EP1047796B1 - Abstichrinne für eine eisenschmelze - Google Patents

Abstichrinne für eine eisenschmelze Download PDF

Info

Publication number
EP1047796B1
EP1047796B1 EP99903612A EP99903612A EP1047796B1 EP 1047796 B1 EP1047796 B1 EP 1047796B1 EP 99903612 A EP99903612 A EP 99903612A EP 99903612 A EP99903612 A EP 99903612A EP 1047796 B1 EP1047796 B1 EP 1047796B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lining
copper
cooling
ribs
tapping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99903612A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1047796A1 (de
Inventor
Marc Solvi
Guy Thillen
Roger Thill
Nicolas Mousel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Publication of EP1047796A1 publication Critical patent/EP1047796A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1047796B1 publication Critical patent/EP1047796B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/14—Discharging devices, e.g. for slag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/14—Charging or discharging liquid or molten material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/001—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
    • F27D2009/0013—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas the fluid being water
    • F27D2009/0016—Water-spray
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/0018—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/004—Cooling of furnaces the cooling medium passing a waterbox

Definitions

  • the invention relates to a tapping channel for an iron smelter, as they are e.g. is used on the blast furnace for tapping the pig iron.
  • Tapping channels for molten iron have been known for a long time. They exist essentially an outer support structure (such as a metallic one) Trough) with a refractory lining.
  • the lining is usually made from a permanent feed, e.g. is made of refractory stones that are inserted directly into the metallic trough, and one Wear lining made of a refractory casting compound in which the receiving channel for which approximately 1500 ° C warm iron melt is formed.
  • the tapping channel is exposed to heavy loads.
  • Corresponding the refractory lining often has to be repaired or replaced.
  • Cooling can improve.
  • coolant usually cooling water
  • EP-A-0060239 proposed the outer Form support structure as a double-walled metallic trough, through which Interior compressed air is passed as a coolant.
  • a double-walled metallic trough through which Interior compressed air is passed as a coolant.
  • forced cooling includes forced cooling
  • air has a far lower effectiveness. It is also one Compressed air cooling is very energy intensive.
  • Another disadvantage is that the double-walled metal trough requires a relatively large amount of production requires.
  • EP-A-0143971 proposes to the side of the pouring channel, inside the refractory lining, box-shaped cooling elements or To provide cooling pipes which are connected to a cooling water circuit.
  • the wear lining is in front of the cooling elements a copper plate with thermo elements arranged. The latter are in one Control circuit connected, which is exceeded when a predetermined Maximum temperature or rate of temperature rise Water supply blocks and the cooling elements to a compressed air network for the purpose Emergency cooling connects.
  • the permanent feed be good conductive layer of graphite, semigraphite or silicon carbide stones disguise, which is crossed by cooling pipes through which a liquid Coolant is passed.
  • This highly conductive layer is replaced by the liquid Coolant strongly cooled so that the molten iron which cracks up to penetrates this outer cooling layer, solidifies immediately.
  • the graphite, Semigraphite or silicon carbide stones also by copper, iron or Cast iron plates could replace and that the cooling tubes in a good could embed conductive material.
  • the present invention has for its object a to create a forced cooling trough with a copper lining, at the risk of coolant leakage into the molten iron is greatly reduced.
  • a tapping gutter according to claim 1 is a possible solution to this Task.
  • Such a tapping channel comprises an outer support structure with a Refractory lining in which a channel for the iron smelting is formed.
  • a massive, forcibly cooled by a cooling device Copper lining surrounds the refractory lining in the support structure. she has the function of cooling the inner refractory lining and thereby to extend their service life. It also protects the outer support structure against overheating.
  • this copper liner has solid ribs, which consists of a solid copper base body Protect the refractory lining. Of course, these ribs improve the cooling effect in the refractory lining and thus its service life.
  • the main function of these ribs is the massive copper Base body when iron melt penetrates into the Protect refractory lining.
  • This protective function is mainly in that the penetrated iron melt through the ribs up cooled to solidify and is therefore stopped before it starts comes into contact with the solid base body made of copper. This will Overheating cracks in the solid copper base body avoided, and thus reduces the risk of coolant leaking into the molten iron. It stays It should be noted that there is contact between the molten iron and the rib cause local overheating or partial melting of the rib can, which usually does not have a significant negative impact has the actual base body made of copper.
  • the refractory lining is advantageous, at least in the area of the ribs poured onto the copper lining. This is the heat transfer between the refractory lining and the copper lining in the area of the Ribs improved. Cavities and crevices through which the iron melt penetrate to the copper lining are avoided more effectively.
  • the copper lining is preferably made of solid copper plates trained, which are advantageously continuously cast.
  • a longitudinal section of the Tapping channel can for example consist of a base plate and two side plates are made of copper.
  • the cooling device comprises cooling channels in the copper liner, each of the cooling channels each having a rib is covered. Due to the location of the cooling channels under the massive fins the risk of coolant leaking into the iron melt is further reduced.
  • the fins and cooling channels preferably run parallel to Longitudinal direction of the tapping gutter. This reduces the number and Length of the external connections between the cooling channels. Still allowed this arrangement with continuously cast copper plates through the cooling channels Inserts in a continuous casting mold as through channels in the casting direction form, and / or the ribs by battlements in the continuous casting mold train.
  • Another solution to the given task can be that the cooling device, instead of cooling channels in the copper lining, one external cooling circuit, which the copper lining from the outside, i.e. of the cools the back structure facing back.
  • This solution too enables a reduction in the risk of coolant leakage into the Molten iron.
