CH666491A5

CH666491A5 - Gasspuelstein fuer metallurgische gefaesse.

Info

Publication number: CH666491A5
Application number: CH342785A
Authority: CH
Inventors: Heinz Wertz
Original assignee: Burbach & Bender Ohg
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1988-07-29
Also published as: DE3531533A1; DE3531533C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metallurgische Gefässe, bestehend aus einem in die Wand oder den Boden des Gefässes einsetzbaren gasdurchlässigen Formstein aus feuerfestem Material, einer diesen teilweise umgebenden gasdichten Blechumkleidung, die aus einem sich in die Um-5 fangsfläche des Formsteins erstreckenden Blechmantel und einem die äussere Stirnfläche des Formsteins überdeckenden Blechdeckel zusammengeschweisst ist, sowie einem Gaszuführungsrohr, das an den Rand einer mittigen Gaseintrittsöffnung des Blechdeckels angeschweisst ist. 10 Ein Gasspülstein der genannten Art ist z.B. aus der DE-PS 15 33 886 bekannt. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zum Einblasen von Spülgasen in metallurgische Gefässe, wie Konverter oder Pfannen, bei der Behandlung bzw. Herstellung von hochwertigen Metallqualitäten ver-15 wendet.

Der bekannte Gasspülstein besteht aus mindestens einem porösen gasdurchlässigen feuerfesten Block, der auf seiner Aussenseite von einer gasdichten Metallhülle und einer weiteren porösen gasdurchlässigen feuerfesten und metallum-20 hüllten M,asse umschlossen ist, die an ein zweites Strömungs-mittelzufuhrrohr angeschlossen ist. Nachteilig hierbei ist,

dass die Spülgaszuführungsrohre unmittelbar ohne einen Freiraum in den porösen permeablen Spülstein bzw. die permeable Feuerfestmasse einmünden. Das Spülgas wird den 25 Spülstein auf kürzestem Weg mit dem geringsten Druckverlust mittig durch wenige grossporige Hauptkanäle durchströmen, so dass im Randbereich des Spülsteines in der Metallschmelze kaum noch Spülgas austritt. Das führt dazu, dass in der Mitte des Spülgassteines relativ grosse Blasen austre-30 ten, wodurch der Spüleffekt der Metallschmelze verschlechtert wird. Wenn evtl. Metallschmelze in den Ausgangsquerschnitt des Spülsteins eindringt oder sich auf diesem absetzt, so kann eine Verstopfung des Spülsteins auftreten, durch die dieser unbrauchbar wird.

35 Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und einen einfachen und kostengünstigen Gasspülstein für metallurgische Gefässe zu schaffen, der eine gleichmässige Durchgasung des porösen Formsteines ermöglicht und im Falle einer austritts-40 seitigen Verstopfung eine Freispülung ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Formstein und dem Blechdeckel eine Druckkammer vorgesehen ist, die sich bis in den Bereich einer zwischen der Umfangsfläche des Formsteins und dem Blech-45 mantel angeordneten Mörtelschicht erstreckt. Durch diese Massnahme wird sehr vorteilhaft erreicht, dass dem Spülgas, von der Druckkammer ausgehend, überall gleichlange Wege durch den porösen Formstein mit gleichen Durchgasungswi-derständen vorgegeben sind, so dass sich keine mittigen 50 Hauptgasströme ausbilden können. Bei Verstopfung des Ausgangsquerschnittes des Formsteins kann sich das Spülgas seinen Weg durch die zwischen dem Formstein und der Blechumkleidung vorgesehene Mörtelschicht suchen, so dass eine Randspülung entsteht.

55 In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Druckkammer zwischen dem Formstein und dem Blechdek-kel durch Abstandshalter gebildet und zweckmässigerweise sind dabei die Abstandshalter an mindestens einer Seite einer Blecheinlage angebracht. So kann bei der Herstellung des 60 Gasspülsteines durch Einsetzen einfacher und billiger Bauelemente wie einzelner Abstandshalter oder mehrerer auf einer Blecheinlage angebrachter Abstandshalter der Freiraum für die Druckkammer zwischen Formstein und Blechdeckel geschaffen werden.

