DE2210731C3

DE2210731C3 - Verfahren zum Schutz feuerfester Wände während des Betriebes

Info

Publication number: DE2210731C3
Application number: DE19722210731
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS; SPRUNCK EMILE MOYEUVRE-GRANDE MOSELLE
Current assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS; SPRUNCK EMILE MOYEUVRE-GRANDE MOSELLE
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-06
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2210731B2; LU64934A1; BE779098A; NL7203872A; DE2210731A1; ES401015A1; JPS5225805B1; AR205514A1; GB1366725A; IT949174B

Description

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t djpr Geschwindigkeit des Vsr-" &&meix werden soll,
es· bereits Verfahren zum Erneu-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz feuerfester Wände während des Betriebes zwecks wesentlichen Verringerns oder Aufhebens der Geschwindigkeit ihres Verschleißes, insbesondere eines Verschleißes durch Hochtemperatur-Korrosion in oxydierendem Milieu bei Industrieöfen oder Konvertern.

Abweichend von den meisten Verbesserungen auf dem Gebiet der feuerfesten Gegenstände hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, nicht in der Hauptsache auf die Eigenschaften des feuerfesten Gegenstandes während seiner Fabrikation einzuwirken, d. h. vor der praktischen Benutzung, sondern einer feuerfesten Wand oder mehreren feuerfesten Wänden, die unter Hitzeeinwirkung in einem Ofen oder Konverter, in einem Hochofen oder einem Schmelztiegel einem Verschleiß ausgesetzt sind, die Möglichkeit zu geben, .wirksam der Korrosion bei Hochtemperatur zu widerstehen; dies gilt insbesondere in oxydierendem Milieu, wobei eine wesentliche Verringerung oder sogar ein ern der feuerfesten Winde, wenn diese im Betrieb verschlissen werden; das Erneuern oder Ausbessern «folgt nach der USA.-Patentschrift 3 35 ί 460 beispielsweise durch Aufspritzen einer feuerfesten Masse, die identisch oder ähnlich wie die feuerfeste !Masse der auszubessernden Wand ist. Dieses Verfahren bringt einen erheblichen Verbtauch an aufzuspritzender Masse ηώ sich und ist deswegen meistens auf Sb EigSeznngaer durch Verschleiß verschwundenen Masse durch neues Material beschränkt, das jedoch häufig weniger gut haltbar als das ursprüngliche feuerfeste Material ist; dennoch wird so die Lebensdauer der Auskleidung des Ofens verlängert.

Der Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein völlig anderer als der Zweck des Aufspritzverfahrens zur Ausbesserung feuerfester Wände. Es geht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor allem darum, wirksam gegen die Hochtemperaturkorrosion der feuerfesten Wände durch Eisenoxide anzugehen, wobei auch eine günstige Wirkung gegen die anderen Korrosionsarten erzielt wird.

Man weiß, daß in den meisten öfen, deren Milieu oxidierend ist, ein besonders kräftiger Korrosionsangriff der feuerfesten Wände durch eine Schlacke oder ein flüssiges Metallbad erfolgt, das Eisenoxid enthält Aus diesem Grunde widerstehen basische Auskleidungen auf der Grundlage von Dolomit oder Magnesiumoxid, gebunden mit Teer oder mit Teer imprägniert, verhältnismäßig gut einem Angriff der Eisenoxide bei hoher Temperatur (Härders Kienow: »Feuerfestkunde«, Springerverlag I960, Seiten 843, 863, 882, 886). Bei diesen Auskleidungen reduziert der Kohlenstoff des Teers die Eisenoxide und widersetzt sich so einem Angriff auf das feuerfeste Material. Wenn jedoch der Schulzstoff tatsächlich der Kohlenstoff aus dem Pech ist, liegt er in dem betreffenden feuerfesten Körper nur in begrenzter Menge vor.

