EP2752260B9 - Feuerfester keramischer Boden - Google Patents

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EP2752260B9
EP2752260B9 EP13150422.7A EP13150422A EP2752260B9 EP 2752260 B9 EP2752260 B9 EP 2752260B9 EP 13150422 A EP13150422 A EP 13150422A EP 2752260 B9 EP2752260 B9 EP 2752260B9
Authority
EP
European Patent Office
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lining
permanent
base according
solid bricks
wear lining
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP13150422.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2752260B1 (de
EP2752260A1 (de
Inventor
Alexander Maranitsch
Matthias Hoeck
Marcus Kirschen
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Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to SI201330555A priority patent/SI2752260T1/sl
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Priority to PL13150422T priority patent/PL2752260T3/pl
Priority to HUE13150422A priority patent/HUE032636T2/en
Priority to UAA201505093A priority patent/UA113564C2/uk
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02—Linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring
    • 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
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • 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
    • F27D1/0043—Floors, hearths

Definitions

  • the invention relates to a refractory ceramic floor in the connection region to at least one wall of a vessel for the treatment of a high-temperature melt,
  • the vessel may be, for example, a metallurgical ladle.
  • the state of the art and the invention are described in more detail below with reference to this use.
  • Such a pan is for example in the US 5,879,616 A or in " Revue de Metallurgie, Vol. 88, No. 718, 1.7.91, S-781-788 To simplify matters, it consists of a floor and a wall extending from the floor upwards, with a mostly round internal cross-section, so that a total of a kind of pot shape results.
  • a treated in the pan molten metal passes through the spout (tapping) in a downstream system, such as a tundish.
  • a stopper closure English: stopper
  • a slide valve English: sliding plate valve
  • the slag Since the slag is lighter than the molten metal (molten steel), the slag floats predominantly on the metal bath. It has therefore sloped the surface of the pan floor designed to transport as much liquid metal through the spout, which is located at the lowest point of the soil before the slag flows through it.
  • the invention has for its object to provide a construction in which as much melt can be removed in good quality from a melting vessel.
  • the shape of the soil over which the melt flows should always be the same.
  • the shape of the soil, and in particular the surface of the soil, even after repair or replacement of the spent refractory material is as unchanged as possible (in the range of technical tolerances).
  • the invention goes the way according to "Revue de Metallurgieā€:
  • the soil is formed from a refractory permanent lining on which a wear lining is arranged, but in a different design.
  • the permanent lining or more precisely: the surface of the permanent lining, specifies the desired geometry for the wear lining.
  • the permanent feed accordingly has at least one inclined surface and a three-dimensional shape and at least one step.
  • the permanent food must not be renewed for a long time, because it is not subject to wear. Only the wear lining located on the permanent lining is consumed and must be repaired or renewed from time to time.
  • the wear lining is laid on the permanent lining in the form of refractory bricks, it follows immediately that the upper side of the wear lining has the same or essentially the same shape (geometry) as the upper side of the permanent lining. This is especially true when the stones of the wear lining are mainly identical and are mainly laid in the same direction.
  • the invention relates to a refractory ceramic floor in the connection region to at least one wall of a vessel for the treatment of a high-temperature melt, with the features of the main entitlement.
  • solid brick covers all types of classic refractory ceramic bricks, regardless of their geometry or composition. Solid bricks are in particular compact refractory bricks in the form of a cuboid, a column or a three-dimensional polygon with a largely homogeneous internal structure.
  • the open and / or closed porosity should be as low as possible, for example ā‡ 20% by volume, better ā‡ 15% by volume, ā‡ 10% by volume or ā‡ 5% by volume.
  • those stones are excluded which have a passage opening or individual larger cavities and / or stones for special metallurgical applications such as gas purging bricks and other functional components.
  • a nozzle or a gas purging plug can be installed as a discrete, independent component in both the permanent and the wear chuck.
  • Discrete independent component refers to a use regardless of the wear lining.
  • At least 60M .-% of the wear lining consist of such solid bricks.
  • the value may also be> 65M .-%,> 70M .-%,> 75M .-%, ā‡ 80M .-%,> 85M .-%,> 90M .-%,> 93M .-% or> 95M% ,
  • the percentage of solid bricks depends on the shape, dimensions and size of each pan. It should be as high as possible in order to best reproduce the surface structure of the permanent feed.
