PL78928B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: USS Engineers and Consultants, Pittsburgh (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób laczenia wkladki ceramicznej z metalowa rura Przedmiotem wynalazku jest sposób laczenia ceramicznej wkladki o wysokiej gestosci i malej porowatosci, odpornej na scieranie — z rura metalowa, taka jak dysza powietrzna lub lanca tlenowa.W technologicznych procesach stalowniczych, stosujacych dolny nadmuch tlenu uzywane sa czesto podwójne dysze koncentryczne w odejmowanym dnie, które instaluje sie w piecu przed uruchomieniem nagrzewu. Zewnetrzna i wewnetrzna rura dyszy sa zazwyczaj wykonane ze stali nierdzewnej, lecz moga byc wykonywane z calego szeregu innych materialów takich jak zwykla stal weglowa, specjalne stale stopowe lub nawet miedz. Tlen jest wtlaczany do pieca stalowniczego przez srodkowa rure dyszy, zas gaz plaszczowy, którym moze byc gaz obojetny taki jak argon lub azot albo gaz weglowodorowy taki jak propan, butan lub gaz ziemny. Gdy wapno lub inny topnik winien byc wdmuchiwany wraz z tlenem, czy to w procesie z nadmuchem dennym czy górnym, pozadane jest zaopatrzenie rury srodkowej we wkladke ceramiczna, celem zapobiezenia erozji. Takie czasteczki topnika sa pociagane przez strumien tlenu i sa wdmuchiwane albo do kapieli roztopionego metalu przez dysze w konwertorach o nadmuchu dennym albo na powierzchnie kapieli — przez lance tlenowa w konwertorach o nadmuchu górnym. Termin „dysza" jest uzywany w niniejszym opisie w znaczeniu „dysza lub lanca". Te czasteczki topnika moga wczesnie wywolac erozje dyszy. Dlatego tez jest pozadane zaopatrzenie wnetrza dyszy w ceramiczna wkladke o malej porowatosci, wysokiej gestosci i odpornej na scieranie.Dotychczas, w dnach uformowanych odpowiednio do procesów stalowniczych z nadmuchem dennym, instaluje sie rure korundowa w rurze metalowej dyszy i przytwierdza sie przy uzyciu koloidalnego kleju krzemionkowego. Zastosowanie tego kleju wymagalo poddawania krzemionki koloidalnej cisnieniu. Ponadto klej musial byc calkowicie wysuszony przed uzyciem dyszy. Jesli klej nie byl dokladnie wysuszony, to bedac substancja plynna mógl wyplywac z przestrzeni pomiedzy wkladka ceramiczna i rura metalowa i uwalniac wkladke, która przy rozpoczeciu wtlaczania tlenu mogla zostac wdmuchnieta do pieca.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu laczenia wkladek ceramicznych w rurach metalowych pozwalajacego na unikniecie tych ujemnych zjawisk, które towarzyszyly poprzednim metodom.Zagadnienie techniczne polegalo na laczeniu wkladek ceramicznych w dyszach po zainstalowaniu dysz w dnie pieca, a równiez — po zamontowaniu dna w samym piecu i to przy wzglednie wysokiej temperaturze.Nalezalo rozwiazac zagadnienie laczenia wkladek ceramicznych w dyszach, które nie wymaga suszenia2 78 928 cementowej kompozycji przed wlaczeniem dyszy do ruchu, aby dysza mogla byc uzyta natychmiast po przyklejeniu wkladki. Ponadto nalezalo opracowac sposób laczenia wkladek ceramicznych w dyszach, nie wymagajacy zadnego specjalnego wyposazenia, ani dla przygotowania cementu ani tez do jego suszenia po zakonczeniu operacji klejenia.Cel zostal osiagniety w sposobie laczenia wkladki ceramicznej z rura metalowa wedlug wynalazku, który nie wykazuje wymienionych niedogodnosci znanych dotychczas rozwiazan.Istota rozwiazania wynalazku