Es ist möglich oder sogar wahrscheinlich, daß ein feuerfester Körper sich im Betrieb entsprechend diesem Verschwinden des Teer-Kohlenstoffs abnutzt oder verschleißt. Das Ideal wäre also, den Teer entsprechend seinem Verschwinden zu ersetzen oder zu erneuern.

Bekannt ist auch bereits (britische Patentschrift 1 219060) ein Verfahren zum Schutz eines Konverters während des Betriebes, bei dem durch ständiges Aufspritzen einer Aufschlämmung von feuerfestem Material von innen der Verschleiß der feuerfesten Wände verringert werden soll. Außerdem ist auch eine Spritzmischung zum Aufspritzen auf die feuerfesten Wände von Industrieöfen bekannt (USA.-Patentschrift 3427369), die teilweise oder ganz aus einer kohlenstoffhaltigen Masse besteht. Dieses Aufspritzverfahren kann jedoch keinen völligen Schutz der feuerfesten Wände während des Betriebes ergeben, da hierbei nur die Teile der Wände eine Spritzauflage erhalten, die nicht von der Metallschmelze bedeckt sind.

Andererseits ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1145 651), zur Steigerung der Haltbarkeit des Teerdolomitfutters eines zum basischen Windfrischverfahren verwendeten Konverters während dessen Liegezeiten im Konverterraum eine den Luftsauerstoff fernhaltende Schutzgasatmosphäre zu schaffen,

„jZweck «»«& reduzierend wirkende Stoffe, t, gemahlener Koks od. dgj. eingebracht wer-—n UP £sbwtz gegen einer» Angriff des irtcii Eisenoxide wajirend des Konver- _,< wi$ damit picht erre'fc&t.
«4 aucji bekannt (Patentschrift Nr, 73 536 des ϊ f& Erfindung- und Patentwesen in Ost-Ber-■—jelfrischdüsen zu verwenden, die in der Mitte fnad um diesen herum einen Kuhlgasmantel , um die Dusennasen gegen Heizkorrosion zu ίο en. Das Ofenfutter wird damit nicht gegen einen Jf durch Eisenoxide gesichert, sondern der Ver-I, der Düsen wird dem des Ofenfutters angeblich ist vS zum Schutz der Düsen- oder Geiche bei der Stahlerzeugung bekannt iteehe Auslegeschrift 1433 398, fre-izösische Paidhnft ί 347iOI4)_? um den Einblaskanal herum durch einen porösen Wandbereich des Bodens ein zweites Fließmittel als Kühlmittel einzuführen, wozu *° Z. B. Wasser, Kohlendioxid oder ein brennbares Gas Vie Wasserstoff dienen kann, während ein Gas, das durch Zersetzung zu Kohlenstoffabscheidungen und damit zu Verstopfungen des porösen Wandbereichs führt, tunlichst zu vermeiden ist (französische Patentschrift 1347014).

Ganz unabhängig davon, ob der feuerfeste Körper anfangs Kohlenstoff enthalt oder nicht, besteh» der Zweck der vorliegenden Erfindung darin, möglichst ständig den schützenden Kohlenstoff nicht nur eines Teils, sondern der gesamten feuerfesten Wand, die dem Verschleiß ausgesetzt ist, zu erneuern.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Schutz feuerfester Wände während des Betriebes zwecks wesentlichen Verringerns oder Aufhebens der Geschwindigkeit ihres Verschleißes, insbesondere eines Verschleißes durch Hochtemperatur-Korrosion in oxydierendem Milieu bei Industrieöfen oder Konvertern, durch ein ständiges oder periodisch wiederholtes Aufbringen von kohlenstoffhaltigem Material auf die Wände mittels Einführens einer den Kohlenstoff mitbringenden fließfähigen oder pastösen Masse, mit dem Kennzeichen, daß das Einbringen der den Kohlenstoff mitbringenden Masse unter Überdruck durch die Dicke der zu schützenden Wand hindurch mit Hilfe von einfach gespeisten Düsen erfolgt, die an besonderen Stellen an der Oberfläche der zu schützenden Wand münden.

