DE2949998A1 - METHOD FOR PRODUCING A MODULE UNIT FOR THE WALL OF A METALLURGICAL FURNACE - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING A MODULE UNIT FOR THE WALL OF A METALLURGICAL FURNACE

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DE2949998A1
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cooling
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Masayosi Nagahara
Teruyuki Nishitani
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Description

Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand einesMethod of manufacturing a building block unit for the wall of a

metallurgischen Ofensmetallurgical furnace

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens.The invention relates to a method for producing a building block unit for the wall of a metallurgical furnace.

Bei metallurgischen Öfen wie denjenigen, die zum Schmelzen von Eisen oder zum Raffinieren von geschmolzenem Metall verwendet werden, sind die Innenwände mit einer Schicht aus feuer- oder hitzefestem Material ausgekleidet, welche durch getrennte Kühleinrichtungen geschützt ist. Zum Kühlen einer derartigen, hitzefesten Schicht sind verschiedene Techniken bekannt, darunter auch die Verwendung von mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge versehenen Kühlblöcken oder Kühlkasten, welche in der Industrie in wachsendem Ausmaß eingesetzt werden (diese werden im Englischen als "stave-cooler" bezeichnet). In metallurgical furnaces such as those used for smelting iron or refining molten metal, the inner walls are lined with a layer of fire-resistant or heat-resistant material, which is provided by separate cooling devices is protected. Various techniques are known for cooling such a heat-resistant layer, including the use of cooling blocks or cooling boxes provided with stave-like cooling rods, which are being used to an increasing extent in industry (these are called "stave-cooler" in English).

Einen Senkrechtquerschnitt durch die feuer- oder hitzefeste Wand eines Hochofens zeigt die Figur 1 (a) und eine Teilvergrößerung davon zeigt die Figur 1 (b). Wie aus diesen Figuren ersichtlich, weist die hitzefeste Wand des Hochofens Reihen von Kühlblöcken oder Kühlkasten 1 mit faßdaubenartig verlaufenden Kühlrohren zum Kühlen des Ofens auf. Jeder der Kühlblöcke 1 ist mit einem Kühlrohr 9 vergossen. Jeder Kühlblock 1 ist an der Innenwand einer Schale 2 befestigt und an der Innenwand des Kühlblocks 1 befindet sich ein hitzefester Stein 3, der mit als Haftmittel dienendem Mörtel 10 befestigt ist. Der Ofen wird mit Wasser gekühlt, welches das Rohr 9 durchläuft, um die Wärme aus dem Inneren des Ofens abzuleiten. Die Kühlrohre 9 der einzelnen Kühlblöcke 1 sind durch Verbindungsrohre 11 miteinander verbundenA vertical cross-section through the fireproof or heat-resistant wall of a FIG. 1 (a) shows a blast furnace and FIG. 1 (b) shows a partial enlargement thereof. As can be seen from these figures, the heat-resistant Wall of the blast furnace Rows of cooling blocks or cooling box 1 with cooling tubes running like staves for cooling the furnace. Each of the cooling blocks 1 is potted with a cooling pipe 9. Each cooling block 1 is attached to the inner wall of a shell 2 and to the Inside wall of the cooling block 1 is a heat-resistant stone 3, the is attached with mortar 10 serving as an adhesive. The furnace is cooled with water, which passes through the pipe 9 to remove the heat derive from inside the furnace. The cooling tubes 9 of the individual Cooling blocks 1 are connected to one another by connecting pipes 11

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Die Figur 1 (c) zeigt eine Ausführungsform der Kühlblöcke 1, von der Schale 2 her gesehen.FIG. 1 (c) shows an embodiment of the cooling blocks 1, seen from the shell 2.

