NL1007881C2 - Goot voor het geleiden van een stroom vloeibaar metaal. - Google Patents

Description

GOOT VOOR HET GELEIDEN VAN EEN STROOM VLOEIBAAR METAAL

De uitvinding heeft betrekking op een goot voor het geleiden van een stroom 5 vloeibaar metaal en/of slak, omvattende een vuurvaste blijfvoering en daarbinnen een vuurvaste slijtvoering. Dergelijke goten worden bijvoorbeeld toegepast bij hoogovens. Daarbij wordt, na het afsteken van de hoogoven, het daarin geproduceerde vloeibare ijzer door een goot geleid naar een pan of een transportvoertuig voor vloeibaar ijzer.

10 Op het vloeibare ijzer drijft een laag vloeibare slak welke bij het transport door de goot van het ijzer wordt gescheiden en naar een afzonderlijke pan wordt geleid.

Goten van het beschreven type zijn onderhevig aan hoge temperatuurschokken, aan agressieve inwerking van het gesmolten ijzer en de gesmolten slak en aan uitslijping door de er met hoge snelheid doorstromende stromen ijzer en slak. Er 15 bestaat daarom behoefte aan gootconstructies welke een lange levensduur hebben en welke eenvoudig te repareren zijn.

In het algemeen wordt bij de constructie van de goot een deel van de bekleding ervan uitgevoerd als een zogenaamde blijfvoering, en een ander deel als de zogenaamde slijtvoering. Daarbij wordt beoogd dat de na verloop van tijd 20 beschadigde slijtvoering in zijn geheel wordt vernieuwd, terwijl de blijfvoering zodanig is uitgevoerd dat hij langdurig kan meegaan. Daartoe is het van belang dat de blijfvoering geen schade kan oplopen door mechanische slijtage, thermische spanningen of chemische aantasting.

Een aanzienlijke verbetering in de bekende gootconstructie wordt volgens de 25 uitvinding verkregen doordat de blijfvoering is aangebracht binnen een langwerpige bakvormige stalen mantel en dat door deze blijfvoering nabij de stalen mantel kanalen zijn voorzien voor het doorleiden van een koelmedium. Het voordeel van deze constructie is gebleken daarin te bestaan dat dankzij de hierdoor mogelijk geworden koeling binnen de stalen mantel deze stalen mantel een min of meer gelijkmatige lage 30 temperatuur behoudt gedurende de gehele campagneduur van de goot. Tengevolge daarvan kan de stalen mantel een zeer hoge vormstabiliteit behouden, waardoor de blijfvoering niet onderhevig is aan externe spanningen door deformaties van de stalen mantel. Zonder deze vormstabiliteit van de stalen mantel kunnen in de vuurvaste „100TB»1 -2- bekleding van de goot vervormingen en scheuren en open voegen ontstaan. Deze doen het gevaar voor een doorbraak van de goot sterk toenemen.

Opgemerkt wordt dat diverse eerdere pogingen om de blijfVoering van buitenaf te koelen niet tot succes hebben geleid. Met zo’n koeling aan de buitenzijde van de 5 stalen mantel blijkt het niet goed mogelijk te zijn grote temperatuursverschillen over het oppervlak van de bak te vermijden. Dit met sterke plaatselijke vervormingen van de mantel als gevolg. Door een koeling achter de stalen mantel wordt nu voorkomen dat een ongelijkmatige koeling van deze mantel tot vervormingen daarvan kan leiden.

De kanalen kunnen gevormd zijn voor plaatselijke koeling van een deel van de 10 stalen mantel.

Voorkeur heeft het echter om volgens de uitvinding de kanalen in langsrichting van de goot te laten verlopen. Daarbij behoeven slechts aan de einden van de goot voorzieningen te worden aangebracht voor het toe- en afvoeren van het koelmedium.

Volgens een andere voorkeursuitvoering verlopen de kanalen in de zijwanden van 15 de blijfVoering in vertikale richting.

Het voordeel van de nieuwe constructie kan volgens de uitvinding nog versterkt worden indien de blijfVoering, althans in een buitenste laag, bestaat uit een laag vuurvast gietbeton uit een materiaal met hogere warmtegeleiding, met λ = 4 a 7 W/m2.°K, in welke buitenste laag de kanalen zijn aangebracht door het er in gieten 20 van stalen buizen. Door de hogere warmtegeleiding van deze buitenste laag wordt verkregen dat, ondanks het feit dat plaatselijk rondom de buizen wordt gekoeld, toch deze buitenste laag een egale lage temperatuur krijgt. Daardoor wordt voorkomen dat de stalen mantel een ongelijkmatige temperatuursverdeling verkrijgt, en daardoor kan vervormen.

