EP0329645A1 - Gasspülstein - Google Patents

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EP0329645A1
EP0329645A1 EP89890042A EP89890042A EP0329645A1 EP 0329645 A1 EP0329645 A1 EP 0329645A1 EP 89890042 A EP89890042 A EP 89890042A EP 89890042 A EP89890042 A EP 89890042A EP 0329645 A1 EP0329645 A1 EP 0329645A1
Authority
EP
European Patent Office
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flow channels
gas
purging plug
channels
refractory
Prior art date
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EP89890042A
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English (en)
French (fr)
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EP0329645B1 (de
Inventor
Rudolf Handler
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Veitscher Magnesitwerke AG
Original Assignee
Veitscher Magnesitwerke AG
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Publication date
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Publication of EP0329645B1 publication Critical patent/EP0329645B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B22D1/005—Injection assemblies therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge

Definitions

  • the invention relates to a gas purging plug for metallurgical vessels, comprising a refractory molded body with continuous flow channels.
  • the gas purging stones can either contain a refractory stone body of high porosity, in which case the gas passage takes place through the open pores between the refractory grains, or they contain a little or non-porous refractory stone body in which slots or channels are formed through which the gas passage takes place . In the latter case, one speaks of gas purging stones with directed porosity.
  • refractory moldings which are provided with narrow channels for blowing gas into a molten metal bath can be produced in that cores or mandrels which are intended to form the channels are arranged in a mold for the molding and secured in place. A pourable refractory mass is then introduced into the mold and compacted. The molding obtained is stripped off and dried.
  • the cores or mandrels intended for the formation of the channels can be metal tubes which remain in the finished shaped body or wires which are pulled out of the shaped body, which is facilitated if the wires are provided with a coating.
  • the cores or mandrels can also be made of a meltable or evaporable material, e.g. made of plastic, which melts or evaporates during the drying process.
  • the production of shaped bodies with curved channels was also considered, but without information about the purpose of such a measure or the type of curvature.
  • the gas In operation, the gas must only be blown through the sink during certain times, for example during freshening. In the meantime, for example during sampling or during parting or loading, the gas supply could be switched off. If you do this however, it has the consequence that molten metal penetrates into the gas channels or into the stone pores, solidifies there and clogs the channels or pores. When gas blowing resumes, the metal melt which has penetrated is only partially melted and blown out again. In order to prevent the penetration of molten metal, a gas, for example an inert gas, is usually blown through the sink in the meantime. However, this requires a constant gas supply to the furnace or vessel, which is why this measure can only be used with stationary ovens or vessels.
  • the flushing performance decreases over time due to the deposition of solidified and not remelted metal.
  • the rinsing efficiency is approximately between 40% and 85% for pan sinks with directed porosity and between approximately 60% and 95% of the theoretical rinsing capacity for porous pan sinks.
  • the sink blocks cannot be in use during their full theoretical lifespan, but must be replaced after a fraction of this time, which corresponds to the percentages mentioned.
  • the object of the invention is to design the gas purging plug so that the melting and blowing out of the metal infiltration is possible to a large extent after each blow interruption.
  • this is achieved in a sink with continuous flow channels in that the flow channels, at least in the area adjacent to their outlet openings, are arranged at a high inclination with respect to the direction of the longitudinal axis of the sink.
  • the flow channels can have an angle of inclination between 15 ° and 60 °, preferably between 20 ° and 50 °, with respect to that end face of the sink which contains the outlet openings of the flow channels.
  • the penetrating metal melt drops travel the same length in the conventional flow channels and in the inclined channels designed according to the invention, that is Penetration depth, measured in the direction of the longitudinal axis of the sink, is less in the channels designed according to the invention than in the conventional channels. Since the melting of the infiltrated metal drops due to the temperature gradient in the direction of the longitudinal axis of the sink is only possible in the vicinity of the hot-sided sink surface, the chances of melting and rinsing out after the blow interruption are greater in the gas channels designed according to the invention than in the conventional channels.
  • the sink stones are subject to wear during the course of operation, the sink area that was originally located inside the stone becomes the hot-sided sink surface after some operating time.
  • the sink block according to the invention can also be designed in such a way that the inclined, in particular helical, wave or zigzag-shaped design of the flow channels about two thirds of the stone height is sufficient, as seen from the face of the stone containing the outlet openings.
