EP0290766B1

EP0290766B1 - Gasspülstein

Info

Publication number: EP0290766B1
Application number: EP88104934A
Authority: EP
Inventors: Lorenz Dötsch; Louis Retrayt; Herbert Schäfer
Original assignee: RADEX DEUTSCHLAND AG fur FEUERFESTE ERZEUGNISSE
Current assignee: RADEX DEUTSCHLAND AG fur FEUERFESTE ERZEUGNISSE
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1988-03-26
Publication date: 1990-06-27
Anticipated expiration: 2008-03-26
Also published as: DE3716388C1; EP0290766A2; EP0290766A3; ATE54175T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zum Einblasen von inerten Spülgasen und/oder Feststoffen in metallurgische Gefäße, wie Konverter oder Pfannen zur Behandlung beziehungsweise Herstellung von hochwertigen Metallqualitäten.
Ein Spülelement der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 1 533 886 bekannt. Um eine gute Abdichtung der mit ungerichteter Porosität ausgebildeten Masse des Spülelementes zu erreichen ist um diesen Abschnitt eine Metallhülle angeordnet. Dabei wird der poröse Abschnitt stets mit Gas beaufschlagt.
Beim Inertgas-Spülen über Blassteine, die in der feuerfesten Ausmauerung des metallurgischen Schmelzgefäßes eingebaut sind, können im wesentlichen zwei Einbauarten unterschieden werden, wobei sich das Spülen im Bodenbereich des Schmelzgefäßes durchgesetzt hat, während Spülsteine in der Seitenwand seltener eingesetzt werden. Die Erfindung unterliegt insoweit aber keiner Beschränkung.
Es sind in der Literatur zahlreiche weitere Ausführungsformen von Gasspülsteinen beschrieben worden. Stellvertretend für die umfangreiche Literatur seien Gasspülsteine genannt, wie sie zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften 3 531 533, 3 531 534, 3 520 207 oder 3 527 793 beschrieben sind.
Eine umfassende Übersicht gibt die RADEX-Rundschau, 1987, S. 288 bis 302. Danach kommen zur Zeit insbesondere folgende unterschiedliche Spülsteintypen zum Einsatz: sogenannte Fugenspüler, Spülsteine mit "ungerichteter Porosität" und Spülsteine mit "gerichteter Porosität". Beim Fugenspüler erfolgt die Gaszufuhr über einen Ringspalt zwischen einem dichten keramischen Körper, insbesondere Kegel und dem umhüllenden Blechmantel. Spülsteine mit sogenannter "ungerichteter Porosität" sind gekennzeichnet durch ein Feuerfestmaterial hoher offener Porosität, durch das das inerte Spülgas gedrückt wird. Gasspülsteine mit "gerichteter Porosität" sind gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Kanälen mit niedrigem Durchmesser in einer dichten, feuerfesten Matrix, wobei der Gastransport entlang der Kanäle erfolgt. Auch insoweit unterliegt die Erfindung keiner Beschränkung.
Gasspülsteine mit "gerichteter Porosität" haben sich in bezug auf ihre Erosions- und Infiltrationsbeständigkeit als bevorzugt herausgestellt. Nach RADEX-Rundschau (a.a.O.) lassen sich mit Gasspülsteinen mit ungerichteter Porosität etwa zehn Chargen erzielen, während ein Stein mit gerichteter Porosität eine Standfestigkeit bis zu zwanzig Chargen mit wesentlich größerer Reststärke aufweist.
Unter dem Gesichtspunkt erhöhter Erosions-und Infiltrationsbeständigkeit haben sich darüber hinaus Gasspülsteine mit Kegelform besonders bewährt.