25 IJzergoten bevinden zich op het gietbordes van een hoogoven, waar veelal met zwaar gereedschap wordt gewerkt. Daarbij bestaat het risico van mechanische beschadiging van buitenaf van de stalen mantel, hetgeen dan weer schade aan de blijfVoering tengevolge kan hebben. Gebleken is dat dit risico aanzienlijk kan worden verminderd indien, althans de zijwanden van de blijfVoering, zijn voorzien van stalen 30 ankers welke zijn bevestigd aan de stalen mantel. Hiermee wordt een zeer stijve monolithische constructie verkregen welke goed bestand is tegen externe invloeden.

Een verdere bescherming van de blijfVoering bij de nieuwe constructie van de goot wordt verkregen indien de slijtvoering en de blijfVoering onderling gescheiden

^ 00788A

-3 - zijn door een vervormbare laag uit de groep materialen welke drooggestampte vuurvaste massa en vuurvast vilt omvat. Hierdoor wordt verkregen dat, indien de slijtvoering sterk in temperatuur stijgt als gevolg van het doorstromende vloeibare ijzer, een thermische expansie van deze slijtvoering kan worden opgenomen door de 5 vervormbare laag. Deze laag dient dan zowel als expansievoeg als als schuifvoeg. De blijfvoering wordt hierdoor verder mechanisch beschermd tegen de expansie van de slijtvoering.

Opgemerkt wordt dat indien de slijtvoering sterk in temperatuur verhoogt, het materiaal van de vervormbare laag kan gaan versinteren. Dit zal speciaal het geval zijn 10 indien de slijtvoering al sterk is uitgesleten en het gevaar ontstaat dat vloeibaar ijzer tot aan de vervormbare laag kan reiken. Door het versinteren van deze massa wordt dan voorkomen dat vloeibaar ijzer kan doordringen tot aan de blijfvoering.

Bij een sterk uitgesleten slijtvoering zal de binnenzijde van de blijfVoering toch in temperatuur gaan verhogen. Daarom verdient het de voorkeur om het deel van de 15 blijfvoering binnen de buitenste laag met hogere warmtegeleiding te doen bestaan uit een hoogwaardig vuurvast materiaal. Daarbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan een vuurvast beton met een hoog gehalte aan A1203.

Als koelend medium hetwelk door de kanalen stroomt kan gedacht worden aan een vloeistof, bijvoorbeeld water. Gebleken is echter dat goede resultaten bereikbaar 20 zijn door de kanalen aan te sluiten op een systeem voor geforceerde luchtkoeling.

Volgens een andere uitvoeringsvorm zijn de kanalen elk met één uiteinde aangesloten op een schoorsteen van voldoende hoogte om natuurlijke trek door de kanalen in stand te houden.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een figuur.

25 In deze figuur is met verwijzingscijfer 1 een constructie van een ijzergoot bij een hoogoven schematisch in dwarsdoorsnede afgebeeld. Het door deze goot gevormde kanaal is taps van vorm, waarbij in het afgebeelde geval dit kanaal aan de bodem circa 900 mm breed is en de tapse wanden onder een hoek van 9 0 met de verticaal verlopen. Opgemerkt wordt echter dat deze afmetingen voor het begrip van de 30 uitvinding niet essentieel zijn, en per hoogoveninstallatie anders gekozen kunnen worden.

De goot is opgebouwd binnen een stalen mantel 2, die zelf de vorm van een langwerpige bak heeft. Eventueel kan de stalen mantel 2 aan de binnenzijde van een *1 007881 -4- bekleding met thermisch isolerend materiaal zijn voorzien. De lengte van zo’n gootconstructie kan, afhankelijk van de plaatselijke situatie, circa 12 a 20 m bedragen.

Binnen de stalen mantel 2 bevindt zich allereerst een buitenste laag vuurvast materiaal 3 met een hogere warmtegeleiding met λ = 4 a 7 W/m2.°K. Deze laag kan 5 bijvoorbeeld zeer geschikt bestaan uit een op SiC gebaseerde gietbeton. Door deze laag 3 verlopen, in het afgebeelde geval, in de zijwanden een aantal kanalen 4 met ronde doorsneden, en op de bodem een aantal kanalen 5 met rechthoekige doorsneden. Kanalen 5 kunnen echter ook ronde of vierkante doorsneden hebben. De kanalen 4 zijn gevormd door dikwandige stalen buizen welke zijn ingegoten in de 10 betongietmassa.

Bij voorkeur worden de buizen vooraf voorzien van een laag verf, paraffine of een ander middel dat hechting aan het beton voorkomt. Tevens moet ervoor gezorgd worden dat de buizen 4 of 5 niet aan de gooteinden zijn opgesloten. Daardoor blijft een expansie van de buizen als gevolg van temperatuurinvloeden mogelijk.

