DE3717595A1

DE3717595A1 - Gasspuelvorrichtung fuer metallurgische gefaesse

Info

Publication number: DE3717595A1
Application number: DE19873717595
Authority: DE
Inventors: Guenter Bender
Original assignee: Burbach & Bender oHG
Current assignee: Burbach & Bender oHG
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-12-08

Description

Gasspülvorrichtung für metallurgische Gefäße mit mindestens einem feuerfesten Formstein, einer gasdich ten Blechumkleidung, bestehend aus einem den seitlichen Umfangsbereich des Formsteins umgebenden Blechmantel sowie einem Blechboden auf der der Schmelze abgewandten Seite des Formsteins, und einem an die Blechumkleidung angeschlossenen Gaszuführungsrohr.

Bei bekannten Gasspülvorrichtungen der genannten Art sind die Formsteine kegelstumpfförmig ausgebildet. Bei der kegelstumpfförmigen Ausbildung des Formsteins sitzt dieser fest in dem entsprechend konisch ausgebildeten Blechmantel, so daß auch bei hohen Gasdrücken ein fester Sitz des Formsteins in der Blechumkleidung gewährleistet ist. Die Herstellung der konischen Formsteine und der konischen Blechumkleidung sind jedoch relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasspül vorrichtung zu schaffen, die einfacher im Aufbau und einfacher herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Formstein eine zylindrische Gestalt aufweist, daß im Umfangsbereich des Formsteins eine umlaufende Nut ausgebildet ist und daß der entsprechend zylindrische Blechmantel auf den Umfangsbereich des Formsteins aufgeschrumpft ist, wobei eine sich ein Stück in die umlaufende Nut hineinerstreckende Einschnürung des Blechmantels ausgebildet ist.

Eine solche Gasspülvorrichtung ist aufgrund der einfa chen geometrischen Formen seiner Teile sehr leicht herstellbar. Durch das Aufschrumpfen des Blechmantels auf den Formstein wird ein fester Sitz des Formsteins in der Blechumkleidung erzielt, wodurch der Formstein durch Kraftschluß fest in der Blechumkleidung gehalten wird. Als zusätzliche Halterung dient die Einschnürung des Blechmantels, die in die umlaufende Nut des Formsteins eingreift. Hierdurch wird ein zusätzlicher Formschluß geschaffen, durch den selbst bei großen Spülgasdrücken, die in axialer Richtung auf den Formstein wirken, dieser fest in der Blechumkleidung gehalten wird.

Wenn der Formstein zumindest in seiner Längsrichtung gasdurchlässig ist, beispielsweise aufgrund einer Gasdurchlässigkeit des Materials oder durch Ausbildung einer gerichteten Porosität, kann der Blechmantel rund um den Formstein herum enganliegend auf diesen aufge schrumpft sein. Zwischen dem Blechmantel und dem Formstein wird dabei ein nahezu gasdichter Sitz erzielt.

Wenn ein Formstein verwendet wird, der gasundurchlässig ist, so daß die Gasspülvorrichtung in Form eines Randspülers ausgebildet sein muß, kann der Formstein in seinem Umfangsbereich Längsrillen aufweisen, die bei der fertigen Gaspülvorrichtung den Gasdurchgang bilden.

Alternativ können zwischen dem Formstein und dem Blechmantel auch Abstandshalter angeordnet sein, die gezielte Gasdurchgänge zwischen dem Blechmantel und dem Formstein erzeugen. Als Abstandshalter sind zweckmäßig längliche Einlagen vorgesehen, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Formsteins verlaufen. Die Einlagen sind vorzugsweise als Drähte, Bandeisen oder dergleichen ausgebildet. Durch das Aufschrumpfen legt sich der Blechmantel eng an den Formstein an, wobei aufgrund der Abstandshalter jedoch zumindest auf beiden Seiten neben den Abstandshaltern definierte Gasdurch gänge freibleiben.

