DE2443662C3 - Verfahren und Anordnung zum Schützen der feuerfesten Auskleidung eines Ofens - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Schützen der feuerfesten Auskleidung eines OfensInfo
- Publication number
- DE2443662C3 DE2443662C3 DE19742443662 DE2443662A DE2443662C3 DE 2443662 C3 DE2443662 C3 DE 2443662C3 DE 19742443662 DE19742443662 DE 19742443662 DE 2443662 A DE2443662 A DE 2443662A DE 2443662 C3 DE2443662 C3 DE 2443662C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- furnace
- cooling members
- refractory
- cooling
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 65
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 36
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 31
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 9
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 235000013382 Morus laevigata Nutrition 0.000 description 1
- 244000278455 Morus laevigata Species 0.000 description 1
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910006647 SnH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Schützen der feuerfesten Auskleidung
eines Ofens, der mit hohen Temperaturen betrieben wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
zur Anordnung von Kühlelementen in feuerfesten
Ofenauskleidungen zur Verhinderung einer Erosion und einer Durchdringung während des Hochtemperaturbetriebs.
Die Erosion von feuerfester Auskleidung in Behältern, die mit hohen Temperaturen betrieben werden, ist
ein ausgeprägter Kostenfaktor in vielen chemischen und metallurgischen Anlagen. Es gibt verschiedene Mechanismen,
mittels derer die feuerfeste Auskleidung angegriffen werden kann, z. B. einfaches Schmelzen,
chemische Auflösung durch heiße Schmelzen oder Schlacke, chemische Reaktion in der feuerfesten
Auskleidung, die deren Feuerfestigkeit mindert, Abbröckelung als Folge thermischer Wechselbeanspruchung
und mechanische Erosion durch Aufprall von flüssigen oder festen Partikeln. Verschiedene dieser
Mechanismen können gleichzeitig erfolgen, und häufig wird der Angriff auf spezielle Verschleißbereiche im
Behälter lokalisiert. Unabhängig von den Erosionsmechanismen beschleunigt sich die Angriffsintensität mit
erhöhter Temperatur an der Heißfläche der feuerfesten Auskleidung. Einige Beispiele für einen Angriff des
feuerfesten Materials sind: ein Hinterschneiden der Seitenwände längs der Schlackelinie in Elektroöfen,
Erosion der Seitenwände in den Lichtbogenflammzonen in stahlschmelzenden Elektroöfen, Erosion der Auskleidungen
von Hochöfen, von BOF-Behältern und anderen Stahlerzeugungsbshältern, Erosion und Schmelzen von
Ofendächern, Erosion der feuerfesten Auskleidungen um Gasabzüge in öfen und Röstofen herum, und
örtlicher Angriff der feuerfesten Auskleidung längs der Schlacken- und Metallzapflöcher von Öfen.
Ein anderes Problem, auf das man üblicherweise bei feuerfesten Auskleidungen stößt, die flüssige Bäder aus
Stein, Metallen und geschmolzenen Salzen enthalten, welche unter Temperaturen siehen, die weit über ihrem
Erstarrungspunkt liegen, ist das eindringen der Schmelze in Risse in der Auskleidung. Ein abwechseln-
des Schmelzen und Erstarren des eingedrungenen Materials vergrößert die Risse und schließlich erfolgt
ein Auslaufen durch die Verkleidung. Obgleich eine Erosion des feuerfesten Materials in diesen Fällen
gering sein kann, übt die Auskleidung nicht mehr ihre vorgesehene Funktion aus, weil ein erheblicher Teil
ihrer Dicke bei Temperaturen betrieben wird, die erheblich über dem Erstarrungspunkt der umschlossenen
Schmeke liegen.
Bei konstanten Betriebsbedingungen wird die Tempe- ι ο
ratur an der Heißfiäche einer Auskleidung durch den Wärmeflußeingang vom Prozeß der Wand, der Dicke
und der thermischen Leitfähigkeit der Wandauskleidung und der Temperatur an der Kaltfläche der Wand
bestimmt. Die folgenden Gleichungen veranschaulichen ι s dip Wechselbeziehung zwischen diesen Veränderlichen:
*- = h(Tp-Thi) = K
f — '
darin:
35
= Wärmeflußeingang zur Wand vom Prozeß
= Wärmeaustauschkoeffizient zwischen dem Prozeßmedium und der Heißfläche der Wand
K = thermische Leitfähigkeit der Wandauskleidung / = Dicke der Wandauskleidung
T1, = Temperatur des Prozeßmediums
K = thermische Leitfähigkeit der Wandauskleidung / = Dicke der Wandauskleidung
T1, = Temperatur des Prozeßmediums
Thf = Temperatur an der Heißfläche der Wandauskleidung
T1, = Temperatur an der Kaltfläche der Wandauskleidung.
Normalerweise sind die Werte von h und Tp durch die
Prozesse festgelegt, die im Behälter auftreten. Die Temperatur an der außenliegenden Kaitfläche der
Wandauskleidung hängt von der Art der Kühlung ab, 4<;
die dort erreicht wird, wobei eine natürliche Luftkühlung, eine zwangsweise Luftkühlung und eine Wasserkühlung
verschiedene Methoden dazu sind.
Wenn eine feuerfeste Auskleidung eine geschmolzene, korrodierende Schlacke umschließt und der
Wärmeflußeingang von der Schlacke zur Auskleidung eine Heißflächentemperatur erbringt, die den Erstarrungspunkt
der Schlacke überschreitet, führt die Schlacke zu einer Erosion der feuerfesten Auskleidung,
bis diese dünn genug ist, um der erforderlichen Wärmefluß bei einer Heißflächentemperatur zu leiten,
die gleich dem Schlackenerstarrungspunkt ist. Bei diesem Punkt entsteht eine erstarrte Schlackeschicht an
der feuerfesten Auskleidung, die diese vor weiterer Erosion schützt. Wenn ferne, eine feuerfeste Decke (*>
oder eine Seitenwandauskleidung übermäßigen Wärmefluß von einem Lichtbogen, einer Flamme oder
einem Strom heißen Gases erhält, derart, daß die feuerfeste Heißfläche über der Temperatur liegt, bei der
ein Schmelzen oder eine Erosion der feuerfesten Werkstoffe erfolgt, tritt eine Erosion der feuerfesten
Auskleidung auf, bis diese eine Stärke erreicht, bei der die Wärme durch sie durch eine Heißflächentemperatur
geleitet werden kann, die unter der Temperatur liegt, bei der eine Erosion erfolgen kann.