Trotz der insoweit erzielten Fortschritte besteht ein dringendes Bedürfnis, Gasspülsteine erhöhter Erosions- und Infiltrationsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen, weil die Bodenhaltbarkeit zum Beispiel einer Pfanne mit 40 bis 50 Chargen deutlich höher legt. Dies bedeutet, daß der Verschleiß eines Gasspülsteins oder Mängel in der Funktion desselben eine Unterbrechung der Schmelzbehandlung und aufwendige Reparatur- beziehungsweise Austauscharbeiten erfordern.
Dazu muß der Gasspülstein aus dem diesen umgebenden Lochstein ausgebrochen werden, wobei es zu Beschädigungen des Lochsteins kommen kann, Um diese Beschädigungen so gering wie möglich zu halten, ist es bekannt (RADEX-Rundschau (a.a.O.)), den Gasspülstein in einer Lochsteinhülse und diese im Lochstein anzuordnen. Ein solcher Aufbau ist kompliziert und erfordert es, daß beim Einbau eines neuen Spülsteines in einem bereits abgenutzten Lochstein, dieser ebenfalls mit einer neuen Hülse versehen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasspülstein anzubieten, der es ermöglicht, die Gas- und/oder Feststoffbehandlung der Metallschmelze über einen vollständigen Zyklus führen zu können, das heißt, der Gasspülstein soll eine solche Haltbarkeit aufweisen, daß er zum Beispiel bei einer Pfanne ohne Reparatur- oder Austauschmaßnahmen 40 bis 50 Chargen und gegebenenfalls mehr hält. Dabei soll der Gasspülstein vorzugsweise so ausgebildet sein, daß er auch eine Adaptierung der durchgeführten Gas- und/oder Feststoffmengen je nach gewünschter Schmelzbehandlung ermöglicht.
Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß dieses Ziel durch eine Unterteilung des Gasspülsteines in einzelne, voneinander unabhängige Zonen erreicht werden kann, um das Gas durch entsprechende Kanäle zu führen, ist der aus der EP-OS 221 250 bekannte Gasspülstein aus einem äußeren Abschnitt und einem inneren Abschnitt zusammengesetzt, wobei die Kanäle durch entsprechende Vor- oder Rücksprünge in den Abschnitten ausgebildet werden. Dies erleichtert zwar die Herstellung, ändert die Gaszuführung, ausgehend von einer Verteilkammer, aber ebenfalls nicht.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung in einzelne "Magazine" wird es möglich, die Gas- und/oder Feststoffbehandlung zunächst über einen Abschnitt des Gasspülsteines zu führen und - zum Beispiel nach dessen Verschleiß - über einen weiteren Abschnitt fortzusetzen. Je nachdem, in wieviel Abschnitte der Gasspülstein unterteilt ist, kann die Schmelzenbehandlung deshalb unverändert über eine doppelte, dreifache, vierfache oder mehrfache Zeitdauer aufrechterhalten werden.
Einer Limitierung unterliegt dieser Vorschlag nur insoweit, als bestimmte geometrische Vorgaben und Mindest-Durchströmmengen berücksichtigt werden müssen.
Sofern nachstehend von einer Gasbehandlung gesprochen wird, umfaßt diese stets auch eine Feststoffbehandlung.
Gegenstand der Erfindung ist danach ein Gasspülstein für metallurgische Schmelzgefäße, wie er im Anspruch 1 beschrieben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Zum Beispiel bei einem Gasspülstein mit einer diesen teilweise umgebenden gasdichten Blechummantelung kann das Zwischenglied ein Metallblech sein, das zum Beispiel einen kegelstumpfförmigen Gasspülstein in zwei halbkegelstumpfförmige Abschnitte unterteilt, wobei das Metallblech vorzugsweise mit der Blechummantelung ebenfalls gasdicht verbunden ist.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Gasspülstein insgesamt in seiner Form und in seinen Außenabmessungen einem Gasspülstein nach dem Stand der Technik, er ist jedoch durch die mittige Blechwand in zwei Abschnitte unterteilt, die jeder für sich wieder einen eigenen Gasspülstein (Abschnitt) bilden.
