DE3907383A1

DE3907383A1 - Einblasvorrichtung

Info

Publication number: DE3907383A1
Application number: DE3907383A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Wagner; Dirk Stein; Erich Struzik
Original assignee: Plibrico Co GmbH
Current assignee: Plibrico Co GmbH
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1990-09-20
Also published as: DE3907383C2; ES2048268T3; MX172108B; US4991825A; EP0376142A1; JPH02263565A; ATE97168T1; KR900009143A; JP2535879Y2; DE58906171D1; JPH08454U; EP0376142B1; AU628899B2; AU4695889A; NZ231955A; CA2006112A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einblasen von Gasen in metallurgische Gefäße mit erhöhter Haltbarkeit.

Einblasvorrichtungen werden auf verschiedenen Gebieten der Industrie eingesetzt. Z. B. finden sie Anwendung in metallurgischen Gefäßen und Metallschmelzen, um Gase oder feinverteilte Feststoffe in eine Flüssigkeit einzuführen. Vielfach handelt es sich hierbei um Gasspülsteine aus feuerfestem Material, welche mit Kanälen ausgestattet sind, durch welche die Gase oder feinverteilten Feststoffe in die Flüssigkeit strömen. Gasspülsteine sind beispielsweise aus der DE-OS 36 25 478, der DE-OS 36 42 623, der DE-OS 36 31 521, der DE-V 85 22 350, 86 20 206 und 87 16 110 sowie der EP-A-01 53 380 bekannt.

Solche Gasspülsteine sind üblicherweise mit einem Metallmantel versehen und werden, in der Regel mit einer Hülse versehen, in Lochsteine eingesetzt. Die Deckfläche der Spülsteine ist einem hohen Verschleiß ausgesetzt, so daß die Steine von der Oberfläche her fortwährend abgebaut werden. Darüber hinaus kommt es zwischen Metallschicht, Hülse, Lochstein und angrenzendem Pfannenboden durch die Turbulenzen der Schmelze zu einem starken Verschleiß. Die Haltbarkeit dieser Systeme ist infolgedessen sehr begrenzt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine weniger schnell verschleißende Einblasvorrichtung mit verbesserter Haltbarkeit und verlängerter Lebensdauer zum Einführen von Gasen in metallurgische Gefäße zur Verfügung zu stellen, bestehend aus

a) einem mit gasführenden Kanälen versehenen Gasspülstein in Form eines Kreiskegelstumpfes aus feuerfestem Material,
b) einer die äußere Mantelfläche des Gasspülsteins und seine Grundfläche umgebenden Metallschicht,
c) einer mittig an der metallbeschichteten Grundfläche des Gasspülsteins angeordneten Gaszuführung und
d) einem die metallbeschichtete Mantelfläche des Gasspülsteins umgebenden Lochstein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mantelflächen des Lochsteins und des in ihm sitzenden Gasspülsteins mit einer äußeren Umhüllung aus feuerfestem Material versehen sind.

Der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein besteht vorzugsweise aus zwei Kammern, welche durch eine gasdichte Schicht voneinander getrennt sind. Zweckmäßigerweise wird hierzu Metall verwendet. Hierbei ist im Bereich der Mantelfläche des Kreiskegelstumpfs eine Zone vorgesehen, in welcher kein Gas geführt wird. Die nicht-gasführende Kammer umschließt eine gasführende Kammer, in welcher sich durchgehende Kanäle befinden, die sich von der Kreiskegelstumpfgrundfläche zur Deckfläche, vorzugsweise parallel zur Mantelfläche des Kreiskegelstumpfes, erstrecken. Die Gasdurchlässigkeit läßt sich aber auch durch andere Mittel, z. B. durch ungerichtete Porosität, gerichtete Gasdurchlässigkeit, Einbringen von Schlitzen oder andersartig angeordnete Kanäle, erreichen. Ebenso können auf der Mantelfläche des Spülsteins Kanäle oder Erhebungen vorhanden sein, wie sie von den sogenannten Randspülsteinen her bekannt sind.

