DE3631520C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metal­ lurgische Gefäße, bestehend aus einem in die Wand oder den Boden eines Gefäßes einsetzbaren gasdurch­ lässigen Formstein aus feuerfestem Material, einer diesen teilweise umgebenden gasdichten Blechumklei­ dung, die aus einem sich um die Umfangsfläche des Formsteins erstreckenden Blechmantel und einem auf der gaseintrittsseitigen Stirnfläche des Formsteins angeordneten Blechboden zusammengeschweißt ist, sowie einem Gaszuführungsrohr, das an den Rand einer mittigen Gaseintrittsöffnung des Blechbodens ange­ schweißt ist.

Derartige Gasspülsteine aus gasdurchlässigen Form­ steinen weisen aufgrund ihrer Porosität eine außeror­ dentlich große Oberfläche auf. Durch die Microuneben­ heiten dieser Oberfläche sind hervorragende Keimbil­ dungsmöglichkeiten zur Kondensation von Feuchtigkeit, die in der Umgebungsluft enthalten ist, gegeben. Daher kondensiert Wasser beispielsweise im Inneren der Formsteine schon bei geringfügigen Temperatur­ schwankungen des Steines bzw. seiner Umgebung.

Durch die Feuchtigkeit im Inneren des Steines kommt es nach dem Einsetzen des Steines in ein metallurgi­ sches Gefäß bei Berührung mit der Metallschmelze zu einem explosionsartigen Verdampfen des Wassers. Aufgrund der sehr hohen Partialdrücke des entstehen­ den Wasserdampfes im Inneren des Formsteines ent­ stehen kurzzeitig enorme Spannungen, die in vielen Fällen zu einem Zerstören oder Beschädigen des Steines führen.

Nach dem Stand der Technik werden Gasspülsteine aus porösen Formsteinen unverpackt und gegen das Ein­ dringen von Feuchtigkeit nicht geschützt transpor­ tiert und gelagert. Dadurch ist es nach dem zuvor beschriebenen Mechanismus möglich, daß im Inneren des Formsteines Wasserdampf kondensiert, so daß es bei Berührung der eingebauten Gasspülsteine mit der Metallschmelze oftmals zu einer Beschädigung bzw. Zerstörung der Formsteine kommt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils werden bei Ver­ wendern, die diesen Wirkungsmechanismus kennen, die Gasspülsteine in separaten Trockenöfen oder Brennkam­ mern vor dem Einbau in die metallurgischen Gefäße getrocknet. Es geschieht jedoch selbst bei diesem aufwendigen Trocknungsvorgang, daß die Gasspülsteine nach dem Abkühlen während des Transportes und einer Zwischenlagerung vor dem Einbau in die metallurgi­ schen Gefäße erneut Feuchtigkeit aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Feuchtigkeit bzw. die Aufnahme von Feuchtigkeit durch den Spülstein während der Lagerung, des Transportes und des Einbaues in metallurgische Gefäße zu verhindern, und zwar zu einem bestimmten Zweck, nämlich um eine Zerstörung oder Beschädigung des Spülsteines beim Kontakt mit einer Metallschmelze zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Gasspülstein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß für den Transport und die Lagerung des Gasspül­ steins die gasaustrittsseitige Stirnfläche des Gas­ spülsteins mit einem gas- und feuchtigkeitsdichten Überzug versehen und das Gaszuführungsrohr mit einem dichten Stopfen verschlossen ist.

Mit Hilfe des gas- und feuchtigkeitsdichten Überzuges sowie des Stopfens auf dem Gaszuführungsrohr wird der Formstein vollständig gegen die Umwelt abgekapselt, so daß von außen her keine Feuchtigkeit in den porösen Formstein eindringen kann. Wenn der Formstein vor dem Versiegeln trocken gewesen ist, so ist gewährleistet, daß der Formstein auch weiterhin trocken bleibt und im trockenen Zustand zum Einsatz kommt. Der Gasspülstein kann dabei ohne Entfernung des Überzuges in einen Lochstein oder die Wand bzw. den Boden des metallurgischen Gefäßes eingesetzt werden. Der Überzug brennt bei Berührung mit der Schmelze weg. Wenn der Spülstein vor dem Einsetzen noch hinsichtlich seiner Durchflußmenge geprüft werden soll, so wird der Überzug, der nicht sehr fest haftet, weggeblasen. In jedem Falle ist es aber auch möglich, den Überzug von Hand oder mit einem geeigneten Werkzeug zu entfernen.

Vorzugsweise erstreckt sich der Überzug über die gesamte Stirnfläche des Formsteins sowie ein Stück über den Blechmantel, so daß für einen zuverlässigen Abschluß gesorgt ist.

Der Überzug besteht zweckmäßig aus einem thermoplastischen Kunststoff, der sich leicht auf­ bringen und entfernen läßt.

