DE1197911B

DE1197911B - Electric furnace lid for steel furnaces

Info

Publication number: DE1197911B
Application number: DESCH31928A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schulte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-08-25
Filing date: 1962-08-25
Publication date: 1965-08-05

Description

Elektro-Ofendeckel für Stahlschmelzöfen Gegenstand der Erfindung ist ein Elektro-Ofendeckel für Stahlschmelzöfen, dessen Herzstück aus vertikalen gestampften, zum Deckelmittelpunkt konzentrisch verlaufenden Schichten zusammengesetzt ist.Electric furnace lid for steel melting furnaces is the subject of the invention an electric furnace lid for steel melting furnaces, the centerpiece of which is stamped from vertical, is composed of concentric layers to the center of the lid.

Die Deckel von Elektroöfen in der Stahlindustrie, insbesondere Lichtbogenöfen, besitzen eine wenig befriedigende Lebensdauer. In den meisten Fällen werden bisher diese Deckel aus hochwertigen Formsteinen, insbesondere Süikasteinen, aufgemauert. Bei diskontinuierlichem Betrieb erreichen Deckel mit Silikasteinen im Durchschnitt eine Lebensdauer von etwa dreißig Chargen; bei kontinuierlichem Betrieb steigt die Haltbarkeit auf siebzig bis achtzig Chargen. Ein Ersatz der Silikasteine durch Steine mit besserer Feuerstandfestigkeit brachte zwar unter Umständen eine größere Lebensdauer, jedoch keinen Fortschritt, da die größere Lebensdauer nicht den preislichen Unterschied gegenüber diesen teuren Steinqualitäten ausglich. Zum Stand der Technik gehört ein Elektro-Ofendeckel, dessen Herzstück mit den Elektrodenöffnungen aus einer feuerfesten Stampfmasse besteht, während der daran anschließende Deckelrand aus Formsteinen gemauert ist. Dieses gestampfte Herzstück läßt sich in einfacher Weise auswechseln. Mit dieser Deckelbauweise konnte jedoch die Haltbarkeit der Deckel nicht erhöht werden.The lids of electric furnaces in the steel industry, especially electric arc furnaces, have an unsatisfactory lifespan. In most cases so far these lids made of high-quality shaped stones, in particular Süika stones, bricked up. With discontinuous operation, lids with silica stones achieve on average a life of about thirty batches; with continuous operation, the Shelf life of seventy to eighty batches. A replacement of the silica stones with stones with better fire resistance, it may have a longer service life, no progress, however, since the longer service life does not make the difference in price compensated for these expensive stone qualities. The state of the art includes a Electric furnace lid, the heart of which with the electrode openings is made of a refractory There is ramming mass, while the adjoining edge of the lid is made of shaped stones is bricked. This stamped center piece can be exchanged in a simple manner. With this lid construction, however, the durability of the lid could not be increased will.

Bisher wurden für den hohen Deckelverschleiß in erster Linie die auftretenden hohen Temperaturen in Verbindung mit den gasförmigen und feinverteilten flüssigen Verschlackungsstoffen, die als Flußmittel wirken, verantwortlich gemacht. Eingehende Versuche und Beobachtungen haben jedoch ergeben, daß auch der feuerfeste Deckelaufbau und insbesondere dessen Gestaltung eine entscheidende Rolle dabei spielen.So far, the high cover wear was primarily caused by the high temperatures in connection with the gaseous and finely divided liquid Slagging materials, which act as flux, blamed. Incoming Experiments and observations have shown, however, that the fire-resistant lid structure and in particular its design play a decisive role in this.