  • the massive copper lining made of copper does indeed an extremely effective shield, which is a coincidence of coolant and effectively prevents molten iron. Small cracks in the massive Copper lining is hardly a danger here.
  • Such an external cooling circuit can, for example, a spray device for Spray the back of the copper liner with a coolant include. It should be noted that when meeting with a Molten iron, finely sprayed water e.g. a far less danger represents, as a compact jet of water from a leak in one Cooling channel emerges. To cool the copper lining through the To improve the spray device, the rear is advantageous by furrows increased.
  • such an external cooling circuit can also include external cooling elements comprise which are flowed through by a cooling liquid and are thermally connected to the back of the copper lining.
  • these cooling elements are in the form of solid copper beams integrated cooling channels.
  • FIGS. 1 to 5 show tapping troughs for molten iron. such as on the blast furnace for tapping the pig iron. They include a support trough 10 in which a channel 12 for the approximately 1500 ° C. warm iron melt 14 is formed in a refractory lining 16, 18. The latter usually consists of a wear lining 16 in which the channel 12 is formed, and a permanent lining 18, which the wear lining 16th surrounds. Between the permanent feed 18 and the support trough 10 is one Copper lining 20, 120, 320, 420 arranged, which by means of a Cooling device is forced cooled. This forced-cooled copper lining 20, 120, 320, 420 protects the support trough 10 against overheating and thus against thermal deformations.
  • the tapping gutter in a concrete channel arranged it also protects the concrete and its fittings against one thermal overload. It also cools the refractory lining 16, 18 and thereby increases their service life. This is especially true for that refractory lining 18 to.
  • this concrete channel can support the support trough 10 take over, so that the copper lining 20, 120, 320, 420 immediately can be arranged between the concrete walls and the permanent lining 18. Between the copper lining 20, 120 and the support structure 10, thermal insulation may also be installed (see e.g. in FIG insulating plates provided with the reference numeral 21).
  • cross section of the channel through the support trough 10 (or the concrete channel) is formed, the shape of the copper liner 20, 120, 220, 320, 420 sets.
  • a preferred form of this cross section is shown in the figures. Of course, one is not in the configuration of the invention the cross-sectional shape shown is limited.
  • the copper lining 20 consists of substantially vertical, side plates 22 and 24, and substantially horizontal, bottom plates 26. These elongated plates 22, 24, 26 are of this type put together that they have a kind of copper trough 20 for the Form refractory lining 16, 18. With the reference numerals 28 and 30 in Figure 1, the seams between the side plates 22, 24 and Designated bottom plate 26. Since the length of the individual copper plates 22, 24, 26 is usually much shorter than the length of the trough of course, a plurality of side plates 22, 24, or bottom plates 26 are lined up around the support trough 10 over its entire length undress.
  • the copper plates 22, 24, 26 on their inner surface, i.e. the area the facing the refractory lining, massive ribs 32 which are essential protrude into the inner refractory lining 18.
  • the ratio height "H" the ribs 32 to the thickness "D" of the permanent lining 18 should preferably between 1: 4 and 3: 4.
  • the ribs 32 preferably extend over the entire length of the copper plates 22, 24, 26 and are separated by grooves 34. They contribute to a significant improvement in the cooling of the Refractory lining at. Especially the temperatures in the permanent feed 18 are significantly reduced.
  • a no less important function of the ribs 32 consists in a local breakthrough of the molten iron 14 into the Permanent feed 18 to cool the molten iron to solidify before using it comes into contact with the actual base body made of copper and deep inside Overheating cracks caused. It should be noted that contact between a rib 32 and the molten iron, local overheating, or even a partial meltdown that can cause rib 32, as a rule however, no major negative effects on the actual one Has base body made of copper.
  • the ribs 32 are sufficiently effective, they must have certain minimum dimensions.
  • Execution is the ratio of the height "H” of the ribs 32 to the thickness "S" of the Copper lining between the ribs 32 e.g. about 2: 3. This The ratio should normally be between 1: 2 and 1: 1.
  • the ratio width "B" of the ribs to the width "N" of the grooves 34, and the ratio of the height "H” of the Ribs to the width "B” of the ribs should both be between 1: 3 and 3: 1 (in In the embodiment shown, this ratio is approximately 5: 6).
  • Thickness "S” of the copper liner between the ribs 32 to the middle one Total thickness “F” of the refractory lining 16 + 18 should be in new condition
  • the tapping gutter is between 1:10 and 2: 5. This ratio is shown in FIG approximately in the area of the side plates and in the area of the base plates 3:10.
  • the cooling device comprises the Lining 20 cooling channels 36, which both in the side plates 22, 24, as are also arranged in the base plate 26. These cooling channels 36 extend advantageously under the ribs 32 due to the solid body of the plates 22, 24, 26. In other words, the solid ribs 32 cover and protect thus the cooling channels 36.
  • a coolant supply (not shown) is supplied the cooling channels 36 with a liquid coolant.
  • This coolant supply is a low pressure cooling water supply advantageous, i.e. the feed pressure the cooling water should preferably be less than 1 bar. If cracks in the The low feed pressure of the cooling water does not cause copper plates major leaks, which reduces the risk of explosion. Coolant supply and cooling channels 36 are preferably designed such that the temperature of the copper lining is never 100 ° C exceeds.
  • the tapping channel of Figure 1 is made as follows. First they are Copper plates 22, 24, 26 arranged in the support trough 10 and possibly attached. A first refractory mass is then placed in the copper trough 20 poured, which forms the permanent feed 18. This first fireproof The mass penetrates into the grooves 34 and completely fills the latter. A box-shaped first formwork forms the later above the ribs 32 Boundary layer 38 to the wear lining 16. After curing the first refractory mass and after removing the first formwork, it will Wear lining 16 made. For this, a second refractory mass is applied the finished permanent feed 18 poured, with a second formwork Channel 12 trains.
  • All copper plates for the tapping channels of Figures 1 to 5 are advantageously continuously cast.
  • the copper plates 22, 24, 26 for the tapping channels of Figure 1 can be used in the continuous casting channel Generate through-channels in the casting direction in the finished copper plate 22, 24, 26 form the cooling channels 36.
  • These through channels can advantageously an elongated, e.g. oval, cross-section, e.g. in the Figure 2, indicated in the copper plate 124. This will make the free one Cross section of the cooling channels 36 'enlarged without the material thickness of the Copper plate in the area of the cooling channels 36 'decreases.
