EP2733451B1 - Kühlelement für metallurgische Öfen - Google Patents
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- EP2733451B1 EP2733451B1 EP12007725.0A EP12007725A EP2733451B1 EP 2733451 B1 EP2733451 B1 EP 2733451B1 EP 12007725 A EP12007725 A EP 12007725A EP 2733451 B1 EP2733451 B1 EP 2733451B1
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- F27D2009/0032—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes integrated with refractories in a panel
Definitions
- the invention relates to a cooling element for metallurgical furnaces, in particular shaft furnaces, for example blast furnaces, according to the features in the preamble of patent claim 1.
- Cooling elements are used to protect the wall of the oven, such as a blast furnace, from overheating, as well as from abrasive wear, thermomechanical and thermochemical attacks.
- the installation of cooling elements on the inside of the furnace wall reduces or even prevents such attacks.
- cooling elements for. B. cylindrical or oval cooling tubes.
- cooling boxes or cooling plates as well as the state of the art, such as area-covering cooling elements, so-called staves, which consist of various metallic materials, preferably steel, gray cast iron and copper.
- staves which consist of various metallic materials, preferably steel, gray cast iron and copper.
- combinations of punctual and area-covering cooling elements are known.
- Protective layers are provided to protect the cooling element surfaces. These serve as wear and collision protection. They are made of refractory, unshaped and shaped ceramic materials in different thicknesses up to approx. 250 mm.
- inserts in receptacles which are arranged on the furnace interior facing the hot side of the cooling plate, known.
- the shots are mostly grooves with an undercut. As a rule, they are dovetail-like grooves which accommodate both unshaped and shaped refractory materials, graphite, steel, cast steel or gray cast iron.
- All these materials have a comparatively low thermal conductivity compared to copper and are therefore unable to freeze a protective layer on the surface of the cooling element.
- An increase in the abrasion resistance by various uses in the recordings of the cooling plate or a change in the coating on the cooling element surfaces taken alone has proven to be ineffective.
- the so-called metallization zone where in some cases very high process and operating temperatures and high heat flows with superimposed temperature and heat flow changes, the abrasion resistance could not be increased sufficiently.
- a base body is to be formed by an open-pore silicon carbide ceramic, preferably nitride-bonded silicon carbide, while the second ceramic material of the furnace inside arranged plate-shaped components by a dense silicon carbide, preferably reaction bonded, silicon-infiltrated silicon carbide (SiSic) is formed.
- SiSic silicon-infiltrated silicon carbide
- a lining of a furnace with a refractory material is known, wherein the refractory material z. B. consists of graphite.
- the refractory material is traversed inside by tubes through which a cooling medium is passed.
- a further refractory material is arranged in groove-shaped recesses on the refractory material.
- the material may be silicon carbide.
- the EP 0 008 261 A1 discloses a lining for smelting furnaces in which inside steel columns are cast in blocks of refractory material. These internal pillars have a high thermal conductivity and serve to deliver the heat from the interior of the refractory material to the furnace wall. This is intended to improve the service life of the refractory material.
- the EP 1 069 389 A1 includes a water-cooled metal cooling element of the prior art, in which refractory profile components are arranged on a hot side facing the interior of the furnace. The refractory profile components are easily replaceable, whereby the life of the cooling element can be extended altogether.
- a refractory brick lining for a cooling element of a blast furnace wherein the bricks are anchored by means of fastening bolts in the cooling plate.
- a material for the brick inter alia, nitridically bonded silicon carbide is proposed.
- the object of the invention is to provide a cooling element which has the ability to freeze and to obtain protective layers and at the same time has an increased abrasion resistance.
- the cooling element according to the invention is characterized in that it comprises at least one profile component which is inserted into the receptacles on the hot side of the cooling plate in a positive, non-positive or cohesive manner.
- a profile component exists at least partly from a high-performance ceramic based on non-oxide-ceramic materials.
- the so-called high-performance ceramic materials in the context of the invention are materials according to the standard DIN ENV 12212 (such as, for example, silicon-infiltrated, reaction-bonded silicon carbide, abbreviation SBSiC). With these materials, it is possible to solve the above problem. In particular, it is possible that the operator of a metallurgical furnace, in particular a blast furnace, is not forced, proven modes of operation, for. B. middle-rate driving with higher specific pig iron production rates, in favor of longer life of the cooling elements give up or change.
- cooling elements in their basic structure also need not be changed.
- novel profile components from at least partially, in particular on the outside, high-performance ceramic materials are used. These materials can be produced by continuous casting. Preferably, they have a thermal conductivity of more than 120 W / mK. The thermal conductivity is in particular in a range of 120 to 150 W / mk. In addition, they are characterized by high fire resistance up to 1550 ° C. At the same time they are extremely temperature change resistant. The abrasion resistance is preferably in a range ⁇ 0.5 cm 3 (ASTM C 704).
- the said profile components made of at least partially high-performance ceramic materials can be used not only in cooling elements made of rolled materials, but also in cast cooling elements.
- the high-performance ceramic materials belong to the group of non-oxide-ceramic materials based on SiC.
- the profile components can be full or open profiles.
- a hollow profile according to the invention is in particular a circumferentially closed hollow profile.
- Such hollow profiles can be produced easily in a continuous casting process and also save material. It is therefore possible to use hollow profiles, which are additionally provided on the inside with a refractory material.
- the mass is also resistant to wear and easily processed as a self-fluxing material, so that cavities within the profile component can be completely poured or filled.
- the mass is cured after casting.
- a hollow structure according to the invention refers to a circumferentially open or closed contour.
- Such arms provided with arms can also be combined with a hollow profile, for example by a circular or polygonal core is designed as a hollow profile, are arranged on the outside virtually quasi radially projecting arms. The arms then extend in the direction of the outer hollow profile. The reverse arrangement is conceivable, namely the arms protrude from the outer hollow profile to the interior of the hollow profile.
- Arms according to the invention are webs or continuous projections, as they can be easily produced by the continuous casting process.
- the wall thickness of the profiles or hollow profiles can vary widely over the circumference of a profile.
- the invention is therefore not limited to a particular profile geometry. Decisive is that the profile component has a total of a very high thermal conductivity and protects against abrasive wear.