  • the remainder may for example be formed of a refractory mass, which is used in the transition region between adjacent stones, between stones and wall or other components / internals, in the spout area, etc., to fill gussets.
  • a refractory mass which is used in the transition region between adjacent stones, between stones and wall or other components / internals, in the spout area, etc., to fill gussets.
  • the permanent feed consists of at least one monolithic refractory mass.
  • the entire permanent feed can be produced in-situ or at any location, even outside the plant in which the melting pot is used. It is advantageous to carry out the permanent feed as prefabricated component.
  • the prefabricated component may be one or more parts (for example 2 to 10 parts) and consist for example of segments which complement each other to form a complete permanent feed.
  • the permanent lining of the soil is then installed in the pan and then laid the wear lining on the permanent feed.
  • the three-dimensional shape of the permanent lining is important because it dictates what the surface texture of the wear lining is.
  • the surface structure of the wear lining is important because this surface has contact with the melt and to be able to derive as much melt in good quality through the spout.
  • the wear lining takes over these forms directly, as explained above.
  • the surface of the permanent lining and thus the corresponding surface of the wear lining can be fully or partially inclined.
  • the maximum slope is usually 45 Ā° to the horizontal, with upper possible limits at 30 Ā°, 25 Ā°, 20 Ā°, 15 Ā° or 10 Ā° and possible lower limits at 1.5 Ā°, 2 Ā°, 3 Ā°, 4 Ā°, 5 Ā° or 8 Ā°.
  • the surface of the permanent lining which is adjacent to the wear lining, is inclined at least in sections relative to the horizontal by 2 Ā° to 25 Ā°. Sections near the spout opening (tapping) may have a greater incline than sections in the wall region of the metallurgical vessel.
  • the invention makes it possible to use the solid bricks of the wear lining at least partially as prefabricated segments of a plurality of solid bricks. This can simplify repair work.
  • the geometry of the stones is not critical. But it is particularly easy to produce floors whose wear lining consists of at least 70M .-% or at least 75M .-% of solid bricks, which have a triangular, rectangular or polygonal profile in a plan view.
  • the wear lining consists of at least 80M .-% of solid bricks, which have their greatest longitudinal extent in the vertical direction.
  • the bricks of the wear layer can be made of any refractory material, for example of at least one material of the following group: magnesia (MgO), alumina (Al 2 O 3 ), magnesia-carbon (MgO-C), doloma (MgO-CaO) , Magnesia chromite (MgO-Cr 2 O 3 ), TiO 2 .
  • gussets can be filled with a refractory ceramic mass.
  • the application can be done manually or automatically, for example by pounding, spraying, pouring or grouting.
  • a variant of the invention provides the following: solid tiles, which lie on a surface of the permanent lining, which is inclined relative to the horizontal by at least 1.5 Ā°, are arranged, for example staggered, such shown in the figure description (if no flat edition is possible).
  • FIG. 1 shows a bottom with two layers, namely a lower layer 10 and an upper layer 20 arranged thereon. Both are approximately circular in plan view.
  • the upper layer 20, ie the wear layer, consists predominantly (to> 80M .-%) of cuboid refractory bricks 21 of the same size in a similar installation, except in the region of the spout 30th
  • Fig. 5 shows an embodiment in which the planar inclined surfaces of the Figures 3 . 4 replaced by a staircase-like contour, however, the total - technically speaking - a slope similar to in FIG. 3 results.
  • the term "inclined surfaceā€ technically also includes embodiments with corresponding, successive small steps 13 (FIG. Fig. 5 ).
  • gussets Z also exist between bricks 21 and an adjacent curved vessel wall 52 of a cast steel ladle 50. These areas are also filled with a monolithic refractory mass.
  • the 3-dimensional design is automatically determined by the unchanged permanent lining 10.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen feuerfesten keramischen Boden im Anschlussbereich zu mindestens einer Wand eines GefƤƟes zur Behandlung einer Hochtemperaturschmelze,
  • Das GefƤƟ kann beispielsweise eine metallurgische Pfanne (englisch: ladle) sein. Der Stand der Technik und die Erfindung werden nachstehend anhand dieser Verwendung nƤher beschrieben.
  • Eine solche Pfanne ist zum Beispiel in der US 5.879.616 A oder in "Revue de Metallurgie, Bd. 88 Nr. 718, 1.7.91, S-781-788" gezeigt. Stark vereinfacht besteht sie aus einem Boden und einer vom Boden nach oben verlaufenden Wand mit meist rundem Innenquerschnitt, so dass sich insgesamt eine Art Topfform ergibt. Im Boden ist mindestens ein Loch (Ausguss-Bereich) angeordnet.
