DE3531534A1 - Gasspuelstein fuer metallurgische gefaesse - Google Patents
Gasspuelstein fuer metallurgische gefaesseInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D1/002—Treatment with gases
- B22D1/005—Injection assemblies therefor
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metal
lurgische Gefäße, bestehend aus einem in die Wand
oder den Boden des Gefäßes einsetzbaren gasdurchläs
sigen Formstein aus feuerfestem Material, einer die
sen teilweise umgebenden gasdichten Blechumklei
dung, die aus einem sich um die Umfangsfläche des
Formsteins erstreckenden Blechmantel und einem auf
der Seite der äußeren Stirnfläche des Formsteins
angeordneten Blechdeckel zusammengeschweißt ist,
einem Gaszuführungsrohr, das an den Rand einer mit
tigen Gaseintrittsöffnung des Blechdeckels ange
schweißt ist, sowie einer Durchbruchsicherung.
Zur Herstellung qualitativ hochwertiger Metalle ist
es häufig erforderlich, die feuerflüssige Metall
schmelze mittels eingeblasener Gase in metallurgi
schen Gefäßen zu behandeln. Für derartige Behand
lungsverfahren werden häufig poröse, permeable feu
erfeste Gasspülsteine verwendet, durch die hin
durch das zur Behandlung der Schmelze dienende Gas
in das feuerfest ausgekleidete Gefäß eingeführt
wird. Hierbei sind die offenen Steinporen und ins
besondere die Kontaktfläche zwischen Gasspülstein
und feuerfester Gefäßauskleidung bevorzugter Aus
gangsort für einen vorzeitigen Steinverschleiß
durch eindringende Metallschmelze. Bei derart ther
momechanisch hochbelasteten Gasspülsteinen kann es
daher immer wieder vorkommen, daß flüssige Metall
schmelze in den Gasspülstein eindringt bzw. die Kon
taktfläche zwischen Gasspülstein und Gefäßausklei
dung durchdringt und zu starken Beeinträchtigungen
des Behandlungsverfahrens, sowie zu Schäden an dar
unterliegenden Anlagenteilen führt.
Aus der DE-AS 14 58 806 ist ein Gasspülstein
bekannt, der beispielsweise mittels einer nichtporö
sen, feuerfesten Zementschicht oder ähnlicher Feuer
festmasse seitlich gasdicht in das feuerfeste Futter
am Boden einer Gußeisenpfanne eingebunden ist.
Unterhalb des Gasspülsteines sind im Boden des
metallurgischen Gefäßes mehrere Öffnungen für den
Durchgang des Spülgases angeordnet. Eine außen am
Boden des Gefäßes mittels Bolzen befestigte Gasein
führungskammer, die aus einem mit feuerfesten Zement
ausgekleideten Blechgehäuse besteht, welches eine
poröse Füllung aus Tonerdegranalien enthält, die
den Durchgang des Spülgases gestattet, soll das
Durchlecken von Metallschmelzen aus dem metallurgi
schen Gefäß verhindern. Nachteilig ist hierbei
jedoch zum einen die schlechte Gasabdichtungsmög
lichkeit der Einführungskammer gegenüber dem Gefäß
boden wie auch die Tatsache, daß diese Gasspülein
heit aus mehreren losen Einzelteilen - poröser
Stein, durchbohrte Bodenplatte, Einführungskammer
- besteht, die eine schnelle Reparatur bzw. einen
Austausch des Spülsteines erschweren. Weiterhin
wird als nachteilig empfunden, daß die Einführungs
kammer außen am Gefäß angeordnet ist und es dadurch
ermöglicht wird, daß durchleckende Metallschmelze
durch den Boden des metallurgischen Gefäßes nach
außen gelangen kann und erst dann am Weiterfließen
gehindert werden soll.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile
bekannter Gasspülsteine zu überwinden, und eine kom
pakte einteilige Gasspüleinheit anzugeben, die im
erforderlichen Fall schnell und einfach ausge
tauscht werden kann, und die ein Hindurchdringen von
feuerflüssiger Metallschmelze aus dem Gefäß heraus
mit Sicherheit verhindert.