Die Erfindung geht von einer bekannten Ausführungsform eines Elektro-Ofendeckels für Stahlschmelzöfen aus, dessen Deckel aus einem Herzstück aus hochtonerdehaltigerfeuerfester Stampfmasseund einem Herzstück aus hochtonerdehaltiger feuerfester Stampfmasse und einem dieses Herzstück umfassenden Ringteil besteht, das entweder aus feuerfester Stampfmasse hergestellt oder aus Steinen aufgemauert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine bestimmte Erstellung und Zustellung des Herzstückes von Elektro-Ofendeckeln die Lebensdauer dieser Deckel zu erhöhen. Erfindungsgemäß wird bei einem solchen Ofendeckel das Herzstück aus vertikalen, gestampften, vorzugsweise zum Deckelmittelpunkt konzentrisch verlaufenden Schichten zusammengesetzt. Dabei kann das Herzstück in vorteilhafter Weise aus mehreren, z. B. drei Teilen bestehen. Feuerfeste Massen, die 'für die Ausbildung eines Elektro-Ofendeckels gemäß der Erfindung in Frage kommen, sind z. B. flußmittelarme Sillimanit-, Mullit-und Korundmassen mit einem Tonerdegehalt von 70 bis 85 °/o, einem Bindetongehalt von 10 bis 20 °/o, vorzugsweise in einer Körnung bis 3 bzw. bis 5 bzw. bis 7 mm. Der ta-Wert der DFB-Prüfung nach DIN 1064 soll möglichst über 1700°C liegen. Die einzelnen Stampfschichten können in gestampftem Zustand vorzugsweise eine Stärke von 40 bis 75 mm aufweisen. Als besonders geeignet sind Mullit- bzw. Korundmassen zu nennen. Die feuerfesten Stampfmassen können neben Bindeton vorteilhaft auch Monoaluminiumphosphat (A1(H2PO,)3) enthalten. Das Phosphat, das in gelöster Form in die Stampfmasse eingebracht wird, bewirkt, daß die Formteile bereits nach dem Trocknen so weit verfestigen, daß diese in einfacher Weise gehandhabt und sofort eingebaut werden können. Ferner ist es empfehlenswert, Stampfmassen zu verwenden, die einen günstigen Körnungsaufbau aufweisen, so daß die gestampften Schichten nur eine geringe Porosität aufweisen.The invention is based on a known embodiment of an electric furnace lid for steel melting furnaces, the lid of which is made from a core made of high-alumina refractory Ramming mass and a core made of high-alumina refractory ramming mass and a ring part encompassing this centerpiece, which is either made of refractory Rammed earth is made or built up from stones. The invention lies in the Task based on a certain creation and delivery of the heart of electric oven lids to increase the service life of these lids. According to the invention in such a furnace lid, the centerpiece of vertical, stamped, preferably layers concentric to the center of the lid. Included can the focal point in an advantageous manner from several, z. B. consist of three parts. Refractory masses' for the formation of an electric furnace lid according to the invention come into question are z. B. low-flux sillimanite, mullite and corundum masses with an alumina content of 70 to 85 ° / o, a binding clay content of 10 to 20 ° / o, preferably in a grain size of up to 3 or up to 5 or up to 7 mm. The ta value of the DFB exam according to DIN 1064 should be above 1700 ° C if possible. The individual tamped layers can preferably have a thickness of 40 to 75 mm in the tamped state. as Mullite and corundum compounds are particularly suitable. The refractory ramming masses can advantageously also contain monoaluminum phosphate (A1 (H2PO,) 3) in addition to binding clay. The phosphate, which is introduced into the ramming mass in dissolved form, has the effect of that the molded parts solidify so far after drying that they are easier Wise handled and can be installed immediately. It is also recommended that To use ramming compounds that have a favorable grain structure, so that the tamped layers have only a low porosity.