Der Stopfen, der auf das Gaszuführungsrohr aufgesetzt wird, kann aus beliebigem Kunststoff bestehen und kann auf das Gewindeende des Gaszuführungsrohr aufgeschraubt sein.

Die Herstellung des Überzuges kann dadurch erfolgen, daß thermoplastische Schmelztauchmasse in einem Tauchapparat erschmolzen wird, daß der Gasspülstein, mit seinem gasaustrittsseitigen Ende nach unten weisend, kurzzeitig in das Schmelzbad eingetaucht wird und daß die an dem Gasspülstein haftende Masse anschließend abgekühlt wird, bis sie einen festen, haftenden Film bildet.

Soll ein Gasspülstein mit dem Überzug versehen werden, bei dem der Blechmantel auf den Formstein aufgeschrumpft worden ist, so kann der Gasspülstein, da die feuerfeste Masse des Formsteins trocken ist, unmittelbar nach Fertigstellung der Blechumkleidung mit seinem gasaustrittsseitigen Ende in das Schmelz­ bad eingetaucht werden.

Soll dagegen ein Gasspülstein versiegelt werden, bei dem zwischen Formstein und Blechmantel eine Mörtel­ schicht vorgesehen ist, so muß der Gasspülstein nach Fertigstellung der Blechumkleidung zunächst ge­ trocknet werden, damit die Feuchtigkeit, die durch den feucht angesetzten Mörtel in den Formstein gelangt, aus diesem entfernt wird. Erst nach vollständiger Trocknung des Formsteins kann dann die Versiegelung erfolgen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gasspülsteins, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 eine Seitenansicht des oberen Teils einer anderen Ausführungsform eines Gas­ spülsteins, ebenfalls teilweise im Schnitt.

Nach Fig. 1 der Zeichnung besteht der Gasspülstein 1 aus einem Formstein 2 aus feuerfestem, porösem Material, welches gasdurchlässig ist, einer den Formstein teilweise umgebenden gasdichten Blechum­ kleidung 3 sowie einem Gaszuführungsrohr 4.

Der Formstein 2 weist im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes auf. Die Blechumkleidung 3 ist aus einem Blechmantel 5, der sich um die Umfangsfläche 6 des Formsteins 2 erstreckt, und einem auf der gaseintrittsseitigen Stirnfläche 7 des Formsteins 2 angeordneten Blechboden 8 zusammengeschweißt. Der Blechboden 8 weist eine mittige Gaseintrittsöffnung 9 auf, an deren Rand das Gaszuführungsrohr 4 ange­ schweißt ist. Der Blechmantel 5, der aus nahtlos gezogenem Material besteht ist unmittelbar auf die Umfangsfläche 6 des Formsteins 2 augeschrumpft.

Für den Transport und die Lagerung des Gasspülsteins 1 ist die gasaustrittsseitige Stirnfläche 10 mit einem gas- und feuchtigkeitsdichten Überzug 11 versehen, der sich über die gesamte Stirnfläche 10 des Formsteins 2 sowie ein Stück über den Blechmantel 5 erstreckt. Der Überzug 11 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, der im Handel als Schmelztauchmasse, erhältlich ist.

Um zu verhindern, daß während des Transports und der Lagerung über das Gaszuführungsrohr 4 Feuchtigkeit in den Formstein 2 eindringt, ist auch der freie Querschnitt des Gaszuführungsrohrs 4 gas- und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Dabei wird einfach auf das Gewindeende 12 des Gaszuführungsrohrs 4 eine mit entsprechendem Innengewinde versehene Kunststoff­ kappe 13 fest aufgeschraubt.

Der in Fig. 2 dargestellte Gasspülstein 14 ist ähnlich aufgebaut wie der in Fig. 1 dargestellte Gasspülstein 1. Insofern sind gleiche Teile mit gleichen Positionszahlen gekennzeichnet. Der Gas­ spülstein 14 besteht wiederum aus einem kegelstumpf­ förmigen Formstein 2, der von einer Blechumkleidung 3 versehen ist. Die Blechumkleidung 3 ist genauso aufgebaut wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel und ist in gleicher Weise mit einem in Fig. 2 nicht dargestellten Gaszuführungsrohr versehen, welches ebenfalls verschließbar ist.

Allerdings ist der Blechmantel 5 bei dem Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 2 nicht auf den Formstein aufgeschrumpft, sondern der Formstein 2 ist in den Blechmantel 5 eingemörtelt. Insofern befindet sich zwischen dem Formstein 2 und dem Blechmantel 5 eine dünne Mörtelschicht 15, die sich über die gesamte Höhe der Umfangsfläche 6 des Formsteins 2 erstreckt. Der Rand des Blechmantels 5 ragt dabei ein Stück über die Ebene der gasaustrittsseitigen Stirnfläche 10 des Formsteins 2 hinaus.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Stirnflä­ che 10 mit einem Überzug 11 aus thermoplastischem Kunststoff bedeckt. Der Überzug erstreckt sich dabei über die gesamte Stirnfläche 10, über den vor­ springenden Rand 16 und ein Stück über die Außenflä­ che des Blechmantels 5.