65 In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Blecheinlage aus mehreren Blechstreifen gebildet ist, deren radial aussenliegende Enden um den äusseren Rand des Formsteins herumgebogen sind und ein Stück in die mit

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Mörtel ausgefüllte Fuge zwischen dem Formstein und dem Blechmantel hineinragen.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Blecheinlage aus einem sternförmigen Blechstück, dessen radial aussenliegende Enden um den äusseren Rand des 5 Formsteins herumgebogen sind und ein Stück in die mit Mörtel ausgefüllte Fuge zwischen dem Formstein und dem Blechmantel hineinragen.

Durch das Eingreifen der radial aussenliegenden Enden der Blechstreifen bzw. des sternförmigen Blechstückes in die 10 mit Mörtel ausgefüllte Fuge wird ein Verrutschen der Abstandshalter bzw. der Blechstreifen während der Montage bzw. während des Betriebes des Gasspülsteines mit Sicherheit verhindert. Die Verwendung des einteiligen sternförmigen Blechstückes vereinfacht weiterhin die Herstellung des 15 Gasspülsteines.

Bei zweckmässigen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstandshalter an die Ober- und/oder Unterseite der Blecheinlage angeschweisst sind, oder dass als Abstandshalter Halbrundnieten vorgesehen sind, die durch 20 Bohrungen in der Blecheinlage hindurchgreifen. Durch diese Massnahmen wird die Blecheinlage mittig in der Druckkammer festgehalten und kann beiderseitig frei vom Spülgas umströmt werden.

In weiterer Ausführungsform der Erfindung ist vorgese- 25 hen, dass die Druckkammer durch eine in der äusseren Stirnfläche des Formsteins vorgesehene Ausnehmung gebildet ist. Durch diese besondere Ausbildung des Formsteines mit einer hohlraumartigen Ausnehmung kann auf den Einsatz von zusätzlichen Abstandshaltern völlig verzichtet werden und 30 eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung des Gasspülsteines erzielt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in den Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen auch weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile zu 35 entnehmen sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Gasspülstein mit Druckkammer

Fig. 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemässen Gas- 40 spülstein mit Druckkammer nach Schnittlinie II aus Fig. 1

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Gasspülsteines mit Druckkammer im Schnitt

Fig. 4 eine Draufsicht auf den erfindungsgemässen Gasspülstein mit Druckkammer nach Schnittlinie IV aus Fig. 3. 45

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 ein Gasspülstein beziffert, der aus einem porösen gasdurchlässigen Formstein 2 und einer gasdichten Blechumkleidung 3 besteht. Die Blechumkleidung 3 umfasst einen sich um die Umfangsfläche des Formsteines 2 erstreckenden Blechmantel 4 und einen die so äussere Stirnfläche 18, des Formsteines 2 überdeckenden kreisförmigen Blechdeckel 5, der an seinem äusseren Umfang gasdicht mit dem Blechmantel 4 verschweisst ist. Der Formstein 2 ist mittels einer Mörtelschicht 6 in die gasdichte Blechumkleidung 3 eingefügt. Mittig in den Blechdeckel 5 ist 55 der Anschluss eines Gaszuführungsrohres 7 eingeschweisst, das über eine Gaseintrittsöffnung 8 in eine zwischen dem Blechdeckel 5 und der Stirnfläche 18 des Formsteines 2 angeordneten Druckkammer 9 einmündet. Zur Bildung der Druckkammer 9 bzw. der Aufrechterhaltung einer gewissen 60 Distanz sind zwischen dem Blechdeckel 5 und dem permeablen Formstein 2 einige Abstandshalter 10 eingesetzt, die zu ihrer Fixierung zweckmässigerweise auf einer aus mehreren Blechstreifen 12 bestehenden Blecheinlage 11 befestigt sind. Die Abstandshalter 10 können beliebige Formen aufweisen, 65

die an die Ober- und/oder Unterseite der Blecheinlage 11 angeschweisst sind oder aus Halbrundnieten 15 bestehen, die durch Bohrungen in der Blecheinlage 11 hindurchgreifen. Beispielsweise können die Abstandshalter 10 auch aus kurzen aufgetragenen Schweissraupen bestehen.