Die obengenannten tonerdereichen Massen und die Verwendung von AI-Phosphat in feuerfesten Stampfmassen sind in der Fachwelt bereits bekannt. Ferner gehört auch die Maßnahme, Elektro-Ofendeckel aus tonerdereichen Massen aufzustampfen, zum Stande der Technik. Bisher wurden diese Deckel ebenso wie die aus anderen Baustoffen gebildeten Elektro-Ofendeckel von außen nach innen aufgebaut. Dabei wurde das Herzstück stets zuletzt von oben her zeit im wesentlichen horizontal verlaufenden Stampfschichten ausgestampft.The above-mentioned high-alumina masses and the use of Al phosphate in refractory ramming masses are already known in the art. Also heard also the measure of stamping electric furnace lids from alumina-rich masses, for State of the art. So far, these lids were just like those made from other building materials formed electric furnace lid built from the outside in. This became the centerpiece always last from above time essentially horizontally running tamped layers stamped out.

Im Gegensatz zur bekannten Ausführungsart soll erfindungsgemäß das Herzstück ausschließlich Vertikalschichtung aufweisen, wobei zweckmäßig zunächst das Herzstück, gegebenenfalls in mehreren Teilen, aufgestampft wird. Im Anschluß daran werden erst die Randteile aufgemauert oder aufgestampft und von einer Stahlarmatur umschlossen. Die überraschende Wirkung einer Ausbildung des Herzstücks aus vertikalen, gestampften, vorzugsweise zum Deckelmittelpunkt konzentrisch verlaufenden Schichten ergibt sich aus folgenden Vergleichswerten: Zustellung des Herzstückes Mit horizontalen Mit vertikalen Stampfschichten, Stampfschichten, Mit Silikasteinen alte Form Erfindung a) Diskontinuierlicher Betrieb Deckellebensdauer (Chargenzahl) . . . . . . . . . . . . . 80 bis 90 140 bis 160 30 b) Kontinuierlicher Betrieb Deckellebensdauer (Chargenzahl) . . . . . . . . . . . . . 220 bis 240 350 bis 400 70 bis 80 Für diese Untersuchung der Deckelhaltbarkeit wurden folgende Bedingungen eingehalten: gleiche Deckelabmessung, gleiche Stampfmasse und gleiche Betriebsweise. Dieser Erfolg ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die Vertikalschichtung des Herzstückes eine bei den hohen Temperaturen nachgiebige und elastische Masse ergibt, welche die sich hier konzentrierenden Deckelspannungen ohne Gefährdung auffängt. Diese Nachgiebigkeit beruht darauf, daß sich beim Verstampfen erdfeuchter Masse in jeder Stampfschicht unterschiedliche Verdichtungen - »oben« dichter, nach unten zu allmählich weniger dicht -ergeben. Unter »oben« versteht man dabei diejenige Massepartie, auf welche das Stampfwerkzeug auftrifft.In contrast to the known embodiment, the frog should, according to the invention, have exclusively vertical layers, wherein it is expedient to first ram the frog, possibly in several parts. Then the edge parts are bricked up or rammed and enclosed by a steel armature. The surprising effect of forming the frog from vertical, stamped layers, preferably concentric to the center of the lid, results from the following comparative values: Delivery of the heart With horizontal With vertical Rammed Layers, Rammed Layers, With Silica Stones old form invention a) Discontinuous operation Lid life (number of batches). . . . . . . . . . . . . 80 to 90 140 to 160 30 b) Continuous operation Lid life (number of batches). . . . . . . . . . . . . 220 to 240 350 to 400 70 to 80 The following conditions were met for this investigation of the durability of the lid: the same lid dimensions, the same Ramming mass and the same operating mode. This success is essentially due to the fact that the vertical stratification of the frog results in a flexible and elastic mass at the high temperatures, which absorbs the cover stresses concentrated here without endangering them. This resilience is based on the fact that when the earth-moist material is tamped, there are different densities in each tamped layer - more dense at the top, and gradually less dense downwards. The term “above” is understood to mean that part of the mass that the ramming tool strikes.