  • the ribs 32 can can also be generated during continuous casting.
  • the Continuous casting mold in the continuous casting channel corresponding battlements, which the Form grooves 34.
  • cooling channels 36 can also be drilled, and / or the grooves 34 into a forged or rolled Copper block are milled.
  • Continuously cast copper plates 22, 24, 26 with cast-in cooling channels can, however, be used extremely cost-effectively produce relatively large lengths. It should be noted that copper plates with large length, need fewer coolant connections, which with one Overflow of the tapping gutter can be destroyed and thus cause an explosion could.
  • the tapping gutter of Figure 2 differs from the tapping gutter of Figure 1 essentially by the following features.
  • the bottom plate 126 faces no ribs on. It is covered with graphite plates 128, which one Prevent the iron melt from breaking down.
  • Another The difference is that the copper lining 120, in the corner area 121, 122 between the bottom plate 126 and the side plates 122, 124 none Has cooling channels. These corner areas 121, 122 are therefore exclusive cooled by the bottom plate 126 and the side plates 122, 124.
  • the practice has indeed proven that major breakthroughs in iron smelting always occur in these two corner areas 121, 122 take place.
  • the Base plates 26, 126 can optionally also be designed without cooling channels. In In this case, the base plates 26, 126 are removed by heat conduction from the Side plates 22, 24, 122, 124 cooled. If the breakthrough Melting iron in the floor area is therefore a risk of The coincidence of the cooling liquid with the iron melt is greatly reduced.
  • the tapping channels of Figures 3 to 5 differ from the Tapping gutter of Figure 1 mainly in that the cooling device of the Copper lining 220, 320, 420 each have an outer cooling circuit with a has liquid coolant, which is behind the back of the Copper liner 220, 320, 420 (i.e. the surface facing the support trough 10 facing) is arranged.
  • the cooling device of the Copper lining 220, 320, 420 each have an outer cooling circuit with a has liquid coolant, which is behind the back of the Copper liner 220, 320, 420 (i.e. the surface facing the support trough 10 facing) is arranged.
  • the Molten iron in the permanent lining 18 forms one massive protective shield in front of the outer cooling circuit.
  • the outer cooling circuit comprises a spray device 240 which from tubes 242 by means of spray nozzles 244 a cooling liquid on the back the copper side plates 222 and 224 spray.
  • the on the surface of the copper side plates 222 and 224 draining coolant is in Collection channels 246 collected. Furrows 248 in the back of the copper Side plates 222 and 224 increase the cooled surface and thus the Effect of cooling. It should be noted that one is advantageous Air / water mixture sprayed, in such a way that most of the Water evaporates on the surface.
  • the outer cooling circuit comprises one Coolant flowed through external cooling elements, which are at the rear of the Copper lining are attached thermally conductive.
  • these cooling elements are designed as solid bars 340, which e.g. cast on or with the copper liner 320 are welded or soldered.
  • Each of these outer chilled beams 340 has at least one internal cooling channel 342.
  • each of these vortex chambers 440 includes an outer one Pipe socket 442, an inner pipe socket 444, and an inlet line 446 and a return line 448 for a coolant.
  • the outer pipe socket 442 has an open end at the back of copper liner 420 attached, e.g. welded.
  • a blind bore 441 can be in the outer Enlarge the pipe socket 442 formed chamber 443 into the copper plate.
  • the inner pipe socket 444 inserted into the chamber 443.
  • the inner pipe socket 444 inserted into the chamber 443.
  • the coolant flows in through the inlet line 446 the inner pipe socket 444 and is from the nozzle to the surface of the Sprayed copper liner 420. This will cause strong turbulence in of chamber 443 which intensify heat exchange. The Turbulence in chamber 443 can of course still occur Stakes are increased. The coolant leaves the chamber 443 via the Return line 448.
  • FIG. 10 shows the temperature curve in cross-section of a tapping gutter, which is shown under the abscissa axis X. is. You can see the channel with the 1500 ° C hot iron melt 14, the Wear lining 16, the permanent lining 18, and a copper lining 20 '.
  • the Temperature curve 50 drawn with a solid line shows the Temperature curve for a copper lining with ribs 32.
  • the one with a Dashed dash 52 drawn temperature curve shows the Temperature curve for a copper lining without ribs 32, at the same Temperature (50 ° C) and the same thickness of the base body Copper lining 20 '.
  • the 250 ° C line was insulated with an axis line The diagram is drawn.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstichrinne für eine Eisenschmelze, wie sie z.B. am Hochofen für den Abstich des Roheisens eingesetzt wird.
Abstichrinnen für Eisenschmelzen sind seit langem bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einer äußeren Stützstruktur (wie z.B. einem metallischen Trog) mit einer Feuerfestauskleidung. Die Auskleidung besteht üblicherweise aus einem Dauerfutter, das z.B. aus feuerfesten Steinen ausgebildet ist, die unmittelbar in den metallischen Trog eingesetzt sind, und einem Verschleißfutter aus einer feuerfesten Gießmasse, in dem der Aufnahmekanal für die ungefähr 1500°C warme Eisenschmelze ausgebildet ist. Bei modernen Großhochöfen, mit einer Produktion von mehreren tausend Tonnen Roheisen pro Tag, ist die Abstichrinne starken Belastungen ausgesetzt. Entsprechend häufig muß die Feuerfestauskleidung ausgebessert oder erneuert werden.
Es ist bekannt, daß man die Standzeit der Feuerfestauskleidung durch Kühlung verbessern kann. Der Einsatz von Kühlkreisen mit flüssigen Kühlmitteln (im Normalfall Kühlwasser) in der Abstichrinne ist jedoch nicht unproblematisch. In der Tat, wenn z.B. bei einem Durchbruch der Eisenschmelze durch die Feuerfestauskleidung, Eisenschmelze und Kühlwasser zusammentreffen, kann es zu einer heftigen Wasserstoffexplosion kommen. Um diese Explosionsgefahr zu reduzieren, bzw. gänzlich zu beseitigen, hat man bereits mehrere Lösungen vorgeschlagen.
So wurde z.B. in der EP-A-0060239 vorgeschlagen, die äußere Stützstruktur als doppelwandigen metallischen Trog auszubilden, durch dessen Innenraum Druckluft als Kühlmittel geleitet wird. Im Vergleich zu einer Zwangskühlung mit einem flüssigen Kühlmittel, weist eine Zwangskühlung mit Luft jedoch eine weitaus geringere Wirksamkeit auf. Zudem ist eine solche Druckluftkühlung sehr energieaufwendig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der doppelwandige Blechtrog einen relativ großen Herstellungsaufwand erfordert.