Die in dem Formstein ausgebildete Umfangsnut ist zweckmäßig tiefer ausgebildet als die engste Stelle der Einschnürung des Blechmantels, wobei zwischen dem Grund der Nut und der Einschnürung des Blechmantels ein umlaufender Gassammelraum freibleibt. Dieser umlaufende Gassammelraum dient zur Vergleichmäßigung des Gasdurch tritts. In dem Gassammelraum tritt ein starker Druckab fall ein und das durchtretende Spülgas kann sich erneut über den Umfang gleichmäßig verteilen.

Wenn die Gasspülvorrichtung relativ lang ausgebildet sein soll, um sich beispielsweise durch die gesamte Gefäßwand zu erstrecken, so braucht nur der oberste Formstein mit der umlaufenden Nut versehen zu sein. Die übrigen Formsteine werden dann neben dem durch den Blechmantel aufgebrachten Kraftschluß auch durch den Formschluß des obersten Formsteins gehalten.

Der Formstein bzw. die Formsteine können an ihrem unteren Umfangsrand eine umlaufende Anschrägung aufwei sen, durch die jeweils ein umlaufender Kanal gebildet wird. Dadurch ist es möglich, daß das Gaszuführungsrohr unmittelbar über dem Blechboden seitlich an den Blechmantel angeschlossen wird und dabei in den durch die Anschrägung des Formsteins gebildeten umlaufenden Kanal mündet. Bei Verwendung mehrerer Formsteine übereinander dienen die durch die Anschrägungen gebil deten umlaufenden Kanäle Gassammelräume, die eine Vergleichmäßigung des Gasdurchtritts bewirken.

Wenn das Gaszuführungsrohr aus konstruktiven Gründen zentrisch an die Mitte des Blechbodens angeschlossen werden soll, kann der Formstein bzw. der unterste Formstein an seiner Unterseite eine Ausnehmung aufwei sen, die in einem Abstand vor dem äußeren Umfangsrand endet.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs form der Gasspülvorrichtung mit einem Form stein,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Aus führungsform der Gasspülvorrichtung mit mehreren übereinander angeordneten Form steinen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Aus führungsform der Gasspülvorrichtung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsform.

Nach Fig. 1 der Zeichnung besteht die Gasspülsteinvor richtung aus einem im wesentlichen zylindrischen Formstein 1 aus feuerfestem Material. Das feuerfeste Material ist über den gesamten Querschnitt des Form steins gasdurchlassig.

Der Formstein 1 ist mit einer gasdichten Blechumklei dung 2 versehen, die aus einem den seitlichen Umfangs bereich des Formsteins 1 umgebenden zylindrischen Blechmantel 3 sowie einem an diesen angeschweißten Blechboden 4 besteht.

An den Blechmantel 3 ist seitlich unmittelbar über dem Blechboden 4 ein Gaszuführungsrohr 5 angeschlossen.

Der Formstein 1 ist an seinem unteren Umfangsrand mit einer Anschrägung 6 versehen, durch die innerhalb der Blechumkleidung 2 ein umlaufender Kanal 7 mit einem etwa dreieckförmigen Querschnitt gebildet wird. Das Gaszuführungsrohr 5 mündet in diesen umlaufenden Kanal 7, so daß das zuströmende Spülgas gleichmäßig über den Umfang des Gasspülsteins verteilt wird und von allen Seiten in den Gasspülstein 1 eindringen kann.

Ferner ist der Gasspülstein 1 in seinem Umfangsbereich mit einer umlaufenden Nut 8 versehen, die im Quer schnitt beispielsweise halbkreisförmig ausgebildet sein kann. Der Blechmantel 3, der während des Herstellvor gangs auf den zylindrischen Formstein 1 aufgeschrumpft wird, bildet im Bereich der umlaufenden Nut 8 eine Einschnürung 9, die sich ein Stück in die Nut hineinerstreckt. Die Umfangsnut 8 ist jedoch tiefer ausgebildet als die Einschnürung 9, so daß zwischen dem Grund 10 der Nut 8 sowie der Einschnürung 9 des Blechmantels 3 ein umlaufender Gassammelraum 11 frei bleibt. In dem Gassammelraum 11 kann sich das bis dahin durchgeströmte Spülgas erneut sammeln und sich gleich mäßig über den Umfang verteilen, so daß anfängliche Gasdurchlaßunregelmäßigkeiten ausgleichen können.

