NL8702891A - Werkwijze voor de reparatie van de vuurvaste bekleding van de wand van een schachtoven, en schachtoven gerepareerd volgens deze werkwijze. - Google Patents

Description

_~11__- HO 664 NL

A

ί i ! WERKWIJZE VOOR DE REPARATIE VAN DE VUURVASTE BEKLEDING VAN DE WAND VAN EEN SCHACHTOVEN, EN SCHACHTOVEN GEREPAREERD VOLGENS DEZE WERK-

: WIJZE

i

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd: i

Joseph Adrianus Maria VAN DER HOEFF te Limmen

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de reparatie van de vuurvaste bekleding van de wand van een schacht-oven, van het type met een stalen mantel waardoorheen vloeistof-doorstroomde koelplaten volgens een, verticaal en rondgaand, regel-5 matig steekpatroon, reiken.

In het bijzonder zal de nieuwe werkwijze in het navolgende worden toegelicht aan de hand van een toepassing op een hoogoven voor de bereiding van ruwijzer, doch de uitvinding is op overeenkomstige wijze toepasbaar op andere schachtovens van het bekend-10 gestelde type.

Een gebruikelijke constructie van een hoogoven is van het beschreven type waarbij de levensduur van de vuurvaste wandbekleding wordt verlengd door deze bekleding te koelen met behulp van waterdoorstroomde koelplaten. Deze koelplaten hebben als regel 15 een platte vorm waardoor ze behalve een koelende functie ook een functie hebben voor het verankeren van het metselwerk.

Tijdens een meerjarige campagne van een hoogoven is de bekleding aan voortdurende corrosie en erosie onderhevig waardoor de bescherming van de mantel door deze bekleding voortdurend minder 20 wordt. Aan het eind van een campagne kan de restbekleding een zeer grillig verloop hebben en plaatselijk zelfs vrijwel geheel zijn verdwenen. De oven wordt dan uit bedrijf genomen en van een nieuwe bekleding voorzien.

De meest ingrijpende reparatie bestaat daarin dat de gehele 25 restbekleding wordt weggenomen en dat een originele nieuwe bekleding wordt aangebracht. Deze methode heeft diverse bezwaren.

.8702891 S, " · r‘

- 2 - HO 664 NL

\ *

Daar de vuurvaste bekleding veelal uit kostbare materialen is vervaardigd, op diverse plaatsen bijvoorbeeld uit grafiet, half-grafiet of siliciumcarbide, betekent het wegslopen van de rest-bekleding een aanzienlijk kapitaalverlies. Een nieuwe bekleding 5 vergt verder veel tijd om aan te brengen, terwijl hij bovendien geheel uit pasformaten van stenen en blokken moet worden opgebouwd. Deze pasformaten kunnen deels pas worden vervaardigd nadat, na afkoeling van de oven de juiste maten van de oven na een jarenlange campagne kunnen worden opgemeten. Het zal duidelijk zijn dat het 10 aanbrengen van een geheel nieuwe bekleding niet enkel kostbaar is maar bovendien gepaard gaat met veel tijdverlies en dus met een aanzienlijk produktieverlies van de oven.

Voorstellen zijn bekend om tot tussentijdse reparaties van ovens te komen door het spuiten of stampen van massa's ter plaatse 15 van de meest gesleten plekken in de bekleding, doch gebleken is daarbij dat dergelijke reparaties slechts een beperkte duurzaamheid hebben, en dat na verloop van tijd toch een meer ingrijpende reparatie nodig is.

De uitvinding heeft ten doel een reparatiewerkwijze te ver-20 schaffen waarbij een belangrijk deel van de restbekleding behouden blijft en waarbij een zeer duurzame bekleding wordt verkregen welke in zeer korte tijd kan worden aangebracht. Aanvraagster's ervaringen wijzen erop dat een volgens deze nieuwe werkwijze uitgevoerde reparatie van een vergelijkbare duurzaamheid is als een 25 geheel nieuwe bekleding.

