored the above stakes should. The stone according to the invention, on the other hand, consists exclusively of itself in fire different behaving basic and with respect to the stresses of molten steel refractory material.

Die schematischenZeichnungen dienen derweiteren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes und einiger Ausführungsbeispiele desselben. Die Fig. I und 2 zeigen zwei erfindungsgemäße Steine und Fig.3 einen unter Verwendung erfindungsgemäßer Steine aufgebauten Deckenteil.The schematic drawings serve to further explain the subject matter of the invention and some embodiments thereof. FIGS. I and 2 show two according to the invention Stones and FIG. 3 a ceiling part constructed using stones according to the invention.

Die Chrommagnesitsteine werden in ihren unteren Steinpartien mit eindringendem Eisenoxyd od. dgl. infiltriert. Dadurch dehnen sich diese Steinpartien aus, es bilden sich oberhalb der infiltrierten Schicht Risse, diese infiltrierten Steinpartien schälen sich ab und fallen herunter. Diese hinlänglich bekannte Erscheinung geht dann fortlaufend weiter, bis die Steine verbraucht sind.The chrome magnesite stones are in their lower stone parts with penetrating Iron oxide or the like infiltrated. As a result, these parts of the stone expand and form it There are cracks above the infiltrated layer, these infiltrated stone sections peel and fall off. This well-known phenomenon works then continue until the stones are used up.

Hätte man für diese Decke in einem Siemens-Martin-Ofen od. dgl. anstatt Chrommagnesitsteinen chromfreie Magnesitsteine gewählt, so wären Abplatzungen anderer Art aufgetreten; die Magnesitsteine wären nach kürzerer Zeit infolge ihrer schlechten Temperaturwechselbeständigkeit in dickeren Schalen abgeplatzt. Dieser Vorgang hätte sich wiederholt und die Lebensdauer dieser Auskleidung wäre noch geringer als die einer Auskleidung aus Chrommagnesitsteinen. Hier setzt die Erfindung ein. Wenn, wie vorliegendenfalls, ein basischer Stein aus einzelnen Abschnitten bestehen darf, die sich, allgemein ausgedrückt, im Feuer verschieden verhalten, diese Abschnitte in beschränkter Anzahl abwechselnd vorliegen, untereinander vergleichbare Größe besitzen und in Richtung des Temperaturgefälles verlaufen, dann läßt sich mit wirtschaftlichen Mitteln ein Stein schaffen, der gegen Abplatzen wesentlich beständiger ist als ein Einstoffstein oder bekanntgewordene Verbundsteine, wie auch zahlreiche praktische Erprobungen gezeigt haben, und der zudem mauerungstechnisch den Vorteil der einfachen Verlegung für sich hat.If you had for this ceiling in a Siemens-Martin oven or the like instead Chromium magnesite bricks if chromium-free magnesite bricks were chosen, others would flake off Kind of occurred; the magnesite bricks would be in a shorter time because of their bad quality Thermal shock resistance flaked off in thicker shells. This process would have repeats itself and the life of this lining would be even less than that a lining made of chromium magnesite stones. This is where the invention comes in. If, As in the present case, a basic stone may consist of individual sections, which, in general terms, behave differently in fire, these sections alternate in a limited number, of comparable size own and run in the direction of the temperature gradient, then can be with economic Means to create a stone that is much more resistant to chipping than one One-material stone or composite stones that have become known, as well as numerous practical ones Tests have shown, and in terms of masonry technology, the advantage of the simple Has laying to himself.

Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Steine liegt darin, daß sie gleichzeitig den vorhin beschriebenen Nachteil des Abschälens (z. B. infolge lnfiltration von Chrommagnesitsteinen) und :den Nachteil des Abplatzens (z. B. infolge fehlender Temperaturwechselbeständigkeit von Magnesitsteinen) haben, diese beiden Verhaltensweisen jedoch bei weitem nicht in dem Maße wie bisher zur Auswirkung gelangen, indem das Abplatzen in allen Steinabschnitten wesentlich verzögert wird.The essence of the stones according to the invention is that they at the same time the previously described disadvantage of peeling off (e.g. as a result of infiltration of chromium magnesite stones) and: the disadvantage of chipping (e.g. as a result of missing Thermal shock resistance of magnesite bricks) have these two behaviors However, it is nowhere near as effective as before by the Chipping is significantly delayed in all stone sections.

Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Stein besteht aus einem inneren Kern aus reinem Magnesit 1 und einer äußeren Hülle aus Chrommagnesit 2, wogegen der Stein nach Fig.2 aus e?nem inneren Abschnitt 3 aus Magnesit und aus äußeren Abschnitten 4 aus Chrommagnesit oder .auch aus mehr als zwei Abschnitten besteht. Die Abschnitte sind demnach in ihrem Verhalten im Ofen aufeinander abgestimmt, im wesentlichen so, daß die sich bildenden Abplatzungen sich gegenseitig stützen.The stone shown in FIG. 1 according to the invention consists of an inner core of pure magnesite 1 and an outer shell of chrome magnesite 2, whereas the stone according to Figure 2 from e? Nem inner portion 3 of magnesite and from outer portions 4 of chrome magnesite or. also consists of more than two sections. The sections are accordingly matched to one another in terms of their behavior in the furnace, essentially in such a way that the flakes that form support one another.

Die Wirkungsweise von aus den beschriebenen erfindungsgemäßen basischen Steinen gebildeten Auskleidungen kann dabei wie folgt gedeutet werden und sei an dem Beispiel einer basischen Hängedecke eines Siemens-Martin-Ofens od. dgl. an Hand der Fig. 3 näher erläutert: Die abschnittsweise aus verschiedenartigem basischem Material bestehenden Steine 5 mit den dazwischenliegenden Fugen 6 besitzen einen inneren Ab- schnitt 7 z. B. aus Magnesit oder Spezialmagnesit, dem eine geringere Temperaturwechselbeständigkeit, aber eine große Widerstandsfähigkeit gegen Infiltration eigentümlich ist, und äußere Abschnitte 8 aus Chrommagnesit, d. h. einem Material guter Temperaturwechselbeständigkeit, aber verschlechterter Widerstandsfähigkeit gegen Infiltration (»Bursting«) und somit größerer Neigung zum Abschälen. Im laufenden Ofenbetrieb eines Siemens-Martin-Ofens od. dgl. mögen dann die Abschnitte 7 die Neigung haben, ungefähr in der Höhe der Linie 9 abzuplatzen, wogegen die Abschnitte 8 im ungefähr gleichen Zeitpunkt in der Höhe der Linie 10 Trennflächen infolge Infiltration ausgebildet haben. Es ist dann so, daß sich die einzelnen Abplatzungen und Abschälungen innerhalb jedes Steines an den seitlich benachbarten Steinpartien halten, weil die Ebenen 9,10 in verschiedenen Höhen auftreten. Die dem Feuer zugewendeten Steinteile, die bereits vom Steinkörper getrennt sind, werden somit noch längere Zeit gehalten und schützen die darüber befindlichen Steinteile vor weiterer Schädigung, wodurch der Verschleiß der Auskleidung wesentlich verzögert wird. Es kann also gesagt werden, daß die Stoffe, aus denen jeweils zwei benachbarte Abschnitte bestehen, hinsichtlich ihrer für den Verschleiß im Ofen maßgeblichen Verhaltensweisen unterschiedlich sind, derart, daß die Gesamthaltbarkeit der beiden benachbarten Abschnitte zusammengenommen größer ist als jeder dieser Abschnitte allein.The mode of action of linings formed from the basic stones according to the invention described can be interpreted as follows and will be explained in more detail using the example of a basic suspended ceiling of a Siemens-Martin oven or the like with reference to FIG existing stones 5 with the intervening joints 6 have cut 7 for an internal waste. B. made of magnesite or special magnesite, which is less resistant to temperature changes, but a high resistance to infiltration, and outer sections 8 made of chromium magnesite, ie a material good temperature change resistance, but poor resistance to infiltration ("bursting") and thus a greater tendency to peel off . While a Siemens-Martin oven or the like is in operation, the sections 7 may tend to flake off approximately at the level of the line 9, whereas the sections 8 have formed separating surfaces as a result of infiltration at approximately the same point in time at the level of the line 10 . It is then the case that the individual flakes and peelings within each stone hold on to the laterally adjacent stone parts because the levels 9, 10 occur at different heights. The stone parts facing the fire, which are already separated from the stone body, are thus held for a longer period of time and protect the stone parts above them from further damage, as a result of which the wear of the lining is significantly delayed. It can therefore be said that the substances of which two adjacent sections are made are different in terms of their behavior, which is decisive for wear in the furnace, such that the total durability of the two adjacent sections taken together is greater than each of these sections alone.

