DE4408397A1

DE4408397A1 - Gasspülvorrichtung für metallurgische Gefäße

Info

Publication number: DE4408397A1
Application number: DE19944408397
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Remke; Dirk Stein
Original assignee: Plibrico Co GmbH
Current assignee: Plibrico Co GmbH
Priority date: 1994-03-12
Filing date: 1994-03-12
Publication date: 1995-09-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasspülvorrichtung für metallur gische Gefäße mit einem Feuerfestformstein, einer gasdichten Blechumkleidung, bestehend aus einem den seitlichen Umfangs bereich des Formsteines umgebenden Blechmantel sowie einem Blechboden auf der der Schmelze abgewandten Kaltseite des Formsteines und einem an den Blechboden angeschlossenen Gaszuführungsrohr, wobei oberhalb des Blechbodens ein Gas verteilungsraum vorgesehen ist, der zumindest teilweise von einem gasdurchlässigen Körper aus porösem feuerfesten Mate rial ausgefüllt ist und im Formstein Gasdurchtrittskanäle vorgesehen sind, die ihn von der Kaltseite zur Heißseite durchziehen.

Eine gattungsgemäße Gasspülvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 329 645 A1 bekannt. Dort ist der den Gasver teilungsraum ausfüllende gasdurchlässige Körper als poröses feuerfestes Plättchen ausgebildet, das unterhalb der Gas durchtrittskanäle des Formsteins an dessen Kaltseite ange ordnet und zur seitlichen Blechumkleidung beabstandet ist. Das feuerfeste poröse Plättchen kann sich gemäß dieser Druckschrift so weit ins Innere des Formkörpers erstrecken, daß es als optische Reststärkenanzeige dient, die den Zeit punkt anzeigt, wann der Spülstein erneuert werden muß. Wenn der gasdurchlässige Körper nämlich am Boden des metallurgi schen Gefäßes sichtbar wird, ist der Spülstein bis zur Ober seite des Körpers verschlissen.

Wenn diese optische Reststärkenanzeige jedoch vom Bedie nungspersonal nicht beachtet wird, besteht die Gefahr eines Schmelzendurchbruches, da insbesondere an den seitlichen oberen Kanten des Körpers weiterhin Gas aus tritt und der feuerfeste Formstein im Bereich der den Körper umgebenden Restwandung weiterhin abgearbeitet wird. Beim Unterschreiten einer bestimmten Mindestdicke dieses äußeren Kreisringes besteht dann die Gefahr eines Schmelzendurchbruchs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemä ße Gasspülvorrichtung zu schaffen, bei der die Gefahr eines Schmelzendurchbruches verringert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der gasdurchlässige Körper als sich an die Kaltseite des Formsteines anschlie ßende Platte ausgebildet ist, die sich in seitlicher Rich tung bis zum Blechmantel erstreckt, wobei die Platte einen sich ins Innere des Formsteins erstreckenden, zum seitlichen Blechmantel beabstandeten Formkörper trägt, der aus einem porösen feuerfesten Material mit ungerichteter Porosität besteht.

Im Gegensatz zu den bekannten Gasspülsteinen ist also die gesamte untere Kaltseite des Formsteines nach unten durch die gasdurchlässige feuerfeste Platte begrenzt. Wenn der Formstein bis zur oberen Fläche des Formkörpers abgearbeitet ist, erhöht sich zunächst kurzzeitig aufgrund der ungerich teten Porosität des Körpers der Gasdurchsatz, was z. B. an einer merkbaren Bewegung der Badoberfläche erkennbar ist. Selbstverständlich können auch in der Gaszuleitung Durch flußmeßgeräte angeordnet sein, die den plötzlichen vermehr ten Gasdurchfluß z. B. optisch oder akustisch melden.

Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, den Verschleißzustand des Spülers in gekipptem bzw. entleertem Zustand der Pfanne zu kontrollieren. Wenn der Spülstein mit Gas beaufschlagt wird, tritt im Bereich der Verschleißanzeige durch die Küh lung eine Dunkelfärbung ein, wenn der Spüler entsprechend abgearbeitet ist.

