DE9218392U1

DE9218392U1 - Vorrichtung zum Trocknen eines monolithisch zugestellten Futters eines metallurgischen Schmelzgefäßes

Info

Publication number: DE9218392U1
Application number: DE9218392U
Authority: DE
Original assignee: Veitsch Radex GmbH and Co OG
Current assignee: Veitsch Radex GmbH and Co OG
Priority date: 1992-02-13
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2002-02-14

Description

Mommsengasse 3 5 JWr:——±9^~3

A-1040 Wien ^{VRA 12232}~^{&egr; kül2}

Vorrichtung zum Trocknen eines monolithisch zugestellten Futters eines metallurgischen Schmelzgefäßes

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen eines monolithisch zugestellten Futters eines metallurgischen Schmelzgefäßes.

Es ist bekannt, zur Neuzustellung beziehungsweise Reparatur von metallurgischen Schmelzgefäßen, insbesondere Gießpfannen, die vertikalen Wände des Schmelzgefäßes, zum Teil auch den Boden, mit einer monolithischen, feuerfesten keramischen Masse (zum Beispiel Spritzmasse) zu beschichten,

Die so eingebrachte monolithische Beschichtung weist in der Regel eine Restfeuchtigkeit von 3 bis 5 Gew.-%, zum Teil auch mehr, auf.

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Vor der Inbetriebnahme des so zugestellten Schmelzgefäßes ist es notwendig, die Restfeuchte möglichst vollständig aus der Masse auszutreiben.

Aus der Praxis sind hierzu sogenannte Trocknungsgerüste bekannt, die aus einem Brennersystem bestehen, deren Flammen mehr oder weniger direkt auf die Beschichtung gerichtet werden. Die Trocknung mit einem solchen Trocknungsgerüst hat folgende Nachteile:

- Die Energie wird nur lokal (punktuell) eingebracht,

so daß es einerseits zu örtlichen Überhitzungen kommen kann, andererseits keine gleichmäßige Trocknung erreichbar ist.

- Daraus folgt gleichzeitig eine relativ lange Trocknungszeit, die bis zum 100 Stunden betragen kann. Entsprechend sind die Energie-/Trocknungskosten hoch.

- Ein solches Trocknungsgerüst erfordert hohe Investitionskosten.

Es besteht demzufolge die Aufgabe, eine Trocknungsmöglichkeit aufzuzeigen, mit der monolithisch zugestellte metallurgische Schmelzgefäße effektiver, gleichmäßiger und kostengünstiger unter möglichst vollständiger Entfernung des Anmachwassergehaltes getrocknet werden können.

Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel auf überraschend einfache Weise dadurch erreicht werden kann, wenn anstelle einer direkten Flammbestrahlung beziehungsweise einer überwiegenden Energie-

zufuhr durch Strahlung eine indirekte Trocknung mit einem hohen konvektiven Wärmeübergang durchgeführt wird.

Dabei hat die Erfindung weiter erkannt, daß sich eine solche Trocknung sehr einfach dadurch realisieren läßt, indem - ausgehend von einem konventionellen Brenner mit Brenner flamme - die Brennerflamme beziehungsweise der Brenner insgesamt in einer die Brennerflamme zumindest umfangsseitig umgebenden Abschirmung konfektioniert wird, so daß ein direkter Kontakt zwischen Flamme und Futter ausgeschlossen wird.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches.

Soweit nachstehend die Erfindung anhand einer Gießpfanne näher erläutert wird, steht die Gießpfanne stellvertretend für alle anderen Arten von metallurgischen Schmelzgefäßen.

Im einfachsten Fall wird die Vorrichtung in Richtung der Mittenlängsachse der Pfanne nach unten gerichtet angeordnet, wobei der Brenner mit der rohrförmigen Abschirmung konfektioniert ist, die die Flamme mit Abstand umgibt.

Auf diese Weise wird ein direkter Kontakt zwischen Flamme und monolithischem Futter verhindert. Gleichzeitig werden

die Verbrennungsgase aber in Richtung der Flamme (nach unten) entsprechend der Flammengeschwindigkeit ausgetragen, wo sie zunächst in Richtung auf den Boden der Pfanne strömen, bevor sie umgelenkt werden und durch Konvektion nach oben strömen, wo sie auf ihrem Weg zwischen der Abschirmung und dem Futter letzterem Feuchtigkeit entziehen und dieses trocknen.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsgase ist dabei in erster Linie abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der Flamme und damit vom Brennerdruck.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß der Brenner mit unterschiedlicher Flammgeschwindigkeit und Brenntemperatur eingestellt werden kann, so daß auch die Verbrennungsgase in ihrer Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur einstellbar sind. Hierdurch läßt sich ein Trocknungsprofil (zeitabhängig) einstellen und damit eine schonende, aber intensive Trocknung in sehr viel kürzeren Zeiten als bisher erreichen.