In der EP-A-0143971 wurde vorgeschlagen seitlich von dem Gießkanal, innerhalb der Feuerfestauskleidung, kastenförmige Kühlelemente oder Kühlrohre vorzusehen, welche an einen Kühlwasserkreis angeschlossen sind. Um die Explosionsgefahr zu reduzieren, hat man ein aufwendiges Sicherheitssystem vorgesehen. Im Verschleißfutter ist vor den Kühlelementen eine Kupferplatte mit Thermo-Elementen angeordnet. Letztere sind an eine Steuerschaltung angeschlossen, welche bei Überschreiten eines vorgegebenen Höchstwertes der Temperatur oder der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit die Wasserzufuhr sperrt und die Kühlelemente an ein Druckluftnetz zwecks Notkühlung anschließt.
In der EP-A-0090761 wurde vorgeschlagen, das Dauerfutter mit einer gut leitenden Schicht aus Graphit-, Semigraphit- oder Siliziumcarbid-Steinen zu verkleiden, welche von Kühlrohren durchzogen ist, durch die ein flüssiges Kühlmittel geleitet wird. Diese gut leitende Schicht wird durch das flüssige Kühlmittel stark gekühlt, so daß die Eisenschmelze welche durch Risse bis zu dieser äußeren Kühlschicht vordringt, sofort erstarrt. In der gleichen Patentanmeldung wird ebenfalls angedeutet, daß man die Graphit-, Semigraphit- oder Siliziumcarbid-Steine auch durch Kupfer-, Eisen- oder Gußeisenplatten ersetzen könnte, und daß man die Kühlrohre in ein gut leitendes Werkstoff einbetten könnte.
Wegen der hohen Leitfähigkeit des Kupfers scheinen Kupferplatten mit unmittelbar in den Kupfer integrierten Kühlkanälen eine besonders interessante Lösung zu sein. Allerdings hat man bis jetzt, bei Abstichrinnen für 1500°C heiße Eisenschmelzen, von einer zwangsgekühlten Kupferauskleidung abgesehen. Man erwartet zwar, daß bei einem lokalen Durchbruch der Eisenschmelze bis an die Kupferauskleidung, die Eisenschmelze sofort erstarrt. Man befürchtet jedoch, daß es durch den direkten Kontakt der Eisenschmelze mit der zwangsgekühlten Kupferauskleidung zu Überhitzungsrissen kommt, welche einen Kühlmittelaustritt in die Eisenschmelze verursachen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zwangsgekühlte Abstichrinne mit einer Kupferauskleidung zu schaffen, bei der die Gefahr eines Kühlmittelaustritts in die Eisenschmelze stark reduziert ist.
Eine Abstichrinne nach Anspruch 1 ist eine mögliche Lösung zu dieser Aufgabe. Eine solche Abstichrinne umfaßt eine äußere Stützstruktur mit einer Feuerfestauskleidung, in der ein Kanal für die Eisenschmelze ausgebildet ist. Eine massive, mittels einer Kühlvorrichtung zwangsgekühlte, Kupferauskleidung umgibt die Feuerfestauskleidung in der Stützstruktur. Sie hat als Funktion die innere Feuerfestauskleidung zu kühlen und hierdurch deren Standzeit zu verlängern. Sie schützt ebenfalls die äußere Stützstruktur gegen ein Überhitzen. Entsprechend einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung, weist diese Kupferauskleidung massive Rippen auf, welche aus einem massiven kupfernen Basiskörper wesentlich in die Feuerfestauskleidung hineinragen. Diese Rippen verbessern selbstverständlich die Kühlwirkung in der Feuerfestauskleidung und damit deren Standzeit. Die Hauptfunktion dieser Rippen ist es jedoch, den massiven kupfernen Basiskörper bei einem Eindringen von Eisenschmelze in die Feuerfestauskleidung zu schützen. Diese Schutzfunktion wird hauptsächlich dadurch erfüllt, daß die eingedrungene Eisenschmelze durch die Rippen bis zum Erstarren stark abgekühlt und somit bereits gestoppt wird, bevor sie mit dem massiven Basiskörper aus Kupfer in Kontakt kommt. Hierdurch werden Überhitzungsrisse im massiven kupfernen Basiskörper vermieden, und somit die Gefahr eines Kühlmittelaustritts in die Eisenschmelze reduziert. Es bleibt anzumerken, daß ein Kontakt zwischen Eisenschmelze und Rippe zwar ein lokales Überhitzen, bzw. ein teilweises Abschmelzen der Rippe verursachen kann, was in der Regel jedoch keine wesentlichen negative Auswirkungen auf den eigentlichen Basiskörper aus Kupfer hat.
Die Feuerfestauskleidung ist, zumindest im Bereich der Rippen, vorteilhaft auf die Kupferauskleidung aufgegossen. Hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen der Feuerfestauskleidung und der Kupferauskleidung im Bereich der Rippen verbessert. Hohlräume und Spalten, durch welche die Eisenschmelze bis zur Kupferauskleidung vordringen könnten, werden wirksamer vermieden.
Die Kupferauskleidung wird vorzugsweise durch massive Kupferplatten ausgebildet, welche vorteilhaft stranggegossen sind. Ein Längenabschnitt des Abstichkanals kann zum Beispiel aus einer Bodenplatte und zwei Seitenplatten aus Kupfer bestehen.
In einer ersten Ausgestaltung umfaßt die Kühlvorrichtung Kühlkanäle in der Kupferauskleidung, wobei jeder der Kühlkanäle jeweils von einer Rippe überdeckt wird. Durch die Lage der Kühlkanäle unter den massiven Rippen wird die Gefahr eines Kühlmittelaustritts in die Eisenschmelze weiter reduziert.
Die Rippen und Kühlkanäle verlaufen vorzugsweise parallel zur Längsrichtung der Abstichrinne. Hierdurch vermindert sich die Anzahl und Länge der äußeren Verbindungen zwischen den Kühlkanälen. Weiterhin erlaubt diese Anordnung bei stranggegossenen Kupferplatten, die Kühlkanäle durch Einsätze in einer Stranggießform als Durchgangskanäle in Gießrichtung auszubilden, und/oder die Rippen durch Zinnen in der Stranggießform auszubilden.
Eine weitere Lösung der vorgegebenen Aufgabe kann darin bestehen, daß die Kühlvorrichtung, anstatt Kühlkanäle in der Kupferauskleidung, einen externen Kühlkreis aufweist, der die Kupferauskleidung von außen, d.h. von der der Stützstruktur zugewandten Rückseite her kühlt. Auch diese Lösung ermöglicht eine Reduzierung der Gefahr eines Kühlmittelaustritts in die Eisenschmelze. Die massive Kupferauskleidung aus Kupfer bildet in der Tat einen äußerst wirksamen Schild, der ein Zusammentreffen von Kühlflüssigkeit und Eisenschmelze wirksam verhindert. Kleine Risse in der massiven Kupferauskleidung sind hierbei kaum eine Gefahr.
Ein solch äußerer Kühlkreis kann zum Beispiel eine Sprühvorrichtung zum Besprühen der Rückseite der Kupferauskleidung mit einer Kühlflüssigkeit umfassen. Hierzu ist anzumerken, daß bei einem Zusammentreffen mit einer Eisenschmelze, fein versprühtes Wasser z.B. eine weitaus geringere Gefahr darstellt, als ein kompakter Wasserstrahl der aus einer Leckage in einem Kühlkanal austritt. Um die Kühlung der Kupferauskleidung durch die Sprühvorrichtung zu verbessern, ist deren Rückseite vorteilhaft durch Furchen vergrößert.
Ein solch äußerer Kühlkreis kann jedoch auch äußere Kühlelemente umfassen, welche von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden und thermischleitend mit der Rückseite der Kupferauskleidung verbunden sind. In einer ersten Ausführung sind diese Kühlelemente als massive Kupferbalken mit integrierten Kühlkanälen ausgebildet. in einer alternativen Ausgestaltung sind. diese Kühlelemente als Wirbelkammern ausgebildet, welche senkrecht zur Rückseite der Kupferauskleidung angeordnet sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele von Abstichrinnen ableiten, die anhand der beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird.
Es zeigen:
Figur 1:
einen Querschnitt durch eine erste Ausführung einer Abstichrinne;
Figur 2:
einen Querschnitt durch eine zweite Ausführung einer Abstichrinne;
Figur 3:
einen Querschnitt durch eine dritte Ausführung einer Abstichrinne, die teilweise perspektivisch gezeichnet ist;
Figur 4:
einen Querschnitt durch eine vierte Ausführung einer Abstichrinne, die teilweise perspektivisch gezeichnet ist, wobei nur die rechte Hälfte der Rinne gezeigt ist;
Figur 5:
einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführung einer Abstichrinne, die teilweise perspektivisch gezeichnet ist, wobei nur die rechte Hälfte der Rinne gezeigt ist;
Figur 6:
ein Diagramm das Temperaturverlauf im Querschnitt einer Abstichrinne mit Rippen darstellt.
In den Figuren 1 bis 5 sind Abstichrinnen für eine Eisenschmelze gezeigt, wie sie z.B. am Hochofen für den Abstich des Roheisens eingesetzt werden. Sie umfassen einen Stütztrog 10, in dem ein Kanal 12 für die ungefähr 1500°C warme Eisenschmelze 14 in einer Feuerfestauskleidung 16, 18 ausgebildet ist. Letztere besteht üblicherweise aus einem Verschleißfutter 16, in dem der Kanal 12 ausgebildet ist, und einem Dauerfutter 18, welches das Verschleißfutter 16 umgibt. Zwischen dem Dauerfutter 18 und dem Stütztrog 10, ist eine Kupferauskleidung 20, 120, 320, 420 angeordnet, welche mittels einer Kühlvorrichtung zwangsgekühlt ist. Diese zwangsgekühlte Kupferauskleidung 20, 120, 320, 420 schützt den Stütztrog 10 gegen Überhitzung und somit gegen thermische Verformungen. Ist die Abstichrinne in einem Betonkanal angeordnet, so schützt sie auch den Beton und seine Armaturen gegen eine thermische Überbelastung. Sie kühlt ebenfalls die Feuerfestauskleidung 16, 18 und erhöht hierdurch deren Standzeit. Dies trifft insbesondere für das feuerfeste Dauerfutter 18 zu. Bei einer Abstichrinne in einem gegossenen Betonkanal, kann dieser Betonkanal die Stützfunktion des Stütztrogs 10 übernehmen, so daß die Kupferauskleidung 20, 120, 320, 420 unmittelbar zwischen den Betonwänden und dem Dauerfutter 18 angeordnet werden kann. Zwischen der Kupferauskleidung 20, 120 und der Stützstruktur 10 kann ggf. noch eine thermische Isolierung angebracht sein (siehe z.B. in Figur 3 die mit dem Bezugszeichen 21 versehene Isolierplatten). Es bleibt anzumerken, daß der Querschnitt des Kanals der durch den Stütztrog 10 (bzw. den Betonkanal) ausgebildet wird, die Form der Kupferauskleidung 20, 120, 220, 320, 420 festlegt. In den Figuren ist eine bevorzugte Form dieses Querschnitts gezeigt. Selbstverständlich ist man bei der Ausgestaltung der Erfindung jedoch nicht auf die gezeigte Querschnittsform beschränkt.
In der Ausführung nach Figur 1 besteht die Kupferauskleidung 20 aus, im wesentlichen senkrechten, Seitenplatten 22 und 24, und im wesentlichen horizontalen, Bodenplatten 26. Diese länglichen Platten 22, 24, 26 sind derart zusammengefügt, daß sie eine Art kupfernen Trog 20 für die Feuerfestauskleidung 16, 18 ausbilden. Mit den Bezugszeichen 28 und 30 sind in der Figur 1 die Nahtstellen zwischen den Seitenplatten 22, 24 und der Bodenplatte 26 bezeichnet. Da die Länge der einzelnen Kupferplatten 22, 24, 26 meistens weitaus kürzer als die Länge der Abstichrinne ist, muß selbstverständlich eine Mehrzahl an Seitenplatten 22, 24, bzw. an Bodenplatten 26 hintereinandergereiht werden um den Stütztrog 10 auf seiner ganzen Länge auszukleiden.
Entsprechend einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung, weisen die Kupferplatten 22, 24, 26 an ihrer Innenfläche, d.h. der Fläche die der Feuerfestauskleidung zugewandt ist, massive Rippen 32 auf, die wesentlich in die innere Feuerfestauskleidung 18 hineinragen. Das Verhältnis Höhe "H" der Rippen 32 zur Dicke "D" des Dauerfutters 18 sollte vorzugsweise zwischen 1:4 und 3:4 liegen. Die Rippen 32 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Kupferplatten 22, 24, 26 und sind durch Nuten 34 getrennt. Sie tragen zu einer wesentlichen Verbesserung der Kühlung der Feuerfestauskleidung bei. Besonders die Temperaturen im Dauerfutter 18 werden wesentlich reduziert. Eine nicht minder wichtige Funktion der Rippen 32 besteht darin, bei einem lokalen Durchbruch der Eisenschmelze 14 bis in das Dauerfutter 18, die Eisenschmelze bis zum Erstarren abzukühlen, bevor sie mit dem eigentlichen Basiskörper aus Kupfer in Kontakt kommt und hierin tiefe Überhitzungsrisse verursacht. Es bleibt anzumerken, daß ein Kontakt zwischen einer Rippe 32 und der Eisenschmelze, zwar ein lokales Überhitzen, bzw. sogar ein teilweises Abschmelzen, der Rippe 32 verursachen kann, was in der Regel jedoch keine größeren negativen Auswirkungen auf den eigentlichen Basiskörper aus Kupfer hat.
Damit eine ausreichende Wirksamkeit der Rippen 32 gewährleistet ist, müssen sie bestimmte minimale Abmessungen aufweisen. In der gezeigten Ausführung ist das Verhältnis Höhe "H" der Rippen 32 zur Stärke "S" der Kupferauskleidung zwischen den Rippen 32 z.B. ungefähr 2:3. Dieses Verhältnis soll im Normalfall zwischen 1:2 und 1:1 liegen. Das Verhältnis Breite "B" der Rippen zur Breite "N" der Nuten 34, sowie das Verhältnis Höhe "H" der Rippen zur Breite "B" der Rippen, sollen beide zwischen 1:3 und 3:1 liegen (in der gezeigten Ausführung ist dieses Verhältnis ungefähr 5:6). Das Verhältnis Stärke "S" der Kupferauskleidung zwischen den Rippen 32 zur mittleren Gesamtstärke "F" der Feuerfestauskleidung 16 + 18 soll im Neuzustand der Abstichrinne zwischen 1:10 und 2:5 liegen. In der Figur 1 ist dieses Verhältnis im Bereich der Seitenplatten 1:3 und im Bereich der Bodenplatten ungefähr 3:10.
In der Ausführung nach Figur 1 umfaßt die Kühlvorrichtung der Auskleidung 20 Kühlkanäle 36, welche sowohl in den Seitenplatten 22, 24, als auch in der Bodenplatte 26 angeordnet sind. Diese Kühlkanäle 36 erstrecken sich vorteilhaft unter den Rippen 32 durch den massiven Körper der Platten 22, 24, 26. In anderen Worten, die massiven Rippen 32 überdecken und schützen somit die Kühlkanäle 36. Eine (nicht gezeigte) Kühlmittelversorgung versorgt die Kühlkanäie 36 mit einem flüssigen Kühlmittel. Diese Kühlmittelversorgung ist vorteilhaft eine Niederdruck Kühlwasserversorgung, d.h. der Einspeisedruck des Kühlwassers soll vorzugsweise kleiner als 1 bar sein. Bei Rißbildung in den Kupferplatten verursacht der geringe Einspeisedruck des Kühlwassers keine größeren Leckagen, wodurch die Explosionsgefahr reduziert wird. Kühlmittelversorgung und Kühlkanäle 36 sind vorzugsweise derart ausgelegt, daß die Temperatur der Kupferauskleidung an keiner Stelle 100°C überschreitet.
Die Abstichrinne der Figur 1 wird wie folgt hergestellt. Zuerst werden die Kupferplatten 22, 24, 26 in dem Stütztrog 10 angeordnet und ggf. befestigt. Anschließend wird eine erste feuerfeste Masse in den kupfernen Trog 20 eingegossen, welche das Dauerfutter 18 ausbildet. Diese erste feuerfeste Masse dringt hierbei in die Nuten 34 ein und füllt letztere gänzlich auf. Eine kastenförmige erste Verschalung bildet oberhalb der Rippen 32 die spätere Grenzschicht 38 zum Verschleißfutter 16 aus. Nach dem Aushärten der ersten feuerfesten Masse und nach dem Ausbau der ersten Verschalung, wird das Verschleißfutter 16 hergestellt. Hierzu wird eine zweite feuerfeste Masse auf das fertige Dauerfutter 18 aufgegossen, wobei eine zweite Verschalung den Kanal 12 ausbildet.
