DE3530316A1 - Gasspuelstein, insbesondere fuer schmelzwannen, -tiegel und dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasspülstein in der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art, insbesondere für Wannen, Tiegel, Pfannen und dergleichen die zur Aufnahme von Schmelzen dienen.

Bekannte Gasspülsteine der genannten Art besitzen eine gas­ dichte Ummantelung geringer Dicke 0,8 bis 1,2 mm die mit Aus­ nahme an der Spülgas-Austrittsfläche allseitig fest an dem Stein anliegt und damit nur geringste Spalte zwischen Stein und Ummantelung entstehen läßt. Diese feste Anlage ist beson­ ders für die mit der Schmelze in Berührung kommenden Bereiche erforderlich, damit vor oder nach dem Spülvorgang die Schmelze nicht in den Spalt eindringen kann. Die Gasspülsteine dieser Art werden in die Auskleidung der die Schmelze aufzunehmenden Gefäße eingesetzt und entsprechen in ihrer Höhe der Stärke die­ ser Auskleidung, im Betrieb werden sie gemeinsam mit der Aus­ kleidung durch die Schmelze verschlissen. Die Zuführung des Spülgases erfolgt von unten durch geeignete Rohrleitungen. Bei Gasdurchlässigkeit der Steine entsteht der gesamte Spül­ gasdurchsatz durch eine primäre peripherische Spaltströmung und eine sekundäre Strömung innerhalb des Steines (DBP-Patentanschrift C 21 C 7/00 - Nr. 25 52 474 v. 22. 11. 75).

Der Nachteil der eingangs genannten Art von Gasspülsteinen besteht im wesentlichen darin, daß durch den allseits vorhan­ denen geringen Spalt zwischen Stein und Ummantelung die wech­ selnden Forderungen der Betriebspraxis nach unterschiedlichen Gasdurchsätzen nicht oder nur durch unverhältnismäßig großen Energieaufwand unzureichend realisiert werden können, insbe­ sondere dann, wenn größere Gasdurchsätze verlangt werden. Bei Gasspülsteinen dieser Art mit leicht vergrößerten Spalten dringt die Schmelze nach dem Spülvorgang tiefer in den Spalt ein und verschließt diesen nach dem Erstarren vollständig, so daß beim nächsten Spüleinsatz der Spülvorgang gar nicht mehr stattfinden kann. Außerdem nimmt bei diesen Gasspülsteinen mit fortschrei­ tendem Verschleiß der Auskleidung und der damit verbundenen Verkürzung der Gasspülsteine die Reibung zwischen Stein und Ummantelung so stark ab, daß der Flüssigkeitsdruck der am Boden der Schmelze vorliegt, den Stein gegen das Spülgas- Zuführungsrohr drückt und so den Spülgas-Durchsatz drosselt und schließlich unterbricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasspül­ stein der eingangs genannten Art so zugestalten, daß bei hinreichend kleinem Spalt zwischen Ummantelung und Stein der Spülgas-Durchsatz auf maximale Werte gesteigert werden kann, wobei das Eindringen der Schmelze in den Spalt weit­ gehend unterdrückt werden soll, die Stützwirkung der Umman­ telung am Boden erhalten bleiben und der durch die Porösität des Steines mögliche direkte Spülgasdurchsatz als innere Sekun­ darströmung nicht behindert werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruch 1 gelöst.

Der Stein ist in den konischen Teil der Ummantelung des Gasspülsteines in bekannter Weise mit geringem Spalt einge­ setzt, im Bodenbereich dagegen wird erfindungsgemäß auf eine Anlage der Ummantelung an den Stein verzichtet, es ist ein trichterförmiger Einlaufboden mit Eintrittsradien im Bereich des Spülgaseintrittes ausgeführt, dadurch wird der Strömungs­ widerstand des gesamten Gasspülsteines wesentlich reduziert, so daß eine Steigerung des Spülgasdurchsatzes eintritt. Der trichterförmige Einlaufboden ist mit der übrigen Ummantelung und der Spülgaszuführung gasdicht verschweißt und stützt sich über das Spülgasleitblech gegenüber dem Stein ab. (Anspruch 1).

Das erfindungsgemäß verwendete Spülgasleitblech bewirkt durch eine der Spülgaszuführung gegenüberliegende Strömungsnase eine verlustarme radiale Umlenkung des Spülgasstromes und durch sei­ ne sich verringernde Distanz b zum trichterförmigen Einlauf­ boden eine radiale Diffusorwirkung mit gutem Wirkungsgrad, für das Verhältnis Distanz b zu Spülgaseintrittsdurchmesser d von 0,1 bis 0,3 ergeben sich optimale Verhältnisse. Am Umfang des Gasspülsteines geht der Spülgasstrom mit Drucksteigerung in die axiale Spaltströmung parallel zur konischen Ummantelung über (Anspruch 2).

