LU82554A1 - Feuerfester,gasdurchlaessiger baukoerper - Google Patents

Description

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Feuerfester/ gasdurchlässiger Baukörper.

Die Erfindung betrifft feuerfeste, gasdurchlässige Baukörper zum Einblasen eines Gases in ein Metallbehandlungs-5 gefäss durch dessen Auskleidung hindurch.

Die zum Roheisenfrischen dienenden Sauerstoffaufblas-Verfahren, welche unter den Namen "LD"-, "LDAC, "OLP"-, "BOF"-Verfahren bekannt sind, wurden neuerdings in metallurgischer Hinsicht 10 dahingehend verbessert)" dass durch den Konverterboden Sekundärgase, wie Stickstoff oder Argon, gesteuert eingeblasen werden. Auch bei anderen Metallbehandlungsgefässen, wie etwa Pfannen zur Nachbehandlung von Stahl oder Lichtbogenöfen, kommt das Einblasen von Gas in das Metallbad durch den Ge-15 fässboden oder die Auskleidung der Gefässwände hindurch in Betracht.

An die in die Auskleidung des Bodens oder der Seitenwände des Gefässes einzusetzenden gasdurchlässigen feuerfesten 20 Steine, durch welche die Gaseinleitung erfolgt, wird die Forderung gestellt, dass ihre Haltbarkeit derjenigen der übrigen feuerfesten Auskleidung entspricht, da ein Auswechseln verschlissener Gasdurchblassteine im heissen Zustand etwa bei einem Konverterboden schwer möglich ist. Ferner soll die 25 Gaseinleitung sowohl kontinuierlich als insbesondere auch diskontinuierlich möglich sein; d.h. das Gefäss soll auch ohne Gaseinleitung betreibbar sein und nach dem Wiedereinschalten > der Gaszufuhr sollen die Steine in unveränderter Weise gasdurchlässig sein. Ausserdem soll die Gasdurchlässigkeit der 30 Steine über‘ihre Gebrauchsdauer, d.h. über eine ganze Ofenreise, im wesentlichen gleich bleiben.

Die bisher bekannten gasdurchlässigen Steine aus porösem feuerfestem Material entsprechen diesen Forderungen nicht. Ihre 35 Haltbarkeit in Frischgefässen ist wesentlich geringer als die des umliegenden Auskleidungsmaterials. So halten in einem Sauerstoffkonverter im Boden eingebaute poröse Steine weniger als 100 Chargen stand, wogegen die übrige Auskleidung Haltbarkeiten von 500 Chargen und mehr erbringt. Ferner ist mit - 2 - porösen Steinen eine diskontinuierliche Gaszufuhr nicht möglich. Werden nämlich diese Steine ohne Gasdurchleitung betrieben, so dringt Metall in die Poren der Steine ein und erstarrt dort. Nach Wiedereinschalten der Gaszufuhr ist der 5 Stein nicht mehr ausreichend gasdurchlässig.

In der Patentanmeldung LU 81.208 hat die Anmelderin eine zum Einsetzen in den Boden eines Metallbehandlungsgefässes bestimmte Vorrichtung zum Einblasen eines Behandlungsgases in , 10 ein Metallbad aufgezeigt, welche im wesentlichen 'in einem feuerfesten, gasdurchlässigen Baukörper besteht, wobei in das feuerfeste Material in axialer Richtung eine Mehrzahl von ebenen, gewellten, rohrförmigen oder drahtförmigen metallischen Trenngliedern von geringer Wandstärke einge-15 bettet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Aufbau solcher Baukörper derart zu verbessern, dass eine vereinfachte Herstellung möglich ist, dass die erforderliche Gasmenge durch den Bau-20 körper geblasen werden kann und dass der Baukörper eine hohe Haltbarkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem feuerfesten, gasdurchlässigen Baukörper nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in den 25 aus feuerfestem, ungebranntem, z.B. mit einem Kohlenstoff träger gebundenem oder chemisch gebundenem Material bestehenden Baukörper mindestens ein Paar von aneinanderliegenden Metalleinlagen eingebettet ist, zwischen denen ein Gasdurchtritt möglich ist, und dass an einer Stirnfläche des Bau-30 körpers mindestens ein Anschluss und ein Verteilungsraum für die Gaszufuhr angeordnet sind.

Die erfindungsgemässen Baukörper besitzen eine ausreichende Gasdurchlässigkeit, wobei durch die Anzahl der in einem 35 Baukörper angeordneten Einlagenpaare das Ausmass der Gasdurchlässigkeit variiert werden kann. Da das für die Baukörper verwendete feuerfeste Material dem der übrigen - 3 -

Auskleidung entsprechen kann, haben die Baukörper die gleiche Haltbarkeit wie die sie umgebende Auskleidung. Eine vorzeitige Erneuerung der Gasdurchlasssteine ist nicht erforderlich.

