DE3342078C2

DE3342078C2 - Oxygenstahl-Konverter bzw. Elektrostahl-Lichtbogenofen mit feuerfestem basischen Futter

Info

Publication number: DE3342078C2
Application number: DE3342078A
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 4500 Osnabrück Grospitsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3342078A1

Abstract

Zur Vermeidung von Unfällen und von starken haltbarkeitsmindernden Abplatzungen der Wandverschleißfutter in Konvertern und Elektrolichtbogenöfen durch Verpuffungen von explosiven Gasluftgemischen, die sich im Futter aus den Pech-, Teer-, Bitumen- oder Kunststoffgehalten der feuerfesten Futtersteine und der Zwischenstampfung bilden und die sich beim schnellen Erhitzen der Öfen stark ausdehnen und die durch die dichten feuerseitigen Oberflächen der Futtersteine nicht gefahrlos aus dem Futter in das Ofeninnere austreten können, werden die Wandverschleißfutter mit Düsen in Form von Abknickungen der Steinflächen bzw. Brechungen der Steinlängskanten versehen, wodurch die explosiven Gase in das Ofeninnere gefahrlos austreten können. Die Düsen im Wandverschleißfutter können verschieden ausgebildet sein und in beliebiger Anzahl und Lage angebracht sein. Steine mit Düsen bildenden Formen können mit Steinen ohne Düsen bildende Formen abwechseln. In die Düsen können Einlagen, die Vorteile für die Ofen- und Schlackenbildung, für die Steigerung der Feuerfestigkeit usw. bringen, eingelegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Oxygenstahl-Konverter zw. einen Elektrostahl-Lichtbogenofen mit feuerfetem basischem Futter, in dem im Wandverschleißfuttcr ntgasungskanäle gebildet werden.

Das feuerfeste Wandfutter der Konverter und der lektrolichtbogenöfen besieht zumeist aus dem Dauerfutter, der Zwischenstampfung und dem Verschleißfutter. Als Dauerfutter werden in der Regel keramisch gebundene pechimprägnierte Sinterdolomit- oder Sintermagnesitsteine eingebaut, als Zwischen- bzw. Hinterstampfurg wird Teersinterdolomit- oder Teersintermagnesitstampfmasse verwendet. Als Verschleißfutter werden keramisch gebundene pechimprägnierte Sinterdolomit- oder Sintermagnesitsteine oder zumeist pechgebundene Sinterdolomit- oder Sintermagnesitsteine

ίο wie deren Kombinationen, also Sinterdolomitmagnesitsteine eingebaut. Anstelle der Pechbindungen bzw. -Tauchung der Steine kann auch eine Bitumen-, Teeroder Kunststoffbindung bzv.·. -tauchung vorgenommen werden. Außerdem können die feuerfesten Steine der Ver»chleißfutter in den Konvertern und Lichtbogenofen in ihrem Restkohlenstoffgehalt durch Ruß- bzw. Graphitbeigaben o. ä. angehoben werden, um die Feuerfestigkeit der Steine zu erhöhen. Alle pech-, teer- oder kunststoffgebundenen Sintermagnesit- bzw. Sinterdolomitsteine werden zumeist vergütet, d. h. getempert, um die flüchtigen Bestandteile der Teer-, Pech- oder Kunststoffbindung auszutreiben. Diese Temperung bzw. Vergütung erfolgt in Temperöfen, wobei die Temperung bzw. Vergütung unterschiedlich lang bzw. unterschied-Hch hoch, d. h. also billiger oder teurer sein kann.

Trotz dieser Temperung der vergüteten Steine konnte die notwendige Beseitigung der flüchtigen Gase aus den Steinen nicht voll gelingen, weil die angewandten Temperaturen bei weitem nicht die späteren sehr hohen Ofentemperaturen in den Konvertern und Elektrolichtbogenofen erreichten. Bei den keramisch gebundenen und anschließend mit Teer, Pech oder Kunststoff getauchten Steinen der Verschleiß- und der Dauerfutter findet keine Temperung statt, so daß alle flüchtigen Bestandteile aus der Tauchung in den Steinen verbleiben. Bei jeder Neu- oder Reparaturzustcliüng der öfen mußte zudem jedesmal die Zwischenstampfung aus Teersinterdolomit- oder Teersintermagnesitstampfmasse erneuert werden, so daß auch in dieser Zwischenschicht des Wandfutters erhebliche Mengen an Teer in den Konvertern oder in den Elektrolichtbogenofen verblieben.

