NL8902381A

NL8902381A - Schachtoven.

Info

Publication number: NL8902381A
Application number: NL8902381A
Authority: NL
Original assignee: Hoogovens Groep Bv
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1991-04-16
Also published as: ES2047245T3; CA2025409A1; DE69005403D1; CA2025409C; US5020992A; ATE98998T1; EP0420316A1; DE69005403T2; ZA907434B; EP0420316B1

Description

SCHACHTOVEN

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Ronald Nicolaas MOLENAAR te HEEMSKERK Joseph Adrianus Maria VAN DER HOEFF te LIMMEN

De uitvinding heeft betrekking op een schachtoven omvattende een stalen buitenmantel en een vuurvaste bekleding welke binnen en tegen de stalen buitenmantel is aangebracht, en ten minste een tapgatconstructie welke ten minste is opgebouwd uit een stalen kapel die op de buitenmantel is aangebracht, binnen welke kapel een blijfvoering is aangebracht, binnen en tegen welke blijfvoering in afgedichte toestand van het tapgat een vuurvaste afdichtmassa is aangebracht, welke blijfvoering en afdichtmassa direct aanliggen tegen de vuurvaste bekleding. Voor de genoemde afdichtmassa kunnen vuurvaste stenen of een vuurvaste stampmassa worden toegepast ter afdichting van het tapgat.

Een schachtoven als hierboven bedoeld is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8301862 van aanvraagster.

Een probleem van de bekende schachtoven is dat deze gevoelig is voor gaslekkage, met name koolmonoxyde-gas, vanuit de oven ter plaatse van het tapgat. Teneinde deze gaslekkage tegen te gaan is de vuurvaste bekleding van de oven in de omgeving van het tapgat voorzien van een dubbele kooiconstructie met koperen platen. De afdichting welke met deze bekende techniek te bereiken is, is echter niet zodanig dat gaslekkage volledig voorkomen wordt. In sommige gevallen kan de gaslekkage nog zo groot zijn dat het uit het dichte tapgat ontwijkende gas direct na ontsnappen uit de oven ontbrandt. Dit is een onveilige en dus ongewenste situatie. Maar ook als het ontwijkende gas niet verbrandt, is er sprake van een onveilige situatie aangezien het ontwijkende gas rijk is aan koolmonoxyde waardoor werken in de omgeving van het tapgat door vergiftigingsgevaar onmogelijk is of slechts onder bezwarende omstandigheden (gasmaskers) kan geschieden. Bovendien is er nog een ander bezwaar. Het ontwijkende CO-gas tast de binder van de stamp-massa aan waardoor de levensduur van de afdichting van het tapgat beperkt is.

Met de uitvinding wordt nu beoogd deze problemen te verhelpen respectievelijk te verminderen. Daartoe wordt de schachtoven volgens de uitvinding erdoor gekenmerkt dat de tapgatconstructie is voorzien van een metalen afsluitplaat welke is aangebracht tegen de vuurvaste bekleding, welke afsluitplaat is voorzien van een opening voor passage van vloeibaar ruwijzer, en welke afsluitplaat gas-afdichtend gekoppeld is met de kapel, en dat middelen zijn voorzien voor afvoer van warmte van de afsluitplaat.

De oven volgens de uitvinding heeft voorts het voordeel dat de in de bekende techniek benodigde dubbele kooiconstructie overbodig is geworden. De constructie van het tapgat is daarmee zeer vereenvoudigd en goedkoper.

In een bepaald aspect van de uitvinding is de schachtoven erdoor gekenmerkt dat de tapgatconstructie verder is voorzien van een metalen afsluitbus welke gasafdichtend gekoppeld is met de afsluitplaat, daarbij de opening in de afsluitplaat omsluitend, en dat de blijfvoering en afdichtmassa zijn aangebracht aan de binnenzijde van de afsluitbus, en dat de middelen voor afvoer van warmte tevens voorzien in de afvoer van warmte van de afsluitbus. Dit heeft het voordeel dat de tapgatconstructie degelijker en robuuster is waardoor minder onderhoud aan het tapgat nodig is. Voorts is de kans op gaslekkage verder teruggebracht doordat de opening voor passage van vloeibaar ruwijzer beter gedefinieerd is en dientengevolge het oppervlak, over welke gaslekkage kan optreden nog verder is verkleind.

Het is een vereiste bij de schachtoven volgens de uitvinding deze te voorzien van middelen voor afvoer van warmte van de afsluitplaat en in voorkomend geval de afsluitbus. Dit om te voorkomen dat deze kromtrekken waardoor de gasafdichtende werking verloren gaat. Voorts is de koeling wenselijk om uitzetting van het nabij gelegen vuurvaste materiaal zoveel mogelijk tegen te gaan, hetgeen de levensduur daarvan bevordert. Als koelmiddel is te denken aan een waterfilm welke gedurig onderhouden wordt aan de buitenzijde van de afsluitplaat en de afsluitbus.

