EP0358115A2 - Zweigeteilter Endstein - Google Patents

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EP0358115A2
EP0358115A2 EP89116118A EP89116118A EP0358115A2 EP 0358115 A2 EP0358115 A2 EP 0358115A2 EP 89116118 A EP89116118 A EP 89116118A EP 89116118 A EP89116118 A EP 89116118A EP 0358115 A2 EP0358115 A2 EP 0358115A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylindrical body
end stone
stone according
metal sleeve
section
Prior art date
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EP89116118A
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English (en)
French (fr)
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EP0358115B1 (de
EP0358115A3 (en
Inventor
Sabine Dipl.-Ing. Altpeter
Bernd Dipl.-Ing. Dr. Grabner
Helmut Dipl.-Ing. Vacek
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Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Original Assignee
Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
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Publication date
Application filed by Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG filed Critical Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Priority to AT89116118T priority Critical patent/ATE81359T1/de
Publication of EP0358115A2 publication Critical patent/EP0358115A2/de
Publication of EP0358115A3 publication Critical patent/EP0358115A3/de
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Publication of EP0358115B1 publication Critical patent/EP0358115B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/445—Lining or repairing the taphole
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/19—Arrangements of devices for discharging
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/145—Assembling elements
    • 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
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1518—Tapholes

Definitions

  • the invention relates to a refractory ceramic end stone for a tapping system, in particular on steel converters or electric furnaces, comprising a plurality of refractory ceramic shaped stones arranged one behind the other, which together enclose a through opening for the molten steel.
  • Tapping systems of this type are known both in converters, for example LD converters or floor-piercing electric furnaces, but also in non-ferrous metal units, for example from AT-PS 326 164 or EP-OS 171 658.
  • the individual shaped stones of the tapping often have a cylindrical shape, but can also be designed differently be and are often connected to each other via tongue and groove connections for reasons of simplification of assembly and formation of a cylindrical through-channel for the molten metal.
  • a closure plate is often provided at the outlet end of the tapping system and, before the melting unit is filled, loose, dry, refractory granules are poured into the passage and secured against leakage by the metal plate on the bottom.
  • the plate not only prevents the granules from flowing downwards, but also absorbs the static pressure of the molten metal later on.
  • the plate is simply moved sideways or rotated. As soon as the granulate has run out, the molten metal follows the path through the rack, for example into a pan.
  • the invention now aims to show a way in which the durability of tapping systems of the type mentioned can be increased.
  • the end stone of the tapping system is formed in two parts perpendicular to the flow direction of the molten metal and the lower section in the flow direction of the melt is designed as a cylindrical body and is arranged such that it seals but is releasably opposite the upper section of the end stone arranged above it can be fixed.
  • An essential feature of the invention consists first of all in dividing the end stone into two Sections. This subdivision is carried out so that the lower section covers the area that is particularly at risk from the erosions mentioned. As a rule, this will only be a small end section.
  • the cylindrical body should have a lower height than the upper section and the shape of a round disk with a flow opening.
  • this lower section is detachable (interchangeable) in such a way that it can be removed downwards (as seen in the flow direction of the melt) without the upper section of the end block and the shaped blocks arranged above being broken out or otherwise would have to be dismantled.
  • this releasability was not possible because the steel frame is tapered downwards.
  • the major part of the racking can be used immediately for further batches and only the last lower end section is repaired or exchanged for a new one.
  • the repair effort and the repair time compared to known repair methods is greatly reduced, since only the replacement of the bottom end section, which is easily accessible from the outside, is necessary.
  • At least the end stone is held circumferentially in a corresponding steel frame, as is also evident from EP-OS 171 658.
  • the cylindrical body has a metal sleeve on the circumference for this purpose, which has corresponding latching means for fastening to the steel frame.
  • these locking means can consist of an external thread, preferably a cord thread expressed from the metal sleeve, by means of which the cylindrical body is releasably fixed in relation to a corresponding internal thread in the area of the steel frame.