  • the exiting gas jet is given a swirl, as a result of which the above-mentioned kickback effect is reduced and wear is reduced.
  • the formation of this swirl can be further favored in that the flow channels have the same inclined position in each stone cross-section in a rotationally symmetrical arrangement.
  • the flushing stones according to the invention can be produced in a manner known per se and described at the outset by embedding channel-forming cores in a stone body made of refractory casting compound.
  • cores for example, burnable, meltable or evaporable materials, such as plastics, come with a covering, e.g. made of plastic, provided wires or thin metal tubes, e.g. made of copper or steel.
  • These cores are dimensioned so that the resulting flow channels have a clear width in the order of 1 mm or less.
  • Suitable casting compounds are primarily those based on high alumina or alumina or so-called "low cement castables", ie casting compounds which contain about 5% by weight of cement.
  • the basic materials of these casting compounds are primarily sintered alumina, corundum, mullite, mullite clinker with 50 to 72% by weight of Al2O3, bauxite, sintered bauxite or andalusite.
  • Chromium oxide CR2O3, zirconium (zirconium silicate), zirconium oxide, clay and calcined clay are suitable as additives to these materials.
  • the casting compounds can be hydraulically bound, e.g. with alumina cement, or chemically bound, e.g. with a phosphate binder. Casting compositions based on magnesia, for example as described in AT-B-248 936, can also be used.
  • FIG. 1 to 3 three exemplary embodiments of the gas purging plug according to the invention are shown in a schematic, diagrammatic illustration, partially cut away.
  • Fig. 4 shows a detail of the sink of Fig. 2 in longitudinal section.
  • a refractory molded body 1 made of refractory casting compound, a sheet metal jacket 2 and a bottom sheet 3 welded to the latter, to which a gas supply pipe 4 is attached in the center.
  • This tube 4 opens into a gas distribution chamber which is filled with a gas-permeable plate 5 made of porous refractory material.
  • a gas-permeable plate 5 made of porous refractory material.
  • a porous refractory material can be used, which has been produced according to the method of AT-B-374 164.
  • the gas purging plug sits in a perforated brick 6, of which only a quarter is shown for reasons of clarity.
  • Flow channels 7 are arranged in the refractory molded body 1, which in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are of helical design.
  • the gas purging plug shown has 17 such flow channels 7, which are arranged evenly distributed over the circular cross section. For the sake of clarity, only one such flow channel 7 is shown in the drawing and some others are indicated.
  • the flow channels run from the gas distribution chamber filled with the gas-permeable plate 5 on the cold side of the sink to its hot-side end face 8, in which the outlet openings of the flow channels 7 are located.
  • the sink it can be carried out in an advantageous manner that first the sheet metal jacket 2, the bottom plate 3 and the gas supply pipe 4 are welded to one another and the gas-permeable plate 5 and the cores for forming the flow channels 7 are inserted into the resulting cavity and inserted into them Secures location. Then a refractory casting compound is introduced, compacted and then dried by heating. If the cores consist of a heat-consumable (burn-out, meltable or evaporable) material, such as plastic, or of wires covered with such a material, the flow channels 7 are formed during drying. In the case of the wires, they can remain in the sink and the gas passage takes place due to the space being freed up due to the disappearance of the sheath.
  • a heat-consumable (burn-out, meltable or evaporable) material such as plastic
  • wires covered with such a material the flow channels 7 are formed during drying. In the case of the wires, they can remain in the sink and the gas passage takes place due to the space being
  • 2 corresponds to that of FIG. 1 with the difference that the flow channels 7 'are zigzag or wave-shaped and that the gas distribution chamber 9 is designed as a cavity. 2 can be produced in the same way as described in FIG. 1, but instead of the gas-permeable plate 5 a correspondingly shaped body made of an edible material, e.g. Styrofoam is introduced, which disappears when heated while the casting compound dries and releases the gas distribution chamber.
  • an edible material e.g. Styrofoam
  • the flow channels 7 ' have an angle of inclination ⁇ with respect to the end face 8, which contains the outlet openings of the flow channels.
