DE2240886A1

DE2240886A1 - Verfahren zur verlaengerung der standzeit eines hochofenschachts

Info

Publication number: DE2240886A1
Application number: DE19722240886
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dr Rer Nat Engelmann; Erhard Dr Rer Nat Wege
Original assignee: Sigri GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1972-08-19
Filing date: 1972-08-19
Publication date: 1974-02-28
Also published as: GB1389367A; JPS4958005A; FR2196391A1; FR2196391B1

Description

SIGRI ELEKTROGRAPHTT GMBH ■ Meitingen bei

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Verfahren zur Verlängerung der Standzeit eines HochοfenSchachts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verlängerung der Standzeit einer aus Kohlenstoffsteinen, kohlenstoff gebundenen Graphitsteinen, Graphitsteinen und/oder Siliciumcarbidsteinen bestehenden feuerfesten Zustellung eines Hochofenschachts ο

Die feuerfeste. Zustellung von Hochöfen ist mannigfaltigen schädigenden chemischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, wobei der Verschleiß der Zustellung insbesondere dirch Lösen in der Eisenschmelze, Oxidation, Reaktionen mit dampfförmigen Alkalien und¹ mechanischem Abrieb bewirkt wird» Zur Verminderung des Verschleißes und zur Verlängerung der Standzeit sind verschiedene Maßnahmen bekanntgeworden j die eine Kühlung der Zustellung unterhalb einer kritischen Temperatur sowie die Verwendung von korrosionsbeständigeren Steinalten vorsehen» Insbesondere durch kohlenstoffgebundene Graphitsteine, Graphitsteine und/oder Siliciumcarbidsteine, die eine größere Korrosionsbeständigkeit und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Schamottesteine aufweisen, ist "in Verbindung mit einer den Wärmeübergang zwischen den Steinlagen und dem Ofenpanzer verbessernden Stampf- oder Gußmasse sowie einer inten- · siven Kühlung des Ofenpanzers die Standzeit der Zustellung von Gestell, Rast, Köhlensack und -des*

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unteren Schachtbereichs beträchtlich verlängert worden.

Beim Anblasen eines Hochofens entstehen in der Zustellung örtlich .Temperatüren bis zu 1400°C. Da eine freie Ausdehnung der einzelnen Steine wegen · der in der Zustellung verankerten Blasformen, Kühlkästen und. dergleichen nicht möglich ist, entstehen beträchtliche Spannungen, die insbesondere in Hochöfen mit größeren Abmessungen die Größenordnung der Bruchfestigkeit der Steine erreichen können, wodurch nicht nur der mechanische Verschleiß sondern auch der chemische Angriff gefördert wird.- Zur Kompensation der thermischen Dehnung im Bereich des mit Schamottesteinen zugestellten Schachts ist es bekannt, zwischen den einzelnen Steinen komprimierbare oder erweichende Asbestplatten anzuordnen. Derartige Platten sind jedoch für eine Verwendung in Gestell, Rast und Kohlensack nicht geeignet, da das silikatische Material die Verschlackung von Kohlenstoff- bzw. Graphitsteinen fördert, verhältnismäßig schnell in der Eisenschmelze gelöst wird und zudem eine sehr kleine Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die thermische Expansion des kohlenstoffhaltigen Teils der feuerfesten Zustellung eines Hochofenschachts zu vermeiden oder die induzierten mechanischen Spannungen wenigstens auf eine für die Standzeit des Schachts unschädliche Größe zu reduzieren, ohne dabei die sonstigen Eigenschaften der kohlenstoffhaltigen Zustellung, wie Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu beeinträchtigen.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Zustellen des Schachts aus Graphitlaminat be~

3 stehende', eine Rohdichte von 0,5 bis 1,5 g/cm und einen linearen Kompressibilitatskoeffxzienten von

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4 χ 10 bis 2 χ 10 cm /kp aufweisende Platten . wenigstens in einige der Fugen zwischen je zwei Steinen eingelegt werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Ausdehnung der einzelnen kohlenstoffhaltigen Steine einer Schachtofenzustellung durch das Einlegen von leichtkomprimierbaren Plätten aus Graphitlaminat zwischen je zwei Steinen vollständig aufgefangenwerden kann, wodurch nicht nur die Zustellung sondern auch die in der Zustellung verankerten Einbauten spannungsmäßig entlastet werden» Die laminatförmigen Platten sind mit den kohlenstoffhaltigen Steinen kompatibel und weisen die gleiche gute Korrosionsbeständigkeit wie Graphit auf.

Zur Herstellung von Platten aus Graphitlaminat ist es bekannt, durch Zusetzen von aus Graphiteinlagerungsverbindungen gewonnenen wurmförmig expandierten Graphit in Gesenkpressen oder auf Walzenstühlen zu verdichten« Mit steigendem Verdichtungsdruck nimmt die Rohdichte der laminatartig strukturierten Platten zu, wobei für das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere Platten mit

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Rohdichten von 0^5 bis 15 g/cm geeignet sind. Platten mit kleineren oder größeren Rohdichten eignen sich wegen der zu großen bzw. zu kleinen Verformung unter Last weniger gut. Der lineare Kompressibilitätskoeffizient, der ein Maß für die Änderung der Plattenstärke mit steigender Last-ist, nimmt mit der Roh-

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dichte ab und zwar von etwa 4 ° 10 cm /kp bei

ο _a 2 - ' einer Dichte von 0,5· g/cm auf 2-10 cm/kp bei

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Platten mit einer Dichte von 1,5 cf/cm . Die Wärmeleitfähigkeit beträgt je nach Verdichtungsgrad in der Plattenebene 50 bis 350 kcal/mhgrd.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden zum Auslegen der Fugen Platten aus Graphitlaminat mit einer Stärke von 0,1 bis 1,0 % bezogen auf die"sich senkrecht zur Plattenebene erstreckende Höhe der Steine verwendet.