  • the cylindrical body is then practically screwed into the steel frame until its upper end face abuts the lower end face of the upper end section. It is also possible to fasten the cylindrical body with the help of wedges which are hammered in from below between the body and the steel frame.
  • an elastic intermediate layer can be placed on the upper end face of the cylindrical section, for example a fire-resistant ceramic fiber mat (which of course also has a central passage opening) and which is then pressed together between the lower and upper end stone section.
  • a fire-resistant ceramic fiber mat which of course also has a central passage opening
  • the end stone section above shows signs of erosion, it can now be repaired using a known repair compound, for example, using the new end plate as a template.
  • At least two, preferably three or more radially projecting pins are attached to the outer circumferential surface of the metal sleeve.
  • the corresponding section of the steel frame then has corresponding receiving slots which have an opening width equal to or slightly larger than the diameter of the pins and the cylindrical body is then inserted with its radially projecting pins into the receiving slots and fixed there.
  • the receiving slots are preferably designed such that they extend upwards from the lower end face of the steel frame in a curved path and then merge into a largely horizontal section. It is a bayonet type closure.
  • the metal sleeve can be shrunk onto the ceramic body, but the ceramic cylindrical section can also be glued or inserted into the sleeve, preferably using a suitable mortar.
  • the steel sleeve is drawn around the underside of the cylindrical body and engages under the body on a partial surface.
  • the lower part of the sleeve protrudes over the lower end face of the ceramic body, so that a cylindrical cavity is formed here after the bottom cover plate of the tapping system has been closed.
  • This cavity can be filled in that, for example, a fireproof ceramic mat corresponding in its dimensions to the cavity is arranged on the cover plate, which also prevents the granules from trickling out (as described above).
  • cylindrical body can also be extended downward on its lower part, which is not covered by the metal sleeve, so that the lower end face of the lower end block section is then flush with the lower end face of the sleeve.
  • the lower and upper end section can be made of the same materials.
  • the lower section which is particularly at risk of erosion, is preferably made of a material which has a higher stability against erosions than the material of the upper section.
  • the ceramic material can be, for example: - A carbon-containing material with Al2O3 or MgO or ZrO2 with carbon or ceramic bond - The material mentioned above, followed by pitch impregnation - Silicon carbide (SiC), ceramic or self-bonded or nitride-bonded.
  • SiC Silicon carbide
  • the lower disc can be an isostatically pressed part.
  • the design of a final stone according to the invention also enables simultaneous inert gas flushing in a particularly advantageous manner.
  • Corresponding essentially radially extending through channels can be arranged in the ceramic lower section, which are connected to one another on the outside via a common ring channel which has a connection area via which an inert gas line is connected.
  • a corresponding opening for the gas supply line is then provided in the steel frame and the gas connection is arranged in the cylindrical body so that after the lower section has been fixed on the upper section of the end stone, it lies directly in front of the opening in the steel frame and the gas line can thus be connected directly .
  • the gas supply channels do not run exactly radially, but between a radial and tangential assignment to the inner circumferential surface of the through opening, as a result of which a circulating flow of the inert gas, for example argon, can be set.
  • the lower section of the end stone 10 of a tapping system is shown.
  • the end block 10 consists of an upper section 12 and a lower section 14.
  • the end block 10 is seated in a steel frame 16.
  • the upper section 12 of the end stone 10 has a substantially cylindrical shape and is conically somewhat tapered in its lower part at 18 and lies there on a corresponding, inclined step 20 of the steel frame 18.
  • the upper section 12 has a central, cylindrical through opening 22.
  • a cylindrical part 24 of the steel frame 16 adjoins the step 20 which slopes inwards.
  • the lower section 14 of the end stone 10 lies in this cylindrical part 24.
  • the lower section 14 likewise has the shape of a cylindrical section with a through opening 26 corresponding to the through opening 22 and consists of a refractory ceramic body 14a, which lies over a refractory mortar in a metal sleeve 28 which surrounds the ceramic body 14a on the circumferential and underside in the edge region borders.
  • the ceramic body 14a is extended downwards in the area not covered by the metal sleeve 28 (FIG. 14b).