  • a conventional vertical flow channel is shown in dashed lines in the right half of FIG. 4 for comparison. If one assumes that when the gas blowing is interrupted, the metal melt penetrates a distance x into the channel and solidifies there, it can be seen that the depth of penetration, measured as a vertical distance from the end face (8), in the inventive flow channel 7 'only x ⁇ Sin ⁇ and is therefore less than the penetration depth x in the conventional vertical flow channel. If the end face 8 is subjected to heat again and the gas blowing is resumed, the penetrated metal can be used in the invention Flow channel can be melted and blown out more easily than with the conventional flow channel.
  • the frustoconical gas distribution chamber extends over about a third of the stone height, for example 80 to 100 mm, and is filled with a gas-permeable body 5 'made of porous refractory material. This creates an optical residual strength indicator for the point in time when the sink needs to be replaced. As soon as the sink is worn down to the gas-permeable body 5 ', the body 5' is visible on the hot side.
  • the flow channels 7 are arranged helically around support bodies 10, which are embedded in the refractory molded body 1.
  • This support body 10 are appropriately frustoconical and, like the gas distribution body 5 ', consist of a porous refractory material produced by the method of AT-B-374 164. If the support bodies 10 are gas-permeable, they offer additional options for the gas passage.
  • the helical or spiral flow channels 7 extend over the entire height of the support body (10); in the drawing, however, they are only indicated in the upper area because of the simpler representation.
  • the gas distribution chamber 9 can be sealed against the refractory molded body 1 by a metal housing and the metal tubes welded gas-tight to the metal housing, thereby preventing the refractory molded body 1 from being exposed to the purge gas.

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Abstract

Ein Gasspülstein für metallurgische Gefäße, enthält einen feuerfesten Formkörper (1) mit durchgehenden Strömungskanälen (7). Um das Aufschmelzen und Ausblasen von Metallinfiltrationen nach einer Blasunterbrechung zu erleichtern, sind die Strömungskanäle (7), zumindest in dem ihren Austrittsöffnungen benachbarten Bereich, stark geneigt gegenüber der Richtung der Längsachse des Spülsteines angeordnet, wobei sie einen Neigungswinkel (α) zwischen 15° und 60°, vorzugsweise zwischen 20° und 50°, gegenüber der die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle (7) enthaltenden Stirnfläche (8) des Spülsteines aufweisen können. Vorzugsweise sind die Strömungskanäle (7) schraubenlinienförmig, wellenförmig oder zick-zack-förmig ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metallurgische Gefäße, enthaltend einen feuerfesten Formkörper mit durchgehenden Strömungs­kanälen.
  • Bei Konvertern zum Frischen von Stahl, bei Gießpfannen, bei Zwischengefäßen (Tundish) für das Stranggießen von Stahl und bei anderen metallurgischen Öfen und Gefäßen werden häufig verschiedene Gase durch die feuerfeste Auskleidung hindurch in die Metallschmelze eingeblasen, wodurch in der Metallschmelze eine Rührwirkung hervorgerufen wird oder verschiedene metallurgische Reaktionen ausgelöst werden. Zu diesem Zweck sind in der feuerfesten Auskleidung, und zwar in den meisten Fällen im Boden der Öfen oder Gefäße, feuerfeste, gasdurchlässige Formkörper eingesetzt, die allgemein als Gasspülsteine bezeichnet werden.
  • Die Gasspülsteine können entweder einen feuerfesten Steinkörper hoher Porosität enthalten, in welchem Fall der Gasdurchgang durch die offen Poren zwischen den feuerfesten Körnern erfolgt, oder sie enthalten einen wenig oder nicht porösen feuerfesten Steinkörper, in dem Schlitze oder Kanäle ausgebildet sind, durch welche der Gasdurchgang erfolgt. Im letztgenannten Fall spricht man von Gasspülsteinen mit gerichteter Porosität.
  • Nach der AT-B-248 936 können feuerfeste Formkörper, die mit engen Kanälen zum Einblasen von Gas in ein Metallschmelzbad versehen sind, dadurch hergestellt werden, daß Kerne oder Dorne, die zur Bildung der Kanäle bestimmt sind, in einer Gießform für den Formkörper angeordnet und in ihrer Lage gesichert werden. Sodann wird eine gießfähige feuerfeste Masse in die Form eingebracht und verdichtet. Der erhaltene Formkörper wird ausgeschalt und getrocknet. Die für die Bildung der Kanäle bestimmten Kerne oder Dorne können Metallröhrchen sein, die im fertigen Formkörper verbleiben, oder Drähte, die aus dem geformten Körper herausgezogen werden, was erleichtert wird, wenn die Drähte mit einem Überzug versehen sind. Die Kerne oder Dorne können aber auch aus einem schmelzbaren oder verdampfbaren Material, z.B. aus Kunststoff, bestehen, das während des Trocknungsvorganges ausschmilzt oder verdampft. In diesem Zusammenhang wurde auch an die Herstellung von Formkörpern mit gekrümmten Kanälen gedacht, jedoch ohne Angaben über den Zweck einer solchen Maßnahme oder über die Art der Krümmung.