Bei Kenntnis des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und des Elastizitätsmoduls der für dLe Zustellung verwendeten Steine sowie der zu erwartenden maximalen Temperaturänderung kann der Fachmann leicht Stärke und Ausgangsdichte der Platten errechnen, die im gesamten Temperaturbereich die Einstellung von schädlichen Spannungen ausschließen. Die Platten aus Graphitlaminat werden unter diesen Bedingungen in dem Maße zusammengedrückt, in dem sich die Steine ausdehnen.

Nach einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fugen in dem heißeren schachtseitigen Teil der Zustellung mit dickeren Platten aus Graphitlaminat ausgelegt als die Fugen im kühleren schachtabgewandten Teil. Diese Maßnahme, die in Zustellungen mit größeren Temperaturgradienten einen Spannungsausgleich bewirkt, ist besonders für Schachtzustellungen aus mehreren Steinlagen vorteilhaft. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn zum Auslegen der Fugen Platten gleicher Stärke aber verschiedener Rohdichte verwendet werden. Die Fugen

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im schachtseitigen Teil der Zustellung werden dabei mit Platten ausgelegt, die eine kleinere Rohdichte aufweisen als die Platten im schachtabgewandten Teil der Zustellung, -Eine entsprechende Differenzierung nach Plattenstärke und/oder Rohdichte kann ebenfalls zur Anpassung an das' Temperaturprofil der Zustellung in vertikaler Richtung vorgenommen werden, -

Ist der Raum zwischen der Zustellung und dem Ofenpanzer mit einer leicht komprimierbaren Masse gefüllt, die zur Verbesserung des -Wärmeübergangs unter einer gewissen Spannung stehen muß, so ist es nach der ■ Erfindung vorteilhaft, ausschließlich die im wesent-. liehen horizontal und radial verlaufenden Eugen mit Platten aus Graphitlaminat auszulegen. Die Dehnung der Steine in radialer Richtung wird dabei von der zwischen Zustellung und Ofenpanzer angeordneten kompressiblen Schicht aufgenommen.

Das' erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand von Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

In Fig« 1 ist die Verdichtungsfunktion eines für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Graphitlaminats

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mit einer Ausgangsdichte von 0,5 g/cm dargestellt. Pig_o 2 zeigt einen Teillängsschnitt eines erfindungsgemäß zugestellten Hochofenschachts,

Als Beispiel für die Abnahme der Stärke einer Platte aus Graphitlaminat als Funktion des Drucks ist in Fig, 1 die relative Änderung der Höhe einer Platte mit der Ausgangsdichte 0,5 g/cm dargestellt. Die

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Reduktion auf die halbe Höhe erfordert etwa einen

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. Druck von 60 kp/cm ", entsprechend einer Erwärmung

der angrenzenden Kohlenstoff- oder Graphitsteine . um etwa 500 bis 600⁰C„

In Fig. 2 ist 1 der Stahlmantel und 2 die Bodenplatte eines Hochofens. Auf der Bodenplatte 2 sind eine "Schicht aus Graphitsteinen 3 und darüber eine aus Kohlenstoffsteinen 4 bestehende Schicht angeordnet. Die Gestellwand ist mit KQhlenstoffsteinen 5 zugestellt, die Rast mit kohlenstoffgebundenen Graphitsteinen 6. 7 ist eine mit dem Stahlmantel verbundene Blasform. In die horizontal verlaufenden Fugen zwischen den Steinen 5 und 6 sind Platten aus Graphitlaminat 8 mit einer Roh-

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dichte von ca. 0,6 g/cm eingelegt. Die Stärke der Platten 8 im unbelasteten Zustand beträgt 0,5 cm, beim Betrieb des Hochofens werden sie je nach der Wandtemperatur auf 0,2 bis 0,3 cm zusammengedrückt α

5 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Ι» Verfahren zur Verlängerung der Standzeit einer aus Kohlenstoffsteinen, kohlenstoffgebundenen Graphitsteinen, Graphitsteinen und/oder Siliciumcarbidsteinen bestehenden feuerfesten Zustellung eines Hochofenschachts,.dadurch gekennzeichnet , daß beim Zustellen des Schachts aus Graphitlaminat bestehende, eine Rohdichte von

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0,5 bis 1,5 g/cm und einen linearen Kompressibili-

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tätskoeffiziente'n von 4 χ 10' bis 2x10 cm /kp aufweisende^ Platten wenigstens in -einige der Fugen zwischen je zwei Steinen eingelegt werden,,
2.· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Auslegen der Fugen Platten' aus Graphitlaminat mit einer Stärke von 0,1 bis Ι,Οίόbezogen auf die sich senkrecht zur Plattenebene erstreckende Höhe-der Steine verwendet werden. · ·
ο Verfahren nach Anspruch 1 und 2,· dadurch gekennzeichnet , daß die Fugen in dem schachtseitigen Teil der Zustellung mit dickeren Platten aus- Graphitlaminat ausgelegt werden, als die Fugen in dem schachtabgewandten Teil der Zustellung»
4« Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e .kennzeichnet , daß zum Auslegen der Fugen im schacht seitigen Teil der Zustellung Platten mit kleinerer Rohdichte verwendet werden, als im schachtabgewandten Teil der Zustellung.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3-, dadurch gekennzeichnet ,. daß ausschließlich wenigstens, ein Teil der horizontal und radial verlaufenden Fugen mit Platten aus Graphitlaminat ausgelegt werden.

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