WO2015149998A1 - Vessel for receiving a molten melt - Google Patents

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WO2015149998A1
WO2015149998A1 PCT/EP2015/053852 EP2015053852W WO2015149998A1 WO 2015149998 A1 WO2015149998 A1 WO 2015149998A1 EP 2015053852 W EP2015053852 W EP 2015053852W WO 2015149998 A1 WO2015149998 A1 WO 2015149998A1
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vessel
stones
stop
vessel according
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PCT/EP2015/053852
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Bernhard Handle
Bojan Zivanovic
Original Assignee
Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0023—Linings or walls comprising expansion joints or means to restrain expansion due to thermic flows
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/445—Lining or repairing the taphole
    • C21C2005/446—Dry linings

Definitions

  • the invention relates to a vessel for receiving a molten metal.
  • the invention includes all sizes and geometries of such vessels and regardless of the type of molten metal.
  • a vessel of the generic type for example, a ladle
  • the vessel has substantially a cup shape and corresponding to a bottom from which, in the axial direction of the vessel, away from the ground, a circumferentially endless wall extends.
  • the vessel has approximately a cylindrical shape, wherein in the functional position of the vessel, the upper end is open or can be covered with a lid.
  • the axial direction of such a pan is defined below as the z-direction.
  • the copper converter can be closed at both ends with a removable cover.
  • Terminology is defined as a lid as a bottom and a lid as the opening portion of this metallurgical vessel.
  • the wall of such vessels on the outside includes a
  • the lining can be monolithic or whole or
  • the stones are often laid in the stone composite, where next to each other
  • arranged stones complement each other to form a ring.
  • a slag layer is present on the molten metal bath which is particularly aggressive towards the adjacent refractory lining.
  • the thickness of the slag layer determines the so-called slag zone.
  • This area of the lining must be adequately stabilized so that when the vessel (the refractory lining) heats up and cools down in that area no stress cracks or joints between the stones form, which can lead to molten metal infiltration and thus to the destruction of the refractory material.
  • Ladle attempts to cover the top row of stones (the top stone ring) with a metal plate fixed to the outer metal shell of the vessel and projecting inwardly over the refractory lining.
  • the metal sheet thus serves as an "abutment", which is an extension of the refractory material in the axial direction of the vessel
  • the invention is accordingly based on the object to offer a way to more effectively compensate for thermal expansion in the refractory lining of a metallurgical melting vessel.
  • an area below and above the slag zone is to be optimized.
  • the stability of the lining should be improved. Maintenance work on the refractory lining is to be simplified.
  • the invention is based on the following idea:
  • the thermal expansion of the refractory lining of the vessel can not be avoided. It is given material / physical. Accordingly, other measures must be taken to compensate for the strain.
  • the invention is based on the idea, in the upper part of the refractory lining, ie adjacent the opening of the vessel (in the case of a copper converter, the opening corresponding to the lid area), at least one row of stones of the refractory lining "movable" form. It should be allowed to move in two directions of the coordinate system:
  • a first direction is radial (inwards) with respect to
  • the second directional component extends in the Z direction, which is parallel to the longitudinal axis (center longitudinal axis) of the metallurgical vessel and thus vertically in a steel ladle or a steel converter, but horizontally in the aforementioned copper converter.
  • the directions refer to a "normal state" of the vessel, in which the soil is horizontal.
  • the stones arranged next to each other can "move” inwards and upwards, if the stones placed underneath them are the refractory ones
  • Lining or arranged underneath monolithic lining expands under thermal load.
  • This flexibility requires a corresponding geometry of the stones, but also a distance of adjacent stones in the original state, to take into account the "conicity" of the stones, due to the approximate cylindrical shape of the vessel.
  • the bricks of the refractory lining are narrower on the inside than on the outside, in each case viewed in the circumferential direction of the metallurgical vessel or its refractory lining.
  • adjacent stones In order to the stones can move inwards (radially inwards) adjacent stones must first have a distance from each other, which decreases with increasing displacement in the X direction.
  • the size of the gap depends on the thermal
  • the invention then relates to a vessel for receiving a molten metal having the following features:
  • the wall has the outside a metal shell, and inside a
  • the refractory ceramic lining is at its bottom
  • Stop surface The term "ring” includes - as stated - also individual
  • Ring sections For example, in vessels which have a laterally outwardly leading outlet zone at the upper free end of the wall, the ring will not be closed, but at least have an interruption.
  • the inclined surface of the stones indicates the direction of movement of the stones (inwards, upwards), wherein said stopper forms a corresponding abutment.
  • This stop is therefore stationary and fixed, for example, on the outer metal shell of the vessel.
  • the stop can be materially connected to the metal shell.
  • the stop may be triangular or trapezoidal in cross section. In both cases, the desired inclined surface is formed.
  • the angle of the inclined surface of the stones or the angle of the stop surface varies depending on the type of vessel and the local
  • the abutment surface of the abutment extends at an angle between 5 and 60 ° to the axial direction of the vessel, wherein a direction is referred to as the axial direction of the vessel, in the
  • the angle of the inclined surface of the stones of the first ring can be specified between 30 and 85 °, with respect to a plane which is perpendicular to the axial direction of the vessel.
  • the angle of the abutment surface will be between 30 and 50 °, that of the inclined surface of the stones between 60 and 40 °.