  • Eine in der Pfanne behandelte Metallschmelze gelangt Ć¼ber den Ausguss (Abstich) in eine nachgeordnete Anlage, beispielsweise ein VerteilergefƤƟ (englisch: tundish). Zur Regelung/Steuerung der Menge der Metallschmelze dient beispielsweise ein Stopfen-Verschluss (englisch: stopper) oder ein Schieber Ventil (englisch: sliding plate valve), auch Regelorgane genannt.
  • Falls Schlacke mit in den Tundish gelangt verringert sich die QualitƤt des Stahls und die Haltbarkeit des VerteilergefƤƟes. Es wird deshalb versucht, die Ausgussƶffnung sofort zu schlieƟen, sobald Schlacke im Ausgussbereich angekommen ist. Die Pfanne wird dann mit der Restmenge an Schmelze und Schlacke ausgekippt. Dadurch entstehen erhebliche Verluste an Material und hohe Kosten fĆ¼r die Wiederaufbereitung.
  • Da die Schlacke leichter als die Metallschmelze (Stahlschmelze) ist schwimmt die Schlacke Ć¼berwiegend auf dem Metallbad. Man hat deshalb die OberflƤche des Pfannenbodens geneigt (englisch: sloped) ausgebildet, um mƶglichst viel flĆ¼ssiges Metall durch den Ausguss zu transportieren, der an der tiefsten Stelle des Bodens liegt, bevor die Schlacke hindurchflieƟt.
  • Dies erfordert eine entsprechend komplizierte Form des Bodens. Die feuerfeste Zustellung des Bodens wird aufwƤndig und teuer. Der Boden gemƤƟ "Revue de Metallurgie" weist diese Nachteile auf, da sich die quaderfƶrmigen Steine nicht passgenau auf die gekrĆ¼mmte OberflƤche des Dauerfutters setzen lassen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion anzugeben, bei der mƶglichst viel Schmelze in guter QualitƤt aus einem SchmelzgefƤƟ entfernt werden kann.
  • Um diese Aufgabe zu lƶsen sieht die Erfindung folgende MaƟnahmen vor:
    • Prinzipiell ist es vorteilhaft, wenn die Schmelze entlang einer SchrƤgflƤche zum Ausguss transportiert wird. Deshalb soll der erfindungsgemƤƟe Boden mindestens abschnittweise gegenĆ¼ber der Horizontalen geneigt sein. Die SchrƤgflƤche soll insbesondere zum Ausgussbereich hin abfallen.
  • Um reproduzierbare Bedingungen beim GieƟen sicherzustellen soll die Form des Bodens, Ć¼ber den die Schmelze flieƟt, mƶglichst immer gleich sein. Damit ist gemeint, dass die Form des Bodens, und insbesondere die OberflƤche des Bodens, auch nach einer Reparatur oder einem Austausch des verbrauchten Feuerfestmaterials mƶglichst unverƤndert ist (im Bereich technischer Toleranzen).
  • Ein neu hergestelltes monolithisches VerschleiƟfutter, wie es in der US 5.879.616 beschrieben wird, hat nach einer Reparatur zwangslƤufig eine unterschiedliche Geometrie.
  • Die Erfindung geht den Weg gemƤƟ "Revue de Metallurgie": Der Boden wird aus einem feuerfesten Dauerfutter gebildet, auf dem ein VerschleiƟfutter angeordnet wird, jedoch in anderer Bauform.
  • Das Dauerfutter, oder genauer: die OberflƤche des Dauerfutters gibt die gewĆ¼nschte Geometrie fĆ¼r das VerschleiƟfutter vor. Das Dauerfutter weist entsprechend mindestens eine SchrƤgflƤche und eine dreidimensionale Formgebung auf sowie mindestens eine Stufe.
  • Das Dauerfutter muss auch Ć¼ber lƤngere Zeit nicht erneuert werden, weil es keinem VerschleiƟ unterliegt. Nur das auf dem Dauerfutter angeordnete VerschleiƟfutter wird verbraucht und muss von Zeit zu Zeit repariert oder erneuert werden.