Sämtliche Kupferplatten für die Abstichrinnen der Figuren 1 bis 5 werden vorteilhaft stranggegossen. Beim Stranggießen der Kupferplatten 22, 24, 26 für die Abstichrinnen der Figur 1, können Einsätze im Stranggießkanal Durchgangskanäle in Gießrichtung erzeugen, die in der fertigen Kupferplatte 22, 24, 26 die Kühlkanäle 36 ausbilden. Diese Durchgangskanäle können vorteilhaft einen länglichen, z.B. ovalen, Querschnitt aufweisen, wie z.B. in der Figur 2, in der Kupferplatte 124 angedeutet. Hierdurch wird der freie Querschnitt der Kühlkanäle 36' vergrößert, ohne daß die Materialstärke der Kupferplatte im Bereich der Kühlkanäle 36' abnimmt. Die Rippen 32 können ebenfalls beim Stranggießen erzeugt werden. Hierzu weist dann die Stranggießform im Stranggießkanal entsprechende Zinnen auf, welche die Nuten 34 ausbilden. Selbstverständlich können die Kühlkanäle 36 jedoch auch gebohrt werden, und/oder die Nuten 34 in einen geschmiedeten oder gewalzten Kupferblock eingefräst werden. Strangegossene Kupferplatten 22, 24, 26 mit eingegossenen Kühlkanälen lassen sich jedoch äußerst kostengünstig mit relativ großen Längen herstellen. Hierzu ist anzumerken, daß Kupferplatten mit großer Länge, weniger Kühlmittelanschlüsse benötigen, welche bei einem Überlauf der Abstichrinne zerstört werden und somit eine Explosion hervorrufen könnten.
Die Abstichrinne der Figur 2 unterscheidet sich von der Abstichrinne der Figur 1 im wesentlichen durch folgende Merkmale. Die Bodenplatte 126 weist keine Rippen auf. Sie ist mit Graphitplatten 128 belegt, welche einen Durchbruch der Eisenschmelze nach unten verhindern. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Kupferauskleidung 120, im Eckbereich 121, 122 zwischen der Bodenplatte 126 und den Seitenplatten 122, 124 keine Kühlkanäle aufweist. Diese Eckbereiche 121, 122 werden also ausschließlich durch die Bodenplatte 126 und die Seitenplatten 122, 124 gekühlt. Die Praxis hat in der Tat erwiesen, daß größere Durchbrüche der Eisenschmelze stets in diesen beiden Eckbereichen 121, 122 stattfinden. Da größere Durchbrüche mit großer Wahrscheinlichkeit nicht in der Feuerfestauskleidung zum Erstarren gebracht werden können, hat man durch einen Verzicht auf Kühlkanäle in diesem Bereich, die Gefahr eines Zusammentreffens der Kühlflüssigkeit mit der Eisenschmelze stark reduziert. In anderen Worten, man baut in die Abstichrinne einen bevorzugten "Weg" ein, über den die Eisenschmelze bei größeren Durchbrüchen aus der Abstichrinne strömen kann, ohne mit dem Kühlmittel in Kontakt zu kommen.
Zu den Ausführungen der Figuren 1 und 2 bleibt anzumerken, daß die Bodenplatten 26, 126 ggf. auch ohne Kühlkanäle ausgeführt sein können. In diesem Fall werden die Bodenplatten 26, 126 durch Wärmeleitung von den Seitenplatten 22, 24, 122, 124 gekühlt. Bei einem Durchbruch der Eisenschmelze im Bodenbereich ist hierdurch die Gefahr eines Zusammentreffens der Kühlflüssigkeit mit der Eisenschmelze stark reduziert.
Die Abstichrinnen der Figuren 3 bis 5 unterscheiden sich von der Abstichrinne der Figur 1 hauptsächlich dadurch, daß die Kühlvorrichtung der Kupferauskleidung 220, 320, 420 jeweils einen äußeren Kühlkreis mit einem flüssigen Kühlmittel aufweist, welcher hinter der Rückseite der Kupferauskleidung 220, 320, 420 (das heißt der Oberfläche die dem Stütztrog 10 zugekehrt ist) angeordnet ist. In anderen Worten, bei einem Einbruch der Eisenschmelze in das Dauerfutter 18, bildet die Kupferauskleidung einen massiven Schutzschild vor dem äußeren Kühlkreis.
In Figur 3 umfaßt der äußere Kühlkreis eine Sprühvorrichtung 240, welche aus Rohren 242 mittels Sprühdüsen 244 eine Kühlflüssigkeit auf die Rückseite der kupfernen Seitenplatten 222 und 224 sprüht. Die an der Oberfläche der kupfernen Seitenplatten 222 und 224 ablaufende Kühlflüssigkeit wird in Auffangkanälen 246 aufgefangen. Furchen 248 in der Rückseite der kupfernen Seitenplatten 222 und 224 vergrößern die gekühlte Oberfläche und somit die Wirkung der Kühlung. Es bleibt anzumerken, daß man vorteilhaft ein Luft/Wasser-Gemisch verspritzt, und zwar derart, daß der größte Teil des Wassers an der Oberfläche verdampft.
In den Figuren 4 und 5 umfaßt der äußere Kühlkreis von einer Kühlflüssigkeit durchströmte äußere Kühlelemente, die an der Rückseite der Kupferauskleidung thermischleitend angebracht sind.
In Figur 4 sind diese Kühlelemente als massive Balken 340 ausgebildet, welche z.B. an der Kupferauskleidung 320 angegossen oder mit ihr verschweißt oder verlötet sind. Jeder dieser äußeren Kühlbalken 340 weist mindestens einen internen Kühlkanal 342 auf. Sind die Kühlbalken 340 mit der Rückseite der Kupferauskleidung 320 lediglich verschweißt oder verlötet, so kann man damit rechnen, daß sie sich bei einem größeren Einbruch der Eisenschmelze in das Dauerfutter 18 von der Kupferauskleidung 320 lösen. Hierdurch werden sie möglicherweise vor dem Zerstören gerettet.
In Figur 5 sind die erwähnten Kühlelemente als Wirbelkammern 440 ausgebildet welche senkrecht an der Rückseite der Kupferauskleidung 420 angeordnet sind. Jede dieser Wirbelkammern 440 umfaßt einen äußeren Rohrstutzen 442, einen inneren Rohrstutzen 444, sowie eine Zulaufleitung 446 und eine Rücklaufleitung 448 für eine Kühlflüssigkeit. Der äußere Rohrstutzen 442 ist mit einem offenen Ende an der Rückseite der Kupferauskleidung 420 befestigt, z.B. angeschweißt. Eine Sackbohrung 441 kann die im äußeren Rohrstutzen 442 ausgebildete Kammer 443 in die Kupferplatte vergrößern. Durch das verschlossene zweite Ende dieses äußeren Rohrstutzens 442, ist der innere Rohrstutzen 444 in die Kammer 443 eingeführt. Hierin bildet er in unmittelbarer Nachbarschaft der Oberfläche der Kupferauskleidung 420 eine zentrale Düse 450 aus. Durch die Zulaufleitung 446 strömt die Kühlflüssigkeit in den inneren Rohrstutzen 444 und wird von der Düse auf die Oberfläche der Kupferauskleidung 420 gesprüht. Hierdurch werden starke Verwirbelungen in der Kammer 443 erzeugt, welche den Wärmeaustausch intensivieren. Die Verwirbelungen in der Kammer 443 können selbstverständlich noch durch Einsätze erhöht werden. Die Kühlflüssigkeit verläßt die Kammer 443 über die Rücklaufleitung 448.
Anhand des Diagrams der Figur 6 wird abschließend noch ein weiterer Vorteil der Rippen 32 erläutert. Dieses Diagramm zeigt den Temperaturverlauf im Querschnitt einer Abstichrinne, welche unter der Abszissenachse X gezeigt ist. Man erkennt den Kanal mit der 1500°C heißen Eisenschmelze 14, das Verschleißfutter 16, das Dauerfutter 18, sowie eine Kupferauskleidung 20'. Die mit einem durchgezogenen Strich gezeichnete Temperaturkurve 50 zeigt den Temperaturverlauf bei einer Kupferauskleidung mit Rippen 32. Die mit einem gestrichelten Strich 52 gezeichnete Temperaturkurve zeigt den Temperaturverlauf bei einer Kupferauskleidung ohne Rippen 32, bei gleicher Temperatur (50°C) und gleicher Stärke des Basiskörpers der Kupferauskleidung 20'. Mit einem Achsenstrich wurde die 250°C - Linie ins Diagramm eingezeichnet. Ab dieser Temperatur von 250°C ist in der Tat damit zu rechnen, daß der Kupfer stark an mechanischer Festigkeit verliert. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, ist bei einer Kupferauskleidung mit Rippen 32, die Distanz zwischen der 250°C - Isotherme und der Oberfläche 54 des massiven Basiskörpers aus Kupfer, weitaus größer als bei einer Kupferauskleidung ohne Rippen 32 (vergleiche die Distanzen D1 und D2 im Diagramm). In anderen Worten, die Rippen 32 gewähren eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Überhitzen des massiven Basiskörpers aus Kupfer, wenn die Stärke der Verschleißschicht 16 im Laufe der Zeit abnimmt, und hierdurch die 1500°C - Isotherme näher an die Kupferauskleidung zu liegen kommt.

