DE1127033B

DE1127033B - Lining for water-cooled shaft ovens

Info

Publication number: DE1127033B
Application number: DEST12870A
Authority: DE
Inventors: W Odendahl
Original assignee: STRICO GES fur METALLURG und
Current assignee: STRICO GES fur METALLURG und
Priority date: 1957-08-09
Filing date: 1957-08-09
Publication date: 1962-04-05

Description

Futter für wassergekühlte Schachtöfen Schachtöfen mit wassergekühltem Mantel sind in verschiedener Form bekannt. Heißwindkupolöfen mit wassergekühltem Schmelzzonenmantel können ohne Unterbrechung mehrere Wochen betrieben werden. Besteht der Eiseneinsatz solcher Öfen ganz oder zum Teil aus Stahlschrott, so bilden sich mit der Zeit oberhalb der Ofenwinddüsen an der gekühlten Ofenwand Ansätze aus verschweißten Stahlstücken. Die Ansätze erreichen nach längerer Betriebszeit eine Dicke von etwa 500 mm und eine Höhe von etwa 2000 mm und bilden einen zusammenhängenden, relativ kompakten Zylindermantel, der den lichten Ofenquerschnitt stark vermindert und dessen Beseitigung hohe Kosten verursacht.Lining for water-cooled shaft furnaces shaft furnaces with water-cooled Coat are known in various forms. Hot blast cupolas with water-cooled Melting zone jackets can be operated for several weeks without interruption. Consists the iron insert of such furnaces wholly or partly from scrap steel is formed Over time, approaches made of welded onto the cooled furnace wall above the furnace air nozzles Pieces of steel. The approaches reach a thickness of about after a long period of operation 500 mm and a height of about 2000 mm and form a coherent, relatively compact cylinder jacket, which greatly reduces the clear cross-section of the furnace and its Elimination causes high costs.

Während des Aufbaues der Ansätze ändert sich das Ofenprofil stetig, so daß keine stabilen Betriebsverhältnisse erzielt werden können. Bei der Bildung der Ansätze verursacht das anschweißende Material einen überhöhten Kühlwasserverbrauch, da die im oberen Ofenschacht hocherhitzten Stahlstücke ihre Wärme durch die Wand wieder abgeben.During the construction of the approaches, the furnace profile changes continuously, so that no stable operating conditions can be achieved. In education of the approaches, the welded material causes excessive cooling water consumption, because the pieces of steel heated up in the upper furnace shaft dissipate their heat through the wall return.

Zur Erzielung eines stabilen Ofenganges könnte man den lichten Ofenmanteldurchmesser etwa 1.000 mm größer als notwendig vorsehen. Wenn sich dann nach etwa zwei Wochen die Gleichgewichtsdicke der Ansätze eingestellt hat, könnte man mit dem gewollten Ofenprofil weiterarbeiten. Dieses Verfahren wäre zeitraubend und hätte einen großen Kühlwasserverbrauch zur Folge.To achieve a stable furnace passage, one could use the clear furnace shell diameter Provide about 1,000 mm larger than necessary. If then after about two weeks has adjusted the equilibrium thickness of the approaches, one could with the wanted one Continue working on the furnace profile. This procedure would be time consuming and would have a major one Result in cooling water consumption.

Der Erfindungsgedanke geht davon aus, daß Ansätze mit Sicherheit vermieden werden, wenn eine äquivalente Ausfütterung vor der Inbetriebnahme des Ofens vorgenommen wird, so daß Gleichgewicht zwischen dem Wärmeübergang an der Futterinnenseite und der Wärmeleitung des Futters besteht.The concept of the invention assumes that approaches are avoided with certainty if an equivalent lining is made before the furnace is put into operation so that equilibrium between the heat transfer on the inside of the lining and the heat conduction of the lining exists.

Die Futterstärke ist abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Futtermaterials in radialer Richtung. Keramisches Material ergibt mit seiner geringen Wärmeleitfähigkeit so geringe Futterstärken, daß keine genügende Standfestigkeit besteht. Metallisches Material ergibt unwirtschaftlich große Futterstärken. Da nur die Wärmeleitfähigkeit des Futters in radialer Richtung Einfluß auf die Futterstärke hat, kann durch abwechselnde Lagen von metallischem und keramischem Material und Abstimmung der Schichtdicken innerhalb der gegebenen Grenzen jede beliebige mittlere Wärmeleitfähigkeit und entsprechende Futterstärke erzielt werden. Es ist nach dem Erfindungsgcdanken also möglich, eine Futterstärke zu wählen, die dem Futter ausreichende Standfestigkeit verleiht, ohne außergewöhnlich kostspielig zu sein.The thickness of the lining depends on the thermal conductivity of the lining material in the radial direction. Ceramic material results with its low thermal conductivity So small feed thicknesses that there is insufficient stability. Metallic Material results in uneconomically large feed thicknesses. Since only the thermal conductivity of the feed in the radial direction has an influence on the feed thickness can be achieved by alternating Layers of metallic and ceramic material and coordination of the layer thicknesses any mean thermal conductivity and corresponding within the given limits Lining strength can be achieved. According to the concept of the invention, it is therefore possible to produce a Choose a lining thickness that gives the lining sufficient stability without to be extraordinarily costly.