  • Im Betrieb ist das Einblasen von Gas durch den Spülstein nur während bestimmter Zeiten, z.B. während des Frischens, erforderlich. In den Zwischenzeiten, z.B. während der Probennahme oder während des Abstechens oder Beschickens, könnte die Gasfuhr abgestellt werden. Wenn man dies tut, hat es jedoch zur Folge, daß Metallschmelze in die Gaskanäle oder in die Steinporen eindringt, dort erstarrt und die Kanäle bzw. Poren verstopft. Bei der Wiederaufnahme des Gasblasens wird die eingedrungene Metallschmelze nur zum Teil wieder aufgeschmolzen und ausgeblasen. Um das Eindringen von Metallschmelze zu verhindern, pflegt man auch in den Zwischenzeiten ein Gas, z.B. ein Inertgas, durch den Spülstein zu blasen. Dies erfordert jedoch eine ständige Gaszufuhr zu dem Ofen oder Gefäß, weshalb diese Maßnahme nur bei ortsfesten Öfen oder Gefäßen angewendet werden kann.
  • Bei beweglichen Gefäßen, etwa bei Gießpfannen, die mit dem Kran in der Gießhalle verfahren werden, ist die ständige Gaszufuhr nicht möglich. Aus diesem Grund verringert sich die Spülleistung mit der Zeit infolge der Ablagerung von erstarrtem und nicht wieder aufgeschmolzenem Metall. Aus diesem Grund liegt die Spüleffizienz bei Pfannenspülsteinen mit gerichteter Porosität etwa zwischen 40 % und 85 % und bei porösen Pfannenspülsteinen etwa zwischen 60 % und 95 % der theoretischen Spülleistung, d.h. die Spülsteine können nicht während ihrer vollen theoretischen Lebensdauer im Einsatz sein, sondern müssen nach einem Bruchteil dieser Zeit, der den genannten Prozentsätzen entspricht, erneuert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Gasspülstein so zu gestalten, daß das Aufschmelzen und Ausblasen der Metallinfiltration nach jeder Blasunterbrechung in hohem Ausmaß möglich ist.
  • Nach der Erfindung gelingt dies bei einem Spülstein mit durchgehenden Strömungskanälen dadurch, daß die Strömungskanäle, zumindest in dem ihren Austrittsöffnungen benachbarten Bereich, stark geneigt gegenüber der Richtung der Längsachse des Spülsteines angeordnet sind. Dabei können die Strömungskanäle einen Neigungswinkel zwischen 15° und 60°, vorzugsweise zwischen 20° und 50°, gegenüber derjenigen Stirnfläche des Spülsteines aufweisen, welche die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle enthält.
  • Bei herkömmlichen Spülsteinen mit durchgehenden Kanälen sind diese in der Regel vertikal, d.h. parallel zur Längsachse des Spülsteines angeordnet. Bei Spülsteinen mit konischer oder pyramidenstumpfförmiger Gestalt wird gelegentlich ein Teil der Strömungskanäle, und zwar die weiter außen liegenden, entsprechend der Gestalt des Spülsteines unter einem geringen Winkel gegen die Längsachse des Steines geneigt angeordnet (z.B. AT-B-384 623).
  • Wenn man annimmt, daß die eindringenden Metallschmelztropfen bei den herkömmlichen Strömungskanälen und bei den erfindungsgemäß gestalteten, schrägen Kanälen einen gleich langen Weg zurücklegen, ist die Eindringtiefe, gemessen in Richtung der Längsachse des Spülsteines, bei den erfindungsgemäß gestalteten Kanälen geringer als bei den herkömmlichen Kanälen. Da das Aufschmelzen der infiltrierten Metalltropfen aufgrund des Temperaturgefälles in Richtung der Spülsteinlängsachse nur im Nahbereich der heißseitigen Spülsteinoberfläche möglich ist, sind die Chancen für ein Aufschmelzen und Ausspülen nach der Blasunterbrechung bei den erfindungsgemäß gestalteten Gaskanälen größer als bei den herkömmlichen Kanälen.
