EP0325709B1 - Gasspülstein - Google Patents

Gasspülstein Download PDF

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EP0325709B1
EP0325709B1 EP88118372A EP88118372A EP0325709B1 EP 0325709 B1 EP0325709 B1 EP 0325709B1 EP 88118372 A EP88118372 A EP 88118372A EP 88118372 A EP88118372 A EP 88118372A EP 0325709 B1 EP0325709 B1 EP 0325709B1
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EP
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gas
flushing brick
space
wear
brick
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Manfred Winkelmann
Hans Rothfuss
Herbert Metzger
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Didier Werke AG
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Didier Werke AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • B22D1/005Injection assemblies therefor

Definitions

  • the invention relates to a gas purging plug made of refractory ceramic material, on which the state of wear is visually recognizable and in which an inner body is inserted into an outer body.
  • Such a gas purging plug is described in DE-PS 31 42 989.
  • the two bodies have different gas permeability there.
  • the brightness pattern of the hot gas purging plug is recorded to determine wear.
  • the evaluation of the different light emissions is complex.
  • the choice of materials is limited by the requirement for certain emissivities.
  • the object of the invention is to propose a gas purging plug of the type mentioned in the introduction, in which the recognizability of the state of wear is improved and is largely independent of the material of the gas purging plug.
  • the above object is achieved in the case of a gas purging plug of the type mentioned at the outset in that a gas purging plug is located in the gas purging plug gas-permeable spacing space extends that the spacing space has different geometric shapes in the direction of wear, so that when the gas flows through the spacing space on the surface of the gas purging plug, different geometrical patterns are visible in accordance with the respective state of wear, and that the spacing space between the outer body made of purging stone material and the inner body extends from sink material as a gap.
  • the gap preferably has the same width throughout and / or the spacing space is filled with a gas-permeable material.
  • the aforementioned object can also be achieved in that a gas-permeable spacing space extends in the gas purging plug, that the spacing space has different geometrical shapes in the direction of wear, so that when the gas flows through the spacing space on the surface of the gas purging plug, different geometrical patterns correspond to the respective state of wear are visible, and that the space extends between the outer body, which is formed by a sheet metal casing of the sink, and an upper part of the sink and between this and a lower part of a sink, an insert with permeable material being inserted in the middle of the sink part, which also extends between the opposite levels of the top part of the sink and the bottom part of the sink and there completely fills the space between the top part of the sink and the bottom part of the sink.
  • the spacing space has a different cross-sectional shape in parallel sectional planes of the gas flushing plug. If gas, for example natural gas, is passed through the space, then the shape of the space there becomes visible on the surface of the gas purging plug. Knowing the position of the respective shape, wear can be concluded. Just looking at the shape of the gas outlet shows the respective wear.
  • the shapes can easily be designed so differently that they can be distinguished without any doubt. The recognizability of the state of wear does not require any special material selection for the gas purging plug, so that the invention can be used in a wide variety of gas purging plug assemblies.
  • the space can be designed so that the same gas flow rate flows through it in every state of wear.
  • the gas purging plug according to FIG. 1 has an outer body 1 with a conical outer surface 2. A space is formed inside the body 1. This points sections of different shapes at different heights.
  • the top section 4 is circular cylindrical.
  • the section 5 adjoining this is square-conical.
  • the bottom section 6 is circular cylindrical. There is a transition section 7 between section 6 and section 5.
  • the space is filled with a gas-permeable material.
  • a circular flame pattern is formed on the surface 8. This occurs in the gas passage as long as the wear has not progressed beyond section 4. If the wear has progressed to the area of section 5, a square flame pattern is created. This is an indication of largely advanced wear. In the event of further wear, reaching into the lower section 6, a circular flame pattern occurs again, the diameter of which, however, is considerably larger than the diameter of the section 4.
  • an inner body 9 is inserted into the outer body 1. Between the inner body 9 and the outer body 1, the space 3 is in the form of a gas-permeable joint. The distance between the outer body 1 and the inner body 9 is the same in all areas.