- a gap between the receptacle and the profile component may be filled with the refractory material.
- the heat transfer between the profile component and the recording is additionally improved.
- the refractory material in or between the profiles is in particular a non-oxide ceramic material.
- the refractory materials for filling gaps and spaces are a self-flowing, that is castable, amorphous ceramic, unshaped, refractory SiC material, preferably the group LCC (low cement castable). Through this material, the various profiles are connected and anchored.
- the refractory, unshaped material can also consist of a mixture of recycled high performance ceramics, in particular RBSiC high performance ceramics and a refractory, non-oxide ceramic SiC mass which is particularly low in cements (Group LLC).
- At least one of the profiles preferably consists of a refractory material of group HA65.
- This material is for example a high alumina, refractory material with at least 65% Al2O3 content.
- the profile component which comes into contact with the receptacle of the cooling plate, is preferably trapezoidal in cross section. It may protrude a piece from the cooling element.
- the outer profile component may have an undercut in its region protruding from the receptacle of the cooling plate. This undercut can serve to provide a positive anchoring of a refractory wear protection layer. This can be applied at the factory or also form during operation, so that even for forming, frozen wear protection layers anchoring is provided.
- FIG. 1 shows a cooling element 1 a, which on a wall, the so-called tank 2 of a metallurgical furnace, not shown, in particular a shaft furnace, such. B. a blast furnace, is attached.
- the cooling element 1 a comprises a cooling plate 3 a, with coolant channels 4 extending in the interior, which are supplied with coolant via coolant connections 5, 6 on a cold side of the cooling plate 3 a in a manner not shown.
- the coolant connections 5, 6 pass through the wall 2.
- a fastening element 7 serves to fix the cooling element 1 a to the tank 2.
- the cooling plate 3 On the inside of the furnace facing hot side, that is in the image plane right, are located on the cooling plate 3a groove-shaped receptacles 8, which are each bounded by webs 9.
- the groove-shaped receptacles 8 extend horizontally.
- the groove-shaped receptacles 8 preferably have a dovetail-shaped cross-section.
- the groove-shaped receptacles 8 serve to receive profile components 10a.
- the profile components 10a are produced by continuous casting. They consist of a high-performance ceramic. They are adapted in their cross section to the contour of the receptacle 8 and are held in a form-fitting manner in the receptacle 8.
- the profile components 10a protrude a short distance over the hot side of the webs 9, so that the surface 11 of the cooling plate 3a set back from the profile components 10a is protected from abrasive wear.
- FIG. 2 shows a further embodiment, for example, a Gußstave cooling element 1 b with profile components 10b, which are arranged in groove-shaped receptacles 8 a cooling plate 3b.
- the cooling element 1b is made of gray cast iron.
- the arrangement of the grooves 8, 9 and the geometry of the profile elements 10b is to the comments too FIG. 1 Referenced. Identical components were provided with the already introduced reference numerals.
- FIG. 3 shows in a detailed representation of the basic shape of such a profile component 10a.
- the profile component 10a has a multi-part construction. It comprises a hollow profile 12. In this embodiment, it is trapezoidal in cross section. The hollow section 12 is closed circumferentially. It has a filling of a refractory material 13th
- the profile element 10a therefore consists of two different materials.
- the hollow profile 12 made of high-performance ceramic materials produced by continuous casting is characterized by extremely high abrasion resistance and very high thermal conductivities of up to 150W / mK and also by extremely high refractoriness up to 1550 ° C and high thermal shock resistance. It consists of a high-performance ceramic material, for example silicon-infiltrated, recrystallized silicon nitride.
- the refractory material 13 consists of a self-fluxing in the processing state, amorphous-ceramic, unshaped, refractory material.
- This SiC mass belongs to the group LCC (low cement castable).
- This refractory material 13 can also be used to anchor other profiles that are located within the outer hollow section 12.
- FIG. 4 shows a profile member 10c, in turn, that of FIG. 3 known outer hollow section 12 includes, but in addition a further, internal profile 14 has.
- the inner, hollow profile 14 may have a smaller wall thickness and additionally has arms 15 which point from the corners of the substantially rectangular or trapezoidally configured inner profile 14 to the corners of the outer hollow profile 12.
- the spaces are in turn filled with the refractory material 13, as it is also in FIG. 3 is shown.
- the core ie the interior of the profile component 10c, is additionally made even more wear-resistant and even more thermally conductive.
- FIG. 5 shows an alternative embodiment of a profile component 10d. Notwithstanding the embodiment of the FIG. 4 has the inner profile 16 in addition to the arms 15 in the corners more arms 17 in the region of the upper and lower longitudinal side of the profile designed as a hollow profile 16. All remaining spaces are in turn filled with the refractory material 13.
- FIG. 6 shows a profile component 10e, which in turn comprises the outer hollow profile 12 and additionally an inner profile 18. They are both trapezoidal in cross section, so that the inner profile 18 is substantially equidistant from the walls of the outer profile 12.
- the interstices are in turn filled with the refractory material 13, as well as the interior of the inner profile 18th
- FIG. 7 shows an embodiment of a profile component 10f, which, in contrast to the embodiment of the FIG. 6 still a third profile 19 includes, which in turn is surrounded by the middle profile 18 and the outer hollow section 12.
- the profiles 12, 18, 19 are spaced equidistant, resulting in a multiple interleaving.
- Interspaces are in turn filled with the refractory material 13, as well as the interior of the inner profile 19th
- FIG. 8 shows a variant of a profile component 10g, in which the outer hollow profile 12 receives an inner profile 20, which is not a hollow profile unlike in all previous embodiments. It includes a horizontal bar. From the horizontal web go up and down from each three transverse webs, so that the shape of two adjacent letters H results. The gaps are in turn filled with the refractory material. The outer webs of the profile 20 are slightly inclined relative to the vertical direction of the central web, so that there is a constant distance to the outer hollow member 12 in the region of the outer webs.
- FIG. 9 shows an application in which a cooling element 1 c is shown in partial section.
- the special feature of this cooling element 1 c is that two different types of profile components 10a, 10h are used alternately.
- the profile element 10h further projects beyond the hot side of the cooling plate 3c so that it grips into a wear protection layer 21 and anchors it to the hot side of the cooling plate 3c.
