SE442673B - Eldfast byggelement - Google Patents

Description

8002647-9 2 driftstemperaturer över omkring 538°C. Vid ännu lägre tem- peraturer faller det oxiderade teglet, som inte längre har det ursprungliga kol-beck-bindningssystemet, lätt sönder i smulor, vilket förorsakar förstöring av tegelfodret från den kalla änden, dvs. den dolda änden. Mera tegel fordras, vilket ökar kostnaden per ton stål.

Inre foderförstöring, dold för ögat, är naturligtvis ytterst farlig för stålarbetare. Därför att sådan inre, dold förstö- ring omöjliggör att noggrant bestämma hur mycket ugnsfoder som återstår, mister vidare ugnsskötare förmågan att med blotta ögat bestämma hur länge ett särskilt foder kommer att Vafa- Som en teknisk uppgift är eliminering av luftinfiltration i området mellan de kalla ändytorna av teglen och den elektris- ka ljusbågugnens mantel svår. I drift slår sig ugnsmantlar ofta, vilket förhindrar tät anliggning av tegelfodret. Tegel- avskiljning från toppen av en ugnsmantel, vilket gör topp- teglen ytterst utsatta för oxidation, är också vanlig. Vidare har mantlar ofta talrika hål av ett stort antal anledningar. övertygade om att luftinfiltration är oundviklig har arbe- tare på området försökt att lösa den kalla ändytans oxida- tionsproblem genom att kemiskt eller mekaniskt tätt avstänga den kalla ändytan av eldfasta kroppar, såsom magnesitkoltegel.

Likväl har olika former av kemiska beläggningar, tätningsme- del och pulver inte tillfredsställande ökat magnesitkoltegels drifts- eller livslängd.

I ett försök att minska kontakt mellan luft och den kalla ändytan av eldfasta kroppar på mekanisk väg har arbetare an- vänt en metallplåt på den kalla ändytan av ett tegel, under det att dessutom en metallmantling svepts runt tvâ eller fle- ra angränsande sidoytor. Gap mellan plåten och mantlingen vid kanterna av den kalla ändytan släpper dock in någon oxi- derande luft, oberoende av om plåtbeklädnaden fästes sam- tidigt med eller efter formning av teglet. Följaktligen är 8002647-9 3 denna metod för tät avstängning av den kalla ändytan fort- farande inte helt tillfredsställande.

Användningen av antingen aluminium- eller stâlfolie för att svepa in änden av ett tegel före plåtbeklädning har föresla- gits som en driftsduglig lösning. Förutsagda driftstempera- turer hos den kalla ändytan överstiger dock aluminiums smältpunkt, medan stàlfolie är olämplig då den lätt kan Skärå arbetaren- Fackmän har alltså fortsatt att anergiskt söka efter ett tegel som är mindret villigt att oxidera på den kalla ändytan för att minska kostnaden per ton stål.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning övervinner problemen och olägenhe- terna hos den kända tekniken genom att åstadkomma större ef- fektivitet vid tät avstängning av den kalla ändytan av en eldfast kropp, särskilt en som innehåller ett oxiderbart tillsatsmedel. Uppfinningen är särskilt inriktad på att eli- minera luftgapen vid kanterna av den kalla ändytan av en eldfast kropp. Då uppfinningen effektivare fördröjer oxida- tion, minskar den mängden eldfast tegel som fordras per ton framställt stål; i motsvarande grad minskas kostnaden per ton stål.

Uppfinningen avser därvid ett eldfast byggelement omfattande en eldfast kropp av rätvinklig'Pafä1le1lePíPeåiSk form med en varm och en kall ändyta samt organ som täcker åtminstone en del av kroppens yta, vilka organ består av tvâ vinkelböjda sidoplåtar av metall som anligger mot motsatta sidoytor av kroppen och har 90 grader omböjda flikar utmed minst ett av sina vinkelställda kantpartier vid den kalla ändytan för att bilda en ansats mot denna.