Bei der Horizontalschichtung gemäß der alten Stampfweise bewirkt die horizontal verlaufende Schichtung eine frühzeitige Zerstörung.With the horizontal stratification according to the old ramming method, the horizontal stratification results in premature destruction.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise und schematisch dargestellt.In the drawings there are various embodiments of the subject matter of the invention for example and shown schematically.

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäß gestalteten Deckel in Draufsicht mit zwei verschieden ausgeführten Hälften; F i g. 2 stellt einen Deckel im Schnitt nach Linie A-B der F i g. 1 dar; F i g. 3 zeigt in Draufsicht eine abgeänderte Ausführungsform des Herzstückes; F i g. 4 veranschaulicht die Herstellung des Deckels in einem Vertikalschnitt; F i g. 5, 6, 7 und 8 veranschaulichen die Herstellung des Herzstückes bzw. des ganzen Deckels in den verschiedenen Stadien und Ausführungsmöglichkeiten.F i g. 1 shows a cover designed according to the invention in plan view with two differently designed halves; F i g. 2 shows a cover in section according to line A-B of FIG. 1 represents; F i g. 3 shows a modified embodiment in plan view of the heart; F i g. 4 illustrates the manufacture of the cover in a vertical section; F i g. 5, 6, 7 and 8 illustrate the manufacture of the frog or the whole Lids in the various stages and design options.

In allen Figuten ist mit dem Bezugszeichen a jeweils das Herzstück bezeichnet, das nach den F i g. 1, 2 und 3 aus drei Teilen ai, a2, a3 besteht. Mit b bzw. b1, b2, b3 sind die Elektrodenlöcher bezeichnet, die nach F i g. 1 innerhalb der Fläche des Herzstückes, nach F i g. 3 am Rande desselben angeordnet sind. Das Herzstück wird in jedem Falle erfindungsgemäß in horizontaler Richtung, also mit vertikaler Schichtung, aufgestampft. Die Stampfung wird am besten konzentrisch in Ringschichten ausgeführt. Die Fugen zwischen den einzelnen gestampften Ringschichten sind in allen Figuren mit c bezeichnet.In all of the figures, the reference symbol a denotes the frog which, according to FIGS. 1, 2 and 3 consists of three parts ai, a2, a3. With b and b1, b2, b3, the electrode holes are denoted by the F i g. 1 within the area of the frog, according to F i g. 3 are arranged on the edge of the same. In any case, according to the invention, the heart is stamped on in the horizontal direction, that is to say with a vertical layering. The tamping is best carried out concentrically in ring layers. The joints between the individual tamped ring layers are denoted by c in all figures.

In F i g. 2 sind zwei Möglichkeiten der Gesamtgestaltung des Deckels veranschaulicht.In Fig. 2 are two options for the overall design of the lid illustrated.

Auf der linken Hälfte dieser Figur ist auch der das Herzstück umfassende Deckelteil in vertikaler Schichtung e aufgestampft. In der rechten Hälfte dieser Figur ist dieser Deckelteil aus Steinen d aufgemauert. Mit f ist die den Deckel nach außen begrenzende Stahlarmatur bezeichnet.On the left half of this figure is the one that encompasses the heart Lid part stamped on in vertical stratification e. In the right half of this Figure, this cover part is bricked up from stones d. With f it is the lid outwardly delimiting steel armature called.

Die Ausführungsart nach F i g. 1 ist für kleinere, nach F i g. 3 für größere Deckelabmessungen zu empfehlen, Das Herzstück gemäß der Erfindung kann, wie dies F i g. 1, 2 und 3 zeigen, aus mehreren, z. B. drei Teilstücken zusammengesetzt werden, wobei diese Stücke für sich in einer besonderen Form aufgestampft werden und als fertige Formstücke in den in üblicher Weise von außen nach innen aufgebauten Deckel eingesetzt werden können.The embodiment according to FIG. 1 is for smaller ones, according to FIG. 3 for to recommend larger cover dimensions, the core according to the invention can, like this F i g. 1, 2 and 3 show from several, e.g. B. composed of three sections these pieces are stamped on in a special shape and as finished molded pieces in the usual way from the outside to the inside Lid can be used.

