DE3015331A1

DE3015331A1 - Stein fuer die feuerfeste auskleidung eines metallurgischen rezipienten

Info

Publication number: DE3015331A1
Application number: DE19803015331
Authority: DE
Inventors: Joseph Sante Zorzi
Original assignee: Cockerill SA
Current assignee: Cockerill SA
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1980-11-13
Also published as: SE8003074L; GB2048443B; LU82395A1; IT8021609A0; BR8002485A; SU1056882A3; CH644658A5; JPS55146383A; SE440143B; ES259704U; FR2455259B1; AT380565B; ES259704Y; ATA217480A; FR2455259A1; NL8002361A; DE3015331C2; IT1141317B; GB2048443A

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

Sch-DB/my 452 17.April 1980

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

S.A. COCKERILL,4100 SERAING, Belgien

Stein für die feuerfeste Auskleidung eines metallurgischen Rezipienten

Die Erfindung betrifft einen Stein, dessen Form speziell für das Mauern von feuerfesten Auskleidungen für metallurgische Rezipienten entwickelt wurde.

Im wesentlichen besteht der Stein aus einem Block aus feuerfestem Material. Dieser Block wird begrenzt von einer Oberfläche, einer Unterfläche, einer Innenfläche, einer Außenfläche und zwei gegenüberliegenden Seitenflächen. Die Oberfläche und die Unterfläche sind eben, parallel und identisch. Die Innenfläche und die Außenfläche haben gleiche Höhe und sind quadratisch oder rechteckig, unterscheiden sich jedoch dadurch, daß die Außenfläche breiter ist als die Innenfläche. Die Sei-

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Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm; Dompatent Köln

-t-H.

tenflachen sind zueinander nicht parallel.

Während des Mauerns einer feuerfesten Auskleidung wird die Innenfläche eines Steines an der Seite der Achse des Metallbehälters angeordnet, während die gegenüberliegende Außenfläche sich an der Seite dieses Behälters befindet.

Die bekannten Steine dieser Art, die derzeit zum Mauern benutzt werden, bestehen aus feuerfesten Blöcken, die als gerade Prismen mit trapezförmigen, gleichschenkligen Basen gestaltet sind. Dies bedeutet, daß die Oberfläche und die ünterflache die Form von identischen gleichschenkligen Trapezen haben, die lotrecht zueinander angeordnet und die beide auf einer gleichen Geraden zentriert sind, die zu ihnen senkrecht verläuft. Die Innenfläche ist daher in bezug auf die Außenfläche nicht verschoben.

Die feuerfeste Auskleidung kann mit unterbrechungslosen, übereinandergescliichteten Lagen gemauert werden, die voneinander unabhängig und jeweils gemäß Kreisumfängen angeordnet sind, die auf der Achse des Metallbehälters zentriert sind oder man kann sie aus Lagen errichten, die schraubenförmig angeordnet sind, wobei die Achse der Schraube mit der Achse dieses Metallbehälters zusammenfällt. Die schraubenförmige Anordnung von Steinlagen wird häufig bevorzugt, weil sie gegenüber der ersten Technik einerseits keine maßgerecht zugeschnittenen und zur Begrenzung der verschiedenen Lagen verwendetenAbschlußsteine benötigt und andererseits den Einsatz von Steinen mit verschiedener Konizität zum Ausgleich von Maßabweichungen des Metallbehälters und die-

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-j-ST'

ser Steine überflüssig macht, die sich durch Pressung während ihrer Herstellung ergeben.

Die Tabellen I und II geben einen Überblick über die Anzahl und Vielfalt bekannter Steinformate mit einer Dicke von 100 mm, die zum Ausmauern von Metallbehältern nach der erwähnten ersten Technik mit übereinandergeschichteten, unterbrechungslosen und unabhängigen Lagen verwendet werden.

Bei der zweiten Technik mit übereinandergeschichteten, schraubenförmig ausgerichteten Lagen sind die beiden Seitenflächen der im allgemeinen verwendeten Steine in gleicher Richtung gekrümmt. Hierdurch ist es möglich, diese Steine gemäß den Erfordernissen des Mauerns so zusammenzufügen, daß sie sich "dem Metallbehälter nähern oder von diesem entfernen,-ohne daß man systematisch den Stein wechseln muß, um die Abstände des Scheitels der Steine zu berücksichtigen, d.h. die Unterschiede zwischen den Breiten der Außenflächen und der Innenflächen der Steine. Trotz dieses Vorteiles der zweiten Technik haben die in bekannter Weise zusammengefügten Steine einen großen Nachteil, insbesondere,wenn man das Mauern von feuerfesten Auskleidungen mechanisiert.