Dabei kann jeder Abschnitt einzeln mit Gas beaufschlagt werden, indem zum Beispiel jeder Abschnitt eine eigene Gaszuführleitung aufweist. Die Gaszuführleitungen können aber nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch über ein entsprechendes Zwischenglied an eine zentrale Gaszuführleitung angeschlossen werden und sind dann zum Beispiel über ein Stellglied wechselweise mit Gas beaufschlagbar.
Nach dem Einbau eines derartigen Gasspülsteins in den Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes kann dann zunächst ein Abschnitt von einem Inertgas, vorzugsweise Argon, durchspült werden. Ist dieser Abschnitt nach beispielsweise 20 Chargen verschlissen, wird die Zuführleitung abgeschaltet beziehungsweise das Stellglied auf die andere Zuführleitung umgeschaltet, und die Gasspülung kann ohne Unterbrechung über den zweiten Abschnitt unverändert weitergeführt werden, während zum Beispiel der erste Abschnitt nach Infiltration der Metallschmelze zufriert und damit funktionsuntüchtig wird. Hierdurch wird die Standzeit des Spülsteines also um das Doppelte erhöht.
Bei der Ausführungsform mit einer zentral angeschlossenen Hauptgasleitung kann aber auch durch Umschaltung des Stellgliedes der zweite Abschnitt zum ersten Abschnitt hinzugeschaltet werden, wodurch die Gasspülleistung bei Bedarf kurzzeitig oder auf Dauer verdoppelt werden kann.
Es ist offensichtlich, daß ein erfindungsgemäßer Gasspülstein nicht nur in zwei Abschnitte, sondern im Grunde genommen beliebig viele Abschnitte unterteilt werden kann, zum Beispiel durch zwei, kreuzweise verlaufende Metallbleche in vier gleiche Abschnitte. Hierdurch läßt sich die Standzeit des Spülsteines vervierfachen.
Die metallischen Zwischenwände sorgen dafür, daß ein Gasaustausch zwischen den Abschnitten sicher vermieden wird. Das Gas kann also gerichtet in das metallurgische Schmelzgefäß geblasen werden.
Anstelle eines Metallbleches als Zwischenglied kann auch jedes andere Material, das genügend gasdicht ist, Verwendung finden.
So schlägt die Erfindung in einer alternativen Ausführungsform vor, das Zwischenglied aus einem weitestgehend gasundurchlässigen feuerfesten, keramischen Material auszubilden, wobei die gleichen Effekte erzielt werden, wie mit einem Metallblech.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zur Vergleichmäßigung des Gasdruckes, den porösen, gasdurchlässigen Gasspülstein mit einer Blechumkleidung zu versehen, die aus einem die Umfangsfläche des Gasspülsteines umfassenden Blechmantel besteht, der um die dem metallurgischen Schmelzgefäß ab gewandte Stirnfläche des Gasspülsteines herumgezogen ist unter Ausbildung eines entsprechenden metallischen Bodens, wobei der gaspermeable Gasspülstein, oder bei einem Fugenspüler der gasdichte Mittelteil, durch entsprechende Abstandhalter unter Ausbildung einer Druckkammer im Abstand zu diesem Boden angeordnet ist. Während bei einer derartigen Ausführungsform nach dem Stand der Technik (DE-OS 35 31 533) separate Abstandhalter vorzusehen sind, übernehmen bei einem erfindungsgemäßen Gasspülstein nunmehr die Zwischenstücke selbst die Funktion der Abstandhalter, die zu diesem Zweck nicht nur gasdicht mit dem Blechmantel verbunden sind, sondern über die untere Stirnfläche des Gasspülsteines verlängert und mit der Bodenfläche der Blechumkleidung gasdicht verbunden sind. Auf diese Weise wird gleichzeitig die Gasdruckkammer in eine entsprechende Anzahl von Abschnitten unterteilt.