- the profile component has 10h on both sides undercuts, which in the representation of FIG. 9 extend into the picture plane.
- the profile component 10h from the groove bottom to Nutmündung forth in adaptation to the dovetail shape of the groove younger and widened in the same way and at the same distance from the groove again. This creates an hourglass-shaped constriction, behind which the wear-resistant layer 21 can dig in a form-fitting manner.
- the profile member 10h is filled with the refractory material 13, as is the case with the above embodiments.
- the embodiment of the FIG. 10 differs from the previous one in that instead of the profile components 10a solid, amorphous ceramic, abrasion-resistant, shaped refractory profile components 22 of material group HA65 or non-oxide ceramic SiC grades are used alternately to the profile components 10a in the grooves of the cooling plate 3d. Also in this embodiment is a wear protection layer 21 on the hot side of the cooling plate 3d. In addition, the explanation of the FIG. 9 Referenced.
- FIG. 11 shows an embodiment of a cooling element 1 e, which differs from that of the FIG. 1 differs in that slightly smaller profile components 10i are used in the cooling plate 3e in cross-section, which are still held in a form-fitting manner in the dovetail-shaped undercut receptacles 8.
- the resulting gap between the profile components 10i and the receptacles 8 is filled with a refractory adhesive material 24.
- the temperature-resistant ceramic adhesive material is based on polymer.
- FIG. 12 finally shows in addition to FIG. 11 , the back of the cooling plate 3f fasteners 23 are used, which point in the direction of the hot side of the cooling plate 3f and the profile components 10i anchored in the receptacles 8 additionally.
- these are screw connections, which are respectively arranged centrally behind one of the receptacles 8 or off-center, so that each individual profile component 10i is anchored.
- FIG. 13 shows an open profile member 10j, unlike the closed profile components 10a - i is not located exclusively between the webs 9, but each embraces a web 9.
- the webs 9 have on both sides undercuts, wherein the open profile component 10j squeezes into the undercuts and is thereby held in a form-fitting manner on the respectively engaged web 9.
- the webs 9 are trapezoidal in cross-section, so that the profile components 10j are trapezoidal with a constant wall thickness.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Kühlelement für metallurgische Öfen, insbesondere Schachtöfen, beispielsweise Hochöfen, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Kühlelemente werden verwendet, um die Wand des Ofens, beispielsweise eines Hochofens vor Überhitzung zu schützen, ebenso wie vor abrasivem Verschleiß, thermomechanischen und thermochemischen Angriffen. Der Einbau von Kühlelementen am Inneren der Ofenwand reduziert oder verhindert gar solche Angriffe.
- Es sind punktuell wirkende Kühlelemente bekannt, z. B. zylindrische oder ovale Kühlrohre. Es zählen sogenannte Kühlkästen oder Kühlplatten ebenso zum Stand der Technik, wie flächendeckende Kühlelemente, sogenannte Staves, die aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, vorzugsweise Stahl, Grauguss und Kupfer bestehen. Auch sind Kombinationen aus punktuellen und flächendeckenden Kühlelementen bekannt.
- Zum Schutz der Kühlelementoberflächen sind Schutzschichten vorgesehen. Diese dienen als Verschleiß- bzw. Anfahrschutz. Sie bestehen aus feuerfesten, ungeformten und geformten keramischen Materialien in unterschiedlichen Dicken bis circa 250 mm.
- Ferner sind Einsätze in Aufnahmen, die auf der dem Ofeninneren zugewandten Heißseite der Kühlplatte angeordnet sind, bekannt. Die Aufnahmen sind zumeist Nuten mit einer Hinterschneidung. In der Regel sind es schwalbenschwanzähnliche Nuten, die sowohl ungeformte als auch geformte, feuerfeste Werkstoffe, Grafit, Stahl, Stahlguss oder Graugussarten aufnehmen.
- Bei metallurgischen Prozessen besteht ein hoher Kostendruck bedingt durch wechselnde Rohstoffqualitäten und somit den Bedarf an flexiblen, prozess- und verfahrenstechnischen Betriebsweisen der metallurgischen Öfen, um zu wettbewerbsfähigen Gestehungspreisen pro Tonne erschmolzenen Roheisens zu kommen. Daher werden zukünftig Schachtöfen mit weiter steigenden spezifischen Leistungen einerseits, und/oder abnehmender Erz,- Koks- und Möllerqualität andererseits, betrieben. Diese Betriebsbedingungen sind nicht förderlich für die bisher bekannten Kühlelemente, insbesondere nicht für die flächendeckend eingesetzten ungeschützten Staves aus Kupfer im kohäsiven Bereich von Schachtöfen, denn sie werden verstärktem Verschleiß ausgesetzt.
- Stark mittengängige Betriebsweisen eines Hochofens zur Erzielung höherer spezifischer Leistungen führen beispielsweise zu Temperaturdefiziten an der inneren Hochofenperipherie, d. h. an den Kühlelementen aus Kupfer. Dies führt zum Vordringen von teilweise unreduzierten Erzen und Möllerstoffen an die Wand des Schachtofens bis in den kohäsiven Bereich z. B. von Hochöfen. Damit geht eine signifikante Steigerung des Verschleißes einher, bedingt durch Abrieb an den Kühlelementen.
- Die eigentliche Aufgabe der Kühlelemente, nämlich das Anfrieren einer Verschleißschutzschicht durch hohe Wärmeleitfähigkeit von > 300W/mK, ist bei teilweise unreduzierten Möllerstoffen an der Kühlelement-Heißseite im Bereich der kohäsiven Zone eines Hochofens nicht mehr möglich. Aufgrund der nur geringen Abriebfestigkeit von gegossenen oder gewalzten Kühlelementen aus Kupfer kann es bereits früh zu einem voreilenden Verschleiß der Kühlplatten kommen, mit der Folge, dass kühlmittelführende Kanäle Leckagen erleiden.
- Bemühungen durch Variation der Einsätze in den Aufnahmen von Kühlelementen, sowohl in der Geometrie als auch in der Werkstoffwahl, sind bisher erfolglos geblieben. Beispielsweise wurden Einsätze aus Grafit, Stahl, Stahl- und Grauguss oder feuerfesten, grobkeramisch amorphen, ungeformten und geformten Erzeugnissen der unterschiedlichen Rohstoffe verwendet.