Detta byggelement enligt uppfinningen kännetecknas av att flikarna anligger mot den kalla ändytan över en ändplát med tillnärmelsevis samma dimension som denna yta och täcker endast ett begränsat parti av ändytan. 8002647-9 I en föredragen utföringsform utgör ändpláten en separat metallplàt. Denna metallplàt kan i en ytterligare före- dragen utföringsform utgà fràn ett av de vinkelställda kantpartierna av en sidoplàt och täckas av en flik utgå- ende fràn det andra vinkelställda kantpartiet av sido- plåten. Ändpláten hàlles i anliggning mot den kalla ändytan med- elst flikarna, vilka jämväl kan vara fästa till åndpláten genom svetsning, nitning eller ekvivalenta medel var för sig eller i kombination.

I en ytterligare utföringsform omfattar byggelementet ytter- ligare ett par yttre vinkelböjda andra sidoplátar av metall som anligger mot och täcker respektive motsatta yttersidor av de mot byggelementet anliggande första vinkelböjda sido- plàtarna, varvid dessa andra sidoplåtar har 900 omböjda flikar som täcker flikarna pà de första sidoplàtarna.

Det skall framhållas, att den föregående allmänna beskriv- ningen och den följande utförliga beskrivningen endast är âskâdliggörande och exemplifierande och att modifikationer, som varken avviker från uppfinningens grundtanke eller om- fång, är nära till hands för sakkunniga på området. Bifo- _ gade ritningar som är införlivade i och en del av denna patentskrift, åskådliggör utföringsformer av uppfinningen och hjälper att tillsammans med beskrivningen förklara uppfinningens principer.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. l är en sprängd perspektivbild av en tresidig plåtbe-. klädnads-utföringsform av uppfinningen. Fig. 2 är en planvy av plåten för att forma de vinkelbockade metallplåtarna i fig. l och fig. 3. Fig. 3 är en sprängd perspektivbild av en första femsidig plåtbeklädnads-utföringsform av uppfin- ningen. Fig. 4 är en vy av den kalla ändytan av utförings- formen i fig. 3. Fig. 5 är en sprängd perspektivbuld av en andra femsidig plåtbeklädnads-utföringsform av uppfinningen. 8002647-9 Fig. 6 är en planvy av en plåt för att forma den vinkel* backade metallplåten i fig. s.

Fig. 7 visar utföringsformen enligt figur 3 försedd med ytterligare plátbeklädnad, i sprängd perspektivbild.

Beskrivning av de föredragna utföringsformerna Det hänvisas nu i detalj till de föreliggande föredragna utföringsformerna av uppfinningen, pá vilka exempel är âskàdliggjorda pà bifogade ritningar.

Eldfasta byggelement, sådana som de som används vid in- fodring av ugnar, är vanligtvis i form av tegel, som har en rektangulär tvärsektion och en het ändyta och en kall ändyta, vilka var och en är parallell med den rektangulära tvärsektionen och tvâ par motstàende sidoytor.

I överensstämmelse med uppfinningen är organ anordnade för mantling av den kalla ändytan och åtminstone tvâ angrän- sande sidoytor, varvid mantlingsorganen innefattar en vinkelbockad metallplåt som berör tvâ angränsande av sido- ytorna och åtminstone en plan del, som är sammanhängande med och normal mot den vinkelbockade plåten, och varvid - mantlingsorganen täcker åtminstone en skärning mellan en berörd sidoyta och den kalla ändytan. Som här förverkligade och visade i fig. l innefattar mantlingsorganen en vinkel- bockad metallplåt 70, som berör tvâ angränsande sidoytor 62 och 64 av den eldfasta kroppens 66 sidoytor, och åtminst- one en plan del 72, som är sammanhängande med och normal mot den vinkelbockade plåten 70, varvid mantlingsorganen täcker åtminstone en skärning 72 mellan en berörd sidoyta 62 eller 64 och den kalla ändytan 60.

Fig. l visar en tresidig plàtbeklädnads-utföringsform av uppfinningen för tät avstängning fràn omgivningen av den kalla ändytan 60 av den eldfasta kroppen 66. I denna utfö- ringsform av uppfinningen innefattar mantlingsorganen den 8002647-9 6 vinkelbockade metallplâten 70 och en metalländplåt 76, som har approximativt samma dimensioner som den kalla ändytan 60.

