DE2819416C2

DE2819416C2 - Refractory lining of a shaft furnace, in particular a blast furnace

Info

Publication number: DE2819416C2
Application number: DE19782819416
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr.-Ing. 8901 Neusäß Bongers; Hans Dipl.-Ing. 8901 Meitingen Ernst
Original assignee: Sigri Elektrographit 8901 Meitingen De GmbH; Sigri Elektrographit 8901 Meitingen GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1984-04-05
Also published as: FR2425044B1; DE2819416A1; GB2020405B; NL7901513A; GB2020405A; FR2425044A1

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Zustellung für einen Schachtofen, insbesondere für einen Hochofen zur Erzeugung von Roheisen, mit einer mehrere Schichten aus Kohlenstoffsteinen und eine oder mehrere oberhalb der Kohlenstoffsteinschichten angeordneten Schichten aus keramischen Steinen enthaltende Boden- oder Herdzustellung und einer aus kreisringförmigen Schichten aus Kohlenstoffsteinen bestehenden Schachtzustellung, bei welcher die Schachtzustellung unmittelbar an der Bodenzustellung anliegt.The invention relates to a refractory lining for a shaft furnace, in particular for a blast furnace for the production of pig iron, with one several layers of carbon stones and one or containing a plurality of layers of ceramic stones arranged above the carbon stone layers Floor or hearth lining and one made of circular layers of carbon stones existing manhole infeed, in which the manhole infeed directly on the floor infeed is applied.

Die feuerfeste Zustellung eines Schachtofens besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, der den Ofen nach unten abschließenden Boden- oder Herdzustellung und einer kreisringförmigen Zustellung des Schachts, die beispielsweise in Hochöfen noch in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Beim Anheizen derartiger öfen erhöht sich die Temperatur der Zustellung und erreicht beispielsweise in Hochöfen örtlich Maximalwerte bis etwa 1400⁰C. Durch den Temperaturanstieg und die Temperaturdifferenzen zwischen örtlich verschiedenen Teilen der Zustellung entstehen mechanische Spannungen, durch welche die feuerfesten Steine und der die Zustellung umschließende Ofenpanzer geschädigt werden können. Es ist für den Bereich der Schachtzustellung bekannt, die thermisch -nduzierten Spannungen durch im kalten Zustand freie Dehnungsfugen zu vermindern, wobei die Fugen sich bei höherer Temperatur wi vollständig schließen sollen. Da diese Bedingungen in der Praxis nicht mit Sicherheit erfüllt werden können, sind andere Mittel zur Begrenzung der mechanischen Spannungen in der Zustellung vorgeschlagen worden, so sind durch die US-Patentschriften 35 28 647 und tn 38 87 173 Zustellungen bekannt, die im Schachtbereich •jeweils zwischen Lagen aus feuerfesten Steinen komrjressible Schichten aus keramischen Fasern enthalten. Durch die DE-AS 22 21 639 ist es ebenfalls für die Schachtzustellung bekannt, zwischen die feuerfesten Steine der Zustellung bei erhöhter Temperatur erweichende Platten einzulegen. Ein geeignetes kompressibles Material für diesen Zweck ist nach der DE-OS 22 40 886 Graphitlaminat, das in Form von Platten zwischen die feuerfesten Steine eingelegt wird.The refractory lining of a shaft furnace consists essentially of two parts, the bottom or hearth lining that closes the furnace at the bottom and an annular lining of the shaft, which is divided into several sections, for example in blast furnaces. When heating up such furnaces, the temperature of the lining increases and in blast furnaces, for example, it reaches maximum values of up to around 1400 ^° C. The temperature rise and the temperature differences between different parts of the lining create mechanical stresses, which cause the refractory bricks and the furnace shell surrounding the lining can be harmed. In the field of manhole lining, it is known to reduce the thermally induced stresses by means of expansion joints that are free in the cold state, with the joints closing completely at higher temperatures. Since these conditions cannot be met with certainty in practice, other means of limiting the mechanical stresses in the infeed have been proposed contain compressible layers of ceramic fibers between layers of refractory bricks. From DE-AS 22 21 639 it is also known for the shaft lining to insert plates that soften at elevated temperature between the refractory bricks of the lining. A suitable compressible material for this purpose is according to DE-OS 22 40 886 graphite laminate, which is inserted in the form of plates between the refractory bricks.