Wenn man den Rhythmus des Steinesetzens beschleunigen will, kann der Arbeiter nicht mehr schnell genug reagieren, um im gewünschten Augenblick die Scheiteländerungen genau zu korrigieren, die in bezug auf das fiktive Idealmodell des Mauerwerkes auftreten. Hieraus ergibt sich eine Verlangsamung der Mauerarbeit, die in der Höhe des Arbeiters auf dem Arbeitstisch eine so große Anhäufung von Steinen zur Folge hat, daß der Aufbau des Mauerwerkes vollkommen in Unordnung gerät.

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Daher geht der durch Beschleunigung des Steinsetz-Rhythmus erhoffte Zeitgewinn beim Mauern beinahe vollständig verloren.

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Stein, der die erwähnten Nachteile der Technik des Mauerns mit zusammengefügten Steinen vermeidet. Der Stein erlaubt einen sehr schnellen Ausgleich der unpassenden Krümmungsabweichungen, die in den Lagen im Verlauf des Aufbaus auftreten. Der Stein ist vorteilhaft anwendbar für die erwähnten Mauertechniken,und er ist genausogut für das konventionelle Mauern von Hand (erste Technik) geeignet, wie für das beschleunigte mechanisierte Mauern (zweite Technik).

Der Stein ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Innenfläche in bezug auf die Gerade, die durch die Mitte der Außenfläche verläuft und sich senkrecht zu dieser erstreckt, parallel zu der Oberfläche und der Unterfläche verlagert ist.

Aufgrund der Eigenschaften der Form des Steines kann man durch Umkehrung der Stellung eines Steines in einer Lage sehr schnell anormale Krümmungen korrigieren, die in dieser Lage erscheinen, ohne daß dieser umgekehrte Stein unter dem Einfluß seines Eigengewichtes aus der Lage in den Rezipienten fällt, wenn dieser kippt.

Außerdem haben die Eigenschaften der Form des Steines eine beträchtliche Verringerung der Anzahl und der Vielfalt der Formate sowohl bei der ersten Mauertechnik mit umfangsmäßig ausgerichteten Lagen als auch bei der zweiten Mauertechnik mit schraubenförmig ange-

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ordneten Lagen ,bei der diese Entwicklung bereits eingeleitet wurde, zur Folge.

Es gibt zwar schon gewisse Steine, deren kleine Seitenflächen gemäß angemessenen Krümmungsradien gebogen sind und deren Innenfläche und Außenfläche zueinander nicht versetzt sind. In manchen Fällen sind diese kleinen gekrümmten Seitenflächen selbst so gerippt oder gezahnt, daß die Steine sich gegenseitig festhalten und sich nicht zueinander verschieben, wenn der metallurgische Rezipient gekippt wird. Die Rippen und die Zähne der kleinen Steinflächen behindern jedoch ihre Trockenverbxndung beträchtlich, was bei mechanisierter Mauerung nicht annehmbar ist.

Um den gegenseitigen Zusammenhalt der Steine 15 zu verbessern , wurde der erwähnte Gedanke

der Krümmung der kleinen Seitenflächen wieder aufgenommen. Die Seitenflächen des erfindungsgemäßen Steines können in gleicher Richtung und mit gleichem Krümmungsradius gebogen sein.

Zur Verhinderung des Ausbrechens von spitzwinkligen Ecken des Steines zwischen seinen Seitenflächen und seinen Außen- und Innenflächen sind diese Ecken vorteilhaft über ihre ganze Höhe abgeschrägt,und die spitzen Winkel werden auf diese Weise im wesentlichen zu rechten

25 Winkeln.

Zur Verbesserung der gegenseitigen Verbindung der Steine und zur Vermeidung des Ausbrechens ihrer scharfen Ecken

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sind ihre Seitenflächen symmetrisch zu ihrer Mitte S-förmig doppelt gekrümmt. Die Krümmungen dieser Seiten-^ flächen verlaufen gleichsinnig und haben gleiche Krümmungsradien .

