NL7909185A

NL7909185A - Koelelement voor een metallurgische oven.

Info

Publication number: NL7909185A
Application number: NL7909185A
Authority: NL
Original assignee: Hoesch Werke Ag
Priority date: 1979-01-27
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1980-07-29
Also published as: CA1141158A; LU81793A1; US4335870A; FR2447401B1; AU5353979A; ES253560Y; AT370771B; DE2903104A1; FR2447401A1; ES253560U; SE7908210L; BE881345A; GB2041180A; AU531721B2; PL221462A1; MX154004A; SU1066464A3; ATA653179A; JPS55104409A; GB2041180B

Description

Ν/29.292-Jb/ak ^ #

Koelelement voor een metallurgische oven.

De uitvinding heeft betrekking op een koelelement voor een metallurgische oven, in het bijzonder een hoogoven, met in een gietlichaam ingegoten stalen buizen, waardoor een koelmiddel wordt gevoerd en een vuurvaste bekleding, die in 5 het naar het inwendige van de oven gekeerde eindvlak van het koelelement in evenwijdig aan de breedterichting van het koelelement verlopende uitsparingen is verankerd .

Het is bekend in de wanden van metallurgische ovens koelelementen van verschillende constructie ter bescher-ming van de ovenwanden in te bouwen. In de laatste jaren wordt, in het bijzonder bij hoogovens, steeds meer een uitvoeringsvorm toegepast, welke als platenkoeler bekend is. Een dergelijke platenkoeler, respectievelijk een dergelijk koelelement, bestaat uit een gietijzeren lichaam, waarin stalen buizen zijn 15 aangebracht, waardoor het koelmiddel stroomt, dat meestal uit water, waterdamp of een waterdamp-water-mengsel bestaat. Aan de naar het inwendige van de oven toegekeerde zijde bezit het gietlichaam uitsparingen, waarin vuurvaste stenen worden aangebracht en hiertoe bijvoorbeeld in het gietlichaam worden ge-20 kleefd of ingegoten, zie Duits Gebrauchsmuster 7.331.936 en Duits octrooischrift 1.925.478.

Het gietlichaam wordt tot nu toe uitsluitend uit grijs ruwijzer met verschillende grafietvorming vervaardigd, zie Duits Auslegeschrift 27 19 165. Het benutten van grijs 25 ruwijzer als materiaal voor het gietlichaam heeft evenwel het nadeel, dat de werktemperatuur in de metallurgische oven meestal in de nabijheid van het smeltpunt van dit materiaal ligt. Dientengevolge worden na het demonteren van de koelelementen dikwijls aansmeltingen van het gietlichaam gevonden.

30 voorts is het algemeen bekend, dat reeds bij temperaturen van ongeveer 100°c onder het smeltpunt van materialen, zoals grijs ruwijzer, de technologische eigenschappen van deze materialen zeer slecht zijn. Bij toepassing van platenkoelers, respectievelijk koelelementen uit grijs ruwijzer, in het bijzonder 55 in hoogovens, worden dientengevolge steeds weer beschadigingen van de naar het inwendige van de oven toegekeerde zijde -* ^ ‘1 S 5* ^ 3 u ü i ·* ^ * - 2 - j* waargenomen.

De onderhavige uitvinding beoogt, de nadelen van de bekende koelelementen voor metallurgische ovens te vermijden en een koelelement te verschaffen, dat aan een geringe 5 slijtage is blootgesteld en dientengevolge op betrekkelijk ' eenvoudige wijze en met geringe kosten een langere levensduur verkrijgt.

Hiertoe wordt het koelelement volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat het gietlichaam uit gietstaal 10 bestaat en dat op een afstand van de te omgieten koelhuizen lichamen zijn aangebracht, die de oververhittingswarmte van het vloeibare gietstaal opnemen.

Bij voorkeur bestaan de op een afstand van de koelhuizen aangebrachte lichamen uit staal of gietstaal.

15 Hierbij kunnen de lichamen uit hetzelfde materi aal als het gietlichaam bestaan.

Op bijzonder voordelige wijze wordt een innige verbinding tussen het gietlichaam en de aangebrachte lichamen verkregen, indien het volume van de in de gietvorm gelegde 20 of gehangen lichamen 1/20 - 1/10 van het volume van het gietlichaam bedraagt.

Verder kunnen de lichamen als vierkante of rechthoekige knuppels zijn uitgevoerd en evenwijdig aan de koelhuizen zijn aangebracht.