  • An insulating layer may be provided at least in sections between the refractory lining and the metal jacket. In such an embodiment, the stones of the first ring - in
  • X-direction - be designed to be longer than the other stones of the lining, so that they can rest directly on the outside of the metal shell (in the starting position, that is at the new delivery or after a
  • the stones of the first ring are preferably laid dry.
  • the distance between adjacent stones (between corresponding surfaces of adjacent stones) of the first ring can with a
  • compressible or combustible material are filled.
  • the selection of the joint material is such that it is ensured that the stones have a thermal expansion of the adjacent refractory material a free mobility in the X and Z directions.
  • Suitable joint materials are: fiber insulation, cardboard, bitumen fleece, foamed plastics. Likewise, an air gap is possible.
  • the stones of the first ring are pressed and fired products.
  • the stones are made of a high quality grade, for example, a Magnesia- Chromit- offset.
  • this ring or rings then be arranged at a distance to the first ring and at a distance to the bottom of the vessel.
  • Such other rings are also made
  • Stone formats as described for the first ring and analogously outside of these stones then each have a corresponding stop (as described above) arranged, which serves as an abutment for the moving stones within the ring.
  • the invention can be advantageously realized for a metallurgical ladle, but also for other vessels, in particular those vessels which have at least one bottom and a substantially cylindrical wall (eg converter).
  • the stop (the abutment) can be cooled to reduce thermal expansion.
  • the stop can be connected to a coolant circuit.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a vessel according to the invention
  • Figure 2 an enlarged view of a wall portion of another
  • Embodiment of a vessel Embodiment of a vessel.
  • a ladle which has a bottom B and a substantially cylindrical wall W which extends from the bottom B upwards and defines an opening O at the upper free end.
  • the vessel (the ladle) has an outer metal shell M in the wall and floor area.
  • a refractory ceramic lining A connects, wherein in the wall region between refractory bricks S of the lining A and the metal shell M two insulating layers I run.
  • the upper end of the vessel wall W is also called gas region (English:
  • a first ring R1 of refractory bricks 10 is provided in this area, which are assembled side by side to form the first ring Rl and define the opening O of the vessel accordingly.
  • adjacent stones 10 of the first ring Rl are spaced from each other and this distance is filled with a bitumen nonwoven 14, which softens at temperatures above 200 ° C and then burned almost residue-free.
  • the stones 10 of the ring R1 are on their rear side, the metal shell M adjacent, each formed with an inclined surface 10s, which extends at an angle ⁇ of 45 ° to the horizontal.
  • the stones 10 are with their inclined surface 10s against a corresponding stop surface 20a of a stopper 20, which extends radially outward, behind the stones 10 and is secured to the metal shell M.
  • the refractory lining A heats up accordingly and the stones S expand in the direction Z (right-hand part of FIG. 2).
  • the standing under axial pressure (in the direction Z) stones 10 within the ring Rl are accordingly pushed upwards (in direction Z), ie against the stop surface 20a of the stopper 20.
  • the stones 20 according to the invention with their inclined surfaces 10s along the stop surfaces 20a slide, both in the direction of the interior of the metallurgical vessel (in the direction X) and in the direction Z, as shown schematically in the right part of Figure 2 (projections X1, Z1).
  • a second ring R2 of refractory bricks 12 is disposed below the ring R1 and correspondingly a further stop 22.
  • the above statements apply to the ring R1 and the degrees of freedom of the stones 10 corresponding to the ring R2 and the degree of freedom Stones 12.
  • the displacement paths of the stones 12 are indicated by X2, Z2.
  • FIG. 2 also shows a coolant connection K in the region of the stop 10 in order to cool the stop 10 during operation and to reduce thermal expansion.

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Abstract

The invention relates to a vessel for receiving a molten melt.

Description

Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze  Vessel for receiving a molten metal
B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft ein Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze. The invention relates to a vessel for receiving a molten metal.
Die Erfindung umfasst alle Größen und Geometrien solcher Gefäße und unabhängig von der Art der Metallschmelze. The invention includes all sizes and geometries of such vessels and regardless of the type of molten metal.
Ein Gefäß der gattungsgemäßen Art, beispielsweise eine Gießpfanne A vessel of the generic type, for example, a ladle
(englisch: ladle), hat im Wesentlichen eine Topfform und entsprechend einen Boden, von dem sich, in Axialrichtung des Gefäßes, vom Boden weg, eine umfangseitig endlose Wand erstreckt. Häufig hat das Gefäß angenähert eine Zylinderform, wobei in der Funktionsposition des Gefäßes das obere Ende offen ist beziehungsweise mit einem Deckel abgedeckt werden kann. Die Axialrichtung einer solchen Pfanne wird nachstehend als z-Richtung definiert. (English: ladle), has substantially a cup shape and corresponding to a bottom from which, in the axial direction of the vessel, away from the ground, a circumferentially endless wall extends. Often, the vessel has approximately a cylindrical shape, wherein in the functional position of the vessel, the upper end is open or can be covered with a lid. The axial direction of such a pan is defined below as the z-direction.
Bei einem Kupfer-Konverter, wie er aus der EP 2253916 B1 bekannt ist und der die Form eines liegenden Zylinders hat ist die z-Richtung in der In a copper converter, as it is known from EP 2253916 B1 and which has the shape of a horizontal cylinder is the z-direction in the
Funktionsposition des Konverters horizontal. Der Kupfer-Konverter ist an beiden Enden mit einem abnehmbaren Deckel verschließbar. In der weiteren Terminologie wird ein Deckel als Boden und ein Deckel als Öffnungsbereich dieses metallurgischen Gefäßes definiert. Functional position of the converter horizontal. The copper converter can be closed at both ends with a removable cover. In the further Terminology is defined as a lid as a bottom and a lid as the opening portion of this metallurgical vessel.
