LU87784A1

LU87784A1 - COOLING PANEL FOR TANK OVEN

Info

Publication number: LU87784A1
Application number: LU87784A
Authority: LU
Inventors: Marc Solvi; Roger Thill
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-11
Also published as: EP0475009A1; TR25553A; FI913701A0; FI913701A

Description

PANNEAU DE REFROIDISSEMENT POUR FOUR A COVECOOLING PANEL FOR COVE OVEN

La présente invention concerne un panneau de refroidissement pour le garnissage intérieur de la paroi d'un four à cuve, comprenant une plaque en fonte dans laquelle sont noyés des tuyaux de refroidissement raccordés sur un circuit de refroidissement et une margelle saillante s'étendant vers l'intérieur du four.The present invention relates to a cooling panel for the interior lining of the wall of a shaft furnace, comprising a cast iron plate in which are embedded cooling pipes connected to a cooling circuit and a projecting coping extending towards the inside the oven.

Ces panneaux, plus généralement connus sous le nom de "staves", et décrits, par exemple, dans le brevet US 4,669,709, sont fixés sur une grande partie de la surface intérieure du blindage métallique d'un haut fourneau et sont ensuite maçonnés, du côté intérieur, par une épaisse couche de matière réfractaire. Pour assurer un maintien satisfaisant de cette couche réfractaire et éviter que des pans entiers ne s'affaissent rapidement, chaque panneau possède généralement, du côté intérieur, une partie saillante, appellee margelle ou nez, et destinée à supporter la couche réfactraire.These panels, more generally known under the name of "staves", and described, for example, in US patent 4,669,709, are fixed on a large part of the interior surface of the metal shielding of a blast furnace and are then masonry, from inner side, by a thick layer of refractory material. To ensure satisfactory maintenance of this refractory layer and to prevent entire sections from collapsing quickly, each panel generally has, on the inner side, a projecting part, called a coping or nose, and intended to support the refractory layer.

Ces margelles font partie de la masse du panneau et sont donc en fonte. Pour assurer leur stabilité mécanique et garantir une durée de vie satisfaisante, elles sont refroidies intérieurement par un raccord au circuit de refroidissement. Malgré cela, on n'arrive pas à conserver la couche réfractaire plus de deux ans. Toutefois, ceci ne signifie pas qu'il faut refaire la couche réfractaire, car le four peut encore fonctionner pendant des années avec des panneaux de refroidissement à "nu". En effet, après la disparition de la couche réfractaire, il se forme sur les panneaux des couches de laitier solidifié qui disparaissent et se reforment successivement.These copings are part of the mass of the panel and are therefore made of cast iron. To ensure their mechanical stability and guarantee a satisfactory service life, they are internally cooled by a connection to the cooling circuit. Despite this, we cannot keep the refractory layer for more than two years. However, this does not mean that the refractory layer has to be redone, since the oven can still operate for years with "bare" cooling panels. Indeed, after the disappearance of the refractory layer, it forms on the panels layers of solidified slag which disappear and reform successively.

Toutefois, il a été constaté que, après la disparition du maçonnage réfractaire, il se forme sur les panneaux de refroidissement à margelle, des cavités d'usure de la fonte immédiatement en dessous des margelles. Les tuyaux ne sont plus protégés et risquent de se casser et de provoquer des fuites d'eau à l'intérieur du four. Le stave est détruit et autrement dit, après avoir permis de supporter et d'allonger la durée de vie du maçonnage réfractaire, les margelles semblent limiter la durée de vie des panneaux après la disparition de ce maçonnage. L'explication est que ces margelles protubérantes gênent l'ascension régulière des gaz de haut fourneau à haute température et chargés de poussières. Ces margelles provoquent, par conséquent, des zones tourbillonnaires des gaz, dont les poussières ont un effet de sablage des plaques de fonte, ce qui provoque ces cavités d'usure.However, it has been observed that, after the disappearance of the refractory masonry, there are formed on the cooling panels with copings, wear cavities of the cast iron immediately below the copings. The hoses are no longer protected and may break and cause water leaks inside the oven. The stave is destroyed and in other words, after having made it possible to support and lengthen the life of the refractory masonry, the copings seem to limit the life of the panels after the disappearance of this masonry. The explanation is that these protruding copings hamper the regular rise of blast furnace gases at high temperature and loaded with dust. These curbs therefore cause swirling zones of the gases, the dust of which has a sanding effect on the cast iron plates, which causes these wear cavities.

Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau panneau de refroidissement dont la margelle est destinée à disparaître avec le maçonnage réfractaire.The object of the present invention is to provide a new cooling panel whose edge is intended to disappear with the refractory masonry.