Metallplâten 76 är särskilt placerad i beröring med den kal- la ändytan 60. Den vinkelbockade metallplåten 70, vilken vi- sas som ett plåtstycke i fig. 2, innefattar två sammanhängande väggar 78 och 80, vilka är vinkelbockade i huvudsak normalt mot varandra och är i läge för att beröra angränsande sido- ytor 62 och 64 av den eldfasta kroppen 66. Den vinkelbockade metallplåten 70 har också de plana delarna, företrädesvis långsträckta flikar 72, vid den ena ändkanten 82 av var och en av väggarna 78 och 80. Flikarna 72 skjuter ut i ungefär 900 vinkel med avseende på de väggar 78 och 80, vid vilka de respektive är fästa.

Flikarna 72 är företrädesvis fasthäftade vid metalländplåten 76. Denna fasthäftning kan utföras genom svetsning, nitning eller kombinationer därav eller ekvivalenter därtill. Av fig. l torde framgå, att flikarna 72 och metalländplåten 76 i förening täcker två skärningar 74 mellan sidoytorna 62 och 64 och den kalla ändytan 60.

Flikarna 74 bildar alltså en avsats runt en del av omkretsen av den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60 och skjuter in över metalländplåten 76. Flikarna 72 medverkar åtminstone till att hålla kvar metalländplåten 76 mot den kalla änd- ytan 60. Den vinkelbockade metallplåten 70 kan vidare fästas vid den eldfasta kroppen 66 genom välkända medel, innefattan- de svetsning, samformning, nitning, limning, murning och kom- binationer därav eller ekvivalenter därtill.

Såsom visas i fig. 1 och 2 är den vinkelbockade metallplå- ten 70 företrädesvis L-formad. Såsom visas i fig. l är också den vinkelbockade plåtens 70 väggar 78 och 80 företrädesvis av approximativt samma dimensioner som angränsande sidor 62 och 64 av den eldfasta kroppen 66.

Den vinkelbockade plåten 70 är företrädesvis av stål med en tjocklek mellan 0,45 och 1,2 mm. 8002647-9 7 Såsom är välkänt på området verkar den vinkelbockade metall- plåten 70 som en värmeledare. Då det främsta syftet med me- talländplåten 76 är att tätt avstänga den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60 från omgivningen, snarare än att tjäna som värmeledare, kan metalländplåten 76 likväl vara gjord av en tunnare metall än den vinkelbockade metallplâten 70.

Metalländplåtens 76 tjocklek är företrädesvis mellan 0,25 och 0,37 mm.

Om det vidare finns ett driftsbehov av ökad värmdedningsför- måga, kan minst en överlappande vinkelbockad metallplåt 70 användas. För att uppnå en sådan överlappning, anbringas lätt ännu en vinkelbockad metallplåt 70 genom välkända medel i läge för att överlappande beröra den underliggande vinkel- bockade metallplâtens 70 väggar 78 och 80. Den överlappande vinkelbockade metallplâtens 70 flikar 72, som skjuter ut i ungefär 900 vinkel med avseende på väggarna 78 och 80, vid vilka de är respektive fästa, skjuter in över den vid den eldfasta kroppen 66 fästa vinkelbockade metallplåtens 70 flikar 72.

Den för närvarande föredragna utföringsformen av uppfinningen innefattar olika femsidiga plåtbeklädnadsanordningar. Fig¿ 3 är en perspektivbild av en sådan femsidig utföringsform av uppfinningen och fig. 4 en vy av den kalla änden av utförings- formen i fig. 3. I denna utföringsform innefattar mantlings- organen metalländplåten 76 och två vinkelbockade metall- plåtar 70.

