DE3907383C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
- C22B9/055—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ while the metal is circulating, e.g. combined with filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit
erhöhter Haltbarkeit zum Einblasen von Gasen in
metallurgische Gefäße.
Einblasvorrichtungen werden auf verschiedenen Gebieten der
Industrie eingesetzt. Zum Beispiel 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-U 85 22 350, DE-U 86 20 206 und DE-U
87 16 110 sowie der EP-A-0 153 380 bekannt.
Solche Gasspülsteine sind üblicherweise mit einem
Metallmantel versehen und werden, in der Regel mit einer
separaten 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 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 bei der gattungsgemäßen Vorrichtung zum Einblasen von Gasen in metallurgische Gefäße erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
obere vom Lochstein nicht umhüllte Kegelstumpfende des
Gasspülsteins über die Pfannenbodenzustellung hinaus in das
Innere der Pfanne ragt und daß der Lochstein und der in ihm
sitzende Gasspülstein mit einer äußeren Umhüllung aus
gegossenem oder gestampftem feuerfestem Material versehen
sind. Dabei füllt das feuerfeste Material auch den Spalt
zwischen der Pfannenbodenzustellung und dem Lochstein aus.
Die bisher nicht bekannte Maßnahme gemäß der Erfindung, den
Gasspülstein über den Pfannenboden hinaus in das Innere der
Pfanne ragen zu lassen und diesen Teil mit einer
zusätzlichen Umhüllung aus feuerfestem Material zu versehen,
die bis in den Spalt zwischen dem Lochstein des
Gasspülsteins und der Pfannenbodenzustellung reicht und dort
eine Verankerung bildet, erhöht die Haltbarkeit des
Gasspülsteins deshalb beträchtlich, weil sich die beim
Entleeren der Pfanne zwangsläufig anfallende am Boden
ansammelnden Schlackenreste nicht auf dem Gasspülstein
absetzen. Bisher setzt die auf dem Pfannenboden verbleibende
Restschlacke die bündig mit dem Pfannenboden angeordneten
Gasspülsteine zu. Das Material erkaltet und verklebt dabei
den Gasspülstein. Vor erneuter Ingebrauchnahme der Pfanne
muß deshalb die Mündung des Gasspülsteins freigebrannt
werden. Das bedeutet nicht nur zusätzlichen Arbeitsaufwand,
sondern führt auch zu einem unnötigen zusätzlichen
Verschleiß am Gasspülstein.
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 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. Zum Beispiel 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 0 083 919, AT-PS 2 88 860 oder
AT-PS 2 48 936 bekannt.
Der metallbeschichtete Gasspülstein wird so in einen
Lochstein eingesetzt, daß sein oberes 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, Gießen 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.
Zum Beispiel 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 8 eingesetzt. Der kreiskegelstumpfförmige
Gasspülstein 1 besteht aus zwei Kammern. Die Kammer 13 ist
gasführend, während die äußere Kammer 14 nicht-gasführend
ist. Die Gase werden von der Grundfläche 5 zur Deckfläche 15
des Kegelstumpfes durch die Kanäle 2 in der Kammer 13
geleitet. In seinem oberen Kegelstumpfende 9 umfaßt der
kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein 1 nur noch die
gasführende Kammer 13. Dieser Kammerabschnitt ist von einem
Metallmantel 6 umhüllt, aber von dem Lochstein 8 nicht mehr
umgeben und ragt über den Pfannenboden in das Pfanneninnere
hinein.
Der kreiskegelstumpfförmige Gasspülstein 1 ist an seiner
gesamten Mantelfläche und seiner Grundfläche 5 mit einem
Metallmantel 6 versehen. Zwischen der gasführenden
Kammer 13 und der diese konzentrisch umgebenden, eine
Zwischenschicht zwischen Lochstein 8 und gasführender
Kammer 13 bildenden nicht-gasführenden Kammer 14 ist
ebenfalls der Metallmantel 6, welche die Kammern 13, 14
voneinander trennt, angeordnet. Nicht beschichtet ist die
Deckfläche 15.
An der Grundfläche 5 des Gasspülsteins ist mittig ein
Gaszuführungsrohr 7 angebracht. Über dieses Rohr wird Gas
dem Gasspülstein 1 zugeleitet, den es über die Kanäle 2
durchströmt.
Gasspülstein 1 und Lochstein 8 sind mit Ausnahme der
Deckfläche 15 und der Grundfläche 5 vollständig mit einer
Umhüllung 11 aus feuerfestem Material beschichtet. Das
feuerfeste Material ist in den Spalt 12 zwischen Lochstein 8
und Pfannenbodenzustellung 10 eingebracht und bis zur
Deckfläche 15 des Steins aufgefüllt worden. Im oberen
Kegelstumpfende 9 ist der Metallmantel mit
Befestigungselementen 16 ausgerüstet, welche der Verankerung
der äußeren Umhüllung 11 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 5fache der bisher üblichen Vorrichtungen
beträgt und damit bis zu einer ganzen Pfannenreise
überdauert. Durch die gemeinsame Metallumhüllung beider
Kammern des Gasspülsteins 1 wird außerdem ein
betriebssicheres Auswechseln der Gasspülsteine ohne
Verletzung des Lochsteins gewährleistet.
Claims (7)
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 (5) umgebenden Metallschicht (6),
- c) einer mittig an der metallbeschichteten Grundfläche (5) des Gasspülsteins (1) angeordneten Gaszuführung (7),
- d) einem die metallbeschichtete Mantelfläche des Gasspülsteins (1) umgebenden Lochstein (8),
dadurch gekennzeichnet, daß
- e) das obere vom Lochstein (8) nicht umhüllte Kegelstumpfende (9) des Gasspülsteins (1) über die Pfannenbodenzustellung (10) hinaus in das Innere der Pfanne ragt und
- f) der Lochstein (8) und der in ihm sitzende Gasspülstein (1) mit einer äußeren Umhüllung (11) aus gegossenem oder gestampftem feuerfestem Material versehen sind.
2. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Gasspülstein (1) eine gasführende Kammer (13) und eine
von dieser gasdicht getrennte und zu ihr konzentrische
nicht-gasführende Kammer (14), an deren äußerer Zone an
der Mantelfläche des Gasspülsteins (1) aufweist, wobei in der gasführenden
Kammer (13) von der Grundfläche (5) zur Deckfläche (15)
des Kreiskegelstumpfes sich erstreckende durchgehende
Kanäle (2) angeordnet sind.
3. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kammern (13, 14) durch eine Metallschicht (6) voneinander
getrennt sind.
4. Einblasvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß an der
Metallschicht (6) in dem nicht von dem Lochstein (8)
umhüllten oberen Kegelstumpfende (9)
Befestigungselemente (16) für die äußere Umhüllung (11)
aus feuerfestem Material angebracht sind.
5. Einblasvorrichtung gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungselemente (16) Schlitzstifte, Wellenanker,
V-Anker oder Schweißraupen sind.
6. Einblasvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das feuerfeste Material (11) den Gasspülstein (1) bis zu
seiner Deckfläche (15) umgibt.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PLIBRICO GMBH, 4000 DUESSELDORF, DE |
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8331 | Complete revocation |