  • the metal sleeve 28 has on the circumference three metal pins 30 which are arranged at an angle of 120 degrees to one another and which are welded to the metal sleeve 28.
  • the pins 30 lie in corresponding receiving slots 32 which are formed on the inside in the steel frame 16.
  • the receiving slots 32 initially run axially upward from the lower end face 34 (36a), then merge into a curved section 36b and finally end in a parallel to the lower end face 34 arranged end portion 36c.
  • the lower section 14 When the lower section 14 is assembled, it is thus guided with the pins 30 along the receiving slots in a rotating movement in the direction of the upper section 12 until the pins 30 abut against the rear end face of the receiving slots 32.
  • the assembly can be carried out by means of a tool, and corresponding anchoring holes can be provided in the lower end face of the metal sleeve.
  • the dimensioning of the lower section 14, the pins 30 and the receiving slots 32 is chosen so that the lower section 14, at the moment when the pins 30 abut or shortly before the rear end of the receiving slots 32, directly and sealingly against the upper one Section 12 of the end stone 10 is present.
  • a thin elastic intermediate layer can be arranged between the lower section 14 and the upper section 12, for example a refractory ceramic fiber fleece.
  • the racking system is then immediately available for further castings.
  • the embodiment according to FIG. 2 corresponds with one exception to that according to FIG. 1.
  • the difference is that the lower section 14 is designed as a disk of constant height, so that between the lower end face 40 of the cylindrical body 14 and the lower end face 42 of the metal sleeve 28 a cylindrical cavity 44 is formed.
  • an elastic, fireproof ceramic fiber mat is preferably placed on the lower metal cover (not shown) of the tapping system upset that in their Dimensions corresponds to the cavity 44 and fills it accordingly, as long as the metal cover is in the closed position.
  • FIG. 3 corresponds to that according to FIG. 2 with one further exception.
  • a plurality of channels 48 extend from the upper end face 46 of the cylindrical section 14 into the refractory material and these channels have an orientation which lies between a radial and a tangential position with respect to the inner wall 50 of the through opening 26, like the lower part of FIG Figure 3 shows easily.
  • the channels 48 open with their inner end in the through hole 26 and with their outer end in a circumferential ring channel 52, which has at 54 a connecting piece 56 which extends through the metal sleeve 28 and is located at a location which is determined by the lower Section 14 lies opposite the upper section 12 of the end block 10 directly opposite a radial opening 58 in the steel frame 16, so that at this point a gas supply line 60 can be passed through the opening 58 and placed on the connecting piece 56.
  • a connecting piece 56 which extends through the metal sleeve 28 and is located at a location which is determined by the lower Section 14 lies opposite the upper section 12 of the end block 10 directly opposite a radial opening 58 in the steel frame 16, so that at this point a gas supply line 60 can be passed through the opening 58 and placed on the connecting piece 56.
  • an inert gas such as argon, is flushed in via the gas supply line 60, which is then injected into the passage opening 26 via the ring channel 52 and the channels 48 in order to avoid oxidation of the Molten metal.
  • channels 48 can also be arranged differently, and an additional ring channel can also be provided in the area of the passage opening 26 for injecting the inert gas.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten keramischen Endstein (10) für ein Abstichsystem, insbesondere an Stahl-Konvertern oder -Elektroöfen, aus mehreren, hintereinander angeordneten, feuerfesten keramischen Formsteinen, die zusammen eine Durchgangsöffnung (22, 26) für die Stahlschmelze umschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstein (22) senkrecht zur Durchflußrichtung der Stahlschmelze zweigeteilt ausgebildet und der in Durchflußrichtung der Schmelze untere Abschnitt (14) als zylinderförmiger Körper gestaltet ist, der dichtend, aber lösbar gegenüber dem darüber angeordneten oberen Abschnitt (12) des Endsteines (10) festlegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen feuerfesten keramischen Endstein für ein Abstichsystem insbesondere an Stahl-Kon­vertern oder -Elektroöfen aus mehreren, hintereinander angeordneten feuerfesten keramischen Formsteinen, die zusammen eine Durchgangsöffnung für die Stahlschmelze umschließen.