Zum Aufbringen des Überzugs 11 wird die Schmelztauch­ masse, die in fester Konsistenz vom Hersteller angeliefert wird, in einem Tauchapparat aufge­ schmolzen, und zwar je nach Material bei Temperaturen von 140° bis 180°. Die Gasspülsteine 1 bzw. 14 werden, mit ihrem gasaustrittsseitigen Ende nach unten weisend, kurzzeitig in das Schmelzbad eingetaucht, und zwar so tief, wie sich der Überzug 11 über die Außenfläche des Blechmantels 5 erstrecken soll. Normalerweise reichen dabei etwa 2 bis 5 cm aus, wobei die Tauchtiefe allerdings keine große Rolle spielt. Wichtig ist lediglich, daß die gasaustritts­ seitige Stirnfläche 10 des Formsteins 2 hundert­ prozentig überdeckt ist.

Die nach dem Herausziehen aus dem Schmelzbad an dem Gasspülstein haftende Masse wird dann abgekühlt bis sie einen festen, haftenden Film bildet. Die Film­ dicke des Überzugs 11 liegt in der Regel bei ca. 0,5 bis 2 mm. Der Film läßt sich leicht von Hand abziehen, jedoch kann man den Film auch ohne weiteres bei den hier vorliegenden Anwendungsfällen an dem Gasspülstein belassen. Der Film wird dann entweder weggeblasen oder abgebrannt.

Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, einen gas- und feuchtigkeitsdichten Überzug aus anderem Material zu verwenden, welches ähnliche Eigenschaften aufweist wie das oben beschriebene thermoplastische Kunststoffmaterial.

Wenn der Blechmantel 5 auf den Formstein 2 aufge­ schrumpft wird und sich folglich keine Feuchtigkeit in dem Formstein befindet, wird der Überzug 11 unmittelbar nach Fertigstellung der Blechumkleidung aufgebracht.

Wenn dagegen zwischen dem Formstein und dem Blech­ mantel eine Mörtelschicht vorhanden ist, die anfangs einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist und ihre Feuchtigkeit allmählich an den Formstein abgibt, so müssen zunächst der Formstein und die Mörtelschicht gut getrocknet werden, bevor der Überzug 11 aufge­ bracht werden kann.

Claims (7)

1. Gasspülstein für metallurgische Gefäße, be­ stehend aus einem in die Wand oder den Boden des Gefäßes einsetzbaren gasdurchlässigen Formstein aus feuerfestem Material, einer diesen teilwei­ se umgebenden gasdichten Blechumkleidung, die aus einem sich um die Umfangsfläche des Form­ steins erstreckenden Blechmantel und einem auf der gaseintrittsseitigen Stirnfläche des Form­ steins angeordneten Blechboden zusammenge­ schweißt ist, sowie einem Gaszuführungsrohr, das an den Rand einer mittigen Gaseintrittsöffnung des Blechbodens angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den Trans­ port und die Lagerung des Gasspülsteins (1; 14) die gasaustrittsseitige Stirnfläche (10) mit ei­ nem gas- und feuchtigkeitsdichten Überzug (11) versehen und das Gaszuführungsrohr (4) mit einem dichten Stopfen verschlossen ist.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Über­ zug (11) über die gesamte Stirnfläche (10) des Formsteins (2) sowie ein Stück über den Blech­ mantel (5) erstreckt.

3. Gasspülstein nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Überzug (11) aus einem thermoplastischen Kunst­ stoff besteht.

4. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen aus einer Kunststoffkappe (13) be­ steht, die auf das Gewindeende (12) des Gaszu­ führungsrohrs (4) aufgeschraubt ist.

5. Verfahren zum Aufbringen des gas- und feuchtig­ keitsdichten Überzuges auf einen Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplasti­ sche Schmelztauchmasse in einem Tauchapparat er­ schmolzen wird, daß der Gasspülstein, mit seinem gasaustrittsseitigen Ende nach unten weisend, kurzzeitig ein Stück in das Schmelzbad einge­ taucht wird und daß die an dem Gasspülstein haf­ tende Masse anschließend abgekühlt wird, bis sie einen festen, haftenden Film bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 5 zur Anwendung bei einem Gasspülstein, bei dem der Blechmantel auf den Formstein aufgeschrumpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspül­ stein unmittelbar nach Fertigstellung der Blech­ umkleidung mit seinem gasaustrittsseitigen Ende in das Schmelzbad eingetaucht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 zur Anwendung bei einem Gasspülstein, bei dem zwischen Formstein und Blechmantel eine Mörtelschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspülstein nach Fertigstellung der Blech­ umkleidung zunächst getrocknet und erst dann mit seinem gasaustrittsseitigem Ende in das Schmelz­ bad eingetaucht wird.