Der Erfindungsgedanke ist vorteilhaft anwendbar bei Steinen, deren Seitenflächen gerade, eben und ungegliedert sind. Außerdem bewirkt dieser Erfindungsgedanke noch, daß flüssiges Metall und Schlacke nicht in die Anschlüsse zwischen den Steinen der Lagen eindringen, weil diese Anschlüsse nicht in Radialrichtungen des Metallbehälters ausgerichtet, sondern geradlinig oder gekrümmt schräggestellt sind.

Die Erfindung betrifft auch eine feuerfeste Auskleidung eines metallurgischen Rezipienten. Die feuerfeste Auskleidung besteht aus Steinlagen, die um die Achse des Metallbehälters des metallurgischen Rezipienten übereinandergeschichtet sind.

In jeder Lage der feuerfesten Auskleidung sind die Steine um ihren geometrischen Mittelpunkt in bezug auf die durch diesen Mittelpunkt verlaufende Radialrichtung des Metallbehälters schräggestellt. Außerdem kann die Relativstellung der Steine in der Lage durch Verschiebung längs ihrer Seitenflächen so korrigiert werden, daß ihre Außenflächen unterbrechungslos dem Metallbehälter folgen, während ihre Innenflächen unterbrechungslos das Innenprofil der Auskleidung bilden. Auf diese Weise erhält die Auskleidung im Verlauf ihres Aufbaus eine Krümmung, die derjenigen des fiktiven Mauerwerkmodells getreu folgt.

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Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung werden unter Bezug auf die mehrere Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulichende Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steins und Fig. 2 eine Draufsicht desselben,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Steins und
Fig. 4 eine Draufsicht desselben,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht einer dritten Ausführungsform des Steins und

Fig. 6 eine Draufsicht desselben,

Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht einer vierten Ausführungsform des Steins,bei dem die scharfen Ecken abgeschrägt sind und

Fig. 8 eine Draufsicht des Steins,

Fig. 9 eine schaubildliche Ansicht einer fünften Ausführungsform des Steins und
Fig. 10 eine Draufsicht desselben,

Fig. 11 eine schaubildliche Ansicht mehrerer übereinandergestapelter Lagen S-förmig gebogener Steine, die die feuerfeste Auskleidung eines metallurgischen Rezipienten bilden und

Fig. 12 eine schaubildliche Ansicht von drei in einer Lage aufeinanderfolgenden S-förmigen Steinen, die den Ausgleich der Konizität durch Umkehrung der Stellung des mittleren Steins veranschaulicht.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche Teile.

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Jeder dargestellte Stein besteht aus einem Block 1 aus feuerfestem Material.

Der Block 1 wird von einer Oberfläche 2, einer Unterfläche 3, einer Innenfläche 4, einer Außenfläche 5 und zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 6 und 7 begrenzt. Die Oberfläche 2 und die Unterfläche 3 sind eben, parallel und identisch. Die Innenfläche 4 und die Außenfläche 5 sind eben,quadratisch oder rechteckig und z.B. parallel» Diese Flächen 4 und 5 haben gleiche Höhe, jedoch ist die Innenfläche 4 schmaler als die Außenfläche 5. Die Seitenflächen 6 und 7 sind zueinander nicht parallel.

Der auf feuerfeste Steine angewandte Erfindungsgedanke • besteht darin, die Innenfläche 4 in bezug auf die Außenfläche 5 parallel zu der Oberfläche 2 und der Unterfläche 3 zu verlagern. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die Mitte 8 der Innenfläche 4 beträchtlich oder nicht versetzt ist zu der von der Mitte 9 der Außenfläche 5 ausgehenden Senkrechten. Die die Mitten 8 und 9 verbindende Gerade 10 verläuft in bezug auf die Ebenen der Innenfläche 4 und der Außenfläche 5 schräg anstatt zu diesen Ebenen senkrecht zu sein.

Bei dem ersten Beispiel sind die Oberfläche 2 und die Unterfläche 3 des Blockes 1 identische und ungleichseitige Trapeze. Die ihre parallelen Basen verbindenden Seiten haben gerade Kanten. Ferner sind die Seitenflächen 6 und 7 gleichhohe Rechtecke, wobei jedoch die Fläche 6 länger als die Fläche 7 ist. Die Innenfläche 4 ist in bezug auf die Außenfläche 5 parallel zu der Oberfläche 2 und der Unterfläche 3 nach links verlagert. Dies bedeutet, daß die Mitte 8 sich links von der Senkrechten

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durch die Mitte 9 der Außenfläche 5 befindet und die Gerade 10 zu der Innenfläche 4 und der Außenfläche 5 etwas schräg geneigt ist. Bezügliche dieser Neigung ist zu bemerken, daß die orthogonale Projektion der linken scharfen Ecke der Innenfläche 4 auf die Ebene der Außenfläche 5 sich in dieser Fläche 5 befindet und einen verhältnismäßig geringen Abstand zu ihrer linken Ecke hat.