Pour atteindre cet objectif, le panneau de refroidissement proposé par la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que la margelle est en acier réfractaire non refroidi, en ce qu'elle est indépendante de la plaque en fonte et fixée de manière détachable à cette dernière.To achieve this objective, the cooling panel proposed by the present invention is essentially characterized in that the coping is made of uncooled refractory steel, in that it is independent of the cast iron plate and detachably fixed to the latter.

Le fait que la margelle ne soit pas refroidie diminue sa durée de vie et est responsable d'une sorte d'autodestruction de la margelle au fur et à mesure de la disparition du revêtement réfractaire.The fact that the coping is not cooled shortens its service life and is responsible for a kind of self-destruction of the coping as the refractory lining disappears.

Selon un mode de réalisation préféré, la margelle est engagée dans une cavité de la plaque, le fond de cette cavité ayant la forme d'un quart de surface cylindrique à axe horizontal, tandis que l'extrémité de la margelle est de forme cylindrique complémentaire.According to a preferred embodiment, the coping is engaged in a cavity of the plate, the bottom of this cavity having the shape of a quarter of cylindrical surface with horizontal axis, while the end of the coping is of complementary cylindrical shape. .

La margelle peut être retenue dans sa cavité par une barre métallique horizontale disposée dans l'axe de la surface cylindrique de la margelle et de la cavité. La masse du revêtement réfractaire reposant sur la partie en port-à-faux de la margelle exerce ainsi un moment de rotation sur la margelle autour de cette barre qui bloque la margelle dans sa cavité en appliquant les deux surfaces cylindriques l'une sur l'autre. Il est préférable de disposer entre ces deux surfaces cylindriques une masse à conductibilité thermique élevée.The coping can be retained in its cavity by a horizontal metal bar arranged in the axis of the cylindrical surface of the coping and the cavity. The mass of the refractory lining resting on the cantilever part of the coping thus exerts a moment of rotation on the coping around this bar which blocks the coping in its cavity by applying the two cylindrical surfaces one on the other. It is preferable to have a mass with high thermal conductivity between these two cylindrical surfaces.

Pour accélérer l'usure de la margelle, il est possible de diviser la partie saillante sur toute la largeur du panneau par des découpes longitudinales permettant le passage des gaz pour provoquer un effet de sablage sur le côté et le nez de la margelle. En même temps on peut éviter la zone tourbillonnaire en-dessous des margelles et limiter l'érosion de la fonte à ces endroits.To accelerate the wear of the coping, it is possible to divide the projecting part over the entire width of the panel by longitudinal cuts allowing the passage of gases to cause a sanding effect on the side and the nose of the coping. At the same time, it is possible to avoid the vortex area below the copings and limit the erosion of the cast iron in these places.

D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation préférée, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence à la figure unique, montrant schématiquement une coupe verticale d'une margelle ancrée dans son panneau de refroidissement.Other particularities and characteristics will emerge from the detailed description of a preferred embodiment, presented below, by way of illustration, with reference to the single figure, schematically showing a vertical section of a coping anchored in its panel. cooling.

La référence 10 représente une partie d'une plaque en fonte d'un panneau de refroidissement comportant des tuyaux de refroidissement intérieurs non représentés. La référence 12 désigne une margelle qui est en saillie par rapport à la surface intérieure de la plaque 10 et qui est destinée à supporter le revêtement réfractaire appliqué sur la surface intérieure des panneaux de refroidissement. Contrairement aux panneaux de refroidissement connus, la margelle 12 est indépendante de la plaque 10 et ne comporte pas de refroidissement intérieur. Selon une autre particularité, la margelle 12 est fixée de façon détachable sur la plaque 10.The reference 10 represents a part of a cast iron plate of a cooling panel comprising interior cooling pipes not shown. The reference 12 designates a coping which projects from the interior surface of the plate 10 and which is intended to support the refractory coating applied to the interior surface of the cooling panels. Unlike known cooling panels, the coping 12 is independent of the plate 10 and does not have internal cooling. According to another particularity, the coping 12 is detachably fixed on the plate 10.

