PL168877B1 - Naczynie metalurgiczne i sposób wytwarzania wykladziny ogniotrwalej dna naczyniametalurgicznego PL - Google Patents

Abstract

9. Sposób wytwarzania wykladziny ognio- trwalej dna naczynia metalurgicznego do wytwarza- nia stali, znamienny tym, ze najpierw nanosi sie na dno (2b) naczynia (1) warstwe suchego, sypkiego, zasadowego, ogniotrwalego materialu i/lub warstwe izolacyjna (4), potem zageszcza sie zasyp przez wibro- wanie, wstrzasanie lub ubijanie, nanosi na powierzch- nie zasypu warstwe ochronna (6) z masy utwardzonej przez wiazanie chemiczne 1 nastepnie suszy i utwardza mase ogniotrwala oraz na zakonczenie ogrzewa sie wykladzine (3). Fig. 2 P L 168877 B 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest naczynie metalurgiczne, zwłaszcza kadź transportowa lub kadź do obróbki, do wytwarzania stali i sposób wytwarzania wykładziny ogniotrwałej dna naczynia metalurgicznego.

Wykładziny naczyń metalurgicznych do wytwarzania stali, przy czym chodzi tu głównie o wykładziny pieców elektrycznych, kadzi transportowych dla surówki, kadzi transportowych do stali lub kadzi do obróbki, wskutek wymagań stawianych przez procesy metalurgiczne i właściwości chemiczne stali i żużlu stalowniczego, są przeważnie wytwarzane z cegieł zasadowych.

Zwykle wykonuje się takie wykładziny z cegieł magnezytowych lub dolomitowych wiązanych smołą, żywicami sztucznymi lub ponadto wiązanych chemicznie albo wypalanych. Od szeregu lat trwają próby zastąpienia takich cegieł masami magnezytowymi lub dolomitowymi, aby uniknąć kosztownego procesu wytwarzania cegieł i pracy jakiej wymaga ich układanie. Cały rozwój w dziedzinie takich mas zasadowych poszedł w tym kierunku, aby magnezyty spieczone lub dolomity spieczone mieszać ze środkami wiążącymi, które należy aktywować wodą, przy czym masy te po wykonaniu z nich monolitycznej wykładziny utwardzają się. Próby wykazały, że rozwiązania te są nieekonomiczne.

Takie monolityczne wykładziny zasadowe, wiążące się chemicznie, w temperaturze pokojowej, są na całej grubości wykładziny sztywne. Podczas nagrzewania powstają pęknięcia, przez które wnika głęboko ciekła stal i niszczy wykładzinę na dużej powierzchni.

Ponadto w tradycyjnych sposobach wiązania niejednokrotnie aktywizuje się proces wiązania dodatkiem wody. Po utwardzeniu wykładziny nie udaje się usunąć z niej całkowicie wody przez wysuszenie, co również powoduje podczas nagrzewania powstawanie dużych pęknięć. Zwłaszcza w przypadku używania materiałów dolomitowych woda powoduje hydratację a przez to utratę ogniotrwałości.

Znane są ponadto wykładziny wykonywane z suchego, zasadowego materiału zasypowego jako leżące, poziome wykładziny den w piecach elektrycznych. Często nie ma obawy, że w takim naczyniu, podczas pierwszego jego napełniania, zasyp zostanie rozmyty przez strumień ciekłej stali. Gdy taka ciekła stal jest dodawana do wsadu, wówczas materiał zasypowy na dnie jest zakryty zimnym żużlem i dzięki temu chroniony przed rozmyciem.

Natomiast w naczyniach, w których strumień stali doprowadzanej swobodnym spadkiem trafia na wykładzinę dna, zwłaszcza w kadziach do transportowania stali lub w kadziach do obróbki, z całą pewnością istnieje obawa, że podczas pierwszego napełniania naczynia zasyp zostanie rozmyty przez strumień ciekłej stali.

Celem wynalazku jest zapewnienie dla takiego naczynia prostej w wykonaniu i taniej wykładziny dna, która gwarantuje bezpieczne jej użytkowanie.