Bei einem Gasspülstein der eingangs genannten Gat
tung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß innerhalb des unteren Bereiches der
Blechumkleidung zwischen dem Formstein und dem
Blechdeckel ein gasdichter Sicherheitsstein aus
hochfeuerfestem Material angeordnet ist, daß zwi
schen dem Formstein und dem Sicherheitsstein ein
Gasverteilraum vorgesehen ist, daß der Sicher
heitsstein schmale Durchgangskanäle aufweist, die
die Gaseintrittsöffnung der Blechumkleidung mit dem
Gasverteilraum verbinden, und daß der Sicherheits
stein gasdicht in der Blechumkleidung vermörtelt
ist. Da die Durchbruchsicherung in Form des gasdich
ten Sicherheitssteines mit schmalen Durchgangskanä
len wie auch der Gasverteilraum innerhalb der
äußeren Blechumkleidung angeordnet sind, die bündig
mit der Ober- und Unterkante der feuerfesten
Auskleidung des metallurgischen Gefäßes abschließt,
wird auch nach langen Standzeiten und auftretenden
Verschleißerscheinungen des porösen Formsteines mit
Sicherheit verhindert, daß durchleckende Metall
schmelze aus dem Gefäß nach außen dringen kann. Der
als einteilige kompakte Baueinheit ausgebildete
Gasspülstein kann nach entsprechendem Verschleiß
einfach und schnell ausgetauscht werden. Durch die
seitliche gasdichte Blechummantelung entfällt auf
vorteilhafte Weise eine Gasabdichtung des Spülstei
nes gegenüber dem metallischen Bodenwerkstoff und
der Feuerfestauskleidung des metallurgischen Gefä
ßes. Die Anordnung des Gasverteilraumes zwischen dem
porösen Formstein und dem mit Gasdurchgangskanälen
versehenen Sicherheitsstein gewährleistet eine gute
Verteilung und ein gleichmäßiges Durch- bzw. Ein
strömen des Spülgases in die Metallschmelze.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Gasverteilraum durch Abstandsstücke zwischen dem
Formstein und dem Sicherheitsstein gebildet ist.
Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, daß für
den Gaseintritt des Spülgases von dem Gasver
teilraum in den porösen Formstein nahezu dessen ge
samte Grundfläche, mit Ausnahme der Abstandsstück-
Auflageflächen zur Verfügung steht. Außerdem wird
durch die Verwendung von Abstandsstücken die Her
stellung der Gasspülsteineinheit wesentlich verein
facht und verbilligt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese
hen, daß der Gasverteilraum durch eine Ausnehmung in
der dem Sicherheitsstein zugewendeten Stirnseite des
Formsteins gebildet ist. So kann durch eine mittige
Anordnung der Ausnehmung im Formstein sehr vor
teilhaft erreicht werden, daß durch eine äußere
ringförmige Auflage des Formsteines auf dem Sicher
heitsstein in diesem Bereich dem Spülgas etwas hö
here Durchgangswiderstände entgegenwirken und so
eine stark randgängige Durchgasung des Formsteines
unterdrückt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese
hen, daß der Sicherheitsstein auf der dem Blechdeckel
zugewandten Seite eine Aussparung aufweist, in
die ein in einem Haltestein eingebettetes Verbin
dungsrohr formschlüssig eingesetzt ist, wobei das
Verbindungsrohr die Gaseintrittsöffnung mit einer
Zwischenkammer verbindet, die ihrerseits über die
in dem Sicherheitsstein ausgebildeten Durchgangska
näle mit dem an den Formstein angrenzenden Gasver
teilraum verbunden ist. Durch den innerhalb des
Sicherheitssteines eingesetzten Haltestein und die
dazwischen angeordnete Zwischenkammer für das Spül
gas wird gewährleistet, daß im unteren Bereich der
Gasspülsteineinheit kein Spülgas zwischen Blechdeckel
bzw. Blechmantel und Sicherheitsstein bzw. Hal
testein durchströmen kann, so daß auch im Schadens
fall in umgekehrter Richtung keine durchleckende