  • Da die Spülsteine im Laufe des Betriebs einem Verschleiß unterliegen, werden nach einiger Betriebszeit Spülsteinbereich, die ursprünglich im Inneren des Steines gelegen sind, zur heißseitigen Spülsteinoberfläche. Um auch in diesem Fall ein leichteres Aufschmelzen der eingedrungenen Metalltropfen im Sinne der Erfindung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die schräge Anordnung der Strömungskanäle nicht nur im Nahbereich der heißseitigen Stirnfläche vorzusehen,sondern auch in tieferliegenden Steinbereichen. Damit man die schräge Anordnung der Strömungskanäle auch bei beschränkter Steinbreite unterbringen kann, empfiehlt es sich nach einer Ausgestaltung der Erfindung, die Strömungskanäle schrauben­linienförmig, wellenförmig oder zick-zack-förmig auszubilden.
  • Da die Spülsteine in der Regel spätestens dann erneuert werden, wenn etwa zwei Drittel der ursprünglichen Steinhöhe verschlissen sind, kann man den erfindungsgemäßen Spülstein auch derart ausgestalten, daß die schräge, insbesondere schraubenlinien-, wellen- oder zick-zack-förmige Ausbildung der Strömungskanäle über etwa zwei Drittel der Steinhöhe reicht, gesehen von der die Austrittsöffnungen enthaltenden Stirnfläche des Steines.
  • Bei herkömmlichen Spülsteinen, bei denen der Gasaustritt im wesentlichen in vertikaler Richtung, d.h. in Richtung der Steinlängsachse, erfolgt, bildet sich unmittelbar oberhalb der die Austrittsöffnungen enthaltenden Stirnfläche des Spülsteines eine Gasblase in der Metallschmelze aus. Diese Gasblase pulsiert und im Zuge dieses Pulsierens kommt es immer wieder zu einem Rückschlag der Metallschmelze auf die Stirnfläche des Spülsteines. Durch diese auch als "back attack" bezeichnete Erscheinung wird der Verschleiß des Spülsteines begünstigt.
  • Durch die schräge Anordnung der Strömungskanäle und deren Austrittsöffnungen beim erfindungsgemäßen Spülstein erhält der austretende Gasstrahl einen Drall, wodurch die erwähnte Rückschlagwirkung verringert und der Verschleiß vermindert wird. Die Ausbildung dieses Dralls kann noch dadurch begünstigt werden, daß die Strömungskanäle in jedem Steinquerschnitt in rotationssymmetrischer Anordnung die gleiche Schrägstellung aufweisen.
  • Die erfindungsgemäßen Spülsteine können in an sich bekannter, eingangs beschriebener Weise durch Einbetten kanalbildender Kerne in einen Steinkörper aus feuerfester Gießmasse hergestellt werden. Für diese Kerne kommen beispielsweise ausbrennbare, schmelzbare oder verdampfbare Materialien, wie Kunststoffe, mit einer Umhüllung, z.B. aus Kunststoff, versehene Drähte oder dünne Metallröhrchen, z.B. aus Kupfer oder Stahl, in Betracht. Diese Kerne werden so dimensioniert, daß die entstehenden Strömungskanäle eine lichte Weite in der Größenordnung von 1 mm oder weniger aufweisen.
  • Als Gießmassen eignen sich in erster Linie solche auf der Grundlage von Hochtonerde oder Tonerde oder sogenannte "low cement castables", das sind Gießmassen, die etwa 5 Gew.-% Zement enthalten. Die Grundmaterialien dieser Gießmassen sind vor allem Sintertonerde, Korund, Mullit, Mullitklinker mit 50 bis 72 Gew.-% Al₂O₃, Bauxit, Sinterbauxit oder Andalusit. Als Zusätze zu diesen Materialien eignen sich Chromoxid CR₂O₃, Zirkon (Zirkoniumsilikat), Zirkoniumoxid, Ton und kalzinierte Tonerde. Die Gießmassen können hydraulisch gebunden sein, z.B. mit Tonerdeschmelz­zement, oder chemisch gebunden, z.B. mit einem Phosphatbindemittel. Ferner können auch Gießmassen auf Magnesiagrundlage, etwa wie in AT-B-248 936 beschrieben, angewendet werden.