- All diese Werkstoffe haben gegenüber Kupfer eine vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit und sind deshalb nicht in der Lage, eine Schutzschicht an der Oberfläche des Kühlelements anzufrieren. Eine Steigerung der Abriebfestigkeit durch verschiedene Einsätze in den Aufnahmen der Kühlplatte oder eine Veränderung der Beschichtung an den Kühlelementoberflächen für sich genommen hat sich als nicht zielführend herausgestellt. Speziell im unteren Bereich der kohäsiven Zone eines Schachtofens, der sogenannten Metallisierungszone, wo teilweise sehr hohe Prozess- und Betriebstemperaturen sowie hohe Wärmeströme mit überlagerten Temperatur- und Wärmestromwechsel herrschen, konnte die Abriebfestigkeit nicht hinreichend gesteigert werden.
- Zum Stand der Technik ist auf die
DE 20 2010 011 142 U1 hinzuweisen. Es wird vorgeschlagen, eine gekühlte Ofenwand mit Korrosionsschutzkörpern zu versehen, die aus zwei unterschiedlichen keramischen Materialien mit verschiedenen Porösitäten bestehen. Ein Grundkörper soll durch eine offen porige Siliziumkarbidkeramik, bevorzugt nitridgebundenes Siliziumkarbid gebildet werden, während das zweite keramische Material der ofeninnenseitig angeordneten plattenförmigen Bauteile durch eine dichte Siliziumkarbidkeramik, bevorzugt reaktionsgebundenes, siliziuminfiltriertes Siliziumkarbid (SiSic) gebildet wird. - Aus der
NL 8700293 A - Zur Ofeninnenseite hin ist an dem feuerfesten Material ein weiterer feuerfester Werkstoff in nutförmigen Ausnehmungen angeordnet. Der Werkstoff kann Siliziumkarbid sein.
- Die
EP 0 008 261 A1 offenbart eine Auskleidung für Schmelzöfen, bei welchem in Blöcken aus Feuerfestwerkstoff innenliegende Stahlstützen eingegossen sind. Diese innenliegenden Stützen besitzen eine hohe thermische Leitfähigkeit und dienen dazu, die Wärme aus dem Inneren des Feuerfestmaterials an die Ofenwand abzugeben. Dadurch soll die Standzeit des Feuerfestmaterials verbessert werden. Durch dieEP 1 069 389 A1 zählt ein wassergekühltes Kühlelement aus Metall zum Stand der Technik, bei welchem an einer dem Inneren des Ofens zugewandten Heißseite feuerfeste Profilbauteile angeordnet sind. Die feuerfesten Profilbauteile sind leicht austauschbar, wodurch die Lebensdauer des Kühlelementes insgesamt verlängert werden kann. - Aus J. Pause et al: "Neue Anwendungsgebiete für Wärmerohre, Hufenbach, W. A. (Hrsg.): Tagungsband Internationales Kolloquium des Spitzentechnologieclusters ECEMP 2010, TU Dresden 2010, S. 215-225 ist es bekannt, bei Wärmerohren als Werkstoffauswahl für den Wärmeübertrager SSiC und SiSiC zu verwenden. Die Siliziumkarbide zeichnen sich durch hohe Abrasionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit sowie Schlackeresistenz und hohe Wärmeleitfähigkeit aus.
- Aus der
LU 88 629 - Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Kühlelement aufzuzeigen, welches die Fähigkeit besitzt, Schutzschichten anzufrieren und zu erhalten und gleichzeitig eine erhöhte Abriebfestigkeit besitzt.
- Diese Aufgabe ist bei einem Kühlelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Das erfindungsgemäße Kühlelement zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens ein Profilbauteil umfasst, das in die Aufnahmen an der Heißseite der Kühlplatte form-, kraftschlüssig oder stoffschlüssig eingesetzt ist. Ein Profilbauteil besteht zumindest teilweise aus einer Hochleistungskeramik auf Basis nicht-oxidkeramischer Werkstoffe.
- Die sogenannten hochleistungskeramischen Werkstoffe im Sinne der Erfindung sind Werkstoffe gemäß der Norm DIN ENV 12212 (wie z. B. Silizium infiltriertes, reaktionsgebundenes Siliziumcarbid, Kürzel SBSiC). Mit diesen Werkstoffen ist es möglich, die vorgenannte Aufgabe zu lösen. Insbesondere ist es möglich, dass der Betreiber eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Hochofens, nicht gezwungen wird, bewährte Betriebsweisen, z. B. mittengängige Fahrweisen mit höheren spezifischen Roheisenerzeugungsraten, zugunsten von höheren Standzeiten der Kühlelemente aufzugeben bzw. zu verändern.
- Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kühlelemente in ihrem grundsätzlichen Aufbau ebenfalls nicht verändert werden müssen. Es kommen vielmehr neuartige Profilbauteile aus zumindest teilweise, insbesondere außenseitig, hochleistungskeramischen Werkstoffen zum Einsatz. Diese Werkstoffe können im Stranggussverfahren hergestellt werden. Vorzugsweise besitzen sie eine Wärmeleitzahl von mehr als 120 W/mK. Die Wärmeleitzahl liegt insbesondere in einem Bereich von 120 bis 150 W/mk. Zudem zeichnen sie sich durch hohe Feuerfestigkeit bis 1550° C aus. Gleichzeitig sind sie extrem temperaturwechselbeständig. Die Abriebfestigkeit liegt bevorzugt in einem Bereich < 0,5 cm3 (ASTM C 704).
- Die Summe dieser Haupteigenschaften der Hochleistungskeramik ist erforderlich, um Kühlelemente aus Kupfer, insbesondere im Bereich der kohäsiven Zone von Schachtöfen, beispielsweise von Hochöfen, einerseits unempfindlich gegen abrasiven Verschleiß zu machen und andererseits, um die Fähigkeit zu erhalten, natürliche Schutzschichten als Selbstschutz aufgrund der hohen Wärmeleitzahlen anzufrieren.
- Die besagten Profilbauteile aus zumindest teilweise hochleistungskeramischen Werkstoffen können nicht nur bei Kühlelementen aus gewalzten Werkstoffen, sondern auch bei gegossenen Kühlelementen zum Einsatz kommen.
