DE19913335A1

DE19913335A1 - Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters und Beschichtung

Info

Publication number: DE19913335A1
Application number: DE1999113335
Authority: DE
Inventors: Ernst Wandke
Original assignee: Linde Technische Gase GmbH
Current assignee: Linde Gas AG
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-09-28

Abstract

Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverts mit Schlacke, insbesondere eines Rohrkoverters, für die Veredelung von Metall und nichtmetallischen Schmelzen. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird bei der Veredelung oder bei anderen Prozessen anfallende artähnliche Schlacke auf eine Temperatur von wenigstens 10 K, vorzugsweise wenigstens 20 K, oberhalb ihres Schmelzpunktes abgekühlt, zumindest die Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, auf eine Temperatur von wenigsten 20 K, vorzugsweise wenigstens 40 K, unterhalb des Schlackenschmelzpunktes abgekühlt und die abgekühlte Schlacke auf diese Bereiche der Ausmauerung des Konverters aufgebracht. DOLLAR A Des weiteren ist eine Beschichtung für die Ausmauerung eines Konverters beansprucht, wobei diese aus einer der Ausmauerung artähnlichen Schlacke, die die vorgenannten Verfahrensschritte durchläuft, besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters mit Schlacke, insbesondere eines Rohrkonverters, für die Veredelung von Metall und nichtmetallischen Schmelzen.

Ferner betrifft die Erfindung eine Beschichtung für die Ausmauerung eines Konverters, insbesondere eines Rohrkonverters, der der Veredelung von Metall und/oder nichtmetallischen Schmelzen dient.

Bei der Kupferherstellung und ähnlichen metallurgischen Prozessen der Metall- und Stahlerzeugung werden unter anderem auch Konverter, insbesondere Rohrkonverter, für die Veredelung des Rohkupfers eingesetzt. Derartige Rohrkonverter werden bei einer Temperatur von ca. 1600°C betrieben. Sie benötigen daher eine entsprechende Feuerfestausmauerung, im folgenden nur mehr Ausmauerung genannt. Diese muß mit zahlreichen Durchbrüchen, durch die Versorgungslanzen und/oder-(rohr)stutzen in das Innere des Konverters führen, versehen werden.

Im Bereich dieser Durchbrüche, insbesondere im Bereich derjenigen, in denen Lanzen angeordnet sind, wird das Mauerwerk sehr stark - in einer Größenordnung von 1 cm pro Charge - abgezehrt. Diese Stellen müssen etwa sechsmal pro Jahr mit feuerfestem Mörtel ausgebessert werden; die Kosten hierfür betragen ca. DM 30.000.-. Ein- oder zweimal pro Jahr ist darüber hinaus das gesamte Mauerwerk zu erneuern; Kosten hierfür: ca. DM 80.000.-.

Aus der Stahlerzeugung ist das sog. Slag-Splashing-Verfahren bekannt, bei dem durch ein Verspritzen der arteigenen Schlacke - möglichst nach jeder Charge - die Lebensdauer des Mauerwerks bzw. der Ausmauerung bis zu einem Faktor 15 verlängert werden kann. Das genannte Verfahren ist aber aus technischen Gründen nicht bzw. nicht wirtschaftlich auf Konverter übertragbar. Gründe hierfür sind z. B. die Form des Konverters (liegend, stehend), Problem der Zugänglichkeit für eine Lanze, die dem Verspritzen der Schlacke dient, eingeschränkte Bewegungsfreiheit der Lanze, etc.

Bei ersten Versuchen mehrerer Konverterbetreiber, Schlacke zu verspritzen bzw. als Schutzschicht auf die Ausmauerung aufzubringen, wurde versucht, die arteigene Schlacke entweder direkt oder in Anwesenheit von Luft, einem sauerstoffreichen Gas oder Rein-Sauerstoff "aufzubringen". Mittels dieser Verfahrensweise - Zugabe von Luft oder Sauerstoff - wird erreicht, daß die Schlacke nachoxidiert und teilweise bis zu einem sehr feinen Pulver zersetzt wird. Es ist jedoch bisher nicht gelungen, mittels dieser Verfahrensweise festhaftende Schlackeschichten zu realisieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters, insbesondere eines Rohrkonverters, sowie eine Beschichtung für die Ausmauerung anzugeben, das bzw. die zum einen die Standzeit - also die Haltbarkeit - der Ausmauerung des Konverters erhöhen und zum anderen wirtschaftlich einsetzbar sind.

