LU84167A1 - Feuerfeste,gasdurchlaessige baukoerper - Google Patents

Description

A 716 V *' i Demande de brevet de ...................................................

Désignation de l’Inventeur /ii !p, «snMceinnô René NEYEN, Administration Centrale de l'ARBED ( ) Le soussigné -"'2930 LUXEMBOURG.....................................................................

agissant en — de mandataire du déposant — ^ ARBED S.A. avenue de la Liberté ......L"T"2930™LUXEMBOURG..........................................................-......................................................................

(s) de l’invention concernant :

Feuerfeste, gasdurchlässige Baukörper désigné comme inventeur(s) : 1. Nom et prénoms .....................................................................................................................

3 rue Bessemer, L - 4032 ESCH/ALZETTE

Adresse .............................................................................................................................................................................................

ο Μ«»« DENIER Guy 2. Nom et prénoms ........................................................................................................................................................................

Adresse .............................24.rue...des..Tilleuls^...F......57070...METZ.............................................................

9 Μλπ, nrinnmc HENRION ROiTiaîn 3. Nom et prénoms .......................................................................................................................................................................

Adresse ..............................!2.Z..r.ue..J,.M.........................................

' Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.

Luxembourg )e 22 octobre ^g82

*) 4. GÔÉDËRT Jeäri, Ï3Î, rue de’Luxembourg, L - 4221 ESCH/ÀLZËTTE

5. GOEDERT Ferdinand, 10 rue Bessemer, L - 4032 ESCH/ALZETTE

6. KLEIN Henri, 141 avenue de la Liberté, L - 4602 NIEDERCORN

7. AUER Josef, Grossveitsch Nr 159, A - 8664 VEITSCH

8. WENDL Berndt, Grossveitsch Nr 193, A - 8664 VEITSCH ~

René Neyen (mandataire) (signature) A 680 26_ (1) Nom, prénoms, firme, adresse.

#Ov *1 -_____A 1______l. . _1 ' i /- A 716

Patentanmeldung

Anmelder î ARBED S.A.

Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG

Feuerfeste, gasdurchlässige Baukörper /-

Feuerfeste gasdurchlässige Baukörper

Die Erfindung betrifft feuerfeste, gasdurchlässige Baukörper zum Einblasen von Gasen in Metallbehandlungsgefässe, dureh deren Aus-5 kleidung hinduroh.

Die zum Roheisenfrisahen dienenden Sauerstoffaufblas-Verfahren, wurden neuerdings in metallurgisoher Hinsiaht dahingehend verbessert, dass dureh den Konverterboden Sekundärgase, wie Stickstoff 10 oder Argon, gesteuert eingeblasen werden. Auah bei Sauerstoff-Boden-blasverfahren sowie in Metallbehandlungsgefässen, wie etwa Ofenpfannen, Entsshwefelungspfannen u. dgl., kommt das Einblasen von Gasen in das Metallbad durah den Gefässboden oder die Auskleidung der Gefässwände hinduroh in Betraoht.

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An die in die Auskleidung des Gefässes einzusetzenden gasdurahläs-sigen Steine wird die Forderung gestellt, dass ihre Haltbarkeit derjenigen der übrigen feuerfesten Auskleidung entspriaht, da ein Ausweahseln versohlissener Gasdurohblassteine im heissen Zustand 20 sohwierig ist. Ferner soll die Gaseinleitung sowohl kontinuierlioh als insbesondere auah diskontinuierlioh möglich sein, d.h. das Gefäss soll auah ohne Gaseinleitung betreibbar sein und naah dem Wiedereinsohalten der Gaszufuhr sollen die Steine in unveränderter Weise gasdurchlässig sein. Ausserdem soll die Gasdurohlässigkeit der 25 Steine über ihre Gebrauohsdauer, d.h. über eine ganze Ofenreise, im wesentlichen gleich bleiben.

In der Patentanmeldung LU 81.208 hat die Anmelderin eine zum Einsetzen in den Boden eines Metallbehandlungsgefässes bestimmte Vor- • - 2 - riohtung zum Einblasen eines Behandlungsgases in ein Metallbad aufgezeigt, welahe eine gute Haltbarkeit besitzt und das Einblasen der gewünsahten Gasmengen gestattet. Diese Vorriahtung besteht im we-sentliohen in einem feuerfesten, gasdurchlässigen Baukörper, wobei 5 in das feuerfeste Material in axialer Riohtung eine Mehrzahl von ebenen, gewellten, rohrförmigen oder drahtförmigen raetallisahen Trenngliedern von geringer Wandstärke eingebettet ist. Naeh einer Ausführungsform besteht dieser Baukörper aus Stahlbleahen und Segmenten oder Streifen aus feuerfestem Material in abweohselnder An-10 Ordnung.

