CN105658354A

CN105658354A - 气体吹扫元件和从属的气体联接元件

Info

Publication number: CN105658354A
Application number: CN201480059884.6A
Authority: CN
Inventors: B.特鲁默; M.克利科维奇; R.库尔普; L.克奈斯
Original assignee: Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Current assignee: Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-06-08
Also published as: EP2893992B1; RS54558B1; WO2015104079A1; EP2893992A1; MX2016005652A; US9879916B2; HRP20160147T1; ES2563192T3; US20160290722A1; PL2893992T3

Abstract

本发明涉及一种用于冶金应用、例如用于安装到冶金容器中的气体吹扫元件以及涉及一种从属的气体联接元件。

Description

气体吹扫元件和从属的气体联接元件

技术领域

背景技术

气体吹扫元件(也被称作气体吹扫砖)用于将气体(必要时还为气体-/固体混合物)吹入到待处理的熔液、尤其冶金熔液中。在此，气态的处理流体在带有定向孔隙(英文：directedporosity)的气体吹扫砖的情况中沿着对应的通道/裂缝被引导，在带有所谓的非定向孔隙(英文：randomporosity)的气体吹扫砖的情况中沿着对应的不规则的孔隙容积(类似于在海绵的情况中那样)被引导。

气体吹扫砖在冶金容器的底部或壁部中的布置可以不同的类型和方式实现。在典型装配的情况中，气体吹扫砖布置在从属的空心砖(英文：wellblock)中。在供应气体的端部(所谓的“冷端”)处外部，吹扫装置利用机械装置被固定在冶金容器处。为了拆卸或者更换吹扫装置将机械装置打开。文件EP363651B1对此显示了一示例。该吹扫装置在冷端处同时具有气体分配腔。

所提及的类型的气体吹扫砖和从属的装配装置几十年来被证明是有效的。然而问题在于，用于更换气体吹扫元件的拆卸-/装配耗费较大且持续时间较长。

为了避免气体扩散到相邻的耐火材料中，例如由文件EP0148337A1所已知，使气体吹扫砖构造有板件护套。该板件大多周缘侧地且在吹扫装置的底部区域中伸延。底部板件具有气体联接管联接到其处的开口，该气体联接管自由地前伸超过底部板件。气体经由气体联接管被导引到吹扫装置的透气的陶瓷部分中。该气体联接管妨碍了吹扫装置的运输和安装。

发明内容

本发明目的在于提供一种可如何简化气体吹扫砖的装配或者拆卸且使气体损失最小化的在结构上简单的可行性。

本发明从以下考虑出发：

由板件包覆的气体吹扫砖(EP0148337A1)具有许多优点。其具有高的尺寸精度且避免了气体损失。然而，凸出的气体联接管妨碍了运输和装配。

不带有板件外罩的气体吹扫砖易于运输。然而极为困难的是，实现相对气源的简单且密封的连接。吹扫装置和从属的安装装置(EP0363651B1)的尺寸精度须非常高，以便避免破损和不密封性。这在常常热的冶金容器处难以实现。

因此，本发明针对另一方向：主要特征是将气体吹扫元件构造成使得从属的气体导管可被装配在吹扫装置的内部中。因此获得以下效果：

-吹扫装置的冷端通过下端面或者相应的板件护套来限定，取消了突出的部件(例如被焊接的向外前伸的气体联接管)。

-气体联接在吹扫装置的内部中、即刚好在气体被需要的部位处实现。

-为了联接相应的气体导管，在气体吹扫砖的冷端处设置凹槽。那么气体吹扫元件的陶瓷部分包括气体联接。由此可节省陶瓷材料。

-该凹槽不仅用于联接气体导管，而且还用于引导和固定气体导管。

-这使得能够在确定的轴向长度上(由气体吹扫元件的冷端向相对而置的热端观察)在气体吹扫元件与气体导管之间构造引导。这同时使得能够在不带有复杂的机械装置的情况中使两者连接。气体联接导管例如可被拧入凹槽中。用于气体导管的另外的锚固是可能的但非必要的。取消复杂的摆动机械装置等。