Zum Auskleiden eines Hochofens mit hitzefesten Wänden der vorstehend beschriebenen Art, ist es im allgemeinen erforderlich, die Reihen der Kühlblöcke 1 und die hitzefesten Steine 3 getrennt einzubauen. Ist die effektive Kühloberfläche des Kühlblocks 1 flach, so ist es nicht erforderlich, beim Einbau der hitzefesten Wände besondere Techniken anzuwenden. Wenn jedoch die Oberfläche im Querschnitt die Form des griechischen Großbuchstabens r (umgekehrtes L), wie in Fig. 4 gezeigt oder des griechischen Großbuchstabens Π wie in Fig. 2(a) gezeigt oder eine andere Form mit Vorsprüngen aufweist, dann ist es erforderlich, hitzefeste Steine 3 verschiedener Abmessungen an der Innenoberfläche des Kühlblocks anzuordnen. Ferner wird ein besonderes Maß an fachlichem Können benötigt, um hitzefeste Wände einzubauen, welche ein Minimum an Zwischenräumen aufweisen. In der Fig. 2(b) sind mehr Vorsprünge auf der Innenoberfläche des Kühlblocks gezeigt als in der Fig. 2(a).To line a blast furnace with heat-resistant walls of the type described above, it is generally necessary to install the rows of cooling blocks 1 and the heat-resistant bricks 3 separately. If the effective cooling surface of the cooling block 1 is flat, it is not necessary to use special techniques when installing the heat-resistant walls. However, if the surface in cross section has the shape of the Greek capital letter r (inverted L) as shown in Fig. 4 or the Greek capital letter Π as shown in Fig. 2 (a), or some other shape with protrusions, then it is necessary to to arrange heat-resistant stones 3 of different dimensions on the inner surface of the cooling block. Furthermore, a special level of technical skill is required to install heat-resistant walls that have a minimum of gaps. In Fig. 2 (b), more protrusions are shown on the inner surface of the cooling block than in Fig. 2 (a).

Zum Lösen dieser Probleme, die beim Einbau von mit Kühleinrichtungen versehenen hitzefesten Wänden auftreten, sind zwei Arbeitsweisen vorgeschlagen worden. Eine davon besteht darin, einen Kühlblock mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge zu gießen und auf seiner effektiven Kühlfläche eine hitzefeste Schicht aus einem gießbaren hitzefesten Material aufzutragen. Die andere Arbeitsweise besteht darin, durch Einpassen von hitzefesten Steinen in die auf der effektiven Kühlfläche des Kühlblocks vorhandenen Ausnehmungen eine hitzefeste Schicht zu bilden. Die nach der ersten Arbeitsweise hergestellte hitzefeste Schicht kann getrocknet werden, jedoch erweist sich das Brennen dieser Schicht als sehr schwierig. Das erforderliche Brennen der nach dieser Arbeitsweise eingebauten hitzefesten WandTo solve these problems encountered when installing with cooling devices provided heat-resistant walls occur, two modes of operation have been proposed. One of these is a cooling block to pour with a stave-like cooling rod and a heat-resistant layer of one on its effective cooling surface apply pourable refractory material. The other way of working is by fitting refractory stones into the on the effective cooling surface of the cooling block existing recesses to form a heat-resistant layer. The one made according to the first working method heat-resistant layer can be dried, but it is very difficult to burn this layer. The required Burning of the heat-resistant wall installed according to this method of operation

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erfolgt durch die Wärme des Ofens beim Anheizen, jedoch geschieht es oftmals, daß die für die spezifische hitzefeste Schicht erforderlichen Bedingungen der Brennatmosphäre oder Temperatur nicht erfüllt werden. Es ist z.B. wünschenswert, ein hitzefestes Material aus einem formbaren Material auf Siliciumcarbid-Basis in einer reduzierenden Atmosphäre zu brennen. Die Steuerung der für eine derartige reduzierende Atmosphäre geeigneten Bedingungen ist jedoch beim üblichen industriemäßigen Betrieb des Ofens sehr schwierig zu verwirklichen. Bei der Herstellung des Kühlblocks nach der zweiten Arbeitsweise werden dagegen zur Bildung der hitzefesten Schicht feuer- oder hitzefeste Steine verwendet, so daß die Bedingungen zum sofortigen Gebrauch des Ofens erfüllt sind. Zur Herstellung eines engen Kontakts zwischen der hitzefesten Schicht und der effektiv wirksamen Kühloberfläche des Kühlblocks und zur Erzielung einer guten Befestigung der hitzefesten Schicht auf dem Kühlblock ist jedoch nicht nur eine präzise Bearbeitung der hitzefesten Steine, sondern auch die Verwendung einer komplexen Halteeinrichtung erforderlich. Ferner geht im Verlauf der Benutzung der hitzefesten Wände die Bindefähigkeit des Mörtels oder anderer Substanz allmählich verloren, so daß nach längerer Zeitdauer die hitzefesten Steine nur noch durch die seitlich wirkenden Druckkräfte zwischen benachbarten Steinen in ihren Lagen gehalten werden. Wird somit ein Stein abgenutzt, dann geht die Bindung zwischen den anderen Steinen verloren, was oftmals dazu führt, daß die Steine sich nacheinander vom Kühlblock lösen.takes place through the heat of the furnace when heating, however it often happens that the necessary for the specific heat-resistant layer Conditions of the firing atmosphere or temperature are not met. For example, it is desirable to have a refractory material fire from a malleable silicon carbide based material in a reducing atmosphere. The control of the for however, conditions suitable for such a reducing atmosphere are very difficult in ordinary industrial operation of the furnace to realize. When producing the cooling block according to the second procedure, however, the heat-resistant ones are formed Layer of refractory or heat-resistant bricks are used, so that the conditions for immediate use of the stove are met. For the production close contact between the refractory layer and the effective effective cooling surface of the cooling block and to achieve a good attachment of the heat-resistant layer on the cooling block is not only a precise processing of the heat-resistant stones, but also the use of a complex holding device is required. Furthermore, in the course of the use of the heat-resistant walls, the binding capacity of the mortar or other substance is gradually lost, so that after a long period of time the heat-resistant stones are only in their Layers are held. If a stone is worn out, the bond between the other stones is lost, which is often the case leads to the fact that the stones come loose one after the other from the cooling block.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens vorzusehen, welches mit den vorstehend erwähnten Nachteilen der üblichen Verfahrensweisen nicht behaftet ist.The object of the invention is accordingly to provide a method for manufacturing to provide a building block unit for the wall of a metallurgical furnace, which with the aforementioned disadvantages of normal procedures are not affected.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen.The solution to the problem arises from the claims.