Dans le mode de réalisation représenté, la margelle 12 est partiellement encastrée dans une cavité 14 dont le fond présente la forme d'un quart de surface cylindrique, la partie encastrée de la margelle présentant une surface cylindrique complémentaire. Le maintien de la margelle 12 dans la cavité 14 peut être assuré grâce à une barre ronde engagée horizontalement selon l'axe des surfaces cylindriques de la margelle et de la cavité 14 dans un logement cylindrique formé par une rainure semi-cylindrique de la margelle et une rainure semi-cylindrique complémentaire de la plaque 10. Cette barre 16 forme ainsi un point de rotation et le moment exercé par la masse réfractaire sur le nez de la margelle 12 applique la surface cylindrique de la margelle 12 sur le surface cylindrique complémentaire de la cavité 14, assurant ainsi un transfert thermique entre la plaque refroidie 10 et la margelle non refroidie 12.In the embodiment shown, the coping 12 is partially embedded in a cavity 14, the bottom of which has the shape of a quarter of cylindrical surface, the recessed part of the coping having a complementary cylindrical surface. Maintaining the coping 12 in the cavity 14 can be ensured by a round bar engaged horizontally along the axis of the cylindrical surfaces of the coping and the cavity 14 in a cylindrical housing formed by a semi-cylindrical groove of the coping and a semi-cylindrical groove complementary to the plate 10. This bar 16 thus forms a point of rotation and the moment exerted by the refractory mass on the nose of the coping 12 applies the cylindrical surface of the coping 12 to the complementary cylindrical surface of the cavity 14, thus ensuring heat transfer between the cooled plate 10 and the uncooled coping 12.

Etant donné que la margelle 12 n'est pas refroidie par eau, elle s'use au fur et à mesure de la disparition du revêtement réfractraire qu'elle supporte. Par un choix approprié de la matière de la barre de fixation 16, on peut même s'arranger pour que cette barre disparaisse par fusion et par usure après la disparition du revêtement réfractaire, de sorte que la margelle 12 n'est plus retenue dans sa cavité 14 et peut donc tomber.Since the coping 12 is not cooled by water, it wears out as the refractory lining which it supports disappears. By an appropriate choice of the material of the fixing bar 16, it can even be arranged for this bar to disappear by melting and by wear after the disappearance of the refractory lining, so that the coping 12 is no longer retained in its cavity 14 and can therefore fall.

Pour accélérer l'usure du nez de la margelle, il est possible de la diviser sur toute la largeur du panneau de refroidissement par des découpes longitudinales, afin de provoquer un effet de sablage par le passage des gaz chargés de poussières à travers ces découpes et d'éviter la formation d'une cavité à l'endroit de la zone tourbillonnaire à la partie inférieure de la margelle.To accelerate the wear of the edge of the coping, it is possible to divide it over the entire width of the cooling panel by longitudinal cuts, in order to cause a sanding effect by the passage of the gases laden with dust through these cuts and avoid the formation of a cavity at the location of the vortex area at the bottom of the coping.

Par contre, étant donné que la margelle 12 n'est plus refroidie, il faut néanmoins s'assurer qu'elle tienne aussi longtemps que le revêtement réfractaire. A cet effet, on la réalise en acier réfractaire et on s'arrange pour qu'il y ait un bon transfert thermique entre la masse de la plaque 10 et la margelle. A cet effet, les surfaces cylindriques complémentaires du fond de la cavité 14 et de la partie encastrée de la margelle 12 , ainsi que la force par laquelle ces surfaces sont appliquées l'une sur l'autre sous l'effet du moment de rotation autour de la barre 16 sont très bénéfiques. En outre, il est préférable, et même recommandable, de prévoir entre le fond de la cavité 14 et la partie encastrée de la margelle 12 une masse à conductibilité thermique élevée.On the other hand, since the coping 12 is no longer cooled, it must nevertheless be ensured that it holds as long as the refractory lining. To this end, it is made of refractory steel and it is arranged so that there is a good thermal transfer between the mass of the plate 10 and the coping. To this end, the complementary cylindrical surfaces of the bottom of the cavity 14 and of the recessed part of the coping 12, as well as the force by which these surfaces are applied to one another under the effect of the moment of rotation around of the bar 16 are very beneficial. In addition, it is preferable, and even recommendable, to provide between the bottom of the cavity 14 and the recessed part of the coping 12 a mass with high thermal conductivity.

Claims

1. Cooling panel for the interior lining of the wall of a shaft furnace, comprising a cast iron plate (10) in which are embedded cooling pipes connected to a cooling circuit and a projecting coping (12) extending towards the inside of the furnace, characterized in that the coping (12) is made of steel (refractory) not cooled by water, in that it is independent of the cast iron plate (10) and detachably fixed to this last.

2. Panel according to claim 1, characterized in that the coping (12) is engaged in a cavity (14) of the plate (10), the bottom of this cavity (14) having the shape of a quarter of cylindrical surface with horizontal axis and in that the recessed part of the coping (12) is of complementary cylindrical shape.

3. Panel according to claim 2, characterized in that the coping (12) is retained in its cavity (14) by a horizontal metal bar (16) disposed in the axis of the cylindrical surface of the coping and the cavity.

4. Panel according to any one of claims 2 or 3, characterized by the presence of a layer of mass with high thermal conductivity between the wall of the cavity and the surface of the coping (12).

5. Panel according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the projecting part of the coping (12) is divided over the entire width of the panel by longitudinal cutouts allowing the passage of gases.