本发明然后在其最普遍的实施形式中涉及一种用于冶金应用的气体吹扫元件，其在安装状态中带有以下特征：

-带有下端部和上端部的耐火陶瓷体，

-上端部具有上端面，

-下端部具有下端面，

-凹槽从下端面延伸到耐火陶瓷体的下端部中，

-该凹槽构造有与气体联接元件的可松开的形状配合的连接的第一区段，

-在凹槽与上端面之间存在用于使处理气体穿过耐火陶瓷体的至少一个透气部分的在流动技术上的连接。

主要特征是凹槽，其具有与气体联接元件的可松开的形状配合的连接的第一区段(功能件)。

该凹槽可以不同的方式来构造，例如作为以下连接结构中的其中一种的部分：螺纹连接、卡口连接、压-/压-快速连接、压-/转-快速连接。对此还包括夹持连接或搭扣连接。

在作为快速联结或卡口连接的结构的情况中，气体导管例如被简单地压入和/或旋转到凹槽中直至气体导管与在气体吹扫元件的凹槽中所对应的的连接区段进行期望的形状配合的连接。这仅持续若干秒且在热的冶金容器处也可随时容易地实现，必要时还可经由操纵器(机械手)实现。

可取消通过机械装置在冶金容器的壁部处的各定向/调节、摆动、附加的固定。

当凹槽和气体联接导管在其对应的区段处具有用于螺纹连接的螺纹时，这同样适用。

所有提到的连接技术的主要优点在于，这些形状配合的连接可被容易地实施为气密的连接且可松开。为了更换气体吹扫装置，气体导管可以相反途径(相比装配)又被移除且之后被再次使用。

所提到的连接使得在气体吹扫砖与气体联接元件之间的力配合的连接在不带有附加装置的情况下成为可能。

根据一实施形式，凹槽从下端面出发具有以下几何形状中的至少一种：圆柱体、圆锥体、截锥体、棱柱体。凹槽的水平横截面(即垂直于穿过气体吹扫元件的气体的主流动方向)可相应地例如是圆形的、矩形的、多边形的。

还可将第一区段(从气体吹扫装置的端面起观察)设计成圆柱形而将联接到其处的区段设计成截锥体状。圆柱形的部分允许良好的引导和固定，截锥体状的部分可设计成附加的密封。

在凹槽中或在流动技术上到凹槽处的联接中(向上端面的方向上观察)，可在耐火陶瓷体中构造气体分配腔。那么经由气体导管所供应的气体可首先流动到气体分配腔中且从该处穿过透气的陶瓷区段。

备选地或累积地，在凹槽中(或流动技术上在凹槽之前或之后)可构造有在陶瓷体中的防止渗入金属熔液的穿透保护装置。

该穿透保护装置可构造成可更换的构件，其与气体供应导管的对应的区段或与凹槽相连接。

这样的穿透保护装置本身是已知的，即使在气体吹扫元件的其它结构的情况中。例如可集成以下结构类型中的其中一种：

-气体供应导管获得螺旋线状/螺旋状的走向，以便于增大轴向长度，

-围绕气体供应导管布置有经冷却的区域，从而使得可能渗入的金属熔液更快地冻结(凝固，英文：solidifies)。

形成相对于气体联接元件的连接的第一区段的凹槽的区段可原位地构造在陶瓷材料中(即由陶瓷构成)且/或是独立的(分立的)构件。例如在螺纹连接的情况中，凹槽在壁侧可具有在陶瓷中成型的螺纹区段；同样地，带有相应内螺纹的套管或螺母可被插入到凹槽中且/或被粘接在该处。

另外的实施形式设置有以下特征：

-耐火陶瓷体的至少一个透气部分从凹槽的处在内部的端部延伸出。

-耐火陶瓷体的相邻于凹槽的处在内部的端部的透气部分可至少部分具有金属盖。换言之：在陶瓷体中所构造的透气的陶瓷区段至少逐段地具有金属底部和/或金属包封，当然带有至少一个用于从气体联接导管和/或气体分配腔引入处理气体的开口。透气区段的排气侧的端部同样是敞开的。该构造方案防止可能的气体损失且使得制造变得容易。

-吹扫装置可尤其在周缘侧且/或在底部侧径向相对凹槽由气密的陶瓷来构造。换言之：透气部分至少逐段地被不透气的部分围上。

-气体吹扫装置可并排地(径向相对气流)且/或依次地(在气流的方向上)具有多个带有不同结构的透气区段。

但是气体吹扫元件可不必构造有外部的金属护套。金属护套可包围整个吹扫装置(除了上端面和凹槽的在冷端处的区域)，可仅包围耐火陶瓷体的下端部或仅耐火陶瓷体的下端面(再次不带有凹槽的区域)。