Da zur Herstellung solaher Baukörper ein vorgefertigter Bloak aus feuerfestem Material in die erforderliehen Streifen oder Segmente zersahnitten werden muss ist das ein sehr aufwendiges Verfahren. 15 Durah Verpressen von feuerfestem Material hergestellte Segmente sind, bedingt durah ihre geringe Dioke und grosse Länge, nicht hin-reiohend handhabungsfähig und verziehen sich, falls sie einem Steinbrand unterworfen werden.

20 In den Patentanmeldungen LU 82.552, LU 82.553 und LU 82.554 hat die Anmelderin die feuerfesten Baukörper dahingehend verbessert, dass die Segmente in Pressformen hergestellt werden, wobei Metall-Lagen mit dem feuerfesten Material mitverpresst werden. Die aneinandergrenzenden Längsfläahen der Segmente können dabei mit glatter oder 25 mit profilierter, z.B. gewellter oder gerillter Oberfläohe ausgebildet sein.

* , Beim Zusammenbau der mit profilierten Metallauflagen versehenen Seg mente entstehen im Baukörper Fugen, Kanäle, usw. dureh welahe der 30 Gaszugang erfolgen kann, wobei die profilierten Längsfläehen sowohl an einer glatten, als auah an einer profilierten Längsfläohe des Naahbarsegments anliegen können. Die anliegende Längsfläohe des Naahbarsegments kann ihrerseits mit einer mitverpressten Metallauflage versehen sein oder sie kann auflagenfrei sein. Auah können in 35 einzelne Segmente mitverpresste Paare von aneinanderliegenden Segmente mitverpresste Paare von aneinanderliegenden Metalleinlagen, z.B. Bleohplatten, eingebettet werden. Dabei können zwisahen den - 3 -

Metallplatten eines Einlagenpaares Distanzhalter angeordnet sein.

Feuerfeste Baukörper der soeben besahriebenen Art arbeiten zufriedenstellend, wenn man als Spülgas Argon oder Stiokstoff verwendet. 5 Sie halten dabei problemlos 600 und mehr Chargen stand. Leider ist Argon ein sehr teures Gas. Reiner Stiakstoff ist zwar billiger, löst sieh aber bei hohen Temperaturen im flüssigen Stahl, was naahteilige Wirkungen auf die Stahlgüte mit sieh bringt.

- 10 Die Anmelderin hat demzufolge Versuahe unternommen andere Gase, wie beispielsweise Kohlendioxyd durah die Blassteine in den

Konverter einzublasen, wobei ein sehneller Versahleiss der feuerfesten Steine festgestellt werden musste und wobei die feuerfeste Masse sahon naah wenigen Chargen zerkrümelte. Ausserdem wurde fest-15 gestellt, dass die Zersetzung des feuerfesten Materials vornehmliah von der warmen Seite des Baukörpers her erfolgt. Die dort herr-sahende Temperatur bewirkt saheinbar Reaktionen wie C02 = CO + 0 und C02 + C = 2 CO, wobei das C-Atom aus dem kohlenstoffhaltigen Binde mittel der feuerfesten Masse stammt. Daneben wird angenommen, dass 20 auah Reaktionen wie C02 + MgO = MgC03 ablaufen. Auah dies könnte das Zerkrümeln der Steinmasse erklären.

Das Ziel der Erfindung besteht darin einen feuerfesten, gasdurah-lässigen aus Segmenten bestehenden Baukörper vorzusahlagen, dessen 25 Segmente niaht wesentliah mit dem verwendeten Spülgas, das mitunter oxydierend wirken kann, reagieren.

* . Dieses Ziel wird durah die erfindungsgemässen Baukörper erreiaht, dessen Segmente zumindest auf den Längsfläahen mit einem gasdiahten 30 Ueberzug versehen sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüahen besohrieben.