De uitvinding bestaat nu daarin dat op een onderste laag koel-platen, vanaf waar de reparatie naar boven toe wordt uitgevoerd, allereerst een vuurvaste beton wordt aangebracht, welke betonlaag aan de bovenzijde wordt gevlakt, dat daarop een zelfdragend metsel-30 werk wordt opgetrokken met zelfdragende nissen, waarin de koel-platen met ruimte reiken, welk metselwerk bestaat uit vuurvaste blokken waarvan de afmetingen dwars op de mantel in afhankelijkheid is gekozen van de slijtage van de bekleding ter plaatse, dat vervolgens de ruimte tussen het nieuwe metselwerk en de oude bekleding 35 met beton wordt volgegoten, waarna tenslotte de ruimte tussen de koelplaten en de nissen wordt gevuld met een de warmte goed geleidende stampmassa. Daar het metselwerk zelfdragend is, evenals de nissen voor de koelplaten, wordt zodoende een zeer stabiele bekleding verkregen. Deze bekleding hangt of kleeft niet aan de .8702891 *

- 3 - HO 664 NL

restbekleding en/of aan de koelplaten, doch wordt hiermee wel verankerd door middel van de stampmassa. Een goede verbinding en een goed thermisch contact met de restbekleding wordt verder verkregen door het ingieten van beton tussen de blokken en de restbekleding* 5 Naarmate de blokken met hun afmetingen beter zijn aangepast aan de restbekleding kan de hoeveelheid beton en de laagdikte daarvan geringer blijven, hetgeen het thermisch contact tussen oude en nieuwe bekledingsdelen ook bevordert. Het ingieten van een onderste krans koelplaten in een vuurvaste beton, welke betonlaag vervolgens 10 aan de bovenzijde wordt gevlakt, is nodig om een goed vlak fundament te verkrijgen waarop verder de zelfdragende constructie wordt opgetrokken. Door deze betonlaag verder als een aansluitende ring in de wand aan te brengen wordt het eigen gewicht van het opgetrokken metselwerk over de omtrek verdeeld, en worden de zo inge-15 goten koelplaten hierdoor niet zwaar belast. Teneinde een goede zelfdragende constructie te verkrijgen verdient het aanbeveling om de vuurvaste blokken welke tussen opeenvolgende horizontale kransen koelplaten worden geplaatst in omgaande richting van de wand een afmeting te geven welke omstreeks overeenkomt met de halve steek 20 waarop de koelplaten binnen een krans zijn aangebracht. Hiermee worden de nissen voor de koelplaten eenvoudig zelfdragend overkoepeld. Verder dienen daarbij de blokken tussen de koelplaten uit eenzelfde krans een afmeting in omgaande richting te hebben van omstreeks, doch iets minder dan de open ruimte tussen deze koel-25 platen. Naarmate deze blokken de open ruimte beter opvullen is minder stampmassa benodigd. Een te nauwe aanpassing echter kan achteraf het stampen van massa belemmeren.

Bij moderne ovens zal de breedte van de koelplaten veelal omstreeks overeenkomen met de breedte van de tussenruimtes tussen 30 de koelplaten. Indien de werkwijze op een dergelijke oven wordt toegepast is het mogelijk en verdient het aanbeveling om de blokken in de hoogte respectievelijk in de breedte (in omgaande richting) uniforme afmetingen te geven. Hierdoor is het eenvoudig om een beperkt assortiment blokken voor een reparatie reeds op voorraad te 35 maken, waardoor de reparatie zeer snel kan verlopen. Het zal duidelijk zijn dat de lengte van de blokken (dus in radiale richting van de oven gemeten) afhankelijk is van de mate van slijtage van de bekleding. Niettemin is het toch mogelijk met een beperkt aantal . 87 02.89 1 **

- 4 - HO 664 NL

4 van deze lengtes een redelijk goed op de restbekleding aanpassend metselwerk op te bouwen.