Claims (21)

  1. Abstichrinne für eine Eisenschmelze, umfassend:
    eine äußere Stützstruktur (10);
    eine Feuerfestauskleidung (16, 18) in der Stützstruktur (10), wobei in dieser Feuerfestauskleidung ein Kanal (12) für die Eisenschmelze (14) ausgebildet ist;
    eine Kupferauskleidung (20, 120, 220, 320, 420) welche die Feuerfestauskleidung (18) in der Stützstruktur (10) umgibt; und
    eine Kühlvorrichtung für die Zwangskühlung der Kupferauskleidung (20, 120, 220, 320, 420);
    gekennzeichnet durch,
    massive Rippen (32) der Kupferauskleidung (20, 120, 220, 320, 420), welche in die Feuerfestauskleidung (18) hineinragen.
  2. Abstichrinne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerfestauskleidung ein Verschleißfutter (16) und ein Dauerfutter (18) umfaßt, wobei die Rippen (32) im wesentlichen bis zur Hälfte der Dicke des Dauerfutters (18) reichen.
  3. Abstichrinne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerfestauskleidung (18), zumindest im Bereich der Rippen auf die Kupferauskleidung aufgegossen ist.
  4. Abstichrinne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferauskleidung (20, 120, 220, 320, 420) durch massive Kupferplatten (22, 24, 26) ausgebildet wird.
  5. Abstichrinne nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Bodenplatte (26) und zwei Seitenplatten (22, 24) aus Kupfer.
  6. Abstichrinne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (26) mit Graphitplatten (128) belegt ist.
  7. Abstichrinne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferauskleidung (120) zwischen Bodenplatte (26) und Seitenplatten (22, 24) jeweils einen Eckbereich (121, 126) aufweist, wobei die Kupferauskleidung (120) bis auf diesen Eckbereich unmittelbar mit einem flüssigen Kühlmittel zwangsgekühlt ist.
  8. Abstichrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verhältnis: Höhe "H" der Rippen (32) zur Stärke "S" der Kupferauskleidung (20, 120, 220, 320, 420) in den Nuten (34) zwischen den Rippen (32), zwischen 1:2 und 1:1 liegt.
  9. Abstichrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
    daß das Verhältnis: Breite "B" der Rippen (32) zur Breite "N" der Nuten (34) zwischen den Rippen (32);
    sowie das Verhältnis: Höhe "H" der Rippen (32) zur Breite "B" der Rippen (32);
    jeweils zwischen 1:3 und 3:1 liegt.
  10. Abstichrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung Kühlkanäle (36) in der Kupferauskleidung (20) umfaßt, wobei jeder der Kühlkanäle (36) jeweils von einer Rippe (32) überdeckt wird.
  11. Abstichrinne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (32) und Kühlkanäle (36) parallel zur Längsrichtung der Abstichrinne verlaufen.
  12. Abstichrinne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferauskleidung (20) durch stranggegossene Kupferplatten (22, 24, 26) ausgebildet wird, wobei Kühlkanäle (36) beim Stranggießen als Durchgangskanäle in Gießrichtung ausgebildet werden.
  13. Abstichrinne nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (32) beim Stranggießen durch Zinnen in einer Stranggießform ausgebildet werden.
  14. Abstichrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung einen externen Kühlkreis mit einem flüssigen Kühlmittel aufweist, der die Kupferauskleidung (220, 320, 420) von der Rückseite, d.h. von der Stützstruktur (10) her kühlt.
  15. Abstichrinne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Kühlkreis eine Sprühvorrichtung (240) aufweist, welche der Rückseite der Kupferauskleidung (220) gegenüberliegt.
  16. Abstichrinne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Kupferauskleidung (220) durch Furchen (248) vergrößert ist.
  17. Abstichrinne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreis von einer Kühlflüssigkeit durchströmte äußere Kühlelemente (340, 440) umfaßt, die an der Rückseite der Kupferauskteidung (320, 420) thermischleitend angebracht sind.
  18. Abstichrinne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente massive Kupferbalken (340) mit integrierten Kühlkanälen (342) umfassen.
  19. Abstichrinne nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferbalken (340) an die Rückseite der Kupferauskleidung (320) angeschweißt oder angelötet sind.
  20. Abstichrinne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente Wirbelkammern (440) für die Kühlflüssigkeit umfassen, welche senkrecht zur Rückseite der Kupferauskleidung (420) angeordnet sind.
  21. Abstichrinne nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wirbelkammer (440) folgende Teile umfaßt:
    einen äußeren Rohrstutzen (442), der mit einem offenen Ende abgedichtet an der Rückseite der Kupferauskleidung (420) befestigt ist, wobei eine geschlossene innere Kammer (243) im äußeren Rohrstutzens (442) ausgebildet wird;
    einen inneren Rohrstutzen (444), der abgedichtet in diese innere Kammer (243) eingeführt ist, wo er in unmittelbarer Nachbarschaft der Oberfläche der Kupferauskleidung (420) eine Düse (450) ausbildet;
    eine Zulaufleitung (446) für eine Kühlflüssigkeit, die in den inneren Rohrstutzen (444) einmündet; und
    eine Rücklaufleitung (448) für die Kühlflüssigkeit, die in den äußeren Rohrstutzen (442) einmündet.
EP99903612A 1998-01-15 1999-01-08 Abstichrinne für eine eisenschmelze Expired - Lifetime EP1047796B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU90195A LU90195B1 (de) 1998-01-15 1998-01-15 Abstichrinne fuer eine Eisenschmelze
LU90195 1998-01-15
PCT/EP1999/000072 WO1999036580A1 (de) 1998-01-15 1999-01-08 Abstichrinne für eine eisenschmelze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1047796A1 EP1047796A1 (de) 2000-11-02
EP1047796B1 true EP1047796B1 (de) 2003-03-05