Selbst bei hohen Spülgasdrücken wird der Formstein 1 fest in der Blechumkleidung 2 gehalten, und zwar zum einen durch den festen Kraftschluß, den der aufge schrumpfte Blechmantel 3 auf den Formstein ausübt, und zum anderen durch die in die Umfangsnut 8 des Formsteins eingreifende Einschnürung 9 des Blech mantels, durch die ein zusätzlicher Formschluß gebildet wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Gasspülvorrichtung sind drei im wesentlichen zylindri sche Formsteine 12, 13 und 14 übereinander angeordnet. Der obere Formstein 12 ist in gleicher Weise ausgebil det wie der Formstein 1 gemäß Fig. 1. Der mittlere Formstein 13 ist in seinem seitlichen Umfangsbereich glatt ausgebildet und weist keine umlaufende Nut auf. Auch der untere Formstein 14 ist in seinem zylindri schen Umfangsbereich glatt ausgebildet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Blechumklei dung 14 aus einem durchgehenden Blechmantel 16, der sich über die gesamte Höhe der drei übereinander angeordneten Formsteine 12 bis 14 erstreckt. An das untere Ende des Blechmantels 16 ist ein Blechboden 17 angeschweißt, an dessen Mitte sich ein Gaszuführungs rohr 18 anschließt.

Die drei Formsteine 12 bis 14 bestehen aus porösem, gasdurchlässigem Material. Damit sich das durch das Gaszuführungsrohr einströmende Spülgas sehr schnell über die gesamte Unterseite des unteren Formsteins 14 verteilen kann, ist dieser an seiner Unterseite mit einer Ausnehmung 19 versehen, die mit einem Abstand vor dem äußeren Umfangsrand des Formsteins 14 endet. Der äußere Umfangsrand dient dabei als Auflage auf dem Blechboden 17.

Die beiden oberen Formsteine 12 und 13 sind ebenso wie der Formstein 1 gemäß Fig. 1 mit einer unteren Anschrägung 6 versehen, durch die jeweils ein umlaufen der Kanal 20 gebildet wird, der zur Vergleichmäßigung des Gasdurchtritts dient.

Im Bereich der beiden umlaufenden Kanäle 20 treten beim Aufschrumpfen des Blechmantels 16 auf die Formsteine 12 bis 14 Einschnürungen 21 des Blechmantels 16 auf, die einen zusätzlichen formschlüssigen Halt für die Form steine in dem Blechmantel 16 sorgen.

Der obere Formstein 12, der ebenso wie der Formstein 1 gemäß Fig. 1 mit einer umlaufenden Nut 8 versehen ist, wird zusätzlich zu dem ausgeübten Kraftschluß durch die Einschnürung 9 des Blechmantels 16 gehalten.

Wenn die Formsteine aus gasundurchlässigem Material hergestellt sind, so kann die Gasspülvorrichtung auch als sogenannter Randspüler betrieben werden. Voraus setzung ist jedoch, daß Durchlässe im Randbereich geschaffen werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Formstein 22 mit Längsrillen 23 versehen, die sich entlang von Mantellinien des zylindrischen Formsteins 22 erstrecken.

Nach dem Aufschrumpfen eines Blechmantels 24 auf den Formstein 22 bilden die Rillen 23 zwischen dem Formstein 22 und dem Blechmantel 24 freie Durchgangs kanäle, die zur Hindurchführung des Spülgases dienen.

Im übrigen kann die Konstruktion in gleicher Weise ausgebildet sein, wie bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Randspülers dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwischen einem zylindrischen, glatten Formstein 25 und einem Blechmantel 26 Abstandshalter in Form von Drähten 27 angeordnet. Nach dem Aufschrumpfen des Blechmantels 26 sitzen die Drähte fest zwischen der Außenfläche des Formsteins 25 und der Innenfläche des Blechmantels 26 und bilden in den Zwischenräumen freie Durchgangskanäle 28. Je nach Abstand der in Mantelli nien des Formsteins 25 verlaufenden Drähte 27 ist der Blechmantel 26 in Längsrichtung mehr oder weniger stark eingeschnürt. In jedem Falle werden aber ausreichende freie Durchgangskanäle geschaffen, die der Gasspülvor richtung gute Randspüleigenschaften verleihen.