Metallschmelze zwischen Blechumkleidung und Sicher
heitsstein eindringen kann. Der einzig mögliche Weg
für das Spülgas führt über die Gaseintrittsöffnung
mittig durch den Haltestein, über die Zwischenkam
mer durch die im Sicherheitsstein verteilt angeord
neten schmalen Gas-Durchgangskanäle in den Gasver
teilraum und von dort durch den permeablen Form
stein in die Metallschmelze. Andere Gaswege, in die
eventuell Metallschmelze eindringen könnte, werden
mit dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des
Gasspülsteines sehr vorteilhaft vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß am oberen Ende des Verbindungsrohres ei
ne Metallplatte sitzt, die den oberen Abschluß des
Haltesteines bildet. An die Metallplatte ist ein
Verbindungsrohr angeschweißt, das die Zuführung des
Spülgases mittig durch den Haltestein in die erste
Zwischenkammer ermöglicht. Der Gasverteilraum unter
dem porösen Formstein und der Gaszwischenraum ste
hen nur über die schmalen Durchgangskanäle in Ver
bindung. Nur über diesen Weg kann durchleckende
Metallschmelze den Formstein durchdringen. Die unte
re Gaszwischenkammer, deren Boden durch die Metall
platte gebildet wird, wirkt sozusagen als zweite
Durchbruchsicherung. Für den Fall, daß Metallschmel
ze selbst die schmalen Durchgangskanäle im Sicher
heitsstein durchdringt und in diese Gaszwischenkam
mer gelangt, wird sie spätestens jedoch bei Auftref
fen auf die durch das durchströmende Gas gekühlte
Metallplatte erstarren und an einem Weiterfließen
gehindert werden, so daß gemäß Aufgabe der Erfin
dung ein Hindurchdringen von feuerflüssiger Metall
schmelze aus dem metallurgischen Gefäß mit Sicher
heit verhindert wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die
Zwischenkammer zwischen der Metallplatte und dem
Sicherheitsstein ebenfalls durch Abstandsstükke
gebildet. Die dadurch erreichte gute Durchgasbarkeit
des Haltesteines bzw. des gasdichten Sicher
heitssteines wird weiterhin dadurch verbessert, daß
die in dem Sicherheitsstein vorgesehenen Durchgangs
kanäle, die die Zwischenkammer mit dem Gasverteil
raum verbinden, über den Umfang verteilt bzw. auf
Kreisen verschiedener Durchmesser angeordnet sind
und etwa achsparallel verlaufen. Dabei können die
Durchgangskanäle sehr vorteilhaft mit Metallgaze
oder Gaze aus feuerfestem Material ausgestopft
sein, was die Durchgasbarkeit nicht beeinträchtigt,
ein Eindringen von durchleckender Metallschmelze
jedoch weiter erschwert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß zur Vermeidung vagabundierender Gasströme
an der Innenseite des Blechdeckels mindestens ein
umlaufender Vorsprung vorgesehen ist. Dadurch daß
der umlaufende Vorsprung in den Haltestein ein
greift, wird auf einfache und vorteilhafte Weise
das Eindringen von Spülgas zwischen Blechdeckel und
Haltestein bzw. Sicherheitsstein verhindert.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Vorsprung als
ein in Axialrichtung liegender umlaufender
Flansch ausgebildet, der im Querschnitt ein L-Profil
aufweist, wobei der kürzere Schenkel an den
Blechdeckel angeschweißt ist. Um die Gassperrwir
kung noch zu verbessern, kann der Vorsprung laby
rinthartig mit einem im Querschnitt betrachtet
Z-förmigen Profil ausgebildet sein.
Im folgenden wird die Erfindung in den Zeichnungen
anhand eines schematisch dargestellten Ausführungs
beispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gasspülstein
für metallurgische Gefäße im Schnitt,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.
1 im Bereich der Blechumkleidung,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.
