DE1814858A1 - Aufbau einer domfoermigen Decke fuer elektrische OEfen - Google Patents

Aufbau einer domfoermigen Decke fuer elektrische OEfen

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DE1814858A1
DE1814858A1 DE19681814858 DE1814858A DE1814858A1 DE 1814858 A1 DE1814858 A1 DE 1814858A1 DE 19681814858 DE19681814858 DE 19681814858 DE 1814858 A DE1814858 A DE 1814858A DE 1814858 A1 DE1814858 A1 DE 1814858A1
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ceiling
stones
rings
arrangement
metal
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DE19681814858
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Taylor William C
Hansen Kenneth W
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Dresser Industries Inc
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Dresser Industries Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/12Working chambers or casings; Supports therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)

Description

  • Aufbau einer domförmigen Decke für elektrische Oefen Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Gegenstandes nach der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 15 58 566.7).
  • Die Erfindung betrifft insbesondere den Aufbau einer domförmigen Decke von elektrischen Oefen in Form von basischen feuerfesten Formkörpern, die in konzentrischen Ringen angeordnet sind, wobei ein i'eil derselben in F.rm von mit Metall umkleideten Formkörpern vorliegt, wie durch eine die Umrißform steuernde Anordnung bedeckt sind und der restliche Teil der For@@örper vermittels Mörtel miteibander verbunden ist.
  • Ailgemeiner Stand der Technit Eine einschlägige Abhandlung bezüglich elektrischer Oefen, des Aufbaues und Decken derselben und dgl. ist "Elektric Furnace Steelmaking, Band 1, Design, Operation and Practice" veröffentlicht von Interscience Publishers, einer Abteilung der John Wiley and Sons Inc., 1962. Es handelt sichhierbei um ein Produkt des "Physical Chemistry of Steelmaking Committee" des American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers. Dieser Veröffentlichung ist eine Diskussion des einschlägigen S@andes der Technik zu entnehmen, und dies trifft insbesondere auf den Abschnitt mit der Bezeichnung "Roof Construction", beginnend mit Seite 163, zu. @ie dort angegeben, sind Kieselerdesteine und in einem geringeren Ausmaß bestimmte Arten en Feuersteinen und Steinen hohen Tonerdegehaltes die üblichen feuerfesten Materialien für den Aufbau der Decken elektrischer Stahlherstellungsöfen gewesen. Aufgrund der sich verschärfenden Arbeitsbedingungen und längeren Oefenbetrieben haben sich derartige Steine jedoch als nicht ausreichend feuerfest erwiesen. Basische Steine scheinen sich als ein logischer Ersatz anzubieten, jedoch wurde das Anwenden derselben als mit zuviel Schwierigkeiten verbunden, betrachtet. Zunächst führ@ @ie ernebliche Zunahme an @ ch@e bei dem Uebergang von Kieselerde (etwa 1,92 g/cm3) oder einem der dichteren steine auf der Grundlage eines hohen Tonerdegenaltes (z.B. etwa 2,56 g/cm3) zu basischen Steinen (2,9+ g/cm3) und somit einer derartigen Zunanme des Gesamtgewichtes einer gegebenen Decke, daß ein großer Teil der derzeitigen Ausrüstung für das Anheb en un @ßewegen der Decke nicht ausreichen@ ist.
  • Bei neuen oder umgebauten Anlagen jedoch (oder natürlich dort, wo eine ausreichend dimensionierte Ausrüstung zur Verfügung steht) wird diese Sonwierigkeit überwunden un@ somit besteht eine der Erfindung zugrun@eliegen e @ufgabenstellung darin, einen feuerfesten, basischen Deckenaufbau der Art zu schaffen, wie er für die Anwendung bei elektrischen Oefen und agl. geeignet is.
  • In der US-Patentschrift 2 814 476 findet man eine Vorveröffentlichung bezüglich eines möglichen Aufbaues für die Ofendecke eines basischen Lichtbogenofens, wobei alle eine zwischen den Elektrodenbefestigungen und was als "Stoßstein" bezeichnet wird, vermittels einer recht verwickelten Anordnung von miteinander in Verbindung stehenden Stahlrahmen unter hufibilden einer flachen Decke aufgehängt sind.