- Die hochleistungskeramischen Werkstoffe gehören zur Gruppe der nichtoxidkeramischen Werkstoffe auf SiC-Basis.
- Bei den Profilbauteilen kann es sich um Voll- oder offene Profile handeln.
- Vorzugsweise handelt es sich um Hohlprofile. Ein Hohlprofil im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein umfangsseitig geschlossenes Hohlprofil.
- Derartige Hohlprofile lassen sich im Stranggussverfahren einfach und dabei auch materialsparend herstellen. Es ist daher möglich, Hohlprofile zu verwenden, die innenseitig zusätzlich mit einem feuerfesten Werkstoff versehen sind. Bei dem feuerfesten Werkstoff handelt es sich insbesondere um eine selbstfließende, amorph-keramische, ungeformte feuerfeste SiC-Masse, insbesondere der zementarmen Gruppe, sogenannte LCC-Betone (LCC = low cement castables).
- Die Masse ist ebenfalls verschleißresistent und als selbstfließender Werkstoff leicht verarbeitbar, sodass Hohlräume innerhalb des Profilbauteils vollständig ausgegossen bzw. gefüllt werden können. Die Masse wird nach dem Vergießen ausgehärtet.
- Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, mehrere Profile ineinandergeschachtelt anzuordnen. Sollte das äußere Hohlprofil beschädigt werden, tritt der verschleißfeste feuerfeste Werkstoff in Kontakt mit dem Inneren des Hochofens. Ein weiteres Profil innenseitig des äußeren Hohlprofils kann hier unterstützend wirken. Es kann die positiven Materialeigenschaften des äußeren Hohlprofils besitzen und insbesondere vor abrasivem Verschleiß schützen, aber gleichzeitig vorzugsweise die sehr hohe Wärmeleitzahl und besagte Feuerfestigkeit besitzen. In diesem Sinne können mehrere Profile ineinander geschachtelt angeordnet sein. Hierbei muss es sich nicht bei allen Profilen um Hohlprofile handeln. Denkbar ist aber, dass alle Profile, die ineinandergeschachtelt angeordnet sind, in ihrer Querschnittsfläche kongruent ausgebildet sind. Innere Profile können bevorzugt aus demselben Werkstoff hergestellt sein, wie das äußere Hohlprofil.
- Selbstverständlich ist es möglich, dass es sich bei dem inneren Profil auch um ein Bauteil ohne Hohlstruktur handelt. Eine Hohlstruktur im Sinne der Erfindung bezieht sich auf eine umfangsseitig offene oder geschlossene Kontur. Selbstverständlich können auch U-förmig, Z-förmig, S-förmig oder in anderer Art und Weise mehrarmige Profile vorgesehen sein. Derartige, mit Armen versehene Profile können auch mit einem Hohlprofil kombiniert werden, beispielsweise indem ein kreisförmiger oder mehreckiger Kern als Hohlprofil ausgebildet ist, an den außenseitig quasi radial abstehende Arme angeordnet sind. Die Arme erstrecken sich dann in Richtung zu dem äußeren Hohlprofil. Auch die umgekehrte Anordnung ist denkbar, nämlich das Arme vom äußeren Hohlprofil zum Inneren des Hohlprofils ragen. Arme im Sinne der Erfindung sind Stege oder durchgehende Vorsprünge, wie sie mit dem Stranggussverfahren leicht hergestellt werden können. Die Wanddicke der Profile oder Hohlprofile kann über den Umfang eines Profils stark variieren. Die Erfindung ist mithin nicht auf eine bestimmte Profilgeomtrie beschränkt. Maßgeblich ist, dass das Profilbauteil insgesamt eine sehr hohe Wärmeleitzahl besitzt und vor abrasivem Verschleiß schützt.
- Wenn mehrere ineinandergeschachtelte Profile vorhanden sind, ist vorgesehen, dass die Zwischenräume zwischen den Profilen und dem Hohlprofil durch einen feuerfesten Werkstoff gefüllt sind, so dass der gesamte von dem äußeren Hohlprofil umgebende Innenraum ausgefüllt ist.
- Auch ein Spalt zwischen der Aufnahme und dem Profilbauteil kann mit dem feuerfesten Werkstoff gefüllt sein. Hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen dem Profilbauteil und der Aufnahme zusätzlich verbessert.
- Der feuerfeste Werkstoff in oder zwischen den Profilen ist insbesondere ein nicht-oxidkeramischer Werkstoff. Wie vorstehend beschrieben handelt es sich bei den feuerfesten Werkstoffen zum Ausfüllen von Spalten und Zwischenräumen um einen selbstfließenden, also gießfähigen, amorphkeramischen, ungeformten, feuerfesten SiC-Werkstoff, vorzugsweise der Gruppe LCC (low cement castable). Durch diesen Werkstoff werden die verschiedenen Profile miteinander verbunden und verankert.
- Der feuerfeste, ungeformte Werkstoff kann auch aus einem Gemisch von recycelter Hochleistungskeramik, insbesondere RBSiC-Hochleistungskeramik und einer feuerfesten, nicht oxidkeramischen SiC-Masse bestehen, die insbesondere zementarm ist (Gruppe LLC).
- Dahingegen besteht wenigstens eines der Profile vorzugsweise aus einem feuerfesten Werkstoff der Gruppe HA65. Dieser Werkstoff ist beispielsweise ein hochtonerdehaltiger, feuerfester Werkstoff mit mindestens 65 % Al2O3-Gehalt.
- Das Profilbauteil, das mit der Aufnahme der Kühlplatte in Kontakt kommt, ist vorzugsweise trapezförmig im Querschnitt. Es kann dabei ein Stück aus dem Kühlelement vorstehen. Das äußere Profilbauteil kann in seinem aus der Aufnahme der Kühlplatte vorstehenden Bereich eine Hinterschneidung besitzen. Diese Hinterschneidung kann dazu dienen, eine formschlüssige Verankerung einer feuerfesten Verschleißschutzschicht zu schaffen. Diese kann werkseitig aufgetragen werden oder sich auch im laufenden Betrieb bilden, so dass auch für sich bildende, angefrorene Verschleißschutzschichten eine Verankerung bereitgestellt wird.