Die gleichen Probleme betreffen die Boden- oder Herdzustellung, auf der sich die Schachtzustellung im allgemeinen abstützt Die Bodenzustellung besteht in der Regel aus mehreren Schichten aus Kohlenstoffsteinen, wobei unter Kohlenstoffsteinen ebenfalls Graphitsteine und kohlenstoffgebundene Graphitsteine oder Halbgraphitsteine verstanden werden. Nach einer anderen bekannten Ausführungsform enthält die Zustellung noch Schichten aus einem keramischen Material, wie Schamotte- oder Mullitblöcke, die oberhalb der Kohienstoffschichten angeordnet sind.The same problems affect the floor or hearth feed on which the shaft feed is located general supports The floor lining usually consists of several layers of carbon stones, with carbon stones also graphite stones and carbon-bonded graphite stones or Semi-graphite stones are understood. According to another known embodiment, the delivery includes layers of a ceramic material such as chamotte or mullite blocks above the Kohienstoffschichten are arranged.

In diesen verschiedenartige Materialien enthaltenden Zustellungen entstehen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff- und Keramiksteinen beim Anheizen des Ofens beträchtliche mechanische Spannungen, besonders wenn die anliegende Schachtzustellung sich zu einem Teil auf den Keramiksteinen abstützt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die für die Standzeit üer Zustellung schädlichen Spannungsspitzen in diesem Bereich zu vermindern.In these different materials containing linings arise because of the different The coefficient of expansion of carbon and ceramic stones when heating the furnace is considerable mechanical tensions, especially if the adjacent manhole lining is partly due to the Supports ceramic stones. The invention is therefore based on the object that for the service life üer delivery to reduce harmful voltage peaks in this area.

Die Aufgabe wird mit einer feuerfesten Zustellung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Randzone der Bodenzustellung unterhalb der kreisringförmigen Schachtzustellung zwischen den Kohlenstoff- und den Keramikschichten plattenförmige Schichten aus einem beim Erhitzen der Zustellung erweichenden oder kompressiblen Material eingelegt sind.The object is achieved with a refractory lining of the type mentioned in that in the Edge zone of the floor lining below the annular shaft lining between the carbon and the ceramic layers are made of plate-shaped layers made of a material that softens when the lining is heated or compressible material are inserted.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten die zwischen die Kohlenstoff- und Keramikschichten eingelegten plattenförmigen Schichten ein kohlenstoffhaltiges Bindemittel; nach einer anderen Ausführungsform bestehen die Schichten aus Graphitlaminat mit einer Rohdichte von 0,5—1,5 g/cm³ und einem linearen Kompressibilitätskoeffizienten von 4 · 10—' bis 2-10-^Jcm²/N. Die plattenförmigen Schichten sind zweckmäßig in Anzahl und Stärke so auszulegen, daß der Gesamtbetrag der thermischen Dehnung der aus Kohlenstoff- und Keramikschichten bestehenden Bodenzustellung nicht größer ist als die Dehnung einer ausschließlich Kohlenstoff enthaltenden Zustellung. Das günstigste Verhältnis der Schichtstärken, das bevorzugt 0,1 — 1,0 zu 100 beträgt, kann aus den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Kohlenstoff- und Graphitsteine und der Ofentemperatur in bekannter Weise errechnet werden.According to a preferred embodiment of the invention, the plate-shaped layers inserted between the carbon and ceramic layers contain a carbon-containing binder; According to another embodiment, the layers consist of graphite laminate with a bulk density of 0.5-1.5 g / cm ³ and a linear compressibility coefficient of 4 · 10-1 to 2-10 ^J cm ² / N. The plate-shaped layers are expediently designed in terms of number and thickness so that the total amount of thermal expansion of the floor lining consisting of carbon and ceramic layers is not greater than the expansion of a lining exclusively containing carbon. The best ratio of the layer thicknesses, which is preferably 0.1-1.0 to 100, can be calculated in a known manner from the thermal expansion coefficients of the carbon and graphite bricks used and the furnace temperature.

Kohlenstoffhaltige Zwischenschichten sind gegenüber Schichten aus keramischen Faserstoffen insoweit vorteilhaft, als besonders günstige Werte für die Wärmeleitfähigkeit und den Wärmeübergangskoeffizienten erreicht werden und die Korrosionsfestigkeit der Schichten sehr günstig ist.Carbon-containing intermediate layers are in comparison to layers made of ceramic fiber materials advantageous as particularly favorable values for the thermal conductivity and the heat transfer coefficient can be achieved and the corrosion resistance of the layers is very favorable.

Die Erfindung wird im folgenden durch Beispiele und eine Zeichnung erläutert.The invention is illustrated below by means of examples and a drawing.