Metalländplåten 76 är placerad i beröring med den kalla änd- ytan 60. Som framgår av fig. 3 är tvâ vinkelbockade metall- plåtar 70, vilka var och en är formad av det i fig. 2 visade plåtstycket och i kombination har de första och andra paren av motstâende sidoväggar 78 och 80 samt har flikarna 72 vid den ena ändkanten 82 av var och en av väggarna 78 och 80, anbragta i läge i beröring med de första och andra paren av de motstående sidoytorna 62 och 64 av den eldfasta kroppen 66. 8002647-9 8 För att inhölja de första och andra paren av motstående sido- ytor 62 och 64 av den eldfasta kroppen 66 är två vinkelbock- ade plåtar 70 häftade fast vid de nämnda sidoytorna av den eldfasta kroppen genom vilket godtagbart känt medel som helst såsom limning, svetsning, nitning, samformningeller vilken kombination därav eller ekvivalent därtill som helst.

De vinkelbockade metallplâtarnas 70 flikar 72, som skjuter. ut i ungefär 900 vinkel med avseende på väggarna 78 och 80, vid vilka de är respektive fästa, bildar en avsats runt om- kretsen av den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60 och inhöl- jer en omkretsdel av den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60. Flikarna 72 skjuter in över metalländplåten 76, vilken är i beröring med den kalla ändytan 60.

Flikarna 72 är företrädesvis häftade fast vid metalländ- plåten 76. Denna fasthäftning kan göras genom svetsning, nitning eller vilken kombination därav eller ekvivalent där- till som helst. Eventuellt kan ändplåten 76 eller andra ele- ment av mantlingen vara fästa vid den eldfasta kroppen genom kända medel. Fig. 4 visar grafiskt den täta avstängningen av både den kalla ändytan 60 och alla fyra skärningarna 74 mel- lan de motstående paren av sidoytorna 62 och 64 och den kal- la ändytan 60.

I fig. 5 visas en andra femsidig plåtbeklädnads-utförings- form av uppfinningen. I denna utföringsform av uppfinningen innefattar mantlingsorganen en vinkelbockad metallplåt 70, såsom ovan beskrivits, och en andra vinkelbockad metallplåt 86, vilken är formad av det i fig. 6 visade plåtstycket. Som framgår av fig. 5 är de tvâ vinkelbockade metallplåtarna 70 och 86, vilka i kombination har de första och andra paren av motstående sidoväggar 78 och 80, anbragta i beröring med de första och andra paren av den eldfasta kroppens 66 mot- stående sidoytor 62 och 64.

De angränsande sidokanterna 84 av den vinkelbockade metall- plåten 70 och den andra vinkelbockade metallplåten 86 är företrädesvis häftade fast vid varandra. 8002647-9 9 Den andra vinkelbockade metallplåten 86 har fliken 72 vid ändkanten 82 av väggen 80 och en rektangulär flik 88 vid ändkanten 82 av väggen 78, varvid den rektangulära fliken 88 har ungefärligen samma dimensioner som den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60. Båda flikarna 72 och 88 skju- ter ut i approximativt 900 vinkel med avseende på väggarna 80 och 78 och den andra vinkelbockade metallplâtens 86 flik 72 skjuter ut in över den rektangulära fliken 88. Den vinkelbockade metallplåtens 70 flikar 72 skjuter också ut i ungefär 900 vinkel med avseende på väggarna 78 och 80, vid vilka de är respektive fästa, för att inhölja en del av den kalla ändytans 60 omkrets och för att skjuta in över den rektangulära fliken 88. Flikarna 88 och 72 inhöljer sålunda fullständigt den eldfasta kroppens 66 kalla ändyta 60. Flikarna 72 är företrädesvis häftade fast vid den rek- tangulära fliken 88.

Den andra vinkelbockade metallplâten 86 är företrädesvis gjord av stål med en tjocklek mellan 0,45 och 1,2 mm.