  • In den Zeichnungen sind in Fig. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gasspülsteines in schematischer schaubildlicher Darstellung, teilweise aufgeschnitten gezeigt. Fig. 4 zeigt eine Einzelheit des Spülsteines nach Fig. 2 im Längsschnitt.
  • Der Gasspülstein nach Fig. 1 besitzt einen aus feuerfester Gießmasse hergestellten feuerfesten Formkörper 1, einen Blechmantel 2 und ein mit letzterem verschweißtes Bodenblech 3, an dem mittig ein Gaszuführungsrohr 4 angesetzt ist. Dieses Rohr 4 mündet in eine Gasverteilungskammer, die mit einem gasdurchlässigen Plättchen 5 aus porösem feuerfestem Material ausgefüllt ist. Für dieses Plättchen 5 kann beispielsweise ein poröses feuerfestes Material verwendet werden, das nach dem Verfahren der AT-B-374 164 hergestellt worden ist. Der Gasspülstein sitzt in einem Lochstein 6, von dem aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Viertel dargestellt ist.
  • Im feuerfesten Formkörper 1 sind Strömungskanäle 7 angeordnet, welche in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel schraubenlinienförmig ausgebildet sind. Der gezeigte Gasspülstein besitzt 17 derartige Strömungskanäle 7, die gleichmäßig über den Kreisquerschnitt verteilt angeordnet sind. Aus Gründen der Deutlichkeit ist in der Zeichnung nur ein derartiger Strömungskanal 7 dargestellt und einige weitere sind angedeutet. Die Strömungskanäle verlaufen von der mit dem gasdurchlässigen Plättchen 5 ausgefüllten Gasverteilungskammer an der Kaltseite des Spülsteines bis zu seiner heißseitigen Stirnfläche 8, in der sich die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle 7 befinden.
  • Zur Herstellung des Spülsteines kann in vorteilhafter Weise so vorgegangen werden, daß man zunächst den Blechmantel 2, das Bodenblech 3 und das Gaszuführungsrohr 4 jeweils miteinander verschweißt und in den entstandenen Hohlraum das gasdurchlässige Plättchen 5 und die Kerne zur Bildung der Strömungskanäle 7 einführt und in ihrer Lage sichert. Dann wird eine feuerfeste Gießmasse eingeführt, verdichtet und anschließend durch Erhitzen getrocknet. Falls die Kerne aus einem in der Hitze verzehrbaren (ausbrennbaren, schmelzbaren oder verdampfbaren) Material, wie Kunststoff, oder aus mit einem solchen Material umhüllten Drähten bestehen, werden bei der Trocknung die Strömungskanäle 7 ausgebildet. Im Falle der Drähte können diese im Spülstein verbleiben und der Gasdurchgang erfolgt durch den zufolge des Verschwindens der Umhüllung freiwerdenden Raum.
  • Der Gasspülstein nach Fig. 2 entspricht demjenigen nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Strömungskanäle 7′ zick-zack- oder wellenförmig ausgeführt sind und daß die Gasverteilungskammer 9 als Hohlraum ausgebildet ist. Der Spülstein nach Fig. 2 kann in der gleichen Weise, wie bei Fig. 1 beschrieben, hergestellt werden, wobei jedoch statt des gasdurchlässigen Plättchens 5 ein entsprechend geformter Körper aus einem verzehrbaren Material, z.B. Styropor, eingebracht wird, der beim Erhitzen während des Trocknens der Gießmasse verschwindet und die Gasverteilungskammer freigibt.
  • Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Strömungskanäle 7′, von denen der Einfachheit halber nur einer gezeichnet ist, einen Neigungswinkel α gegenüber der Stirnfläche 8 aufweisen, welche die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle enthält. In der rechten Hälfte der Fig. 4 ist zum Vergleich gestrichelt ein herkömmlicher vertikaler Strömungskanal eingezeichnet. Wenn man annimmt, daß bei einer Unterbrechung des Gasblasens die Metallschmelze über eine Strecke x in den Kanal eindringt und dort erstarrt, so ist ersichtlich, daß die Eindringtiefe, gemessen als vertikaler Abstand von der Stirnfläche (8), beim erfindungsgemäßen Strömungskanal 7′ nur x·sin α beträgt und somit geringer ist als die Eindringtiefe x beim herkömmlichen vertikalen Strömungskanal. Wenn die Stirnfläche 8 wieder mit Hitze beaufschlagt wird und das Gasblasen wieder aufgenommen wird, kann das eingedrungene Metall beim erfindungsgemäßen Strömungskanal leichter aufgeschmolzen und ausgeblasen werden als beim herkömmlichen Strömungskanal.