In der Zeichnung sind I Kohlenstoffsteine. 2 Mullitsteine und 3 plattenförmige. die thermische Dehnung der Schichten 1 und 2 wenigstens teilweise aufnehmende Schichten. Die erste, zweite und dritte Schicht von unten sind Teil der Bodenzustellung eines Schachtofens, bei welcher sich die vollständig aus Kohlenstoff bestehende erste und zweite Schicht überIn the drawing, I are carbon stones. 2 mullite stones and 3 plate-shaped ones. the thermal Stretching of layers 1 and 2 at least partially absorbing layers. The first, second and third Layer from below are part of the floor lining of a shaft furnace, in which the completely Carbon existing first and second layers over

den Querschnitt des Schachtofens erstreckt und die dritte Schicht Kchlenstoffsteine und Mullitsteine enthält. Die anliegenden kreisringförmigen Schichten sind Teil der Schachtzusteüung, die über die Mullitsteine übergreift. Die verschiedene thermische Dehnung der Kohlenstoffsteine 1 und der Mullitsteine 2 in lotrechter und tangentialer Richtung wird durch die plattenförmigen Schichten 3 ausgeglichen.extends the cross-section of the shaft furnace and the third layer contains carbon and mullite stones. The adjacent circular layers are part of the shaft structure that extends over the mullite stones overlaps. The different thermal expansion of the carbon stones 1 and the mullite stones 2 in perpendicular and the tangential direction is compensated for by the plate-shaped layers 3.

Die Schichten 3 bestehen beispielsweise aus einer Stampfmasse, die im grünen Zustand etwa 35 Gew.-Tei-Ie Graphilpulver, 35 Gew.-Teile Petrolkokspulver und 30Gew.-Teile Steinkohlenteerpech enthält, wobei die maximale Korngröße des Gemisches nicht mehr als ein Fünftel der Schichtstärke betragen soll. Das Steinkohlenteerpech erweicht beim Anheizen des Ofens und die Schichten werden verformt, wobei eine Verdichtung erfolgt. Bei Temperaturen von oberhalb etwa 500⁰C setzt die von der Koksherstellung bekannte Schrumpfung der Schichten ein.The layers 3 consist, for example, of a rammed earth which, when green, contains about 35 parts by weight of graphile powder, 35 parts by weight of petroleum coke powder and 30 parts by weight of coal tar pitch, the maximum grain size of the mixture not being more than a fifth of the layer thickness should be. The coal tar pitch softens when the furnace is heated up and the layers are deformed, with compaction taking place. At temperatures above about 500 ^° C., the shrinkage of the layers known from coke production begins.

Zur Herstellung von aus Graphitlaminat-Platte." best;henden Schichten wird aus Graphiteinlagerungsv- bindungen gewonnener wurmförmig expandierter ν phit in Gesenkpressen oder Walzenstühlen verdichtet. Mit steigendem Verdichtungsdruck nimmt dabei die Rohdichte der laminatartig strukturierten Platten zu. wobei besonders Platten mit Rohdichten von 0,5—1,5 g/cm³ geeignet sind. Der lineare Kompressibilitätskoeffizient, der ein Maß für die Änderung der Plattenstärke mit steigender Last ist, nimmt mit der Rohdichte ab und zwar von etwa 4 · 10-' cm²/N bei einer Dichte von 0.5 g/cm³ auf 2-10"³cm-7N bei Plat'en mit einer Rohdichte von 1,5 g/cm³. Bei einer Drucksteigerung um etwa 50 bar nimmt bei diesen Platten die Stärke um etwa 50% ab.For the production of layers consisting of graphite laminate board. "Existing layers of graphite embedded compounds are compressed in the shape of a worm-shaped expanded ν phite in die presses or roller mills. With increasing compaction pressure, the density of the laminate-like structured boards increases. 5-1.5 g / cm ^3. The linear compressibility coefficient, which is a measure of the change in the plate thickness with increasing load, decreases with the bulk density, namely from about 4 · 10- 'cm ² / N at one density from 0.5 g / cm ³ to 2-10 " ³ cm-7N for plates with a bulk density of 1.5 g / cm ³ . With a pressure increase of around 50 bar, the thickness of these plates decreases by around 50%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Refractory lining of a shaft furnace, in particular a blast furnace for the production of Pig iron, with a multiple layers of carbon stones and one or more above the Carbon stone layers arranged layers of ceramic stones containing soil or Hearth feed and one consisting of circular layers of carbon stones Shaft infeed, in which the shaft infeed is directly adjacent to the floor infeed, characterized in that in the edge zone of the bottom infeed below the annular shaft infeed between the Carbon and the ceramic layers plate-shaped Layers (3) made of a material that softens or compresses when the lining is heated are inserted.

2. Refractory lining according to claim 1, characterized in that the plate-shaped layers (3) contain a carbonaceous binder.

3. Refractory lining according to claim 1, characterized in that the plate-shaped layers (3) made of graphite laminate with a bulk density of 0.5-1.5 g / cm ³ and a linear compressibility coefficient of 4 ■ 10- '- 2 · 10- ³ cm ² / N.