Naczynie metalurgiczne według wynalazku charakteryzuje się tym, że warstwą roboczą dna jest co najmniej częściowo zasyp, korzystnie granulat, suchego, zasadowego materiału wprowadzony przed pierwszym ogrzaniem naczynia metalurgicznego, a na wierzchu zasypu znajduje się utwardzona chemicznie lub spieczona monolitycznie warstwa ochronna, przy czym gdy naczynie metalurgiczne zostaje napełnione ciekłym metalem, wówczas warstwa robocza co najmniej częściowo składa się z warstwy monolitycznej.

Korzystnie między dnem naczynia a ogniotrwałą, zasadową warstwą roboczą jest umieszczona warstwa izolacyjna.

Korzystnie warstwa izolacyjna składa się z masy natryskowej i utwardzonej w temperaturze pokojowej, korzystnie z szamotu łub wysokoprocentowego tlenku glinowego.

Korzystnie w wykładzinie ogniotrwałej naczynia są umieszczone elementy wbudowane, jak kształtki muszłowe, płyty odporne łub dysze, które są mocno połączone z dnem naczynia lub z warstwą izolacyjną.

Korzystnie elementy wbudowane posiadają uskoki w obszarze warstwy ochronnej.

Korzystnie elementy wbudowane posiadają skośne ścianki boczne, tak że ich przekrój zmienia się wraz ze stopniowym ścieraniem się.

Korzystnie warstwa robocza składa się z magnezytu spieczonego, zwłaszcza ze zwiększoną zawartością wapna wynoszącą powyżej 7% CaO, dolomitu spieczonego lub mieszaniny magnezytu spieczonego i dolomitu spieczonego z chromitem lub korundem.

168 877

Korzystnie warstwa robocza zawiera substancje pomocnicze ułatwiające spiekanie, jak tlenek żelaza, kwas ortoborowy, związki boru, suche szkło wodne lub mikroproszek tlenków metali.

Sposób wytwarzania wykładziny ogniotrwałej dna naczynia metalurgicznego do wytwarzania stali według wynalazku charakteryzuje się tym, że najpierw nanosi się na dno naczynia warstwę suchego' sypkiego zasadowego, ogniotrwałego materiału i/lub warstwę izolacyjną, potem zagęszcza się zasyp przez wibrowanie, wstrząsanie lub ubijanie, nanosi na powierzchnię zasypu warstwę ochronną z masy utwardzonej przez wiązanie chemiczne i następnie suszy i utwardza masę ogniotrwałą oraz na zakończenie ogrzewa się wykładzinę.

Korzystnie wybiera się taką masę, która wiąże się ceramicznie pod działaniem temperatury stopionej stali i od strony kąpieli stalowej ulega spieczeniu i utwardzeniu.

Korzystnie naczynie metalurgiczne ogrzewa się przed napełnieniem go kąpielą stalową, za pomocą wprowadzonych palników.

Sposób wytwarzania wykładziny ogniotrwałej dna naczynia metalurgicznego do wytwarzania stali według drugiej postaci wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że najpierw nanosi się na dno naczynia warstwę suchego, sypkiego, zasadowego, ogniotrwałego materiału i/lub warstwę izolacyjną, potem zagęszcza się zasyp przez wibrowanie, wstrząsanie lub ubijanie oraz na zakończenie ogrzewa się wykładzinę za pomocą wprowadzonych palników.

Mianem warstwy roboczej jest tu określona zasadnicza warstwa wykładziny dna naczynia, która styka się z ciekłą stalą i która pomijając ścieranie, pozostaje trwale w naczyniu. Warstwę roboczą wprowadza się do naczynia w postaci suchego zasypu, co oznacza, że zasadniczo nie zawiera ona wody. Jest jednak bardzo korzystnie, gdy materiał zasypowy może zostać nasycony olejem, bitumem, żywicą sztuczną lub podobną substancją, aby na przykład ułatwić formowanie lub zmniejszyć pylenie. Pierwsze ogrzanie naczynia odbywa się odpowiednio przez pierwsze napełnienie go ciekłą stalą lub na drodze specjalnej operacji polegającej na tym, że po wykonaniu wykładziny ogrzewa się ją palnikami mniej więcej do temperatury procesu.