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hergestellte]
Die erfindungsgemäß/Tiausteineinheit besteht aus einer gebrannten hitzefesten Schicht und einem Kühlblock oder Kühlkasten mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge, wobei das Kühlsystem zusammen mit der hitzefesten Schicht geformt ist, so daß eine wirksame, mit der hitzefesten Schicht einstückiger Kühloberfläche entsteht.
manufactured]
The inventive / Tiausteeinuneinheit consists of a fired heat-resistant layer and a cooling block or cooling box with stave-like cooling rods, the cooling system is formed together with the heat-resistant layer, so that an effective, one-piece cooling surface with the heat-resistant layer is created.

Da im einzelnen die erfindungsgemäß hergestellte Bausteineinheit aus einer Schicht eines gegossenen hitzefesten Materials besteht, welche einstückig mit dem Kühlblock geformt ist, kann sich die Schicht nicht leicht vom Kühlblock lösen. Ferner wird vor dem Gießen des Kühlblocks die gießbare hitzefeste Schicht in genügender Weise gebrannt, um die erforderlichen hitzefesten Eigenschaften aufzuweisen. Ein weiterer Vorteil der auf diese Weise erhaltenen Bausteineinheit ist es, daß sie leicht in industriemäßigem Maßstab, d.h. in erforderlichen Mengen, hergestellt werden kann. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein im Voraus geformter und gebrannter hitzefester Block als Teil der Gießform verwendet und es weist der gegossene Kühlblock mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge eine hitzefeste Schicht auf, die mit den inneren Oberflächen des Kühlblocks einstückig ist. Die hitzefeste Schicht auf den inneren Oberflächen des Kühlblocks ist folglich nicht nur verstärkt, sondern sie befindet sich auch im engen Kontakt mit dem Kühlblock. In zusätzlicher Weise ergibt der Kühlblock mit faßdaubenartig verlaufenden Kühlrohren eine gleichmäßige Kühlung und er verhindert die Entwicklung von lokalen thermischen Spannungen im Inneren der hitzefesten Schicht, so daß die erfindungsgemäß hergestellte Bausteineinheit für eine Ofenwand gegen thermische Rißbildung hochresistent ist.Since in detail the building block unit produced according to the invention consists of a layer of cast refractory material which is molded in one piece with the cooling block, the Do not easily detach the layer from the cooling block. Furthermore, before the cooling block is poured, the pourable refractory layer is sufficiently applied fired to have the requisite refractory properties. Another advantage of the building block unit obtained in this way is that it can be easily produced on an industrial scale, that is, in required quantities. According to the invention In the process, a pre-molded and fired refractory block is used as part of the mold and it has the cast cooling block with stave-like cooling rods on a heat-resistant layer, which with the inner surfaces of the cooling block is in one piece. The heat-resistant layer on the inner surfaces of the cooling block is consequently not only reinforced, it is located also in close contact with the cooling block. In an additional way, the cooling block with stave-like cooling tubes results uniform cooling and it prevents the development of local thermal stresses inside the refractory layer, so that the building block unit produced according to the invention for a furnace wall is highly resistant to thermal cracking.