- Zusätzlich können in den Aufnahmen abwechselnd andere Werkstoffe eingesetzt werden, wie beispielsweise vollkeramische Einsätze. Diese können abwechselnd mit den erfindungsgemäßen Profilbauteilen verwendet werden, wobei nicht zwingend die gleiche Subfolge von abwechselnden Profilbauteilen über das gesamte Kühlelement eingehalten werden muss. Die Subfolgen von Profilbauteilen und keramischen Einsätzen können variieren.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Längsschnitt durch ein Kühlelement in Form eines Kupferstaves mit teilweise eingesetzten Profilbauteilen;
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kühlelements in Form eines Gussstaves mit teilweise eingesetzten Profilbauteilen;
- Figur 3
- ein Profilbauteil im Querschnitt;
- Figur 4
- eine weitere Ausführungsform eines Profilbauteils im Querschnitt;
- Figur 5
- eine weitere Ausführungsform eines Profilbauteils im Querschnitt;
- Figur 6
- eine weitere Ausführungsform eines Profilbauteils im Querschnitt;
- Figur 7
- eine weitere Ausführungsform eines Profilbauteils im Querschnitt;
- Figur 8
- eine weitere Ausführungsform eines Profilbauteils im Querschnitt;
- Figur 9
- einen Teilschnitt durch ein Kühlelement einer weiteren Ausführungsform mit verankerter Verschleißschutzschicht;
- Figur 10
- einen weiteren Teilschnitt durch ein Kühlelement mit verankerter Verschleißschutzschicht;
- Figur 11
- einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kühlelements mit eingesetzten Profilbauteilen;
- Figur 12
- einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kühlelements mit eingesetzten Profilbauteilen und Befestigungselementen und
- Figur 13
- einen Teilschnitt durch ein Kühlelement mit einem offenen Profil eines Profilbauteils.
-
Figur 1 zeigt ein Kühlelement 1 a, das an einer Wand, dem sogenannten Panzer 2 eines nicht näher dargestellten metallurgischen Ofens, insbesondere eines Schachtofens, wie z. B. eines Hochofens, befestigt ist. Das Kühlelement 1 a umfasst eine Kühlplatte 3a, mit im Inneren verlaufenden Kühlmittelkanälen 4, die über Kühlmittelanschlüsse 5, 6 auf einer Kaltseite der Kühlplatte 3a in nicht näher dargestellter Weise mit Kühlmittel gespeist werden. Die Kühlmittelanschlüsse 5, 6 durchsetzen die Wand 2. Ein Befestigungselement 7 dient zur Fixierung des Kühlelements 1 a an dem Panzer 2. - Auf der dem ofeninneren zugewandten Heißseite, das heißt in der Bildebene rechts, befinden sich auf der Kühlplatte 3a nutenförmige Aufnahmen 8, die jeweils von Stegen 9 begrenzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die nutenförmigen Aufnahmen 8 horizontal. Die nutenförmigen Aufnahmen 8 besitzen vorzugsweise einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt.
- Die nutenförmigen Aufnahmen 8 dienen zur Aufnahme von Profilbauteilen 10a. Die Profilbauteile 10a sind im Stranggussverfahren hergestellt. Sie bestehen aus einer Hochleistungskeramik. Sie sind in ihrem Querschnitt an die Kontur der Aufnahme 8 angepasst und sind formschlüssig in der Aufnahme 8 gehalten. Die Profilbauteile 10a stehen ein kleines Stück über die Heißseite der Stege 9 vor, so dass die gegenüber den Profilbauteilen 10a zurückversetzte Oberfläche 11 der Kühlplatte 3a vor abrasivem Verschleiß geschützt wird.
-
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform beispielsweise eines Gußstave-Kühlelements 1 b mit Profilbauteilen 10b, die in nutenförmigen Aufnahmen 8 einer Kühlplatte 3b angeordnet sind. Beispielsweise besteht das Kühlelement 1b aus Grauguss. Hinsichtlich der Anordnung der Nuten 8, 9 sowie die Geometrie der Profilelemente 10b wird auf die Ausführungen zuFigur 1 Bezug genommen. Identische Komponenten wurden mit den bereits eingeführten Bezugszeichen versehen. - Das Besondere an den Kühlelementen 1 a und 1 b der
Figuren 1 und2 sind die dort eingesetzten Profilbauteile 10a, 10b.Figur 3 zeigt in einer Einzeldarstellung die Grundform eines solchen Profilbauteils 10a. Das Profilbauteil 10a besitzt einen mehrteiligen Aufbau. Es umfasst ein Hohlprofil 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es im Querschnitt trapezförmig. Das Hohlprofil 12 ist umfangsseitig geschlossen. Es besitzt eine Füllung aus einem feuerfesten Werkstoff 13. - Das Profilelement 10a besteht mithin aus zwei verschiedenen Werkstoffen. Das im Stranggussverfahren gefertigte Hohlprofil 12 aus hochleistungskeramischen Werkstoffen zeichnet sich durch extrem hohe Abriebfestigkeit und sehr hohe Wärmeleitzahlen von bis zu 150W/mK und zudem durch extrem hohe Feuerfestigkeiten bis 1550° C sowie hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus. Es besteht aus einem hochleistungskeramischen Werkstoff, beispielsweise siliziuminfiltriertes, rekristallisiertes Siliziumnitrid.
- Der feuerfeste Werkstoff 13 besteht aus einem im Verarbeitungszustand selbstfließenden, amorph-keramischen, ungeformten, feuerfesten Werkstoff. Diese SiC-Masse zählt zur Gruppe LCC (low cement castable). Dieser feuerfeste Werkstoff 13 kann auch genutzt werden, um weitere Profile, die innerhalb des äußeren Hohlprofils 12 angeordnet sind, zu verankern.