1 im Bereich der Blechumkleidung in an
derer Ausführungsform.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 ein Gasspül
stein bezeichnet, der sich im wesentlichen aus ei
nem porösen gasdurchlässigen Formstein 2 und einer
darunter angeordneten Durchbruchsicherung 8 gegen
durchleckende Metallschmelze zusammensetzt. Der
Formstein 2 und die Durchbruchsicherung 8 sind von
einer nur nach oben offenen Blechumkleidung 3 gas
dicht umschlossen, die aus einem seitlichen Blech
mantel 4 und einem gasdicht angeschweißten ebenen
unteren Blechdeckel 5 besteht. Mittig in den Blech
deckel 5 ist ein Gaszuführungsrohr 6 mit einer Gas
eintrittsöffnung 7 für das einströmende Spülgas ein
geschweißt. Zwischen der unteren Stirnseite 9 des
Formsteines 2 und der Oberfläche eines gasdichten
Sicherheitssteines 10 wird durch Abstandsstücke 13
ein Gasverteilraum 11 gebildet, der mit dem Spül
gas-Zuführungsrohr 6 über mehrere schmale Durch
gangskanäle 12 in Verbindung steht. Der Gasverteil
raum 11 kann jedoch in anderer Ausbildungsform auch
durch eine Ausnehmung 14 in der Stirnseite 9 des
Formsteines 2 - in der Zeichnung mit gestrichelter
Linie dargestellt - oder - in zeichnerisch nicht
dargestellter Weise - durch eine Ausnehmung in der
Oberfläche des gasdichten Sicherheitssteines 10 ge
bildet werden. Der Sicherheitsstein 10 weist auf
seiner dem Blechdeckel 5 zugewandten Unterseite ei
ne Aussparung 16 auf, in die ein in einen Halte
stein 20 eingebettetes Verbindungsrohr 17 form
schlüssig eingesetzt ist, wobei das Verbindungsrohr
17 die Gaseintrittsöffnung 7 mit einer weiteren Zwi
schenkammer 18 verbindet, die ihrerseits über die
in dem Sicherheitsstein 10 angeordneten Durchgangs
kanäle 12 mit dem an den permeablen Formstein 2 an
grenzenden Gasverteilraum 11 verbunden ist. Der
eingesetzte Haltestein 20 wird nach oben durch eine
an das obere Ende des Verbindungsrohres 17 ange
schweißte Metallplatte 19 abgeschlossen, auf der
weitere Abstandsstücke 21 angeordnet sind, durch
welche die Zwischenkammer 18 zwischen der Metall
platte 19 und dem Sicherheitsstein 10 gebildet
wird.
In den Fig. 2 und 3 sind vergrößerte Ausschnitte
aus Fig. 1 zwischen dem Haltestein 20 und dem Blech
deckel 5 dargestellt. Zur Vermeidung vagabundieren
der Gasströme, die sich Nebenwege entlang des Blech
deckels 5 bzw. des Blechmantels 4 suchen, sind an
der Innenseite ein oder mehrere kreisförmig umlau
fende Vorsprünge 22 vorgesehen, die flanschartig
ausgebildet sind und im Querschnitt ein L-förmiges
Profil 23 (Fig. 2) oder ein Z-förmiges Profil 24
(Fig. 3) aufweisen, welches fest in den Haltestein
20 eingebunden ist und so eine labyrinthartige Ab
dichtung gegen vagabundierende Gasströme darstellt.
Im Betriebsfall ist der Gasspülstein 1 z. B. im Bo
den eines metallurgischen Gefäßes fest in die feu
erfeste Auskleidung eingesetzt. Zur Behandlung von
qualitativ hochwertigen Metallschmelzen werden
durch den Gasspülstein 1 Spülgase wie z. B. Stick
stoff oder Argon in die Metallschmelze eingeleitet.
Bevor das Spülgas in die Metallschmelze gelangt,
strömt es durch das Verbindungsrohr 17, die Zwi
schenkammer 18, die Durchgangskanäle 12, durch den
Gasverteilraum 11 in den gasdurchlässigen Formstein
2. Nach einiger Betriebsdauer unter thermisch hoch
belasteten Betriebsbedingungen zeigt der Formstein 2
Verschleiß- und Auflöseerscheinungen. Dann kann
feuerflüssige Metallschmelze in den Formstein 2
eindringen bzw. diesen auch durchdringen. Die er
findungsgemäße Durchbruchsicherung 8 verhindert je
doch in zuvor beschriebener Weise, daß durchleckende
Metallschmelze weiter vor- bzw. den Gasspülstein 1
vollständig durchdringen kann.