Entsprechend weist jeder dieser Abschnitte der Gasdruckkammer eine eigene Gaszuführleitung auf, wobei die Gaszuführleitungen wiederum - wie oben dargestellt - in eine zentrale Gaszuführleitung über ein entsprechendes Zwischenglied münden können, über das eines oder mehrere oder alle Gasdruckkammerabschnitte mit Gas beaufschlagbar sind.
Im Rahmen der neu vorgeschlagenen Gestaltung eines Gasspülsteines können die Zwischenstücke sowohl geradflächig verlaufen, als auch - nach einer vorteilhaften Ausführungsform - zum Beispiel in Form von Hülsen.
So lassen sich zum Beispiel in einem Gasspülstein mehrere derartige Hülsen, zum Beispiel MetalIhülsen, anordnen, die dann den Gasspülstein beispielsweise in zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Abschnitte unterteilen, wobei der Anschluß zugehöriger Gasleitung analog vorstehenden Ausführungen erfolgt.
Diese Ausführungsform ähnelt dann einem "Trommelrevolver", wobei die "Patronenaufnahme" hierbei durch die von den gasdichten Hülsen unmantelten gaspermeablen Abschnitte gebildet werden.
Dabei ist es ohne weiteres möglich, das zwischen den hülsenförmigen Abschnitten verbleibende Material des Gasspülsteins aus dem gleichen gaspermeablen feuerfesten Material auszubilden, das dann entweder keine Funktion mehr erfüllt oder insgesamt an eine weitere Gasanschlußleitung angeschlossen ist.
Ebenso ist es aber nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch möglich, das zwischen diesen Abschnitten verbleibende "Matrixmaterial" aus weitestgehend gasundurchlässigem feuerfesten keramischen Material auszubilden, in dem dann die gaspermeablen Abschnitte einliegen. Bei dieser Ausführungsform kann, aber muß nicht auf separate Blechummantelungen um die Abschnitte verzichtet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Matrixmaterial aus demselben Werkstoff hergestellt wird, aus dem im Stand der Technik der Lochstein gebildet ist. Es ist dann möglich, den Gasspülstein quasi mit dem Lochstein integral auszubilden, das heißt, den Gasspülstein in seinen geometrischen Abmessungen so zu wählen, daß auf einen getrennten Lochstein verzichtet werden kann, der Gasspülstein also selbst gleichzeitig die Funktion des Lochsteins übernimmt.
Diese Ausführungsform schafft zusätzliche Vorteile. Wie oben ausgeführt, kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Spülsteins dessen Standzeit um ein Vielfaches erhöht werden und es ist ohne weiteres möglich, dabei Standzeiten zu erzielen, die denen der Bodenhaltbarkeit des metallurgischen Gefäßes (zum Beispiel der Pfanne) entsprechen. Da ohnehin bei einer Erneuerung des Bodens auch der Lochstein ausgetauscht werden muß, wird bei dieser Ausführungsform eine erhebliche Reduzierung der Zustellarbeit erreicht, weil der Gasspülstein jetzt selbst den Lochstein bildet. Vor allem kann auch auf eine getrennte Lochsteinhülse verzichtet werden.
Selbstverständlich lassen sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch bei sogenannten Fugenspülern realisieren, wobei die Zwischenstücke dann den Ringkanal in entsprechende Abschnitte unterteilen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Mermale der Unteransprüche beschrieben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Spülsteins schematisch dargestellt, und zwar in