Zur Befestigung der Blecheinlage 11 sind deren radial aussenliegende Blechstreifenenden 13 um den äusseren Rand des Formsteines 2 nach oben herumgebogen und ragen ein Stück weit in die Mörtelschicht 6 zwischen dem Formstein 2 und dem Blechmantel 4 hinein.

In Fig. 2 ist die Blecheinlage 11 in einer anderen Ausführungsform als sternförmiges Blechstück 14 ausgeführt, auf dem als Abstandshalter 10 auf der Ober- und/oder Unterseite Halbrundnieten 15 befestigt sind. Im Bereich des Gaszuführungsrohres 7 bzw. der Gaseintrittsöffnung 8 weist die Blecheinlage 11 eine mittige Öffnung 16 zum besseren Einströmen des Spülgases in die Druckkammer 9 auf. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der äussere Rand 17 der dem Blechdek-kel 5 zugewandten Seite des Formsteins 2 in einem kurzen Bereich zylindrisch ausgebildet, wodurch zwischen Formstein 2 und dem unteren Rand des Blechmantels 4 ein gewisser Freiraum geschaffen wird, in den auf vorteilhafte Weise von unten die nach oben gebogenen Blechstreifenenden 13 in die dort befindliche Mörtelschicht 6 eingreifen. Die untere zylinderförmige Ausbildung des Formsteinrandes 17 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet.

In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere vorteilhafte Aus-führungsform des erfindungsgemässen Gasspülsteines dargestellt. Die Bezugsziffern für gleiche Bauteile werden beibehalten. Im Unterschied zu der Ausführungsform des Gasspülsteines mit Blecheinlage und Abstandshaltern ist hierbei die Druckkammer 31 durch eine in der äusseren Stirnfläche

32 des Formsteines 30 eingeformte Ausnehmung 33 gebildet. In vorteilhafter Ausführungsform besteht die AusneTimung

33 aus einem mit der Gaseintrittsöffnung 8 in Verbindung stehenden Hohlraum 34, der über mehrere radiale Kanäle 35, die bis an die Mörtelschicht 6 reichen, verzweigt ist. Zwischen den sternförmig nach aussen verlaufenden Gaskanälen 35 reichen kreissegmentartige Stützflächen des porösen Formsteines 30 bis auf den Blechdeckel 5 hinab und stützen den Formstein 30 gegen den Blechdeckel 5 ab. Das Gaszuführungsrohr 7 mündet hierbei mit seiner Gaseintrittsöffnung 8 in den mittigen zylindischen Hohlraum 34.