气体吹扫元件可构造成使得无部件/元件前伸超过下端面。换言之：吹扫装置在冷端处是“平整的”。下端面形成吹扫元件的冷端的终端。各类型的向外前伸超过底部的封闭件、固定元件、支架等可根据本发明被取消。

除了陶瓷的气体吹扫元件之外，本发明还涉及一种从属的带有以下特征的气体联接元件：

-带有第一端部和第二端部，其中，

-第二端部对应于气体吹扫元件的凹槽的第一区段构造成与气体吹扫元件可松开的形状配合的连接互补的第二区段。

那么第二端部例如形成用于气体吹扫元件的凹槽的螺纹状的区段或卡口封闭的区段的配对螺纹。

气体联接元件的第一端部可构造用于联接到(另外的)气体供应导管处或直接联接到气源处。

气体吹扫元件可由金属和/或另一材料构成，该材料在以下温度的情况中是稳定的，即在冶金容器处使用气体吹扫元件的情况中在其“冷端”处所存在的温度。

一般来说，气体吹扫元件中的凹槽与气体联接元件的对应的端部形成从属的形状配合的连接的插头(malepart)或者插座(femalepart)。

该凹槽还可根据适配器的类型来构造，气体联接元件借助该适配器被固定在气体吹扫元件中。

该连接使得能够在气体的流动方向上以简单的方式将(气体供应系统和吹扫元件)的相邻的区段彼此连接。在此，该连接还用于实现一种尽可能气密的连接。这例如可由此来实现，即，连接的对应区段对应地构造成圆锥状/截锥体且彼此相连接。

可选地，附加的固定元件可将相邻的区段机械地固定/紧固在连接位置中。

本发明的另外的特征由从属权利要求的特征以及其它申请文件得出。

附图说明

接下来根据不同的实施例来详细阐述本发明。在此(分别以极其示意性的图示)：

图1：显示了穿过根据本发明的气体吹扫元件和从属的气体联接元件的纵断面。

图2：显示了用于第二种实施形式的如同图1的图示。

图3：显示了用于第三种实施形式的如同图1的图示。

附图中，相同的或相同作用的构件以相同的附图标记示出。

具体实施方式

附图标记10说明了一种截锥体状的气体吹扫砖，在其中仅示出下端部。带有内螺纹16的金属圆柱体14从平整的底部12伸延到气体吹扫砖10的气密的陶瓷外部件18中。

那么内螺纹16限定圆柱形的空腔(凹槽20)，从属的气体联接元件50(气体导管)可被插入到空腔中。为此，气体导管50在其在图1中示出的上部的第二端部52处构造有对应的外螺纹54。

在圆柱体14的上部的环形的端面14s上固定(焊接)有环形的金属板22，其对应于空腔20具有中间开口24且从边缘侧朝气体吹扫元件的上部的未示出的端部的方向凸出一圆柱形的壁部26，从而对于部件22,26得出在底部中带有孔的呈罐状的几何形状。

该“罐”用于容纳透气的陶瓷部分30的下端部28。该部分30在底部侧构造有中间的回退部(Rücksprung)32，即仅边缘侧地位于板件22上且在下部的区段中周缘侧地接向壁部26且在该区段中经由此边接到气体吹扫元件10的不透气的部分18处。

通过回退部32将气体分配腔构造在透气部分30与板件22之间。

气体联接通过将气体联接元件50联接到气源处且以其螺纹54拧入到气体吹扫元件10的螺纹16上来实现。

之后可直接开始气体吹扫过程。气体随后流动穿过气体联接元件50(箭头方向G)且由此穿过空腔20到气体分配腔(其由回退部32形成)中且进一步穿过透气区段30的敞开的孔隙(箭头G)直到气体经由气体吹扫元件10的(未示出的)上端面离开气体吹扫元件10且到达到对应的金属熔液中。

示出的气体吹扫砖具有平整的底部12。在气体吹扫元件10的运输和安装的情况中无部件向外(在示出的功能位置中：向下)前伸。这是气体吹扫元件的主要特征且使得(气体联接元件的)气体导管在将气体吹扫元件安装到冶金熔液容器的底部或壁部中之后的装配/联接变得容易。

根据图2和3的实施例基本上仅通过气体吹扫元件10和气体联接元件50的连接技术来区别。

在根据图2的变体方案的情况中，该连接被设计成所谓的快速联结。为此，“公部件”16’布置在空腔20中。部件16’被固定在底部22处且向下伸入空腔20中且更确切地大约直至气体吹扫元件10的底部12。部件16’大约具有带有逐渐变细的环形的区段17的圆柱体形状。

