DE1646653B1

DE1646653B1 - PROCESS FOR APPLYING A CERAMIC PROTECTIVE COATING ON A PIPE THAT IS USED FOR INFLATING ON OR INJECTION OF GAS-FORM AND / OR SOLID COMPONENTS, IN PARTICULAR OXYGEN IN OR ON MOLTEN METAL, IN PARTICULAR IRON

Info

Publication number: DE1646653B1
Application number: DE19671646653
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Wecht
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1967-11-09
Filing date: 1967-11-09
Publication date: 1971-09-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines keramischen Schutzüberzuges auf einem Rohr, das zum Auf- oder Einblasen von gasförmigen und/oder festen Bestandteilen, insbesondere von Sauerstoff, in oder auf geschmolzenes Metall, insbesondere Eisen, verwandt wird.The invention relates to a method for applying a ceramic Protective coating on a tube, which is used to inflate or blow in gaseous and / or solid components, especially oxygen, in or on molten metal, especially iron is used.

Ein derartiger Anwendungsfall tritt vor allem bei der Stahlherstellung (Frischen) nach dem Sauerstoffaufblas-Verfahren auf. In diesem Falle werden nämlich zum Einführen des gasförmigen Sauerstoffes in den mit geschmolzenem Eisen gefüllten Konverter oder Siemens-Martin-Ofen Eisenrohre verwandt. Zusammen mit dem gasförmigen Sauerstoff können dabei auch noch feste Bestandteile, wie z. B. Kohlenstoff und Kalk, eingeblasen werden. Das Verfahren kann dabei in der Weise angewandt werden, daß das Einblasrohr oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Metallschmelze endet und der Sauerstoff und die übrigen Bestandteile so auf die Metallschmelze geblasen werden, daß sie in dieselbe einzudringen vermögen und dort die Frischarbeit leisten können. Es ist aber auch möglich, das Einblasrohr von vornherein in die Metallschmelze eintauchen zu lassen, in die dann der Sauerstoff und die übrigen Bestandteile eingeblasen werden. In jedem Falle ist es aber so, daß die dabei verwandten Einblasrohre infolge von Abbrand und Verzunderung einem sehr schnellen Verschleiß unterworfen sind.Such an application occurs above all in steel production (Freshening up) by the oxygen inflation method. In this case, namely for introducing the gaseous oxygen into the molten iron filled one Converter or Siemens-Martin furnace related to iron pipes. Along with the gaseous Oxygen can also contain solid components, such as. B. carbon and Lime to be blown in. The procedure can be applied in such a way that that the injection pipe ends above the liquid level of the molten metal and the oxygen and the other components are blown onto the molten metal in this way, that they can penetrate into it and do the fresh work there. But it is also possible to immerse the injection pipe in the molten metal from the outset to leave, into which the oxygen and the other components are then blown. In any case, it is so that the related injection pipes as a result of Burn-off and scaling are subject to very rapid wear.