Figur 1: ein horizontaler Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasspülstein mit Blechummantelung und zwei senkrecht zueinander verlaufenden Blech-Zwischenwänden
Figur 2: ein horizontaler Schnitt durch eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasspülsteins mit Blechummantelung und vier, zylinderförmigen gaspermeablen Abschnitten mit Blechummantelung
Figur 3: ein horizontaler Schnitt durch einen als Lochstein ausgebildeten Gasspülstein mit drei gaspermeablen Abschnitten
Figur 4: ein horizontaler Schnitt durch einen als Fugenspüler ausgebildeten erfindungsgemäßen Gasspülstein mit diagonal verlaufender Metallzwischenwand
Figur 5: ein vertikaler Schnitt durch einen erfindungsgemäßen kegelstumpfförmigen Gasspülstein mit mittig verlaufender Blechzwischenwand zur Ausbildung zweier, voneinander getrennter gaspermeabler Abschnitte mit jeweils einem Gasanschlußstück.

Dabei werden für gleiche oder gleichwirkende Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Gasspülstein beziffert, der aus einem porösen, gasdurchlässigen feuerfesten keramischen Material zum Beispiel auf der Basis 97 Gew.-% A1₂0₃ besteht. Der Gasspülstein weist eine Kegelstumpfform auf. Eine Blechumkleidung 12 umfaßt einen sich um die Umfangsfläche des Gasspülsteins 10 erstreckenden Blechmantel 14 und einen die untere, größere Fläche überdeckenden kreisförmigen Boden, der an seinem äußeren Umfang gasdicht mit dem Blechmantel 14 verschweißt ist. Der Gasspülstein 10 ist mittels einer Mörtelschicht 13 in die gas dichte Blechumkleidung 12 eingefügt.
Zwischen zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Blechmantels 14 erstrecken sich zwei, senkrecht zueinander verlaufende Metallbleche 16, 18, die jeweils aus zwei Abschnitten 16a, 16b, 18a, 18b bestehen, die an der Kreuzstelle 20 miteinander gasdicht verschweißt sind. Die Metallbleche 16, 18 sind ebenfalls gasdicht mit dem Blechmantel 14 beziehungsweise dem Boden verschweißt.
Auf diese Art und Weise werden vier voneinander getrennte gaspermeable Abschnitte 22, 24, 26, 28 mit in der Aufsicht Viertelkreisform ausgebildet.
Jeder der Abschnitte 22, 24, 26, 28 ist in seinem Bodenbereich mit einer eigenen Gasanschlußleitung 32 ausgebildet, die gasdicht mit dem Boden verschweißt ist.
Der in Figur 2 dargestellte Gasspülstein ist wiederum kegelstumpfförmig und mit einer Blechumkleidung 12 analog der Ausführungsform gemäß Figur 1 gestaltet.
Innerhalb des gaspermeablen feuerfesten Materials 34 sind vier, voneinander getrennte und im Abstand zueinander angeordnete Gasspülabschnitte 22, 24, 26, 28 ausgebildet.
Die Abschnitte 22, 24, 26, 28 sind jeweils von einer Metallhülse 30 umgeben.
Der Abschnitt 22 ist dabei kegelstumpfförmig gestaltet, der Abschnitt 24 als eine im Querschnitt dreieckförmige Hülse, der Abschnitt 26 als eine im Querschnitt quadratische Hülse und der Abschnitt 28 als eine im Querschnitt sechseckige Hülse, wobei auch diese wieder eine Konizität aufweisen können.
Die Hülsen sind an der dem metallurgischen Schmelzgefäß abgewandten Seite mit dem (nicht dargestellten) Boden der Blechumkleidung 12 gasdicht verschweißt, und die Abschnitte sind jeweils an eine (gestrichelt dargestellte) Gasleitung 32 angeschlossen.
Die Metallhülsen verlaufen vom Boden bis etwas unterhalb der gegenüberliegenden Stirnfläche des Gasspülsteins.
Bei dieser Ausführungsform ist das Material innerhalb der Metallhülsen das gleiche gaspermeable feuerfeste Material wie das zwischen den Hülsen, das mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet ist. Dieses "Matrixmaterial" 34 kann bodenseitig mit einem eigenen Gasanschluß 32 ausgebildet sein, wobei der aufgegebene Gasstrom dann innerhalb der Blechummantelung 12 und zwischen den Hülsen 30 verläuft, während der innerhalb der Hülsen 30 aufgegebene Gasstrom auch nur innerhalb dieser Hülsen verläuft.