Mit anderen Worten: die Temperaturdifferenz zwischen dem Rauchgas und dem zu trocknenden Material kann eingestellt werden und sollte dabei möglichst niedrig liegen, um den Trocknungseffekt zu optimieren.

Im Ergebnis läßt sich auf diese Weise die Temperatur der Rauchgase von Umgebungstemperatur auf beispielsweise 700 oder 800° erhöhen. Versuche haben gezeigt, daß hierdurch die Trocknungszeit auf 15 bis 30 % der eingangs genannten Werte reduziert werden kann.

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Ein besonderer Vorteil gegenüber dem bekannten Trocknungsverfahren ist auch, daß die Trocknung sehr viel gleichmäßiger erfolgt und lokale Überhitzungen vermieden werden.

Nach einer vorteilhaften Aus führungsform der Erfindung soll die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß sie im Abstand zum Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes endet, um eine sichere Konvektionsströmung zu ermöglichen.

Dabei ist es weiter vorteilhaft, am offenen freien Ende der Abschirmung ein Umlenkelement anzuordnen, das so ausgebildet ist, daß es die aus der Abschirmung nach unten austretende Verbrennungsluft um etwa 180° umlenkt und zwischen Abschirmung und Futter nach oben führt. Hierdurch kann die Richtung der Rauchgasströmung derart gezielt eingestellt werden, daß die Rauchgase unmittelbar auf der Oberfläche des zu trocknenden Futters entlangströmen.

Das Umlenkelement ist dabei als Bestandteil der Abschirmung ausgebildet. Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, das Umlenkelement über entsprechende Laschen am unteren Ende der Abschirmung zu befestigen.

Für bestimmte Anwendungsfälle sieht eine weitere Ausführungsform vor, eine mit Perforationen ausgebildete Abschirmung einzusetzen, so daß ein Teil der Rauchgase seitlich durch die Perforationen ausströmt. Dies führt dann zu Zwangsverwirbelungen mit den aufsteigenden Rauchgasen, die über das untere Ende der Abschirmung ausgetreten sind.

Auf diese Weise kann die Wärmeübertragung zusätzlich verbessert werden, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Abschirmung einen ausreichenden Abstand zum Futter hat, so daß die seitlich ausströmenden Rauchgase nicht direkt auf das Futter gelangen.

Umgekehrt kann die Abschirmung ohne weiteres auch thermisch isoliert ausgebildet werden, um eine seitliche Wärmeübertragung durch Strahlung auszuschließen, soweit dies gewünscht wird.

Sowohl die Abschirmung wie auch das Umlenkelement können aus unterschiedlichsten Materialien bestehen. Aufgrund der relativ geringen Flammentemperaturen eignen sich besonders Stähle; die Teile könnten beispielsweise auch aus einem feuerfesten keramischen Material bestehen.

Es ist selbstverständlich, daß die Brennerform sowie die verwendeten Energieträger beliebig ausgewählt werden können So kann der Brenner sowohl mit Öl wie auch mit Gas oder Feststoffen gefeuert werden.

Um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, die Pfanne mit einem Deckel zu versehen,

der eine Ausnehmung für den Brenner aufweist und im übrigen so konfektioniert ist, daß die Rauchgase entweichen können. Im einfachsten Fall geschieht dies dadurch, daß der Deckel in geringem Abstand zum oberen freien Randbereich der Pfanne angeordnet wird, so daß ein umlaufender Ringspalt entsteht, über den die Rauchgase austreten können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur in stark schematisierter Darstellung einen Teilschnitt durch eine Stahl-Gießpfanne mit einer Vorrichtung zum Trocknen eines zuvor auf die Seitenwand der Pfanne aufgebrachten monolithischen feuerfesten keramischen Futters.

In der Figur kennzeichnet die Bezugsziffer 10 den äußeren Stahlmantel einer Gießpfanne.

