DE3619533C1

DE3619533C1 - Nozzle brick (perforated brick) with a blowing-in brick for metallurgical vessels, in particular steel ladles, for blowing gases or solid/gas mixtures into the metallic melts contained in the metallurgical vessels

Info

Publication number: DE3619533C1
Application number: DE19863619533
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Maus; Klaus Dipl-Ing Schaefer
Original assignee: Kloeckner Stahl GmbH
Current assignee: Kloeckner Stahl GmbH
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1987-09-03

Abstract

Nozzle brick with a blowing-in brick for metallurgical vessels, in particular steel ladles, used for blowing gases or solid/gas mixtures into melts situated in the metallurgical vessels. The nozzle brick has a cover for the blowing-in brick against the metallic melt, a chamber being formed between the cover and the blowing-in brick in the nozzle brick. The cover is a gastight closure brick. The area of the closure brick to be acted upon by the gas pressure is greater than the cross-sectional area of the blowing-in channel or the blowing-in brick, the chamber at the closure brick having a larger cross-section than the blowing-in channel opening into it.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lochstein mit einem Einblasstein für metallurgische Gefäße, insbesondere Stahlpfannen, zum Einblasen von Gasen oder Feststoff/Gas-Gemischen in die in den metallurgischen Gefäßen vorliegenden metallischen Schmelzen, bei dem der Lochstein als Abdeckung für den Einblasstein gegen die metallische Schmelze einen gasdichten Verschlußstein mit einer thermischen Abdeckung aufweist, zwischen der Abdeckung und dem Einblasstein im Lochstein eine Kammer ausgebildet ist und die vom Gasdruck zu beaufschlagende Fläche des Verschlußsteines größer ist als die Querschnittsfläche des Einblaskanals.The invention relates to a perforated brick with a blowing stone for metallurgical vessels, in particular steel pans, for Injection of gases or solid / gas mixtures into the metallic melts present in metallurgical vessels, where the perforated stone acts as a cover for the blowing stone the metallic melt with a gas-tight cap has a thermal cover between the cover and a chamber is formed in the blow brick in the perforated brick and the surface of the locking stone to be acted upon by the gas pressure is larger than the cross-sectional area of the injection duct.

Lochsteine mit einem Einblasstein für metallurgische Gefäße, z. B. Stahlpfannen, zum Einblasen von Gasen oder Feststoff/Gas- Gemischen in in den metallurgischen Gefäßen befindliche metallische Schmelzen sind bekannt (DE-OS 21 02 059). Der Lochstein weist eine Abdeckung für den Einblasstein gegen die metallische Schmelze auf, wobei zwischen der Abdeckung und dem Einblasstein im Lochstein eine Kammer ausgebildet ist.Perforated bricks with a blowing stone for metallurgical vessels, e.g. B. steel pans, for blowing in gases or solid / gas Mixtures in the metallurgical vessels Metallic melts are known (DE-OS 21 02 059). The perforated stone has a cover for the blowing stone against the metallic Melt on, being between the cover and the blowing stone a chamber is formed in the perforated brick.

Die Abdeckung ist eine gasdurchlässige Platine und besteht beispielsweise aus Aluminiumsilikat-Fasern. Die unterhalb dieser Abdeckung im Lochstein ausgebildete Kammer weist eine Schüttung aus einem körnigen feuerfesten Material auf, die wie die Platine ebenfalls gasdurchlässig ist. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der Einblaskanal des Einblassteins frei von Schmelze während der Zeit bleibt, in der weder Gase noch Feststoff/Gas- Gemische in die Schmelze eingeblasen werden noch die Schmelze vergossen wird. The cover is a gas-permeable board and exists for example made of aluminum silicate fibers. The below this Cover formed in the perforated brick chamber has a bed made of a granular refractory material that looks like the circuit board is also gas permeable. Through these measures it is achieved that the blowing duct of the blowing stone is free of melt remains during the time when neither gases nor solid / gas Mixtures are still blown into the melt is shed.