  • Wird das VerschleiƟfutter in Form von feuerfesten Steinen auf dem Dauerfutter verlegt ergibt sich unmittelbar, dass die Oberseite des VerschleiƟfutters die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Form (Geometrie) aufweist wie die Oberseite des Dauerfutters. Das gilt insbesondere dann, wenn die Steine des VerschleiƟfutters Ć¼berwiegend baugleich sind und Ć¼berwiegend in gleicher Richtung verlegt sind.
  • Das gilt auch dann, wenn einzelne Steine, Steinbereiche oder das gesamte VerschleiƟfutter repariert oder erneuert werden, weil das Dauerfutter dabei unberĆ¼hrt bleibt und weiterhin die gewĆ¼nschte OberflƤchengeometrie definiert.
  • Die vorstehenden Merkmale gelten im Rahmen der technischen Gegebenheiten. Ein (geneigter) Boden auf einem feuerfesten keramischen Material kann nie im mathematisch/physikalischen Sinne exakt planar (planar geneigt) sein und es ergeben sich bei einer Pfanne mit rundem Innenquerschnitt zwangslƤufig ƜbergƤnge von den Steinen zur Wand oder zwischen Steinen und Ausguss, die in einem separaten Arbeitsschritt ausgefĆ¼llt werden mĆ¼ssen. Dazu werden nachstehend weitere Hinweise gegeben. Das sind jedoch nur HilfsmaƟnahmen, da der allergrĆ¶ĆŸte Teil der VerschleiƟschicht aus Standard-Formziegeln aufgebaut werden kann.
  • In ihrer allgemeinsten AusfĆ¼hrungsform betrifft die Erfindung einen feuerfesten keramischen Boden im Anschlussbereich zu mindestens einer Wand eines GefƤƟes zur Behandlung einer Hochtemperaturschmelze, mit den Merkmalen des Hauptanspruchss.
  • Angaben wie "oben, unten" etc. beziehen sich immer auf die normale Betriebsposition des GefƤƟes.
  • Der Begriff "Vollziegel" umfasst alle Typen von klassischen feuerfesten keramischen Steinen, unabhƤngig von ihrer Geometrie oder Zusammensetzung. Vollziegel sind insbesondere kompakte feuerfeste Steine (englisch: bricks) in der Form eines Quaders, einer SƤule oder eines dreidimensionalen Polygons mit einer weitestgehend homogenen inneren Struktur. Die offene und/oder geschlossene PorositƤt soll mƶglichst gering sein, beispielsweise < 20Vol.-%, besser <15Vol.-%, <10Vol.-% oder <5Vol.-%.
  • Es sind insbesondere solche Steine ausgeschlossen, die eine Durchgangsƶffnung oder einzelne grĆ¶ĆŸere HohlrƤume aufweisen und/oder Steine fĆ¼r spezielle metallurgische Anwendungen wie GasspĆ¼lsteine und andere Funktional-Bauteile.
  • Allerdings kann eine DĆ¼se oder ein GasspĆ¼lstein als diskretes, eigenstƤndiges Bauteil sowohl in das Dauerfutter als auch in das VerschleiƟfutter eingebaut werden. "Diskretes eigenstƤndiges Bauteil" bezeichnet dabei eine Verwendung unabhƤngig vom VerschleiƟfutters.
  • GemƤƟ der Erfindung sollen mƶglichst mindestens 60M.-% des VerschleiƟfutters aus solchen Vollziegeln bestehen. Der Wert kann auch >65M.-%, >70M.-%, >75M.-%, <80M.-%, >85M.-%, >90M.-%, >93M.-% oder >95M% betragen. Der jeweilige Prozentsatz an Vollziegeln hƤngt von der Form, den Abmessungen und der GrĆ¶ĆŸe der jeweiligen Pfanne ab. Er soll mƶglichst hoch sein, um die OberflƤchenstruktur des Dauerfutters bestmƶglich nachzubilden.
  • Der Rest kann beispielsweise aus einer feuerfesten Masse gebildet sein, die im Ɯbergangsbereich zwischen benachbarten Steinen, zwischen Steinen und Wand oder an sonstigen Bauteilen/Einbauten, im Ausgussbereich etc. verwendet wird, um Zwickel auszufĆ¼llen. Dazu werden nachstehend weitere Informationen gegeben.
