DE4211598C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lochstein mit einer durchgehenden Öffnung zur Aufnahme einer Lochsteinhülse und/oder eines Gasspülsteins, wie sie im Bereich metallurgischer Schmelzgefäße Anwendung finden.

In Radex-Rundschau, Heft 4, 1986, 203 sind verschiedene Bauformen von Gasspülsteinen dargestellt, mit denen Gase, insbesondere Inertgase, zum Teil in Kombination mit pulver­ förmigen Zusatzstoffen, in die Schmelzen metallurgischer Gefäße eingedüst werden.

Üblicherweise werden derartige Gasspülsteine in sogenannten Lochsteinen konfektioniert, gegebenenfalls unter Zwischen­ schaltung einer sogenannten Lochsteinhülse.

Lochsteine der bekannten Art weisen eine mittige Durch­ gangsbohrung (Öffnung) auf, deren Mittenlängsachse vertikal ausgerichtet ist, wenn der Lochstein im Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes eingebaut wird. Bei einer Konfektionierung in der Wand eines metallurgischen Schmelz­ gefäßes ist die Ausrichtung der Mittenlängsachse der Öffnung entsprechend horizontal.

Die Lochsteinöffnung weist meist die Form eines Kegelstumpfes auf, weil auch der Gasspülstein (beziehungs­ weise die Lochsteinhülse) in der Regel eine Kegelstumpfform besitzt, wenngleich auch andere Bauformen bekannt sind.

Die nachstehend im einzelnen beschriebene Erfindung bezieht sich auf einen Lochstein zur Aufnahme von Gasspülsteinen (beziehungsweise entsprechenden Lochsteinhülsen) beliebiger Bauform.

Die bekannten Lochsteine haben sich grundsätzlich bewährt. Gleichwohl besteht ein ständiges Bedürfnis, derartige Lochsteine weiter zu optimieren, um die sekundärmetallur­ gischen Prozesse im Sinne einer Homogenisierung der Schmelze und einer Entfernung nichtmetallischer Einschlüsse zu verbessern.

Hierzu schlägt die Erfindung einen Lochstein mit einer durchgehenden Öffnung zur Aufnahme einer Lochsteinhülse und/oder eines Gasspülsteins zur Anwendung in metallurgischen Schmelzgefäßen vor, bei dem die Mittenlängsachse der Öffnung unter einem nach außen gerichteten Winkel < 45° zur vertikalen Mittenlängsachse des Lochsteins verläuft.

Wie der obengenannte Stand der Technik zeigt, war die bisherige Ausrichtung von Lochstein und zugehörigem Gas­ spülstein derart, daß die Mittenlängsachsen beider Bauteile vertikal nach einem Einbau in den Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes ausgerichtet waren. Diese vertikale Ausrichtung wird auch deshalb als unverzichtbar angesehen, weil der Gasspülstein nach seinem Verschleiß nach unten aus dem Dauerfutter beziehungsweise dem Lochstein oder der Lochsteinhülse herausgezogen werden muß, wozu entsprechende Ausziehvorrichtungen bekannt sind, wie sie in der EP 01 37 961 B1 näher beschrieben sind.

Es hat sich nun allerdings herausgestellt, daß die exakte vertikale Ausrichtung des Gasspülsteins beziehungsweise des zugehörigen Lochsteins bei der Montage im Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes nicht immer absolut sicher gewährleistet werden kann. So kommt es beispielsweise bei der Vermörtelung des Gasspülsteins im Lochstein gelegentlich zu einer sehr geringen axialen Verschiebung des Spülsteins, mit der Folge, daß der austretende Gasspülstrahl nicht exakt vertikal, sondern unter einem Winkel zur Vertikalen verläuft. Dies hat dann zur Folge, daß es zum Beispiel im Bereich der Schlackenzone über dem bodenseitigen Spülstein zu einem unerwünschten voreilenden Verschleiß der feuerfesten Ausmauerung kommt, insbesondere, wenn der Spülstein über mehrere Chargen eingesetzt wird.

Hier schafft die erfindungsgemäße Gestaltung des Lochsteins Abhilfe, weil es durch die gezielte Schrägstellung der Lochsteinöffnung möglich wird, den Gasspülstein so einzubauen, daß die Gasaustrittsrichtung (zum Beispiel die Verlängerung der Gaszuführkanäle bei Gasspülsteinen mit gerichteter Porosität) in die Mitte des metallurgischen Schmelzgefäßes, beispielsweise die Pfannenmitte, ausgerichtet ist.

Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil die Gas­ spülsteine in der Regel nicht in der Mitte des metallurgischen Schmelzgefäßes im Boden, sondern außermittig eingebaut werden und dabei zum Teil relativ dicht an der Seitenwand des Schmelzgefäßes positioniert sind.

Hier wird nun gezielt Abhilfe geschaffen, indem der Lochstein mit einer vorbereiteten Schrägöffnung ausgebildet ist, so daß der Spülstein zum Beispiel im Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes direkt so eingebaut werden kann, daß die Verlängerung der Mittenlängsachse der schräg verlaufenden Öffnung von den Seitenwänden des metallurgischen Schmelzgefäßes weg in dessen Mitte zeigt.