Das Wesentliche der Erfindung besteht somit aus einem Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens, welches Verfahrensschritte aufweist, bei denen ein gießbares,The essence of the invention thus consists of a method for Manufacture of a building block unit for the wall of a metallurgical furnace, which has process steps in which a castable,

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feuer- oder hitzefestes Material zu einer feuer- oder hitzefesten Schicht geformt und gebrannt wird, die eine Wand einer Form zum Gießen eines Kühlblocks oder Kühlkasten mit faßdaubenartig verlaufenden Kühlrohren bildet, ein oder mehrere Rohre, durch die ein Kühlmittel fließt, in den in der Form vorhandenen Innenraum angeordnet werden, und zum Gießen eines Kühlblocks oder Kühlkastens mit Kühlrohren, der sich mit der feuer- oder hitzefesten Schicht zu einer Bausteineinheit für eine Ofenwand verbindet, ein geschmolzenes Metall in den Innenraum eingegossen wird.Refractory or refractory material is formed into a refractory or refractory layer and fired to form a wall of a mold Pouring a cooling block or cooling box with stave-like cooling tubes, one or more tubes through which a Coolant flows, to be placed in the internal space provided in the mold, and for casting a cooling block or cooling box with cooling tubes, which connects to the refractory or heat-resistant layer to form a building block unit for a furnace wall, a molten one Metal is poured into the interior.

Anhand der Figuren, insbesondere Figuren 2(a) und (b) sowie Figuren 3 und 4 wird die Erfindung im einzelnen erläutert. Es zeigen:Based on the figures, in particular Figures 2 (a) and (b) and figures 3 and 4 the invention is explained in detail. Show it:

Fig. l(a) einen Längsquerschnitt durch einen Teil eines Hochofens, dessen hitzefeste Wände mit Kühlblöcken oder Kühlkasten mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge versehen sind;Fig. L (a) shows a longitudinal cross-section through part of a blast furnace, its heat-resistant walls with cooling blocks or cooling boxes with stave-like cooling rods are provided;

Fig. l(b) eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts A der in der Fig. l(a) gezeigten hitzefesten Wände;FIG. 1 (b) is an enlarged view of section A of the FIG refractory walls shown in Fig. 1 (a);

Fig. l(c) ein Beispiel der Kühlblöcke im Ausschnitt A, von der Schale 2 des Hochofens her gesehen;Fig. L (c) an example of the cooling blocks in section A, of which Shell 2 of the blast furnace viewed from here;

Fig. 2(a), Querschnitte durch verschiedene AusführungsformenFig. 2 (a), cross sections through various embodiments

J4 einer erfindungsgemäß hergestellten BausteineinheitJ 4 of a building block unit produced according to the invention

für eine Ofenwand, undfor a furnace wall, and

Fig. 5 Querschnitte einer Gießform zur Erläuterung des beiFig. 5 cross sections of a casting mold to explain the in

der Erfindung stattfindenden Gießens des Kühlblocks, welcher einen Teil der erfindungsgemäß hergestelltenthe invention taking place casting of the cooling block, which is part of the manufactured according to the invention

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Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens bildet.Building block unit for the wall of a metallurgical furnace.

In den Figuren wird ein Kühlblock oder Kühlkasten mit faßdaubenartig verlaufenden Kühlrohren durch die Ziffer 1 und eine hitzefeste Schicht durch die Ziffer 4 bezeichnet. Zum Herstellen der hitzefesten Schicht 4 wird ein gießbares feuer- oder hitzefestes Material geeigneter Zusammensetzung zu einer Schicht geformt und anschließend gebrannt. Das gießbare hitzefeste Material wird ausgewählt je nach der Art des metallurgischen Ofens und dem Ort, an dem das hitzefeste Material zu verwenden ist. Das Formen des Materials zur Schicht findet nach üblichen Formverfahren für hitzefestes Material statt, z.B. durch ein Rüttelformverfahren oder ein Preßformverfahren.In the figures, a cooling block or cooling box with a barrel stave running cooling tubes denoted by the number 1 and a heat-resistant layer by the number 4. For making the heat-resistant Layer 4 becomes a castable refractory or refractory material more suitable Composition formed into a layer and then fired. The castable refractory material is selected depending on the The type of metallurgical furnace and the location where the refractory material is to be used. Forming the material into a layer takes place by conventional molding processes for refractory material, e.g. by a vibration molding process or a compression molding process.