  • Bei der Ausführungsform des Gasspülsteines nach Fig. 3 reicht die in diesem Fall kegelstumpfförmige Gasverteilungskammer über etwa ein Drittel der Steinhöhe, beispielsweise 80 bis 100 mm, und ist mit einem gasdurchlässigen Körper 5′ aus porösem feuerfestem Material ausgefüllt. Damit wird eine optische Reststärkenanzeige für den Zeitpunkt geschaffen, zu dem eine Erneuerung des Spülsteines fällig ist. Sobald nämlich der Spülstein bis zum gasdurchlässigen Körper 5′ verschlissen ist, wird der Körper 5′ an der Heißseite sichtbar.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Strömungskanäle 7 schraubenlinienförmig um Stützkörper 10 angeordnet, welche im feuerfesten Formkörper 1 eingebettet sind. Diese Stützkörper 10 sind zweckmäßig kegelstumpfförmig und können ebenso wie der zur Gasverteilung dienende Körper 5′ aus einem nach den Verfahren der AT-B-374 164 hergestellten, porösen feuerfesten Material bestehen. Falls die Stützkörper 10 gasdurchlässig sind, bieten sie zusätzliche Möglichkeiten für den Gasdurchgang. Die schraubenlinien- oder spiralförmigen Strömungskanäle 7 reichen über die ganze Höhe der Stützkörper (10); in der Zeichnung sind sie jedoch wegen der einfacheren Darstellung nur im oberen Bereich angedeutet.
  • Falls zur Bildung der Strömungskanäle 7, 7′ dünne Metallröhrchen verwendet werden, kann man die Gasverteilungskammer 9 gegen den feuerfesten Formkörper 1 durch ein Metallgehäuse abdichten und die Metallröhrchen mit dem Metallgehäuse gasdicht verschweißen, wodurch eine Beaufschlagung des feuerfesten Formkörpers 1 mit dem Spülgas verhindert wird.
  • Es versteht, sich, daß die oben beschrieben Varianten für die Strömungskanäle einerseits und für die Gasverteilung anderseits beliebig miteinander kombiniert werden können. Die schraubenlinien- oder spiralförmigen Strömungskanäle können auch ineinander verschachtelt angeordnet werden.

Claims (7)

1. Gasspülstein für metallurgische Gefäße, enthaltend einen feuerfesten Formkörper mit durchgehenden Strömungskanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7), zumindest in dem ihren Austrittsöffnungen benachbarten Bereich, stark geneigt gegenüber der Richtung der Längsachse des Spülsteines angeordnet sind.
2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7) einen Neigungswinkel (α) zwischen 15° und 60°, vorzugsweise zwischen 20° und 50°, gegenüber der Stirnfläche (8) des Spülsteines aufweisen, welche die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle (7) enthält.
3. Gasspülstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7) schraubenlinienförmig, wellenförmig oder zick-zack-­förmig ausgebildet sind.
4. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge, insbesondere schraubenlinien-, wellen- oder zick-zack-förmige Ausbildung der Strömungskanäle (7) über etwa zwei Drittel der Steinhöhe reicht, gesehen von der die Austrittsöffnungen der Strömungskanäle (7) enthaltenden Stirnfläche (8) des Steines.
5. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7) in jedem Steinquerschnitt in rotationssymmetrischer Anordnung die gleiche Schrägstellung aufweisen.
6. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7) schraubenlinienförmig um Stützkörper (10), vorzugsweise aus gasdurchlässigem feuerfestem Material, angeordnet sind, welche im feuerfesten Formkörper (1) eingebettet sind.
7. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (7) von einer an der Kaltseite des feuerfesten Formkörpers (1) angeordneten Gasverteilungskammer (9) ausgehen, die mit einem gasdurchlässigen Körper (5, 5′) aus porösem feuerfestem Material ausgefüllt ist.
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