Üblicherweise umfasst die Wand solcher Gefäße außenseitig einen Usually, the wall of such vessels on the outside includes a
Metallmantel und innenseitig eine feuerfeste keramische Auskleidung. Die Auskleidung kann monolithisch sein oder ganz beziehungsweise Metal jacket and inside a refractory ceramic lining. The lining can be monolithic or whole or
abschnittsweise aus Steinen (englisch: bricks) bestehen. sections of stones (English: bricks) exist.
Die Steine sind oft im Steinverbund verlegt, wobei nebeneinander The stones are often laid in the stone composite, where next to each other
angeordnete Steine sich zu einer Ringform ergänzen. arranged stones complement each other to form a ring.
Bei normalem Füllungsgrad einer Pfanne oder eines Stahl -Konverters liegt auf dem Metallschmelze-Bad eine Schlackenschicht auf, die besonders aggressiv gegenüber der benachbarten feuerfesten Auskleidung ist. Die Dicke der Schlackenschicht bestimmt die sogenannte Schlackenzone. At the normal degree of filling of a ladle or a steel converter, a slag layer is present on the molten metal bath which is particularly aggressive towards the adjacent refractory lining. The thickness of the slag layer determines the so-called slag zone.
Dieser Bereich der Auskleidung muss entsprechend stabilisiert werden, damit sich beim Aufheizen und Abkühlen des Gefäßes (der feuerfesten Auskleidung) in diesem Bereich keine Spannungsrisse oder Fugen zwischen den Steinen bilden, die zu einer Metallschmelzeinfiltration und damit zu einer Zerstörung des Feuerfestmaterials führen können. This area of the lining must be adequately stabilized so that when the vessel (the refractory lining) heats up and cools down in that area no stress cracks or joints between the stones form, which can lead to molten metal infiltration and thus to the destruction of the refractory material.
Dies gilt insbesondere auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die gesamte feuerfeste Auskleidung des Gefäßes sich beim Aufheizen This is especially true taking into account the fact that the entire refractory lining of the vessel during heating
beziehungsweise Abkühlen ausdehnt oder schrumpft (entsprechend dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Feuerfestmaterials). or cooling expands or shrinks (according to the thermal expansion coefficient of the refractory material).
Um dieses Problem zu lösen hat man im Stand der Technik bei einer To solve this problem has one in the prior art in a
Gießpfanne versucht, die oberste Steinreihe (den obersten Steinring) mit einer Metallplatte zu überdecken, die am äußeren Metallmantel des Gefäßes befestigt ist und nach innen über die feuerfeste Ausmauerung vorsteht. Das Metallblech dient damit quasi als„Widerlager", welches einer Ausdehnung des Feuerfestmaterials in Axialrichtung des Gefäßes Ladle attempts to cover the top row of stones (the top stone ring) with a metal plate fixed to the outer metal shell of the vessel and projecting inwardly over the refractory lining. The metal sheet thus serves as an "abutment", which is an extension of the refractory material in the axial direction of the vessel
entgegenwirkt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Stabilität eines solchen Blech-Widerlagers viel zu gering ist, um die thermische Ausdehnung des Feuerfestmaterials zu kompensieren. Im Gegenteil: Das Feuerfestmaterial drückt die metallische Abdeckung nach oben weg. Es kommt zu weiteren Rissbildungen im Feuerfestmaterial. Dadurch verliert die counteracts. In practice, however, it has been found that the stability of such a sheet metal abutment is much too small to compensate for the thermal expansion of the refractory material. On the contrary: The refractory material pushes the metallic cover upwards. There are further cracks in the refractory material. As a result, loses
Feuerfestauskleidung ihre Stabilität und Fugen öffnen sich. Schmelze infiltriert und reduziert die Haltbarkeit der Ausmauerung. Refractory lining their stability and joints open. Melt infiltrates and reduces the durability of the lining.
Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzubieten, thermische Dehnungen im Bereich der feuerfesten Auskleidung eines metallurgischen Schmelzgefäßes effektiver zu kompensieren. The invention is accordingly based on the object to offer a way to more effectively compensate for thermal expansion in the refractory lining of a metallurgical melting vessel.
Insbesondere soll ein Bereich unterhalb und oberhalb der Schlackenzone optimiert werden. Die Stabilität der Ausmauerung soll verbessert werden. Instandhaltungsarbeiten an der Feuerfestauskleidung sollen vereinfacht werden. In particular, an area below and above the slag zone is to be optimized. The stability of the lining should be improved. Maintenance work on the refractory lining is to be simplified.
Der Erfindung liegt folgender Gedanke zugrunde: Die thermische Ausdehnung der feuerfesten Auskleidung des Gefäßes kann nicht vermieden werden. Sie ist werkstoffmäßig/physikalisch gegeben. Entsprechend müssen andere Maßnahmen zur Kompensation der Dehnung getroffen werden. The invention is based on the following idea: The thermal expansion of the refractory lining of the vessel can not be avoided. It is given material / physical. Accordingly, other measures must be taken to compensate for the strain.
Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, im oberen Bereich der Feuerfestauskleidung, also der Öffnung des Gefäßes benachbart (bei einem Kupfer-Konverter ist die Öffnung entsprechend dem Deckelbereich), mindestens eine Steinreihe der feuerfesten Auskleidung„beweglich" auszubilden. Dabei soll eine Beweglichkeit in zwei Richtungen des Koordinatensystems erlaubt sein: The invention is based on the idea, in the upper part of the refractory lining, ie adjacent the opening of the vessel (in the case of a copper converter, the opening corresponding to the lid area), at least one row of stones of the refractory lining "movable" form. It should be allowed to move in two directions of the coordinate system:
- Eine erste Richtung verläuft radial (nach Innen) in Bezug auf die A first direction is radial (inwards) with respect to
Mittenlängsachse des Gefäßes, oder anders ausgedrückt: die Steine erhalten eine Beweglichkeit vom äußeren Metallmantel weg in Richtung auf das Innere des Gefäßes. Diese Richtung wird im Weiteren als X- Richtung bezeichnet.  Center longitudinal axis of the vessel, or in other words: the stones get a mobility away from the outer metal shell towards the interior of the vessel. This direction is referred to below as the X direction.
- Die zweite Richtungskomponente verläuft in Z-Richtung, das ist parallel zur Längsachse (Mittenlängsachse) des metallurgischen Gefäßes und damit vertikal bei einer Stahl-Gießpfanne oder bei einem Stahl-Konverter, dagegen horizontal bei dem eingangs genannten Kupfer-Konverter. - The second directional component extends in the Z direction, which is parallel to the longitudinal axis (center longitudinal axis) of the metallurgical vessel and thus vertically in a steel ladle or a steel converter, but horizontally in the aforementioned copper converter.
Die Richtungsangaben beziehen sich dabei auf einen„Normalzustand" des Gefäßes, bei dem der Boden horizontal verläuft. The directions refer to a "normal state" of the vessel, in which the soil is horizontal.
Mit diesen zwei Freiheitsgraden können die nebeneinander angeordneten, sich zu einem Ringabschnitt oder Ring ergänzenden Steine nach innen und oben „wandern", wenn die darunter angeordneten Steine der feuerfesten With these two degrees of freedom, the stones arranged next to each other, complementary to a ring section or ring, can "move" inwards and upwards, if the stones placed underneath them are the refractory ones
Auskleidung oder eine darunter angeordnete monolithische Auskleidung sich unter thermischer Last ausdehnt. Lining or arranged underneath monolithic lining expands under thermal load.
Diese Beweglichkeit setzt eine entsprechende Geometrie der Steine voraus, aber auch einen Abstand benachbarter Steine im Ursprungszustand, um der „Konizität" der Steine, aufgrund der angenäherten Zylinderform des Gefäßes, Rechnung zu tragen. This flexibility requires a corresponding geometry of the stones, but also a distance of adjacent stones in the original state, to take into account the "conicity" of the stones, due to the approximate cylindrical shape of the vessel.
Mit anderen Worten: Die Steine der feuerfesten Auskleidung sind innenseitig schmaler als außenseitig, jeweils in Umfangsrichtung des metallurgischen Gefäßes beziehungsweise seiner feuerfesten Ausmauerung betrachtet. Damit die Steine nach innen (radial nach innen) sich bewegen können müssen benachbarte Steine zunächst einen Abstand zueinander aufweisen, der sich mit zunehmender Verschiebung in X-Richtung verkleinert. In other words, the bricks of the refractory lining are narrower on the inside than on the outside, in each case viewed in the circumferential direction of the metallurgical vessel or its refractory lining. In order to the stones can move inwards (radially inwards) adjacent stones must first have a distance from each other, which decreases with increasing displacement in the X direction.
Die Größe des Abstandes (der Fuge) ist abhängig vom thermischen The size of the gap (the gap) depends on the thermal
Ausdehnungsverhalten der feuerfesten Ausmauerung und den üblichen Expansion behavior of the refractory lining and the usual
Betriebstemperaturen. Sie kann entsprechend mathematisch ohne weiteres ermittelt werden. Operating temperatures. It can be determined mathematically without further ado.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach ein Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze mit folgenden Merkmalen: In its most general embodiment, the invention then relates to a vessel for receiving a molten metal having the following features:
- einem Boden,  - a floor,
- einer umfangseitig endlosen Wand, die sich, in Axialrichtung des Gefäßes, vom Boden weg erstreckt,  a circumferentially endless wall extending away from the floor in the axial direction of the vessel,
- die Wand weist außenseitig einen Metallmantel, und innenseitig eine  - The wall has the outside a metal shell, and inside a
feuerfeste keramische Auskleidung auf,  fireproof ceramic lining on,
- die feuerfeste keramische Auskleidung besteht an ihrem, dem Boden  - The refractory ceramic lining is at its bottom
abgewandten freien Ende aüs Steinen, die nebeneinander zu mindestens einem ersten Ring konfektioniert sind und mindestens eine Öffnung des Gefäßes definieren,  facing away free end stones which are assembled side by side to at least one first ring and define at least one opening of the vessel,
- benachbarte Steine des ersten Rings sind im Abstand zueinander  - adjacent stones of the first ring are at a distance from each other
angeordnet,  disposed
- eine Mehrzahl der Steine des ersten Rings ist auf der Rückseite, dem  - A majority of the stones of the first ring is on the back, the
Metallmantel benachbart, jeweils mit einer Schrägfläche ausgebildet, die sich nach innen und vom Boden weg erstreckt,  Metal shell adjacent, each formed with an inclined surface which extends inwardly and away from the ground,
- radial nach außen, hinter den Steinen des ersten Rings, verläuft zwischen Metallmantel und Steinen ein am Metallmantel befestigter erster Anschlag mit einer, zur Schrägfläche der Steine korrespondierenden inneren  - Radially outward, behind the stones of the first ring, extending between the metal shell and stones on the metal shell mounted first stop with a, corresponding to the inclined surface of the stones inner
Anschlagfläche. Der Begriff„Ring" inkludiert - wie ausgeführt - auch einzelne Stop surface. The term "ring" includes - as stated - also individual
Ringabschnitte. Beispielsweise bei Gefäßen, die am oberen freien Ende der Wand eine seitlich nach Außen führende Auslaufzone aufweisen wird der Ring nicht geschlossen sein, sondern mindestens eine Unterbrechung aufweisen. Ring sections. For example, in vessels which have a laterally outwardly leading outlet zone at the upper free end of the wall, the ring will not be closed, but at least have an interruption.