  • Yon anderen ist ebenfalls eine aufgehängte, flache Deckenkonstruktion für den elektrischen Lichtbogenofen vorgeschlagen worden, wobei Jedoch soweit bekannt, keine derartige Anlage wirklich installiert und erfolgreich betrieben worden ist. In jedem Falle bsstent ein Problem bei derartigen flachen Deckenkonstruktionen darin, daß bei einem Kippen ues Ofens (und ein Kippen mit einem Winkel von 400 ist keineswegs ungewöhnlich) die Kufhängevorrichtungen für die Steine einer Scherbelastung unterworfen werden. Ein weiteres bei entsprechenden Versuchen mit basisenen Decken festgestelltes Problem besteht darin, daß dieselben dazu neigen sufgrund der periodischen Temperaturveränderung ein Verziehen zu erfahren. Ein weiteres stets vorliegendes Problem bei Anwenden einer K nstruktion, wo Metall in oder um die Decke eines elektrischen Ofens angeor@net wird, ist die Möglichkeit des induzierens elektrischer Ströme in dem Metall, wodurch sich ein Kurzsohlu in dem Ofen ergeben kann. Diese schwierigkeit kann größtenteils @@ durch hintenangenalten werden, daß man das Anwenden von Kohlenstoffstahl überall in einer Entfernung von etwa 2m von dem Mittelpunkt der Decke vermei@et, Zweckmäßig erweist sich hier ein nichtmagnetischer rostfreier Stahl.
  • kurz zusammengefaßte Beschreibung des Erfindungsgegenstand des Erfindungsgemäß wird nun eine zusammenwirkende Konturstruktur für eine neuartige Anordnung aus basischen, feuerfesten Stel.
  • nen in einer sich unten öffnenden, domförmigen-Deckenkonfiguration geschaffen. Diese Anordnung ilberweindet die verschiedenen, angegebenen, mit dem Stande der Technik verbundenen Schwierig keiten. Kurz umrissen, besteht eine erfindungsgemäße Decke aus einer Mehrzahl aneinanderstoßender Ringe aus basischen Steinen, die im Inneren eines kreisförmigen Deckenbandes in einer.sich nach unten öffnenden, domförmigen Konfiguration vorliegen. Ein Anteil der teine in der Decke, die in den Ringen zwischen dem Band angeordnet sind, Jedoch vor den Elektrodenöffnungen auföhren, sind in eall eingeschlossene Steine, und zwar z.B. der Art, wie sie in aer US-Patentschrift 3 180 744 angegeben sind, wobei eine bevorzugte Ausführungsform sich in Spalte 5, beginnend mit Zeile 58 dieser Veröffentlichung findet. Unter einem Anteil sind wenigstens zwei Ringe von Steinen zu verstehen, die benachbart zu dem Band miX Metall umkleidet sind. s ist bevorzugt, wenn ein Hauptteil der S@eine in der Decke mit metall umkleidet ist. Die Metallumkleidung ist vorzugsweise entsprechend der allgemeinen Art nach der US-Patentachrift 2 736 187 aufgebaut.
  • Der restliche Teil der Steine in der Decke kann von der gleichen Art sein, Jedoch sind dieselben nicht mit Netall umkleidet. Dieselben werden mit einem feuerfesten Mörtel verlegt. Ein bevorzugter Mörtel besteht aus angenähert etwa 40% totgebranntem Kugelmühlenfeinanteile-Magnesit, etwa 50% Eisenoxid der Pigmentsorte und etwa 10% Natriumsilikat. Weitere feuerfeste Mörtel -enthalten feinvermahlene feuerfeste Aggregate, wie kalzinierten Feuerton, kalzinierten Bauxit oder Chromerz oder llagne.sit und ein geeignetes Bindemittel, wie Ton und Natriumsilikat kann angewandt werden. Geeignete Bindemittel für feuerfeste Mörtel sind in "Cementitious Bonding in Ceramic Fabrication", Abschnitt 18, Ceramic Fabrication Prozesses, von W.D. Kingary (1958) beschrieben. Der Mörtel wird als Bettverbindung zwischen benachbarten Ringen aufgebracht und als eine Tauchverbindung zwischen den Steinen in einem gemeinsamen Ring verwandt. Der restliche Teil der Mittelfläche um die Elektrodenöffnungen wird eingestampft. Es wird hier eine Masse hohen Tonerdegehaltes als Einstampfgemisch mit der Bezeichnung "Korundal Plastic" bevorzugt.