Wenn die Erosion des feuerfesten Materials schwerwiegend
ist, ist es üblich, den Ofen zur Reparatur stillzusetzen, wenn die Auskleidung ganz stark erodiert
ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann die Lebensdauer der Auskleidung durch zeitweiliges Heißflicken
der erodierten Bereiche verlängert werden. In den meisten Fällen bewirkt das Verwenden von wassergekühlten
Brustplatten, die an die Außenseite der Wand angebracht sind, keine ausreichende zusätzliche Kühlung,
um die Erosion wesentlich zu kompensieren.
Eine Methode, die angewendet worden ist, um eine Erosion der feuerfesten Auskleidung zu beseitigen, ist
der Einbau von wassergekühlten Stahlkästen oder Kupfergußstücken, die entweder zur Heißfiäche der
feuerfesten Auskleidung oder bis nahe daran die Auskleidung durchdringen. Diese Kühler dienen dazu,
den Wärmeeingang in die Auskleidung abzuleiten und damit die umschließende feuerfeste Auskleidung kühl zu
halten. Ein Beispiel für eine solche Kühlung sind die wassergekühlten Gußstücke, die in die Wände von
Hochöfen eingebaut sind. Obgleich diese Lösung in wirkungsvoller Weise die Erosion des feuerfesten
Materials bekämpft, entstehen außerordentlich gefährliche Situationen dann, wenn an den Kühlungen Lecks
entstehen, die ein Laufen von Wasser in den heißen Behälter ermöglichen. Es sind Explosionen erfolgt, die
zur Zerstörung des Behälters und zum Verlust von Leben geführt haben. Auf Grund dieses schwerwiegenden
Nachteils ist das innere Wasserkühlen von feuerfesten Auskleidungen keine sichere Methode zum
Schützen von feuerfesten Auskleidungen in vielen Anwendungsfällen. Beispiele dieser Art der Wasserkühlung
von feuerfesten Auskleidungen sind aus den US-Patentschriften 17 03 519, 35 93 975, 35 98 382 und
36 79 194 bekannt
Es ist nun festgestellt worden, daß feuerfeste Auskleidungen von Hochtemperaturöfen sicher und
wirkungsvoll gekühlt und vor einem Angriff geschützt werden können, indem eine geeignete Anordnung von
massiven Kühlelementen thermisch hoher Leitfähigkeit verwendet wird.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Stützen der feuerfesten Auskleidung eines Ofens, der
mit hohen Temperaturen betrieben wird, wobei Kühlglieder hoher thermischer Leitfähigkeit in die
Auskleidung gesetzt werden, wobei die äußeren Partien der Kühlglieder außerhalb der feuerfesten Auskleidung
verbleiben. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder massiv sind und keine wassergekühlten
Kanäle in den Partien aufweisen, die sich innerhalb der Auskleidung befinden, und daß die Länge,
die Querschnittsfläche, der Abstand und das Material der Kühlglieder so gewählt wird, daß deren Schmelzen
vermieden wird und daß die Ableitung ausreichender Wärme aus der Ofenverkleidung zur Begrenzung der
Erosion der Auskleidung bewirkt wird.
Die Erfindung besteht ferner in einer Anordnung zum Schulzen der feuerfesten Auskleidung eines Ofens, der
mit hohen Temperaturen betrieben wird, wobei die Auskleidung eine innere Fläche hat. die den hohen
Temperaturen ausgesetzt wird, wobei Kühlglieder hoher thermischer Leitfähigkeit vorgesehen sind, die in
die Auskleidung eingebettet sind und deren äußere Partien außerhalb der feuerfesten Auskleidung liegen.
Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder massiv sind und keine Wasserkühlkanäle in
deren Partien haben, die sich im Inneren der Auskleidung des Ofens befinden, und daß die Länge, die
Querschnittsfläche, der Abstand und das Material der Kühlglieder so gewählt ist, daß deren Schmelzen
vermieden wird und daß eine Ableitung ausreichender Wärme von der Ofenauskleidung zur Begrenzung der
Erosion der Auskleidung bewirkt wird.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist
Fig.! ein Teilschnitt durch einen Elektroschmelzofen,
der nicht von den erfindungsgemäßen Merkmalen Gebrauch macht,
F i g. 2 eine Ansicht des gleichen Ofens, der in F i g. 1 gezeigt ist, wobei jedoch die erfindungsgemäßen
Merkmale Anwendung finden,
Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Darstellung,
wobei jedoch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in etwas anderer Anwendung gezeigt ist,
F i g. 4 ein Schnitt durch einen Elektrostahlofen, bei dem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Kühlen
der Seitenwandauskleidung in den Lichtbogenfiammzonen Anwendung findet
F i g. 4A ein Schnitt an der Linie A-A der F i g. 4,
F i g. 5 ein Schaubild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
F i g. 6 eine Einzelheit im Schnitt durch einen Teil eines Ofens, bei dem ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung zur Anwendung gelangt,
F i g. 7 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung am Gasabzug von einem Ofen
und
F i g. 8 ein Schnitt an der Linie 8-8 der F i g. 7.
Die Erfindung hat den größten Nutzeffekt zur Unterdrückung der Erosion von feuerfesten Auskleidungen
oder der Eindringung vom geschmolzenen Materialien in die feuerfesten Auskleidungen. In
Anwendungsfällen, bei denen geschmolzene Prozeßmaterialien in Kontakt mit der Auskleidung stehen, wird
eine gewisse Schicht feuerfesten oder erstarrten Prozeßmaterials zwischen den Heißenden der Kühlglieder
und der Schmelze des Prozeßmaterials gehalten. Von der Heißfläche der Auskleidung wird Wärme durch
massive Glieder hoher thermischer Leitfähigkeit abgeleitet, die in die Auskleidung eingesetzt sind. Die
massiven Kühler hoher thermischer Leitfähigkeit, die beispielsweise reines Kupfer sein können, !.ftnnen so
hohe Wärmeflüsse leiten, daß die Notwendigkeit einer erheblichen Wasserkühlung innerhalb der Auskleidung
entfällt, so daß die großen Gefahren von Lecks und Explosionen beseitigt werden, die Kühlern zu eigen sind,
die mit einer inneren Wasserkühlung arbeiten.