Die Schrägfläche der Steine gibt die Bewegungsrichtung der Steine (nach innen, nach oben) vor, wobei der genannte Anschlag ein korrespondierendes Gegenlager bildet. Dieser Anschlag ist deshalb ortsfest und beispielsweise am äußeren Metallmantel des Gefäßes befestigt. The inclined surface of the stones indicates the direction of movement of the stones (inwards, upwards), wherein said stopper forms a corresponding abutment. This stop is therefore stationary and fixed, for example, on the outer metal shell of the vessel.
Dabei kann der Anschlag materialschlüssig mit dem Metallmantel verbunden sein. Der Anschlag kann im Querschnitt dreieckig oder trapezartig sein. In beiden Fällen wird die gewünschte Schrägfläche ausgebildet. In this case, the stop can be materially connected to the metal shell. The stop may be triangular or trapezoidal in cross section. In both cases, the desired inclined surface is formed.
Der Winkel der Schrägfläche der Steine beziehungsweise der Winkel der Anschlagfläche variiert je nach Gefäßtyp und den lokalen The angle of the inclined surface of the stones or the angle of the stop surface varies depending on the type of vessel and the local
Anwendungsbedingungen. Conditions of use.
Nach einer Ausführungsform verläuft die Anschlagfläche des Anschlags unter einem Winkel zwischen 5 und 60° zur Axialrichtung des Gefäßes, wobei als Axialrichtung des Gefäßes eine Richtung bezeichnet wird, die im According to one embodiment, the abutment surface of the abutment extends at an angle between 5 and 60 ° to the axial direction of the vessel, wherein a direction is referred to as the axial direction of the vessel, in the
Wesentlichen senkrecht zum Boden verläuft. Essentially perpendicular to the ground.
Entsprechend kann der Winkel der Schrägfläche der Steine des ersten Rings zwischen 30 und 85° angegeben werden, und zwar in Bezug auf eine Ebene, die senkrecht zur Axialrichtung des Gefäßes ist. Accordingly, the angle of the inclined surface of the stones of the first ring can be specified between 30 and 85 °, with respect to a plane which is perpendicular to the axial direction of the vessel.
Üblicherweise werden die Winkel der Anschlagfläche zwischen 30 und 50° liegen, die der Schrägfläche der Steine zwischen 60 und 40°. Zwischen der feuerfesten Auskleidung und dem Metallmantel kann mindestens abschnittsweise eine Isolierschicht vorgesehen werden. Bei einer solchen Ausführungsform können die Steine des ersten Rings - in Usually, the angle of the abutment surface will be between 30 and 50 °, that of the inclined surface of the stones between 60 and 40 °. An insulating layer may be provided at least in sections between the refractory lining and the metal jacket. In such an embodiment, the stones of the first ring - in
X-Richtung - länger ausgebildet sein als die weiteren Steine der Auskleidung, damit sie außenseitig unmittelbar am Metallmantel anliegen können (in der Ausgangsposition, das heißt bei der Neuzustellung oder nach einer X-direction - be designed to be longer than the other stones of the lining, so that they can rest directly on the outside of the metal shell (in the starting position, that is at the new delivery or after a
Reparatur). Repair).
Die Steine des ersten Rings werden vorzugsweise trocken verlegt. The stones of the first ring are preferably laid dry.
Der Abstand zwischen benachbarten Steinen (zwischen korrespondierenden Flächen benachbarter Steine) des ersten Rings kann mit einem The distance between adjacent stones (between corresponding surfaces of adjacent stones) of the first ring can with a
komprimierbaren oder verbrennbaren Material (Fugenmaterial) ausgefüllt werden. compressible or combustible material (grout) are filled.
Die Auswahl des Fugenmaterials erfolgt so, dass sichergestellt ist, dass die Steine bei thermischer Ausdehnung des benachbarten Feuerfestmaterials eine freie Beweglichkeit in X- und Z-Richtung haben. The selection of the joint material is such that it is ensured that the stones have a thermal expansion of the adjacent refractory material a free mobility in the X and Z directions.