  • Die mit Metall umkleideten Steine sind mit einer Anordnung versehen,- die, wie weiter unten im einzelnen erläutert, ein Au.sdehnen ermöglicht, Weiterhin ist eine Halteanordnung mit bestimmter Kontur so vorgesehen, daß eine Bewegung der Decke nach oben während des Erhitzens verhindert wird. Im erhitzten Zustanci liegt die Decke unter Druck vor.
  • Detailierte Beschreibung Die erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme au9 die beigefügten Zeichnungen erläutert: Fig. 1 ist ein Seitenaufriß der decke im Schnitt nach Fig. 2 längs er Linie A-A.
  • Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Deckenkonstruktion nach der Erfindung.
  • Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht eines der mit Metall umkleideten Steine, wie sie bei der Herstellung der decke nach den Fig. 1 und 2 angewanat werden.
  • Fig. 4 ist eine Ansicht der heißen Fläche des Steins.
  • Fig. 5 ist ein @chematisches Diagramm einer wahlweisen Halteanordnung.
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine Mehrzahl an Ringen 1 bia 19 geseigt, die in Umfangsrichtung im Inneren aes kreisförmigen Deckenbanaea 20 angeordnet sind. De e Ringe 1 bis 11 stellen allesamt volle Ringe dar und werden aus in Metall eingekleideten Steinen der in den Pig. 3 und 4 gezeigten Art hergestellt. Die e verbleibenden Teilringe 12 bis 19 bestehen aus einem nicht umkleideten Stein.
  • Die nebeneinanderliegenden Ringe 12 bis 19 sina durch einen Mörtel mit einer Schichtdicke von etwa 0,8 mm verbunden. Jede der Elektrodenöffnungen 22, 23 und 24 wird aus einer Mehrzahl feuerfester Bogen steine hergestellt, und zwar z.B. der Art, wie sie in der US-Patentschrift 3 210 206 beschrieben ist. Diese Steine werden ebenfalls mit einer Mörtelfuge von 0,8 mm angeordnet. Halteteile 25 mit bestimmter Kontur erstrecken sich über Sehnen gleichen Abstandes bezüglich den durch das Band 20 gebildeten Kreises, um so praktisch alle Ringe der mit Metall umkleideten Steine in denjenigen Fällen zu halten oder herunterzuhalten, wo ein Verzehren mit größter Wahrscheinlichkeit eintreten kann.
  • In der Fig. 2 sind drei derartige Teile gezeigt. Eine noch zufriedenstellendere Anordnung ist in der Fig. 5 wiedergegeben, die eine sich schneidende Anordnung von Konturteilen 25A wiedergibt, und zwar allgemein in Form eines sechseckigen Sterns. Die Enden der Verstärkungsteile 25 und 25A sind in geeigneter Weise an deren entsprechenden Enden an dem Halterungsband 20 befestigt.
  • Deselben können unter Federbelastung stehen, um eine gewisse nach oben gerichtete Bewegung der Decke zu ermöglichen, und flo kann z.B. eine Feder entsprechender Eigenschaften ein Anheben der Decke von nur 1,27 om ermöglichen. Wahlweise kann das Konturteil im Abstand von etwa 2,54 oder 1,27 am Uber der kalten Decke angeordnet sein, eo daß ein Anheben der Decke im erhitzten Zustand von 1,27 ermöglicht wird. Die Mittelfläche 35 besteht aus einem eingestampften, feuerfesten, monolithischen Material.