Bei nicht zu hohen Gas drücken wird anschließend der Gas durchfluß durch den porösen Formkörper wieder vermindert, da Schmelze in die Poren eindringt und dort unter der stark kühlenden Wirkung des in die Schmelze einströmenden Gases erstarrt, so daß durch die Schmelzeninfiltration eine Viel zahl der Gasporen verschlossen wird. Ein weiteres Abbrennen des Spülsteines durch die Schmelze ist unproblematisch, da die Platte als wirksame Schmelzendurchbruchsicherung dient. Sie besteht dazu vorzugsweise aus einer hochtemperaturbe ständigen Feuerfestmasse wie beispielsweise Korund.

Um ihre Funktion als Schmelzendurchbruchsicherung erfüllen zu können, hat sich eine Mindestdicke der Platte von 20 mm als vorteilhaft herausgestellt. Bei dieser Plattendicke kann einerseits der Gasspülstein nahezu vollständig abgearbeitet werden, andererseits ist die mechanische Festigkeit der unteren Platte so groß, daß sie dem hydrostatischen Druck der über ihr stehenden Metallschmelze standhalten kann.

Neben einer starken Bewegung der Badoberfläche wird der Verschleißzustand des Steines auch dadurch sichtbar, daß kurz nach dem Abstich eine unterschiedliche Färbung im Be reich des porösen Formkörpers und des ihn umgebenden rest lichen Formsteines zu erkennen ist.

Der erfindungsgemäße Gasspülstein kann auch noch nach Errei chen des Formkörpers weiter betrieben werden, da die Gas durchtrittskanäle nicht auf der Oberseite des Formkörpers münden, sondern bis zur Oberfläche der unteren Platte durch gezogen sind. In den Formkörper eindringende und dort er starrende Schmelze wirkt sich daher auf die Schmelzenbega sung nicht aus.

Der von der Grundplatte getragene Formkörper kann z. B. kegelstumpfförmig oder zylindrisch ausgebildet sein, wobei er vorzugsweise eine vertikale Länge zwischen 75 und 150 mm aufweist. Er kann bei der Herstellung des Gasspülers ein stückig mit der Platte hergestellt werden. Die im Inneren des Formsteines auszubildende Höhlung zur Aufnahme des Form körpers kann beim Abgießen des Formsteines durch eingelegte Kerne erzeugt werden, wodurch auch z. B. Hinterschneidungen ausgebildet werden können, in die die poröse Stampfmasse eingreift, so daß sie in abgebundenem Zustand nicht nach unten entfernt werden kann.

Es ist jedoch auch möglich, den Hohlraum im Inneren des Formsteines beispielsweise durch Ausbohren herzustellen.

Die Porosität der als Durchbruchsicherung dienenden Platte bzw. des als Verschleißfrüherkennungsanzeige dienenden Form körpers beträgt mindestens 15 Vol.-Prozent, so daß ein ver gleichsweise starker, kurzfristiger Gasstrom durch die Plat te bzw. den Formkörper hindurchtreten kann.

Es hat sich jedoch auch bei dieser Porosität als vorteilhaft erwiesen, wenn die Unterseite der Platte zum Blechboden der Blechumkleidung beabstandet ist. Dadurch entsteht ein völlig freier Raum, den das einströmende Gas sofort ausfüllt. Es kann von dort durch die vergleichsweise dünne Platte unge hindert zu den Gasdurchtrittskanälen im Formstein gelangen. Die Ummantelung des erfindungsgemäßen Gasspülsteines besteht vorzugsweise aus einem Edelstahlblech, das gegen Verzunde rungsvorgänge relativ gut geschützt ist, so daß die Lebens dauer des Spülsteins insgesamt erhöht ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran schaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Die Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch einen Gasspülstein, bei dem die poröse Platte mit einer Ver schleißfrüherkennung in Form eines Formkörpers kombiniert ist.

Der dargestellte Gasspülstein besteht zunächst aus einem feuerfesten Formstein 1 aus einem feuerfesten Gießbeton.

