DE2819416C2

DE2819416C2 - Feuerfeste Zustellung eines Schachtofens, insbesondere Hochofens

Info

Publication number: DE2819416C2
Application number: DE19782819416
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr.-Ing. 8901 Neusäß Bongers; Hans Dipl.-Ing. 8901 Meitingen Ernst
Original assignee: Sigri Elektrograhit GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1984-04-05
Also published as: GB2020405A; GB2020405B; NL7901513A; FR2425044A1; FR2425044B1; DE2819416A1

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Zustellung für einen Schachtofen, insbesondere für einen Hochofen zur Erzeugung von Roheisen, mit einer mehrere Schichten aus Kohlenstoffsteinen und eine oder mehrere oberhalb der Kohlenstoffsteinschichten angeordneten Schichten aus keramischen Steinen enthaltende Boden- oder Herdzustellung und einer aus kreisringförmigen Schichten aus Kohlenstoffsteinen bestehenden Schachtzustellung, bei welcher die Schachtzustellung unmittelbar an der Bodenzustellung anliegt.

Die feuerfeste Zustellung eines Schachtofens besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, der den Ofen nach unten abschließenden Boden- oder Herdzustellung und einer kreisringförmigen Zustellung des Schachts, die beispielsweise in Hochöfen noch in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Beim Anheizen derartiger öfen erhöht sich die Temperatur der Zustellung und erreicht beispielsweise in Hochöfen örtlich Maximalwerte bis etwa 1400⁰C. Durch den Temperaturanstieg und die Temperaturdifferenzen zwischen örtlich verschiedenen Teilen der Zustellung entstehen mechanische Spannungen, durch welche die feuerfesten Steine und der die Zustellung umschließende Ofenpanzer geschädigt werden können. Es ist für den Bereich der Schachtzustellung bekannt, die thermisch -nduzierten Spannungen durch im kalten Zustand freie Dehnungsfugen zu vermindern, wobei die Fugen sich bei höherer Temperatur wi vollständig schließen sollen. Da diese Bedingungen in der Praxis nicht mit Sicherheit erfüllt werden können, sind andere Mittel zur Begrenzung der mechanischen Spannungen in der Zustellung vorgeschlagen worden, so sind durch die US-Patentschriften 35 28 647 und tn 38 87 173 Zustellungen bekannt, die im Schachtbereich •jeweils zwischen Lagen aus feuerfesten Steinen komrjressible Schichten aus keramischen Fasern enthalten. Durch die DE-AS 22 21 639 ist es ebenfalls für die Schachtzustellung bekannt, zwischen die feuerfesten Steine der Zustellung bei erhöhter Temperatur erweichende Platten einzulegen. Ein geeignetes kompressibles Material für diesen Zweck ist nach der DE-OS 22 40 886 Graphitlaminat, das in Form von Platten zwischen die feuerfesten Steine eingelegt wird.

Die gleichen Probleme betreffen die Boden- oder Herdzustellung, auf der sich die Schachtzustellung im allgemeinen abstützt Die Bodenzustellung besteht in der Regel aus mehreren Schichten aus Kohlenstoffsteinen, wobei unter Kohlenstoffsteinen ebenfalls Graphitsteine und kohlenstoffgebundene Graphitsteine oder Halbgraphitsteine verstanden werden. Nach einer anderen bekannten Ausführungsform enthält die Zustellung noch Schichten aus einem keramischen Material, wie Schamotte- oder Mullitblöcke, die oberhalb der Kohienstoffschichten angeordnet sind.

In diesen verschiedenartige Materialien enthaltenden Zustellungen entstehen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff- und Keramiksteinen beim Anheizen des Ofens beträchtliche mechanische Spannungen, besonders wenn die anliegende Schachtzustellung sich zu einem Teil auf den Keramiksteinen abstützt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die für die Standzeit üer Zustellung schädlichen Spannungsspitzen in diesem Bereich zu vermindern.

Die Aufgabe wird mit einer feuerfesten Zustellung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Randzone der Bodenzustellung unterhalb der kreisringförmigen Schachtzustellung zwischen den Kohlenstoff- und den Keramikschichten plattenförmige Schichten aus einem beim Erhitzen der Zustellung erweichenden oder kompressiblen Material eingelegt sind.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten die zwischen die Kohlenstoff- und Keramikschichten eingelegten plattenförmigen Schichten ein kohlenstoffhaltiges Bindemittel; nach einer anderen Ausführungsform bestehen die Schichten aus Graphitlaminat mit einer Rohdichte von 0,5—1,5 g/cm³ und einem linearen Kompressibilitätskoeffizienten von 4 · 10—' bis 2-10-^Jcm²/N. Die plattenförmigen Schichten sind zweckmäßig in Anzahl und Stärke so auszulegen, daß der Gesamtbetrag der thermischen Dehnung der aus Kohlenstoff- und Keramikschichten bestehenden Bodenzustellung nicht größer ist als die Dehnung einer ausschließlich Kohlenstoff enthaltenden Zustellung. Das günstigste Verhältnis der Schichtstärken, das bevorzugt 0,1 — 1,0 zu 100 beträgt, kann aus den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Kohlenstoff- und Graphitsteine und der Ofentemperatur in bekannter Weise errechnet werden.