Geeignete Fugenwerkstoffe sind: Faserdämmstoff, Karton, Bitumenvlies, Schaumkunststoffe. Ebenso, ist ein Luftspalt möglich. Suitable joint materials are: fiber insulation, cardboard, bitumen fleece, foamed plastics. Likewise, an air gap is possible.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steine des ersten Rings gepresste und gebrannte Erzeugnisse sind. Vorzugsweise bestehen die Steine aus einer hochwertigen Sorte, beispielsweise aus einem Magnesia- Chromit- Versatz . Another embodiment of the invention provides that the stones of the first ring are pressed and fired products. Preferably, the stones are made of a high quality grade, for example, a Magnesia- Chromit- offset.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Gefäß mit weiteren analogen Ringen aus feuerfesten Steinen auszubilden, wobei dieser Ring oder diese Ringe dann im Abstand zum ersten Ring sowie im Abstand zum Boden des Gefäßes angeordnet werden. Solche weiteren Ringe bestehen ebenfalls aus It is within the scope of the invention to form the vessel with further analogous rings of refractory bricks, this ring or rings then be arranged at a distance to the first ring and at a distance to the bottom of the vessel. Such other rings are also made
Steinformaten, wie sie zum ersten Ring beschrieben wurden und analog ist außen neben diesen Steinen dann jeweils ein entsprechender Anschlag (wie vorstehend beschrieben) angeordnet, der als Gegenlager für die beweglichen Steine innerhalb des Rings dient. Stone formats, as described for the first ring and analogously outside of these stones then each have a corresponding stop (as described above) arranged, which serves as an abutment for the moving stones within the ring.
Die Erfindung lässt sich vorteilhaft für eine metallurgische Gießpfanne realisieren, ebenso aber auch für andere Gefäße insbesondere solche Gefäße, die mindestens einen Boden und eine weitgehend zylindrische Wand aufweisen (z. B. Konverter). The invention can be advantageously realized for a metallurgical ladle, but also for other vessels, in particular those vessels which have at least one bottom and a substantially cylindrical wall (eg converter).
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen. Other features of the invention will become apparent from the features of the claims and the other application documents.
Beispielsweise kann der Anschlag (das Widerlager) gekühlt werden, um thermische Dehnungen zu reduzieren. Dazu kann der Anschlag an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden. For example, the stop (the abutment) can be cooled to reduce thermal expansion. For this purpose, the stop can be connected to a coolant circuit.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen- jeweils in schematisierter Darstellung - The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. Show each - in a schematic representation -
Figur 1 : einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gefäß, FIG. 1 shows a vertical section through a vessel according to the invention,
Figur 2: eine vergrößerte Darstellung eines Wandbereichs einer weiteren Figure 2: an enlarged view of a wall portion of another
Ausführungsform eines Gefäßes.  Embodiment of a vessel.
In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. In Figur 1 ist eine Gießpfanne dargestellt, die einen Boden B und eine im Wesentlichen zylinderförmige Wand W aufweist, die sich vom Boden B nach oben erstreckt und am oberen freien Ende eine Öffnung O definiert. In the figures, the same or equivalent components are shown with the same reference numerals. In Figure 1, a ladle is shown, which has a bottom B and a substantially cylindrical wall W which extends from the bottom B upwards and defines an opening O at the upper free end.
Im Boden B ist ein Gasspülelement G integriert. In the bottom B a Gasspülelement G is integrated.
Das Gefäß (die Gießpfanne) weist einen äußeren Metallmantel M im Wand- und Bodenbereich auf. Innenseitig schließt sich eine feuerfeste keramische Auskleidung A an, wobei im Wandbereich zwischen feuerfesten Steinen S der Auskleidung A und dem Metallmantel M zwei Isolierschichten I verlaufen. The vessel (the ladle) has an outer metal shell M in the wall and floor area. On the inside, a refractory ceramic lining A connects, wherein in the wall region between refractory bricks S of the lining A and the metal shell M two insulating layers I run.
Zwei gegenüberliegende Gießbereiche Z am oberen Ende des Gefäßes sind schematisch dargestellt. Two opposite casting areas Z at the upper end of the vessel are shown schematically.
Das obere Ende der Gefäßwand W wird auch als Gasbereich (englisch: The upper end of the vessel wall W is also called gas region (English:
freeboard) bezeichnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in diesem Bereich ein erster Ring R1 aus feuerfesten Steinen 10 vorgesehen, die nebeneinander unter Ausbildung des ersten Rings Rl konfektioniert sind und entsprechend die Öffnung O des Gefäßes definieren. freeboard). In the illustrated embodiment, a first ring R1 of refractory bricks 10 is provided in this area, which are assembled side by side to form the first ring Rl and define the opening O of the vessel accordingly.
Dabei sind benachbarte Steine 10 des ersten Rings Rl im Abstand zueinander angeordnet und dieser Abstand ist mit einem Bitumenvlies 14 ausgefüllt, welches bei Temperaturen oberhalb 200°C erweicht und anschließend nahezu rückstandsfrei ausbrennt. In this case, adjacent stones 10 of the first ring Rl are spaced from each other and this distance is filled with a bitumen nonwoven 14, which softens at temperatures above 200 ° C and then burned almost residue-free.