Dies wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters, insbesondere eines Rohrkonverters, dadurch gelöst, daß die bei der Veredelung entstehende Schlacke oder die bei anderen Prozessen - beispielsweise in einem Schachtofen - anfallende artähnliche Schlacke auf eine Temperatur von wenigstens 10 K, vorzugsweise wenigstens 20 K, oberhalb ihres Schmelzpunktes abgekühlt wird, zumindest die Bereiche der Ausmauening des Konverters, die beschichtet werden, auf eine Temperatur von wenigstens 20 K, vorzugsweise wenigstens 40 K, unterhalb des Schlackeschmelzpunktes abgekühlt werden und die abgekühlte Schlacke auf diese Bereiche der Ausmauerung des Konverters aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Beschichtung für die Ausmauerung eines Konverters, insbesondere eines Rohrkonverters, der der Veredelung von Metall und/oder nichtmetallischen Schmelzen dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer der Ausmauerung artähnlichen Schlacke besteht, wobei diese vor dem Beschichtungsvorgang auf eine Temperatur von wenigstens 10 K, vorzugsweise wenigstens 20 K, oberhalb ihres Schmelzpunktes abgekühlt ist, und zumindest die Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, vor dem Beschichtungsvorgang auf eine Temperatur von wenigstens 20 K, vorzugsweise wenigstens 40 K, unterhalb des Schlackeschmelzpunktes abgekühlt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters ermöglicht es, die bei der Veredelung von Kupfer entstehende Schlacke zum Zwecke des erneuten Beschichtens der Ausmauerung wiederzuverwerten.

Dadurch können zum einen Kosten gespart und zum anderen aufgrund der Verlängerung der Lebensdauer der Ausmauerung die Produktionsausfallzeiten verringert werden. Zudem kann an dem bisher erforderlichen Zustellmaterial gespart werden. Schlußendlich erhöht sich auch die Produktions- und Betriebssicherheit, da die gefahrvollen, staubintensiven Prozesse des Ausbruches des Restmauerwerkes vor der Erneuerung reduziert werden.

Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters sowie mit der erfindungsgemäßen Beschichtung ein zuverlässiges Anhaften der Schlacke an der Oberfläche der Ausmauerung erreicht werden kann. Dies geschieht teilweise durch eine direkte Verschmelzung von Schlacke und Mauerwerk sowie eine reine mechanische Verhakung der erstarrten Schlacke im Mauerwerk.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die bei der Veredlung von Kupfer entstehende Schlacke aus dem Konverter abgegossen und die Schlackenoberfläche mit einem Schutzgas abgedeckt. Als Schutzgase eignen sich insbesondere Stickstoff, Argon und/oder SF₆.

Die bei der Veredelung von Kupfer in dem Konverter entstehende Schlacke wird vorzugsweise in einen Warmhaltebehälter abgegossen und die Schlackenoberfläche mit den genannten Schutzgasen abgedeckt. Während die Temperatur des Mauerwerks zumindest oberflächlich um die genannten Temperaturwerte abgekühlt wird, erfolgt auch ein Absenken der Schlackentemperatur um die angeführten Werte. Das Abkühlen zumindest derjenigen Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, erfolgt vorzugsweise mittels eines Kühlgases, insbesondere eines inerten Kühlgases, wie beispielsweise Stickstoff.

Bevor nun die Schlacke in den Konverter zurückgeführt wird, macht es Sinn, wenn dieser mittels eines Inert- oder Schutzgases, wie beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, inertisiert wird. Daran anschließend oder zeitgleich sollten - entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens - die mit dem Konverter in Wirkverbindung stehenden Lanzen und/oder (Rohr)Stutzen mittels eines Inert- oder Schutzgases, beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, beaufschlagt werden.

Mittels dieser Verfahrensweise wird wirkungsvoll verhindert, daß bei dem Befüllen und/oder Verschwenken der Schlacke diese Lanzen und Stutzen nicht mit Schlacke zugesetzt werden.

Prinzipiell sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen denkbar, mittels derer die in den Konverter zugeführte Schlacke auf der Ausmauerung bzw. den zu beschichtenden Bereichen der Ausmauerung, verteilt werden kann. Da eine Vielzahl der Konverter liegend angeordnet sind, ist es jedoch zweckmäßig, wenn diese um ihre Längsachse gedreht oder geschaukelt werden, wodurch ein gleichmäßiges Verteilen der Schlacke auf der Ausmauerung des Konverters realisierbar ist. Mittels dieser Verfahrensweise kann auch sichergestellt werden, daß die abgezehrtesten Mauerwerksbereiche mehrfach von der Schlacke bzw. der Schlackenwalze überlaufen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters weiterbildend wird vorgeschlagen, daß während und/oder nach der Zuführung der Schlacke in den Konverter zumindest diejenigen Bereiche, auf die die Schlacke aufgetragen wird, mittels eines Inert- oder Schutzgas, wie beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, inertisiert und/oder gekühlt werden.

Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert die Haftung der Schlacke auf der Ausmauerung bzw. denjenigen Bereichen der Ausmauerung, auf oder an denen die Schlacke haftet, und läßt zudem größere Schichtdicken zu. Zur Realisierung dieser Ausgestaltung eignen sich insbesondere entsprechend geformte und/oder der Konverterbewegung nachführbare Lanzen, über die das Inert- oder Schutzgas an die entsprechenden Stellen geführt werden könnte.

Eine Kontrolle der Schlacke - beispielsweise im Hinblick auf ihre Dicke - während und/oder nach dem Auftragen kann visuell und/oder mittels entsprechender Sensoren überwacht werden. Als vorteilhaft haben sich hierfür sog. IR- und Laserstrahl-Sensoren erwiesen.

Nach Beendigung der vorbeschriebenen Verfahrensschritte kann derjenige Anteil der in den Konverter geführten Schlacke, der nicht verwertet ist - also nicht an der Ausmauerung haftet - aus dem Konverter abgegossen werden.

Claims

1. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters mit Schlacke, insbesondere eines Rohrkonverters, für die Veredelung von Metall und nichtmetallischen Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Veredelung entstehende Schlacke oder die bei anderen Prozessen anfallende artähnliche Schlacke auf eine Temperatur von wenigstens 10 K, vorzugsweise wenigstens 20 K, oberhalb ihres Schmelzpunktes abgekühlt wird, zumindest die Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, auf eine Temperatur von wenigstens 20 K, vorzugsweise wenigstens 40 K, unterhalb des Schlackeschmelzpunktes abgekühlt werden und die abgekühlte Schlacke auf diese Bereiche der Ausmauerung des Konverters aufgebracht wird.

2. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Veredelung entstehende Schlacke aus dem Konverter abgegossen und die Schlackenoberfläche mit einem Schutzgas abgedeckt wird.

3. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas Stickstoff, Argon und/oder SF6 verwendet wird.

4. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen derjenigen Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, mittels eines Kühlgases, vorzugsweise eines inerten Kühlgases, wie beispielsweise Stickstoff, erfolgt.

5. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter vor der Zuführung der Schlacke mittels eines Inert- oder Schutzgases, wie beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, inertisiert wird.

6. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Konverter in Wirkverbindung stehenden Lanzen und/oder (Rohr)Stutzen mittels eines Inert- oder Schutzgases, wie beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, vorzugsweise vor dem Beschichten, beaufschlagt werden.

7. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Konverter zugeführte Schlacke durch Drehen und/oder Schaukeln des Konverters auf den zu beschichtenden Bereichen der Ausmauerung verteilt werden.

8. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während und/oder nach der Zuführung der Schlacke in den Konverter zumindest diejenigen Bereiche, auf die die Schlacke aufgetragen wird, mittels eines Inert- oder Schutzgas, wie beispielsweise Stickstoff und/oder Argon, inertisiert und/oder gekühlt werden.

9. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke während und/oder nach dem Auftragen visuell und/oder mittels entsprechender Sensoren, wie beispielsweise einem IR- oder einem Laserstrahl-Sensor, überwacht wird.

10. Verfahren zum Beschichten der Ausmauerung eines Konverters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Anteil der in den Konverter geführten Schlacke, der nicht verwertet ist, abgegossen wird.

11. Beschichtung für die Ausmauerung eines Konverters, insbesondere eines Rohrkonverters, der der Veredelung von Metall und/oder nichtmetallischen Schmelzen dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer der Ausmauerung artähnlichen Schlacke besteht, wobei diese vor dem Beschichtungsvorgang auf eine Temperatur von wenigstens 10 K, vorzugsweise wenigstens 20 K, oberhalb ihres Schmelzpunktes abgekühlt ist, und zumindest die Bereiche der Ausmauerung des Konverters, die beschichtet werden, vor dem Beschichtungsvorgang auf eine Temperatur von wenigstens 20 K, vorzugsweise wenigstens 40 K, unterhalb des Schlackeschmelzpunktes abgekühlt sind.