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WO2009003430A1 - Formbauteil aus feuerfestmaterial - Google Patents

Formbauteil aus feuerfestmaterial Download PDF

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WO2009003430A1
WO2009003430A1 PCT/DE2008/000247 DE2008000247W WO2009003430A1 WO 2009003430 A1 WO2009003430 A1 WO 2009003430A1 DE 2008000247 W DE2008000247 W DE 2008000247W WO 2009003430 A1 WO2009003430 A1 WO 2009003430A1
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taphole channel
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    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1518—Tapholes

Definitions

  • Shaped component made of refractory material
  • the invention relates to a shaped component made of refractory material having the features in the preamble of claim 1 protection.
  • the area of the stitch hole channel of a melting furnace, in particular a shaft furnace such as e.g. a cupola, is subject to heavy wear. Therefore, the taphole channel must be rebuilt from time to time. For this purpose, the melting furnace has to be shut down and cleared so that the area surrounding the taphole channel can be re-lined not only from the outside, but also from the inside. The newly introduced refractory material must then dry before operation can continue. Since operation of the shaft furnace is not possible in the dry season, considerable malfunctions occur.
  • the taphole channel is located within a larger tap hole of the shaft furnace.
  • the tapping opening is also referred to in the jargon as a chapel.
  • an arrangement for lining a chapel of a blast furnace is known, wherein molded components made of refractory material are used. It is a first prefabricated mold component and least another prefabricated mold component provided. The mold components engage each other in a form-fitting manner and are configured in such a way that the lining of the chapel can be made simple and time-saving.
  • the taphole channel is located in the middle region of a larger of the mold components.
  • the invention is based on the object to show a molded component of refractory material to lining a tap hole of a shaft furnace, the service life of the tap hole and thus the entire lining of the tap hole is increased.
  • the innovation consists in that the tap hole channel is arranged on the underside of the molding component, wherein the width of the prefabricated tap hole channel increases from the furnace interior to the outside of the furnace.
  • the furnace-outer side has a central portion and recessed relative to the central portion side portions.
  • flank portions are arranged, which include an angle in the range of 20 ° to 70 °, in particular in a range of 30 ° to 60 ° with the central longitudinal axis of the needle hole channel ,
  • the taphole channel itself is preferably not wider at its outer opening than the central portion and preferably as wide as the central portion. Due to the coordinated width of the turbulent flow areas of the side of the central portion or side of the taphole channel is minimized as far as possible, the flank sections also prevent premature leaching in the area of the broad sides of the needle hole channel.
  • the tap hole channel has a rectangular cross-section, wherein its width in each cross-sectional plane is at least twice as large as its height.
  • Figures 1 and 2 show in plan view and in a perspective view of a molded component 1 made of refractory material for lining a non-illustrated tapping opening of a shaft furnace.
  • the molded component is formed in its geometry substantially parallelepiped with a length L of 1,400 mm, a width B of 700 mm and a height H of also 700 mm.
  • Essential is the configuration of the tap hole 2, which is shown in Figures 1 and 2 with a broken line.
  • the tap hole channel 2 has on its side facing the furnace interior side 3 a width B1 of 150 mm, which increases in the direction of the oven-side 4 to 400 mm.
  • the middle side 5 and the side sections 6 extend parallel to one another in their orientation, the middle section 5 protruding from the side section 6 in this exemplary embodiment by approximately 200 mm or, as the case may be, in FIG .,
  • the side portions 6 are set back relative to the central portion 5 by 200 mm.
  • flank sections 7 which with the central longitudinal axis of the needle hole channel 2 an angle in a range of 20 ° to 70 °, preferably in a range of 30 ° to 60 °.
  • the taphole channel 2 at its outer opening 8 is not wider than the middle section 5, but is virtually as wide as the central section 5. In this embodiment, that would be 400 mm, with the side sections 6 and the flank sections 7 total 300 mm omitted.
  • the flank sections 7 are approximately as wide as the side sections 6.
  • the tap hole channel 2 has a rectangular cross section, as can be seen in Figure 2.
  • the width B1 of the taphole channel is at least twice as large as its height H1 in each cross-sectional plane.
  • FIGS. 1 and 2 also show a groove which, with the exception of the underside of the molded component 1 receiving the taphole channel 2, extends over all three sides of the molded component in the region of the outer circumference.
  • the groove serves to introduce refractory material in order to cast the molded component 1 within the chapel or the tapping opening of the shaft furnace and thus to anchor the molded component.
  • the remaining between the mold part 1 and the wall of the tap not shown free spaces are poured with refractory material. This applies both to the area of the groove 9 and to the other long sides.
  • the free spaces to be poured out can be relatively narrow.
  • the molded component 1 according to the invention is also distinguished by the fact that it has a significantly greater length in relation to the height and width, which contributes significantly to the improvement in service life. While conventional molded components have a length of, for example, 500 mm, the length L of the molded component is at least twice as large, ie it is at least 1,000 mm. With regard to the height and width of the molded component 1, it can be said that the length L is at least twice as large as the height H or width B of the molded component 1.