Die Länge der massiven Kühler wird so gewählt, daß die gewünschte Verkleidungsdicke bewahrt bleibt, und
der Abstand und die Querschnittsfläche der Kühler sind so ausgelegt, bezogen auf die thermische Leitfähigkeit
und den Schmelzpunkt des Kühlermaterials, daß die Kühler nicht schmelzen und daß sie ausreichende
Wärme durch die Wand ableiten, um die Erosion der feuerfesten Verkleidung zu begrenzen, und um für den
Fall, daß geschmolzenes Prozeßmaterial mit der Verkleidung in Kontakt steht, eine gewisse Dicke des
feuerfesten Materials oder erstarrten Prozeßmaterials zwischen den Heißenden der Kühler und der Schmelze
des Prozeßmaterials zu halten. Wenn das Eindringen von geschmolzenem Material in die Verkleidung ein
Problem ist, werden die Länge, der Abstand und die Querschnittsfläche der massiven Kühler so gewählt, daß
ausreichend Wärme von der Wand abgeleitet wird, um die Grenze zwischen erstarrten und geschmolzenen
Prozeßmaterialien um eine gewünschte Strecke von der Außenseite der Wand zu halten.
Die massiven Kühler sind einfach herzustellen und zu montieren, und man kann mit den verschiedensten
Formen arbeiten, je nach der speziellen Anwendung. Die Enden der Kühler außerhalb der feuerfesten
Verkleidung können durch natürliche Konvektion und Strahlung entweder von ebenen oder gerippten Flächen
ίο gekühlt werden, ferner durch Zwangsluftkühlung oder
durch Wasserkühlung, je nach dem Anwendungsfall. Wenn mit Wasserkühlung gearbeitet wird, sind die
wassergekühlten Kanäle im wesentlichen auf das Ende des Kühlers begrenzt, der aus der Verkleidung vorsteht,
so daß keine Gefahr besteht, daß Wasser in den heißen Kessel läuft und Explosionen bewirkt In dieser Hinsicht
unterscheiden sich die massiven Kühler gemäß der Erfindung von den anderen Arten innerer Kühler, mit
denen bisher gearbeitet worden ist und die alle die wassergekühlten Kanäle erheblich in die feuerfeste
Verkleidung hinein geführt haben. Die Erfindung kann ohne weiteres in! Zusammenhang mit Fig. 1, 2 und 3
beschrieben werden. F i g. 1 zeigt einen Schnitt als Einzelheit eines Elektroschmelzofens 10 mit einem
feuerfest ausgekleideten Gefäß 11 und einer feuerfesten Seitenwandverkleidung 12. Die zum Schmelzen erforderliche
Wärme wird in den Ofen in der Form elektrischer Energie eingeführt, die durch die Elektrode
13 kommt. Das Chargenmaterial 14 sammelt sich nach dem Schmelzen im Ofen in Schichten geschmolzener
Schlacke 15 und Metall 16. Die heiße geschmolzene Schlacke 15, die die elektrische Energie von der
Elektrode 13 erhält, enthält chemische Substanzen, die leicht mit dem feuerfesten Material reagieren. Als Folge
davon erfolgt eine schnelle Erosion der Verkleidung der Seitenwand 12, die mit der geschmolzenen Schlacke 15
in Kontakt steht Die Erosion setzt sich fort, bis die verbleibende Verkleidungsstärke den Wärmeeingang
von dem Schlackenbad leiten kann und eine dünne Schicht erstarrter Schlacke 17 zwischen der geschmolzenen
Schlacke 15 und der feuerfesten Verkleidung 12 gehalten wird, wie das in F i g. 1 gezeigt ist Üblicherweise
ist die verbleibende feuerfeste Stärke nicht groß genug, um für eine ausreichende Ofenverkleidung zu
sorgen, und der Ofen muß stillgesetzt werden, damit die feuerfeste Verkleidung repariert oder eine neue
Verkleidung eingebaut wird.
Die Anwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung auf die erodierte Seitenwand 12 des Ofens 10,
der vorstehend beschrieben worden ist ist in Fig.2 gezeigt. Stäbe aus hochreinem Kupfer 18 (von denen
nur einer gezeigt ist) werden in Löcher eingebaut, die in die feuerfeste Verkleidung von der Außenseite 19 der
Ofenwand eingebohrt sind. Kühlwasser 20 fließt durch Kanäle 21, die in Enden 22 der Stäbe 18 eingebohrt sind,
die sich aus der Ofenwand herauserstrecken. Mit der entsprechenden Wahl der Länge, des Abstands und der
Querschnittsfläche der Kupferstäbe läßt sich eine ausreichende Wärmeleitung durch die Stäbe erreichen,
um einen erheblichen Körper erstarrter Schlacke 23 um die Stäbe 18 herum und zwischen den Stäben und der
Schlackenschmelze 15 erstarren zu lassen. Trotz der Tatsache, daß der Schmelzpunkt von Kupfer wesentlich
niedriger als die Temperatur der Schlackenschmelze ist, stellt die hohe thermische Leitfähigkeit des Kupfers die
Entstehung einer erstarrten Schlackeschicht um den Stab herum sicher, die ihn vor Schäden schützt. Da das
Kühlwasser fern vom Ofen zur Wirkung kommt, wobei
die massiven Kühlstäbe oder Glieder 18 keine wassergekühlten Passagen in den Teilen aufweisen, die
innerhalb der feuerfesten Verkleidung 12 liegen, wird die Gefahr des Eindringens von Wasser in die feuerfeste
Wand oder die Auskleidung beseitigt. D;e massiven Kupferstäbe bilden also sichere Mittel zur Wiederherstellung
und zum Aufrechterhalten einer geeigneten Seitenwandverkleidung für den Ofen.