Nach einer Ausführungsart der Erfindung ist die Masse, welche den Kohlenstoff mitbringt, eine Flüssigkeit oder eine Paste, die durch Einmischen von Kohlenstoff oder Kohlepartikel in eine Flüssigkeit Oder eine Paste erhalten wird und die auch Kohlenwasserstoffe enthalten kann.

Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung enthält die flüssige oder pastöse Masse Kohlenwasserstoffe, die beim Einführen in den Industrieofen durch ; Cracker! oder Pyrolyse Kohlenstoff bilden, der die feuerfesten Wände schützt.

NaCh einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die den Kohlenstoff mitbringende Masse Heizöl.

Nach noch einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist die den Kohlenstoff mitbringende Masse Teer, vorzugsweise vorerwärmter Teeri

Insbesondere ist es bei Anwendung der Erfindung zweckmäßig, daß die den Kohlenstoff mitbringende Substanz schwere Kohlenwasserstoffmoleküle enthält, deren Molmasse größer als 72 g ist, und daß sie außerdem vorzugsweise schwere Kohlenwasserstoffrauleküle enthält, deren Molmasse saßer als 212 g ist. *-

Es kann eine Vorab-Anwendung der den Kohlenstoff mitbringenden Masse bei kalter «feuerfeste* Wand vorgenommen werden, während die erfindungswesentlichen Anwendungen bei hoher Betriebstemperatur erfolgen.

Man kann jedoch auch sämtliche Anwendungen der den Kohlenstoff mitbringenden Masse bei hoher Betriebstemperatur vornehmen, entweder nur während <tes metallurgischen Arbeitsvorganges oder auch in ständiger, stetiger Weise.

Die einfach gespeisten Formen oder Düsen zum Einbringen der den Kohlenstoff mitbringenden Masse unter Oberdruck durch die zu schützende Wand hindurch münden zweckmäßig an bestimmten Stellen an der Oberfläche der zu schützenden Wand unterhalb und oberhalb des Metallbadspiegels bzw. auch genau auf diesem Niveau.

Selbstverständlich können die feuerfesten Gegenstände oder Wände mit einem Fluid oder einer Paste oder mit Partikeln, die Kohlenstoff enthalten oder Kohlenstoff mitbringen, imprägniert sein, und zwar während ihrer Herstellung nach hierfür bekannten Methoden, bevor diese Gegenstände in den Ofen oder den Konverter eingebracht werden, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt.

Wie man leicht versteht, ist der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin zu sehen, daß der schützende Kohlenstoff an den gesamten der Abnutzung oder dem Verschleiß unterworfenen feuerfesten Wandflächen entweder während der metallurgischen Behandlung oder in einer stetigen Weise erneuert wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die dem Verschleiß am stärksten ausgesetzten Wandflächen entweder in demjenigen Augenblick, in dem der Korrosionsangriff erfolgt, oder mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung schützen kann und daß es möglich ist, das Aufbringen von Kohlenstoff der Stärke der Korrosion anzupassen.

Noch eir. weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es möglich wird, wegen erheblichen Verzögerns des Verschleißes der feuerfesten Wände eine Verringerung der Dicke dieser Wände in neuem Zustand vorzusehen, was einerseits einen verringerten Verbrauch an feuerfestem Material und andererseits eine Vergrößerung des ausnutzbaren Innenraumes des Ofens oder Konverters mit sich bringt, der für das Metallbad, die Schlacke, die Gase oder Heizgase, die Bewegungen des Bades usw. ausgenutzt werden kann. So kann man in einen Stahlkonverter von i8 Tonnen ursprünglichem Fassungsvermögen 30 t Material einbringen, wenn bei ihm die vorliegende Erfindung angewendet und die Dicke des Futters entsprechend herabgesetzt wird.

Zur Verbesserung des Verständnisses der Erfindung wird nunmehr ein den umfang Her Erfindung in keiner Weise einschränkendes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei es sich um den Schutz der feuerfesten Auskleidung eines Stahlkonverters, der von unten nach oben mit reinem Sauerstoff durchgeblasen wird, gegen Verschleiß handelt.