Dieser Lochstein und der Einblasstein sind Bestandteile eines Schieberverschlusses. In der Offenstellung des Schieberverschlusses wird die Kammer frei von dem körnigen feuerfesten Material, so daß nach Wegfall des Gegendruckes dieses feuerfesten Materials die Platine dem ferrostatischen Druck der Schmelze nicht mehr standhalten kann und zerbricht und ihre einzelnen Teile entweder aufschwimmen oder von der Schmelze, wenn sie durch den Einblaskanal des Einblassteins abfließt, mitgerissen werden.This perforated brick and the blowing stone are part of one Slide closure. In the open position of the slide lock the chamber becomes free of the granular refractory Material so that after the back pressure is removed refractory material the board the ferrostatic pressure of the Melt can no longer withstand and break and its individual parts either float or melt away, when it flows through the blow-in duct of the blow-in brick, get carried away.

Es sind weiterhin Einblassteine mit einem den Einblaskanal des Einblassteins abdeckenden Verschlußstein bekannt (Europäische Patentanmeldung 00 66 775). Der Einblasstein ist in einem Lochstein angeordnet. Auf der zur metallischen Schmelze zeigenden Stirnseite des Einblassteins ist der Verschlußstein angeordnet, der den Einblaskanal abdeckt und in den Einblaskanal mit einem komplementär zum Einblaskanal ausgebildeten Ansatz ragt und ihn vor dem Einblasen eines Gases bzw. von in einem Gas suspendierten Feststoffen verschließt. Im Bereich der von der Metallschmelze abgewandten Stirnseite des Einblassteins ist ein Kupplungsteil für eine Rohrleitung zum Zuführen des Gases bzw. den in dem Gas suspendierten Feststoffen angeordnet. Er weist eine durchgehende Bohrung auf, in die nach dem Abkuppeln der Rohrleitung ein Gewindestopfen eingeschraubt wird. In die Bohrung mündet ein seitlicher Bohrungsabschnitt, durch den eine Kugel in den Einblaskanal eingeschoben werden kann. Zum Einblasen eines Gases wird zunächst der Verschlußstein unter entsprechend hohem Druck des Gases in die metallische Schmelze gedrückt. Gegen Ende der Einblaszeit wird die Kugel aus dem seitlichen Bohrungsabschnitt in den Einblaskanal geschoben, in dem sie unter dem Druck des anströmenden Gases in dem sich konisch verjüngenden Abschnitt des Einblaskanals verklemmt und so nach Ablauf der Einblaszeit der Einblaskanal verschlossen wird. There are also blow-in bricks with a blow-in channel of the blowing stone covering cap stone known (European Patent application 00 66 775). The blowing stone is in a perforated brick arranged. On the one facing the metallic melt The face stone of the blowing stone is arranged, which covers the injection duct and into the injection duct with a protrudes complementary to the injection duct and protrudes it before blowing in a gas or suspended in a gas Solids closes. In the area of molten metal A coupling part is facing away from the end face of the blowing stone for a pipeline for supplying the gas or in the Gas suspended solids arranged. It shows a continuous Drill open into which after uncoupling the pipeline a threaded plug is screwed in. Opens into the hole a lateral bore section through which a ball into the Injection channel can be inserted. To blow one Gases is the cap stone under a correspondingly high Pressure of the gas pressed into the metallic melt. Towards the end the injection time, the ball is made from the side bore section pushed into the injection duct, in which it is under the Pressure of the inflowing gas in the tapered Section of the injection duct jammed and so after the expiration of the Blowing time of the blowing channel is closed.

Nachteilig ist vor allem, daß ein erheblicher Druck aufgebracht werden muß, um den Verschlußstein von dem Einblaskanal zu entfernen, da die vom Druck beaufschlagbare Fläche des Verschlußsteins gleich dem Querschnitt des Einblaskanals ist und erheblich kleiner ist als die vom hydrostatischen Druck der Schmelze beaufschlagte Fläche des Verschlußsteins. Dies hat zur Folge, daß beim Öffnen der Einblasöffnung unter hohem Druck erhebliche Gasmengen in die metallische Schmelze eintreten. Dies führt zu heftigen Bewegungen der Schmelze und Ausschleudern von Metallspritzern.The main disadvantage is that considerable pressure must be applied to the cap from the injection duct to be removed as the area that can be subjected to pressure of the plug is equal to the cross-section of the injection duct is and is considerably smaller than that of the hydrostatic Pressure of the melt applied surface of the locking stone. This has the consequence that when opening the injection opening under high pressure considerable amounts of gas into the metallic melt enter. This leads to violent movements of the melt and Throwing out metal splashes.