Obgleich die Kühlglieder gemäß der Erfindung keine wassergekühlten Kanäle innerhalb der feuerfesten
Auskleidung haben, versteht es sich, daß in bestimmten Fällen Kanäle um 25 bis 50 mm in die Kleidung hinein
geführt sein können, ohne daß irgendein nennenswertes Risiko besteht, und die Beschreibung der Kühlglieder
dahingehend, daß sie keine wassergekühlten Kanäle haben, bedeutet nicht den Ausschluß einer solchen
unerheblichen Erstreckung der Kanäle in die feuerfeste Verkleidung hinein. Die Essenz der Erfindung besteht
also darin, daß in der feuerfesten Verkleidung massive Kühlglieder hoher Leitfähigkeit vorhanden sind, die
jede erhebliche Verwendung von wassergekühlten Kanälen vermeiden, die sich in die Verkleidung hinein
erstrecken.
Das Einsetzen von massiven Kühlgliedern in eine neue Seitenwandverkleidung 12 im Ofen 10 ist in F i g. 3
dargestellt In diesem Fall ist eine schwerwiegende Erosion des Abschnittes 24 der feuerfesten Verkleidung
durch die Verwendung der Kühler 18 verhindert worden.
Die massiven Kühler gemäß der Erfindung können in effektiver Weise dazu verwendet werden, die Seitenwände
eines Elektrostahlofens vor örtlichem Angriff zu schützen, der durch Lichtbogenflammen hervorgerufen
wird, wie das in F i g. 4A dargestellt ist Dabei handelt es sich um einen Schnitt an der Linie A-A der Fi g. 4, die
eine Draufsicht im Schnitt durch einen Elektroofen 27 zeigt Bei Elektrostahlöfen werden Lichtbögen 26, die
zwischen Elektroden 25 und der Stahlschmelze 28 entstehen, von den Elektrodenspitzen radial nach außen
gezwungen, und wenn die Lichtbögen 26 auf die Schlackenschmelze 29 und die Metallschmelze 28
treffen, entstehen Flammen 30 auf heißen Gasen und geschmolzenen Partikeln aus Schlacke und Stahl, die
über dem Schmelzenspiegel «regen die Ofenseitenwände prallen. Der Aufprall der geschmolzenen Partikeln mit
hoher Geschwindigkeit auf die Seitenwand, kombiniert mit der intensiven Wärmestrahlung von den Lichtbögen
26, läßt örtliche Bereiche schweren Angriffs der feuerfesten Verkleidung entstehen. Obgleich die erodierten
Bereiche mit feuerfestem Material nach jeder Stahlschmelzung bewehrt werden, muß die gesamte
Seitenwandverkleidung nach etwa 100 Stahlschmelzungen ersetzt werden (nach einem Betrieb von etwa 2
Wochen). Stahlproduzenten in Japan haben die Bewehrungsfrequ_enz auf ein Minimum reduziert und die
Lebensdauer der Seitenwände erheblich verlängert indem wassergekühlte Kästen in die Auskleidung in den
Lichtbogenflammenzone des Ofens eingebaut werden. Diese Lösung minimaiisiert zwar den Angriff der
feuerfesten Verkleidung, es entstehen dadurch aber auch gefährliche Betriebsbedingungen, weil die Wahrscheinlichkeit
von Wasserlecks in die Schmelze als Folge der extremen mechanischen und thermischen
Belastung groß ist, der die Wasserkästen widerstehen
müssen.
Die massiven Kuh'tr gemäß der Erfindu ig können
für den Schutz der Auskleidung in den Lichtbogenflammzonen eingesetzt werden, ohne daß die Gefahren
von E.\p;osioner. als Folge \on Wasserlecks entstehen.
Weii die einen Schutz erfordernden Bereiche relativ
groß sind und de' Wdrmefluß intensiv ist. werden eine
große Anzahl von Kühlern benötigt. In dem in Fig.·4
gezeigten Ausfuhrungsbeispiel sind Gußstücke aus hochreiuem Kupfer 31 in die Seitenwandverkleidung 32
eingebaut, um die Lichtbogenflammzonen zu bedecken. Jedes Gußstück besteht aus 40 bis 50 einzelnen massiven
Kühlern 35, die einstückig in eine durchgehende
ic Tragplatte 35a gegossen sind Wassergekühlte Kanäle
Xi. die durch Eingießen von Stahlrohr in die Tragplatte 35a entstehen, leiten die Wärme ab. die durch die
massiven Kühler 35 von der Verkleidung abgeleitet wird. Jede der drei Lichtbogenflammzonen im Ofen
kann durch 6 bis 9 dieser Gußstücke geschützt werden, die mit Schrauben am Ofengehäuse 34 und am
tragenden Gerüst befestigt sind. Gießfähiges feuerfestes Material 36 wird zwischen und vor die Kühler 35
eingepreßt, um die Ofenverkleidung zu bilden. Die
ίο Länge der Kühler 35 innerhalb der Tragplatte 35a kann
vorteilhafterweise etwa 230 mm betragen, und die Kühler können entweder kreisrund oder rechteckig im
Querschnitt sein. Mit der richtigen Wahl der Zahl, der Querschnittsfläche und des Abstands der Kühler wird
ausreichende Wärme aus der Auskleidung abgeleitet, um das Halten einer Lage feuerfesten Materials oder
erstarrter Schlacke vor den heißen Spitzen der Kühler sicherzustellen. Die Oberfläche der Kühler kann genutet
sein, um das Verriegeln des gußfähigen feuerfesten
yo Materials in der vorgesehenen Lage zu unterstützen.
Andere Bereiche der Seitenwandverkleidung des Stahlofens, die einem Angriff unterliegen., können
dadurch geschützt werden, daß die einstückig gegossenen Kühler verwendet werden, wie sie vorstehend
beschrieben worden sind, oder daß einzelne Kühlglieder eingesetzt werden, 7.. B. um die Schlackenlinie herum
und unter dem Deckenring.
Feuerfeste Wände und Decken, die einem intensiven Wärmeeingang von Lichtbögen. Flammen oder heißen
Gasströmen ausgesetzt werden, können unter Verwendung von Massivkühlern geschützt werden, wie sie in
F i g. 5 gezeigt sind. Dabei handelt es sich um eir Schaubild eines Teils einer Decke 37 eines Hochtemperaturofens.