Family

ID=19731731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99903612A Expired - Lifetime EP1047796B1 (de) 1998-01-15 1999-01-08 Abstichrinne für eine eisenschmelze

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1047796B1 (de)
JP (1) JP4199419B2 (de)
KR (1) KR20010034144A (de)
AT (1) ATE233827T1 (de)
AU (1) AU738253B2 (de)
BR (1) BR9908364A (de)
CA (1) CA2318171A1 (de)
DE (1) DE59904444D1 (de)
LU (1) LU90195B1 (de)
WO (1) WO1999036580A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2234467T3 (es) * 1999-03-16 2005-07-01 Sms Demag Ag Canal de sangria para un horno de cuba.
FI114568B (fi) 2001-10-19 2004-11-15 Outokumpu Oy Sularänni
US9347708B2 (en) 2011-09-29 2016-05-24 Hatch Ltd. Furnace with refractory bricks that define cooling channels for gaseous media
DE102015100617B4 (de) 2015-01-16 2021-03-04 Alpha Deuren International Bv Torblatt
CN110396565B (zh) * 2019-07-23 2024-09-20 长兴明天炉料有限公司 一种耐侵蚀的高炉出铁沟
CN116042943A (zh) * 2023-02-01 2023-05-02 中冶东方工程技术有限公司 一种高炉主沟
CN116606973B (zh) * 2023-05-29 2025-04-18 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种高炉出铁场渣铁沟挡墙结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU851071A1 (ru) * 1979-02-01 1981-07-30 Научно-Исследовательский И Опытно- Конструкторский Институт Автоматизациичерной Металлургии Шаблон
LU84042A1 (fr) * 1982-03-26 1983-11-17 Arbed Rigole de coulee pour metaux liquides
DE19503912C2 (de) * 1995-02-07 1997-02-06 Gutehoffnungshuette Man Kühlplatte für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen

Also Published As

Publication number Publication date
JP4199419B2 (ja) 2008-12-17
EP1047796A1 (de) 2000-11-02
KR20010034144A (ko) 2001-04-25
DE59904444D1 (de) 2003-04-10
ATE233827T1 (de) 2003-03-15
CA2318171A1 (en) 1999-07-22
LU90195B1 (de) 1999-07-16
BR9908364A (pt) 2000-11-28
AU738253B2 (en) 2001-09-13
WO1999036580A1 (de) 1999-07-22
AU2420499A (en) 1999-08-02
JP2002509193A (ja) 2002-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1153142B1 (de) Verfahren zum herstellen einer kühlplatte für einen ofen zur eisen- oder stahlerzeugung
DE29611704U1 (de) Kühlplatte für metallurgische Öfen
DE19503912C2 (de) Kühlplatte für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen
DE2641224A1 (de) Ofenwand fuer zur stahlherstellung dienende oefen, insbesondere ultra- hochleistungs-lichtbogenoefen
DE20213759U1 (de) Kühlplatte für metallurgische Öfen
DE602004004094T2 (de) Ofenwand mit kühlplatten für einen metallurgischen ofen
EP1047796A1 (de) Abstichrinne für eine eisenschmelze
DE69822107T2 (de) Kühlplatte für metallurgische Schachtöfen
EP1218549B1 (de) Metallurgischer ofen mit kupferkühlplatten
EP1499462A1 (de) Anpassung des wärmeüberganges bei stranggiesskokillen, insbesondere im giessspiegelbereich
DE60003505T2 (de) Großflächige Kokille zum vertikalen Stranggießen mit Einsatz von Metallen
DE69806334T2 (de) Rinne zum Führen von flüssigen Metallen
DE2313320A1 (de) Durch umgiessen eines oder mehrerer rohre, insbesondere kuehlrohr, geformtes gussteil
WO2013178205A1 (de) Anordnung zum kleinstückigen erstarren von bei der metallerzeugung anfallenden flüssigen schlacken
EP1322790B1 (de) Kühlelement für schachtöfen
DE69802953T2 (de) Elektrolichtbogen mit einer kühlvorrichtung enthaltend panele
DE3120221A1 (de) Verfahren und giessform zur herstellung eines dickwandigen behaelters aus sphaerolithischem gusseisen und fuer das verfahren geeignete giessform
DE2620509C2 (de) Feuerfester Bauteil oder Formkörper
DE60014953T2 (de) Mit Kühlplatten ausgestatteter Schachtofen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1508796B2 (de) Verfahren undVorrichtung zum Kühlen eines Stahlstranges in der SekundärkUhlzone einer Stranggießanlage
AT410717B (de) Kühlplatte mit verstärkungsteil
EP1480915B1 (de) Mit einer glasschmelze beaufschlagte, gekühlte begrenzungswand einer glasschmelzanlage
DE69900502T2 (de) Wandaufbau für metallschmelzofen und hochofen mit solchem aufbau
DE2804282C3 (de) Kühler für Schachtöfen
DE3420845A1 (de) Kokille fuer diskontinuierliches abgiessen von metallschmelze, insbesondere fuer ne-metallschmelze

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20000710

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE DE ES FI FR GB IT NL SE

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 20020529

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE DE ES FI FR GB IT NL SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030305

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030305

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 59904444

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030410

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030605

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030930

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

EN Fr: translation not filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040131

26N No opposition filed

Effective date: 20031208

BERE Be: lapsed

Owner name: S.A. PAUL *WURTH

Effective date: 20040131

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20101214

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20111221

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20111214

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20120126

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20111219

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V1

Effective date: 20130801

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 233827

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20130131

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20130108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130131

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130801

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130801

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 59904444

Country of ref document: DE

Effective date: 20130801

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130108