polega na tym, ze stosuje sie cement ogniotrwaly, który naklada sie na jedna z powierzchni przeznaczonych do polaczenia. Wagowy sklad tego cementu stanowi mieszanina okolo 1 do 10% rozpuszczalnego w wodzie krzemianu metalu alkalicznego przy zawartosci tlenku metalu alkalicznego ok. 19 do 51% zawartosci krzemionki 24 do 80% oraz wyrównawczej ilosci wody krystalicznej i zanieszczyszczen przypadkowych z ok. 90 do 99% korundowo-krzemionkowej przy granulacji czastek odpowiadajacych 20 oczkom sita kontrolnego, przy czym kompozycja ta jest wyselekcjonowana z grupy skladajacej sie z gliny kalcynowej, gliny surowej, cyjamitu, mulitu, boksytu, korundu oraz ich mieszanin i uzupelniona jest dostateczna tlosela-wod^uils uzyskania konsystencji dajacej sie nakladac przy uzyciu kielni. Nastepnie wkladka ceramiczna zostafe -Wlozona da rury metalowej, przy czym zostaje osiagniety absolutny kontakt powierzchni laczonych z cementem zas calosc jest zdatna do natychmiastowego wlaczenia do ruchu.- Zakres stosowania wynalazku zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia w przekroju wzdluznym podwójna dysze koncentryczna, fig. 2 dwururowa, koncentryczna dysze posiadajaca w rurze srodkowej wkladke ceramiczna w przekroju linii II—II oznaczonej na fig. 1.Dwururowa, koncentryczna dysza zawierajaca rure zewnetrzna 10 ze stali nierdzewnej, posiada zlaczki 12 spelniajace role kolków dystansowych, oraz rure wewnetrzna 13 ze stali nierdzewnej. Rura wewnetrzna wyposazona jest we wkladke ceramiczna 14 o malej porowatosci, wykonana z ceramicznego materialu odpornego na scieranie, takiego jak korund lub mu lit. Materialy te maja bardzo mala porowatosc, zblizona do zera. Tawkladka jest przytwierdzona do rury 12 za pomoca warstwy cementu 16.Optymalny zakres zawartosci krzemianu metalu alkalicznego wynosi 3 do 6%, przy reszcie wypelnionej przez kompozycje ogniotrwala. Najlepszym krzemianem metalu alkalicznego jest krzemian sodu, aczkolwiek moze byc uzyty równiez krzemian litu lub krzemian potasu. W przypadku krzemianu sodu wagowa zawartosc tlenku sodu moze byc zawarta w granicach J9 do 51% a zawartosc krzemionki okolo 24 do 80% — reszta przypada na wode krystalizacyjna oraz zanieczyszczenia przypadkowe. Sklad optymalny obejmuje 22 do 32% tlenku sodu i 50 do 60% krzemionki, a dokladnie 27% tlenku sodu i 55% krzemionki. Krzemian sodowy jest rozpuszczalny w wodzie i moze byc albo w prószLu albo w plynie tzn. w postaci szkla wodnego. Krzemian sodu jest mieszany z ogniotrwala kompozycja korundowo-krzemiankowa, taka jak glina kalcynowa, glina surowa, dysten, mulit, boksyt, korund oraz ich mieszaniny. Kompozycja powinna miec wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej równy w przyblizeniu odpowiedniemu wspólczynnikowi materialu wkladki ceramicznej. Granulacja czasteczek kompozycji ogniotrwalej winna odpowiadac situ 20 oczek, a optymalnie — 100 oczek. Z kolei, do kompozycji ogniotrwalego cementu opartego na krzemianie sodu, dodaje sie odpowiednia ilosc wody dla uzyskania konsystencji zaprawy zdatnej do nakladania kielnia.Wkladka ceramiczna 14 jest zainstalowana w rurze 12 za pomoca przygotowanego cementu, który zostaje nalozony na jedna z dwóch powierzchni, które z kolei moga byc polaczone, to znaczy na zewnetrzna powierzchnie wkladki ceramicznej lub na wewnetrzna powierzchnie rury metalowej. Nastepnie