Es ist selbstverständlich, daß die in Figur 2 dargestellten geometrischen Formen der Abschnitte 22, 24, 26, 28 nur beispielhaft sind, und vorzugsweise werden alle Abschnitte identisch gestaltet.
Der in Figur 3 dargestellte erfindungsgemäße Gasspülstein ist als Lochstein gestaltet. Er weist entsprechend eine Quaderform mit quadratischem Querschnitt auf, und das Matrixmaterial 35 besteht aus einem gasdichten, feuerfesten keramischen Material, zum Beispiel auf der Basis Zirkondioxid.
Zur Herstellung wird eine entsprechende Form mit einer feuerfesten Masse (Schlicker) ausgefüllt. Nach der Erhärtung werden vier, zueinander im Abstand befindliche kegelstumpfförmige Abschnitte 22, 24, 26, 28 ausgebohrt. In diese werden anschließend entsprechende Einsätze aus einem üblichen gaspermeablen feuerfesten Material eingemörtelt.
Ebenso ist es aber auch möglich, vor dem Einfüllen des Schlickers bereits entsprechende kegelstumpfförmige Metallhülsen auf den Boden der Form aufzusetzen und dann nur noch den Bereich zwischen den Hülsen mit dem Schlicker auszufüllen. Die Hülsen können bereits zuvor mit dem gaspermeablen feuerfesten Material ausgefüllt beziehungsweise entsprechende Einsätze in die Hülsen eingemörtelt sein, die Einsätze können aber auch nachträglich in die Hülsen eingemörtelt werden.
Vorzugsweise ist der Lochstein bodenseitig, also an seinem dem Schmelzgefäß abgewandten Ende, mit einer den Lochstein umschließenden Metallwanne ausgebildet, in die vier Gasleitungen 32 (gestrichelt dargestellt) innerhalb der Abschnitte 22, 24, 26, 28 einmünden.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Auführungsbeispiel eines Fugenspülers weist der Gasspülstein 10 wiederum eine Kegelstumpfform auf und ist analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit einer Blechumkleidung 12 versehen. Diese verläuft jedoch hier sowohl umfangsseitig als auch bodenseitig im Abstand zum gasdichten Material des Gasspülsteins, wobei der Abstand 36 zwischen Blechumkleidung 12 und gasdichtem Material 35 durch eine diagonal verlaufende Blechwand 38 gebildet wird, die gegenüber dem Blechmantel 14 und dem Boden gasdicht verschweißt ist.
Hierdurch wird der ringkanalförmige Bereich 36 sowie das Material 35 in zwei Abschnitte 22, 24, die gasdicht voneinander getrennt sind, unterteilt.
In den Blechboden münden wiederum zwei Gasleitungen 32, die gasdicht mit dem Boden verschweißt sind, ein.
Ebenso könnten anstelle einer Blechwand 38 entsprechend Figur 1 auch wiederum zwei Blechwände, und dann vorzugsweise senkrecht zueinander, zur Ausbildung von vier Abschnitten mit entsprechend vier Gasleitungen vorgesehen werden.
Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der kegelstumpfförmige Gasspülstein 10 ebenfalls von einer Blechumkleidung 12, bestehend aus einem Blechmantel 14 und einem Boden 40 umfangsseitig und bodenseitig umschlossen. Der Gasspülstein wird durch eine Blechwand 38, die mit der Blechumkleidung 12 randseitig gasdicht verschweißt ist, in zwei Abschnitte 22, 24 geteilt.
Wie der Figur zu entnehmen ist, überragt die Blechwand 38 die untere Stirnseite 42 des gaspermeablen Materials unter Ausbildung zweier voneinander gasdicht getrennter Druckkammerabschnitte 44, 46. In jeden der Druckkammerabschnitte 44, 46 mündet eine Gasleitung 32. Die Gasleitungen münden im Abstand zum Boden 40 über ein Zwischenstück 48 in einer zentralen Gaszuführleitung 50, und im Zwischenstück 48 ist ein Stellglied 52 angeordnet, das in der dargestellten Position den Gasweg in den Druckkammerabschnitt 44 versperrt und nur den Gasweg in den Druckkammerabschnitt 46 freigibt. Das Stellglied kann durch einfaches Umschwenken in die gestrichelt dargestellte Position unter Blockierung des Gasweges zum Druckkammerabschnitt 46 verschwenkt werden, wodurch gleichzeitig der Gasweg in den Druckkammerabschnitt 44 freigegeben wird. Bei Einstellung einer Position zwischen den beiden Endstellungen werden beide Gasleitungen 32 von der zentralen Gaszuführleitung 50 mit Inertgas, zum Beispiel Argon, versorgt.