Der Wärmefluß. der vom heißen Gasstrorr 38 erhalten wird, wird von der Heißfläche 39 dei
feuerfesten Verkleidung 40 durch massive Platten 41 abgeleitet, die aus einem geeigneten Material hohei
thermischer Leitfähigkeit gefertigt sind. Diese sine zwischen den einzelnen Steinen 42 der Verkleidung 4(
eingebaut Die Platten 41 erstrecken sich aus dei Auskleidung 40 um eine ausreichende Strecke heraus
damit für eine angemessene Wärmeableitung durcl natürliche Konvektion und Strahlung in die Umgebunj
43 gesorgt wird. Die Dicke der massiven Platten 41 un< die Eindringtiefe in die feuerfeste Verkleidung 40 kam
so ausgelegt sein, daß ausreichend Wärme entzogei wird, um die Heißfläche der feuerfesten Verkleiduni
unter der Temperatur zu halten, bei der eine Erosioi
erfolgen kann.
Die massiven Kühlglieder können aus den verschie densten Werkstoffen gefertigt sein, wobei die Haupter
fordernisse die folgenden sind: hohe thermisch' Leitfähigkeit, hoher Schmelzpunkt, chemische Neutrali
tat gegen die Umgebung des Behälters, angemessen
6$ mechanische Festigkeit hohe Strahlungsemissionsfähig keit, wenn eine natürliche Kühlung verwendet wird, im
die Kosten. Hochreines Kupfer ist die beste Wahl fü viele Anwendungsfälle. Eine Teilliste anderer Werkstol
709 617/3!
fe enthält jedoch Graphit, Eisen, Edelstahl, Molybdän, Titan, Aluminium und Legierungen oder Kombinationen
davon.
Die Form, der Abstand und die Verteilung der massiven Kühler kann so gewählt werden, daß die
speziellen Anwendungserfordernisse erfüllt werden. Die Eindringlänge in die feuerfeste Verkleidung wird so
gewählt, daß eine ausreichende Vekleidungsdicke bewahrt bleibt, um die strukturelle Stabilität der
Verkleidung sicherzustellen. Die Querschnittsform kann so geändert werden, daß der Konstruktion der
feuerfesten Verkleidung und der erforderlichen Wärmeableitung Rechnung getragen wird. Wenn die feuerfeste
Verkleidung beispielsweise aus normalen Steinformen gebaut ist, können Kühler mit der gleichen Querschnittsform
wie die Steine oder sogar ein Mehrfaches der Steinabmessungen ohne weiteres in die Wand
eingebaut werden, um eine strammsitzende Konstruktion entstehen zu lassen. Wenn die Kühler in eine schom
weitgehend erodierte Wand eingebaut werden sollen, ohne daß eine Demontage erfolgen soll, sind zylindrische
Kühler von Vorteil, die in Löcher eingebaut werden, die in die Verkleidung eingebohrt worden sind.
Die Wärmeableitungsgeschwindigkeit pro Einheit Wandfläche erhöht sich mit der Querschnittsfläche der
Kühler und mit kleinerem Abstand, und folglich müssen diese beiden geometrischen Veränderlichen so festgelegt
werden, daß die gewünschte Wärmeableitung erfolgt. Wenn beispielsweise Schlacke an der Heißfläche
der Verkleidung erstarren soll, muß die Wärmeableitungsrate hoch genug sein, damit eine Schicht
feuerfesten Materials oder erstarrter Schlacke zwischen den Enden der massiven Kühler und der Schlackeschmelze
bestehen bleibt Darüber hinaus muß der Abstand der Kühler so gewählt sein, daß die Erosion der
feuerfesten Verkleidung zwischen den Heißenden der Kühler kontrolliert wird. Das Maß der Erosion zwischen
den Kühlern vergrößert sich mit größerem Abstand und geringerer thermischer Leitfähigkeit der feuerfesten
Verkleidung oder des erstarrten Prozeßmaterials, das die Kühler umgibt; folglich ist eine Kenntnis der
letzteren Veränderlichen für die Wahl des Abstands erforderlich.
Die Berücksichtigung der zusätzlichen Wärmeableitung vom Prozeß ist ein weiterer Faktor, der bei dem
Einsatz der massiven Kühler in Erwägung gezogen werden muß. In vielen Anwendungsfällen, insbesondere
jenen, bei denen eine Erosion von feuerfestem Werkstoff durch Schlackenschmelzen auftritt wird die
Wärmeverlustrate durch die Verkleidung nicht nennenswert durch die Kühler erhöht und zwar insofern,
als die ungekühlte feuerfeste Verkleidung zurückerodiert um den Wärmeeingang vom Prozeß auf jeden Fall
durch sie hindurch zu ermöglichen. In diesen Fällen diktiert der Wärmeeingang vom Prozeß die Wärmeabflußrete
durch die Wand, und die massiven Kühler bilden eine Methode zum Abführen der Wärme durch
eine dickere Verkleidung. Wenn ein übermäßig kühlerer Querschnittsbereich in die Wand eingebaut ist entsteht
eine dickere erstarrte Schlackenkruste an der Heißfläche, um die Wärmeabführrate zu begrenzen. Der
Wirtschaftlichkeitsfaktor von Wärmeverlusten ist kritischer im Falle von Erosion der feuerfesten Verkleidung
durch Strahlung, Flammenaufprall oder Heißgasströme, da dort allgemein keine Materialien in den Gasen
vorhanden sind, die an der Heißfläche erstarren können und damit den Wärmefluß begrenzen. In diesem Falle
muß die Wärmeableitrate, die erforderlich ist um die
Heißfläche der Verkleidung unter der Erosionstempera
tür zu halten, einigermaßen genau bekannt sein, um eine wirtschaftliche Kühlerkonstruktion zu ermöglichen. Die
gleichen Gesichtspunkte gelten auch für den Fall, daC Kühler verwendet werden, um das Eindringen vor
hochgradig fluiden Schmelzen in Risse oder Hohlräume in feuerfesten Verkleidungen zu begrenzen, se daß die
Grenzfläche zwischen erstarrtem und geschmolzenem Prozeßmaterial in einem bestimmten Abstand von der
ίο Außenseite der Ofenwand gehalten wird.