Die Fläche der wirksamen Kühloberfläche des Kühlblocks 1 läßt sich dadurch vergrößern, daß die Oberfläche 6 der hitzefesten Schicht 4 uneben gestaltet wird, wie dies in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Die unebene Oberfläche 6 dient dazu, daß infolge von unterschiedlicher thermischer Deformation der hitzefesten Schicht 4 und dem Kühlblock entstehende Problem zu vermindern. Ist die Oberfläche der hitzefesten Schicht mit gewinkelten Rippen, z.B. Rippen von rechteckigem Querschnitt versehen, wie dies die Figuren 2(a) und (b) zeigen, dann kann die unterschiedliche thermische Deformation zur Bildung eines, z.B. von einer Ecke ausgehenden, Risses 15 führen. Um dies zu verhindern, können die Rippen auf der Oberfläche der hitzefesten Schicht mit einem hitzefesten Material, z.B. keramischen Fasern, welches die thermische Expansion aufnimmt, zugedeckt werden, ehe der Kühlblock gegossen wird.The area of the effective cooling surface of the cooling block 1 can be by making the surface 6 of the heat-resistant layer 4 uneven, as shown in FIGS. The uneven surface 6 serves that due to different thermal deformation of the heat-resistant layer 4 and the cooling block to lessen the problem that arises. Is the surface of the refractory layer with angled ribs, e.g. ribs with a rectangular cross-section provided, as shown in Figures 2 (a) and (b), then the differential thermal deformation to form a, e.g. Crack 15 starting from a corner. To prevent this from happening, the ribs on the surface of the heat-resistant layer can be covered with a Heat-resistant material, e.g. ceramic fibers, which absorbs the thermal expansion, must be covered before the cooling block is cast will.

Eine weitere Verfahrensweise zum Verringern des Problems, welches durch thermische Deformation verursacht wird, besteht darin, dieAnother way of reducing the problem caused by thermal deformation is to use the

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hitzefeste Schicht 4 mit einer in Richtung ihrer Dicke verlaufenden Dehnungsfuge zu versehen. Die Dehnungsfuge erweist sich auch als wirksam, um ein Absplittern oder eine Spallation der hitzefesten Schicht zu begrenzen.heat-resistant layer 4 with one extending in the direction of its thickness To provide expansion joint. The expansion joint is also effective in preventing chipping or spallation of the heat-resistant material Limit layer.

Soll der zu gießende Kühlblock 1 eine wirksame Kühloberfläche 5 von asymmetrischer, besonderer Form aufweisen, z.B. die des griechischen Großbuchstabens Γ (ungekehrtes L) oder des griechischen Großbuchstabens Π , dann wird die Oberfläche 6 der hitzefesten Schicht in entsprechender Weise geformt, wie dies in Fig. 4 oder Fig. 2(a) und (b) gezeigt ist.If the cooling block 1 to be cast is to have an effective cooling surface 5 of asymmetrical, special shape, e.g. that of the Greek capital letter Γ (inverted L) or the Greek capital letter Π, then the surface 6 of the heat-resistant layer is shaped in a corresponding manner as shown in Fig. 4 or Fig. 2 (a) and (b) is shown.

Die vorstehend beschriebene hitzefeste Schicht 4 kann so geformt werden, daß in ihrer Oberfläche 6 ein oder mehrere Verbindungsstifte 8 eingelassen sind. Die Verbindungsstifte 8 können aus einem Metall bestehen und die in Figuren 2(a) und (b) oder Figur 3 gezeigte Form aufweisen oder aus einem hitzefesten Material bestehen und die in der Fig. 4 gezeigte Form aufweisen.The heat-resistant layer 4 described above can be shaped in such a way that one or more connecting pins 8 are embedded in its surface 6. The connecting pins 8 can consist of one Consist of metal and have the shape shown in Figures 2 (a) and (b) or Figure 3 or consist of a heat-resistant material and the have the shape shown in FIG.

Die zur Erfüllung der vorstehend angegebenen Erfordernisse geformte hitzefeste Schicht wird dann gebrannt, und zwar unter Bedingungen bezüglich der Atmosphäre und der Temperatur, welche für die Zusammensetzung des hitzefesten Materials geeignet sind. Der metallische Verbindungsstift 8 ist während des Brennens dem thermischen Effekt ausgesetzt, jedoch verliert er nicht seine Funktionsfähgkeit als Stift.The one shaped to meet the above requirements The refractory layer is then fired under the atmosphere and temperature conditions appropriate to the composition of the heat-resistant material are suitable. The metallic connecting pin 8 is the thermal effect during firing exposed, but it does not lose its functionality as a pen.