Het aanhouden van uniforme breedte-afmetingen voor de blokken levert de minste problemen op bij een cilindrische ovenwand. Grote 5 wanddelen van hoogovens verlopen echter enigszins conisch. In dat geval zal een uniforme breedte moeilijk zijn aan te houden, omdat daarmee de blokken niet op iedere hoogte ringvullend in een laag kunnen worden aangebracht. Niettemin is gebleken dat dit niet de noodzaak hoeft mee te brengen om bij een conisch wanddeel voor 10 iedere laag een aangepaste blokbreedte te vervaardigen. Volgens de uitvinding is het daarbij voldoende om twee uitgangsformaten aan te houden welke door combinatie per horizontale laag van de blokken ringvullend in de wand geplaatst kunnen worden. Uiteraard dient dit combineren zo te geschieden dat telkens een goede overbrugging van 15 nissen wordt verkregen binnen een zelfdragend metselwerk.

Indien het uitgangsvlak waarop het metselwerk wordt opgetrokken goed vlak is en indien verder de blokken van een goede uniforme hoogte-afmeting zijn welke in een eenvoudige relatie staat met de verticale steek van de koelplaten, moet in principe het metselwerk 20 over onbepaalde hoogte kunnen worden opgetrokken. In de praktijk blijkt echter dat onnauwkeurigheden in het aanhouden van de hoogtemaat kunnen optreden, bijvoorbeeld als gevolg van een vervorming tijdens bedrijf van de mantel of een verbuiging van de aanwezige koelplaten. Teneinde toch een goede relatieve plaatsing te krijgen 25 van de nissen in het metselwerk en van de koelplaten kan het nodig blijken hoogtecorrecties aan te brengen, bijvoorbeeld door dunnere of dikkere blokken in te passen. Teneinde echter verschillen in maatvoering zoveel mogelijk te beperken worden na het leggen van een aantal lagen blokken de ruimtes tussen de koelplaten uit een-30 zelfde krans opgevuld met paarsgewijs samenwerkende, op elkaar liggende en in tegengestelde richting wigvormig verlopende blokken. Deze wigvormige blokken kunnen vaste afmetingen hebben, doch door het onderling verschuiven van twee tot eenzelfde paar behorende blokken wordt de gezamenlijke hoogte aangepast.

35 De uitvinding laat zich speciaal goed toepassen indien men kan beschikken over grote blokken met de beschreven afmetingen en met een goede maatnauwkeurigheid. Gebleken is dat hiertoe de voorkeur uitgaat naar een materiaal hetwelk voor tenminste 50% uit grafiet bestaat. De beste resultaten worden overigens verkregen met blokken .8702891 ♦

- 5 - HO 664 NL

3f welke vrijwel geheel uit grafiet bestaan. De vervaardiging van grote blokken met een zeer nauwkeurige maatvoering uit grafiet is bekend.

Opdat de koelplaten de warmte uit het metselwerk goed kunnen 5 afvoeren is een goede warmtegeleiding door de stampmassa gewenst.

De gebruikte stampmassa dient daartoe een warmtegeleidingscoëf-ficiënt te bezitten van tenminste 15 ff/m.K en bij voorkeur van circa 20 W/m.K. Dergelijke massa's op basis van grafiet zijn bekend en zijn in de handel verkrijgbaar.

10 Bij het weer in gebruik nemen van een gerepareerde hoogoven blijkt in de beginfase de bekleding extra zwaar mechanisch en thermisch belast te worden. Teneinde het kostbare metselwerk gedurende die periode niet onnodig aan voortijdige slijtage onderhevig te doen zijn kan met nut dit metselwerk aan de vuurzijde worden 15 af gedekt door een schermlaag spuitbeton. Het aanbrengen van een spuitbeton is een op zich bekende werkwijze. Wel is daarbij gebleken dat een goede hechting van deze schermlaag wordt verkregen, waardoor hij langer ter plaatse aanwezig kan blijven, indien hij ondersteuning krijgt vanuit het metselwerk. Dit wordt volgens de 20 uitvinding verkregen indien enkele van de blokken verder in de oven reikend worden aangebracht, waardoor zij als anker voor de schermlaag optreden.