  • Abstichsysteme dieser Art sind sowohl bei Konvertern, zum Beispiel LD-Konvertern oder bodenabstechenden Elektro­öfen, aber auch Nichteisen-Metallaggregaten bekannt, zum Beispiel aus der AT-PS 326 164 oder der EP-OS 171 658.
  • Die einzelnen Formsteine des Abstiches weisen häufig eine Zylinderform auf, können aber auch anders gestaltet sein und sind aus Gründen der Montagevereinfachung und Ausbildung eines zylindrischen Durchgangskanals für die Metallschmelze häufig über Nut/Feder-Verbindungen miteinander verbunden.
  • Wie sich aus der EP-OS 171 658 ergibt, ist am auslaßseiti­gen Ende des Abstichsystems häufig eine Verschlußplatte vorgesehen und vor der Befüllung des Schmelzaggregates wird ein loses, trockenes, feuerfestes Granulat in den Durchlaßkanal eingefüllt und durch die bodenseitige Metallplatte gegen Ausfließen gesichert. Die Platte verhindert aber nicht nur das Abfließen des Granulates nach unten, sondern nimmt gleichzeitig später den sta­tischen Druck der Metallschmelze auf. Zum Öffnen und Schließen der Abstichöffnung wird die Platte einfach seitlich verschoben oder gedreht. Sobald das Granulat dann ausgelaufen ist, folgt die Metallschmelze dem Weg durch den Abstich zum Beispiel in eine Pfanne.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, daß es insbesondere am auslaufseitigen Ende des Abstiches oder anders ausge­drückt am auslaufseitigen (unteren) Ende des Endsteines des Abstichsystems in besonderem Maße durch die auslaufen­de Metallschmelze zu Erosionen kommt. Hierdurch ist die exakte Führung des Gießstrahls nicht mehr möglich, der Gießstrahl "flattert".
  • Schließlich bringen zunehmende Erosionen die Gefahr mit sich, daß das Granulat und/oder die Metallschmelze unbeabsichtigt schon vor dem Öffnen des Ausgusses aus­treten.
  • Diese Gefahr wird zusätzlich dadurch erhöht, daß das Bedienungspersonal zwischen den einzelnen Abstichen das ausflußseitige Ende des Abstiches "putzt" und dabei vor allen Dingen von anhaftenden Schlacketeilchen oder Ansätzen, die sich dort gebildet haben, reinigt, um für den nächsten Abstich wieder eine sichere Abdichtung der Bodenplatte zu gewährleisten. Auch hierbei wird jedoch zusätzliches Steinmaterial des Abstiches weggerissen und dieser Bereich damit zusätzlich aufgeweitet.
  • Dies alles hat zur Folge, daß teilweise nicht die gewün­schten 100 oder 150 Chargen gegossen werden können, sondern der Abstich schon vorher ausgebessert oder erneuert werden muß.
  • Dabei müssen dann entweder der Endstein selbst oder sämt­liche Formsteine des Abstiches ausgebrochen und erneuert werden, obwohl im Grunde genommen nur der auslaßseitige Endabschnitt reparaturbedürftig ist.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Möglichkeit aufzu­zeigen, wie die Haltbarkeit von Abstichsystemen der genann­ten Art erhöht werden kann. Dabei geht es insbesondere darum, die im wesentlichen noch brauchbaren Teile des Abstiches für weitere Chargen zu erhalten und/oder eine Reparaturmöglichkeit des Abstiches zu schaffen beziehungs­weise eine Reparatur zu vereinfachen.
  • Es wurde gefunden, daß das vorstehend angeführte Ziel dann erreicht werden kann, wenn der Endstein des Abstich­systems senkrecht zur Durchflußrichtung der Metallschmelze zweigeteilt ausgebildet und der in Durchflußrichtung der Schmelze untere Abschnitt als zylinderförmiger Körper gestaltet und so angeordnet wird, daß er dichtend, aber lösbar gegenüber dem darüber angeordneten oberen Abschnitt des Endsteins festlegbar ist.
  • Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht danach zunächst in der Unterteilung des Endsteines in zwei Abschnitte. Diese Unterteilung wird dabei so vorgenommen, daß der untere Abschnitt den Bereich abdeckt, der in besonderem Maße durch die genannten Erosionen gefährdet ist. In der Regel wird dies nur ein kleiner, endseitiger Abschnitt sein.
  • Aus diesem Grunde soll nach einer vorteilhaften Ausfüh­rungsform der Erfindung der zylinderförmige Körper gegen­über dem oberen Abschnitt eine geringere Höhe und die Form einer runden Scheibe mit Durchflußöffnung aufweisen.
  • Das weitere wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dieser untere Abschnitt lösbar (austausch­bar) ist und zwar so, daß er nach unten (in Durchfluß­richtung der Schmelze gesehen) abnehmbar ist, ohne daß der obere Abschnitt des Endsteines und die darüber angeord­neten Formsteine ausgebrochen oder sonstwie demontiert werden müßten. Im Stand der Technik war diese Lösbarkeit schon deshalb nicht möglich, weil der Stahlrahmen nach unten konisch verjüngt ausgebildet ist.
  • Auf diese Weise kann der überwiegende Teil des Abstiches unmittelbar für weitere Chargen genutzt werden und ledig­lich der letzte untere Endabschnitt wird repariert oder gegen einen neuen ausgetauscht. Hierdurch wird die Halt­barkeit des Abstichsystems insgesamt deutlich erhöht und vor allen Dingen der Bedarf an Feuerfestmaterial drastisch reduziert. Darüber hinaus wird der Reparatur­aufwand und die Reparaturzeit gegenüber bekannten Repara­turverfahren stark vermindert, da nur noch der Austausch des von außen leicht zugänglichen untersten Endabschnittes notwendig ist.
  • Dem Fachmann stehen verschiedene Möglichkeiten zur Ver­fügung, den unteren zylinderförmigen Körper austausch­bar im Abstichsystem, aber dichtend gegenüber dem oberen Endsteinabschnitt anzuordnen.
  • Üblicherweise wird zumindest der Endstein umfangsseitig in einem entsprechenden Stahlgerüst gehalten, wie sich dies auch aus der EP-OS 171 658 ergibt.
  • Bei dieser Ausführungsform bietet es sich an, den zylinder­förmigen Körper (die Scheibe) an dem korrespondieren­den unteren Ende des Stahlgerüstes zu befestigen.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der zylinderförmige Körper dazu umfangsseitig eine Metall­manschette auf, die entsprechende Rastmittel zur Befesti­gung am Stahlgerüst besitzt.
  • Diese Rastmittel können nach einer Ausführungsform aus einem Außengewinde bestehen, vorzugsweise einem aus der Metallmanschette ausgedrückten Kordelgewinde, über das der zylinderförmige Körper gegenüber einem korrespondie­renden Innengewinde im Bereich des Stahlgerüstes lösbar festgelegt wird.
  • Der zylinderförmige Körper wird dann praktisch in das Stahlgerüst hineingeschraubt, bis seine obere Stirnfläche gegen die untere Stirnfläche des oberen Endstein-Abschnit­tes anstößt. Ebenso ist es möglich, den zylinderförmigen Körper mit Hilfe von Keilen zu befestigen, die zwischen Körper und Stahlrahmen von unten eingeschlagen werden.
  • Um etwaig vorhandene Toleranzen auszugleichen, kann zuvor auf die obere Stirnfläche des zylinderförmigen Abschnittes eine elastische Zwischenschicht aufgelegt werden, zum Beispiel eine feuerfeste keramische Fasermatte (die selbst­verständlich ebenfalls eine mittige Durchgangsöffnung aufweist) und die dann zwischen unterem und oberem End­steinabschnitt zusammengepreßt wird.
  • Soll der untere zylinderförmige Abschnitt ausgetauscht werden, wird er über das Gewinde einfach wieder heraus­gedreht und durch ein neues Bauteil ersetzt.