Magnezyt łub dolomit spiekają się pod działaniem temperatury od około 1200°C i tworzą twardą warstwę. Do takiego związania ceramicznego w warstwę o grubości 40 do 60 cm jest wystarczająca temperatura ciekłej stali. Taka związana ceramicznie warstwa, powstała wskutek oddziaływania temperatury po wlaniu stali, stanowi nośną monolityczną wykładzinę dna, która w czasie pracy ulega stopniowemu ścieraniu od strony kąpieli metalowej, ale od strony zimnej w kierunku dna kadzi ciągle odbudowuje się. Rozszerzanie się warstwy ceramicznej, występujące wskutek wahań temperatury podczas napełniania i opróżniania kadzi, jest przejmowane przez nie związany jeszcze ceramicznie materiał zasypowy, leżący po stronie zimnej, tak że nie powstają duże spękania warstwy ceramicznej.

W cienkiej, związanej ceramicznie, elastycznej masie mogą powstawać drobne pęknięcia wskutek wahań temperatury, a ciekła stal mogąca przenikać przez te pęknięcia rozpływa się w materiale zasypowym znajdującym się po stronie zimnej.

Warstwa ochronna ma za zadanie zapobiec w rozmyciu wykładziny podczas pierwszego napełniania naczynia.

Dzięki mocnemu połączeniu z dnem naczynia lub z warstwą izolacyjną elementów wbudowanych umieszczonych w wykładzinie dna, na przykład przez zalanie ciężkiego elementu w warstwie izolacyjnej lub przez przymocowanie go do dna naczynia w inny sposób, unika się przemieszczania tych elementów podczas przechylania naczynia metalurgicznego, które jest często wymagane.

Wpuszczona w warstwę roboczą płyta odporowa, którajest odlana korzystnie z materiału wiążącego się chemicznie w temperaturze pokojowej, stawia opór działaniu skupionego strumienia ciekłej stali. Zasyp przylegający do elementów wbudowanych jest zabezpieczony przez warstwę ochronną przed rozmyciem.

Posiadane przez elementy wbudowane uskoki w obszarze warstwy ochronnej umożliwiają osiąganie szczególnie dobrych połączeń.

Dzięki temu, że elementy wbudowane posiadają skośne ścianki w obszarze warstwy ochronnej, tak że ich przekrój zmienia się wraz ze stopniowym ścieraniem się, tworząca się na

168 877 bieżąco warstwa spieczona przylega szczelnie do elementów wbudowanych. Najlepszy kąt służący do osiągnięcia tego celu ustala się w poszczególnych przypadkach doświadczalnych.

Ogrzewanie palnikami wprowadzonego materiału zasypowego powoduje utworzenie się na powierzchni monolitycznej spieczonej warstwy, która chroni wykładzinę przed rozmyciem.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony bliżej na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia naczynie metalurgiczne według wynalazku w przekroju, fig. 2 - inny przykład wykonania naczynia metalurgicznego w przekroju, fig. 3 - płytę odporową w widoku, a fig. 4 - płytę odporową w przekroju wzdłuż linii IV-IV z fig. 3 oraz jej usytuowanie w naczyniu metalurgicznym.

Naczynie metalurgiczne 1 składa się ze ścian bocznych 2a i z dna 2b. Dno 2b jest zaopatrzone w wykładzinę 3, która składa się z izolującej warstwy zewnętrznej 4, warstwy roboczej 5, wykonanej z ogniotrwałego materiału zasadowego, i z warstwy ochronnej 6.

W przykładzie wykonania na fig. 2 w wykładzinie dna 3 jest umieszczona dysza 11, osadzona w kształtce muszlowej 13. Ścianki boczne 10 kształtki muszlowej 13 są zukosowane pod kątem a. W obszarze warstwy ochronnej na kształtce muszlowej 13 znajduje się uskok 8. Kształtka muszlowa 13 jest ponadto przymocowana do dna 2b za pomocą kotwy żelaznej 7.

Płyta odporowa 9 przedstawiona na fig. 3 i 4 posiada ścianki boczne 10a zukosowane pod kątem a jak również uskok 8a, służący do zakotwienia warstwy ochronnej 6. Krawędź 12 płyty odporowej 9 jest zakrzywiona tak, aby płyta odporowa 9 mogła przylegać do ściany bocznej 2a naczynia 1.