Der Boden wird von einer feuerfesten Mauerung 12 gebildet. Der Ausguß der Pfanne sowie Zusatzeinrichtungen, wie Gasspülsteine etc. sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Die Seitenwand weist ein gemauertes Dauerfutter 14 auf, auf dem eine monolithische feuerfeste Masse 16 aufgebracht wurde. Diese besitzt hier eine Rest feucht igkeit von 3 Gew.-Si.

Das nach oben offene Ende der Pfanne wird von einem Deckel 18 abgedeckt, der im Abstand zum oberen freien Randbereich der Pfanne angeordnet ist und eine Mittenöffnung 18a aufweist, durch die ein Rohr 20 ragt, das seinerseits an einem Brenner 22 befestigt ist.

Das Rohr 20 bildet eine Abschirmung für eine - schematisch dargestellte - Brennerflamme 24 des Brenners 22, der entsprechend nach unten in Richtung auf den Boden der Pfanne gerichtet ist.

Zum Trocknen der monolithischen Beschichtung 16 wird die in der Figur dargestellte Einrichtung in Betrieb genommen. Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden in Pfeilrichtung A in Richtung auf den Boden der Pfanne geführt, wo sie am unteren Ende (bei 20a) aus dem Rohr 20 austreten und dann seitlich an einem Umlenkblech 26 umgelenkt werden, das über Laschen 28 am Rohr 20 befestigt ist und in geringem Abstand oberhalb des Bodens der Pfanne steht.

Die Strömungsrichtung der aus dem Rohr 20 austretenden Rauchgase ist durch die Pfeile B dargestellt.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Rauchgase anschließend entlang des Ringraumes zwischen Rohr 20 und monolithischer Beschichtung 16 nach oben in Richtung auf den Deckel 18 strömen, wobei sie entlang der monolithischen Beschichtung 16 geführt werden und diese trocknen. Über den zwischen der Pfanne und dem Deckel ausgebildeten Ringspalt 30 treten die Rauchgase schließlich in Pfeilrichtung C aus.

Die beschriebene Anordnung beziehungsweise das damit ausgeübte Trocknungsverfahren ermöglicht eine effektive, gleichmäßige und vollständige Trocknung der monolithischen Beschichtung 16 ohne örtliche Überhitzungen bei deutlich gegenüber bekannten Verfahren reduziertem Energiebedarf.

Claims

Dr.Thomas U. Becker &Bgr;&thgr;&thgr;1<&THgr;&Ggr; &"" &Mgr;&Ogr;&Igr;&Igr;&thgr;&Ggr; Dr. Karl-Ernst Müller

Diplominqenieur ^i Diplomingenieur

European Patent Attorney Patentanwa te # *· » »· ·« iurojfean Patent Attorney

Anmelderin;

Veitsch-Radex

Aktiengesellschaft für

feuerfeste Erzeugnisse

Mommsengasse 35 J^H——19-9*3

A-1040 Wien ^{VRA 12232}"^{G kÜ12}

Vorrichtung zum Trocknen eines monolithisch zugestellten Futters eines metallurgischen Schmelzgefäßes

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Trocknen eines monolithisch zugestellten Futters eines metallurgischen Schmelzgefäßes unter Einsatz mindestens eines Brenners mit in das Innere des Schmelzgefäßes gerichteter Flamme, gekennzeichnet durch eine beabstandet zur Brenner flamme angeordnete und diese umgebende rohrförmige, in Flammrichtung offene Abschirmung (20) zur Verhinderung einer direkten Beaufschlagung des Futters mit der Flamme.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abschirmung (20) so gewählt ist, daß sie mit Abstand zum Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes endet.

EisenhüttenstraBe 2 · D-4030 Ratingen 1 ·&Tgr;&bgr;&Igr;&bgr;(&ogr;&Lgr;&Tgr;&phgr;21/^/83&iacgr;&iacgr;&bgr;85-8^2901 jTele5(if73it>2323 ■ Tetetex 2102323—patbrev -Telefax {0)2102/83069
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am offenen freien Ende der Abschirmung (20) ein Umlenkelement angeordnet ist, das so ausgebildet ist, daß es die aus der Abschirmung nach unten austretende Verbrennungsluft um etwa 180° umlenkt und zwischen Abschirmung und Futter nach oben führt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (20) Perforationen au fweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus Metall (Stahlblech) oder Keramik besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (26) über Laschen (28) an der rohrförmigen Abschirmung befestigt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (20) thermisch isoliert ausgebildet ist.