  • the inner body 9 is frustoconical in its upper section 4. Its lower section 6 is cuboid. A corresponding transition section 7 lies between these sections 4, 6.
  • the spacing space 3 or the outer body 1 has a corresponding shape as a hollow shape.
  • FIG. 4b With wear progressing up to the height b, a flame pattern corresponding to FIG. 4b appears in a square basic shape with rounded corners. In the case of wear that has progressed up to the height c, a square-sided flame pattern with pointed corners occurs (cf. FIG. 4c).
  • a sheet metal jacket 10 forms the outer body 1.
  • An upper part 11 and a purging plug sits in the sheet metal jacket 10 as the inner body Lower part of the sink 12.
  • a gas-permeable spacer 3 provided in the gas sink has different geometrical shapes in the direction of wear, so that when the spacer 3 flows through gas, different geometrical patterns are visible on the surface of the gas sink depending on the state of wear.
  • the space 3 extends between the sheet metal jacket 10 and the top part 11 and between this and the bottom part 12, in which an insert made of highly permeable material, for example with a permeability greater than 50 nPerm (50 x 10 ⁇ 13m2), is inserted in the middle.
  • the insert also extends between the opposite levels of the top part 11 and the bottom part 12 and there completely fills the space 3 between the two parts 11 and 12. The latter are tight or weakly permeable compared to the insert made of highly permeable material.
  • the sheet metal jacket 10 is shrunk onto the sink base 12 or tightly connected to it by means of a cement joint 14.
  • FIG. 6 The embodiment of Figure 6 is similar to that of Figure 5.
  • an insert 16 with capillaries is inserted in the middle of the sink base 12 instead of a permeable material insert.
  • Gas channels 17 which run radially outward are provided in a star shape between the lower part 12 of the sink and the upper part 11 of the sink. Accordingly, a dark star is visible when worn up to height b.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein aus feuerfestem keramischem Material, an dem der Verschleißzustand optisch erkennbar ist und bei dem in einen äußeren Körper ein innerer Körper eingesetzt ist.
  • Ein derartiger Gasspülstein ist in der DE-PS 31 42 989 beschrieben. Die beiden Körper weisen dort unterschiedliche Gasdurchlässigkeit auf. Zur Feststellung des Verschleißes wird das Helligkeitsmuster des heißen Gasspülsteins erfaßt. Die Auswertung der unterschiedlichen Lichtemission ist aufwendig. Außerdem ist die Auswahlmöglichkeit der Materialien durch die Forderung nach bestimmten Emissionsvermögen beschränkt.
  • Aus der GB-A-2 115 539 sind ferner kegel- oder rechteckförmige Gasspülsteine bekannt, die sich aus mehreren von einem Blechmantel umfaßten Steinteilen zusammensetzen. Zwischen diesen sind in Richtung der Gasspülströmung verlaufende Spaltfugen vorgesehen, welche mit keramischem gasdurchlässigem Fasermaterial gefüllt sind. Der sich daraus ergebende Gasaustrittsquerschnitt hat die gleiche Querschnittsgestalt in parallelen Schnittebenen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasspülstein der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Erkennbarkeit des Verschleißzustandes verbessert und weitgehend unabhängig vom Material des Gasspülsteins ist.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Gasspülstein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich in dem Gasspülstein ein gasdurchlässiger Abstandsraum erstreckt, daß der Abstandsraum in Verschleißrichtung unterschiedliche geometrische Form aufweist, so daß bei Gasdurchströmung des Abstandsraums an der Oberfläche des Gasspülsteins entsprechend dem jeweiligen Verschleißzustand unterschiedliche geometrische Muster sichtbar sind, und daß sich der Abstandsraum zwischen dem äußeren Körper aus Spülsteinmaterial und dem inneren Körper aus Spülsteinmaterial als Spalt erstreckt.
  • Vorzugsweise weist der Spalt durchgehend die gleiche Breite auf und/oder ist der Abstandsraum mit einem gasdurchlässigen Material gefüllt.
  • Gemäß der Erfindung kann die vorgenannte Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß sich in dem Gasspülstein ein gasdurchlässiger Abstandsraum erstreckt, daß der Abstandsraum in Verschleißrichtung unterschiedliche geometrische Form aufweist, so daß bei Gasdurchströmung des Abstandsraums an der Oberfläche des Gasspülsteins entsprechend dem jeweiligen Verschleißzustand unterschiedliche geometrische Muster sichtbar sind, und daß der Abstandsraum sich zwischen dem äußeren Körper, der durch einen Blechmantel des Spülsteins gebildet ist, und einem Spülsteinoberteil sowie zwischen diesem und einem Spülsteinunterteil erstreckt, wobei in das Spülsteinunterteil ein Einsatz mit permeablem Material mittig eingesetzt ist, der sich auch zwischen den sich gegenüberliegenden Ebenen des Spülsteinoberteils und des Spülsteinunterteils erstreckt und dort den Abstandsraum zwischen dem Spülsteinoberteil und dem Spülsteinunterteil vollständig füllt.
  • Es ist auch gemäß der Erfindung möglich, in das Spülsteinunterteil anstelle des permeablen Materialeinsatzes einen Einsatz mit Kapillaren mittig einzusetzen und zwischen dem Spülsteinunterteil und dem Spülsteinoberteil sternförmig radial nach außen verlaufende Gaskanäle vorzusehen.
  • Der Abstandsraum weist bei allen erfindungsgemäßen Lösungen in parallelen Schnittebenen des Gasspülsteins eine unterschiedliche Querschnittsgestalt auf. Wird durch den Abstandsraum Gas, beispielsweise Erdgas, geleitet, dann wird an der Oberfläche des Gasspülsteins die Form sichtbar, die der Abstandsraum dort aufweist. In Kenntnis der Lage der jeweiligen Form kann damit auf den Verschleiß geschlossen werden. Allein die Betrachtung der Form des Gasaustritts zeigt somit den jeweiligen Verschleiß. Die Formen lassen sich leicht so unterschiedlich gestalten, daß sie zweifelsfrei unterscheidbar sind. Die Erkennbarkeit des Verschleißzustandes setzt dabei keine besondere Materialauswahl für den Gasspülstein voraus, so daß die Erfindung bei unterschiedlichsten Gasspülsteinaufbauten einsetzbar ist.
  • Günstig ist auch, daß der Verschleißzustand nicht erst dann erkennbar ist, wenn schon ein weitgehender Verschleiß des Gasspülsteins erfolgt ist. Der Verschleißzustand ist auch dann erkennbar, wenn der Gasspülstein ohne weiteres weiterverwendet werden kann.
  • Günstig ist auch, daß der Abstandsraum so ausgelegt werden kann, daß er bei jedem Verschleißzustand von der gleichen Gasdurchflußmenge durchströmt ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • Figur 1
    einen äußeren Körper eines Gasspülsteins im Schnitt,
    Figur 2
    eine Ansicht längs der Linie II-II nach Figur 1,
    Figur 3
    einen Gasspülstein perspektivisch,
    Figur 4
    die beim Gasspülstein nach Figur 3 im Zuge des Verschleißes kenntlich werdenden Muster in Aufsicht,
    Figur 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gasspülsteins, und
    Figur 6
    ein viertes Ausführungsbeispiel eines Gasspülstein.
  • Der Gasspülstein nach Figur 1 weist einen äußeren Körper 1 mit einer kegelförmigen Mantelfläche 2 auf. Im Inneren des Körpers 1 ist ein Abstandsraum ausgebildet. Dieser weist in unterschiedlichen Höhen Abschnitte unterschiedlicher Form auf. Der oberste Abschnitt 4 ist kreiszylindrisch. Der an diesen anschließende Abschnitt 5 ist quadratisch konisch. Der unterste Abschnitt 6 ist kreiszylindrisch. Zwischen dem Abschnitt 6 und dem Abschnitt 5 befindet sich ein Übergangsabschnitt 7.