Der Neigungswinkel soll erfindungsgemäß < 45° sein, wobei ein Neigungswinkel zwischen 1 und 10°, bezogen auf die vertikale Mittenlängsachse des Lochsteins, in der Regel ausreichen wird.

Vorzugsweise ist die Form der Öffnung des Lochsteins der äußeren Form der Lochsteinhülse oder des Gasspülsteins angepaßt. So kann die Öffnung geringfügig größer als die äußere Form der Lochsteinhülse oder des Gasspülsteins sein, so daß die Lochsteinhülse oder der Gasspülstein ohne weiteres durch Zwischenschaltung einer Mörtelschicht im Lochstein festgelegt werden kann.

Insbesondere bei kleinen Neigungswinkeln entstehen überraschenderweise auch keine Probleme beim späteren Herausziehen des Gasspülsteins aus dem Lochstein, selbst wenn eine konventionelle Ausziehvorrichtung verwendet wird. Im Gegenteil: der etwas exzentrische Angriff der Auszieh­ vorrichtung führt bei einer entsprechenden Zugkraft sogar dazu, daß sich der Spülstein leichter aus der Lochsteinhülse oder dem Lochstein herausnehmen läßt.

Mit Ausnahme des Merkmals der Ausrichtung seiner Öffnung entspricht der Lochstein im übrigen konventionellen Bauformen. Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Lochstein auch an bestehenden Anlagen ohne weiteres nachgerüstet werden kann. Da der Lochstein im übrigen auch wie bisher im Boden des metallurgischen Schmelzgefäßes angeordnet wird, ist es darüber hinaus möglich, ihn mit einer ebenfalls bekannten Lochstein-Ausziehvorrichtung herauszunehmen, sofern dies nach entsprechendem Verschleiß gewünscht wird.

Wenngleich der Lochstein zur Aufnahme jeder beliebigen Art eines Gasspülsteins verwendet werden kann, werden die oben beschriebenen Vorteile in besonderer Weise bei Gasspül­ steinen mit gerichteter Porosität bei sogenannten Segment­ spülern oder sogenannten Fugenspülern erreicht, da diese eine definierte Ausströmrichtung der zugeführten Gase ermöglichen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur - in stark schematisierter Darstellung - einen erfindungsgemäßen Lochstein mit einem eingesetzten Gasspülstein.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist der Lochstein selbst gekennzeichnet, der eine Mittenöffnung 12 aufweist.

Die vertikale Mittenlängsachse des Lochsteins 10 ist mit dem Buchstaben "V" gekennzeichnet. Die Mittenlängsachse der Öffnung 12 trägt den Kennbuchstaben "M".

Daraus ergibt sich, daß im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Mittenlängsachse M unter einem Winkel von 6° zur vertikalen Mittenlängsachse des Lochsteins 10 (nach außen gerichtet) verläuft, wodurch sich insgesamt eine nach außen gerichtete Schrägstellung des in der Mittenöffnung 12 eingemörtelten Gasspülsteins 14 ergibt.

Die Figur zeigt weiter, daß sowohl die Öffnung 12 als auch der Gasspülstein 14 eine an sich bekannte Kegelstumpfform aufweisen. Aufgrund der Schrägstellung der Öffnung 12 verlaufen das obere und untere Ende des Gasspülsteins 14 nicht fluchtend mit dem oberen beziehungsweise unteren Ende des Lochsteins 10, sondern unter einem entsprechenden Winkel, was der Einrichtung insgesamt jedoch nicht schadet.

Der Gasspülstein 14 ist in üblicher Weise gestaltet, wobei hier - wiederum nur schematisch - ein Gasanschlußrohr 16 dargestellt ist.

Die in der Figur dargestellte Ausführungsform läßt sich analog auch dann realisieren, wenn zwischen Lochstein 10 und Gasspülstein 12 noch eine (nicht dargestellte) Lochstein­ hülse angeordnet wird, wobei dann sowohl die Lochsteinhülse als auch der Gasspülstein 14 die gezeigte Schrägstellung aufweisen, wobei die Lochsteinhülse und der Gasspülstein wiederum konventionelle Bauformen aufweisen können.

Claims (4)

1. Lochstein mit einer durchgehenden Öffnung (12) zur Aufnahme einer Lochsteinhülse und/oder eines Gasspül­ steins (14) zur Anwendung in metallurgischen Schmelz­ gefäßen, bei dem die Mittenlängsachse (M) der Öffnung (12) unter einem nach außen gerichteten Winkel < 45° zur vertikalen Mittenlängsachse (V) des Lochsteins (10) verläuft.

2. Lochstein nach Anspruch 1, bei dem die Mittenlängsachse (M) der Öffnung (12) unter einem nach außen gerichten Winkel zwischen 1 und 10° zur vertikalen Mittenlängs­ achse (V) des Lochsteins (10) verläuft.

3. Lochstein nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Form der Öffnung (12) der äußeren Form der Lochsteinhülse oder des Gasspülsteins (14) angepaßt ist.

4. Lochstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Öffnung (12) geringfügig größer als die äußere Form der Lochsteinhülse oder des Gasspülsteins (14) ist.