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Zusätzlich zu den bekannten, über den Boden des zurückgeschwenkt ist und das Metallbad 17, über dem Konverters'verteilten'Löchern oder Düsen für das die Schlacke 18 steht, Sich in dem »Bauch« 19 des Einführen'des zum Frischen hotwendigen Sauerstoffs Konverters befindet.

sowie'eines Schutzmittels'gegen'den Verschleiß der In der Fig. 1 sind die Düsen6 bis 9 und 12 bis

Bodenäuskleidung ordnet man in der Auskleidung des s 15 horizontal in der Blasstellung des Konverters dar- Konverters, beispielsweise auf zwei unterschiedlichen gestellt. Es ist durchaus nicht' ausgeschlossen, daß man Höhenlagen; zwei Satze vori je vier Blasdüsen an, die die Düsen auch schräg in der Auskleidung anordnet,

jeweils ein Rohr enthalten und unter Überdruck einen damit sie in Richtung auf besonders durch Verschleiß

Stoff für den Schutz der Auskleidung einführen, der gefährdete Zonen weisen, je nachdem, wie dies erfor- Kohlenwasserstoffe enthält. io derlirti scheint.

Die Fig. 1 stellt einen vertikalen Schnitt durch ei- Man kann auch eine dritte Reihe von Düsen zum nen Konverter in seiner Blasstellung dar, bei dem eine Schutz der Auskleidung oberhalb des Tragringes 11 erfindungsgemäße Anwendung oder Einbringung des anordnen, d. h. weit oberhalb des Niveaus des Metall-Stoffes zum Schutz der Auskleidung erfolgt. bades und der Schlacke, wenn man in diesem Höhen-

Die Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt längs ¹Si bereich eine Neigung zu unzulässig hohem Verschleiß

der Linie A-Ä in Fig. 1 durch den gleichen Konver- beobachtet, oder auch wenn man jeden Verschleiß

ter, ebenfalls in der Blasstellung, auf der Höhe einer vermeiden will oder schließlich, wenn man die zu

Reihe von Düsen, welche das Schutzmaterial einbrin- schützende Wand durch einen kohlenstoffhaltigen

gen. Überzug oder Niederschlag verstärken oder ausbes-

Der Konverter 1 mit seiner feuerfesten Ausklei- ao sern will.

dung 2 und einem Boden 3 mit einer Abdichtung 4 Man kann auch einfach mit Heizöl gespeiste Düsen

hat zunächst in dem Boden 3 Blasdüsen 5, die Sauer- im Boden des Konverters zwischen den Blasdüsen für

stoff von unten nach oben einblasen. das Einblasen von reinem Sauerstoff einbauen und

In dem Konverter führt nun die Erfindung dazu, derart anordnen, daß der Verschleiß der Bodenausdaß man beispielsweise zwei Reihen von einfach ge- a;> kleidung wesentlich verlangsamt oder nahezu vollspeisten Düsen vorsieht, die durch die Auskleidung ständig unterbunden wird. Heizöl unter Überdruck einspritzen. Wenn in gewissen Zonen der Auskleidung nicht nur

Jede Reihe umfaßt vier solche Düsen. ein Verlangsamen des Verschleißes erwünscht ist, Die (in der Blasstellung des Konverters) untere sondern auch ein Erneuern der Auskleidung erzielt

oder unterste Reihe ist etwas oberhalb des oberen Ni- 30 werden soll, kann man entweder den Durchsatz an

veaus des Bodens in dessen neuem Zustand angeord- Schutzmaterial erhöhen oder ein wesentlich schwere-

net, und ihre vier Düsen 6,7,8 und 9 spritzen infolge- res Schutzmatertal verwenden, ohne den Durchsatz

dessen das Heizöl erheblich unterhalb des statischen zu steigern, oder man kann auch diese beiden Fakto-