  • Nach einer AusfĆ¼hrungsform besteht das Dauerfutter aus mindestens einer monolithischen feuerfesten Masse. Das gesamte Dauerfutter kann in-situ oder an einem beliebigen Ort, auch auƟerhalb der Anlage, in der das SchmelzgefƤƟ benutzt wird, hergestellt werden. Es ist vorteilhaft, das Dauerfutter als Fertigbauteil auszufĆ¼hren. Das Fertigbauteil kann ein-oder mehrteilig (zum Beispiel 2 bis 10teilig) sein und zum Beispiel aus Segmenten bestehen, die sich zu einem kompletten Dauerfutter ergƤnzen. Das Dauerfutter des Bodens wird dann in die Pfanne eingebaut und anschlieƟend das VerschleiƟfutter auf dem Dauerfutter verlegt.
  • Die dreidimensionale Form des Dauerfutters ist wichtig, weil sie vorgibt, wie die OberflƤchenstruktur des VerschleiƟfutters ist. Die OberflƤchenstruktur des VerschleiƟfutters ist wichtig, weil diese OberflƤche Kontakt zur Schmelze hat und um mƶglichst viel Schmelze in guter QualitƤt durch den Ausguss ableiten zu kƶnnen.
  • Das Dauerfutter kann zusƤtzlich verschiedene Auf- oder Einbauten aufweisen, zum Beispiel:
    • Einen Aufbau zur Ausbildung eines Prallbereichs (einer Prallplatte, englisch: impact pad) fĆ¼r die Schmelze
    • Eine Stufe zum AbflieƟen der Schmelze
    • Eine Vertiefung zum Einbau eines GasspĆ¼lsteins (englisch: gas purging plug), eines Lochsteins (englisch: well block) oder dergleichen,
    • Eine wannenartige Vertiefung
    • Eine nach oben weisende Wand zur Ausbildung eines Damms (englisch: weir)
  • Das VerschleiƟfutter Ć¼bernimmt diese Formen unmittelbar, wie vorstehend erlƤutert.
  • Die OberflƤche des Dauerfutters und damit die korrespondierende OberflƤche des VerschleiƟfutters kann vollflƤchig oder teilweise geneigt sein. Die maximale Neigung liegt Ć¼blicherweise bei 45Ā° zur Horizontalen, mit oberen mƶglichen Grenzwerten bei 30Ā°, 25Ā°, 20Ā°, 15Ā° oder 10Ā° und mƶglichen unteren Grenzwerten bei 1,5Ā°, 2Ā°, 3Ā°, 4Ā°, 5Ā° oder 8Ā°.
  • Nach einer AusfĆ¼hrungsform ist die OberflƤche des Dauerfutters, die dem VerschleiƟfutter benachbart ist, zumindest abschnittweise gegenĆ¼ber der Horizontalen um 2Ā° bis 25Ā° geneigt ist. Abschnitte in der NƤhe der Ausgussƶffnung (des Abstichs) kƶnnen eine grĆ¶ĆŸere Neigung aufweisen als Abschnitte im Wandbereich des metallurgischen GefƤƟes.
  • Die OberflƤchenform des VerschleiƟfutters entspricht umso mehr der OberflƤchenform des Dauerfutters, wenn folgende Parameter zumindest einzeln, besser in Kombination, berĆ¼cksichtigt werden:
    • mindestens 75% der Vollziegel des VerschleiƟfutters sind einlagig verlegt. Eine hƶhere Ɯbereinstimmung wird erreicht, wenn der Wert >80%, >85%, >90% oder sogar >95% betrƤgt.
    • mindestens 60%, besser mindestens 65%, 70%, 75% oder 80% der Vollziegel des VerschleiƟfutters sind baugleich. Die ParallelitƤt zwischen den OberflƤchen des Dauerfutters und des VerschleiƟfutters wird optimiert, wenn mehr als 85%, beispielsweise >90% oder >95% der Steine (englisch: bricks) des VerschleiƟfutters baugleich sind.
    • Die Steine des VerschleiƟfutters werden Ć¼berwiegend (>80%, >85%,>90%, >95%) in gleicher Orientierung oder in einem einheitlichen Muster (english "pattern"), beispielsweise "FischgrƤtmuster" verlegt
  • Die Erfindung ermƶglicht es, die Vollziegel des VerschleiƟfutters zumindest teilweise als vorkonfektionierte Segmente aus jeweils mehreren Vollziegeln einzusetzen. Dadurch kƶnnen Reparaturarbeiten vereinfacht werden.
  • Wie ausgefĆ¼hrt ist die Geometrie der Steine nicht entscheidend. Es lassen sich aber besonders einfach Bƶden herstellen, deren VerschleiƟfutter zu mindestens 70M.-% oder mindestens 75M.-% aus Vollziegeln besteht, die in einer Aufsicht ein dreieckiges, rechteckiges oder polygonales Profil aufweisen.