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Abstract

Es soll ein Formbauteil (1) aus Feuerfestmaterial zur Auskleidung einer Abstichöffnung eines Schachtofens aufgezeigt werden, wobei die Standzeit des Stichlochkanals (2) und damit der gesamten Auskleidung der Abstichöffnung erhöht ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Stichlochkanal (2) unterseitig des Formbauteils (1) angeordnet ist, wobei die Breite (B1) des Stichlochkanals (2) vom Ofeninneren zum Ofenäußeren hin zunimmt.

Description

Formbauteil aus Feuerfestmaterial
Die Erfindung betrifft ein Formbauteil aus Feuerfestmaterial mit den Merkmalen im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Der Bereich des Stichlochkanals eines Schmelzofens, insbesondere eines Schachtofens wie z.B. eines Kupolofens, unterliegt starkem Verschleiß. Daher muss der Stichlochkanal von Zeit zu Zeit neu aufgebaut werden. Hierzu muss der Schmelzofen heruntergefahren und ausgeräumt werden, damit der den Stichlochkanal umgebende Bereich nicht nur von außen, sondern auch von innen neu ausgekleidet werden kann. Das neu eingebrachte Feuerfestmaterial muss anschließend trocknen, bevor der Betrieb weitergehen kann. Da in der Trockenzeit ein Betrieb des Schachtofens nicht möglich ist, entstehen erhebliche Betriebsstörungen.
Der Stichlochkanal befindet sich innerhalb einer größeren Abstichöffnung des Schachtofens. Die Abstichöffnung wird in der Fachsprache auch als Kapelle bezeichnet. Aus der EP 1 630 508 A1 ist eine Anordnung zur Auskleidung einer Kapelle eines Hochofens bekannt, wobei Formbauteile aus Feuerfestmaterial verwendet werden. Es ist ein erstes vorgefertigtes Formbauteil und wenigstes ein weiteres vorgefertigtes Formbauteil vorgesehen. Die Formbauteile greifen formschlüssig ineinander und sind so konfiguriert, dass die Auskleidung der Kapelle einfach und zeitsparend erfolgen kann. Der Stichlochkanal befindet sich im mittleren Bereich eines größeren der Formbauteile. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass durch die Verwendung vorgefertigter Formbauteile ein zeitsparender Wiederaufbau der Kapelle möglich ist als es mit dem vollständigen manuellen Ausfüllen durch Stampfmasse oder Vergießen möglich wäre.
Hieran anknüpfend, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Formbauteil aus Feuerfestmaterial zu Auskleidung einer Abstichöffnung eines Schachtofens aufzuzeigen, wobei die Standzeit des Stichlochkanals und damit der gesamten Auskleidung der Abstichöffnung erhöht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Formbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung besteht darin, dass der Stichlochkanal unterseitig des Formbauteils angeordnet ist, wobei die Breite des vorgefertigten Stichlochkanals vom Ofeninneren zum Ofenäußeren hin zunimmt.
Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiß im Bereich des Stichlochkanals wesentlich geringer ist, wenn sich sein Querschnitt in Strömungsrichtung erweitert. Dadurch wird die Standzeit des Formbauteils wesentlich erhöht. In fertigungstechnischer Hinsicht ist es günstig, wenn der Stichlochkanal unterseitig des Formbauteils angeordnet ist. Dadurch wird der Herstellungsprozess der Formbauteile erheblich vereinfacht. Die Verwendung von Formbauteilen hat sich in der Praxis generell bewährt, da die Abstichöffnungen von Schachtöfen schnell wieder aufgebaut werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche. Es wird als günstig angesehen, wenn sich die Breite des Stichlochkanals vom Ofeninneren zum Ofenäußeren hin mindestens verdoppelt. Eine Vergrößerung der Breite um mindestens den Faktor 2,5 wird besonders vorteilhaft angesehen, da sich unter diesen Voraussetzungen Strömungsverhältnisse mit relativ geringem Verschleiß des Stichlochkanals einstellen.
Eine besondere Bedeutung kommt allerdings nicht nur der Geometrie des Stichlochkanals zu, sondern auch der Mündung des Stichlochkanals bzw. der Mündungsseite des Formbauteils. An der ofenäußeren Seite bzw. Mündungsseite des Formbauteils treten starke Verwirbelungen auf, die zum vorzeitigen Verschleiß an der ofenäußeren Seite führen. Der Grund ist darin zu sehen, dass die Abstichrinne regelmäßig breiter ist als der eigentliche Stichlochkanal, so dass sich seitlich der aus dem Stichlochkanal austretenden Schmelze Verwirbelungen bilden, die der ofenäußeren Seite des Formbauteils zusetzen. Es ist daher vorgesehen, dass die ofenäußere Seite einen Mittelabschnitt und gegenüber dem Mittelabschnitt zurückversetzte Seitenabschnitte aufweist. Durch das Zurückversetzen der Seitenabschnitte kann in diesen Bereichen der Verschleiß des Formbauteils reduziert werden und somit die Standzeit erhöht werden. Der Übergang zwischen dem Mittelabschnitt und den Seitenabschnitten sollte nicht zu sprunghaft sein, da vorstehende Kanten besonders verschleißanfällig sind. Daher ist in vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass zwischen dem Mittelabschnitt und den Seitenabschnitten Flankenabschnitte angeordnet sind, die mit der Mittellängsachse des Stichlochkanals einen Winkel in einem Bereich von 20° bis 70°, insbesondere in einem Bereich von 30° bis 60°, einschließen. Durch die Flankenabschnitte können die Wirbelströmungen in den Eckbereichen der Abstichrinne sanft umgeleitet werden, so dass der Verschleiß seitlich des Stichlochkanals reduziert werden kann.
