DD282635A5 - Feuerfeste futteranordnung fuer metallurgische gefaesse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Futteranordnung fuer metallurgische Gefaesze, die sowohl Durchbruchsituationen als auch Ansatzbildungen vermeidet. Dazu sind gezielte Einfrierungen bei Fugendurchbruechen und stabile Temperaturverhaeltnisse im Arbeitsfutter zu erreichen. Erfindungsgemaesz ist fuer metallurgische Behandlungsgefaesze eine Futterkombination vorgesehen, die aus einer Isolationsschicht zur waermemaeszigen Entkopplung zwischen dem Arbeits- und dem nach auszen nicht isolierten Sicherheitsfutter besteht, wobei das Sicherheitsfutter aus die Waerme gut leitendem Material mit hoher Waermekapazitaet zu fertigen ist. Fig. 2{feuerfeste Futteranordnung; metallurgische Gefaesze; Behandlungsgefaesze; Durchbruchsicherung; Ansatzbildung; Arbeitsfutter; Zwischenisolationsschicht; Sicherheitsfutter; waermemaeszige Entkopplung; Waermeleitfaehigkeit; Waermekapazitaet}

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Futteranordnung für metallurgische Gefäße, die bei technologisch bedingter Neigung zu Metallein- und Unterlaufungen sowohl Durchb: uchsituationen als auch Ansatzbildungen (Verbärungen) des Arbeitsfutters vermeidet.

Charakteristik bekannter Lösungen

Die Feuerfestzustellung metallurgischer Behandlungsgefäße- beispielsweise für Entgasungsprozesse- gehört zu den komplex beanspruchtesten Bereicher, des Gefäßes.

Durch diskontinuierliche Temperaturführungen und z. B. technologisch bedingte Druckwechsel besteht die akute Neigung zu Futterbewegungen, Fugenöffnungen und damit zu Metalleinläufen und Futterunterlaufungen mit direkter Durchbruchgefahr besonders im Boden'jereich der Gefäße.

Gefördert wird dieser Effekt durch

- hohe thermische Dehnungskennwerte des im allgemeinen basischen Arbeitsfuttermaterials

- nicht immer realisierbare fugenfreie Präzisionsmauerung

- thermische Aufwölbungseffekte durch zu steile Aufheizungen

Generell ist es üblich, ein z. B. basisches Periklas-Chromit-Arbeitsfutter mit hochwertiger Isolation aus Feuerleichtsteinen und Keramikfasermatten zu kombinieren. Diese für den Wärmehaushalt wichtige Isolation stellt allerdings im Falle eines Furjeneinlaufs eine schwache Barriere gegen den Einlauf dar, so daß sich schnell Durchbruchsituationen ergeben können. Eine gut leitende Hintermauerung ohne Isolation führt andererseits zur Ansatzbildung durch starken Wärmeverlust im Arbeitsfutter. Ein wärmedämmender Überzug für metallurgische Behälter wird in der DE-OS 2559151 beschrieben. In einer Gießpfanne für flüssigen Stahl besteht das feuerfeste Futter aus zwei aus Schamotte hergestellten Schutzschichten, zwischen denen ein wärmedämmender Überzug angeordnet ist. Die innere Schutzschicht ist weiterhin mit einer Verschleißschicht überzogen. Der wärmedämmende Überzug besteht aus organischen und >. moralischen Fasern, einem Bindemittel, einem Feuerfestmaterial und einem Flußmittel. Die Schicht hat eine Stärke von 10 bis 100mm. Diese Erfindung ist auch für den Überzug von anderen Behältern anwendbar. Sie dient ausschließlich der Wärmeisolation, um die Eingußtemperatur der Schmelze zu senken und die Verweildauer schmelzflüssiger Materialien, beispielsweise in Pfannen, zu erhöhen.

Eine weitere wärmeisolierende Auskleidung für metallurgische Behälter wird durch die DE-PS 3010868 offenbart. Zwischen einer permanenten Schicht aus feuerfestem Material und einer verbrauchbaren Schicht im Innern des Behälters und mit Kontakt zu dem flüssigen Metall, ist eine relativ kompremible Schicht auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Fasern angeordnet. Die Fasern können beispielsweise Glaswolle, Gesteinswolle oder keramische Fasern sein. Diese Fasern ermöglichen eine Verbesserung der Wärmeisolation der Schicht bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen, die sich durch den Wärmetausch mit der Außenseite eines Verteilers ergeben. Durch ciie Kompressibilität der betreffenden Schicht sollen weiterhin die schädlichen Auswirkungen durch den erhöhten Druck beim Eingießen der Schmelze auf das Futter gemind·.· rt werden. Die Dicke der faserhaltigen Schicht boträgt allgemein 30-100 mm. Nach der DE-OS 3506085 besteht der Aufbau einer Auskleidung einer Gießwanne, welche in direkter Nachbarschaft zum Metallgehäuse eine Schicht aus einem feuerfesten Material und außerdem eine Oberflächendeckschicht aufweist, aus einer zwischen beiden genannten Schichten angeordneten Zwischenschicht aus AI₂O₃. Diese Zwischenschicht weist eine Stärke von 2-230mm auf und soll das untrennbare Zusammensintern oder Verschmelzen von Dauer- ur.d Arbeitsfutter verhindern sowie die Korrosionsbeständigkeit des Arbeitsfutters gegenüber aggressiven Schlacken durch den Einsatz von MgO, CaO sowie SiO₂ und/oder Na₂O als Komponenten für die Oberflächendeckschicht erhöhen. Alle genannten Lösungen haben nicht den Zweck, die Durchbruchgefahr der Schmelze in metallurgischen Gefäßen zu verringern. Ihr Einsatz ist nur bekannt für metallurgische Gefäße, in denen das schmelzflüssige Metall zeitweilig gelagert oder transportiert wird. Die feuerfeste Auskleidung metallurgischer Behi ndlungsgefäße unte rliegt, wie oben beschrieben, bedeutend höherem Verschleiß, woraus die erhöhte Durchbruchgefahr resultiert.