15 De buizen welke de kanalen 5 vormen worden los op de bodem van de stalen mantel gelegd en bij voorkeur daarvan afgescheiden door een dunne isolerende laag, bijvoorbeeld een laag vuurvast vilt.

Aan de binnenzijde van laag 3 bevindt zich een laag vuurvast materiaal 7, welke bestaat uit een vuurvast beton met een hoog gehalte AI2O3. Hierdoor wordt een sterk 20 vuurvast materiaal verkregen.

Aan de stalen mantel 2 is aan de zijwanden een aantal ankers 6 gelast, welke door laag 3 tot in laag 7 reiken. Hierdoor wordt voor het geheel van de stalen mantel 2 en de lagen 3 en 7 een hecht monolithisch geheel gevormd. De lagen 3 en 7 vormen tezamen de blijfvoering van de gootconstructie.

25 Bij de verdere constructie van de goot zijn vaste platen 9 eerst tijdelijk op afstand van laag 7 verankerd, waarbij tussen de platen 9 en de laag 7 een ruime spleet open blijft. Deze spleet is opgevuld, hetzij met een vuurvast korrelmateriaal hetwelk licht is aangestampt, of met vuurvast vilt. De hierdoor gevormde laag 8 kan dienen als expansievoeg en als schuifvoeg voor het opvangen van thermische expansies. De 30 voorgevormde platen 9 kunnen bestaan uit geprefabriceerde betonplaten. De samenstelling daarvan is niet kritisch. Zij kunnen onder andere bestaan uit vuurvast beton met een hoog A^C^-gehalte, maar ook uit geperst vuurvast materiaal hetwelk p1 0 07 8 81 -5- koolstof of grafiet bevat. Binnen deze platen 9 is verder een gebruikelijke vuurvaste gietbeton aangebracht hetwelk door een mal in de vorm van blok 10 is gebracht.

De lagen 3 en 7 vormen de blijfvoering van de gootconstructie, terwijl de lagen 8, 9 en 10 als slijtvoering kunnen worden beschouwd. Naarmate blok 10 verder 5 uitslijt, zal de massa in laag 8 verder in temperatuur kunnen stijgen, en op den duur gaan versinteren. Dit kan als een voordeel worden gezien omdat hierdoor een ijzerdoorbraak door blok 10 en platen 9 niet verder kan doordringen door laag 8, waardoor de blijfvoering gespaard blijft.

De kanalen 4 en 5 zijn aangesloten op een niet afgebeeld systeem voor 10 geforceerde luchtkoeling. Daarbij kan gedacht worden aan een ventilator, waarvan het afvoerkanaal via een spruitstuk is aangesloten op elk van de kanalen 4 en 5.

0 07881

Claims (9)

1. Goot voor het geleiden van een stroom vloeibaar metaal en/of slak, omvattende een vuurvaste blijfvoering en daarbinnen een vuurvaste slijtvoering, met het 5 kenmerk, dat de blijfVoering is aangebracht binnen een langwerpige bakvormige stalen mantel en dat door deze blijfvoering nabij de stalen mantel kanalen zijn voorzien voor het doorleiden van een koelmedium.

2. Goot volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kanalen in langsrichting van 10 de goot verlopen.

3. Goot volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kanalen in de zijwanden van de blijfvoering in vertikale richting verlopen.

4. Goot volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de blijfvoering, althans in een buitenste laag, bestaat uit een laag vuurvast gietbeton uit een materiaal met hogere warmtegeleiding met λ = 4 a 7 W/m2.°K, in welke buitenste laag de kanalen zijn aangebracht door het ingieten van stalen buizen.

5. Goot volgens één der conclusies 1 - 4, met het kenmerk, dat althans de zijwanden van de blijfvoering zijn voorzien van stalen ankers welke zijn bevestigd aan de stalen mantel.

6. Goot volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de slijtvoering en de 25 blijfvoering onderling gescheiden zijn door een vervormbare laag uit de groep materiaal, omvattende droog gestampte vuurvaste massa en vuurvast vilt.

7. Goot volgens één der conclusies 1 - 6, met het kenmerk, dat de blijfvoering binnen de buitenste laag met hogere λ bestaat uit hoogwaardig vuurvast 30 materiaal.

8. Goot volgens één der conclusies 1 - 7, met het kenmerk, dat de kanalen zijn aangesloten op een systeem voor geforceerde luchtkoeling. p1 0 07 8 8 1 -7- 5

9. Goot volgens één der conclusies 1 - 7, met het kenmerk, dat de kanalen elk met één uiteinde zijn aangesloten op een schoorsteen van voldoende hoogte om natuurlijke trek door de kanalen in stand te houden. *1 007 8 8 1