-
Figur 4 zeigt ein Profilbauteil 10c, dass wiederum das vonFigur 3 bekannte äußere Hohlprofil 12 umfasst, aber zusätzlich ein weiteres, innenliegendes Profil 14 aufweist. Das innenliegende, hohle Profil 14 kann eine geringere Wandstärke besitzen und weist zusätzlich Arme 15 auf, die von den Ecken des im Wesentlichen rechteckig bzw. trapezförmig konfigurierten inneren Profils 14 zu den Ecken des äußeren Hohlprofils 12 weisen. Die Zwischenräume sind wiederum mit dem feuerfesten Werkstoff 13 ausgegossen, wie es auch inFigur 3 dargestellt ist. Hierdurch wird der Kern, d. h. das Innere des Profilbauteils 10c zusätzlich noch verschleißfester und noch wärmeleitfähiger ausgebildet. -
Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Profilbauteils 10d. Abweichend von der Ausführungsform derFigur 4 besitzt das innere Profil 16 zusätzlich zu den Armen 15 in den Ecken weitere Arme 17 im Bereich der oberen und unteren Längsseite des als Hohlprofil ausgestalteten Profils 16. Alle verbleibenden Zwischenräume werden wiederum mit dem feuerfesten Werkstoff 13 verfüllt. - Die Ausführungsform der
Figur 6 zeigt ein Profilbauteil 10e, welches wiederum das äußere Hohlprofil 12 umfasst und zusätzlich ein inneres Profil 18. Sie sind beide trapezförmig im Querschnitt, sodass das innere Profil 18 im Wesentlichen äquidistant zu den Wänden des äußeren Profils 12 verläuft. Die Zwischenräume sind wiederum mit dem feuerfesten Werkstoff 13 verfüllt, ebenso wie der Innenraum des inneren Profils 18. -
Figur 7 zeigt eine Ausführungsform eines Profilbauteils 10f, das im Unterschied zu der Ausführungsform derFigur 6 noch ein drittes Profil 19 umfasst, das wiederum von den dem mittleren Profil 18 und dem äußeren Hohlprofil 12 umgeben ist. Die Profile 12, 18, 19 sind äquidistant beabstandet, so dass sich eine mehrfache Verschachtelung ergibt. Auf die Erläuterung derFigur 12 wird Bezug genommen. Zwischenräume sind wiederum mit dem feuerfesten Werkstoff 13 verfüllt, ebenso wie der Innenraum des inneren Profils 19. -
Figur 8 zeigt eine Variante eines Profilbauteils 10g, bei welcher das äußere Hohlprofil 12 ein inneres Profil 20 aufnimmt, das anders als bei allen vorherigen Ausführungsformen kein Hohlprofil ist. Es umfasst einen Horizontalsteg. Von dem Horizontalsteg gehen nach oben und unten jeweils drei Querstege ab, so dass sich die Form zweier nebeneinander stehender Buchstaben H ergibt. Die Zwischenräume sind wiederum mit dem feuerfesten Werkstoff verfüllt. Die äußeren Stege des Profils 20 sind etwas gegenüber der Vertikalrichtung des mittleren Stegs geneigt, so dass sich im Bereich der äußeren Stege ein gleichbleibender Abstand zu dem äußeren Hohlbauteil 12 ergibt. -
Figur 9 zeigt einen Anwendungsfall, bei welchem ein Kühlelement 1 c im Teilschnitt dargestellt ist. Das Besondere bei diesem Kühlelement 1 c ist, dass zwei unterschiedliche Arten von Profilbauteilen 10a, 10h im Wechsel zum Einsatz kommen. Das Profilelement 10h steht weiter über die Heißseite der Kühlplatte 3c vor, so dass es in eine Verschleißschutzschicht 21 fasst und diese an der Heißseite der Kühlplatte 3c verankert. Hierzu besitzt das Profilbauteil 10h beidseitige Hinterschneidungen, die sich in der Darstellung derFigur 9 in die Bildebene hinein erstrecken. Mit anderen Worten wird das Profilbauteil 10h vom Nutgrund zur Nutmündung her in Anpassung an die Schwalbenschwanzform der Nut jünger und verbreitert sich in gleicher Weise und im gleichen Abstand von der Nut wieder. Dadurch entsteht eine sanduhrförmige Einschnürung, hinter welche sich die Verschleißschutzschicht 21 formschlüssig verkrallen kann. Auch das Profilbauteil 10h ist mit dem feuerfesten Werkstoff 13 ausgefüllt, so wie es auch bei den vorstehenden Ausführungsformen der Fall ist. - Die Ausführungsform der
Figur 10 unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass an Stelle der Profilbauteile 10a massive, amorph-keramische, abriebfeste, geformte feuerfeste Profilbauteile 22 der Werkstoffgruppe HA65 oder nichtoxidkeramische SiC-Sorten alternierend zu den Profilbauteilen 10a in die Nuten der Kühlplatte 3d eingesetzt sind. Auch bei dieser Ausführungsform befindet sich eine Verschleißschutzschicht 21 auf der Heißseite der Kühlplatte 3d. Darüber hinaus wird auf die Erläuterung derFigur 9 Bezug genommen. -
Figur 11 zeigt eine Ausführungsform eines Kühlelements 1 e, das sich von demjenigen derFigur 1 dadurch unterscheidet, dass in die Kühlplatte 3e im Querschnitt etwas kleinere Profilbauteile 10i eingesetzt sind, die aber dennoch formschlüssig in den schwalbenschwanzförmig hinterschnittenen Aufnahmen 8 gehalten sind. Der entstehende Spalt zwischen den Profilbauteilen 10i und den Aufnahmen 8 ist mit einem feuerfesten Klebe-Werkstoff 24 gefüllt. Man kann hier von einer Hochtemperatur-Klebetechnik sprechen. Der temperaturbeständige Keramik-Klebewerkstoff ist auf polymerer Basis aufgebaut. -
Figur 12 zeigt schließlich in Ergänzung zuFigur 11 , das rückseitig der Kühlplatte 3f Befestigungselemente 23 eingesetzt sind, welche in Richtung der Heißseite der Kühlplatte 3f weisen und die Profilbauteile 10i in den Aufnahmen 8 zusätzlich verankern. Es handelt sich bei diesem Ausführungsbeispiel um Schraubverbindungen, die jeweils hinter einer der Aufnahmen 8 mittig oder außermittig angeordnet sind, so dass jedes einzelne Profilbauteil 10i verankert ist. - Selbstverständlich lassen sich auch alle anderen der vorstehend beschriebenen Profilbauteile auf diese Art und Weise zusätzlich an der Kühlplatte verankern, so dass eine kraftschlüssige, formschlüssige und auch stoffschlüssige Verankerung mit dem Kühlelement möglich ist. Alternativ kann jede der Verankerungsformen einzeln realisiert sein.