Het heeft echter de voorkeur dat de middelen voor afvoer van warmte vuurvaste stenen zijn met een warmtegeleidingscoëfficiënt groter dan circa 25 Kcal/m°C.h, welke stenen op de buitenzijde van de afsluitplaat en afsluitbus zijn aangebracht en in direct contact staan met de kapel. Heel goed kan daarvoor gebruik gemaakt worden van grafietstenen.

Een verdere verbetering van de gasafdichting van de schacht-oven volgens de uitvinding wordt verkregen indien op de afsluitplaat aan de naar de vuurvaste bekleding gekeerde zijde ten minste een labyrintring is bevestigd, welke de opening voor passage van ruwijzer althans ten dele omringt. Het gas moet door toepassing van labyrintringen een langere weg afleggen. De weerstand tegen gaslekkage is daardoor vergroot.

Een eenvoudige en doeltreffende manier om een dergelijke labyrintring aan te brengen is die waarbij de afsluitbus verlengd is uitgevoerd zodanig dat één labyrintring gevormd wordt door een deel van de afsluitbus. Deze ring is dan tevens de labyrintring met de kleinst mogelijke diameter.

Het is voorts wenselijk dat de afsluitplaat is voorzien van ten minste een perssok voor het inpersen van vuurvast materiaal aan de naar de vuurvaste bekleding gerichte zijde van de afsluitplaat. Daarmee is een optimale thermische koppeling van de afsluitplaat met de vuurvaste bekleding te realiseren.

De metalen afsluitplaat kan bijvoorbeeld van staal zijn. Dit stelt hoge eisen aan de kwaliteit van de koeling teneinde temperatuurverschillen over de afsluitplaat zoveel mogelijk te egaliseren zodat uitzettingsverschillen, ook van het aanliggende vuurvaste materiaal, worden voorkomen. De goede koeling voorkomt dan tevens het gaan kromstaan van de afsluitplaat. De beste resultaten worden echter verkregen door voor de afsluitplaat een in hoofdzaak koperen plaat toe te passen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de afsluitplaat voorzien van een rondliggende stalen ring welke aan de afsluitplaat gas-afdichtend is bevestigd. Dit heeft het voordeel dat de moeilijke verbinding tussen staal en koper voor aanbrengen van de afsluitplaat in de schachtoven elders geoptimaliseerd kan worden, en dat montage in de oven door middel van een eenvoudige staal-staal-lasverbinding geëffectueerd kan worden.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening is fig. 1 een detail van een doorsnede van de schachtoven volgens de bekende stand van de techniek, in zijaanzicht, fig. 2 een detail van een doorsnede van de schachtoven volgens de bekende stand van de techniek, in bovenaanzicht volgens de lijn A-A in fig. 1, fig. 3 een detail van een doorsnede van de schachtoven volgens de bekende stand van de techniek, in vooraanzicht volgens de lijn B-B in fig. 1, fig. 4 een detail van een doorsnede van de schachtoven volgens de uitvinding, in zijaanzicht en fig. 5 een detail van een doorsnede van de schachtoven volgens de uitvinding, in bovenaanzicht volgens de lijn A-A in fig. 4.

In fig. 1, 2 en 3 is de schachtoven volgens de bekende stand van de techniek in detail en in doorsnede weergegeven. In alle figuren worden dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

Binnen een stalen buitenmantel 1 bevindt zich de vuurvaste bekleding 2 van de schachtoven. Op de stalen buitenmantel 1 is een stalen kapel 3 aangebracht als onderdeel van de tapgatconstruc-tie 4. Volgens de bekende stand van de techniek is binnen en tegen de kapel 3 een blijfvoering 5 en een vuurvaste stampmassa 6 aangebracht, de laatste voor afdichting van het tapgat (zie fig. 1, 2 en 3). De blijfvoering 5 en de stampmassa 6 staan in direct contact met de vuurvaste bekleding 2 in de schachtoven. Voorts is met grotere afmetingen dan van de kapel 3 in de vuurvaste bekleding 2 een dubbele kooiconstructie 7 voorzien ter voorkoming van gaslekkage van de constructie van het tapgat 4.

Volgens de uitvinding kan het tapgat 4 nu zonder deze dubbele kooiconstructie uitgevoerd worden (zie fig. 4 en 5). Gasafdichting wordt verkregen door toepassing van een afsluitplaat 8 waarop al dan niet een afsluitbus 9 is gemonteerd. Binnen de afsluitbus 9 bevindt zich thans de blijfvoering 5 en de vuurvaste stampmassa 6 welke weer direct aanliggen tegen de vuurvaste bekleding 2. In plaats van de vuurvaste stampmassa kunnen ook vuurvaste stenen ter afdichting van het tapgat worden toegepast, zonder dat het wezen van de uitvinding daardoor wordt aangetast.