Kohlenstoffhaltige Zwischenschichten sind gegenüber Schichten aus keramischen Faserstoffen insoweit vorteilhaft, als besonders günstige Werte für die Wärmeleitfähigkeit und den Wärmeübergangskoeffizienten erreicht werden und die Korrosionsfestigkeit der Schichten sehr günstig ist.

Die Erfindung wird im folgenden durch Beispiele und eine Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung sind I Kohlenstoffsteine. 2 Mullitsteine und 3 plattenförmige. die thermische Dehnung der Schichten 1 und 2 wenigstens teilweise aufnehmende Schichten. Die erste, zweite und dritte Schicht von unten sind Teil der Bodenzustellung eines Schachtofens, bei welcher sich die vollständig aus Kohlenstoff bestehende erste und zweite Schicht über

den Querschnitt des Schachtofens erstreckt und die dritte Schicht Kchlenstoffsteine und Mullitsteine enthält. Die anliegenden kreisringförmigen Schichten sind Teil der Schachtzusteüung, die über die Mullitsteine übergreift. Die verschiedene thermische Dehnung der Kohlenstoffsteine 1 und der Mullitsteine 2 in lotrechter und tangentialer Richtung wird durch die plattenförmigen Schichten 3 ausgeglichen.

Die Schichten 3 bestehen beispielsweise aus einer Stampfmasse, die im grünen Zustand etwa 35 Gew.-Tei-Ie Graphilpulver, 35 Gew.-Teile Petrolkokspulver und 30Gew.-Teile Steinkohlenteerpech enthält, wobei die maximale Korngröße des Gemisches nicht mehr als ein Fünftel der Schichtstärke betragen soll. Das Steinkohlenteerpech erweicht beim Anheizen des Ofens und die Schichten werden verformt, wobei eine Verdichtung erfolgt. Bei Temperaturen von oberhalb etwa 500⁰C setzt die von der Koksherstellung bekannte Schrumpfung der Schichten ein.

Zur Herstellung von aus Graphitlaminat-Platte." best;henden Schichten wird aus Graphiteinlagerungsv- bindungen gewonnener wurmförmig expandierter ν phit in Gesenkpressen oder Walzenstühlen verdichtet. Mit steigendem Verdichtungsdruck nimmt dabei die Rohdichte der laminatartig strukturierten Platten zu. wobei besonders Platten mit Rohdichten von 0,5—1,5 g/cm³ geeignet sind. Der lineare Kompressibilitätskoeffizient, der ein Maß für die Änderung der Plattenstärke mit steigender Last ist, nimmt mit der Rohdichte ab und zwar von etwa 4 · 10-' cm²/N bei einer Dichte von 0.5 g/cm³ auf 2-10"³cm-7N bei Plat'en mit einer Rohdichte von 1,5 g/cm³. Bei einer Drucksteigerung um etwa 50 bar nimmt bei diesen Platten die Stärke um etwa 50% ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerfeste Zustellung eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens zur Erzeugung von Roheisen, mit einer mehrere Schichten aus Kohlenstoffsteinen und eine oder mehrere oberhalb der Kohlenstoffsteinschichten angeordneten Schichten aus keramischen Steinen enthaltende Boden- oder Herdzustellung und einer aus kreisringförmigen Schichten aus Kohlenstoffsteinen bestehenden Schachtzustellung, bei welcher die Schachtzustellung unmittelbar an der Bodenzustellung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Randzone der Bodenzustellung unterhalb der kreisringförmigen Schachtzustellung zwischen den Kohlenstoff- und den Keramikschichten plattenförmige Schichten (3) aus einem beim Erhitzen der Zustellung erweichenden oder kompressiblen Material eingelegt sind.

2. Feuerfeste Zustellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Schichten (3) ein kohlenstoffhaltiges Bindemittel enthalten.

3. Feuerfeste Zustellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Schichten (3) aus Graphitlaminat mit einer Rohdichte von 0,5 —1,5 g/cm³ und einem linearen Kompressibilitätskoeffizienten von 4 ■ 10-' - 2 · 10-³cm²/N bestehen.