Es ist selbstverständlich, daß die gaspermeablen Abschnitte 22, 24, 26, 28 sowohl mit gerichteter, wie auch mit ungerichteter Porosität ausgebildet sein können.
Entsprechend der Darstellung in Figur 5 können auch die Gasleitungen 32 gemäß den Figuren 1 bis 4 in ein gemeinsames Zwischenstück 48 und damit eine zentrale Gaszuführleitung 50 einmünden.
Während die Gasspülsteine gemäß den Ausführungsformen der Figuren 1, 2, 4 und 5 auf konventionalle Art und Weise, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Lochsteinhülse, wie in der RADEX-Rundschau (a.a.O.) beschrieben, in einen Lochstein im Boden oder der Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes eingesetzt werden, wird der Gasspülstein gemäß Figur 3 wie ein Lochstein, dessen Funktion er gleichzeitig mit übernimmt, in die Bodenauskleidung des metallurgischen Gefäßes eingesetzt.
Die Gasbehandlung erfolgt dann beispielsweise wie folgt:
Zunächst wird die Gasleitung 32 des Abschnittes 22 zugeschaltet, das heißt, das Inertgas strömt durch den Abschnitt 22 entsprechend wie bei einem konventionellen Gasspülstein in die Metallschmelze. Durch die gasdichte Abdichtung bleiben die übrigen Abschnitte 24, 26, 28 zunächst ohne Funktion.
Nachdem, gegebenenfalls über eine entsprechende Reststandsanzeige, wie sie im Stand der Technik beschrieben ist, gemessen der erste Abschnitt 22 verbraucht ist, wird die zugehörige Gasleitung 32 geschlossen und gleichzeitig oder kurz zuvor (siehe Erläuterungen zu Figur 5) der zweite Abschnitt 24 über die zugehörige Gasleitung 32 mit Gas beaufschlagt. Die Gasbehandlung geht also ohne Unterbrechung weiter. Gleichzeitig wird wahrscheinlich etwas Metallschmelze in den Abschnitt 22 eindringen und dort einfrieren und damit diesen Abschnitt funktionsuntüchtig machen.
Ist auch Abschnitt 24 verschlissen, wird entsprechend der vorstehenden Beschreibung auf Abschnitt 26 und dann auf Abschnitt 28 um- beziehungsweise weitergeschaltet.
Setzt man die Lebensdauer eines konventionellen Gasspülsteins mit 10 bis 20 Chargen an, so bedeutet dies, daß entsprechend auch ein erfindungsgemäßer Gasspülsteinabschnitt 22, 24, 26, 28 oder 34 zehn bis zwanzig Chargen hält. Durch entsprechende Weiterschaltung auf die weiteren Abschnitte wird die Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Gasspülsteines damit um das zwei-, drei-, vier-oder fünf- fache erhöht, das heißt, hier beispielsweise auf 40 bis 100 Chargen. Damit liegt die Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Gasspülsteins im Bereich der Bodenhaltbarkeit zum Beispiel einer Pfanne oder sogar darüber, so daß auch Reserven diesbezüglich zur Verfügung gestellt werden.
Eine Reparatur oder ein Austausch des Gasspülsteines zwischen den Bodenzustellungen erübrigt sich damit. Die damit verbundenen arbeits- und kostenmäßigen Ersparnisse sind offensichtlich.
Wichtig ist, daß jeder der Abschnitte 22, 24, 26, 28 (beziehungsweise beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 zusätzlich das Matrixmaterial 34) eine ausreichende Gasdurchlässigkeit aufweist, um den gewünschten Gasstrom durchführen zu können. Dies läßt sich durch ein entsprechendes offenes Porenvolumen beziehungsweise eine entsprechende Anzahl von Kanälen ("gerichtete Porosität") beziehungsweise Fugen leicht realisieren.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