Es ist auch bekannt (DE-AS 10 96 039), zum Verschließen des Einblaskanals eines Lochsteins einen als Kugel ausgebildeten Verschlußstein auf einer Stange anzuordnen, die durch den Einblaskanal und durch die Wandung eines an den Düsenkörper angeschlossenen Krümmer 13 geführt ist. Auf dem durch die Wandung des Krümmers hindurchgeführten Abschnitt der Stopfenstange ist eine Druckfeder angeordnet, die sich einerseits an der Außenwandung des Krümmers und andererseits gegen einen Keil der Stange abstützt.It is also known (DE-AS 10 96 039) to arrange a sealing stone designed as a ball on a rod for closing the injection duct of a perforated brick, which is guided through the injection duct and through the wall of an elbow 13 connected to the nozzle body. On the section of the stopper rod which is passed through the wall of the elbow, a compression spring is arranged which is supported on the one hand on the outer wall of the elbow and on the other hand against a wedge of the rod.

Sobald der Druck des einzublasenden Gases einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Verschlußstein angehoben, so daß Gas oder in dem Gas suspendierter Kalkstaub in die flüssige Schmelze eingeblasen wird. Ist die notwendige Menge Kalkstaub eingeblasen, so wird der Einblasdruck so weit verringert, bis der federbelastete Verschlußstein die Düse wieder verschließt.As soon as the pressure of the gas to be injected is a predetermined one Value has reached, the cap is raised so that gas or lime dust suspended in the gas into the liquid melt is blown in. If the necessary amount of lime dust has been blown in, the injection pressure is reduced until the spring-loaded locking block closes the nozzle again.

Dieser Düsenverschluß ist ein nach dem Prinzip des federbelasteten Kugelventils ausgebildetes Sperrventil.This nozzle closure is based on the principle of spring-loaded ball valve designed check valve.

Der sich erweiternde Mündungsbereich hat die Funktion des Ventilsitzes für den als Ventilkörper ausgebildeten Verschlußstein.The widening mouth area has the function of Valve seat for the cap formed as a valve body.

Der Lochstein kann auch eine konvex gekrümmte Stirnfläche aufweisen, gegen die der Verschlußstein mit einer komplementär, d. h. konkav ausgebildeten Anlagefläche großflächig ansteht. The perforated stone can also have a convexly curved end face against which the locking stone with a complementary, d. H. concave bearing surface is present over a large area.

Lochsteine mit einem Einblasstein der eingangs erwähnten Art sind aus der älteren Patentanmeldung P 34 44 513.7, veröffentlicht als DE-OS 34 44 513, bekannt. Sie lösen die Aufgabe, einen Einblasstein mit einem den Einblaskanal abdeckenden Verschlußstein derart auszubilden, daß mit möglichst geringem Druck die Freigabe der Mündung des Einblaskanals erfolgt. Zu diesem Zwecke ist die vom Gasdruck zu beaufschlagende Fläche des Verschlußsteins größer als die Querschnittsfläche des Einblaskanals, wobei der Einblasstein und der Verschlußstein einen größeren Querschnitt hat als der in sie mündende Einblaskanal.Perforated bricks with a blowing stone of the type mentioned above are from the earlier patent application P 34 44 513.7, published as DE-OS 34 44 513, known. You solve the task of a blowing stone with a the blowing channel to form a covering cap in such a way that, if possible low pressure releasing the mouth of the injection duct he follows. For this purpose the gas pressure has to be applied Area of the locking stone larger than the cross-sectional area of the injection duct, the injection stone and the sealing stone has a larger cross-section than the one opening into it Injection duct.

In vielen Fällen kommen jedoch Lochsteine mit einem Einblasstein zum Einsatz, so daß diese nach PatG § 3, Abs. 2 vorbekannte Lösung nicht ohne weiteres anwendbar ist.In many cases, perforated stones come with a Blow-in stone is used, so that it is in accordance with PatG Section 3, Paragraph previously known solution is not readily applicable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für diese Fälle eine Lösung zu schaffen.The invention is based, for these cases to create a solution.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gasdichte Verschlußstein auf der Stirnfläche des Lochsteins aufliegt oder in die Wandung der sich erweiternden Ausnehmung des Lochsteines eingesetzt ist und die Stirnfläche des Einblassteins eben ausgebildet ist.This object is achieved in that the gastight locking stone on the face of the perforated brick rests or in the wall of the widening recess of the perforated stone is inserted and the end face of the Einblassteins is just trained.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigtThe invention is in the drawing based on Exemplary embodiments explained. It shows