Niveaus 10 des Metallbades innerhalb des Konverters ren gleichzeitig kombinieren,

ein. 35 Das vorhergehende Beispiel bezieht sich auf einen

Die höhere oder oberste Reihe der Düsen ist unter- Stahlkonverter, in dem reiner Sauerstoff von unten

halb des Tragringes 11 des Konverters angeordnet, nach oben durchgcblasen wird. Die Erfindung ist je-

und ihre vier Düsen 12, 13, 14 und 15 bringen das doch natürlich auch bei Konvertern mit Einblaslanzen

Heizöl ungefähr auf der Höhe des statischen Niveaus oder Aufblaslanzen für reinen Sauerstoff anwendbar

16 der Schlacke (in der Blasstellung) ein. 40 sowie bei sämtlichen Stahlöfen und ganz allgemein bei

Die Düsen 13 und 14 sind nicht dargestellt. Sie neh- jedem Frisch- oder Raffinierbehälter fur Eisen- und

men in der Reihe der oberen Düsen die gleiche Lage Nichteisenmetalle.

wie die Düsen 7 und 8 der unteren Reihe ein, die in Man kann auch Blasdüsen mit getrennter Doppel-

F i g. 2 zu sehen ist. oder Mehrfachspeisung benutzen, die an sich bekannt Nun führen diese beiden Reihen von Düsen erfin- 15 sind, um reinen Sauerstoff einzublasen, und die wegen

dungsgemäß das Schutzmaterial ein, das wirksam in des gleichzeitigen Einfahrens eines Schutzmittels am

derjenigen Zone der Auskleidung schützt, die ohne Umfang mit kleinem Durchsatz im Betrieb eine ver-

die Erfindung am meisten dem Verschleiß durch Hit- hältnismäßig geringe Abnutzung zeigen. Bei solchen

zekorrosion in oxydierendem Milieu unterworfen sein Dösen wird die Erfindung ausgenutzt, indem man in

würde. 50 dem Umfangsströmuagskreis ein Kohlenstoff mh-

Aus der Fig. 2 erkennt man, daß die vier Düsen bringendes Strömungsmedium einführt und dessen

jeder Reihe mn einen Umfangswinkelschritt von 60° Durchsatz erheblich steigert, damit der Schutz sich

gegeneinander versetzt sind, keine dieser Düsen be- über erne große feuerfeste Matariatzone in der Umge-

findet sich unter dem Bauspiegel, v?ei5ü der Konverter bung der Düse erstreck*

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schutz feuerfester Wände währeaid des Betriebes zwecks wesentücheoVerringeras oder Aufhebens der Geschwindigkeit ihres Verschleißes, insbesondere eines Verschleißes durch Hochtemperatur-Korrosion in oxydierendem Milieu bei Industrieöfen oder Konvertern, durch ein ständiges oder periodisch wiederholtes » Aufbringen von kohlenstofflialtigem Mate/ial auf die Wände mittels ©rfühjemeiner de» Kohlea- .-stoff mitbringenden fließfähigen oder pastösen Masse, dadurch gekennzeichnet, daß das fönbringen der den Kohlenstoff mitbringenden Masse unter Überdruck durch die Dicke der zu schützenden Wand hindurch nut Hilfe von einfach gespeisten Düsen erfolgt, die an besonderen Stellen an der Oberfläche der zu schützenden Wand münden. ao

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kohlenstoff mitbringende fließfähige oder pastöse Masss Kohlenwasserstoffe enthält, die bei ihrem Einbringen in den Industrieofen durch Cracken oder thermische Zersetzung Kohlenstoff bilden, der die feuerfesten Wände schützt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffe enthaltende Masse mit Kohlenstoff- oder Kohleteilchen gemischt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kohlenwasserstoffe enthaltende Masse Heizöl ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kohlenwasserstoffe enthaltende Masse Teer ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei Wänden, Auskleidungen oder Futtern anwendet, deren feuerfeste Teile vor ihrem Einbau in einen Ofen oder Konverter mit einer Kohlenstoff mitbringenden Masse imprägniert wurden.