Der erfindungsgemässe Baukörper erlaubt folgliah das Einblasen in den Konverter von jegliohem Gas, das bei seiner normalen Betriebs-35 temperatur niaht mit dem gewählten Ueberzug irgendwelahe Verbindungen eingeht. Die genaue Zusammensetzung und der Kornaufbau der feuerfesten Masse werden hierdurah von untergeordneter Bedeutung.

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Die Masse verleiht in erster Linie dem üeberzug Halt und vermeidet darüber hinaus eine übermässige Erhitzung desselben durch Ableiten der Wärme zur kalten Seite des Baukörpers hin.Eine der wichtigsten Eigenschaften des feuerfesten Materials ist ein niedriger oder dem 5 üeberzug angepasster Ausdehnungskoeffizient, um vorzeitige Rissbildungen in dem Baukörper zu vermeiden. Geeignete feuerfeste Stoffe sind beispielsweise teergebundene Sintermagnesia, Hochtonerdemate-rial oder Misahungen von Magnesia und Chromerz.

10 Die Erfindung wird anhand von einige Ausführungswege darstellende Zeiahnungen erläutert. Es zeigen :

Die Fig. 1 eine perspektiviseher Ansiaht eines erfindungsgemässen Baukörpers und die Fig. 2 bis 6 perspektivisahe Schnitte duroh 15 einzelne Segmente.

Der in der Fig. 1 dargestellte Baukörper 1 weist ein aus miteinander versahweissten Platten aufgebautes Metallgehäuse 10 auf, das insgesamt zwölf Segmente 3 umgibt, die in zwei Reihen zu je seahs Stück 20 angeordnet sind. Jedes Segment ist auf allen vier Längsseiten mit Metallauflagen 4, 4a versehen. Auf zwei Längsseiten sind die Bleahe gewellt während auf den zwei übrigen Seiten die Bleahe flaah ausgeführt sind. Die Segmente sind so eingebaut, dass jeweils ein gewelltes Bleeh 4a mit einem flachen Blech 4 in Kontakt liegt. Zwischen 25 den beiden Reihen der Segmente 3 ist eine Bleahplatte 5 eingelegt, längs welcher ebenso wie längs der Metallauflagen 4, 4a der Segmente

A

3 ein Gasdurohgang erfolgt. Die Segmente sind mittels zweier Leisten 6, die an der Innenseite des Metallgehäuses 10 angeordnet und vorzugsweise an diesem durch Punktsohweissen befestig sind, von der 30 Stirnseite des Metallgehäuses beabstandet. An dieser Stelle, die die * Kaltseite darstellt, ist eine Stirnplatte 7 dioht angesohweisst, welche mit einem Rohransahluss 8 versehen ist. Der zwischen der Stirnplatte und den Stirnseiten der Segmente 3 freibleibende Raum ist der Verteilungsraum für das Gas. Die feuerfeste Masse 9 ist in 35 dieser Ausführungsform auf der kalten Stirnseite der Segmente 3 nicht mit einem schützenden Blech versehen. Auf der kalten Seite des Baukörpers 1 herrschen lediglich Temperaturen von 300-400° C bei de- - 5 - nen beispielsweise Kohlendioxyd die feuerfeste Masse nur sehr langsam angreift, wodurah ein sohützender Ueberzug als nioht absolut notwendig betraahtet werden kann. Die gegenüberliegende, niaht sichtbare Seite stellt die Feuerseite des Baukörpers dar und kann 5 mit einem Abdeakbleah versohlossen sein. Letzteres wird angewendet, wenn die den Baukörper umgebende Zustellung des Metallbehandlungs-gefässes Teer oder ähnliche Kohlenstoffträger enthält. Es dient dann dazu, während des Aufheizens des Gefässes das Eindringen von Teer oder dgl. in die Gasdurahgangsfugen des Baukörpers oder das Verkle-* 10 ben derselben zu verhindern. Das Abdeakbleah sahmilzt bei Betriebs beginn ab und gibt die Fugen frei.