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem metallurgischen Gefäß, wobei der Schnitt durch den Einblaskanal gelegt ist, Fig. 1 shows a detail from a metallurgical vessel, wherein the section is taken through the blowing passage,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der Darstellung der Fig. 1. Fig. 2 shows another embodiment, in the illustration in FIG. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 die im Ausschnitt dargestellte Wand oder Boden eines metallurgischen Gefäßes (Metallpfanne) bezeichnet. In diese Wand ist der mit 2 bezeichnete Lochstein eingesetzt und in diesen der Einblasstein 3, der einen Einblaskanal 4 aufweist. Dieser Einblaskanal mündet in die Stirnfläche 5 des Einblassteins, wobei die ebene Randzone 6 gebildet ist. Der Einblasstein ist in eine Bohrung des Lochsteins eingesetzt, die einen sich in Richtung zur Stirnfläche 7 des Lochsteins, d. h. auf der der metallischen Schmelze (nicht dargestellt) zugewandten Seite konisch erweiternden Abschnitt aufweist, der die Kammer 8 bildet. Auf der Stirnfläche 7 ist der gasdichte Verschlußstein 9 angeordnet, der sich mit der Randzone 10 auf der Stirnfläche 7 abstützt. Der gasdichte Verschlußstein und der Einblasstein begrenzen die Kammer 8, deren Wandung 11 die Fläche eines Kegelstumpfes ist, dessen Querschnitt sich in Richtung zur Stirnfläche 7 verbreitert.In Fig. 1, 1 denotes the wall or bottom of a metallurgical vessel (metal pan) shown in the detail. The perforated brick designated 2 is inserted into this wall and the blowing brick 3 , which has a blowing channel 4 , is inserted into this wall. This injection duct opens into the end face 5 of the injection stone, the flat edge zone 6 being formed. The blow-in brick is inserted into a hole in the perforated brick, which has a section which widens conically in the direction of the end face 7 of the perforated brick, ie on the side facing the metallic melt (not shown) and forms the chamber 8 . On the end face 7 of the gas-tight closure stone 9 is arranged, which is supported with the rim 10 on the end face. 7 The gas-tight sealing stone and the blowing stone delimit the chamber 8 , the wall 11 of which is the surface of a truncated cone, the cross section of which widens in the direction of the end face 7 .

Mit 12 und 13 sind schematisch die Platten eines Schieberverschlusses bezeichnet, mit 14 eine Leitung für die Zufuhr von Gas und/oder suspendierten Feststoffen.With 12 and 13 the plates of a slide closure are schematically designated, with 14 a line for the supply of gas and / or suspended solids.

Der gasdichte Verschlußstein weist eine thermische Abschirmung 15 aus einem feuerfesten Material auf.The gas-tight locking stone has a thermal shield 15 made of a refractory material.

Fig. 2 zeigt in der Darstellung der Fig. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. FIG. 2 shows a further exemplary embodiment in the illustration in FIG. 1. The same parts are labeled with the same reference numerals.

In Abwandlung des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 steht der mit 16 bezeichnete Verschlußstein mit seiner Seitenfläche 17 gegen die kegelstumpfförmige Wandung an.In a modification of the embodiment of FIG. 1, the closure stone designated by 16 stands with its side face 17 against the frustoconical wall.

Claims

Perforated brick with a blow-in stone for metallurgical vessels, in particular steel pans, for blowing gases or solid / gas mixtures into the metallic melts present in the metallurgical vessels, in which the perforated brick acts as a cover for the blow-in stone against the metallic melt using a gas-tight cap with a thermal Cover, a chamber is formed in the perforated brick between the cover and the blowing stone and the area of the sealing stone to be acted upon by the gas pressure is greater than the cross-sectional area of the blowing channel, characterized in that the gas-tight sealing stone ( 9 ) on the end face ( 7 ) of the perforated brick ( 2 ) rests or is inserted into the wall ( 11 ) of the widening recess of the perforated brick ( 2 ) and the end face ( 5 ) of the blowing brick is flat.