Die massiven Kühler gemäß der Erfindung werden mit bestem Vorteil dort eingesetzt, wo sie enkrecht zur
feuerfesten Verkleidung eingebaut sind, da das die kleinste Strecke zum Leiten der Wärme darstellt und
damit die höchste Wärmeableitrate pro Einheit Kuhlerquerschnittsfläche ergibt. Es gibt jedoch bestimmte
Anwendungsfälle, bei denen vorteilhaft schräggestellte Kühler eingesetzt werden. Beispielsweise
besteht für den Fall, daß die feuerfesten Verkleidungen an einer Metallschmelze geschützt werden sollen, die
Gefahr, daß dann, wenn das Metall überhitzt wird, es
den Kuhler schmelzen kann und durch die Wand auslaufen kann, wenn der Kühlerkanal unter dem
Schmelzenspiegel liegt. In diesem Fall kann die J5 gewünschte Kühlung ohne Gefahr durch Schrägstellen
von Kuhlern 44 nach oben von der Metallschmelze 45 aus erreicht werden, wie das in Fig.6 dargestellt ist
Dabei entsteht eine erstarrte Metallschicht 46 zwischen der feuerfesten Wand 47 und der Schmelze 45, wie das
vorstehend beschrieben worden ist. Im Falle einer schwerwiegenden Übeihitzung der Metallschmelze und
im halle des Schmelzens des Kühlers kann das
geschmolzene Metall nicht durch die Ofenwand auslaufen, da die Öffnung in der Ofenwand über dem
Metallspiegel liegt Ein anderer Anwendungsfall, bei dem schräggestellte Kühler vorteilhaft verwendet
werden können, liegt im Schutz von feuerfesten Verkleidungen um Öffnungen in Behältern herum, bei
denen ein direkter Zugang zum Öffnungsauslaß erforderheh .st, ζ. B. Ofenabstichlöcher, Chargieröffnungen,
Flektrodenöffnungen und Gasabzüge
Eine weitere Methode zum Schütze der feuerfesten
Verkleidungen um Öffnungen herum, bei der das Prinzip
der Wärmeabfuhr durch einen massiven thermischen Leiter gemäß der Erfindung eingesetzt wird, ist in F i g. 7
dargestellt. In diesem Anwendungsfall ist die feuerfeste
verkleidung 48 um einen Heißgasabzug 49 vom Abgasstrom mittels eines massiven Kupferrahmens 50
geschützt der !n die Wand eingebaut ist Vom Gas
kommende Wärme wird durch den Kupferrahmen 50 geleitet, von dem aus sie in die Umgebung durch Rippen
51 abgegeben wird, die an der Außenseite des Rahmens
50 sitzen, wie das im einzelnen in F i g. 8 gezeigt ist bei <
SnH^ α" λelne" Schni« an der Linie 8 - 8 der F i g. 7
7?" κ ·« ndere Öffnu"gen in Ösen, beispielsweise
wefden° ^™6" ™ gle'cher Weise Seschützt
Die Wärmeableitrate eines massiven Kühlers hängt ^eiiTraU!rfefälle über dessen Länge hinweg ab,
rS!?d die D Kühler ™ größeren Maße effektiv,
ι6 aüßerhaIb der Au!*leidung wassergeIn
vielen Anwendungsfällen können die Kosten Ta luhe KomPlexität eines Kühlwassertrag-,
ηl\ f? . ? vermieden werden, daß eine Kühlung
,mn f™h£fnden End« durch natürliche Konvektion
und Strahlung ,„ die Umgebung ermöglicht wird. In
?γΞ η TuT die Form und die Abmessungen des
freiliegenden kuhleren Endes so ausgelegt sein, daß die
natürliche Kühlung begünstigt wird, beispielsweise
durch die Verwendung von Wärmeableitrippen. Wenn die freiliegenden Enden wassergekühlt sind, können sie
in vielen Fällen so ausgelegt sein, daß ausreichende Wärme durch natürliche Konvektion und Strahlung
abgeleitet wird, um zu verhindern, dall das heiße Ende
bei mangelnder Versorgung schmilzt. Diese Sicherheitsmaßnahme verhindert eine Beschädigung des Kühlers
im Falle einer Unterbrechung der Wasserzufuhr, und das ermöglicht ein Absperren des Wassers zum Warten
der Wasserleitungen usw.
Die massiven Kühler müssen in das Mauerwerk derart eingebaut werden, daß ein guter thermischer
Kontakt zwischen den Flächen des Kühlers und den umgebenden feuerfesten Steinen erreicht wird. Das läßt
sich dadurch erreichen, daß entweder das feuerfeste Steinwerk stramm gegen die Seiten des Kühlers gelegt
wird oder daß alternativ ein Mörtel hoher thermischer Leitfähigkeit verwendet wird, beispielsweise Siliciumkarbid,
um den Raum zwischen dem Kühler und den feuerfesten Steinen zu füllen.
Die Erfindung ist durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.