168 877

168 877

168 877

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Naczynie metalurgiczne do wytwarzania stali, którego dno posiada wykładzinę ogniotrwałą z zasadową warstwą roboczą, znamienne tym, że warstwą roboczą (5) jest co najmniej częściowo zasyp, korzystnie granulat, suchego, zasadowego materiału wprowadzony przed pierwszym ogrzaniem naczynia metalurgicznego, a na wierzchu zasypu znajduje się utwardzona chemicznie lub spieczona monolitycznie warstwa ochronna (6), przy czym gdy naczynie metalurgiczne zostaje napełnione ciekłym metalem wówczas warstwa robocza (5) co najmniej częściowo składa się z warstwy monolitycznej.
2. 2. Naczynie według zastrz. 1, znamienne tym, że między dnem (2b) naczynia (1) a ogniotrwałą, zasadową warstwą roboczą (5) jest umieszczona warstwa izolacyjna (4).
3. 3. Naczynie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że warstwa izolacyjna (4) składa się z masy natryskowej i utwardzonej w temperaturze pokojowej, korzystnie z szamotu lub wysokoprocentowego tlenku glinowego.
4. 4. Naczynie według zastrz. 1, znamienne tym, że w wykładzinie ogniotrwałej (3) naczynia (1) są umieszczone elementy wbudowane, jak kształtki muszlowe (13), płyty odporowe (9) lub dysze (11), które są mocno połączone z dnem (2b) naczynia (1) lub z warstwą izolacyjną (4).
5. 5. Naczynie według zastrz. 4, znamienne tym, że elementy wbudowane (9, 11, 13) posiadają uskoki (8, 8a) w obszarze warstwy ochronnej (6).
6. 6. Naczynie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że elementy wbudowane (9,11,13) posiadają skośne ścianki boczne (10, lOa), tak że ich przekrój zmienia się wraz ze stopniowym ścieraniem się.
7. 7. Naczynie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwa robocza (5) składa się z magnezytu spieczonego, zwłaszcza ze zwiększoną zawartością wapna wynoszącą powyżej 7% CaO, dolomitu spieczonego lub mieszaniny magnezytu spieczonego i dolomitu spieczonego z chromitem lub korundem.
8. 8. Naczynie według zastrz. 7, znamienne tym, że warstwa robocza (5) zawiera substancje pomocnicze ułatwiające spiekanie, jak tlenek żelaza, kwas ortoborowy, związki boru, suche szkło wodne lub mikroproszek tlenków metali.
9. 9. Sposób wytwarzania wykładziny ogniotrwałej dna naczynia metalurgicznego do wytwarzania stali, znamienny tym, że najpierw nanosi się na dno (2b) naczynia (1) warstwę suchego, sypkiego, zasadowego, ogniotrwałego materiału i/lub warstwę izolacyjną (4), potem zagęszcza się zasyp przez wibrowanie, wstrząsanie lub ubijanie, nanosi na powierzchnię zasypu warstwę ochronną (6) z masy utwardzonej przez wiązanie chemiczne i następnie suszy i utwardza masę ogniotrwałą oraz na zakończenie ogrzewa się wykładzinę (3).
10. 10. Sposób wytwarzania wykładziny ogniotrwałej dna naczynia metalurgicznego do wytwarzania stali, znamienny tym, że najpierw nanosi się dno (2b) naczynia (1) warstwę suchego, sypkiego, zasadowego, ogniotrwałego materiału i/lub warstwę izolacyjną (4), potem zagęszcza się zasyp przez wibrowanie, wstrząsanie lub ubijanie oraz na zakończenie ogrzewa się wykładzinę (3) za pomocą wprowadzonych palników.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wybiera się masę, która wiąże się ceramicznie pod działaniem temperatury stopionej stali i od strony kąpieli stalowej ulega spieczeniu i utwardzeniu.
12. 12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że naczynie (1) ogrzewa się przed napełnieniem go kąpielą stalową za pomocą wprowadzonych palników.

    ★ ★ ★

    168 877