  • Nach einer weiteren Variante besteht das VerschleiƟfutter zu mindestens 80M.-% aus Vollziegeln, die ihre grĆ¶ĆŸte LƤngserstreckung in vertikaler Richtung haben.
  • GrundsƤtzlich kƶnnen die Steine der VerschleiƟschicht aus jedem feuerfesten Material hergestellt werden, beispielsweise aus mindestens einem Werkstoff der folgenden Gruppe : Magnesia (MgO), Alumina (Al2O3), Magnesia-Carbon (MgO-C), Doloma (MgO-CaO), Magnesia-Chromit (MgO-Cr2O3), TiO2.
  • Bei der Pfanne mit rundem Innenquerschnitt und quaderfƶrmigen Steinen fĆ¼r das Dauer-.oder VerschleiƟfutter ergeben sich zwangslƤufig Zwickel zwischen Boden und Wand. Analoge Zwickel kƶnnen beispielsweise entstehen
    • zwischen den Vollziegeln,
    • zwischen den Vollziegeln und dem Dauerfutter,
    • zwischen den Vollziegeln und einem separaten Bauteil im Boden
  • Diese Zwickel kƶnnen mit einer feuerfesten keramischen Masse ausgefĆ¼llt werden. Die Applikation kann von Hand oder automatisch, beispielsweise durch Stampfen, Spritzen, GieƟen oder Verfugen erfolgen.
  • Um Fugen zwischen benachbarten Vollziegeln (Steinen) des VerschleiƟfutters zu vermeiden sieht eine Variante der Erfindung Folgendes vor: Vollziegel, die auf einer OberflƤche des Dauerfutters liegen, die gegenĆ¼ber der Horizontalen um mindestens 1,5Ā° geneigt ist, werden beispielsweise stufenartig versetzt angeordnet, wie in der Figurenbeschreibung dargestellt (sofern keine flƤchige Auflage mƶglich ist).
  • Die Erfindung bietet folgende Vorteile gegenĆ¼ber dem Stand der Technik:
    • fĆ¼r das VerschleiƟfutter kƶnnen beliebige feuerfeste Sorten verwendet werden
    • fĆ¼r ein monolithisches Dauerfutter sind Massen sinnvoll die eine gute Festigkeit und HydratationsbestƤndigkeit aufweisen, beispielsweise Alumina-Massen
    • die Montagezeit des Bodens ist kurz, weil das Dauerfutter, das nicht erneuert wird, bereits die Form der OberflƤche des fertigen Bodens definiert
    • die Montage des Dauerfutters als Fertigbauteil optimiert die Montage der gesamten Bodenzustellung
    • Fehler bei der Montage sind weitgehend ausgeschlossen, da das Dauerfutter unverƤndert bleibt
    • Die Verlegung der Steine der VerschleiƟschicht ist einfach, Fehler bei der Auswahl der Formate oder Positionierung der Steine werden minimiert
    • Es lassen sich auch komplexe Bodenformen herstellen
    • Einbauten und Aufbauten kƶnnen einfach integriert werden
    • Das Dauerfutter ist nicht in Kontakt mit der Schmelze; dadurch wird seine Gebrauchsdauer (englisch: service time) zusƤtzlich erhƶht, auch wenn minderwertigere feuerfeste Materialien verwendet werden. Das Profil des Dauerfutters bleibt dauerhaft erhalten.
    • WƤhrend des Abstichs muss das GefƤƟ nur wenig gekippt werden
    • Der Verbrauch an Feuerfestmaterial wird reduziert.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der UnteransprĆ¼che sowie den weiteren Anmeldungsunterlagen. Dabei kƶnnen einzelne Merkmale auch in anderen Kombinationen verwendet werden, sofern nicht ausdrĆ¼cklich ausgeschlossen oder technisch unsinnig.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener AusfĆ¼hrungsbeispiele nƤher beschreiben. Die Figuren zeigen - jeweils in stark schematisierter Darstellung - Folgendes
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemƤƟen Bodens einer StahlgieƟ-Pfanne in Explosionsdarstellung (Fig. 1a, b) und nach Zusammenbau (Fig. 1 c)
    Fig. 2:
    einen Teil-Querschnitt durch einen ersten Abschnitt des Bodens
    Fig. 3:
    einen Teil-Querschnitt durch einen zweiten Abschnitt des Bodens
    Fig. 4:
    einen Teil-Querschnitt durch einen dritten Abschnitt des Bodens
    Fig. 5:
    einen Teil-Querschnitt durch einen vierten Abschnitt des Bodens
    Fig. 6:
    einen Querschnitt durch eine Pfanne mit dem Boden analog Fig. 1
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei wird der Aufbau beschrieben, wenn die Pfanne exakt vertikal ausgerichtet ist.