  • Der Abstandsraum ist mit einem gasdurchlässigen Material gefüllt.
  • Wird Erdgas durch den Abstandsraum geleitet, dann entsteht an der Oberfläche 8 ein kreisförmiges Flammbild. Dieses tritt bei der Gasdurchleitung solange auf, wie der Verschleiß noch nicht über den Abschnitt 4 fortgeschritten ist. Ist der Verschleiß bis im Bereich des Abschnittes 5 fortgeschritten, dann entsteht ein quadratisches Flammbild. Dies ist ein Hinweis auf einen weitgehend fortgeschrittenen Verschleiß. Bei noch weitergehendem, bis in den unteren Abschnitt 6 reichenden Verschleiß tritt wieder ein kreisförmiges Flammbild auf, dessen Durchmesser jedoch wesentlich größer ist als der Durchmesser des Abschnittes 4.
  • Es ist auch möglich, in den Innenraum des äußeren Körpers 1 einen inneren Körper einzusetzen. Der Abstandraum ist dann von einem Spalt oder einer Fuge zwischen dem äußeren Körper 1 und dem inneren Körper gebildet. Es ergibt sich dabei ein entsprechend ringförmiges Flammbild beim Durchleiten des Gases.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist in den äußeren Körper 1 ein innerer Körper 9 eingesetzt. Zwischen dem inneren Körper 9 und dem äußeren Körper 1 besteht der Abstandsraum 3 in Form einer gasdurchlässigen Fuge. Der Abstand zwischen dem äußeren Körper 1 und dem inneren Körper 9 ist an allen Bereichen gleich groß.
  • Der innere Körper 9 ist in seinem oberen Abschnitt 4 kegelstumpfförmig gestaltet. Sein unterer Abschnitt 6 ist quaderförmig gestaltet. Zwischen diesen Abschnitten 4, 6 liegt ein entsprechender Übergangsabschnitt 7. Eine entsprechende Gestalt weist der Abstandsraum 3 bzw. der äußere Körper 1 als Hohlform auf.
  • Bei Gasdurchströmung und noch nicht verschlissenen Körpern 1,9 tritt an der Oberfläche 8 ein Gasschleier aus und damit ein Flammbild auf, das in Aufsicht kreisringförmig erscheint (vgl. Figur 4a).
  • Bei bis in die Höhe b fortgeschrittenem Verschleiß tritt ein Flammbild entsprechend Figur 4b in quadratischer Grundform mit abgerundeten Ecken auf. Bei bis in die Höhe c fortgeschrittenem Verschleiß tritt ein in Aufsicht quadratisches Flammbild mit spitzen Ecken auf (vgl. Figur 4c).
  • Beim Gasspülstein nach Figur 5 bildet ein Blechmantel 10 den äußeren Körper 1. In dem Blechmantel 10 sitzt als innerer Körper ein Spülsteinoberteil 11 und ein Spülsteinunterteil 12. Ein im Gasspülstein vorgesehener, gasdurchlässiger Abstandsraum 3 weist in Verschleißrichtung unterschiedliche geometrische Formen auf, so daß bei Gasdurchströmung des Abstandsraumes 3 an der Oberfläche des Gaspülsteins entsprechend dem jeweiligen Verschleißzustand unterschiedliche geometrische Muster sichtbar sind. Der Abstandsraum 3 erstreckt sich zwischen dem Blechmantel 10 und dem Spülsteinoberteil 11 sowie zwischen diesem und dem Spülsteinunterteil 12, in welches ein Einsatz aus hochpermeablem Material, beispielsweise mit einer Permeabilität größer als 50 nPerm (50 x 10⁻¹³m²), mittig eingesetzt ist. Der Einsatz erstreckt sich auch zwischen den sich gegenüberliegenden Ebenen des Spülsteinoberteils 11 und des Spülsteinunterteils 12 und füllt dort vollständig den Abstandsraum 3 zwischen beiden Spülsteinteilen 11 und 12. Letztere sind gegenüber dem Einsatz aus hochpermeablem Material dicht bzw. schwach permeabel.