Med avseende på de femsidiga plâtbeklädnads-utföringsfor- merna av uppfinningen, som är âskådliggjorda i fig. 3, 5 på ritningarna, kan vissa tillämpningar kräva ökad värmeledningsförmâga, som nödvändiggör att den eldfasta ' kroppen 66 inhöljes genom ytterligare vinkelbockade metall- plåtar. Exempelvis kan detta med avseende på den i fig. 3 visade utföringsformen verkställas genom övertäckning av den vinkelbockade metallplåtens 70 väggar med minst ett par utvändiga inhöljande metallplâtar 70, såsom visas i fig. 7- Varje par av de i fig. 1 visade utvändiga inhöljande metall- plåtarna har i kombination fyra sammanhängande väggar 78 och 80, vilka skjuter in över de vinkelbockade metallplå- tarnas 70 fyra sammanhängande väggar 78 och 80. De utvän- diga inhöljande plåtarna 70 har också flikarna 72 vid den ena ändkanten 82 av var och en av deras väggar 78 och 80, varvid flikarna 72 skjuter ut i ungefär 900 vinkel med av- seende på de väggar 78 och 80, vid vilka de är respektive fästa, så att de ligger in över den vinkelbockade metall- plåtens 70 flikar 72. 8002647-9 10 Förutom att framlägga både ett eldfast byggelement med bättre oxudatuibsbeståbdughet vid den kalla änden och ett sätt för tät avstängning från omgivningen av den kalla ändytan av en eldfast kropp, varvid på så sätt kostnaden per ton för framställning av stål minskas, erbjuder före- liggande uppfinning även betydande tillverkningsfördelar.

Den femsidiga plåtbeklädnadsanordningen till exempel, som genom flikar inhöljer omkretsdelen av metalländplâten, fordrar inte att några andra fysikaliska eller kemiska medel används, såsom svetsning, limning eller nitning, för att fästa metalländplâten vid den kalla ändytan av den eldfasta kroppen. Detta undviker särskilt problemen att metalländplåten fästes vid den eldfasta kroppen genom sådana medel som ingjutning av inlägg i den kalla ändytan av den eldfasta kroppen för att godta flikar som är fästa vid metalländplåten. Dessutom kan plåtarna, när de utstan- sats och bockats, användas i endera en tre- eller femsidig plåtbeklädnads-anordning, som tillåter stor flexibilitet i hela lagerhållningen av plåtar, vilka är nödvändiga för att framställa båda anordningarna.

Då främsta syftet med metalländplâten är att tätt avstänga den kalla änden av teglet från oxidation snarare än att verka som en värmeledare, kan metalländplâten vara' utförd av en tunnare metall än den flikförsedda metallplå- ten, varigenom kostnaden minskas. En annan fördel är, att de plana utsprângen eller flikarna på de två flikförsedda metallplâtarna, som används vid den femsidiga anordningen, underlättar anbringningen av plâtarna i läge på den eld- fasta kroppens yta.

Det faktum, att metalländplâtarna kan skäras ut för att passa vilken särskild storleksserie som helst, medger ock- så stor flexibilitet i lagerhållningen av metalländplåtar.

Exempel Ett laboratorieprov utarbetades för att utvärdera den re- lativa effektiviteten av olika mekaniska och kemiska uppslag 8002647-9 ll avsedda att förhindra oxidation av den kalla änden av en eldfast kropp. Olika provstycken av GRX-356, ett magne- sitkoltegel som saluförs och som framställs av General Refractories Co., skars till 12,7 cm i längd och place- rades som bindsten i en panel. För att efterlikna drift av en elektrisk ljusbågsugn värmdes panelen till l650oC ända upp till 72 timmar och de kalla ändarna av de eld- fasta provstyckena utsattes för den omgivande luftens betingelser.

Sådana överdrag eller beläggningar som beck, natriumsili- kat, GLASS H, som tillverkas kommersiellt av FMC Inorganic Chemical Div. och har en kemisk sammansättning av natrium- polyfosfat och borsyra, har föreslagits för att täta kalla ändar av tegel mot syre-infiltration. När sådana belägg- ningar individuellt pâfördes på kalla ändar av GRX-656 provstycken, befanns oxidationsbeständigheten vara inte bättre än för obehandlade GRX-356 provstycken.