Es sind dadurch in jedem neu zugestellten oder reparierten Ofen also enorme Mengen an Teer, Pech, Bitumen oder Kunststoff vorhanden, die beim Aufheizen und anschl. Ofenbetrieb erhebliche Mengen an flüchtigen Bestandteilen, d. h. Gasen entwickeln. Dazu kommen die großen Restg?smengen an den unzureichend getemperten vergüteten Steinen. In jedem mittleren Konverter stecken dadurch im Dauerfutter und in der Zwischenstampfung ca. 10 t Teer, Pech, Bitumen oder Kunststoff, im Verschleißfutter nochmals nach der unzureichenden Temperung schätzungsweise Gasmengen, die ca. 10 t Teer, Pech, Bitumen oder Kunststoff entsprechen.

Durch diese enormen Teer-, Pech-, Bitumen- oder Kunststoffmengen und die großen Restmengen an Gasen bei den getemperten Steinen entstehen bei dem sehr schnellen Anfahren, Erhitzen und dem Ofenbetrieb

bo durch die hohen Temperaturen sehr große Mengen an Gasen, die durch die dichten, heißen, feuerseitigen Teile des Verschleißfutters nicht entweichen können. Durch die schnelle und starke Wärmeausdehnung und Verschlackung der Steine werden die feuerseitigen Partien des Verschleißfuuers so dicht, und die Porosität nimmt so stark ab. daß keinerlei Gase entweichen können. So entsteht in den Wandauskleidungen der öfen ein explosives Gasluftgemisch, das immer stärker erhitzt wird

und sich dadurch immer mehr ausdehnt, so daß dieses Explosionsgemisch durch mehr oder weniger starke Verpuffungen dann in große mechanische Energie umgewandelt wird. Diese mechanischen, starken Energien bewirken dann großflächige, starke Abplatzungen des Verschleißfutters mit z.T. explosionsartigen Knallen, was am Anfang der Ofenreise, aber auch während der gesamten Reise auftritt. Je weiter die Ofenreise geht. desto kleiner werden die explosiven Gasluftgemische, und es erfolgen durch Verpuffungen dann kleinere, flächenmäßigere, haltbarkeitsmindernde Abplatzungen des Verschleißfutters.

Das führte immer dazu, daß die Verschleißfutterstärke durch die starken und folgenden kleineren Abplatzungen stark abnahm, die erhoffte Haltbarkeit dadurch nicht erreicht wurde, die Verechleißfutterkosten entsprechend stark anstiegen, der Ausnutzungsgrad der Konverter und der Elektrolichtbogenofen sich verringerte und die Produktionskosten sich dadurch entsprechend erhöhten. Es führte aber auch dazu, daß durch die Verpuffungen Stahi aus den Konvertern und Lichtbogenofen heraus geschleudert wurde, was zu Stahlverlust, aber auch zu schweren bekannten Unfällen führte.

Es wurde als Abhilfe versucht, abplatzsichere Steine der Steinlängskanten ist zwar möglich, ist aber natürlich teurer. Die Porosität bzw. die chemische Zusammensetzung der Steinteile im Bereich der Abknickungen oder Brechungen kann dabei eine andere sein, als die der übrigen Steinteile.

Die feuerfesten, basischen, erfindungsgemäßen Wandverschleißfuttersteine für die Ausbildungen der Kanäle gemäß der Erfindung können zweckmäßig einzeln in den Ofen eingebaut werden, sie können aber

ίο auch, wie bekannt, bereits außerhalb des Ofens, vcr dem Einbau, zu großen Einheiten wie Blöcken usw. zusammengefaßt, wie z. B. geklebt oder gebunden werden. Teile des Verschleißfutters aus erfindungsgemäßen Steinen können mit Teilen des Verschleißfuti^rs aus Steinen ohne abgeknickte Steinflächen oder ohne Brechungen der Längskanten abwechseln, so daß z. B. in bestimmten Schlackenzonen keine Steine mit abgeknickten Steinflächen oder mit Brechungen der Längskanten, d. h. keine Kanäle vorhanden sind.

Der Einbau des erfindungsgemäß..;i Wandverschleißfutters mit den erfindugnsgemäßen Stehen geht genau so einfach vor sich wie bisher, er verteuert sich dadurch nicht. Der erfindungsgemäße Einbau der Kanäle in das Wandverschleißfutter bringt mit einfachsten Mitteln

zu schaffen. Das sollte erreicht werden durch andere 25 überraschend große Vorteile für die Haltbarkeit, Wirt-

Zusammensetzungen oder chemische Änderungen der Steinmaterialien. Aber das brachte für die Stahlindustrie nur teurere Steine und höhere Kosten und nur z. T. Abhilfe, denn Verpuffungen aus dem Verschleißfutter heraus halten Wandverschleißfuttersteine jeglicher Art nicht aus.