Bei dem zweiten Beispiel bleiben die Oberfläche 2 und die Unterfläche 3 eben, jedoch haben sie geometrische Formen, die jeweils begrenzt sind von zwei parallelen und ungleichen geraden Segmenten, sowie von zwei gekrümmten Segmenten, die ungleich sind,jedoch den gleichen Krümmungsradius aufweisen. Die Seitenflächen 6 und 7 haben in diesem Falle einwärts gekrümmte rechteckige Gestalt, wobei die Längen verschieden und die Krümmungen gleich sind. Die durch die Mitten 8 und 9 hindurchgelegte Gerade 10 ist in bezug auf die Ebene der Flächen 4 und 5 noch leicht geneigt, weil die orthogonale Projektion der linken Ecke der Innenfläche 4 auf die Ebene der Außenfläche 5 aus dieser Fläche 5 herausfällt, jedoch nahe bei ihrer linken Ecke liegt.

Das dritte Ausführungsbeispiel ist dem ersten ähnlich und unterscheidet sich nur durch viel stärkere Neigung der Geraden 10 in bezug auf die Ebenen der Flächen 4 und 5. Die Innenfläche 4 ist in bezug auf die Außenfläche weit nach links verlagert. Die orthogonale Projektion der linken Ecke der Innenfläche 4 auf die Ebene der Aussenfläche 5 liegt deutlich außerhalb dieser Fläche 5 und hat einen großen Abstand zu ihrer linken Ecke, wobei

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dieser Abstand praktisch gleich ihrer Breite ist.

Das vierte Beispiel ähnelt dem vorangegangenen Beispiel, und der Unterschied besteht darin, daß die scharfen Winkel des Blockes 1 abgeschnitten sind. In diesem Falle bildet die Ecke 11 am Schnittpunkt der Innenfläche 4 und der Seitenfläche 7 eine Schrägfläche 12, die ihren scharfen Winkel abschneidet, ebenso wie die Ecke 13 am Schnittpunkt der Außenfläche 5 und der Seitenfläche 6 durch eine entsprechende Schrägfläche 14 abgetrennt ist. Die spitzwinklige Ecke 11 zwischen den Flächen 4 und 7 und die spitzwinklige Ecke 13 zwischen den Flächen 5 und 6 sind über ihre ganze Höhe abgeschrägt. Die Abschrägung der Ecken 11 und 13 erlaubt,daß die spitzen Winkel des Blockes 1 während des Pressens dieses Blockes 1 vermieden werden, wenn sie schwierig anzubringen sind.

Bei dem fünften Beispiel bleiben die Oberfläche 2 und die Unterfläche 3 eben, jedoch haben sie identische geometrische Formen, die jeweils von zwei parallelen und ungleichen geraden Segmenten sowie von zwei ungleichen gekrümmten Segmenten begrenzt werden, die sich jeweils in S-Form symmetrisch zu dem Mittelpunkt erstrecken, wobei die entsprechenden Krümmungen dieser S-Formen in gleicher Richtung verlaufen und gleiche Krümmungsradien haben. Die Seitenfläche 6 oder 7 ist als Rechteck gestaltet,das beiderseits seiner Mitte parallel zu seinen kleinen Seiten in unterschiedliche Richtungen gebogen ist. Außerdem entspricht die Neigung der Geraden 10 im wesentlichen der Neigung des vierten

30 Beispielfalles.

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In jedem Fall hängt der Neigungswinkel der Geraden 10 in bezug auf die Ebenen der Flächen 4 und 5 insbesondere von dem Abstand zwischen diesen Flächen 4 und 5, von der Breite dieser Flächen 4 und 5 und von der Krümmung des Metallbehälter auf dem Niveau der Anordnung des Blockes 1 ab.