Claims (12)
1. Gasspülstein (1) für metallurgische Gefäße, be
stehend aus einem in die Wand oder den Boden
des Gefäßes einsetzbaren gasdurchlässigen Form
stein (2) aus feuerfestem Material, einer die
sen teilweise umgebenden gasdichten Blechumklei
dung (3), die aus einem sich um die Umfangsflä
che des Formsteins (2) erstreckenden Blechman
tel (4) und einem auf der Seite der äußeren
Stirnfläche des Formsteins (2) angeordneten
Blechdeckel (5) zusammengeschweißt ist, einem
Gaszuführungsrohr (6), das an den Rand einer
mittigen Gaseintrittsöffnung (7) des Blech
deckels (5) angeschweißt ist, sowie einer Durch
bruchsicherung (8), dadurch gekenn
zeichnet, daß innerhalb des unteren Be
reichs der Blechumkleidung (3) zwischen dem
Formstein (2) und dem Blechdeckel (5) ein gas
dichter Sicherheitsstein (10) aus hochfeuerfe
stem Material angeordnet ist, daß zwischen dem
Formstein (2) und dem Sicherheitsstein (10) ein
Gasverteilraum (11) vorgesehen ist, daß der Si
cherheitsstein (10) schmale Durchgangskanäle
(12) aufweist, die die Gaseintrittsöffnung (7)
der Blechumkleidung (3) mit dem Gasverteilraum
(11) verbinden, und daß der Sicherheitsstein
(10) gasdicht in der Blechumkleidung (3) vermör
telt ist.
2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gasver
teilraum (11) durch Abstandsstücke (13) zwi
schen dem Formstein (2) und dem Sicherheits
stein (10) gebildet ist.
3. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gasver
teilraum (11) durch eine Ausnehmung (14) in der
dem Sicherheitsstein (10) zugewandten Stirnsei
te ( 9) des Formsteins (2) gebildet ist.
4. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sicherheitsstein (10) auf der dem Blech
deckel (5) zugewandten Seite eine Aussparung
(16) aufweist, in die ein in einen Haltestein
(20) eingebettetes Verbindungsrohr (17) form
schlüssig eingesetzt ist, wobei das Verbindungs
rohr (17) die Gaseintrittsöffnung (7) mit einer
Zwischenkammer (18) verbindet, die ihrerseits
über die in dem Sicherheitsstein (10) ausgebil
deten Durchgangskanäle (12) mit dem an den Form
stein (2) angrenzenden Gasverteilraum (11) ver
bunden ist.
5. Gasspülstein nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß am oberen En
de des Verbindungsrohrs (17) eine Metallplatte
(19) sitzt, die den oberen Abschluß des Halte
steins (20) bildet.
6. Gasspülstein nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischen
kammer (18) durch Abstandsstücke (21) zwischen
der Metallplatte (19) und dem Sicherheitsstein
(10) gebildet ist.
7. Gasspülstein nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die in dem
Sicherheitsstein (10) vorgesehenen Durchgangs
kanäle (12), die die Zwischenkammer (18) mit dem
Gasverteilraum (11) verbinden, über den Umfang
verteilt angeordnet sind und etwa achsparallel
verlaufen.
8. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchgangskanäle (12) mit Metallgaze oder
Gaze aus feuerfestem Material ausgestopft sind.
9. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Vermeidung vagabundierender Gasströme an der
Innenseite des Blechdeckels (5) mindestens ein
umlaufender Vorsprung (22) vorgesehen ist.
10. Gasspülstein nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung
(22) ein in Axialrichtung liegender umlaufender
Flansch (23) ist.
11. Gasspülstein nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flansch
(23) im Querschnitt ein L-Profil aufweist, wobei
der kürzere Schenkel an den Blechdeckel (5)
angeschweißt ist.
12. Gasspülstein nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung
(22) im Querschnitt ein Z-Profil (24) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH342685A CH665850A5 (de) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | Gasspuelstein fuer metallurgische gefaesse. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3531534A1 true DE3531534A1 (de) | 1987-02-19 |
Family
ID=4255722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853531534 Withdrawn DE3531534A1 (de) | 1985-08-09 | 1985-09-04 | Gasspuelstein fuer metallurgische gefaesse |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH665850A5 (de) |
DE (1) | DE3531534A1 (de) |
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1985
- 1985-08-09 CH CH342685A patent/CH665850A5/de not_active IP Right Cessation
- 1985-09-04 DE DE19853531534 patent/DE3531534A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH665850A5 (de) | 1988-06-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BURBACH & BENDER OHG ESB SCHWEISSBETRIEB, 5900 SIE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |