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Mit feuerfestem Material überzogene Lanze Die Erfindung betrifft
eine mit feuerfestem Material überzogene Lanze, bestehend aus einem röhrenförmigen
Metallunterteil umgeben dadurch eine Mehrzahl an Schichten aus einem feuchtigkeitsfreien,
chemisch gebundenen, feuerfesten Aggregat getrennt vermittels flexibler Metallfolie.
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Stand der Technik Stahl wird aus Eisen vermittels Entfernen von Verunreinigungen,
wie Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Phosphor und Mangan vermittels Oxydieren dieser
Verunreinigungen und Entfernen derselben als Gas oder Einschließen derselben in
eine Sohlaoke, die auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalla schwimmt, hergestellt,
Da Sauerstoff in groben Mengen zur Verfügung steht, ist es bei der Stahlherstellung
die übliche Arbeitsweise die oben genannten Verunreinigungen vermittels direktem
Eindrücken von Sauerstoff in das gegehmolzere Metallbad zu oxydieren. Zu Ende des
Stahlherstellungsverfahrens nähert sich die Temperatur des geschmolzenen stahlbandes
einem Wert von 1650 C. Da es erforderlioh ist, den Sauerstoff ummittelbar über dem
Bad oder sogar etwas im Inneren des Bades einzuführen, um so beste Ergebnisse ZU
erzielen, ist die Art und Weise der Ueberführung des Sauerstoffes
in
das Bad recht wichtig. Allgemein wird dies durch das Eindrücken des Sauerstoffs
auf die Oberfläche des Bades durch eine mit feuerfestem Material überzogene Lanze
ausgeführt.
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ZU Sauerstofflanzen nach dem Stande der Technik gehören nicht überzogene
Rohre aus Schwarzeisen. Es sind mit feuerfestem Material liberzogene Lanzen in verschiedenen
Weiser hergestellt worden. Eine Lanzenart ist in der US-Patentschrift 3 292 662
in Form eines Eisen- oder Stah#rohrs offenbart, wobei ein feuerfestes Oxid vermittels
Eintauchen des Rohrs in eine Aufschlämmung aus feiverteiltem feuerfesten Material
aufgebracht wird. Aufgrund dieser Arbeitsweise wird ein sehr dünner Ueberzug aufgebracht,
der gewöhnlich eine gewisse Menge an niedrig schmelzendem Bindemittel , wie Natriumsilikat
enthält, um so den Ueberzug an dem Eisenrohr zu befestigen.
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Ei weiteres Verfahren ist in der US-Patentschrift (US-Patentanmeldung
47W0 547) beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine mit Phosphat gebundene Paste
auf das Rohr aufgebracht.
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Ein weiteres Verfahren ist in der US-Patentschrift 3 206 183 beschrieben.
Nach diesem Verfahren wird eine feine feuerfeste Paste Uber eine Schicht aus Papier
oder anderem verbrennbarem Material ausgebreitet, und das Papier und das feuerfeste
Material werden sodann um das Rohr gewickelt.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine
mit feuerfestem Material überzogene Lanze zu schaffen, deren Lebensdauer derjenigen
der besten Lanzen nach dem Stand der Technik überlegen ist.
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| Kurze Beschreibung des Erfindungsgegenstandes Erfindungsgemäß wird
eine mit feuerfestem Material überzogene Lanze geschaffen, die aus einem röhrenförmigen
Metallunterteil besteht, das durch eine Mehrzahl an Schichten eines feuchtigkeitsfreien,
chemisch-gebundenen feuerfeste Aggre gates umgeben st, getrennt durch eine Metallfolie.
Die feuerfesten Schichten sind iä typischer Weise 3,18 bis 6,35 om dick. Das feuerfeste
Material wird aus zur Verfugung stehenden feuerfesten Oxiden und Rohmaterialien
so ausgewählt, dae ein leiter Widerstand gegentiber der Schlacke erzielt wird, die
bei dem speziellen Stahlherstellungsverfahren vorliegt, bei dem die Lanzen angewandt
werden sollen. Die Metallfolie ist geeignet, wenn sie einen Schmelzpunkt gleich
oder höher als denjenigen des Aluminiums aufweist. Aluminiumfolie ist bevorzugt.
Das chemische Bindemittel für das feuerfeste Aggregat kann irgendeines der bekannten
Bindemittel, wie Phosphorsäure, Chromsäure, Natriumsilikat und lösliche Phosphate
und Chromate darstellen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
nd wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Pig, 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lanze,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 1-1 nach der Fig. 1.