Die geringfügige Erschwernis, die sich für die Herstellung der erfindungsgemäßen Steine gegenüber homogenen Steinen ergibt, wird durch die bedeutende Verlängerung der Lebensdauer von mit erfindungsgemäßen Steinen aufgebauten Ofenteilen reichlich aufgewogen.The slight inconvenience involved in making the invention Stones versus homogeneous stones results is due to the significant elongation the service life of furnace parts built with stones according to the invention is plentiful outweighed.

Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise abwandeln. Beispielsweise können einzelne Steinabschnitte im Abstand von der heißen bzw. kalten Stirnfläche des Steines enden, andere ganz durchgehen. Die erfindungsgemäßen Steine können mit Außenblechen oder anderen metallischen Außenarmierungen und außerdem oder an ihrer Stelle mit Innenblechen oder metallischen Innenarmierungen versehen werden. Die einzelnen Abschnitte des Steines können auch aus abwechselnd angeordneten, gebrannten und chemisch gebundenen Körpern bestehen. Die einzelnen Steinabschnitte können ferner eine Form aufweisen, die, wie an sich bekannt, zu einer gegenseitigen Verzahnung oder Verspannung führt. Schließlich können an erfindungsgemäßen Steinen alle äußeren Formgebungen, wie Nasen, Vorsprünge, Ausnehmungen usw., oder auch alle sonstigen für die Auskleidungskonstruktion notwendigen metallischen Halterungen (Traghaken und -laschen, Bügel usw.) vorgesehen werden.The invention can be modified in various ways. For example can separate stone sections at a distance from the hot or cold face end of the stone, go through others completely. The stones according to the invention can with Outer sheets or other metallic outer reinforcements and also or on their Place with inner sheets or metallic inner reinforcements. the individual sections of the stone can also be fired from alternately arranged and chemically bound bodies. The individual stone sections can also have a shape which, as is known per se, leads to mutual interlocking or tension leads. Finally, all external stones can be used on stones according to the invention Shapes, such as noses, projections, recesses, etc., or even all other metallic brackets necessary for the lining construction (Carrying hooks and straps, brackets, etc.) are provided.

Die Erfindung führt zu einer Auskleidung, die vermöge ihrer besonders bei sehr heißgehenden Öfen in Erscheinung tretenden besseren Haltbarkeit wesentlich größere Haltbarkeiten liefert, was die Wirtschaftlichkeit der basischen Auskleidung erhöht, indem die relativen Stillstandszeiten verkürzt werden.The invention leads to a lining which by virtue of its special in the case of very hot ovens, the better shelf life becomes apparent Greater durability provides what the economics of the basic lining increased by reducing the relative downtime.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Refractory basic stone for building the Lining of steel melting furnaces, especially the ceilings of Siemens-Martin furnaces od. dgL, characterized in that the stone, as known per se, consists of individual, exists in a limited number of existing sections of comparable size that enforce the stone at least approximately and arranged in alternating order are, where the substances that make up two adjacent sections are different in terms of their behavior, which is decisive for wear in the furnace are such that the overall durability of the two adjacent sections taken together is larger than either of these sections alone.

2. Refractory brick according to claim 1, characterized in that the individual stone sections all the way to the hot or go through to the cold end.

3. Refractory brick according to claim 1 or 2, characterized in that the individual stone sections by a corresponding Shaping, as is known per se, are mutually interlocked and braced.

4. Fireproof Stone according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it consists of alternately arranged, fired or chemically bonded sections.

5. Fireproof Stone according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it is in a known Provided with metal supports and / or inlays, if desired also in a known manner Way is designed as a hanging stone.

6. Use of the refractory basic stone according to claims 1 to 5 for the production of vaults or suspended ceilings od over the stoves of Siemens-Martin ovens sections consisting of different basic materials are arranged perpendicular or approximately perpendicular to the combustion chamber. Considered publications: German Patent Specifications No. 891848, 954 509; Austrian patent specification No. 152 696.