对应于此，在外螺纹54的部位处构造有快速联结的“母部件”54’，其中，该部件54’呈罐状且具有环形的收缩部55，其对应于部件16’的逐渐变细的区段17来设计，从而在将部件54’推到部件16’上的情况中环形的收缩部55可弹入逐渐变细的区段17中，为此部件54’构造有一定的弹性。

因为快速联结是这样的对于其它应用目的而言的现有技术，所以在此对其不作详细示出。

显然，空腔20的尺寸须足够大，以便于容纳部件54且优选地大地来使得部件54’以其圆柱形的外表面对准地贴靠在装配状态中的空腔20的圆柱形的外壁处。

还提到，在根据图2的实施例中气体吹扫元件的底部是板件底部。

根据图3的实施例类似于根据图2的实施例。然而，气体吹扫元件10和气体联接元件50不经由快速联结彼此相连接，而是经由卡口封闭的类型。

另外，部件16’’在其周缘壁中具有L形的凹槽，其用于容纳销钉55’，其从部件54’’的内壁垂直地(英文：perpendicular)凸出。

为了连接气体吹扫元件10与气体联接元件50，气体联接元件50的第二端部在轴向上被推到部件16’’上，其中，销钉55’首先沿着L形的凹槽的轴向伸延的区段伸延。紧接着，使气体联接元件50相对于部件16’’转动，从而使销钉55’到达到L形的槽的水平区段中且被固定以防止轴向的松开。

此外，根据图3的气体吹扫元件10具有周缘侧的板件护套40，其气密地与底部板件12相连接，该底部板件仅在圆柱体14的区域中被中断。

Claims

1.一种用于冶金应用的气体吹扫元件(10)，其在安装状态中带有以下特征：

a)带有下端部和上端部的耐火陶瓷体(10,30)，

b)所述上端部具有上端面，

c)所述下端部具有下端面(12)，

d)凹槽(20)从所述下端面(12)延伸到所述耐火陶瓷体(10)的下端部中，

e)所述凹槽(20)构造有与气体联接元件(50)的能够松开的形状配合的连接的第一区段(16,16’,16’’)，

f)在所述凹槽(20)与所述上端面之间存在用于使处理气体穿过所述耐火陶瓷体(10,30)的至少一个透气部分(30)的在流动技术上的连接。

2.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中所述凹槽(20)构造成来自下组中的其中一种连接的区段(16,16’,16’’)：螺纹连接、卡口连接、压-/压-快速连接、压-/转-快速连接。

3.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中所述凹槽(20)由所述下端面(12)出发具有以下几何形状中的其中一种：圆柱体、圆锥体、截锥体、棱柱体。

4.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中在所述凹槽(20)中或在流动技术上到所述凹槽(20)处的联接中，在朝向所述上端面的方向上，在所述耐火陶瓷体(30)中构造有气体分配腔(32)。

5.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中在所述凹槽(20)中或在流动技术上到所述凹槽(20)处的联接中，在朝向所述上端面的方向上，在所述陶瓷体中构造有防止渗入金属熔液的穿透保护装置。

6.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中所述凹槽(20)的区段(14,16,16’,16’’)原位地构造在所述耐火陶瓷体(10,30)中。

7.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中所述凹槽(20)的区段(14,16,16’,16’’)是分立的构件。

8.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，在其中所述耐火陶瓷体(10,30)的至少一个透气部分(30)从所述凹槽(20)的处在内部的端部伸延出来。

9.根据权利要求8所述的气体吹扫元件，在其中所述耐火陶瓷体(10,30)的相邻于所述凹槽(20)的处在内部的端部的透气部分(30)部分地具有金属盖(22)。

10.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，其带有外部的金属护套(40)，该金属护套在周缘侧覆盖所述耐火陶瓷体(10,30)的下端部、所述耐火陶瓷体(10,30)的下端面(12)或两者。

11.根据权利要求1所述的气体吹扫元件，其不带有前伸超过所述下端面(12)的元件。

12.一种用于根据权利要求1-11中任一项所述的气体吹扫元件的气体联接元件(50)，其带有第一端部和第二端部(52)，其中，所述第二端部(52)对应于所述气体吹扫元件(10)的凹槽(20)的第一区段(14,16,16’,16’’)构造成与所述气体吹扫元件(10)的能够松开的形状配合的连接的互补的第二区段(52)。

13.根据权利要求12所述的气体联接元件(50)，在其中所述第一端部构造用于联接到气源处。