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Km folgenden beziehen sich alle Prozentsätze und Verhältnisse der
Teile auf die Gewichtsgrundlage. Die chemischen Analysen werden ###### vermittels
spektrosgraphischer Analyse ausgeführt, wobei eine Kontrolle durch die herkömmliche
chemische Gasanalyse erfolgt. Eine Wiedergabe liegt in Form der Oxidwerte
vor
in Uebereinstimmung mit der Ublichen Praxis auf dem Gebiet der feuerfesten Materialien.
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Es wird ein Ansatz hergestellt vermittels Vermischen eines 90%igen
Chromerzes der feuerfesten Type mit einer derartigen Größe, daß wenigstens 80% durch
ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,23 mm hindurchgehen und weniger als
1% mit einer Größe von gröber als einer lichten Maschenweite von 1,16 mm vorliegen,
wobei 7,5% Natriumsilikat und 2,5% Ton vorhanden sind. Da in Anwendung kommende
Natriumsilikat wird von der Philadelphia Quartz Company unter der Bezeichnung "G
Powdern in den Handel gebracht. Daselbe weist ein Natrium: Kieselerde-Verhältnis
von 1:3,22 auf und enthält 18,5 Hydratwasser. Das spezielle in Anwendung kommende
Chromerz ist Chromerz aus den Philippinen. Unter "feuerfester Type" ist zu verstehen,
dap das Chromerz weniger als 5% Kieselerde enthält. las Gemisch wird mit etwa 19%
Wasser unter Ueberführen in eine pastenartige Konsistenz versetzt. Daß Gemisch wird
nit einer Höhe von etwa 3,18 bis 6,35 cm über der Oberf#che einer Aluminiumfolie
mit einer Breite von 45,7 cm ausgebreitet. Die Folie ist ausreichend lang, um sich
bis zu 12,7 cm von jedem Ende eines Abschnittes eines Rohrs aus Schwarzeisen einer
Länge von etwa 1,50 m zu erstrecken. Die Aluminiumfolie weist eine Dicke von angenähert
0,025 mm auf. Die Folie und das Gemisch werden sodann um das 1,27 cm Rohr geschlagen
oder gerollt. Die Lanze wird etwa 3 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 1200C
getrocknet #-###### zwecks Entfernen praktisch der gesamten freien Feuchtigkeit.
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Im Anschluß hieran wird die Lanze für das Eindrücken von Sauerstoff
bei einem Druck von 8,4 kg/cm² in einen elektrischen Ofen während des Herstellens
einer Mangan-Stahllegierung bei einer Temperatur von etwal##80°C angewandt. Ddte
Lanze wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,83 cm pro Minute verbraucht. Eine
weitere nach die sem Beispiel hergestellte Lanze wird für das Einführen von Sauerstoff
in ein Bad einer Chrom-Stahllegierung bei einer Temperatur von etwa 1670°C angewandt.
Die Lanze wird mit einer Geschwindigkeit von 16,5 cm pro Minute verbraucht. Nach
des Lahren des Beispiels 1 hergestellte Lanzen stellen die bevorzugte erfindungsgemäße
Ausführungsform dar.
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Beispiel 2 Es werden Lanzen in der gleichen Weise wie nach Beispiel
l mit der Ausnahme hergestellt, daß anstelle von Aluminiumfolie eine Stahlfolie
angewandt wird. Die Stahlfolie weist eine Dicke von 0,05 mm auf. Bei Anwenden fur
das Einführen von Sauerstoff in die Chromlegierung (167000) wird die Lanze mit ein
er Geschwindigkeit von 19,1 cm pro Minute verbraucht.
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Beispiel 3 fis werden ebenfalls Lanzen in den gleichen elektrischen
Oefen wie die Lanzen nach dem Beispiel 1 geprdft, wobei diese Lanzen nach dem Stand
der Technik hergestellt sind, d.h. verbren*bare Materialien trennen benachbarte
Lagen des die Lanzen umgebenden feuerfesten Material. Bei der Manganlegierung (bei
angenähert 1580°C) werden die Lanzen nach dem Stand der Technik mit einer Geschwindigkeit
von 18,1 om pro Minute verbraucht und dies ist etwa viermal schneller als dies der
Fall bei erfindungsgemäßen
Lanzen ist. Bei der obigen Stahllegierung
werden die Lanzen nach dem Stand der Technik mit einer Geaohwindigkeit von 65 cm
pro Minute verbraucht, Dies ist etwa viermal schneller als dies der Fall bei Lanzen
nach der Erfindung ist.