  • Figur 1 zeigt einen Boden mit zwei Schichten, nƤmlich einer unteren Schicht 10 und einer darauf angeordneten oberen Schicht 20. Beide sind in der Aufsicht etwa kreisrund.
  • Die untere Schicht 10 ist als Dauerfutter ausgefĆ¼hrt und besteht aus einer feuerfesten keramischen Masse auf Basis Alumina. Das Dauerfutter 10 ist komplett als ein Fertigbauteil ausgefĆ¼hrt und weist eine horizontale untere FlƤche 10u und eine dreidimensional gestaltete obere OberflƤche 10o auf. Die OberflƤche 10o hat folgende Bereiche:
    • etwa in der Mitte eine erste Stufe 13
    • im linken oberen Drittel eine erhƶhte PrallflƤche 14
    • alle Bereiche der OberflƤche 10o sind um ca. 3Ā° geneigt zur Horizontalen - mit GefƤlle in Richtung eines Ausgusses 30.
  • Die obere Schicht 20, also die VerschleiƟschicht, besteht ganz Ć¼berwiegend (zu >80M.-%) aus quaderfƶrmigen feuerfesten Steinen 21 gleicher GrĆ¶ĆŸe in gleichartiger Verlegung, ausgenommen im Bereich des Ausgusses 30.
  • Dadurch ergibt sich, dass die Geometrie der Unterseite 20u und der Oberseite 20o der VerschleiƟschicht 20 weitestgehend der geometrischen Vorgabe der Oberseite 10o des Dauerfutter 10 folgt.
  • Unterschiede ergeben sich allenfalls dadurch, dass die Steine 21 (Vollziegel) zum Beispiel im Bereich der Stufe 13 (Neigung: ca. 90Ā°) etwas seitlich versetzt sind, wie Figur 2 zeigt. Der dadurch gebildete Raum 23 zwischen Oberseite 10o des Dauerfutters und der Unterseite 20u des Steines 21.1 ist mit einer feuerfesten Masse auf Basis Alumina ausgefĆ¼llt.
  • Dies gilt analog fĆ¼r Stufen in FlƤchen mit einer Neigung von beispielsweise 25Ā° (Figur 3) oder die Positionierung der Vollziegel 21 bei aufeinanderfolgenden SchrƤgflƤchen mit unterschiedlicher Neigung (Fig. 4).
  • Fig. 5 zeigt eine AusfĆ¼hrungsform, bei der die planaren SchrƤgflƤchen der Figuren 3,4 durch eine treppenartige Kontur ersetzt sind die insgesamt jedoch - technisch betrachtet - eine Neigung Ƥhnlich wie in Figur 3 ergibt. Insoweit umfasst der Begriff "SchrƤgflƤche" technisch betrachtet auch AusfĆ¼hrungsformen mit entsprechenden, aufeinanderfolgenden kleinen Stufen 13 (Fig. 5).
  • Wie die Figuren 1 und 6 zeigen bestehen auch Zwickel Z zwischen Steinen 21 und einer benachbarten gekrĆ¼mmten GefƤƟwand 52 einer StahlgieƟ-Pfanne 50. Diese Bereich werden ebenfalls mit einer monolithischen feuerfesten Masse ausgefĆ¼llt.
  • Bei einem erfindungsgemƤƟen Boden wird nur das VerschleiƟfutter 20 ausgetauscht. Dazu werden die Steine 21 und etwaige sonstige Bestandteile des VerschleiƟfutters 20 abgebaut. Das Dauerfutter 10 bleibt unverƤndert. Die neue VerschleiƟschicht 20 wird also wieder auf die vorhandene Geometrie des Dauerfutters 10 aufgebaut, so dass das die Oberseite 20o des VerschleiƟfutters 20 wiederum der OberflƤchengeometrie des Dauerfutters 10 entspricht.