Es ist daher bereits bekannt, diese Rohre mit einem Kühlmantel zu versehen und durch Wasserkühlung den Verschleiß herabzusetzen. Diese Arbeitsweise hat jedoch den Nachteil, daß beim Undichtwerden des Kühlmantels unkontrolliert Wasserdampf in die Metallschmelze geblasen wird.It is therefore already known to provide these pipes with a cooling jacket and reduce wear by water cooling. This way of working however, it has the disadvantage that if the cooling jacket leaks in an uncontrolled manner, water vapor is blown into the molten metal.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1101468), bei der Kühlung der Einblasrohre an Stelle von Wasser den zum Einblasen dienenden Sauerstoff selbst zu verwenden. Dabei soll die Entspannung des im allgemeinen mit einem Druck von z. B. 25 Atm angelieferten Sauerstoffes auf den Betriebsdruck des Einblasrohres im Kühlmantel dieses Rohres vorgenommen werden:, wobei die Entspannung durch eine entsprechende Bemessung des Kühlmantels eingestellt werden soll. Es ist in der Praxis jedoch schwierig, auf diese Art und Weise die Druckverhältnisse den jeweils schwankenden Betriebsbedingungen anzupassen. Außerdem tritt beim geringsten Undichtsein des Kühlmantels Sauerstoff nach außen, der dann - im Gegensatz zum Wasserdampf - den sofortigen Abbrand des Einblasrohres begünstigt.It has also already been proposed (German interpretation 1101468), when cooling the injection pipes, instead of water, the one for injection to use serving oxygen itself. The aim is to relax the general with a pressure of e.g. B. 25 atm delivered oxygen to the operating pressure of the injection pipe in the cooling jacket of this pipe: whereby the relaxation should be adjusted by dimensioning the cooling jacket accordingly. It is in practice, however, difficult to control the pressure conditions in this way to adapt to fluctuating operating conditions. Also occurs at the slightest Leakage of the cooling jacket oxygen to the outside, which then - in contrast to water vapor - Promotes the immediate burn-off of the injection pipe.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung war es nun, ein Verfahren zum Aufbringen eines keramischen Schutzüberzuges auf einem derartigen Rohr zu, entwickeln, durch das die Verschleißbeständigkeit des Rohres wesentlich verbessert wird und gleichzeitig die Nachteile der wasserdampf- bzw. sauerstoffgekühlten Rohre vermieden werden. An den keramischen Schutzüberzug des Rohres sind dabei folgende Anforderungen zu stellen: 1. gute Wärmedämmung, 2. gute Beständigkeit gegen Schlacken und Metallschmelzen sowie 3. gute Haftfähigkeit auf dem Rohr.The aim of the present invention was now to provide a method for Application of a ceramic protective coating on such a pipe to develop, by which the wear resistance of the pipe is significantly improved and at the same time the disadvantages of the steam or oxygen-cooled pipes are avoided will. The following requirements apply to the ceramic protective coating of the pipe to provide: 1. good thermal insulation, 2. good resistance to slag and molten metal and 3. good adhesion to the pipe.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Aufbringen eines keramischen Schutzüberzuges auf einem Rohr, das zum Auf- oder Einblasen von gasförmigen und/oder festen Bestandteilen, insbesondere von Sauerstoff, in oder auf geschmolzenes Metall, insbesondere geschmolzenes Eisen, verwandt wird, und das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Rohr zunächst mit einer Umhüllung aus einem locker gewebten Stoff oder Drahtgewebe versehen wird, auf die ein wärmedämmendes keramisches überzugsmaterial aufgebracht wird, worauf nach erfolgter Trocknung des mit der ersten Schutzschicht versehenen Rohres in gleicher Weise (Umhüllung mit einem. locker gewebten Stoff oder Drahtgewebe, Aufbringen des keramischen überzugsmaterials und Trocknung) eine zweite Schutzschicht aufgebracht wird, die ein besonders gegen Schlacken und Metallschmelzen beständiges keramisches überzugsmaterial enthält.The problem posed is achieved by a method for application a ceramic protective coating on a pipe, which can be used to inflate or blow in gaseous and / or solid components, in particular of oxygen, in or on molten metal, especially molten iron, and that according to the invention is characterized in that the tube is initially covered with a sheath made of a loosely woven fabric or wire mesh, on which a heat insulating ceramic coating material is applied, whereupon after drying of the with the first protective layer provided in the same way (wrapping with one. loosely woven fabric or wire mesh, applying the ceramic coating material and drying) a second protective layer is applied, which is a particularly against Contains slag and metal melt resistant ceramic coating material.

Als keramisches überzugsmaterial für die erste (innere) Schutzschicht eignen sich dabei insbesondere Zirkon oder feuerfeste Fasern und für die zweite (äußere) Schutzschicht Korund.As a ceramic coating material for the first (inner) protective layer are particularly suitable zirconium or refractory fibers and for the second (outer) protective layer corundum.