Ferner kann der neue feuerfeste Stein während seiner Pressung auf einer Seitenfläche 6 oder 7 und/oder auf seiner Unterfläche 3 mit einer Brandpappe versehen werden. Die Brandpappe bzw. Brandpappen werden vor Eingießen des feuerfesten Materials auf dem Boden und/oder auf einer Seitenwand der Herstellungsform für die Steine angeordnet. Diese Pappeschichten erlauben die Wärmeausdehnung des Blockes 1, ohne daß die Gefahr des Abblätterns besteht, wenn die feuerfeste Auskleidung aufgeheizt wird.

In Verbindung mit der feuerfesten Auskleidung des Metallbehälters mit den neuen Steinen zeigt Fig. 11 die gegenseitige Anordnung der Steine gemäß dem fünften Beispiel und ihre Zusammenfügung in mehreren unterbrechungslosen,übereinandergeschichteten Lagen.In diesem Falle ist die in dem Block wiederholte Gerade 10 in bezug auf die Radialrichtung dieses Metallbehälters, die durch die geometrische Mitte dieses Blockes 1 verläuft, absichtlich stark geneigt.

Ferner zeigt Fig. 12 in größerem Maßstab eine Einzelheit der Fig. 11, die sich auf den Ausgleich der Konizität durch umgekehrte Anordnung eines Steines der Lage bezieht.

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TABELLE I

j Bezexch j nung	Format	a	b	h	1	di	der⁵
Γ 25/60	06385	180	120	J 250	100"	1000	3,75
25/30	06386	165	135	250	100	2250	3,75 >
25/16	06387	158	142	250	100	4438	3,75
25/8	06388	154	146	250	100	9125	3,75
25/0	06387	150	150	250	100	—	3,75
30/70	06389	185	115	300	100	986	4,50
30/40	06390 ■	170	130	300	100	1950 ■	4,50
30/20	06391	160	140	300	100	4200	4,50 ·
30/8	06392	154	146	300	Ίοο-	10950	4,50
30/0	06393	150	150	300	100	—	4,50
35/80	06394	190	110	350	100	963	5,25
35/40	06395	170	130	350	100	2275	5,25
35/20	06396	160	140	350	100	4900	5,25
35/8	06397	154	146	350	100	12775	5,25
35/0	00383	150	150	350	100	—	5,25
40/80	06398	190	110	400	100	1100	6,00
40/40	06399	170	130	400	100	2600	6,00
40/20	06400	160	140	400	100	5600	6,00
40/8 !	06401	154	146	400	100	14600	6,00
40/0 j	06402	150	150	400	100	—	6,00

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Stein für die feuerfeste Auskleidung eines metallurgischen Rezipienten, bestehend aus einem Block aus feuerfestem Material, der begrenzt ist von einer ebenen Oberfläche, einer ebenen ünterflache, die der Oberfläche gleicht und zu dieser parallel ist, einer quadratischen oder rechteckigen Innenfläche,einer quadratischen oder rechteckigen Außenfläche, die breiter ist als die Innenfläche und von zwei gegenüberliegenden zueinander nicht parallelen Seitenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte (8) der Innenfläche (4) in bezug auf die Gerade (10), die durch die Mitte (9) der Außenfläche (5) verläuft und sich senkrecht zu dieser erstreckt, parallel zu der Oberfläche (2) und der Unterfläche (3) verlagert ist.
2. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (6,7) in gleicher Richtung gekrümmt sind und gleichen Krümmungsradius aufweisen.
3. Stein nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecke (11) des von der Innenfläche (4) und einer Seitenfläche (7) bzw. von der Außenfläche (5) und der anderen Seitenfläche (6) gebildeten spitzen Winkels über ihre ganze Höhe abgeschrägt ist.

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4. Stein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (6,7) in bezug auf ihre Mitte S-förmig doppelt gekrümmt sind, und daß die Krümmungen in gleicher Richtung verlaufen und gleiche Krümmungsradien aufweisen.
5. Feuerfeste Auskleidung für einen metallurgischen Rezipienten, bestehend aus Steinlagen, die um die Achse des Metalibehälters dieses Rezipienten übereinandergeschichtet sind, dadu rch gekennzeichnet, daß die Steine gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche in jeder Lage um ihren geometrischen Mittelpunkt in bezug auf die Radialrichtung dieses Metallbehälter,die durch diesen Mittelpunkt verläuft, schräggestellt sind, so daß die Auskleidung im Verlauf ihres Baufortschrittes eine Krümmung erlangt, die der Krümmung des fiktiven Idealmodells des Mauerwerkes getreu folgt.

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