Eine andere Möglichkeit zur Gestaltung des Herzstückes gemäß der Erfindung ist in den F i g. 4 bis 7 wiedergegeben. Der Elektro-Ofendeckel wird hier auf einem der Deckelform angepaßten Stampfbett im Gegensatz zur üblichen Arbeitsweise von innen nach außen aufgebaut. Zunächst wird eines der drei Segmente des Herzstückes mit den Elektrodenlöchern, gebildet durch Einsetzen von Kernen h, gestampft, wobei die seitliche Begrenzung durch zwei Schalbreiter k vorgenommen wird (vgl. F i g. 5). Nach dem Aufstampfen dieses Segmentes wird Schalbrett k um 120° versetzt (vgl. F i g. 6) und das zweite Segment aufgestampft. Danach werden beide Schalbretter entfernt und das letzte Segment aufgestampft. Bei dieser Herstellungsweise wird das Starnpfwerkzeug horizontal geführt, so daß konzentrische Ringschichten von 40 bis 75 mm Stärke entstehen.Another possibility for the design of the frog according to the invention is shown in Figs. 4 to 7 reproduced. The electric oven lid is here on a tamping bed adapted to the shape of the lid in contrast to the usual working method of built inside out. First, one of the three segments becomes the centerpiece tamped with the electrode holes formed by inserting cores h, wherein the lateral limitation is made by two form widths k (cf.F i g. 5). After this segment has been rammed, the shuttering board k is offset by 120 ° (cf. F i g. 6) and rammed the second segment. After that, both shuttering boards removed and the last segment stamped. In this production method the staring tool is guided horizontally so that concentric ring layers of 40 up to 75 mm thick.

Der das Herzstück umfassende Deckelteil kann anschließend, wie in F i g. 8 dargestellt, entweder in gleicher Weise aufgestampft oder mit Steinen in üblicher Weise aufgemauert werden. Nach der Fertigstellung des Deckels wird dieser mit einem Stahl-Tragrahmen armiert und zusammen mit dem auf einer Unterlage Z ruhenden Stampfbettg um 180° geschwenkt. Auf diese Weise wird der Deckel in die Arbeitsstellung gebracht. Danach wird das Stampfbett g mit der Unterlage l entfernt und der Deckel getrocknet,The cover part comprising the core can then, as in FIG F i g. 8, either stamped in the same way or with stones in usually be bricked up. After the lid has been completed, it will be reinforced with a steel support frame and together with the one resting on a base Z. Ramming bed swiveled by 180 °. In this way the lid is in the working position brought. Then the rammed bed g with the pad l is removed and the lid dried,

Claims

Claims: 1. Electric furnace cover for steel melting furnaces, consisting from a center piece made of high alumina refractory ramming mass and one of these The heart of the ring part made of refractory rammed earth or stones, d a d u r c h g e - indicates that the centerpiece is made of vertical, stamped, is composed of concentric layers to the center of the lid.

2. Electric furnace lid according to claim 1, characterized in that the core consists of several, e.g. B. consists of three parts.

3. Electric furnace cover for steel melting furnaces according to claims 1 and 2 with a centerpiece, which is in layers of preferably 40 to 75 mm from a highly refractory ramming mass with 70 to 85 % alumina content, in a grain size up to 3 or up to 5 or up to 7 mm, consists of 10 to 20% binding clay, possibly also monoaluminium phosphate as a binding agent. Documents considered: German Patent No. 832 206; B udni kow, "Technology of ceramic products including fire-resistant building materials", VEB Verlag Technik Berlin, 1953, pp. 241 to 244; Hofmann - Rü dorff, "Inorganische Chemie", Friedrich Vieweg & Sohn, Braunschweig, 1955, p. 520, penultimate paragraph.