25 De bij voorkeur toegepaste werkwijze volgens de uitvinding voor het vervaardigen van een koelelement voor een metallurgische oven, in het bijzonder een hoogoven, met in een gietlichaam ingegoten stalen buizen, waardoor een koelmiddel wordt gevoerd en een vuurvaste bekleding, die in het naar het 30 inwendige van de oven gekeerde eindvlak van het koelelement in evenwijdig aan de breedterichting van het koelelement verlopende uitsparingen is verankerd, wordt daardoor gekenmerkt, dat op een afstand van de stalen buizen, waardoor het koelmiddel wordt gevoerd, lichamen zijn aan gebracht, die met een over-35 verhitte gietstaalsmelt worden omgoten.

Bij voorkeur wordt hierbij de gietstaalsmelt met een oververhitting van 30 - 80°C boven de liquidustemperatuur binnen 3 minuten gegoten.

In een doelmatige uitvoering van de werkwijze vol-40 7909185 - 3 - 'l % gens de uitvinding wordt een gietstaalsmelt toegepast met een samenstelling van

0,15 tot 0,50 % C

0,30 tot 0,80 % Si 5 0,50 tot 2,00 % Mn 0 tot 1,00 % Mo 0 tot 2,50 % Cr 0 tot 0,1 % Al waarbij de rest uit ijzer en onvermijdelijke verontreinigingen bestaat.

10 Voor de aan te brengen lichamen verdient het aanbeve ling een materiaal te benutten, dat soortgelijk is aan de gietstaalsmelt en waarvan de gehalten aan koolstof niet meer dan 0,2 %, respectievelijk aan mangaan en silicium niet meer dan 0,5 % van de samenstelling van de staalsmelt, respectievelijk 15 de gietstaalsmelt verschillen.

Hierbij ligt bij voorkeur het C-, Mn- en Si-gehalte van de aan te brengen lichamen onder het C-, Mn- en Si-gehalte van de smelt voor het gietlichaam.

Voorts wordt het van voordeel geacht, indien de koel-20 buizen voor het omgieten worden gevuld met bij hoge temperatuur smeltend, een hoog warmtegeleidingsvermogen bezittend, korrelig materiaal.

Bij voorkeur wordt hierbij als korrelig materiaal zir-koonoxyde, chroomoxyde of een mengsel, waarin meer dan 20 % 25 van deze oxyde voorkomt, in de koelhuizen toegevoerd.

Na het verharden van de gietstaalsmelt wordt dit korrelige materiaal weer uit de stalen buizen verwijderd..

Het voordeel van het koelelement volgens de uitvinding moet in het bijzonder daarin worden gezien, dat dit koelelement 30 op betrekkelijk eenvoudige en derhalve, ook goedkope wijze kan worden vervaardigd, doch niettemin een langere levensduur dan de bekende koelelementen bezit. De tot nu toe bij koelelementen waargenomen fouten, namelijk een ontkoling van de oppervlakte, scheuren en aansmelten, treden bij het nieuwe koelele-35 ment niet meer op.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een bij voorkeur toegepaste uitvoering van het koelelement volgens de uitvinding weergeeft.

Fig. 1 is een langsdoorsnede van een uitvoering van 40 een koelelement volgens de uitvinding.

7909185 ΐ - 4 - .ie

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.

In een gietvorm, die is uitgevoerd overeenkomstig het in de fig. 1 en 2 weergegeven koelelement 1, worden stalen 5 buizen 2 gelegd, respectievelijk opgehangen, die met korrelig chroomerts, dat een hoog warmtegeleidingsvermogen bezit, zijn gevuld. Aan de zijde van het koelelement 1, dat bij het inbouwen in de wand van een metallurgische oven, bijvoorbeeld een hoogoven, naar het inwendige van de oven is toegekeerd, zijn 10 uitsparingen 3 gevormd, waarin vuurvaste stenen 4 worden aangebracht, bijvoorbeeld gekleefd. Op overeenkomstige wijze kunnen de stenen 4 ook worden ingegoten. Tussen de koelhuizen 2 worden 60 mm vierkante knuppels 5 in de vorm gelegd, respectievelijk opgehangen, waarna de gietvorm voor het gieten van 15 het koelelement 1 gereed is.

Het staal, waaruit de vierkante knuppels 5 bestaan, heeft de volgende samenstelling: C Si Mn P S Al 9Π 0,15 0,20 0,70 0,020 0,020 0,050 gewichtsprocenten, terwijl de rest uit ijzer en de gebruikelijke verontreinigingen bestaat.

In de met koelhuizen 2 en vierkante knuppels 5 25 uitgeruste gietvorm, wordt een gietstaalsmelt gegoten met de volgende samenstelling: C Si Mn P S Al 0,23 0,45 0,91 0,010 0,019 0,037 gewichtsprocenten, terwijl de rest uit ijzer en de gebruikelijke verontreinigin-• gen'bestaat.