Der Stichlochkanal selbst ist an seiner ofenäußeren Mündung vorzugsweise nicht breiter als der Mittelabschnitt und vorzugsweise genauso breit wie der Mittelabschnitt. Durch die aufeinander abgestimmte Breite wird der von Wirbelströmungen belastete Bereich seitlich des Mittelabschnitts bzw. seitlich des Stichlochkanals weitestgehend minimiert, wobei die Flankenabschnitte zudem vorzeitige Auswaschungen im Bereich der Breitseiten des Stichlochkanals verhindern.
Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Stichlochkanal einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei seine Breite in jeder Querschnittsebene mindestens doppelt so groß ist wie seine Höhe.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in der Draufsicht und in einer perspektivischen Darstellung ein Formbauteil 1 aus Feuerfestmaterial zur Auskleidung einer nicht näher dargestellten Abstichöffnung eines Schachtofens. Das Formbauteil ist in seiner Geometrie im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet bei einer Länge L von 1.400 mm, einer Breite B von 700 mm und einer Höhe H von ebenfalls 700 mm. Wesentlich ist die Konfiguration des Stichlochkanals 2, der in den Figuren 1 und 2 mit unterbrochener Linie eingezeichnet ist. Der Stichlochkanal 2 besitzt auf seiner dem Ofeninneren zugewandten Seite 3 eine Breite B1 von 150 mm, die in Richtung zur ofenäußeren Seite 4 auf 400 mm zunimmt. Die ofenäußere Seite 4 gliedert sich in einen Mittelabschnitt 5 sowie gegenüber dem Mittelabschnitt 5 zurückversetzte Seitenabschnitte 6. Der Mittelabschnitt 5 und die Seitenabschnitte 6 verlaufen in ihrer Orientierung parallel zueinander, wobei der Mittelabschnitt 5 gegenüber dem Seitenabschnitt 6 bei diesem Ausführungsbeispiel um etwa 200 mm vorsteht bzw. die Seitenabschnitte 6 gegenüber dem Mittelabschnitt 5 um 200 mm zurückversetzt sind.
Zwischen dem Mittelabschnitt 5 und den Seitenabschnitten 6 erstrecken sich Flankenabschnitte 7, welche mit der Mittellängsachse des Stichlochkanals 2 einen Winkel in einem Bereich von 20° bis 70°, vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis 60°, einschließen.
Es ist zu erkennen, dass der Stichlochkanal 2 an seiner ofenäußeren Mündung 8 nicht breiter ist als der Mittelabschnitt 5, sondern quasi genauso breit wie der Mittelabschnitt 5 ist. In diesem Ausführungsbeispiel wären das 400 mm, wobei auf die Seitenabschnitte 6 und die Flankenabschnitte 7 insgesamt 300 mm entfallen. Die Flankenabschnitte 7 sind etwa genauso breit wie die Seitenabschnitte 6.
Der Stichlochkanal 2 besitzt einen rechteckigen Querschnitt, wie in Figur 2 zu erkennen ist. Die Breite B1 des Stichlochkanals ist in jeder Querschnittsebene mindestens doppelt so groß wie seine Höhe H1.
In den Figuren 1 und 2 ist ferner eine Nut zu erkennen, die sich mit Ausnahme der den Stichlochkanal 2 aufnehmenden Unterseite des Formbauteils 1 über alle drei Seiten des Formbauteils im Bereich des Außenumfangs erstreckt. Die Nut dient zur Einbringung von Feuerfestmasse, um das Formbauteil 1 innerhalb der Kapelle bzw. der Abstichöffnung des Schachtofens zu vergießen und so das Formbauteil zu verankern. Grundsätzlich werden die zwischen dem Formbauteil 1 und der nicht näher dargestellten Wandung der Abstichöffnung verbleibenden Freiräume mit Feuerfestmasse ausgegossen. Das gilt sowohl für den Bereich der Nut 9 als auch für die übrigen Längsseiten. Die auszugießenden Freiräume können je nach Formgenauigkeit des Formbauteils 1 relativ schmal sein.
Gegenüber bekannten Formbauteilen zeichnet sich das erfindungsgemäße Formbauteil 1 auch dadurch aus, dass es im Verhältnis zur Höhe und Breite eine deutlich größere Länge aufweist, was erheblich zur Standzeitverbesserung beiträgt. Während herkömmliche Formbauteile eine Länge von beispielsweise 500 mm aufweisen, ist die Länge L des Formbauteils wenigstens doppelt so groß, d.h. sie beträgt mindestens 1.000 mm. Bezogen auf die Höhe und Breite des Formbauteils 1 lässt sich sagen, dass die Länge L mindestens doppelt so groß ist wie die Höhe H oder Breite B des Formbauteils 1.
Bezugszeichen:
1 - Formbauteil
2- Stichlochkanal
3- Seite
4- Seite
5 - Mittelabschnitt
6 - Seitenabschnitt
7 - Flankenabschnitt
8 - Mündung 9- Nut
B - Breite v.1
B1 - Breite v.2
H - Höhe v.1
H1 - Höhe v.2
L- Länge