  • Der Blechmantel 10 ist auf das Spülsteinunterteil 12 aufgeschrumpft oder mittels einer Kittfuge 14 mit diesem dicht verbunden.
  • Wird durch einen Gasanschluß 15 Spülgas durch den heißen Gasspülstein geleitet, dann wird durch die Kühlwirkung des Spülgases im Bereich der Spülfuge 13 ein gegenüber der hellroten Oberfläche 8 des Spülsteinoberteils 11 dunkler Kreisring sichtbar. Ist das Spülsteinoberteil 11 bis in die Höhe b verschlissen, dann wird ein dunkler, kreisförmiger Fleck sichtbar. Dies ist ein Zeichen dafür, daß der Gasspülstein erneuert werden muß.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist dem der Figur 5 ähnlich. Hier ist in das Spülsteinunterteil 12 anstelle eines permeablen Materialeinsatzes ein Einsatz 16 mit Kapillaren mittig eingesetzt. Zwischen dem Spülsteinunterteil 12 und dem Spülsteinoberteil 11 sind sternförmig radial nach außen verlaufende Gaskanäle 17 vorgesehen. Dementsprechend wird bei Verschleiß bis in die Höhe b ein dunkler Stern sichtbar.

Claims (5)

  1. Gasspülstein aus feuerfestem keramischem Material, an dem der Verschleißzustand optisch erkennbar ist und bei dem in einen äußeren Körper ein innerer Körper eingesetzt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich in dem Gasspülstein ein gasdurchlässiger Abstandsraum (3) erstreckt, daß der Abstandsraum (3) in Verschleißrichtung unterschiedliche geometrische Form aufweist, so daß bei Gasdurchströmung des Abstandsraums (3) an der Oberfläche des Gasspülsteins entsprechend dem jeweiligen Verschleißzustand unterschiedliche geometrische Muster sichtbar sind und daß sich der Abstandsraum (3) zwischen dem äußeren Körper (1) aus Spülsteinmaterial und dem inneren Körper (9) aus Spülsteinmaterial als Spalt (3) erstreckt.
  2. Gasspülstein nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spalt durchgehend gleiche Breite aufweist.
  3. Gasspülstein nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstandsraum (3) mit einem gasdurchlässigen Material gefüllt ist.
  4. Gasspülstein aus feuerfestem keramischem Material,
    an dem der Verschleißzustand optisch erkennbar ist und bei dem in einen äußeren Körper ein innerer Körper eingesetzt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich in dem Gasspülstein ein gasdurchlässiger Abstandsraum (3) erstreckt, daß der Abstandsraum (3) in Verschleißrichtung unterschiedliche geometrische Form aufweist, so daß bei Gasdurchströmung des Abstandsraums (3) an der Oberfläche des Gasspülsteins entsprechend dem jeweiligen Verschleißzustand unterschiedliche geometrische Muster sichtbar sind, und daß der Abstandsraum (3) sich zwischen dem äußeren Körper, der durch einen Blechmantel (10) des Spülsteins gebildet ist, und einem Spülsteinoberteil (11) sowie zwischen diesem und einem Spülsteinunterteil (12) erstreckt, wobei in das Spülsteinunterteil (12) ein Einsatz mit permeablem Material mittig eingesetzt ist, der sich auch zwischen den sich gegenüberliegenden Ebenen des Spülsteinoberteils (11) und des Spülsteinunterteils (12) erstreckt und dort den Abstandsraum (3) zwischen dem Spülsteinoberteil (11) und dem Spülsteinunterteil (12) vollständig füllt.
  5. Gasspülstein nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in das Spülsteinunterteil (12) anstelle eines permeablen Materialeinsatzes ein Einsatz (16) mit Kapillaren mittig eingesetzt ist und zwischen dem Spülsteinunterteil (12) und dem Spülsteinoberteil (11) sternförmig radial nach außen verlaufende Gaskanäle (17) vorgesehen sind.
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EP0325709A3 EP0325709A3 (en) 1990-01-24
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