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Wie sich gezeigt hat, können die Baukörper auch ohne Gaszufuhr betrieben werden. Dabei dringt zwar etwas Metall in den engen Spalt zwischen den Einlagen eines Paares ein, bei Wiedereinschalten der Gaszuleitung wird aber dieses eingedrunge-10 ne Metall wieder aus dem Baukörper gespült und die ursprüngliche Gasdurchlässigkeit stellt sich wieder ein. Diese bleibt über die ganze Lebensdauer des Baukörpers im wesentlichen gleich.

15 Besonders zweckmässig ist es, wenn die Metalleinlagen, die aus Blechplatten bestehen können, mit dem feuerfesten Material des Baukörpers mitverpresst sind. In diesem Fall ist der Baukörper in einfacher Weise dadurch herstellbar, dass in die Pressform zunächst ein Teil des feuerfesten Materials einge-20 führt wird, sodann das Einlagenpaar, das über die gesamte

Steinlänge aber nur über einen Teil der Steinbreite reicht, eingelegt und schliesslich weiteres feuerfestes Material eingefüllt wird. Soll der Baukörper mehr als ein Einlagenpaar aufweisen, wiederholt sich dieser Vorgang entsprechend. So-25 dann wird senkrecht zu den Einlagen der Pressdruck aufgebracht und der Baukörper dadurch geformt. Nach der Entnahme aus der Presse werden die Einlagen an den Stirnseiten der Baukörper freigelegt, um den Gasdurchgang zu ermöglichen.

30 Anstelle eines Plattenpaares kann auch ein gefalztes Blech oder ein zusammengedrücktes Rohr eingesetzt werden. Als Material eignet sich insbesondere Stahlblech, das eine Stärke zwischen 0,5 mm und 3 mm aufweisen kann und das gegebenenfalls mit einem Oberflächenschutz versehen ist.

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Um eine ausreichende Gasdurchlässigkeit zu gewährleisten, können die Metalleinlagenpaare je nach ihrer Verformbarkeit unter Zwischenschaltung von Distanzhaltern, wie in den - 4 -

Einlagen ausgeformten Sicken oder Noppen, Drähten, Blechstreifen, verbrennbaren oder verdampfbaren Einlagen od.dgl., in dem feuerfesten Material eingebettet sein.

5 Falls Baukörper mit grossem Querschnitt gefordert sind, empfiehlt es sich, dass der Baukörper aus mehreren Segmenten oder Teilkörpern besteht, von denen jeder mindestens ein Metalleinlagenpaar aufweist, und dass die Segmente durch ein gemeinsames MetallgehäUse zusammenfasst sind.

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Um eine fehlerhafte Gasdurchleitung entlang des Metallgehäuses zu vermeiden, empfiehlt es sich, dass die Segmente dicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Mörtelschicht, an dem Metallgehäuse anliegen.

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Zwischen den Segmenten können Metallplatten oder Metallplattenpaare angeordnet sein, längs denen ebenfalls ein Gasdurchgang erfolgt. Im Falle von Metallplattenpaaren können diese zwischen den Segmenten eingemörtelt sein. Die Segmente können 20 an mindestens einer Seitenfläche mit bei der Herstellung mit-verpressten Metallauflagen versehen sein, längs denen sich bei den zusammengebauten Körpern Durchströmungszonen befinden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher er-25 läutert. Dabei zeigt Fig.1 einen erfindungsgemässen Baukörper; Fig.2 ein Segment, wie es in den Baukörper gemäss Fig.1 eingesetzt ist, und Fig.3 ein Ausführungsbeispiel einer Einlage in vergrössertem Massstab.

30 Der Baukörper 1 weist ein Metallgehäuse 2 auf, das vier Segmente 3 umgibt. Diese vier Segmente 3 liegen mit ihren U-för-migen mitverpressten Metallauflagen 4 aneinander, wogegen die unbewehrten Längsseiten der Segmente 3 an der Innenseite des Gehäuses 2 anliegen, das z.B. aus miteinander ver-35 schweissten Platten hergestellt ist.

Die Segmente sind mittels zweier Leisten 5, die an der Innenseite des Metallgehäuses 2 angeordnet und vorzugsweise - 5 - an diesem durch Punktschweissen befestigt sind, von der Stirnseite des Metallgehäuses 2 beabstandet. An dieser Stirnseite des Metallgehäuses 2, welche die Kaltseite des Baukörpers bildet, ist eine Platte 6 dicht angeschweisst, 5 welche mit einem Rohranschluss 7 versehen ist, über den das Gas in den zwischen der Platte 6 und den Stirnseiten der Segmente 3 freibleibenden Raum einbringbar ist.

Im Bereich der gegenüberliegenden, feuerseitigen Stirnseite 8 10 des Baukörpers kann ein Bügel (nicht gezeigt) angebracht sein, der über diese Stirnseite 8 vorsteht und die Befestigung des Baukörpers 1 an einem Kranhaken ermöglicht.