De uitvinding heeft niet slechts betrekking op een werkwijze voor de reparatie van een schachtoven, doch tevens op een schacht-25 oven van het type met een stalen mantel, een vuurvaste binnen-bekleding en vloeistofdoorstroomde koelplaten welke, volgens een regelmatig steekpatroon, door de mantel tot in de bekleding reiken.

In het bijzonder betreft de uitvinding daarbij een zodanige schachtoven waarbij de bekleding bestaat uit een restbekleding, 30 aangevuld met een reparatiebekleding welke is aangebracht volgens de hierboven beschreven werkwijze.

De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand van een tweetal figuren.

Fig. 1 geeft schematisch een dwarsdoorsnede door een deel van 35 een gerepareerde wand, terwijl fig. 2 een aanzicht tegen een paneel van een gerepareerde wand geeft.

In fig. 1 is met verwijzingscijfer 1 een stalen mantel van een hoogovenwand weergegeven waartegen nog een hoeveelheid rest- .8702881 4

- 6 - HO 664 NL

bekleding 2 aanwezig is. Duidelijk blijkt uit de begrenzing 3 van deze restbekleding 2 het grillige verloop van de dikte van deze restbekleding.

Koelplaten 4 zijn met een vaste steek langs de hoogte aan-5 gebracht. Deze koelplaten zijn schematisch aangegeven, doch zijn van het bekende waterdoorstroomde type.

In fig. 2 is aangegeven hoe de koelplaten niet slechts in verticale zin maar ook in rondgaande zin regelmatig over de wand zijn verdeeld.

10 £en onderste krans koelplaten 4a (fig. 1), van waaraf de reparatie naar boven wordt uitgevoerd, wordt eerst ingegoten in een vuurvaste beton, welke vervolgens volgens vlak A wordt afgevlakt. Vlak Δ dient verder voor het optrekken van een metselwerk uit blokken 5. Enkele van deze blokken 6 steken verder de oven in. De dikte 15 van de blokken is constant, terwijl zoals uit fig. 2 blijkt ook de breedte van blokken 5 constant is, waarbij telkens twee blokken een gezamenlijke breedte hebben overeenkomend met de steek waarop de koelplaten 4 in rondgaande richting zijn aangebracht. De lengte van blokken 5, dus in de richting dwars op mantel 1, is aangepast aan 20 het profiel 3 van de restbekleding, waarbij echter een beperkt aantal lengtematen is aangehouden. De breedte van de blokken 10, in horizontale richting tussen opeenvolgende koelplaten, is aangepast aan de aanwezige ruimte. In het aangegeven geval is de breedte van de koelplaten ongeveer gelijk aan de halve steek waarop ze staan, 25 waardoor blokken 10 ook ongeveer dezelfde afmeting kunnen hebben als de overige blokken 5. Indien wand 1 licht conisch verloopt, is gebleken dat twee breedtematen voldoende zijn voor het optrekken van het metselwerk. Eén uitgangsformaat is aangepast op de grootste diameter en de andere op de kleinste diameter. Door combinatie van 30 de twee uitgangsformaten is het dan mogelijk om op iedere plaats langs de hoogte de blokken ringvullend aan te brengen. Door de blokken grote breedte-afmetingen te geven is het mogelijk om de nissen waarin koelplaten 4 passen zelfdragend te overbruggen. De ruimte tussen koelplaten 4 en het metselwerk wordt verder vol-35 gestampt met een grafietmassa 8 waarvoor bijvoorbeeld een in de handel verkrijgbare zogenaamde HCB stampmassa kan worden gebruikt die door de firma Marshall in de handel wordt gebracht. Tussen de blokken 5 en het profielvlak 3 van de restbekleding is een vuurvaste beton 7 gegoten.

.8702891

- 7 - HO 664 NL

In fig. 2 tonen verwijzingscijfers II en 12 verder twee wigvormige blokken, waarmee het mogelijk is de hoogte van het metselwerk plaatselijk te corrigeren.