-
Figur 13 zeigt ein offenes Profilbauteil 10j, das anders als die geschlossenen Profilbauteile 10a - i nicht ausschließlich zwischen den Stegen 9 angeordnet ist, sondern jeweils einen Steg 9 umgreift. Die Stege 9 besitzen beiderseits Hinterschneidungen, wobei das offene Profilbauteil 10j in die Hinterschneidungen fasst und dadurch formschlüssig an dem jeweils umgriffenen Steg 9 gehalten ist. Die Stege 9 sind im Querschnitt trapezförmig, so dass auch die Profilbauteile 10j bei konstanter Wanddicke trapezförmig sind. -
- 1a -
- Kühlelement
- 1b -
- Kühlelement
- 1c -
- Kühlelement
- 1d -
- Kühlelement
- 1e -
- Kühlelement
- 1f -
- Kühlelement
- 2 -
- Panzer
- 3a -
- Kühlplatte
- 3b -
- Kühlplatte
- 3c -
- Kühlplatte
- 3d -
- Kühlplatte
- 3e -
- Kühlplatte
- 3f -
- Kühlplatte
- 4 -
- Kühlmittelkanal
- 5 -
- Kühlmittelanschluss
- 6 -
- Kühlmittelanschluss
- 7 -
- Befestigungselement
- 8 -
- nutförmige Aufnahme
- 9 -
- Steg
- 10a -
- Profilbauteil
- 10b -
- Profilbauteil
- 10c -
- Profilbauteil
- 10d -
- Profilbauteil
- 10e -
- Profilbauteil
- 10f -
- Profilbauteil
- 10g -
- Profilbauteil
- 10h -
- Profilbauteil
- 10i -
- Profilbauteil
- 10j -
- Profilbauteil
- 11 -
- Oberfläche
- 12 -
- geschlossenes Hohlprofil
- 13 -
- feuerfester Werkstoff
- 14 -
- Profil
- 15 -
- Arm
- 16 -
- Profil
- 17 -
- Arm
- 18 -
- Profil
- 19 -
- Profil
- 20 -
- Profil
- 21 -
- Verschleißschutzschicht
- 22 -
- Profilbauteil
- 23 -
- Befestigungselement
- 24 -
- keramischer Klebewerkstoff
Claims (19)
- Kühlelement für metallurgische Öfen, mit einer metallischen Kühlplatte (3a - f) mit im Inneren verlaufenden Kühlmittelkanälen (4), an welcher feuerfeste Profilbauteile (10a - j, 22) befestigt sind, die in Aufnahmen (8) fassen, die auf der dem Inneren des Ofens zugewandten Heißseite der Kühlplatte (3a - f) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Profilbauteil (10a - j) zumindest teilweise aus einer Hochleistungskeramik auf Basis nicht-oxidkeramischer Werkstoffe besteht.
- Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungskeramik zum Anfrieren einer Schutzschicht eine Wärmeleitzahl von mindestens 120 W/mK besitzt und eine Feuerfestigkeit bis 1550 °C aufweist.
- Kühlelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitzahl in einem Bereich von 120 bis 150 W/mK liegt.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Profilbauteil (10a - i) wenigstens ein Hohlprofil (12) umfasst.
- Kühlelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (12) aus der abriebfesten, hochwärmeleitfähigen Hochleistungskeramik besteht.
- Kühlelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hohlprofils (12) ein feuerfester Werkstoff (13) angeordnet ist.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrerer Profile (14, 16, 18 - 20) und Hohlprofile (12) ineinander geschachtelt angeordnet sind.
- Kühlelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (14, 16, 18 - 20) aus der abriebfesten, hochwärmeleitfähigen Hochleistungskeramik bestehen.
- Kühlelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der inneren Profile (14, 16, 18, 19) ein Hohlprofil ist.
- Kühlelement nach einem der Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstes eines der Profile (14, 16, 20) Arme (15, 17) besitzt, die sich von der Wand des einen Profils (14, 16, 20) in Richtung zur Wand eines anderen Profils (14, 16, 20) oder Hohlprofils (12) erstrecken.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenräume zwischen ineinander geschachtelten Profilen (12, 14, 16, 18 - 20) ein feuerfester Werkstoff (13) angeordnet ist, so dass der gesamte von dem äußeren Hohlprofil (12) umgebene Innenraum ausgefüllt ist.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste Werkstoff (13) in oder zwischen den Profilen (14, 16, 18-20) und dem Hohlprofil (12) ein nicht-oxidkeramischer Werkstoff ist.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt zwischen der nutförmigen Aufnahme (8) und dem Profilbauteil (10i, j) mit einem feuerfesten Keramikklebstoff (24) gefüllt ist.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilbauteil (10a - j) einen trapezförmigen Querschnitt besitzt.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilbauteil (10i) in seinem aus der nutförmigen Aufnahme (8) der Kühlplatte (3c) vorstehenden Bereich eine Hinterschneidung besitzt, zur formschlüssigen Verankerung einer feuerfesten Verschleißschutzschicht (21).
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in den nutförmigen Aufnahmen (8) abwechselnd Profilbauteile (10a - i) mit Hohlprofilen und die vollkeramischen Profilbauteile (22) angeordnet sind.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbauteile (10i) über zusätzliche Befestigungselemente (23) formschlüssig an der Kühlplatte (3f) verankert sind.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der feuerfeste, ungeformte Werkstoff (13) aus einem Gemisch von recycelter RBSiC-Hochleistungskeramik und einer feuerfesten, nicht oxidkeramischen SiC-Masse besteht.
- Kühlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochleistungskeramik eine Abriebfestigkeit gemäß ASTM C 704 von < 0,5 cm3 besitzt.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
EP12007725.0A EP2733451B1 (de) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Kühlelement für metallurgische Öfen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP12007725.0A EP2733451B1 (de) | 2012-11-15 | 2012-11-15 | Kühlelement für metallurgische Öfen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2733451A1 EP2733451A1 (de) | 2014-05-21 |
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