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Beispiel 4 Bs wird ein Eisenrohr nach dem Stand der Technik mit einer
0,76 mm Schicht aus feuerfestem Material überzogen, indem ein Eintauchen in eine
Aufsohlämmung ausgeführt wird, die 29 Teile Wasser enthält, und der restliche Enteil
setzt sich zusammen aus 80 Gew,Teilen von Flintstein (Kieselerde) mit einer Teilchengröße
von kleiner als Q,074 mm, 10 Gew.Teilen Natriumfeldspat mit einer Teilchengröße
von kleiner als 0,074 mm und 10 Teilen BW-Sorte Natriumsilikat (hergestellt von
der Phiadelphia Quartz Company mit einem Kieselerde: Natrium-Verhältn#s von 1,62:1).
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Die Lanze wird bei einer Temperatur von 26000 getrocknet.
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Nach diesem Beispiel hergestellte Lanzen werden in einer Manganlegierung
mit einer Geschwindigkeit von 42 cm pro Minute verbraucht. In der Chromlegierung
erfolgt ein Verbrauch mit einer Geschwindigkeit von 85 cm pro Minute.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung besteht aus einem Unterteil 1 aus
Metall, das länglich, röhrenförmig ist und am unteren Ende offen ist, wobei eine
Anodnung 2 (z.B. Gewinde) an einem Ende für das Befestigen an der Sauerstoffquelle
vorgesehen ist. Die Folie 3 und der feuerfeste Ueberzug 4 werden um das Hauptteil
des röhrenförmigen Unterteils geschlagen und an jedem Ende umgebogen,
Wenn
auch nicht vollständig verstanden wird, warum erfindungsgemäße Lans.n denjenigen
nach dem Stande der Technik überlegen sind, wird dooh angenommen, daß die Polie
dem Lanzenüberzug einen gewissen Grad an Zerreipfestigkeit vermittelt. Die Inspektion
der erfindungsgemäßen Lanzen nach deren Benutzung seigt, daß die Polie im wesentlichen
unverändert ist, und zwar selbst an dem heißesten Ende der Lanze.
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Es erfolgt keine Oxydation jedooh ein gewisses Schmelzen.
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Weiterhin werden die erfindungsgemäßen Lanzen so hergestellt, daß
dieselben praktisch frei von Feuchtigkeit sind (dieselben werden bei Temperaturen
von etwa 100°C getrocknet, bis sie bedingt durch Peuchtigkeitsentfernung keinerlei
weiteren Gewichtsverlust zeigen). Hierdurch wird ein Abplatzen des Lanzenüberzuges
aufgrund einer schnellen Entwicklung von einschlossenem Wasserdampf verhindert.
Wieterhin zeigen die erfindungsgemäßen Lanzen während der benutzung keinerlei Zerstörungserscheinungen,
wie diesbei denjenigen ist, wo die feuerfesten Schichten durch verbrennbare Materialien
getrennt sind.
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Das erfindungsgemäß in Anwendung kommende feuerfeste Material kann
jedes geeignete feuerfeste Material, wie Oalcinierter Bauxit, calcinierter Feuerton,
totgebranntes Magnesit, Olivin, Kyanit, tafelförmige Tonerde, Zirkon, Chromerz oder
gemahlene bohlacke einschließen. Geeignete chemische bindemittel stellen für den
erfindungsgemäßen Gegenatand unter anderem Calciumaluminatzement, Natriumsilikat,
Natriumpho@ hatte, lösliche Chromatsalze, Chromsäure, Magnesiumsulfat, Magnesiumchlorid,
Nitrecake, Lignonsulfonat enthaltende abwässer, sowie weitere bekannte einschlägige
Bindemittel dar. Das feuerfeste Aggregat
sollte eine derartige Größe
aufweisen, daß wenigstens etwa 50% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,21 mm hindurchgehen, der restliche Anteil sollte im wesentlichen durch ein
Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,16 mm hindurchgehen. Das feuerfeste Gemisch
wird ausbreitbarer und bearbeitbarer gemacht,wenn ein geringer Zusatz (weniger als
5 Gew.%) an Ton zu dem Ansatz zugefügt wird. Die Ansätze werden gewöhnlich mit Wasser
versetzt (allgemein 10 bis 30%) und dieselben werden so in eine pastenartige Konsistenz
der führt. Es können Jedoch auch andere Zusatzflüssigkeiten, wie auf dem einschlägigen
Gebiet bekannt, zur Anwendung kommen.
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Aluminium- und Stahlfolien eind die am leichtesten zugänglichen, flexiblen
Folien und daher sind dieselben für den Erfindungsgegenstand insbesondere geeignet.
Aueh andere Metallfolien sind zweckmäßig solange deren Schmelzpunkte höher als oder
ähnlich denjenigen des Aluminiums liegen. Es wurde gefunden, daß Folienrollen mXt
einer Breite von 45,7 cm sich als besonders zweckmäßig erweisen. Die Dicke der Metallfolie
ist dergestalt, da dieselbe leicht am das Rohr geschlagen werden kann.