  • Sobald der Oien in Benutzung gekommen @st, erfahren die Metallumkleidungen der eingekleideten Steinriinge eine Oxidation und setzen sich miteinander und den benachbarten Steinen unter Ausbilden einer monolithischen Struktur Uber der heipen Fläche um. In den zentraleren, nicht umkleideuen Ringen setzt sich der Mörtel ebenfalls mit den benachbarten Steinen um, wobei alle Steine in der Decke Uber der heißen Fläche in eine monolithische Struktur überführt und verbunden werden. Wenn ein Eimenoxid enthaltender Mörtel iD den inneren Ringen angewandt wird, werden Verbindungen ähnlicher (Uberwiegend Magnesiumtertit) chemischer Masse Uber die gesamte Decke zwischen den Steinen ausgebildet, ohne daß die Gefahr des Induzierens eines elektrischen Stroms durch die Metallumkleidungen gegeben ist.
  • Es wird Vorsorge sowohl für ein ausdehnen in Umfangsrichtung als auch radialer Richtung getroffen. Wie anhand der Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist Jeder der Steine eine Ausdehnungskröpfung 50 auf, die an der flachen Seite benachbart zu der heißen Fläche ausgebildet ist, sowie eine zusätzliche'Kröpfung 51, die an einer Kante benachbart zu der heien Fläche ausgebildet ist.
  • Eine einzige Kröpfung 52 ist benachbart zu der kalten Fläche einer flachen Seite jedes Steins ausgebildet. Es ist bevorzugt, daß die Kröpfungen 50 und 52 sich an der gleic1Bn flachen Pläche befinden, um 80 das Vermauern zu vereinfachen. Diese Anordnung führt sowoh. zu einer radialen als auch einer in Umfangsrichtung erfolgenden Ausdehnung Uber die heiße Pläche und die ausdehnung im Umfangsrichtung über die kalte Fläche Jedes Ringen.
  • Es ist weiterhin zu beachten, daß die drei Teilsegmente des Ringes 19 praktisch mittig um die senkrechte Achse der Decke anatopen. Diese Anordnung führt zu einer erhöhten Festigkeit bis die Decke eingebrannt ist und das eingestampfte Material durch gehend eine keramische Bindung angenommen hat.
  • Die Formen der entsprechenden Steine Jedes Ringes werden durch die übliche Praxis diktiert, siehe z.B. Seite 507 des Buches modern Refractory Practice, 4. Ausgabe, veröffentlicht von der Harbison-Walker Refracotiries Company im Jahre 1961.

Claims (5)

Patentansprüche
1. Aufbau einer domförmigen Decke für elektrische Oefen nach der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 15 58 566.7), dadurch gekennzeichnet, dap die in Metall eingekleideten Steine eine Anordnung aufweisen, durch die ein Ausdehnen bei dem Erhitzen der Decke ermöglicht wird, eine die Kontour steuernde Halteanordnung (25) über praktisch alle Ringe (1-19) aus den mit Metall umkleideten Steinen vorliegt.
2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Metall eingekleideten Steine eine Anordnung,benachart zu der kalten Fläche derselben aufweisen, wodurch ein Ausdehnen in Umfangsrichtung ermöglicht wird und eine Anordnung benachbart zu der heißen Fläche derselben vorlieg, wodurch ein Ausdehnen sowohl in radialer als auch in Umfansgerichtung ermöglicht wird.
3. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halteanordnung aus einer Mehrzahl bogenförmiger Teile (25) vorgesehen it, die eich über praktisch im gleichen Abstand zueinander angeordnete Sehnen eines Bandes (20) erstrecken.
4. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Teile (25) so angeordnet sind, daß ein Anheben der Decke bei dem Erhitzen um etwa 1,27 cm möglich wird.
5. Aufbau nach anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daS drei bogenförmige Teile (25) vorgesehen sind.
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GB1182230A (en) 1970-02-25
FR95898E (fr) 1971-11-12
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