Im einfachsten Falle ließe sich ein erfindungsgemäßes Futter aus Stampfmasse herstellen, in die während des Ausstampfens Metalldrähte zum Ofenmantel hin in radialer Richtung und in vorbestimmter Zahl und Verteilung eingelegt würden. Erfindungsgemäß werden jedoch zur Herstellung des Futters gußeiserne Platten vorgeschlagen, die einseitig in radialer Richtung verrippt sein sollen. Die Zwischenräume können durch besondere Formgebung der Verrippung so gestaltet sein, daß die in sie eingestampfte Masse nicht herausfallen kann. Durch die Wahl der Plattendicke im Verhältnis zur Rippenhöhe kann die radiale Wärmeleitfähigkeit an die örtlichen Erfordernisse angepaßt werden.In the simplest case, a lining according to the invention could be made from rammed earth produce, in the metal wires to the furnace jacket during the stamping out in a radial direction Direction and in a predetermined number and distribution would be inserted. According to the invention However, cast iron plates are proposed for the production of the lining, which should be ribbed on one side in the radial direction. The gaps can go through special shape of the ribs be designed so that the crushed into it Mass cannot fall out. By choosing the panel thickness in relation to the Rib height can adapt the radial thermal conductivity to the local requirements will.

Es ist bereits bekannt, einen Hochofenschacht mit einem relativ schwachen Schamottefutter auszurüsten, das durch gußeiserne Rippen gehalten wird, wobei die Rippen bis zur inneren Schachtoberfläche reichen, somit also mit der Ofenatmosphäre direkten Kontakt haben. Durch die Halterippen wird die Schamotteauskleidung von etwa 60 mm Stärke in relativ große Felder aufgeteilt. In einigem Abstand von den Rippen entspricht die Wärmedämmung der einer unverrippten Wand, so daß das Schamottefutter bis auf etwa 10 mm Stärke abschmilzt und deshalb die Festigkeit gegenüber den Beanspruchungen durch das niedergehende Gut und Wärmeschocks zu gering ist. In unmittelbarer Nähe der Rippen findet eine starke Wärmeabfuhr wegen der metallischen Wärmeleitung statt, wodurch sich Ansätze ausbilden, die ein unregelmäßiges Nachrutschen der Gichten zur Folge haben. Diese bekannte Maßnahme, das relativ dünne Schamottefutter mittels gußeiserner Rippen, die bis in den Ofenraum hineinreichen und die Futterwand in relativ große Felder unterteilen, zu haltern, führt also nicht zu einer mittleren Wärmeleitfähigkeit der Futterwand, sondern zu Zonen sehr hoher und Zonen sehr geringer Wärmeleitfähigkeit. Die Schachtwand verliert dadurch sehr bald ihre ursprüngliche glatte Oberfläche, weil in den Zonen geringer Wärmeleitfähigkeit die Masse ausschmilzt und sich in den Zonen guter Wärmeleitfähigkeit starke Ansätze bilden. Bei diesem bekannten Hochofenfutter besteht also auch eine teilweise metallische Wärmeleitung zum Kühlwasser hin, ohne daß dadurch jedoch ein Vorteil erzielt würde, denn es handelt sich um Rippen, die das Futter festhalten sollen.It is already known to have a blast furnace shaft with a relatively weak one To equip chamotte lining, which is held by cast iron ribs, the Ribs extend up to the inner shaft surface, thus with the furnace atmosphere have direct contact. The fireclay lining of about 60 mm thick divided into relatively large fields. At some distance from the Ribs corresponds to the thermal insulation of an unribbed wall, so that the chamotte lining melts down to a thickness of about 10 mm and therefore the strength against the stresses is too small due to the falling material and thermal shocks. Close the ribs have a strong heat dissipation due to the metallic heat conduction, whereby approaches are formed that cause the gouts to slip irregularly have as a consequence. This known measure, the relatively thin chamotte lining means cast iron ribs that extend into the furnace chamber and the lining wall in Dividing and holding relatively large fields does not lead to a middle one Thermal conductivity of the lining wall, but to zones very high and Zones of very low thermal conductivity. As a result, the shaft wall loses itself very soon their original smooth surface because in the zones of low thermal conductivity the mass melts out and there are strong approaches in the zones of good thermal conductivity form. In this known blast furnace lining, there is also a partially metallic lining Heat conduction to the cooling water, without this, however, being an advantage, because it is about ribs that are supposed to hold the food in place.