Claims

Patentansprüche
1. Formbauteil aus Feuerfestmaterial zur Auskleidung einer Abstichöffnung eines Schachtofens, wobei in dem Formbauteil (1) ein Stichlochkanal (2) ausgebildet ist, dadurch geken nzeichnet, dass der Stichlochkanal (2) unterseitig des Formbauteils (1 ) angeordnet ist, wobei die Breite (B1 ) des Stichlochkanals (2) vom Ofeninneren zum Ofenäußeren hin zunimmt.
2. Formbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B1) vom Ofeninneren zum Ofenäußeren mindestens verdoppelt wird.
3. Formbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B1) des Stichlochkanals (2) mindestens um den Faktor 2,5 zunimmt.
4. Formbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass seine ofenäußere Seite (4) einen Mittelabschnitt (5) und gegenüber dem Mittelabschnitt (5) zurückversetzte Seitenabschnitte (6) aufweist.
5. Formbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittelabschnitt (5) und den Seitenabschnitten (6) Flankenabschnitte (7) angeordnet sind, die mit der Mittellängsachse des Stichlochkanals (2) einen Winkel in einem Bereich von 20° bis 70° einschließen.
6. Formbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel in einem Bereich von 30° bis 60° liegt.
7. Formbauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stichlochkanal (2) an seiner ofenäußeren Mündung (8) nicht breiter ist als der Mittelabschnitt (5).
8. Formbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stichlochkanal (2) an seiner ofenäußeren Mündung (8) genauso breit ist wie der Mittelabschnitt (5). Formbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stichlochkanal (2) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei seine Breite (B1) in jeder Querschnittsebene mindestens doppelt so groß ist wie seine Höhe (M ).
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