Die Fig. 2 zeigt ein Segment 23, dessen feuerfeste Masse 29 auf allen vier Seiten mit flaahen Stahlbleahen 24 umgeben ist. Die 15 flaahen Bleahe sind mit metallisahen Längsstreifen 22 versehen, wobei die Streifen auf zwei gegenüberliegenden Seiten versetzt angeordnet sind. Die Streifen 22 können durah Punktsehweissen auf dem Bleah befestigt werden. Durah die Diake dieser Streifen kann das Ausmass der Gasdurohlässigkeit variiert werden. Allerdings dürfen 20 die Streifen niaht zu diek gewählt werden, um die Baukörper auah ohne Gaszufuhr betreiben zu können. Dabei dringt zwar etwas Metall in den engen Spalt zwisahen die Segmente ein; beim Wiedereinsehalten der Gaszuleitung wird dieses eingedrungene Metall aber wieder aus dem Baukörper gespült und die ursprüngliche Gasdurohlässigkeit 25 stellt sieh wieder ein. Dieser überraschende Effekt setzt nur ein, wenn die Bleahstreifen nioht zu diok sind.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Segment 33 ist die feuerfeste Masse 39 von Bleahen 34 umgeben, die mit Längsriegeln 32 versehen 30 sind. ' Die Längsriegel sind auf sioh gegenüberliegenden Bleahen versetzt angeordnet. Die Riegel können auf einfaahe Art in das Bleeh gewalzt werden.

In der Fig. 4 ist ein Segment 43 dargestellt, dessenfeuerfeste Masse 35 49 auf allen Seiten mit Stahlbleahen 44 umgeben ist. Der Gasdurch satz erfolgt in dieser Ausführung vornehmlich durch in das Blech 44 gewalzte Rillen 42.

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Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Segment 53 ist die feuerfeste Masse 59 allseitig von flaahen Bleehen 54 umgeben. Der Abstand zwi-sahen zwei Segmenten wird mittels eines mattenähnliohen Gebildes 52 aus Stahlwolle eingestellt.

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Bei den bisher besahriebenen Segmenten wird als üeberzug der feuerfesten Masse Stahlbleah verwendet. Das Bleah wird hierbei in die benötigte Form gewalzt, zureahtgesahnitten, gebogen und versohweisst.

- 10 Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeigt die

Fig.6. Feuerfestes Material wird hierbei zuerst in eine Pressform eingeführt. Die Pressform versieht das feuerfeste Material mit Riegeln, Rillen oder Wellen. Naeh einer kurzen thermisahen Behandlung, die eventuell notwendig ist um das Material zu verfestigen, werden 15 die länglichen quaderförmigen Elemente mit einem Anstrich versehen. Die verwendete Flüssigkeit kann beispielsweise eine Metallfarbe mit einem keramisahen Bindematerial sein oder eine Keramikfarbe. Die beiden auf Fig. 6 dargestellten Segmente 63 besitzen einen Üeberzug 64 der durah Eintauchen des gewellten feuerfesten Materials 69 in 20 ein Metallfarbbad hergestellt wurde. Naah dem Eintauchen werden die Segmente in Abhängigkeit von der gewählten Metallfarbe getempert. Es kann eventuell notwendig sein, den Eintauoh-Temperprozess mehrere Male zu wiederholen, bis die gewünsahte Diake des Ueberzugs erreiaht ist.

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Claims (8)

1. Feuerfeste, gasdurchlässiger Baukörper, zum Einblasen von Gasen in Metallbehandlungsgefässe durah deren Auskleidung hindurch, 5 wobei der Baukörper aus wenigstens zwei aneinanderliegenden Seg menten besteht, welche einen Kern aus feuerfestem Material aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente zumindest auf allen ihren Längsseiten mit einem gasdichten Ueberzug versehen sind. ; 10

2. Baukörper nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ueberzug aus Metallbleoh besteht.

3. Baukörper nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das

15 Metallbleoh mit Rillen, Riegeln oder Wellen versehen ist.

4. Baukörper nach dem Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Segmenten Distanzhalter, gegebenenfalls in der Form von Metallstreifen, Drähten oder Stahlwolle eingebettet sind. 20

5. Baukörper naeh dem Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbleoh Stahlblech ist, das mit einem Oberfläahensohutz versehen sein kann.

6. Baukörper nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der * gasdichte Ueberzug aus einer Metallfarbe besteht.

7. Baukörper nach dem Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdichte Ueberzug aus einer Keramikfarbe besteht. 30

8. Baukörper nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente allseitig, mit Ausnahme der mit dem flüssigen Metall in Kontakt kommenden Feuerseite, mit einem gasdichten Ueberzug versehen sind.