Es können für die Schutzschichten aber auch andere keramische überzugsmaterialien verwendet werden, wie beispielsweise Quarz, Sillimanit oder Schamotte. Als Bindemittel ist beispielsweise Wasserglas geeignet.However, other ceramic coating materials can also be used for the protective layers can be used, such as quartz, sillimanite or chamotte. As a binder for example, water glass is suitable.

Faserverstärkte keramische Werkstoffe sind zwar an sich bekannt, wie sich aus der Zeitschrift »Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft«, 43 (1966), S. 337 bis 345, sowie der USA.-Patentschrift 3 092 247 ergibt. Die Anwendung von faserverstärkten keramischen überzügen zur Lösung des erfindungsgemäßen Problems wird jedoch in diesen Veröffentlichungen nicht vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch diese Veröffentlichungen auch nicht nahegelegt. Dabei ist vor allem auch zu berücksichtigen, daß die weiter oben genannten drei Anforderungen, die an den Schutzüberzug des Rohres gestellt werden müssen, nur dann befriedigend erfüllt werden können, wenn der Schutzüberzug zwei Schutzschichten aufweist und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird.Fiber-reinforced ceramic materials are known per se, such as from the journal »Reports of the German Ceramic Society«, 43 (1966), Pp. 337 to 345, and U.S. Patent 3,092,247. The application of fiber-reinforced ceramic coatings to solve the problem according to the invention however, it is not suggested in these publications. The inventive Process is also not suggested by these publications. This is before Above all, it must also be taken into account that the three requirements mentioned above, which must be placed on the protective coating of the pipe, only then satisfactory can be fulfilled if the protective coating has two protective layers and is produced by the method according to the invention.

Dabei kann der locker gewebte Stoff oder das Drahtgewebe vor dem Aufbringen auf das Rohr mit einer Suspension des keramischen überzugsmaterials getränkt werden und dann auf das Rohr aufgebracht werden. Das keramische überzugsmaterial kann aber auch als Suspension auf die bereits aufgebrachte Umhüllung aus locker gewebtem Stoff oder Drahtgewebe aufgetragen werden, z. B. durch Aufstreichen, wobei die gewünschte Dicke der Schicht leicht eingestellt werden kann.The loosely woven fabric or the wire mesh can be used before application be soaked on the tube with a suspension of the ceramic coating material and then applied to the pipe. The ceramic coating material can, however also as a suspension on the already applied cover made of loosely woven material or wire mesh are applied, e.g. B. by painting, with the desired Thickness of the layer can be easily adjusted.

Entscheidend für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die Schutzschichten des Rohres mit einer Umhüllung aus locker gewebtem Stoff oder Drahtgewebe versehen sind. Dadurch wird das Haftvermögen des keramischen überzugsmaterials auf dem Rohr ganz erheblich verbessert. Außerdem zeigt der überzug in diesem Falle im getrockneten Zustand eine verbesserte Plastizität. Eingehende Versuche haben nämlich ergeben, daß es zwar auch ohne Verwendung der Umhüllung aus locker gewebtem Stoff oder Drahtgewebe möglich ist, auf das Rohr einen keramischen überzug mit einer Stärke von etwa 1 bis 3 mm aufzutragen. Das Haftvermögen eines derartigen überzuges läßt jedoch sehr zu wünschen übrig, und der so hergestellte überzug ist äußerst empfindlich gegen Stoß oder Schlag und neigt sehr zum Brüchigwerden.It is crucial for the success of the method according to the invention, that the protective layers of the pipe with a covering of loosely woven fabric or wire mesh are provided. This increases the adhesiveness of the ceramic coating material improved quite considerably on the pipe. In addition, the coating shows in this case improved plasticity in the dried state. Have in-depth attempts namely show that although it is made of loosely woven fabric without using the cover Fabric or wire mesh is possible, on the tube a ceramic coating with a Apply a thickness of about 1 to 3 mm. The adhesion of such a coating however, leaves much to be desired, and the coating so produced is extreme sensitive to shock or impact and tends to become brittle.