Aufgabe der nachfolgenden Erfindung ist es deshalb, einen Oxygenstahl-Konverter bzw. einen Elektrostahl-Lichtbogenofen mit feuerfestem basischen Futter zu schaftlichkeit, Unfallsicherheit und Weiterentwicklungsmöglichkeiten der feuerfesten Futter in den Oxygenstahl-Konvertern und den Stahl-Elektrolichtbogenöfen. So haben Versuche mit erfindungsgemäßen Steinen in einem 130-t-LD-Konverter in Gegenüberstellung mit Steinen gleicher Qualität, aber ohne Längskantenbrechungen, nach Messungen mit einem Lasergerät 10—15% Haltbarkeitsverbesserung erbracht.

Durch den erfindungsgemäßen Einbau der Entgaschaffen, in dem im Wandverschleißfutter Entgasungs- 35 sungskanäle im Wandverschleißfutter in beliebiger Ankanäle gebildet werden, durch die die flüchtigen Gase zahl. Größe, Querschnitt lind Lage aus den erfindungsaus dem basischen Futter problemlos in das Ofeninnere gemäßen Steinen können jetzt alle im Futter vorhandeentweichen und keine Steine des basischen Wandver- nen und gebildeten schädlichen, explosiven Ga_e proschleißfutters schädigen können. blemlos in das Ofeninnere entweichen. Dadurch, daß

Es wird ein Oxygenstahl-Konverter bzw. ein Elektro- 40 alle im Futter vorhandenen Gasmengen, auch alle in der stahl-Lichtbogenofen mit feuerfestem basischen Futter Zv.ischenstampfung und im Dauerfutter durch die vorgeschaffen, in dem im Wandverschleißfutter aus trocken handener: großen Mengen an Teer, Pech, Bitumen oder und fugenlos verlegten Steine, meist Querwölbern. Ent- Kunststoff gebildeten großen Gasmengen keine hochgasungskanäle in beliebiger und notwendiger Anzahl explosiven Gasluftgemische mehr bilden können, und und Lage gebildet werden. Diese Kanäle werden durch 45 durch den Wegfall von Verpuffungen große und kleine geformte, erfindungsgemäße Steine im Wandver- Abplatzungen der Verschleißfutter vermieden werden,

Steine

schleißfutter gebildet, und zwar auf einfachste und billigste Art durch den Zusammenschluß von drei bis vier Steinen, so daß die Kanäle also nicht innerhalb der Steine, sondern außerhalb der Steine liegen, weil einzelne Nullagerfugen und/oder die Nullstoßfugen zwischen den Steinen teilweise geöffnet sind, und diese Fugenöffnungen (Kanäle) vom heißen bis zum kalten Steinende reichen oder wobei eine oder mehrere Längskanten der wird die Haltbarkeit der Verschleißfutter erhöht, wodurch der Ausnutzungsgrad und die Verfügbarkeit der Öfen gesteigert wird. Es werden insbesonders Unfallgefahren durch Verringerung der Auswürfe von Stahl- und Schlackenteilen durch Wegfall der Verpuffungoi. wodurch öfters tödliche Unfälle verursacht werden, verrngcvt. Es werden Stahlverluste vermieden. Es ist zudem jetzt durch die Erfindung die hervorragende Mög-

Querwölber im Wandverschleißfutter gebrochen sind. 55 lichkeit geschaffei, worden, durch Einbau der erfiü-Die Öffnungen der Nullager- und/oder Nullstoßfugen dungsgemäßen Kanäle in das Wandverschleißfutter sollen dabei nicht größer als ein Viertel der Nullagerfugenfläche und kleiner als 100% der Nullstoßfugenober

fläche sein, sie können allerdings an einem Stein oder über die Entgasung der Ofenfutter hinaus ein Multifunktionsfutter zj schaffen, das Vorteile in der Ofenführung, in der Schlackenführung, in der Steigerung der

gegenüber anderen Steinen in ihrer Größe und ihrem 60 FeuerfestigKeit der Steine, in der Beurteilung des Ver-Querschnitt schwankend sein. Das Gleiche gilt für die schleißens der Verschleißfuttersteine durch Radioakti-Größe und den Querschnitt der Brechungen der Längs- vitatsmessungen usw. bringt, indem in die abgeknickten kanten der Steine. Steinflächen oder in die Brechungen der Längskanten

Die Abknickungen der Steinflächen oder die Bre- die benötigten Einlagen wie Rußstäbe, Legierungsmatechungen der Lär.gskanten der Steine werden auf ein- 65 rial, radioaktive Drähte usw. eingelegt werden,
fachste und zweckmäßigste Weise sofort beim Preßvor- Ein weiterer wesentlicher Hauptvorteil ist jedoch die

gang hergestellt. Eine nachträgliche Herstellung der Möglichkeit des Einsatzes von unvergüteten, billigen Abknickungen der Steinflächen oder die Brechungen Steinen, wobei also die Vergütung durch die Entgasung

der Steine durch die Kanäle erst im Konverter und Elektroofen erfolgt, jedoch die Haltbarkeit nicht geringer als bei konventionell vergüteten Steinen ist.