Die feuerfesten Seitenwände eines 45 OOO-kVA-Elektroofens
mit 6 Elektroden, der zum Schmelzen von vorreduziertem lateritischem Nickelerz verwendet
wurde, zeigten eine schwerwiegende Erosion nach einer Betriebsdauer von etwa einem Jahr. Die feuerfesten
Seitenwände, die ursprünglich 91 cm dick waren, waren bis zu einer Mindeststärke von 180 mm an bestimmten
Stellen längs der Schlackenlinie erodiert, und sie waren nicht mehr als 380 mm stark des größten Teils der
Ofenlänge. Diese Unterschneidung bewirkte, daß die feuerfesten Wände über der Schlackenlinie strukturell
unstabil wurden. Prüfbohrlöcher zeigten, daß die Erosion der feuerfesten Verkleidung an der Oberfläche
der Schlackenschmelze am schlimmsten war und daß in einer Höhe von 38 bis 45 cm über und unter der
Schlackenfläche die Erosion vernachlässigt werden konnte, wobei das Unterschneidungsprofil fast parabolische
Form hatte. Die Schlacke, die aus dem Ofen bei 1620 bis 1650°C abgezapft wurde, hatte einen
Schmelzpunkt von etwa 1560° C. Wärmeverlustberechnungen, die auf gemessene Temperaturen in der
unterschnittenen feuerfesten Verkleidung und im Stahlmantel basierten, zeigten, daß die Wärmeleitung
durch den 90 cm hohen unterschnittenen Abschnitt der Seitenwand im Bereich von 352 bis 462 kcal/cm2 und
Stunde pro 30 cm Wandlänge lag. Analytische und analoge thermische Berechnungen zeigten, daß dann,
wenn eine einzige Reihe aus massiven Kühlern mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Länge von
710 mm, hergestellt aus hochreinem Kupfer und mit Wasserkühlung an dem äußeren Ende versehen, in
Abständen von 225 mm von Mitte zu Mitte in der Höhe der Schlackenschmelzefläche eingebaut wurden und um
460 mm tief in die Auskleidung eindrangen, diese ausreichend Wärme von der Schlackenschmelze leiten
konnten, um die Schlacke an der unterschnittenen Auskleidung erstarren zu lassen, um eine Verkleidungsdicke
von insgesamt mindestens 508 mm entstehen zu lassen. Ferner wurde geschätzt, daß das heiße Ende der
massiven Kupferkühler 480° C nicht überschritt und daß der Kühler nicht schmelzen würde, wenn das Kühlwasser abgesperrt würde. Nach einer Zeitdauer von 12
Stunden bei abgeschalteter Energiezuleitung zum Ofen, um ein gewisses Kühlen der Schlackenschmelze und der
Ofenauskleidung zu ermöglichen, wurde ein Diamantkernbohrer mit Druckluftkühlung verwendet, um die
Löcher mit einem Durchmesser von 115 mm in einer
Tiefe von 460 mm in die Seitenwände des Ofens zu bohren. Die massiven Kupferkiihler mit einem Durchs
messer von 100 mm wurden in die Löcher eingebaut, wobei gießfähiges Siliciumkarbid verwendet wurde, um
die Rincräume zwischen den Kühlern und den Löchern abzudichten. Nach Einbau eines Kühlers wurde dessen
Kühlwasserrohrsystem angeschlossen, und ein Wasserdurchfluß
durch den Kühler wurde in die Wege geleitet. Die folgende Instrumentierung wurde verwendet, um
die Effektivität der Kühler zu erfassen: (1.) Eine Anzahl der Kühler waren mit zwei Thermoelementen ausgerüstet,
von denen eines 50 mm vom Heißende entfernt saß,
is das andere 200 mm vom Kaltende, und zwar gerade an
den Enden der Wasserkühlkanäle vorbei; (2.) drei Thermoelemente wurden in die Seitenwand an einer
vertikalen Linie in der Mitte zwischen zwei Kühlern in Höhe der Mittellinie des Kühlers eingebaut, und zwar
'.80 mm über der Kühlermittellinie und 180mm unter der Kühlermittellinie, und /war in Eindringtiefen von
460, 380 und 305 mm. Nach Abschluß des Einbaus der Kühler wurde das Schmelzen wieder aufgenommen, und
zwar im wesentlichen mit voller Ofenleistung.
j s Beobachtungen nach dem ersten Betriebsrronat mit
den Kühlern ergaben die folgende Information:
(1.) Die an den Heißenden der KupferKühler aufgezeichneten
Temperaturen liegen normalerweise bei }o etwa 315° C, wobei der höchste aufgezeichnete
Wert ca. 4800C betrug.
(2.) Die an den Kaltenden der Kühler aufgezeichneten
(2.) Die an den Kaltenden der Kühler aufgezeichneten
Temperaturen liegen normalerweise bei 520C.
(3.) Die Wärmeableitrate der Kühler ändert sich mit is den Ofenbedingungen, wobei der höchste durchschnittliche Wert 305 kcal/cm2 und Stunde pro Kühler betrug, was 407 kcal/cm2 und Stunde pro 30 cm Seitenwand entsprach.
(3.) Die Wärmeableitrate der Kühler ändert sich mit is den Ofenbedingungen, wobei der höchste durchschnittliche Wert 305 kcal/cm2 und Stunde pro Kühler betrug, was 407 kcal/cm2 und Stunde pro 30 cm Seitenwand entsprach.
(4.) Die höchste in der Seitenwandverkleidung aufgezeichnete Temperatur trat am Thermoelement auf,
das um 180 mm über der Kühlermittellinie saß, und diese Temperatur betrug 955° C.
(5.) Die höchste Temperatur, die von dem Thermoelement aufgezeichnet wurde, das in der Auskleidung
in der Höhe der Kühlermittellinien saß, betrug 775°C.
(6.) Die höchste Temperatur, die durch das Thermoelement aufgezeichnet wurde, das in der Auskleidung
um 180 mm unter der Kühlermittellinie saß, betrug 6200C.
Die obigen Messungen bestätigen, daß die massiven Kupferkühler effektiv dabei waren, Schlacke an den
zuvor unterschnittenen Seitenwänden erstarren zu lassen. Die maximale Eindringung heißer Schmelze in
die gekühlte Seitenwand trat etwa 180 mm über der Höhe der Kühler auf, und hier betrug die geschätzte
Wanddicke nicht weniger als 500 mm während der Zeitdauer.