Een staal met deze samenstelling heeft een liqui-dustemperatuur van 1508°C. De giettemperatuur bedroeg 1564°C, 35 zodat de smelt met een oververhitting van 56°C werd gegoten.

De gietduur voor een koelelement bedroeg 2 minuten.

Het volume van de vierkante knuppels 5 bedroeg 1/15 van het volume van het uit gietstaal bestaande giet- 40 7909185 - 5 - v t lichaam 6 van het koelelement 1. Bij deze fabricagewijze van de koelelementen 1 traden geen beschadigingen van de koelhuizen 2 op.

7909135

Claims

1. Koelelement voor een metallurgische oven, in het bijzonder een hoogoven, met in een gietlichaam ingegoten stalen buizen, waardoor een koelmiddel wordt gevoerd en een vuurvaste bekleding, die in het naar het inwendige van de oven 5 gekeerde eindvlak van het koelelement in evenwijdig aan de breedterichting van het koelelement verlopende uitsparingen is verankerd, met het kenmerk, dat het gietlichaam uit gietstaal bestaat en dat op een afstand van de te omgieten koelhuizen lichamen zijn aangebracht, die de oververhittings-10 warmte van het vloeibare gietstaal opnemen.

2. Koelelement volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k, dat de op een afstand van de koelhuizen aangebrachte lichamen uit staal of gietstaal bestaan.

3. Koelelement volgens conclusie 1 of 2, met 15 het kenmerk, dat de lichamen uit hetzelfde materiaal als het gietlichaam bestaan.

4. Koelelement volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het volume van de in de gietvorm gelegde of gehangen lichamen 1/20 - 1/10 van het volume 20 van het gietlichaam bedraagt.

5. Koelelement volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichamen als vierkante of rechthoekige knuppels zijn uitgevoerd en evenwijdig aan de koelhuizen zijn aangebracht.

6. Werkwijze voor het vervaardigen van een koel element voor een metallurgische oven, in het bijzonder een hoogoven, met in een gietlichaam ingegoten stalen buizen, waardoor een koelmiddel wordt gevoerd en een vuurvaste bekleding, die in het naar het inwendige van de oven gekeerde eindvlak 30 van het koelelement in evenwijdig aan de breedterichting van het koelelement verlopende uitsparingen is verankerd, met het kenmerk, dat op een afstand van de stalen buizen, waardoor het koelmiddel wordt gevoerd, lichamen zijn aangebracht, die met een oververhitte gietstaalsmelt worden omgo-35 ten. 7909185 > -τι. Werkwijze volgens conclusie 6,met het kenmerk, dat de koelhuizen voor het omgieten worden gevuld met bij hoge temperatuur smeltend, een hoog warmtegelei-dingsvermogen bezittend, korrelig materiaal.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, m e t het kenmerk, dat als korrelig materiaal zirkoonoxyde, chroomoxyde of een mengsel, waarin meer dan 20 % van deze oxyde voorkomt, in de koelhuizen wordt toegevoerd.

9. Werkwijze volgens één der conclusies 6-8, 10 met het kenmerk, dat de gietstaalsmelt met een oververhitting van 30 - 80°C boven de liguidustemperatuur binnen 3 minuten wordt gegoten.

10. Werkwijze volgens êên der conclusies 6-9, met het kenmerk, dat een gietstaalsmelt wordt toe- 15 gepast met een samenstelling van 0,15 tot 0,50 % C 0,30 tot 0,80 % Si 0,50 tot 2,00 % Mn 20. tot 1,00 % Mo 0 tot 2,50 % Cr O tot 0,1 % Al waarbij de rest uit ijzer en onvermijdelijke verontreinigingen bestaat. 25

11. Werkwijze volgens êên der conclusies 6-10, met het kenmerk, dat de gehalten aan koolstof, mangaan en silicium van de aan te brengen lichamen onder het C-, Mn- en Si-gehalte van de smelt voor het gietlichaam liggen.

12. Werkwijze volgens één der conclusies 6-11, 30 met het kenmerk, dat voor de aan te brengen lichamen de gehalten aan koolstof niet meer dan 0,2 %, respectievelijk aan mangaan en silicium niet meer dan 0,5 % van de samenstelling van de staalsmelt, respectievelijk de gietstaalsmelt verschillen. 35

13. Gietstaalsmelt met samenstelling volgens conclusie 10, toegepast voor het vervaardigen van een koelelement volgens ëên der conclusies 1-5 met hierin aangebrachte lichamen met een samenstelling volgens conclusie 11 of 12. 7. o S1 3 5