Kanäle in Steinen aus feuerfesten Materialien können nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Z. B. kann man gekörntes feuerfestes Material in eine Form mit Nadeln oder Kernen einbringen und in dieser durch Stampfen, Rütteln, Vibrieren oder Pressen verdichten.

Verfahren zur Herstellung von Poren bzw. Kanälen in feuerfesten Materialien sind z. B. aus der DE-OS 25 11 997, EP-PS 00 83 919, AT-PS 2 88 860 oder AT-PS 2 48 936 bekannt.

Der metallbeschichtete Gasspülstein wird in einen Lochstein eingesetzt. In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein so ausgestaltet, daß das obere Ende des Kreiskegelstumpfes aus dem Lochstein heraus in das Pfanneninnere ragt. Vorzugsweise ist er so ausgeformt, daß nur die gasführende innere Kammer herausragt und nicht von dem Lochstein umhüllt wird. Die nicht-gasführende äußere Kammer weist dann bevorzugt dieselbe Höhe wie der Lochstein auf.

Lochstein und freiliegendes Ende des kegelstumpfförmigen Gasspülsteins sind erfindungsgemäß mit einer zusätzlichen äußeren Umhüllung aus feuerfestem Material versehen. Diese Umhüllung wird in der Weise hergestellt, daß zunächst der Spalt zwischen der Pfannenbodenzustellung und dem Lochstein mit feuerfestem Material ausgegossen wird und diese Schicht sodann verdichtet wird. Das Verdichten kann beispielsweise durch Stampfen oder Vibrieren erreicht werden. Ebenso ist auch selbstverdichtendes Material einsetzbar. Wenn der Spalt mit feuerfestem Material ausgefüllt ist, wird das über dem Lochstein vorstehende Ende des kreiskegelstumpfförmigen Gasspülsteins mit dem feuerfesten Material beschichtet. Die Metallschicht, die das freistehende Ende des kreiskegelstumpfförmigen Gasspülsteins umfaßt, wird vorzugsweise mit Befestigungselementen versehen, so daß die äußere Umhüllung aus feuerfestem Material besonders fest anhaftet. Als Befestigungselemente eignen sich unter anderem Schlitzstifte, Wellenanker, V-Anker und Schweißraupen. Ebenso sind aber auch andere Befestigungselemente geeignet. Z. B. können auch in dem Metallmantel Erhöhungen angebracht sein.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert.

Ein kreiskegelstumpfförmiger Gasspülstein 1 ist in einen Lochstein 7 eingesetzt. Der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein 1 besteht aus zwei Kammern. Die Kammer 9 ist gasführend, während die äußere Kammer 10 nicht-gasführend ist. Die Gase werden von der Grundfläche 4 zur Deckfläche 16 des Kegelstumpfes durch die Kanäle 2 in der Kammer 9 geleitet. In seinem oberen Kegelstumpfende 11 umfaßt der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein 1 nur noch die gasführende Kammer 9. Dieser Kammerabschnitt ist von einem Metallmantel 5 b umhüllt, aber von dem Lochstein 7 nicht mehr umgeben und ragt über den Pfannenboden in das Pfanneninnere hinein.

Der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein 1 ist an seiner gesamten Mantelfläche und seiner Grundfläche 4 mit einer Metallschicht 5 versehen. Zwischen der gasführenden Kammer 9 und der diese konzentrisch umgebenden, eine Zwischenschicht zwischen Lochstein 7 und nicht-gasführender Kammer 10 bildenden gasführenden Kammer 9 ist eine weitere Metallschicht 5 a, welche die Kammern 9, 10 voneinander trennt. Nicht beschichtet ist die Deckfläche 16.

An der Grundfläche 4 des Gasspülsteins ist mittig ein Gaszuführungsrohr 6 angebracht. Über dieses Rohr wird Gas dem Gasspülstein 1 zugeleitet, den es über die Kanäle 2 durchströmt.