  • Damit ist eine einfache, schnelle und preiswerte Reparaturmƶglichkeit gegeben, wobei die 3-dimensionale Gestaltung automatisch durch das unverƤnderte Dauerfutter 10 bestimmt ist.

Claims (13)

  1. Feuerfester keramischer Boden im Anschlussbereich zu mindestens einer Wand (52) eines GefƤƟes (50) zur Behandlung einer Hochtemperaturschmelze, mit folgenden Merkmalen:
    a) der Boden weist mindestens zwei Schichten (10, 20) auf, nƤmlich
    b) eine untere Schicht aus einem feuerfesten keramischen Dauerfutter (10) mit mindestens einer Stufe (13) und
    c) eine obere Schicht aus einem feuerfesten keramischen VerschleiƟfutter (20), wobei
    d) das Dauerfutter (10) eine an das VerschleiƟfutter (20) angrenzende OberflƤche (10o) hat, die mindestens abschnittsweise gegenĆ¼ber der Horizontalen um mehr als 1Ā° geneigt ist,
    e) diese OberflƤche (10o) eine dreidimensionale Gestaltung aufweist, und
    f) das VerschleiƟfutter (20) zu mindestens 60M.-% aus feuerfesten keramischen Vollziegeln (21) besteht,
    g) Dauerfutter (10) und VerschleiƟfutter (20) weisen jeweils mindestens eine Unterbrechung zur Ausbildung mindestens einer gemeinsamen Auslassƶffnung (30) fĆ¼r die Hochtemperaturschmelze auf.
  2. Boden nach Anspruch 1, dessen Dauerfutter (10) Ć¼berwiegend aus mindestens einer monolithischen feuerfesten Masse gebildet ist.
  3. Boden nach Anspruch 1, dessen Dauerfutter (10) ein Fertigbauteil ist, das aus mindestens einer monolithischen feuerfesten Masse hergestellt wurde.
  4. Boden nach Anspruch 1, bei dem die OberflƤche (10o) des Dauerfutters (10), die dem VerschleiƟfutter (20) benachbart ist, zumindest abschnittweise gegenĆ¼ber der Horizontalen um 2Ā° bis 25Ā° geneigt ist.
  5. Boden nach Anspruch 1 mit mindestens einem separaten Bauteil (14, 30), das im Dauerfutter (10) und im VerschleiƟfutter (20) eingebaut ist.
  6. Boden nach Anspruch 1, bei dem mindestens 75% der Vollziegel (21) des VerschleiƟfutters (20) einlagig verlegt sind.
  7. Boden nach Anspruch 1, bei dem mindestens 60% der Vollziegel (21) des VerschleiƟfutters (20) baugleich sind.
  8. Boden nach Anspruch 1, bei dem die Vollziegel (21) des VerschleiƟfutters (20) zumindest teilweise als vorkonfektionierte Segmente aus jeweils mehreren Vollziegeln ausgebildet sind.
  9. Boden nach Anspruch 1, dessen VerschleiƟfutter (20) zu mindestens 70M.-% aus Vollziegeln (21) besteht, die in einer Aufsicht eine dreieckiges, rechteckiges oder polygonales Profil aufweisen.
  10. Boden nach Anspruch 1, dessen VerschleiƟfutter (20) zu mindestens 80M.-% aus Vollziegeln (21) besteht, die ihre grĆ¶ĆŸte LƤngserstreckung in vertikaler Richtung haben.
  11. Boden nach Anspruch 1, bei dem die Vollziegel (21) des VerschleiƟfutters (20) aus mindestens einem Werkstoff der folgenden Gruppe bestehen: Magnesia, Alumina, Magnesia-Carbon, Doloma, Magnesia-Chromit.
  12. Boden nach Anspruch 1 oder 5, bei dem Zwickel (23)
    - zwischen den Vollziegeln (21).
    - zwischen den Vollziegeln (21) und einer Wand (52) des GefƤƟes (50),
    - zwischen den Vollziegeln (21) und dem Dauerfutter (10),
    - zwischen den Vollziegeln (21) und einem separaten Bauteil (14, 30) im Boden
    zumindest teliweise mit einer feuerfesten keramischen Masse ausgefĆ¼llt sind.
  13. Boden nach Anspruch 1, bei dem Vollziegel (21) im Bereich einer OberflƤche (10o) des Dauerfutters (10), die gegenĆ¼ber der Horizontalen um mindestens 1,5Ā° geneigt ist, stufenartig versetzt angeordnet sind.
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