Gegenüber diesem bekannten Futter sind beim Erfindungsgegenstand die Dicken der keramischen Schichten so auf die Futterstärke abgestimmt, daß sich für die gesamte Wand eine mittlere Wärmeleitfähigkeit ergibt; denn die keramischen Schichten sind dünner als die Futterstärke. Die vom keramischen Teil des Futters aufgenommene Wärme findet deshalb von allen Stellen der Ofeninnenfläche aus den kürzesten Weg durch die metallischen Rippen, so daß tatsächlich eine mittlere Wärmeleitfähigkeit, die nur unwesentlich von Ort zu Ort schwankt, für die Wärmeabfuhr maßgebend ist.Compared to this known feed are the subject matter of the invention The thickness of the ceramic layers is matched to the thickness of the lining so that it is suitable for the entire wall gives an average thermal conductivity; because the ceramic layers are thinner than the lining thickness. The one absorbed by the ceramic part of the lining Therefore, heat finds the shortest route from all points on the inside of the furnace through the metallic ribs, so that actually a medium thermal conductivity, which fluctuates only insignificantly from place to place, for which heat dissipation is decisive.

Die Abb.1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Eisenstein, dessen Platte 1 mit Rippen 2 besetzt ist. Die Rippen 2 sind vorzugsweise schlangenförmig ausgebildet, so daß die Lücken 3, die mit Stampfmasse gefüllt werden, diese festhalten. Die Eisensteine sind für runde Öfen etwa keilförmig und können so zu einem geschlossenen Ring zusammengelegt werden.Figures 1 and 2 show an iron stone according to the invention, its Plate 1 with ribs 2 is occupied. The ribs 2 are preferably serpentine formed so that the gaps 3, which are filled with rammed earth, hold them in place. The iron stones are roughly wedge-shaped for round ovens and can thus become a closed one Ring to be folded.

Die Abb. 3 zeigt die Anordnung der Eisensteine nach Abb.1 und 2 im Innern eines konischen Schmelzzonenmantels 4. Die Stampfmasse 5 kann von oben in die Eisensteine eingefüllt werden. Zwischen den Eisensteinen und dem Schmelzzonenmantel 4 kann zweckmäßigerweise ein wärmeleitfähiges Material, zum Beispiel Metallspäne 6 eingestampft werden. Die Abb. 4 zeigt einen erfindungsgemäß ausgemauerten Schachtofen. Der konische Schmelzzonenmantel 4 ruht auf dem Gestell 7 und trägt den Schacht B. Gestell 7 und Schacht 8 sind in üblicher Weise ausgemauert. Oberhalb der Ofenwinddüsen 9 ist der Schmelzzonenmantel 4 mit erfindungsgemäßen Eisensteinen ausgefüttert. Von außen wird der Schmelzzonenmantel4 zum Beispiel durch ein Wasserrieselrohr 10 gekühlt.Fig. 3 shows the arrangement of the iron stones according to Fig. 1 and 2 in Inside a conical melt zone jacket 4. The ramming mass 5 can be from above in the iron stones are filled. Between the iron stones and the melt zone mantle 4 can expediently be a thermally conductive material, for example metal chips 6 are pulped. Fig. 4 shows a shaft furnace lined up according to the invention. The conical melt zone jacket 4 rests on the frame 7 and carries the shaft B. Frame 7 and shaft 8 are lined in the usual way. Above the stove air nozzles 9, the melt zone jacket 4 is lined with iron stones according to the invention. From the outside, the melt zone jacket 4 is for example through a water trickle pipe 10 chilled.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Lining for water-cooled shaft furnaces, consisting made of alternating layers of metallic and ceramic material, the metallic Layers have such a position that through them the heat from the furnace chamber is as short as possible Path to the coolant flows, characterized in that the thickness of the ceramic Layers smaller than the thickness of the lining.

2. Feed according to claim 1, characterized in that that it is made of ribbed iron stones (Fig. 1 and 2), the ribs of which (2) run in the direction of the temperature gradient, and that the space between the ribs is filled with ceramic material (5).

3. Lining according to claim 2, characterized characterized in that the ribs (2) of the iron stones have a snake shape.

4. Lining according to claim 2 or 3, characterized in that between the iron stones and the cooled metallic outer wall (4) a material that conducts heat well, e.g. B. Metal shavings (6) are pulped. Publications considered: Osann: Textbook der Eisenhüttenkunde, Vol. 1, 1915, pp. 167 to 169, Fig. 91 a and 91 b.