Gasspülstein 1 und Lochstein 7 sind mit Ausnahme der Deckfläche 16 und der Grundfläche 4 vollständig mit einer Umhüllung 8 aus feuerfestem Material beschichtet. Das feuerfeste Material ist in den Spalt 15 zwischen Lochstein 7 und Pfannenbodenzustellung 14 eingebracht und bis zur Deckfläche 16 des Steins aufgefüllt worden. Im oberen Kegelstumpfende 11 ist der Metallmantel mit Befestigungselementen 12 ausgerüstet, welche der Verankerung der äußeren Umhüllung 8 dienen.

Durch eine derartig aufgebaute Einblasvorrichtung wird die Angriffsfläche gegen Turbulenzen der Schmelze soweit geschützt, daß der Verschleiß erheblich gemindert ist. Denn bei dem nach dem Stand der Technik üblichen Einblasvorrichtungen liegt zwischen Metallschicht, Hülse, Lochstein und angrenzenden Pfannenbodensteinen ein starker Verschleiß vor, welcher durch starke Turbulenzen der Schmelze verursacht wird. Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile vermieden, so daß die Haltbarkeit etwa das 4- bis 5-fache der bisher üblichen Vorrichtungen beträgt. Durch die Umhüllung 8 des metallbeschichteten Gasspülsteins 1 wird außerdem ein betriebssicheres Auswechseln der Gasspülsteine ohne Verletzung des Lochsteins gewährleistet.

Claims

1. Vorrichtung zum Einblasen von Gasen in metallurgische Gefäße, bestehend aus

a) einem mit gasführenden Kanälen (2) versehenen Gasspülstein (1) in Form eines Kreiskegelstumpfes aus feuerfestem Material,
b) einer die äußere Mantelfläche des Gasspülsteins und seine Grundfläche (4) umgebenden Metallschicht (5)
c) einer mittig an der metallbeschichteten Grundfläche (4) des Gasspülsteins (1) angeordneten Gaszuführung (6),
d) einem die metallbeschichtete Mantelfläche des Gasspülsteins (1) umgebenden Lochstein (7),

dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Mantelflächen des Lochsteins (7) und des in ihm sitzenden Gasspülsteins mit einer äußeren Umhüllung (8) aus feuerfestem Material versehen sind.

2. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspülstein (1) eine gasführende (9) und eine nicht-gasführende (10) Kammer enthält.

3. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasführende (9) und nicht-gasführende (10) Kammer gasdicht voneinander getrennt sind.

4. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (9, 10) durch eine Metallschicht (5 a) voneinander getrennt sind.

5. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die nicht-gasführende Kammer (10) in der äußeren Zone der Mantelfläche des Gasspülsteins (1) befindet.

6. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der gasführenden Kammer (9) durchgehende Kanäle (2) angeordnet sind, die sich von der Grundfläche (4) zur Deckfläche (16) des Kreiskegelstumpfes erstrecken.

7. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umhüllung (8) den Spalt (15) zwischen Pfannenbodenzustellung (14) und Lochstein (7) ausfüllt.

8. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Kegelstumpfende (11) des Gasspülsteins (1) nicht von dem Lochstein (7) umhüllt ist.

9. Einblasvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere vom Lochstein (7) nicht umhüllte Kegelstumpfende (11) über die Pfannenbodenzustellung (14) hinaus in das Innere der Pfanne ragt.

10. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Lochstein nicht umhüllte obere Kegelstumpfende (11) mit einem Metallmantel (5 b) umgeben ist.

11. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Metallschicht (5 b) in dem nicht von dem Lochstein (7) umhüllten oberen Kegelstumpfende (11) Befestigungselemente (12) für die äußere Umhüllung (8) aus feuerfestem Material angebracht sind.

12. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (12) Schlitzstifte, Wellenanker, V-Anker oder Schweißraupen sind.

13. Verfahren zur Herstellung der Einblasvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Spalt (15) zwischen Pfannenbodenzustellung (14) und Lochstein (7) mit einem feuerfesten Material ausgegossen,
b) das Material verdichtet und
c) bis zur Deckfläche (16) des kreiskegelstumpfförmigen Gasspülsteins (1) aufgefüllt wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdichtung des feuerfesten Materials gestampft oder vibriert wird.