Die Fig. 5 erläutert die Herstellung des Kühlblocks nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die gebrannte hitzefeste Schicht 4 wird auf den Boden einer in der Figur allgemein mit dem Bezugszeichen 13 versehenen Gießform für den Kühlblock gelegt. Ein Kühlrohr 9, durch welches ein Kühlmedium wie Wasser während des Gebrauchs des Kühl-Fig. 5 explains the production of the cooling block according to the invention Procedure. The fired heat-resistant layer 4 is placed on the bottom of a generally designated 13 in the figure provided casting mold for the cooling block. A cooling pipe 9 through which a cooling medium such as water during the use of the cooling

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blocks im Kreislauf geführt wird, wird in den innerhalb der Gießform gebildeten Innenraum 12 eingebracht. Ein geschmolzenes Metall wie Eisen oder Kupfer wird in die Gießform eingegossen, wonach eine Erstarrung des Metalls stattfindet.blocks is circulated in the inside of the mold formed interior 12 introduced. A molten metal such as iron or copper is poured into the mold, after which a Solidification of the metal takes place.

In der Fig. 4 stellt die Ziffer 7 eine auf der hitzefesten Schicht 4 vorgesehene Dehnungsfuge dar.In FIG. 4, the numeral 7 represents one on the heat-resistant layer 4 provided expansion joint.

Während die Fig. 5 eine Ausführungsform darstellt, in der die hitzefeste Schicht 4 in die Gießform 13 eingelegt wird, zeigt die Fig. 6 eine weitere Ausführungsform, in der die hitzefeste Schicht 4 einen Teil der Gießform 13 bildet.While Fig. 5 shows an embodiment in which the heat-resistant Layer 4 is inserted into the casting mold 13, FIG. 6 shows a further embodiment in which the heat-resistant layer 4 has a Part of the mold 13 forms.

Die Erfindung soll nun anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel ist hier lediglich zu Erläuterungszwecken angegeben und es soll in keiner Weise den Rahmen der Erfindung einschränken.The invention will now be based on the following exemplary embodiment will be explained in more detail. The exemplary embodiment is given here for illustrative purposes only and is in no way intended to denote the Limit the scope of the invention.

Beispiel: Herstellung eines Kühlblocks der Abmessungen 600 χ 1400 mm mit eingegossenen Rohren Example: Manufacture of a cooling block with dimensions of 600 χ 1400 mm with cast-in pipes

Ein gießbares hitzefestes Material auf Siliciumcarbid-Basis wurde in eine Gießform der Abmessungen 600 χ 700 mm eingeführt. Auf die Gießform wurde eine Rüttelkraft (Frequenz 60 Hz, 7-fache Erdbeschleunigung) zur Einwirkung gebracht, um das gießbare Material ins Fließen zu bringen. Unter einem Druck von 300 kPa wurde das gießbare Material zu einer hitzefesten Schicht von 200 mm Dicke und mit einer Π-Form, wie in der Fig. 2 (a) gezeigt, geformt. In zusätzlicher Weise wurden Verbindestifte teilweise in die hitzefeste Schicht eingebettet, wie dies in der Fig. 2(a) gezeigt ist. Das hitzefeste Material wurde bei 1300°C gründlich gebrannt.A castable silicon carbide-based refractory material was made introduced into a mold measuring 600 χ 700 mm. A shaking force (frequency 60 Hz, 7 times the acceleration due to gravity) was applied to the casting mold. brought into action to make the pourable material flow. Under a pressure of 300 kPa the pourable Material formed into a heat-resistant sheet 200 mm thick and having a Π shape as shown in Fig. 2 (a). In additional Thus, connector pins were partially embedded in the refractory layer as shown in Fig. 2 (a). The heat-resistant material was thoroughly fired at 1300 ° C.

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Zwei derartige gebrannte hitzefeste Teile wurden nebeneinander auf den Boden einer Gießform mit der gerippten Seite nach oben gelegt. Kühlrohre wurden in der Form angeordnet und eine umgebende Sandform hergestellt. Um ein Zerbrechen der Rippen der hitzefesten Schicht aufgrund der bei der Erstarrung des Gußteils (z.B. Gußeisen) auftretenden Kontraktion (Kontraktionsfaktor etwa 8 - 12/lOOC) zu vermeiden, wurden die Rippen mit einer genügenden Menge hitzefester Fasern zugedeckt, um die mögliche Kontraktion des Gußmetalls zu kompensieren. Nach Beendigung dieser vorbereitenden Arbeiten wurde die hitzefeste Schicht mit einem Brenner auf 600 C erhitzt und formbares, geschmolzenes Eisen in die Form eingegossen, um ein Gußstück von 200 mm Dicke zu erzeugen. Nach dem Endformen wurde das Gußstück bei 600 C während einer Zeitdauer von 6 Stunden geglüht, um die verbleibenden thermischen Spannungen abzubauen.Two such fired refractory pieces were placed side by side on the bottom of a mold with the ribbed side up. Cooling tubes were placed in the mold and a surrounding sand mold was made. In order to avoid breaking the ribs of the heat-resistant layer due to the contraction (contraction factor about 8-12 / 10OC) that occurs during the solidification of the cast part (e.g. cast iron), the ribs were covered with a sufficient amount of heat-resistant fibers to prevent the possible contraction of the cast metal to compensate. After completing this preparatory work, the refractory layer was heated to 600 ° C. with a burner, and malleable molten iron was poured into the mold to produce a casting 200 mm thick. After the final shaping, the casting was annealed at 600 ° C. for a period of 6 hours in order to relieve the remaining thermal stresses.