Das Ziel der Erfindung ist die Unterbindung folgenschwerer Durchbrüche von Flüssigstrahl vorwiegend im Bodenbereich metallurgischer Gefäße und die Verringerung der Verbärungsneigong.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine feuerfeste Futteranordnung für metallurgische Behandlungsgefäße zu entwickeln, mit deren Hilfe gezielte Einfrierungen von Fugendurchläufen und stabile Temperaturverhältnisse im Arbeitsfutter erreicht werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Fugenein- und -unterlaufungen im Arbeitsfutter beim Kontakt mit einem feuerfesten Sicherheitsfutter mit hoher Wärmekapazität und Wärmeleitung durch Wärmeentzug zum Einfrieren gebracht werden. Eine angemessene hochwertige Isolierschicht zwischen Arbeitsfutter und Sicherheitsfutter entkoppelt wärmemäßig diese Futterschichten und vermeidet sowohl eine unzulässige Kühlung des Arbeitsfutters als auch eine Aufheizung des Sicherheitsfutters, das selbst zur Gefäßwand nicht oder nur geringfügig isoliert ist. Ein eventueller Fugeneinlauf erreicht damit höchstens die Isolierschicht zwischen Arbeits- und Sicherheitsfutter und erstarrt an der relativ kühlen Sicherheitslage, wobei es zwar lokal zur Zerstörung der Zwischenisolation, aber auch zur Blockierung eines weiteren Metallzulaufs kommt. Als Isolationsschicht zwischen Arbeits- und Sicherheitsfutter dienen Keramikfaserplatten mit einer Dicke von 5 bis 15 mm. Erfindungsgemäß wird diese Futteranordnung speziell für metallurgische Gefäße in Vakuumbehandlungsanlagen in Stahlwerken verwendet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsboispiol näher erläutert.

Im speziellen .Vl eines Umlauf-Stahlentgaaungsgefäße' -,esteht im Zusammenhang mit Fugendefekten und Futterbewegungen durch die eingemauerten Tauchrohranschlußstutzen eine erhöhte Neigung zu Fugeneinläufen und Durchbruchsituationen.

Im Fig. 1 ist ein Zustelldetail aus dem Bodenbereich dargestellt mit dem PC-Arbeitsfutter 1, der Zwischenisolation 2, der Sichorheitslage 3 und dem Gefäßblech 4. Die Sicherheitslage 3 ist monolithisch aus entsprechend gutleitenden tonerdenreichen oder basischen Qualitäten ausgeführt. Als Zwischenisolation 2 ist eine Keramik'aserplatte mit mindestens 1200⁰C Anwendungstemperatur einzusetzen. Die vom WärmehaushaL abhängige Stärke der Isolierlage liegt im Bereich von 5 bis

Fig. 2 zeigt den sich einstellenden Temperaturverlauf im genannten Schichtensystem mit dem erheblichen Niveauunterschied in

Claims (3)

1. Feuerfeste Futteranordnung für metallurgische Gefäße, bestehend aus einem Arbeitsfutter, einer bis 15mm starken Isolationsschicht aus Keramikfaserplatten und einem Sicherheitsfutter, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenisolationsschicht (2) zur wärmemäßigen Entkopplung des Arbeitsfutters (1) mit dem Sicherheitsfutter (3) zwischen beiden angeordnet ist, wobei das zum Gefäßblech (4) nicht isolierte Sicherheitsfutter (3) aus gut die Wärme leitendem Material mit hoher Wärmekapazität besteht und diese Funktionskombination speziell im Bodenbereich von Umlaufstahlentgasungsgefäßen in Vakuumbehandlungsanlagen in Stahlwerken eingesetzt wird.

2. Feuerfeste Futteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsfutter (3) aus tonerdereichen oder basischen Qualitäten besteht.

3. Feuerfeste Futteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsfutter (3) monolitisch ausgeführt ist.