Das Wasser wurde absichtlich von einem Kühler für die Dauer von 24 Stunden abgesperrt, um zu bestimmen,
ob der Kühler ausreichend Wärme vom freigelegten Ende durch natürliche Konvektion und Strahlung
ableiten konnte, um funktionsfähig zu bleiben. Nach 8 Stunden hauen sich die Temperaturen an den heißen
und kalten Enden des Kühlers auf 515°C bzw. 370°C stabilisiert. Nach einer Betriebsdauer von 24 Stunden
mit abgesperrtem Wasser wurde der Wasserstrom ohne
Schwierigkeiten wieder aufgenommen, und die Temperaturen
am heißen bzw. kalten Ende des Kühlers fielen schnell auf 245 bzw. 52° C ab. Obgleich der Wärmeeingang
zum Kühler während dieses Tests nicht den höchsten Wert erreichte, zeigten die Ergebnisse, daß
keine Gefahr eines Ausbrennens bestand, selbst bei der
höchsten angenommenen Wärmeableitrate. In dieser Sage war also das Wasserkühlen an den kalten Enden
der Kühler nicht entscheidend.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Verfahren zum Schützen der feuerfesten Auskleidung eines Ofens, der bei hohen Temperaiuren
betrieben wird, wobei Kühlglieder hoher thermischer Leitfähigkeit in die Auskleidung gesetzt
sind und äußere Partien der Kühlglieder außerhalb der feuerfesten Auskleidung verbleiben, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlglieder massiv gewählt werden und keine wassergekühlten Kanäle
in den Partien aufweisen, die innerhalb der Auskleidung sitzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die massiven Kühlglieder in die
Seitenwandverkleidung eines Ofens in der Nähe oder unterhalb des Schmelzespiegels eingebaut
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kühlglieder
außerhalb der feuerfesten Verkleidung durch Umwälzen von Wasser in ihnen gekühlt werden.
4. Venahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der
Kühlglieder außerhalb der feuerfesten Verkleidung durch gerippte Oberflächen gekühlt werden, die
einstückig damit ausgebildet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder in
einen Elektroofen an den Lichtbogenflammzonen der Ofenwände eingebaut werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder von
einer Metallschmelze aus, die behandelt wird, schräg nach oben eingebaut werden.
7. Anordnung zi η Schützen der feuerfesten
Verkleidung eines Ofens, der bei hohen Temperaturen betreibbar ist, wobei die Auskleidung eine
Innenfläche hat, die den hohen Temperaturen ausgesetzt ist, mit Kühlgliedern hoher thermischer
Leitfähigkeit, die in der Verkleidung eingebettet sind und deren äußere Partien außerhalb der feuerfesten
Verkleidung sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (18) massiv sind und keine Wasserkühlkanäle
(21) in ihren Partien haben, die sich im Inneren der Verkleidung (12) des Ofens (10)befinden.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die massiven Kühlglieder (18) in die
Seitenwandverkleidung (12) eines Ofens (10) in der Nähe des Spiegels oder unter dem Spiegel einer
Schmelze (15) eines Prozeßmaterials eingebaut sind.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (18) aus einem
Material besteher., das aus der Gruppe ausgesucht ist, zu der Kupfer, Graphit, Eisen, Edelstahl,
Molybdän, Titan und Aluminium sowie Kombinationen davon gehören.
10. Anordnung nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (18) aus hochreinem Kupfer bestehen.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (18) in
die Seitenwände (12) eines Elektroofens (10) eingebaut sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (22) der
Kühlglieder (18) außerhalb der feuerfesten Verkleidung (12) Wasserkühlkanäle (21) in sich aufweisen.
13. Anordnung nach einem der Ausprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (50) gerippte Flächen (51) haben, die einstückig mit ihren
außenliegenden Enden ausgebildet sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (35) in
einen Elektroofen (27) an den Lichtbogenflammzonen (30) der Ofenwände (32) eingebaut sind.
15 Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlglieder (44)
schräg nach oben von einer Metallschmelze (45) aus, die behandelt wird, eingebaut sind.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß Kühlglieder (41) in die Decke (37) des Ofens eingebaut sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß Kühlglieder um Abstichlöcher im Of en ein gebaut sind.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß Kühlglieder (50) um Gasabzüge (49) und Chargieröffnungen am Ofen
eingebaut sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA183,339A CA1006695A (en) | 1973-10-15 | 1973-10-15 | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces |
CA183339 | 1973-10-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2443662A1 DE2443662A1 (de) | 1975-04-17 |
DE2443662B2 DE2443662B2 (de) | 1976-09-09 |
DE2443662C3 true DE2443662C3 (de) | 1977-04-28 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2745622C2 (de) | Gefäß für einen Metallschmelzofen, insbesondere Lichtbogenofen | |
US3849587A (en) | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces | |
DE2736793C2 (de) | Warmhalteofen zum Raffinieren von schmelzflüssigem Metall | |
DE2701130A1 (de) | Ofenwandkonstruktion fuer einen hochleistungs-lichtbogenofen | |
DE2502712B2 (de) | Wassergekühlter Plattenkühler als Teil der Wandung eines Elektro-Lichtbogenofens | |
WO2017093236A1 (de) | Schiebeverschluss am ausguss eines metallurgischen gefässes | |
DE3603783C2 (de) | ||
DE69318272T2 (de) | Einrichtung für die Verminderung der thermischen Spannung von mit Spritzwasser gekühlten Ofenteilen | |
DE60131374T2 (de) | Wärmetauschrohr mit rippen | |
DE2354570A1 (de) | Schmelzofen | |
DE4420450C2 (de) | Kühlbare Zustellung für einen Hochtemperatur-Vergasungsreaktor | |
DE68912696T2 (de) | Ein mit feuerfestem Material verkleideter Deckel für Öfen. | |
EP1381817B1 (de) | Kühlelement zur kühlung eines metallurgischen ofens | |
DE2443662C3 (de) | Verfahren und Anordnung zum Schützen der feuerfesten Auskleidung eines Ofens | |
DE2812888A1 (de) | Hochtemperatur-autoklav | |
DE2722681A1 (de) | Metallurgischer ofen | |
DE2828904A1 (de) | Vertikaler schachtofen zum schmelzen von metall | |
DE2620509C2 (de) | Feuerfester Bauteil oder Formkörper | |
DE2443662B2 (de) | Verfahren und anordnung zum schuetzen der feuerfesten auskleidung eines ofens | |
DE69506631T2 (de) | Abfallschmelzofen zum Schmelzen von Abfall | |
DE69815968T2 (de) | Verfahren zum Löten von Aluminium-Werkstücken und Ofen dafür | |
DE19545984B4 (de) | Kühlplatte für Schmelzöfen | |
EP2882874B1 (de) | Heisswindlanze | |
DE2706811B2 (de) | Elektrischer Widerstandsofen | |
DE2339233C3 (de) | Wannenofen zum oxydationsfreien Behandeln von Werkstücken |