Aus dem hergestellten Kühlblock wurde ein Probestück weggeschnitten, um eine möglicherweise während des Gießvorgangs aufgetretene Rißbildung festzustellen. Es wurde jedoch keine Rißbildung festgestellt. Der Kühlblock wurde an der Innenwand der Schale am unteren Teil des Schachts eines Hochofens eingebaut. Im Vergleich mit einer hitzefesten Wand (auf Aluminiumoxidbasis, 500 mm Dicke), die mit einem nach üblicher Verfahrensweise hergestellten Kühlblock kombiniert wurde und eine Haltbarkeitsdauer von nur 8 Monaten bis 1 Jahr und 2 Mona ten hatte, wies die hitzefeste Schicht des nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Kühlblocks eine geringere Abnutzung auf und überdauerte eine dreijährige, kontinuierliche Verwendung. Ein Kühl block, bei dem eine hitzefeste Schicht durch Einpassen von feuerfesten Steinen (auf Siliciumcarbid-Basis, 200 mm Dicke) in Ausnehmungen in der effektiven Kühloberfläche hergestellt worden war, erwies sich als ebenso gut wie der erfindungsgemäß hergestellte Kühlblock bis zu 1 1/2 Jahren nach der Inbetriebnahme. Danach löste sich jedoch plötz- A test piece was cut from the produced cooling block to determine any cracking that might have occurred during the casting process. However, no cracking was found. The cooling block was installed on the inner wall of the shell in the lower part of the shaft of a blast furnace. In comparison with a heat-resistant wall (based on aluminum oxide, 500 mm thick), which was combined with a cooling block produced by the usual method and had a shelf life of only 8 months to 1 year and 2 months, the heat-resistant layer of the method according to the invention had manufactured cooling blocks show less wear and tear and lasted three years of continuous use. A cooling block in which a heat-resistant layer had been produced by fitting refractory bricks (based on silicon carbide, 200 mm thick) into recesses in the effective cooling surface, proved to be just as good as the cooling block produced according to the invention up to 1 1/2 Years after commissioning. After that, however, suddenly

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lieh die hitzefeste Schicht von der Oberfläche des Kühlblocks. Die Ursache hierfür war möglicherweise ein Verlust der Bindekraft zwischen den feuerfesten Steinen, so daß sich beim Herauslösen eines abgenutzten Steins ein benachbarter Stein auch löste, wonach sich dann mehrere Steine nacheinander lösten.borrowed the refractory layer from the surface of the cooling block. the The reason for this was possibly a loss of the binding force between the refractory bricks, so that when they loosened of a worn stone, a neighboring stone also loosened, after which several stones loosened one after the other.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens dient, wie vorstehend beschrieben, die Oberfläche 6 der hitzefesten Schicht 4 als Teil einer Gießform, in die ein geschmolzenes Metall eingegossen wird, um einen Kühlblock zu gießen, so daß somit keine besondere Bearbeitung, wie z.B. Schneiden, erforderlich ist, um einen engen Kontakt zwischen der Oberfläche 6 der hitzefesten Schicht 4 und der effektiven Kühloberfläche 5 des Kühlblocks 1 herzustellen und eine wirksame Kühlung der hitzefesten Schicht 4 zu erzielen. Weil der Kühlblock 1 zusammen mit den darin befindlichen Verbindungsstiften gegossen wird, werden diese fest mit der hitzefesten Schicht 4 verbunden, wodurch die Brauchbarkeitsdauer der entstehenden hitzefesten Auskleidung des metallurgischen Ofens verlängert wird. Da zusätzlich die hitzefeste Schicht 4 durch Formen und Brennen eines gießbaren hitzefesten Materials hergestellt ist, läßt sich der mit der hitzefesten Schicht 4 versehene Kühlblock 1 sofort als Bausteineinheit oder Bauteil für die hitzefeste Wand oder Auskleidung eines metallurgischen Ofens verwenden.In the method according to the invention for producing a building block unit for the wall of a metallurgical furnace, as described above, the surface 6 of the heat-resistant layer 4 serves as part a casting mold into which a molten metal is poured to cast a cooling block, so that no special processing, such as cutting, is required to establish close contact between the surface 6 of the refractory layer 4 and the to produce effective cooling surface 5 of the cooling block 1 and to achieve effective cooling of the heat-resistant layer 4. Because the Cooling block 1 is poured together with the connecting pins located therein, these are firmly connected to the heat-resistant layer 4, whereby the useful life of the resulting refractory lining of the metallurgical furnace is extended. There in addition the refractory layer 4 is made by molding and firing a castable refractory material, the one with the refractory Layer 4 provided cooling block 1 immediately as a building block unit or component use for the refractory wall or lining of a metallurgical furnace.