Das erfindungsgemäß verwendete Spülgasleitblech ist so ge­ staltet, daß die Abstützung desselben am Umfang des Steines den axialen Fortgang des Spülgasstromes nicht behindert und gleichzeitig einen Druckausgleich zur möglichen inneren Sekun­ därströmung durch die eventuelle Porösität des Steines gestat­ tet. Außerdem entsteht durch die gewellte Form des Spülgas­ bleches eine gewisse Federwirkung, die die konische Ummante­ lung gegen den Stein drückt.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gasspülstei­ nes gegenüber bekannten Ausführungen besteht darin, daß der spezifische Spülgasdurchsatz bei gleicher Anlage der axialen Ummantelung am Stein beträchtlich höher liegt, da die Durch­ satzsteigerung durch Verringerung der Strömungswiderstände an anderen Teilen als der axialen Ummantelung des Gasspülsteines herbeigeführt wird. Außerdem bietet der erfindungsgemäße Gas­ spülstein größere Sicherheit gegen Spülversagen als die be­ kannten Ausführungen gleichen Spülgasdurchsatzes, da der Spalt zwischen Ummantelung und Stein klein gehalten werden kann und durch eine leichte Federwirkung des Spülgasleitble­ ches die Ummantelung gegen den Stein drückt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschau­ licht und im folgenden näher beschrieben: Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Wanne 6 mit Schmelze 7 und einen eingesetzten Gasspülstein.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Gasspülstein mit Ein­ laufboden 2 und Spülgas-Leitblech 5.

In der Zeichnung ist eine mit Schmelze 7 gefüllte Wanne 6 mit einem Bodenstein 8, in dem ein runder, konischer Gas­ spülstein eingesetzt ist dargestellt. Unterhalb des Gasspül­ steines befindet sich die Spülgaszuführung 4. Die Wanne 6 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 9 versehen, die in ihrer Dicke etwa der Länge des Gasspülsteines entspricht. (Fig. 1).

Der Gasspülstein besteht aus dem feuerfesten Stein 1, der axialen Ummantelung 3, dem trichterförmigen Einlaufboden 2 und dem Spülgasleitblech 5. Das Spülgas gelangt über die Spül­ gaszuführung 4 in den Gasspülstein und trifft dabei auf das Spülgasleitblech 5 welches den Spülgasstrom radial umlenkt und ihn in den spaltartigen Raum zwischen Einlaufboden 2 und Spülgasleitblech 5 führt, in diesem spaltartigen Raum wird das Spülgas zur Peripheri des Gasspülsteines geleitet und gelangt dort in den axialen Spalt zwischen Stein 1 und axialer Ummantelung 3 und von da aus in die Schmelze 7.

Der axiale Spalt zwischen Stein 1 und der axialen Ummante­ lung 3 ist sehr gering ca. 0,1 bis 0,2 mm.

Claims (4)

1. Gasspülstein beliebiger Form mit einer gasdichten Ummantelung bei welchem der Spülgasdurchsatz sowohl pri­ mär durch eine peripherische Spaltströmung oder auch zu­ sätzlich durch eine sekundäre Innenströmung erzielt wird und bei welchem die Spülgaszufuhr durch eine oder mehrere Rohranschlüsse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bo­ denbereich des Gasspülsteines auf eine durchgehende Anlage der Ummantelung an den Stein (1) verzichtet wird, indem ein trichterförmiger Einlaufboden (2) der mit Eintrittsradien versehen ist verwendet wird, der mit der übrigen Ummantelung (3) und der Spülgaszuführung (4) gasdicht verbunden ist und der sich auf einem Spülgas-Leitblech (5) gegen den Stein (1) abstützt.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas-Leitblech (5) dem Spülgaseintritt gegenüber verlustarm ausgebildet ist und zum Umfang des Steines hin auf eine Distanz b gebracht wird, bei der das Verhältnis Di­ stanz b zu Spülgaseintrittsdurchmesser d von 0,1 bis 0,3 ange­ strebt wird.

3. Gasspülstein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abstützung des Spülgas-Leitbleches (5) am Umfang des Steines durch geeignete Spülgasdurchtritte unterbrochen ist.

4. Gasspülstein nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spülgasleitblech (5) zwischen Stein (1) und konischer Ummantelung (3) federnd ausgebildet ist.