Jedes der Segmente 3 ist mit einer U-förmigen Metallauflage 4 15 und Paaren von Blecheinlagen 9 versehen, die sich über die gesamte Länge der Segmente 3 erstrecken. Je nach der gewünschten Gasdurchlässigkeit können die Einlagen 9 als glatte Blechplatten oder aber als mit Distanzhaltern, wie Sicken bzw. Rillen 10, versehene Blechplatten ausgebildet sein. Zur 20 Verbesserung der Verbindung zwischen der Steinmasse und .

den Einlagen 9 können die letzteren mit Krallen 11 versehen sein.

Der Baukörper kann z.B. aus einer teergebundenen Magnesia-25 masse mit der folgenden Zusammensetzung und folgenden Kornaufbau hergesteilt werden: ♦

Sintermagnesia Sintermagnesia

Korngrössen 30 MgO 96,2 Gew.-% 5-8 mm 20 Gew.-%

Fe20g 0,2 Gew.-% 3-5 mm 15 Gew.-% Α1202 0,1 Gew.-% 1-3 mm 20 Gew.-%

CaO 2,5 Gew.-% 0-1 mm 20 Gew.-%

Si02 1/0 Gew.-% 0 - 0,1 mm 25 Gew.-% 35

Der Sintermagnesia werden 4 Gew.-% Steinkohlenteerpech als Bindemittel zugesetzt. Als Bindemittel kommen auch andere Teere, Peche, Kunstharze od.dgl. in Betracht.

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Eine weitere zur Herstellung eines erfindungsgeraässen Baukörpers geeignete feuerfeste Masse weist folgende Zusammensetzung und folgenden Kornaufbau auf : 5 Vorreagiertes Chromerz

Magnesia-Chromerz-Sinterkorn

MgO 63/8 Gew.-% 17,1 Gew.-% 19,2 Gew.-% 53,2 Gew.-%

Al203 4,2 Gew.-% 10,4 Gew.-% 10 Fe203 9,8 Gew.-%

FeO - 15/9 Gew.-%

CaO 1/8 Gew.-% 0,1 Gew.-%

Si02 1/2 Gew.-% 3,3 Gew.-% 15 Korngrössen

Sinterkorn 3-5 mm 20 Gew.-%

Sinterkorn 1-3 mm 25 Gew.-%

Sinterkorn 0-1 mm 25 Gew.-% 20 Sinterkorn 0 - 0,1 mm 20 Gew.-%

Chromerz 0 - 0,7 mm 10 Gew.-%

Die Komponenten werden zwecks chemischer Bindung mit 3,7 Gew.-% Kieseritlösung mit einer Dichte von 1,22 g/cm vermischt.

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Die Erfindung ist aber nicht auf die genannten feuerfesten Materialien beschränkt. Es können auch andere feuerfeste Stoffe, z.B. Mischungen von Magnesia und Chromerz, Hochtonerdemater iai, Anwendung finden.

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Claims (8)

1. Feuerfester, gasdurchlässiger Baukörper zum Einblasen eines Gases in ein Metallbehandlungsgefäss durch dessen Auskleidung hindurch, dadurch gekennzeich- 5 net, dass in den aus feuerfestem, ungebranntem, z.B. mit einem Kohlenstoffträger gebundenem oder chemisch gebundenem Material bestehenden Baukörper mindestens ein Paar von aneinanderliegenden Metalleinlagen eingebettet ist, zwischen - v denen ein Gasdurchtritt möglich ist, und dass an einer 10 Stirnfläche des Baukörpers mindestens ein Anschluss und ein Verteilungsraum für die Gaszufuhr angeordnet sind.

2. Baukörper nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlagen mit dem feuerfesten

15 Material des Baukörpers mitverpresst sind.

3. Baukörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlagen Platten aus Stahlblech sind, das gegebenenfalls mit einem Oberflächen- 20 schütz versehen ist.

4. Baukörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn z ei chne t, dass die Metalleinlagenpaare unter Zwischenschaltung von Distanzhaltern, wie in den Ein- 25 lagen ausgeformten Sicken oder Noppen, Drähten, Blechstreifen, verbrennbaren oder verdampfbaren Einlagen od.dgl., in dem feuerfesten Material eingebettet sind.

5. Baukörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 30 gekennzeichnet, dass er aus mehreren Segmenten besteht, von denen jedes mindestens ein Metalleinlagenpaar aufweist, und dass die Segmente durch ein gemeinsames Metallgehäuse zusammengefasst sind.

6. Baukörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Segmente dicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Mörtelschicht, an dem Metallgehäuse anliegen. .- - 2 - im

7. Baukörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Segmenten Metallplatten oder Metallplattenpaare angeordnet sind,

8. Baukörper nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente an mindestens einer Seitenfläche mit bei der Herstellung mitverpressten Metallauflagen versehen sind. * c