5 10 15 20 25 30 35 .8702891

Claims (10)

1. Werkwijze voor de reparatie van de vuurvaste bekleding van de wand van een schachtoven, van het type met een stalen mantel 5 waardoorheen vloeistofdoorstroomde koelplaten volgens een, verticaal en rondgaand, regelmatig steekpatroon, reiken, met het kenmerk, dat op een onderste laag koelplaten (4a), vanaf waar de reparatie naar boven toe wordt uitgevoerd, allereerst een vuurvaste beton wordt aangebracht, welke betonlaag aan de 10 bovenzijde wordt gevlakt (A), dat daarop een zelfdragend metselwerk wordt opgetrokken met zelfdragende nissen, waarin de koelplaten (4) met ruimte reiken, welk metselwerk bestaat uit vuurvaste blokken (5) waarvan de afmeting dwars op de mantel in afhankelijkheid is gekozen van de mate van slijtage 15 van de bekleding ter plaatse, dat vervolgens de ruimte tussen het nieuwe metselwerk en de oude bekleding (2) met beton (7) wordt volgegoten, waarna tenslotte de ruimte tussen de koelplaten en de nissen wordt gevuld met een de warmte goed geleidende stampmassa (8). 20

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat vuurvaste blokken (5) welke tussen opeenvolgende horizontale kransen koelplaten (4) worden geplaatst in omgaande richting van de wand (1) een afmeting hebben welke omstreeks overeenkomt met 25 de halve steek waarop koelplaten (4) binnen een krans zijn aangebracht, en dat de blokken (10) tussen koelplaten uit dezelfde krans een afmeting in omgaande richting hebben van omstreeks, doch minder dan de open ruimte tussen deze koelplaten (4). 30

3. Werkwijze volgens conclusie 2, toegepast op een oven waarbij de breedte van de koelplaten (4) omstreeks overeenkomt met de breedte van de tussenruimten, met het kenmerk, dat de blokken (5) in hoogte en breedte (in omgaande richting) uniforme 35 afmetingen hebben.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, toegepast op een conisch verlopend wanddeel van een oven, met het kenmerk, dat voor de blokken (5) tussen opeenvolgende horizontale kransen koel- . 67 0289 1 5

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het ken merk, dat, zo nodig voor hoogtecorrectie, na het leggen van een aantal lagen blokken de ruimtes tussen de koelplaten (4) uit eenzelfde krans worden opgevuld met paarsgewijs samenwerkende, op elkaar liggende en in tegengestelde richting wig-10 vormige blokken 11, 12).

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de blokken (5, 10, 11, 12) zijn vervaardigd uit een materiaal hetwelk voor tenminste 50% uit grafiet bestaat. 15

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de blokken geheel uit grafiet bestaan. , 8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het ken- 20 merk, dat een stampmassa (8) wordt gebruikt met een warmte- geleidingscoëfficiënt van tenminste 15 W/m.K, en bij voorkeur circa 20 W/m.K.

8. HO 664 NL

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een 25 grafiet bevattende stampmassa (8) wordt gebruikt.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het aangebrachte metselwerk aan de vuurzijde wordt afgedekt door een schermlaag (9) spuitbeton. 30

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat enkele blokken (6) verder in de oven reikend worden aangebracht ter ondersteuning van de schermlaag.

12. Schachtoven van het type met een stalen mantel, een vuurvaste binnenbekleding en vloeistofdoorstroomde koelplaten welke, volgens een regelmatig steekpatroon, door de mantel tot in de bekleding reiken, met het kenmerk, dat de bekleding bestaat uit een restbekleding (2), aangevuld met een reparatie- .8702831

9. HO 664 NL * platen twee uitgangsformaten worden aangehouden welke, door combinatie per horizontale laag van de blokken, ringvullend in de wand geplaatst kunnen worden.

10. HO 664 NL * bekleding welke is aangebracht volgens de werkwijze volgens ëén der conclusies 1 t/m 11. 5 15 20 25 30 35 . 87 02 8 9 1