Im Formstein 1 sind Gasdurchtrittskanäle 2 vorgesehen, die von der Kaltseite 3 bis zur Heißseite 4 des Formsteins 1 verlaufen.

An die Kaltseite 3 des Formsteins 1 schließt sich eine Plat te 5 an, die aus einem gasdurchlässigen, porösen Material mit ungerichteter Porosität besteht.

Die Platte 5 erstreckt sich bis zur Innenwandung eines Blechmantels, der die seitlichen Konusflächen des Formsteins 1 gasdicht umgibt. Unterhalb der Platte 5 ist ein Blechboden 7 angeordnet, der an seinem äußeren Umfang vom Blechmantel 6 überlappt wird und mit ihm verschweißt ist. Der Blechboden 7 weist ein mittig mit ihm verschweißtes Gaszuführungsrohr 8 auf, durch das z. B. inerte Spülgase zum Gasspülstein geführt werden.

Zwischen dem Blechboden 7 und der Unterseite 9 der Platte 5 ist ein Freiraum 10 vorgesehen, wobei ggf. nicht dargestell te Abstandshalter eingelegt sein können.

Die Platte 5 trägt einen zylindrischen Formkörper 11, der ebenfalls aus einem porösen, gasdurchlässigen Feuerfestmate rial besteht und der sich bis ins Innere des Formsteins 1 erstreckt. Er ist zum seitlichen Blechmantel 6 beabstandet.

Die Dicke der Platte 5 beträgt z. B. 25 mm, während die vertikale Höhe des Formkörpers 11 z. B. bei 100 mm liegt.

Die dargestellten Gasspülvorrichtungen werden vorzugsweise in einen Lochstein im Boden eines metallurgischen Gefäßes eingesetzt und dienen der Begasung der Schmelze mit inerten Spülgasen wie beispielsweise Argon.

Bezugszeichenliste

1 Formstein
2 Gasdurchtrittskanal
3 Kaltseite
4 Heißseite
5 Platte
6 Blechmantel
7 Blechboden
8 Gaszuführungsrohr
9 Unterseite
10 Freiraum
11 Formkörper

Claims

1. Gasspülvorrichtung für metallurgische Gefäße mit einem Feuerfestformstein, einer gasdichten Blechumkleidung, bestehend aus einem den seitlichen Umfangsbereich des Formsteines umgebenden Blechmantel sowie einem Blechbo den auf der der Schmelze abgewandten Kaltseite des Formsteines und einem an den Blechboden angeschlossenen Gaszuführungsrohr, wobei oberhalb des Blechbodens ein Gasverteilungsraum vorgesehen ist, der zumindest teil weise von einem gasdurchlässigen Körper aus porösem feuerfesten Material ausgefüllt ist und im Formstein Gasdurchtrittskanäle vorgesehen sind, die ihn von der Kaltseite zur Heißseite durchziehen, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdurchlässige Körper als sich an die Kaltseite (3) des Formsteines (1) anschließende Platte (5) ausgebildet ist, die sich in seitlicher Richtung bis zum Blechmantel (6) er streckt, wobei die Platte (5) einen sich ins Innere des Formsteines (1) erstreckenden, zum seitlichen Blechman tel beabstandeten Formkörper (11) trägt, der aus einem porösen feuerfesten Material mit ungerichteter Porosi tät besteht.

2. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (5) eine Dicke von mindestens 20 mm, vorzugsweise eine Dicke zwischen 25 und 35 mm aufweist.

3. Gasspülvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der Form körper (11) kegelstumpfförmig oder zylindrisch ausge bildet ist.

4. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (11) eine in Gebrauchslage der Vorrichtung gesehen vertikale Länge zwischen 75 und 150 mm auf weist.

5. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (5) und der Formkörper (11) einstückig ausgebil det sind.

6. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtrittskanäle des Formsteines kaltseitig an der Plattenoberseite münden.

7. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der Platte (5) und/oder des Formkörpers (11) mindestens 15 Vol.-Prozent beträgt.

8. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Platte (5) zum Blechboden (7) der Ble chumkleidung beabstandet ist.

9. Gasspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechumkleidung aus Edelstahl besteht.