Die Steine 10 des Rings R1 sind auf ihrer Rückseite, dem Metallmantel M benachbart, jeweils mit einer Schrägfläche 10s ausgebildet, die unter einem Winkel α von 45° zur Horizontalen verläuft. Die Steine 10 liegen mit ihrer Schrägfläche 10s gegen eine korrespondierende Anschlagfläche 20a eines Anschlags 20 an, der radial nach außen, hinter den Steinen 10 verläuft und am Metallmantel M befestigt ist. The stones 10 of the ring R1 are on their rear side, the metal shell M adjacent, each formed with an inclined surface 10s, which extends at an angle α of 45 ° to the horizontal. The stones 10 are with their inclined surface 10s against a corresponding stop surface 20a of a stopper 20, which extends radially outward, behind the stones 10 and is secured to the metal shell M.
Bei der Neuzustellung oder nach einer Reparatur verlaufen die Innenflächen der Steine S der Auskleidung A und der Steine 10 des Rings R1 im When re-delivery or after a repair run the inner surfaces of the stones S of the lining A and the stones 10 of the ring R1 in
Wesentlichen fluchtend zueinander, wie in Figur 2 links dargestellt. Essentially aligned with each other, as shown in Figure 2 on the left.
Wird das Gefäß mit einer Metallschmelze gefüllt erwärmt sich die feuerfeste Auskleidung A entsprechend und die Steine S dehnen sich, und zwar in Richtung Z (rechter Teil von Figur 2). If the vessel is filled with a molten metal, the refractory lining A heats up accordingly and the stones S expand in the direction Z (right-hand part of FIG. 2).
Die so unter Axialdruck (in Richtung Z) stehenden Steine 10 innerhalb des Rings Rl werden entsprechend nach oben (in Richtung Z) gedrückt, also gegen die Anschlagfläche 20a des Anschlags 20. Dabei können die Steine 20 erfindungsgemäß mit ihren Schrägflächen 10s entlang der Anschlagflächen 20a gleiten, und zwar sowohl in Richtung auf das Innere des metallurgischen Gefäßes (in Richtung X) als auch in Richtung Z, wie im rechten Teil von Figur 2 schematisch dargestellt (Überstände X1, Z1). The standing under axial pressure (in the direction Z) stones 10 within the ring Rl are accordingly pushed upwards (in direction Z), ie against the stop surface 20a of the stopper 20. The stones 20 according to the invention with their inclined surfaces 10s along the stop surfaces 20a slide, both in the direction of the interior of the metallurgical vessel (in the direction X) and in the direction Z, as shown schematically in the right part of Figure 2 (projections X1, Z1).
Mit der Verschiebung der Steine 10 nach innen (in X-Richtung) verringern sich auch die Fugenbreiten benachbarter Steine 10, wobei das in den Fugen liegende Dämmmaterial zunächst komprimiert wird und dann ausbrennt. With the displacement of the stones 10 inwards (in the X direction), the joint widths of adjacent stones 10 are also reduced, with the insulating material lying in the joints initially being compressed and then burned out.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist unterhalb des Rings R1 ein zweiter Ring R2 aus feuerfesten Steinen 12 angeordnet und entsprechend ein weiterer Anschlag 22. Dabei gelten die vorstehenden Ausführungen zum Ring R1 und den Freiheitsgraden der Steine 10 entsprechend für den Ring R2 und die Freiheits grade der Steine 12. Der Winkel zwischen der Anschlagfläche 22a und der Axialrichtung AR- AR (= Axialrichtung des Gefäßes) beträgt wiederum 45°. In the embodiment of Figure 2, a second ring R2 of refractory bricks 12 is disposed below the ring R1 and correspondingly a further stop 22. In this case, the above statements apply to the ring R1 and the degrees of freedom of the stones 10 corresponding to the ring R2 and the degree of freedom Stones 12. The angle between the stop surface 22a and the axial direction AR AR (= axial direction of the vessel) is again 45 °.
Die Verschiebewege der Steine 12 sind mit X2, Z2 angegeben. The displacement paths of the stones 12 are indicated by X2, Z2.
Figur 2 zeigt auch einen Kühlmittelanschluss K im Bereich des Anschlags 10, um den Anschlag 10 im Betrieb zu kühlen und thermische Dehnungen zu reduzieren. FIG. 2 also shows a coolant connection K in the region of the stop 10 in order to cool the stop 10 during operation and to reduce thermal expansion.

Claims

Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze P a t e n t a n s p r ü c h e Container for receiving a molten metal P atentanspr ü che
1. Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze mit folgenden Merkmalen: a) einem Boden (B) 1. vessel for receiving a molten metal having the following features: a) a bottom (B)
b) einer umfangsseitig endlosen Wand (W), die sich, in Axialrichtung des Gefäßes, vom Boden (B) weg erstreckt,  b) a circumferentially endless wall (W) extending away from the bottom (B) in the axial direction of the vessel,
c) die Wand (W) weist außenseitig einen Metallmantel (M) und  c) the wall (W) has on the outside a metal shell (M) and
innenseitig eine feuerfeste keramischen Auskleidung (A) auf, d) die feuerfeste keramische Auskleidung (A) besteht an ihrem, dem Boden (B) abgewandten freien Ende (E) aus Steinen (10), die nebeneinander zu mindestens einem ersten Ring (R1) konfektioniert sind und mindestens eine Öffnung (O) des Gefäßes definieren, e) benachbarte Steine (10) des ersten Rings (R1) sind im Abstand  on the inside a refractory ceramic lining (A), d) the refractory ceramic lining (A) is at its, the bottom (B) facing away from free end (E) of stones (10) adjacent to each other to at least a first ring (R1) are prefabricated and define at least one opening (O) of the vessel, e) adjacent stones (10) of the first ring (R1) are at a distance
zueinander angeordnet,  arranged to each other,
f) eine Mehrzahl der Steine (10) des ersten Rings (Rl) ist auf der  f) a plurality of the bricks (10) of the first ring (Rl) is on the
Rückseite, dem Metallmantel (M) benachbart, jeweils mit einer Schrägfläche (10s) ausgebildet, die sich nach innen und vom Boden (B) weg erstreckt,  Rear side, the metal shell (M) adjacent, each formed with an inclined surface (10s) extending inwardly and from the bottom (B),
g) radial nach außen, hinter den Steinen (10) des ersten Rings (R1), verläuft zwischen Metallmantel (M) und Steinen (10) ein am  g) radially outward, behind the stones (10) of the first ring (R1), extends between the metal shell (M) and stones (10) an am
Metallmantel (M) befestigter erster Anschlag (20) mit einer, zur Schrägfläche (10s) der Steine (10) korrespondierenden inneren Anschlagflache (20a). Metallmantel (M) attached first stop (20) with a, for Inclined surface (10s) of the stones (10) corresponding inner stop surface (20a).