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Claims (7)

LiEDL, NÖTH, ZEITLEÄ Patentanwälte 8000 München 22 Steinsdorfstraße 21-22 ■ Telefon 089/22 9441 NIPPON STEEL CORPORATION 6-3, 2-chome, Ohtemachi, Chiyoda-ku, Tokyo, JAPAN Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens Patentansprüche:LiEDL, NÖTH, ZEITLEÄ Patentanwälte 8000 Munich 22 Steinsdorfstrasse 21-22 ■ Telephone 089/22 9441 NIPPON STEEL CORPORATION 6-3, 2-chome, Ohtemachi, Chiyoda-ku, Tokyo, JAPAN Method for manufacturing a building block unit for the wall of a metallurgical furnace Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen einer Bausteineinheit für die Wand eines metallurgischen Ofens, gekennzeichnet durch Verfahrensschritte, bei denen1. A method for producing a building block unit for the wall of a metallurgical furnace, characterized by method steps, at them - ein gießbares, feuer- oder hitzefestes Material zu einer hitzefesten Schicht geformt und gebrannt wird, die eine Wand einer Form zum Gießen eines Kühlblocks mit faßdaubenartig verlaufendem Kühlgestänge bildet,- a castable, refractory or heat-resistant material to a heat-resistant one Layer is formed and fired, the one wall of a mold for casting a cooling block with a barrel stave Cooling linkage forms, - ein oder mehrere Rohre, durch die ein Kühlmittel fließt, in den in der Form entstehenden Innenraum angeordnet werden, und- one or more pipes through which a coolant flows into the be arranged in the shape of the interior space, and - zum Gießen eines Kühlblocks mit Kühlgestänge, der sich mit der hitzefesten Schicht zu einer Bausteineinheit für eine Ofenwand- for casting a cooling block with cooling rods, which is connected to the heat-resistant layer to a building block unit for a furnace wall 9493 J/Br. 030025/08109493 J / Br. 030025/0810 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED verbindet, ein geschmolzenes Metall in den Innenraum eingegossen wird.connects, a molten metal is poured into the interior. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kühlblock in Kontakt zu bringende Oberfläche der hitzefesten Schicht mit Rippen, Riefen, Furchen oder Vorsprüngen versehen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the surface of the heat-resistant layer to be brought into contact with the cooling block has ribs, grooves, furrows or projections is provided. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzefeste Schicht mit mindestens einer in Richtung der Dicke der feuerfesten Schicht verlaufenden Dehnungsfuge versehen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the heat-resistant layer with at least one in the direction of the thickness expansion joint running through the refractory layer. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Formen der hitzefesten Schicht in der Schichtoberfläche, die mit dem Kühlblock in Kontakt kommen soll, ein oder mehrere Verbindungsstifte eingelassen werden.4. The method according to claim 1, characterized in that when forming the heat-resistant layer in the layer surface, that is to come into contact with the cooling block, one or more connecting pins are inserted. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Kühlblock zum Verringern von beim Gießen aufgetretenen Spannungen einer Wärmebehandlung unterzogen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the cast cooling block for reducing occurred during casting Stress is subjected to a heat treatment. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.6. The method according to claim 2, characterized in that the ribs have a rectangular cross section. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckigen Rippen mit hitzefesten Fasern bedeckt werden, die eine beim Gießen des Kühlblocks auftretende Kontraktion des geschmolzenen Metalls aufzunehmen vermögen.7. The method according to claim 6, characterized in that the rectangular ribs are covered with heat-resistant fibers, which are able to absorb a contraction of the molten metal occurring during the casting of the cooling block. 9493 030025/0810 9493 030025/0810
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