Alle diese Aufgaben in einem Oxvgen-Konverter oder Elektrostahl-Lichtbogenofen, nämlich die Entgasung des Ofenfutters usw. durch die erfindungsgemäßen Entgasungskanäle im Wandverschleißfutter können die bereits bekannten Düsen, die vom Ofenpanzer, also von außen, in das Ofeninnere durchgehen und durch die von ar.ßen Gase und feste Stoffe aller Art in das Ofeninnere geblasen werden, in keiner Weise erfüllt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigt F i g. 1 einen Oxygenstahl-Konverter im Schnitt, in dem

s das Dauerfutter

b dieZwischenstampfung

c das Verschleißfutter dargestellt und in

d die abgeknickten Steinflächen bzw. die gebrochenen Längskanten der VerschleiUfuttersteine (Kanäle) und

e Steine mit nicht abgeknickten Steinflächen bzw. mit nicht gebrochenen Längskanten in ihrer Lage angedeutet sind.

Die F i g. 2 ze:gt die feuerseitige Ansicht eines genormten 650 mm langen Konvertersteins in Originalgröße mit einer erfindungsgemäßen, beispielhaften abgeknickten Steiniitoßfläche f.

Die F i g. 2a zeigt die feuerseitige Ansicht eines genormten 650 mm langen Konvertersteins in Originalgröße mit einer erfindungsgemäßen, gebrochenen Steinlängskante f.,.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 35

50

5-

Claims

Patentansprüche:

1. Oxygenstahl-Konverter oder Elektrostahl-Lichtbogenofen mit feuerfestem basischen Auskleidungsfutter aus fugenlos verlegten teer-, pech-, bitumen- oder kunststoffhaltigen Steinen und Stampfmassen, das aus Dauerfutter, Zwischenstampffutter und Verschleißfutter besteht, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Auskleidungsfutter Kanäle eingearbeitet sind, wobei diese Kanäle nur innerhalb des Verschleißfutters in Richtung vom Ofeninneren zum Ofenäußeren liegen und nicht bis zum stählernen Ofenpanzer durchgehen.

2 Konverter oder Lichtbogenofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kanäle durch Zusammenschluß von je drei bis vier Verschleißfuttersteinen gebildet sind.

3. Konverter oder Lichtbogenofen nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß diese Kanäle unterschiedliche Formen, unterschiedliche Größen und selbst in Form und Größe unterschiedlich sind.

4. Konverter oder Lichtbogenofen nach Anspruch 1—3. gekennzeichnet dadurch, daß diese Kanäle in unregelmäßigem Abstand und in beliebiger Lage und Menge im Wandverschleißfutiär liegen, und Teile der Futterauskleidung mit Kanälen mit Teilen der Futterauskleidung ohne Kanäle abwechseln.

5. Konverter oder Lichtbogenofen nach Anspruch 1—4. gekennzeichnet dadurch, daß diese Kanäle durch teilweises 3fnen der Nullfugen zwischen den Steinen des Wandverschleißfutterr gebildet werden.

6. Konverter oder Lichtbogenofen nach Anspruch 1—4, gekennzeichnet dadurch, άτ·1 diese Kanäle durch I bis 4 gebrochene Längskanten der Steine des Wandverschieißiüiiers gebildet werden.

7. Feuerfester basischer Stein zur Herstellung der Kanäle im Wandverschleißfutter, gekennzeichnet dadurch, daß maximal 25% einer Lagerfläche und/ oder die Stoßfläche des Steins maximal bis 99% abgeknickt ist oder eine Längskante des Steins gebrochen ist, und diese Abknickungen oder Brechungen vom Ofeninneren bis zum Ofenäußeren verlaufen.

8. Feuerfester basischer Stein nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Stoßflächen des Steins abgeknickt sind oder mehr als eine Längskante des Steins gebrochen ist.

9. Feuerfester basischer Stein nach Anspruch 7 und 8. gekennzeichnet dadurch, daß die Abknickungen der Steinflächen oder die gebrochenen Längskanten der Steine beim Preßvorgang der Steine geformt worden sind.

10. Feuerfester basischer Stein nach Anspruch 7—9. gekennzeichnet dadurch, daß die Porosität und/oder die chemische Zusammensetzung im Bereich der Abknickungen der Steinflächen oder der Längskantenbrechungen eine andere ist. als die der übrigen Stcinteile.