2. Gefäß nach Anspruch 1, dessen Anschlag (20) materialschlüssig mit dem Metallmantel (M) verbunden ist. 2. vessel according to claim 1, the stop (20) is materially connected to the metal shell (M).
3. Gefäß nach Anspruch 1, dessen Anschlag (20) ringförmig gestaltet ist. 3. vessel according to claim 1, the stop (20) is designed annular.
4. Gefäß nach Anspruch 1 , dessen Anschlag (20) im Querschnitt dreieckig oder trapezartig ist. 4. A vessel according to claim 1, the stop (20) is triangular or trapezoidal in cross-section.
5. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem die Anschlagfläche (20a) des 5. A vessel according to claim 1, wherein the stop surface (20 a) of the
Anschlags (20) unter einem Winkel zwischen 5 und 60° zur  Stop (20) at an angle between 5 and 60 ° to
Axialrichtung des Gefäßes verläuft.  Axial direction of the vessel runs.
6. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem die Schrägfläche (10s) der Steine (10) des ersten Rings (R1) unter einem Winkel zwischen 30 und 85° zu einer Ebene verläuft, die senkrecht zur Axialrichtung des Gefäßes ist. A vessel according to claim 1, wherein the inclined surface (10s) of the bricks (10) of the first ring (R1) extends at an angle between 30 and 85 ° to a plane perpendicular to the axial direction of the vessel.
7. Gefäß nach Anspruchl, bei dem zwischen der feuerfesten keramischen Auskleidung (A) und dem Metallmantel () zumindest abschnittweise eine Isolierschicht (I) liegt. 7. vessel according to Anspruchl, wherein between the refractory ceramic lining (A) and the metal shell () at least in sections an insulating layer (I).
8. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem die Steine (10) des ersten Rings (R1) trocken verlegt sind. 8. A vessel according to claim 1, wherein the stones (10) of the first ring (R1) are laid dry.
9. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem zwischen benachbarten Steinen (10) des ersten Rings (R1) ein komprimierbares oder verbrennbares 9. A vessel according to claim 1, wherein between adjacent stones (10) of the first ring (R1) is a compressible or combustible
Fugenmaterial (30) angeordnet ist. Grout material (30) is arranged.
10. Gefftß nach Anspruch 9, bei dem das Fugenmaterial (30) ein Material aus der Gruppe: Faserdämmstoff, Karton, Bitümenvlies ist. 10. Gefftß according to claim 9, wherein the joint material (30) is a material from the group: fiber insulation, cardboard, Bitümenvlies.
11. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem die Steine (10) des ersten Rings (R1) außenseitig, dem Metallmantel benachbart, in Umfangsrichtung des ersten Rings breiter als innenseitig sind. 11. A vessel according to claim 1, wherein the bricks (10) of the first ring (R1) on the outside, the metal shell adjacent, in the circumferential direction of the first ring are wider than the inside.
12. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem die Steine (10) des ersten Rings (R1) gepresste und gebrannte Erzeugnisse sind. A vessel according to claim 1, wherein the bricks (10) of the first ring (R1) are pressed and fired products.
13. Gefäß nach Anspruch 1, mit mindestens einem weiteren Ring (R2) aus feuerfesten keramischen Steinen (12), die analog zu den Steinen (10) des ersten Rings (R1) gestaltet und im Abstand zum ersten Ring (Rl) sowie im Abstand zum Boden (B) verlaufen sowie mit mindestens einem korrespondierenden weiteren Anschlag (22), der analog zum ersten Anschlag (20) gestaltet ist. 13. A vessel according to claim 1, with at least one further ring (R2) made of refractory ceramic bricks (12), which is analogous to the stones (10) of the first ring (R1) and spaced from the first ring (Rl) and at a distance to the bottom (B) and with at least one corresponding further stop (22), which is designed analogously to the first stop (20).
14. Gefäß nach Anspruch 1 in Form einer metallurgischen Gießpfanne. 14. A vessel according to claim 1 in the form of a metallurgical ladle.
15. Gefäß nach Anspruch 1, bei dem der Anschlag (10) kühlbar ist. 15. A vessel according to claim 1, wherein the stop (10) is coolable.
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