Användningen av syre-Wgettrar" med en företrädesvis-affi- nitet för syre har också föreslagits för minskning av oxi- dation av kall ändyta. Följaktligen överdrogs olika prov- stycken med kombinationer av stålpulver och glaspulver så- som angivet i Tabell l. - Tabell l Behandlingskombinationer av GRX-356 överdragna med Stål/Glas-pulver Tegel ' Behandling Överdragstjocklek GRX-356 Sikt nr 80 Stål 1,524 mm " Sikt nr 80 Stål 1,524 mm Sikt nr 80 Stål + 25 % glaspulver 1,524 mm " Sikt nr 80 Stål - + 25 % glaspulver 1,524 mm Glaspulver 0,559 mm Glaspulver 0,559 mm alla dessa behandlingar visade sig emelertid ineffektiva för att förhindra oxidation. 8002647-9 12 Tegel plåtklädda på tre sidor, däribland den kalla änd- ytan, provades. Fastän plåtbeklädnad teoretiskt skulle förutsägas vara högeffektiva till förhindrande av oxi- dation, tillät gap i plåtbeklädnaden, som var nödvändiga på grund av formningspraktiska skäl, luft att komma i beröring med teglet därigenom förhindrande maximal effek- tivitet mot kallände-oxidation. På samma sätt skulle samformning synas vara en effektiv lösning på problemet så när som på att gap synbarligen också inte kan undvikas vid detta utförande.

Konventionella femsidiga, i efterhand plåtbeklädda tegel provades, man gap tillät någon oxidation vid den kalla änd- ytan. Det befanns, att stâlfolie är effektiv till för- hindrande av oxidation av en kall ändyta, men användningen av stâlfolie bedöms såsom opraktisk till följd av den farliga risken, att arbetare skär sig.

Utnyttjande av föreliggande uppfinnings lärdomar med av- seende på ett tegel förhindrade oxidation av den kalla änd- ytan effektivare än vare sig standard-plåtbeklädnad i ef- terhand eller samformning. I olikhet med användningen av stâlfolie sätter vidare den utvändiga plâtbeklädnads-an-_ ordningen enligt föreliggande uppfinning inte arbetarens säkerhet i fara.

Claims (8)

10 15 20 25 30 /3 8002647-9 PATENTKRAV

1. Eldfast byggelement omfattande en eldfast kropp (66) av rätvinklig parallell pipedisk form med en varm (68) och en kall (60) ändyta samt organ som täcker åt- minstone en del av kroppens yta, vilka organ består av två vinkelböjda sidoplåtar (70, 86) av metall som an- ligger mot motsatta sidoytor (62, 64) av kroppen och har 900 omböjda flikar (72) utmed minst ett av sina vinkelställda kantpartier vid den kalla ändytan (60) för att bilda en ansats mot denna, k ä n n e t e c k - n a t av att flikarna (72) anligger mot den kalla änd- ytan (60) över en ändplåt (76, 88) med tillnärmelsevis samma dimension som denna yta och täcker endast ett be- gränsat parti av ändytan.

2. Byggelement enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ändplåten (76) utgör en separat metallplåt.

3. Byggelement enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ändplâten (88) av metall utgår från ett av de vin- kelställda kantpartierna av en sidoplåt (86) och täckes av en flik (72) utgående från det andra vinkelställda kantpartiet av sidoplåten (86).

4. Byggelement enligt något av krav 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att ändplàten (76) hålles i anliggning mot den kalla ändytan (60) medelst flikarna (72).

5. Byggelement enligt något av krav 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a t av att flikarna (72) är fästa till änd- plåten (76, 88) genom svetsning, nitning eller ekvivalenta medel var för sig eller i kombination. 10 15 8002647-9 M

6. Byggelement enligt något av krav 1 - 5, k ä n n e t e c k n a t av att de vinkelböjda sido- plâtarna (70, 86) och ändplàten (76, 88) består av stålplåt.

7. Byggelement enligt något av krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a t av att den eldfasta kroppen (66) innehåller en oxiderbar tillsats.

8. Byggelement enligt något av krav 1 - 7, k ä n n e t e c k n a t av att byggelementet ytter- ligare omfattar ett par yttre vinkelböjda andra sido- plåtar (70) av metall som anligger mot och täcker res- pektive motsatta yttersidor av de mot byggelementet anliggande första vinkelböjda sidoplåtarna, varvid dessa andra sidoplåtar har 900 omböjda flikar (72) som täcker flikarna på de första sidoplâtarna.