1. Gasspülstein zum Einsatz in metallurgische Schmelzgefäße, wobei der für einen Gasdurchtritt wirksame Bereich des Gasspülsteins (10) durch mindestens ein, weitestgehend gasundurchlässiges und in Richtung der Gasströmung verlaufendes Zwischenglied (16, 18, 30, 35, 38) in Abschnitte (22, 24, 26, 28, 34) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Abschnitt (22, 24, 26, 28, 34) bodenseitig eine Gas- und/oder Feststoffzuführleitung (32) angeschlossen ist, die in eine gemeinsame Hauptgasleitung (50) münden und über ein Stellglied (52) einzeln oder in beliebiger Zuordnung an die Gas- und/oder Feststoffquellen anschließbar sind.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine ihn teilweise umgebende gasdichte Blechummantelung (12).

3. Gasspulstein nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechummantelung (12) den Gasspülstein mit einem Blechmantel (14) auf seiner Umfangsfläche umgreift.

4. Gasspülstein nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechummantelung (12) den Gasspülstein auf seiner dem Schmelzgefäß abgewandten Stimfläche (42) mit einem Bodenteil (40) abdeckt.

5. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaszuführleitung(en) (32) gasdicht mit der Blechummantelung (12) verbunden ist (sind).

6. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechummantelung (12) den Gasspülstein bodenseitig und/oder umfangsseitig, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern unter Ausbildung eines Abstandes (36) umgibt.

7. Gasspülstein nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaszuführleitung(en) (32) in einen zwischen dem Boden (42) des Gasspülsteines und dem Boden (40) der Blechummantelung (12) angeordneten Druckraum beziehungsweise dessen durch das oder die Zwischenglieder (16, 18, 30, 35, 38) gebildete Abschnitte (44, 46) einmündet.

8. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenglied (16, 18, 30, 38) ein Metallblech ist.

9. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenglied (35) aus einem weitestgehend gasundurchlässigen, feuerfesten keramischen Material besteht.

10. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenglied (16, 18, 38) zwischen der Umfangsfläche des Gasspülsteines beziehungsweise dem diese umgebenden Blechmantel verläuft.

11. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenstück als Hülse (30) ausgebildet ist.

12. Gasspülstein nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (30) eine Kegelstumpfform aufweist.

13. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Zwischenglied (16, 18, 30, 35, 38) über die gesamte Bauhöhe des Gasspülsteines beziehungsweise des Blechmantels (14) oder bis kurz vor die dem metallurgischen Schmelzgefäß zugewandte Stirnfläche des Gasspülsteines erstreckt.

14. Gasspülstein nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus einem weitestgehend gasundurchlässigen feuerfesten keramischen Material bestehende Zwischenglied (35) ein Matrixmaterial des Gasspülsteines bildet, in dem mindestens zwei, einen Gas-und/oder Feststoffdurchtritt ermöglichende Abschnitte (22, 24, 26, 28) angeordnet sind.

15. Gasspülstein nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Matrixmaterial (35) in seinen Außenabmessungen denen eines Lochsteines entspricht.

16. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einen Gas- und/oder Feststoffdurchtritt ermöglichenden Abschnitte (22, 24, 26, 28) symmetrisch zueinander ausgebildet sind.

17. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß er eine Kegelstumpfform aufweist.

18. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß an jeden Abschnitt (22, 24, 26, 28) bodenseitig eine Zuführleitung (32) angeschlossen ist, wobei die Zuführleitungen (32) in eine gemeinsame Hauptgasleitung (50) münden und über ein Stellglied (52) einzelnen oder in beliebigen Kombinationen zuschaltbar sind.