wkladka ceramiczna zostaje wlozona do rury w ten sposób, by zapewnic absolutny kontakt cementu z obiema laczonymi powierzchniami. Wkladanie z zastosowaniem ruchu obrotowego ulatwia osiaganie takiego pelnego kontaktu.Konsystencja cementu winna byc taka, by on nie ulegal zjawisku plyniecia; dysza moze byc natychmiast uzyta po zainstalowaniu w piecu; wkladka moze byc wmontowana w dysze, nawet gdy dysza zostala juz umieszczona w piecu i moze równiez byc natychmiast uzyta do ruchu, nawet przy wysokich temperaturach. Jednakze, o ile istnieje potrzeba natychmiastowego uzycia, mozna ja najpierw, odpowiednio do okolicznosci — wysuszyc.Jedna z istotnych zalet wynalazku jest to, ze zewnetrzna srednica wkladki ceramicznej nie musi byc utrzymywana w jakichs scislych tolerancjach. Warstwa cementu moze byc nawet tej grubosci, co grubosc wkladki ceramicznej, a nawet od niej grubsza. Z powyzszego wynika jasno, ze stosowanie wynalazku pozwala na laczenie wkladek ceramicznych w dyszach zarówno przed jak i po wprowadzeniu tych dysz do pieca. Metoda ta nie wymaga ani specjalnego wyposazenia do przygotowania cementu ani urzadzenia do suszenia cementu, a jednoczesnie zapewnia uzyskiwania dysz wylozonych wkladkami ceramicznymi, Które mozna uzywac w piecu natychmiast po wlozeniu, bez potrzeby suszenia cementu. PL PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób laczenia wkladki ceramicznej z rura metalowa, znamienny tym, ze stosuje sie cement ogniotrwaly, który naklada sie na jedna z powierzchni przeznaczonych do polaczenia, przy czym wagowy sklad78 928 3 tego cementu stanowi mieszanina 1 do 10% rozpuszczalnego w wodzie krzemianu metalu alkalicznego przy zawartosci tlenku metalu alkalicznego 19 do 51%, zawartosci krzemionki 24 do 80% oraz wyrównawczej ilosci wody krystalicznej i zanieczyszczen przypadkowych z 90 do 99% ogniotrwalej kompozycji korundowo-krze- miankowej, przy granulacji czastek odpowiadajacej 20 oczkom sita kontrolnego,przy czym kompozycja ta jest wyselekcjonowana z grupy skladajacej sie z gliny kalcynowanej, gliny surowej, cyjanitu, mulitu, boksytu, korundu oraz ich mieszanin i uzupelniana jest dostateczna iloscia wody dla uzyskania konsystencji dajacej sie nakladac przy uzyciu kielni, nastepnie wkladka ceramiczna zostaje wlozona do rury metalowej, przy czym zostaje osiagniety aboslutny kontakt powierzchni laczonych z cementem zas calosc jest zdatna do natychmiasto¬ wego wlaczenia do ruchu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako metal alkaliczny stosuje sie sód.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine krzemianu sodu, gdzie zawartosc tlenku sodu wynosi 22 do 32% zas zawartosc krzemionki od 50 do 60%.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie od 3 do 6% mieszaniny krzemianu sodu i miesza ja z kompozycja ogniotrwala dla utworzenia przedmiotowego cementu.

5. Sposób laczenia wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie granulacje czastek przedmiotowej kompozycji ogniotrwalej, odpowiadajaca 100 oczkom sita kontrolnego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wkladke ceramiczna wklada sie do rury metalowej z zastosowaniem ruchem obrotowym.78 928 FIG. /. UTT. MSTO N £4 /£ f 16 N H H KI H H N N KI 'li H N KJ k K rl H H H H H r rl ri ri ri Jd rl ri rl n W W u ./o I VJ 7£ /76 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL PL