Für die Herstellung der Umhüllung sind dabei locker gewebte Stoffe, wie Mull oder Gaze, aber auch entsprechende Gewebe aus Glaswolle oder Asbest sowie feinmaschige Drahtgewebe geeignet. Diese Gewebe können am zweckmäßigsten in Form einer Binde angewandt werden, die auf das Rohr aufgewickelt wird. Es ist aber natürlich auch möglich, die Gewebe in einem einzigen Stück auf das Rohr aufzuwickeln. Ob man die eine oder andere Methode anwendet, wird in erster Linie von den Dimensionen des Rohres abhängen.For the production of the casing are included relaxed woven fabrics such as gauze or gauze, but also corresponding fabrics made of glass wool or asbestos as well as fine-mesh wire mesh are suitable. These fabrics can be the most convenient in the form of a bandage that is wound onto the tube. It is but of course it is also possible to wind the fabric onto the tube in a single piece. Whether one uses one method or the other depends primarily on the dimensions depend on the pipe.

Es liegt auf der Hand, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem keramischen überzug versehenen Rohre nicht nur für das eingangs beschriebene Frischverfahren eingesetzt werden können, sondern auch für andere Prozesse, bei denen die Rohre ähnlichen Bedingungen unterworfen werden müssen.It is obvious that the process according to the invention Tubes provided with a ceramic coating not only for the above-described Fresh processes can be used, but also for other processes to which the pipes must be subjected to similar conditions.

In der Abbildung ist ein Querschnitt durch ein Rohr dargestellt, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem keramischen Schutzüberzug versehen worden ist. Das Bezugszeichen 1 stellt dabei das Rohr dar, auf das als Umhüllung das Mullgewebe 2 aufgewickelt worden ist. Dieses dient der Aufnahme einer aus Zirkon bestehenden Suspension 3. Das Mullgewebe und die Zirkonsuspension sind dabei innig miteinander verbunden und bilden nach dem Trocknen die innere Schutzschicht des keramischen Schutzüberzuges. Darüber befindet sich wieder eine Umhüllung 4, diesmal aus Drahtgewebe, auf das eine Korund enthaltende keramische Suspension 5 aufgetragen worden ist. Drahtgewebe und Korundsuspension sind ebenfalls innig miteinander verbunden und bilden nach dem Trocknen die äußere Schutzschicht des keramischen Schutzüberzuges.The figure shows a cross-section through a pipe that provided with a ceramic protective coating according to the method according to the invention has been. The reference numeral 1 represents the tube on which as a sheath the gauze 2 has been wound up. This is used to hold one made of zircon existing suspension 3. The gauze and the zirconium suspension are intimate connected to each other and form the inner protective layer of the after drying ceramic protective coating. On top of this there is again a cover 4, this time made of wire mesh on which a ceramic suspension 5 containing corundum is applied has been. Wire mesh and corundum suspension are also intimately connected to one another and after drying form the outer protective layer of the ceramic protective coating.

Claims

Claims: 1. Method for applying a ceramic protective coating on a pipe that is used for blowing in or blowing in gaseous and / i solid components, in particular by Sauers in or on molten metal, especially molten metal Iron, which is used, is characterized by the fact that the tube is initially covered with a sheathing from a loosely corrugated fabric or wire mesh is provided on a heat-insulating ceramic coating material is applied, whereupon after drying the with the first protective layer can be seen in the same way (cover with a loose woven fabric or dr, fabric, application of the ceramic covering material and Drying) a second layer is applied, which is a special against slag and molten metal resistant ceramic coating material.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the ceramic covering material for the first (inner) protective zirconium or refractory fibers and for second (outer) protective layer Corundum will be blown away.

3. The method according to claims 1 and characterized in that that the ceramic coating material as a suspension on the over applied to the tube Wrapping is made of loc woven fabric or wire mesh.

4. Procedure according to claims 1 and characterized in that the loosely gewe fabric or the Wire mesh before being applied to the tube with a suspension of the ke mix coating material to be soaked.

5. The method according to claims 1 to characterized that the ceramic coating material water glass is used as a binder.