Der erfindungsgemässe Gasspülstein 1 ist bis zu seiner Ober- und Unterseite bündig abschliessend in die Feuerfestausmauerung eines metallurgischen Gefässes eingesetzt. Durch die äusserst flache Ausbildung der Druckkammer 9 bzw. 31 im Gasspülstein geht dem gasdurchlässigen Formstein 2 bzw. 30 nur sehr wenig von seiner Höhe verloren. Im Betrieb kann das Spülgas auf vorteilhafte Weise nahezu den gesamten Boden bzw. die äussere Formsteinstirnfläche 18 bzw. 32 anströmen, so dass auf gleichlangen Wegen mit etwa gleichen Durchgasungswiderständen für das Spülgas eine gleichmässige Durchgasung des permeablen Formsteines 1 ermöglicht wird. Ein bevorzugtes Eindringen von Metallschmelze im Randbereich des Formsteines 1 wird hierbei mit Sicherheit verhindert, insbesondere auch deshalb, weil die den Formstein 1 umschliessende Mörtelschicht 6 nach langen Betriebszeiten und fortschreitendem Verschleiss des Formsteines 1 durch Kanalbildung eine vermehrte Rand-durchgasung erlaubt, so dass sich ein verstärkter ringförmiger Gasaustritt aus dem Formstein ausbildet, der ein Eindringen von feuerflüssiger Metallschmelze an dieser gefährdeten Stelle der Gasspülsteinoberfläche wirksam unterbindet.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Gasspülstein (1) für metallurgische Gefässe, bestehend aus einem in die Wand oder den Boden des Gefässes einsetzbaren gasdurchlässigen Formstein (2; 30) aus feuerfestem Material, einer diesen teilweise umgebenden gasdichten Blechumkleidung (3), die aus einem sich in die Umfangsflä-che des Formsteins (2) erstreckenden Blechmantel (4) und einem die äussere Stirnfläche (18; 32) des Formsteins (2) überdeckenden Blechdeckel (5) zusammengeschweisst ist, sowie einem Gaszuführungsrohr (7), das an den Rand einer mittigen Gaseintrittsöffnung (8) des Blechdeckels (5) ange-schweisst ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Formstein (2) und dem Blechdeckel (5) eine Druckkammer (9; 31) vorgesehen ist, die sich bis in den Bereich einer zwischen der Umfangsfläche des Formsteins (2) und dem Blechmantel (4) angeordneten Mörtelschicht (6) erstreckt.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (9) durch Abstandshalter (10) zwischen dem Formstein und dem Blechdeckel (5) gebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gasspülstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter an mindestens einer Seite einer Blecheinlage (11) angebracht sind.

4. Gasspülstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blecheinlage aus mehreren Blechstreifen (12) gebildet ist, deren radial aussenliegende Enden (13) um den äusseren Rand des Formsteins (2) herumgebogen sind und ein Stück in die mit Mörtel ausgefüllte Fuge zwischen dem Formstein (2) und dem Blechmantel (4) hineinragen.

5. Gasspülstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blecheinlage ein sternförmiges Blechstück (14) ist, dessen radial aussenliegende Enden (13) um den äusseren Rand des Formsteins (2) herumgebogen sind und ein Stück in die mit Mörtel ausgefüllte Fuge zwischen dem Formstein (2) und dem Blechmantel (4) hineinragen.

6. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (10) an die Ober- und/oder Unterseite der Blecheinlage (11) ange-schweisst sind.

7. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandshalter (10) Halbrundnieten ( 15) vorgesehen sind, die durch Bohrungen in der Blecheinlage (11) hindurchgreifen.

8. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blecheinlage (11) im Bereich der Gaseintrittsöffnung (8) des Blechdeckels (5) eine Ausnehmung (16) aufweist.

9. Gasspülstein nach Anspruch 1 mit kegelförmiger Gestalt, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Rand (17) der dem Blechdeckel (5) zugewandten Seite des Formsteins (2) etwa zylindrisch ausgebildet ist.

10. Gasspülstein nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (31) durch eine in der äusseren Stirnfläche (32) des Formsteins (30) vorgesehene Ausnehmung (33) gebildet ist.

11. Gasspülstein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (33) durch einen mit der Gaseintrittsöffnung (8) in Verbindung stehenden, mittigen zylindrischen Hohlraum (34) gebildet ist, der über im wesentlichen radiale Kanäle (34) mit der Mörtelschicht (6) verbunden ist.

12. Gasspülstein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (33) sternförmig ausgebildet ist, wobei die radial aussenliegenden Enden der Ausnehmung mit der Mörtelschicht (6) verbunden sind.