Im übrigen kann die Gaspülvorrichtung in gleicher Weise ausgebildet sein, wie bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen.

Bezugszeichenliste: 1 Formstein
2 Blechumkleidung
3 Blechmantel
4 Blechboden
5 Gaszuführungsrohr
6 Anschrägung
7 umlaufender Kanal
8 umlaufende Nut
9 Einschnürung
10 Nutgrund
11 Gassammelraum
12 Formstein
13 Formstein
14 Formstein
15 Blechumkleidung
16 Blechmantel
17 Blechboden
18 Gaszuführungsrohr
19 Ausnehmung
20 umlaufender Kanal
21 Einschnürung
22 Formstein
23 Längsrillen
24 Blechmantel
25 Formstein
26 Blechmantel
27 Längsdrähte
28 Durchgangskanäle

Claims

1. Gasspülvorrichtung für metallurgische Gefäße mit mindestens einem feuerfesten Formstein, einer gasdichten Blechumkleidung, bestehend aus einem den seitlichen Umfangsbereich des Formsteins umgebenden Blechmantel sowie einem Blechboden auf der der Schmelze abgewandten Seite des Formsteins, und einem an die Blechumkleidung angeschlossenen Gaszu führungsrohr, dadurch gekennzeich net, daß der Formstein (1; 12, 13, 14; 22; 25) eine zylindrische Gestalt aufweist, daß im Umfangs bereich des Formsteins eine umlaufende Nut (8) ausgebildet ist und daß der entsprechend zylin drisch ausgebildete Blechmantel (3; 16; 24; 26) auf den Umfangsbereich des Formsteins aufgeschrumpft ist, wobei eine sich ein Stück in die umlaufende Nut (8) hineinerstreckende Einschnürung (9) des Blechmantels ausgebildet ist.

2. Gasspülvorrichtung nach Anpruch 1, bei der der Formstein zumindest in seiner Längsrichtung gas durchlässig ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Blechmantel (3; 16) rund um den Formstein (1; 12, 13, 14) herum enganliegend auf diesen aufgeschrumpft ist.

3. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Formstein gasundurchlässig ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Formstein (22) in seinem Umfangsbereich Längsrillen (23) aufweist.

4. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Formstein gasundurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Form stein (25) und dem Blechmantel (26) Abstandshalter angeordnet sind.

5. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandshalter längliche Einlagen vorgesehen sind, die im wesent lichen parallel zur Längsachse des Formsteins (25) verlaufen.

6. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen als Drähte (27), Bandeisen oder dergleichen ausgebildet sind.

7. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Formstein ausgebildete Umfangsnut (8) tiefer ausgebildet ist als die engste Stelle der Einschnürung (9) des Blechmantels (3; 16), wobei zwischen dem Grund (10) der Nut und der Ein schnürung (9) des Blechmantels ein umlaufender Gassammelraum (11) freibleibt.

8. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der mehrere Formsteine übereinander angeord net sind, dadurch gekennzeich net, daß nur der oberste Formstein (12) mit der umlaufenden Nut (8) versehen ist.

9. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstein bzw. die Formsteine an ihrem unteren Umfangsrand eine umlaufende Anschrägung (6) aufwei sen, durch die jeweils ein umlaufender Kanal (7; 20) gebildet wird.

10. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszuführungs rohr (5) unmittelbar über dem Blechboden (4) seitlich an den Blechmantel (3) angeschlossen ist und in den durch die Anschrägung (6) des Formsteins (1) gebildeten umlaufenden Kanal (7) mündet.

11. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der ein mittiges Gaszuführungsrohr an dem Blechboden vorgesehen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Formstein bzw. der unterste Formstein (14) an seiner Unterseite eine Ausnehmung (19) aufweist, die in einem Abstand von dem äußeren Umfangsrand des Formsteins endet.