De afsluitplaat 8 ligt tevens direct aan tegen de vuurvaste bekleding 2 en is voorzien van een opening voor passage van vloeibaar ruwijzer uit de schachtoven, op welke opening de afsluitbus 9 aansluit. De afsluitbus 9 kan enigszins verlengd zijn uitgevoerd, zodanig dat het voorbij de afsluitplaat 8 stekende deel 12 een labyrintring met de kleinst mogelijke diameter vormt. De afsluitplaat 8 kan voorts nog voorzien zijn van (overigens niet getekende) labyrintringen met een grotere diameter ter verdere vergroting van de ontsnappingweg voor gas.

Tussen en naast de toegepaste labyrintringen kunnen een of meer perssokken zijn aangebracht voor het inpersen van vuurvast materiaal aan de zijde van de afsluitplaat 8 welke naar de vuurvaste bekleding 2 is gekeerd. Zodoende kan een optimale thermische koppeling van de afsluitplaat 8 met de vuurvaste bekleding 2 gerealiseerd worden.

In fig. 4 is slechts één zo een perssok 15 afgebeeld. Na inpersen van het vuurvaste materiaal via dergelijke perssokken, worden deze bijvoorbeeld met een vlakke inbusmoer afgesloten. Afsluitbus 9 en afsluitplaat 8 kunnen worden gekoeld door toepassing van vuurvaste stenen 10 welke direct zijn aangebracht op de buitenzijde van de afsluitbus 9 en van de afsluitplaat 8. Deze stenen hebben een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt (groter dan 25 Kcal/m°C.h) en vormen een thermische brug naar de stalen kapel 3. De vuurvaste stenen 10 zijn bij voorkeur van grafiet en bieden een optimale temperatuuregalisatie voor afsluitbus 9 en afsluitplaat 8. Afsluitbus 9 en afsluitplaat 8 zijn bij voorkeur in koper uitgevoerd. Afsluitplaat 8 kan in de koperen uitvoeringsvorm voorzien zijn van een stalen ring 11 teneinde de bevestiging aan de stalen kapel 3 te vereenvoudigen.

Claims

1. Schachtoven omvattende een stalen buitenmantel en een vuurvaste bekleding welke binnen en tegen de stalen buitenmantel is aangebracht, en ten minste een tapgatconstructie welke ten minste is opgebouwd uit een stalen kapel die op de buitenmantel is aangebracht, binnen welke kapel een blijfvoering is aangebracht, binnen en tegen welke blijfvoering in afgedichte toestand van het tapgat een vuurvaste afdichtmassa, bijvoorbeeld een stampmassa of stenen, is aangebracht, welke blijfvoering en afdichtmassa direct aanliggen tegen de vuurvaste bekleding, met het kenmerk, dat de tapgatconstructie is voorzien van een metalen afsluitplaat welke is aangebracht tegen de vuurvaste bekleding, welke afsluitplaat is voorzien van een opening voor passage van vloeibaar ruwijzer, en welke afsluitplaat gas-afdichtend gekoppeld is met de kapel, en dat middelen zijn voorzien voor afvoer van warmte van de afsluitplaat.

2. Schachtoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tapgatconstructie verder is voorzien van een metalen afsluitbus welke gasafdichtend gekoppeld is met de afsluitplaat, daarbij de opening in de afsluitplaat omsluitend, en dat de blijfvoering en afdichtmassa zijn aangebracht aan de binnenzijde van de afsluitbus, en dat de middelen voor afvoer van warmte tevens voorzien in de afvoer van warmte van de afsluitbus.

3. Schachtoven volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen voor afvoer van warmte vuurvaste stenen zijn met een warmtegeleidingscoëfficiënt groter dan circa 25 Kcal/m°C.h, welke stenen op de buitenzijde van de afsluitplaat en afsluitbus zijn aangebracht en in direct contact staan met de kapel.

4. Schachtoven volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vuurvaste stenen grafietstenen zijn.

5. Schachtoven volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat op de afsluitplaat aan de naar de vuurvaste bekleding gekeerde zijde ten minste een labyrintring is bevestigd, welke de opening voor passage van ruwijzer althans ten dele omringt.

6. Schachtoven volgens conclusies 2 en 5, met het kenmerk, dat de afsluitbus verlengd is uitgevoerd zodanig dat één labyrintring gevormd wordt door een deel van de afsluitbus.

7. Schachtoven volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de afsluitplaat is voorzien van ten minste een perssok voor het inpersen van vuurvast materiaal aan de naar de vuurvaste bekleding gerichte zijde van de afsluitplaat.

8. Schachtoven volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat althans de afsluitplaat in hoofdzaak een koperen plaat is.

9. Schachtoven volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de afsluitplaat is voorzien van een rondliggende stalen ring welke aan de afsluitplaat gasafdichtend is bevestigd.