  • Sollte der darüber liegende Endstein-Abschnitt Erosions­erscheinungen zeigen, so kann dieser jetzt zum Beispiel über eine bekannte Reparaturmasse ausgebessert werden, wobei die neue Endscheibe als Schablone dient.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform sind an der äußeren Umfangsfläche der Metallmanschette mindestens zwei, vor­zugsweise drei oder mehr radial abstehende Stifte be­festigt. Bei dieser Ausführungsform weist der korrespon­dierende Abschnitt des Stahlgerüstes dann entsprechende Aufnahmeschlitze auf, die eine Öffnungsweite gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser der Stifte besitzen und der zylinderförmige Körper wird dann mit seinen radial abstehenden Stiften in die Aufnahmeschlitze eingeführt und dort festgelegt.
  • Um eine sichere Arretierung zwischen den beiden Teilen des Endsteins zu gewährleisten, sind die Aufnahmeschlitze vorzugsweise so gestaltet, daß sie sich von der unteren Stirnfläche des Stahlgerüstes in einer kurvenförmigen Bahn nach oben erstrecken und dann in einen weitestgehend horizontalen Abschnitt übergehen. Es handelt sich dabei um einen bajonettartigen Verschluß.
  • Es ist offensichtlich, daß die Aufnahmeschlitze nach innen, also in Richtung auf den zylinderförmigen Körper, geöffnet sind, da sich nur so die Stifte einschieben lassen.
  • Diese Ausführungsform wird in dem nachstehend beschrie­benen zeichnerisch dargestellten Beispiel noch näher erläutert.
  • Die Metallmanschette kann auf den keramischen Körper aufgeschrumpft werden, der keramische zylinderförmige Abschnitt kann aber auch in die Manschette eingeklebt beziehungsweise eingelegt werden, vorzugsweise unter Verwendung eines geeigneten Mörtels.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stahl­manschette um den zylinderförmigen Körper unterseitig herumgezogen und untergreift den Körper auf einer Teil­fläche.
  • Hierdurch ist sichergestellt, daß das keramische Bauteil nicht nach unten herausfallen kann.
  • Bei dieser Ausführungsform steht der untere Teil der Manschette über die untere Stirnfläche des keramischen Körpers vor, so daß hier nach Verschließen der boden­seitigen Abdeckplatte des Abstichsystems ein zylinder­förmiger Hohlraum entsteht.
  • Dieser Hohlraum kann dadurch ausgefüllt werden, daß auf der Abdeckplatte zum Beispiel eine in ihren Abmessungen dem Hohlraum entsprechende feuerfeste keramische Matte angeordnet wird, die auch ein Ausrieseln des Granulates (wie oben beschrieben) verhindert.
  • Ebenso kann der zylinderförmige Körper aber auch auf seinem von der Metallmanschette nicht abgedeckten unteren Teil nach unten verlängert werden, so daß dann die untere Stirnfläche des unteren Endstein-Abschnittes mit der unteren Stirnfläche der Manschette fluchtet.
  • Unterer und oberer Endstein-Abschnitt können aus denselben Materialien bestehen.
  • Vorzugsweise wird aber der besonders erosionsgefährdete untere Abschnitt aus einem Material hergestellt, das gegenüber dem Material des oberen Abschnittes eine höhere Stabilität gegen Erosionen aufweist.
  • Das keramische Material kann dabei beispielsweise sein:
    - ein kohlenstoffhaltiges Material mit Al₂O₃ beziehungs­weise MgO beziehungsweise ZrO₂ mit Kohlenstoff­beziehungsweise keramischer Bindung
    - das vorstehend genannte Material, mit anschließender Pechimprägnierung
    - Siliziumkarbid (SiC), keramisch oder selbstge­bunden beziehungsweise nitridgebunden.
  • Um die Haltbarkeit weiter zu erhöhen, kann die untere Scheibe ein isostatisch gepreßtes Teil sein.
  • Da die Scheibe in Bezug auf den gesamten Abstich nur einen verschwindend kleinen Teil ausmacht, fallen die aufgrund der besseren Qualität höheren Herstellungskosten dabei praktisch nicht ins Gewicht. Im Gegenteil ergibt sich auch hieraus durch die höheren Standzeiten ein zusätz­licher Kostenvorteil.
  • Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung eines Endsteines in besonders vorteilhafter Weise auch eine gleichzeitige Inertgasspülung.
  • So können in dem keramischen unteren Abschnitt entspre­chende im wesentlichen radial verlaufende Durchgangs­kanäle angeordnet sein, die außenseitig über einen gemein­samen Ringkanal miteinander verbunden sind, der einen Anschlußbereich aufweist, über den eine InertgasLeitung angeschlossen wird.
  • Bei dieser Ausführungsform wird dann im Stahlgerüst eine korrespondierende Öffnung für die Gaszuführleitung vorge­sehen und der Gasanschluß im zylinderförmigen Körper so angeordnet, daß er nach Festlegung des unteren Ab­schnittes am oberen Abschnitt des Endsteines direkt vor der Öffnung im Stahlgerüst liegt und die Gasleitung so unmittelbar angeschlossen werden kann.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Gaszuführkanäle nicht exakt radial, sondern zwischen einer radialen und tangentialen Zuordnung zur inneren Umfangsfläche der Durchgangsöffnung, wodurch sich eine Zirkulationsströmung des Inertgases, zum Beispiel Argon, einstellen läßt.
  • Auch diese Ausführungsform wird anhand des nachstehenden Beispieles noch näher erläutert.
  • Dabei zeigen
    • Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungs­gemäßen, zweigeteilten Endstein und im unteren Teil eine Teilansicht eines Horizontalschnittes entlang der Linie A - A,
    • Figur 2 eine entsprechende Darstellung gemäß Figur 1 mit einer alternativen Ausführungsform des unteren Endstein-Abschnittes,
    • Figur 3 ebenfalls eine entsprechende Darstellung wie Figur 1 mit einer dritten Ausführungsform des unteren Abschnittes des Endsteins, wobei eine Möglichkeit zur Inertgasspülung vorgesehen ist.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugs­zeichen dargestellt.
  • Bei der in Figur 1 wiedergegebenen Ausführungsform ist der untere Abschnitt des Endsteines 10 eines Abstich­systems dargestellt. Der Endstein 10 besteht aus einem oberen Abschnitt 12 und einem unteren Abschnitt 14. Der Endstein 10 sitzt in einem Stahlrahmen 16 ein.
  • Der obere Abschnitt 12 des Endsteins 10 weist im wesent­lichen eine Zylinderform auf und ist in seinem unteren Teil bei 18 konisch etwas verjüngt ausgebildet und liegt dort auf einer korrespondierenden, schräg verlaufenden Stufe 20 des Stahlrahmens 18 auf. Der obere Abschnitt 12 besitzt eine mittige, zylinderförmige Durchgangsöffnung 22.
  • An die nach innen schräg verlaufende Stufe 20 schließt sich ein zylinderförmiger Teil 24 des Stahlrahmens 16 an. In diesem zylinderförmigen Teil 24 liegt der untere Abschnitt 14 des Endsteins 10 ein.
  • Der untere Abschnitt 14 weist ebenfalls die Form eines zylinderförmigen Abschnittes mit einer zur Durchgangs­öffnung 22 korrespondierenden Durchgangsöffnung 26 auf und besteht aus einem feuerfesten keramischen Körper 14a, der über einen feuerfesten Mörtel in einer Metallman­schette 28 einliegt, die den keramischen Körper 14a um­fangsseitig und unterseitig im Randbereich einfaßt.
  • Zur Ausbildung einer fluchtenden unteren Stirnfläche ist der keramische Körper 14a in dem von der Metallman­schette 28 nicht abgedeckten Bereich nach unten verlängert ausgebildet (14b).
  • Die Metallmanschette 28 weist umfangsseitig drei, im Winkel von jeweils 120 Grad zueinander angeordnete Metall­stifte 30 auf, die an der Metallmanschette 28 angeschweißt sind.
  • Die Stifte 30 liegen in korrespondierenden Aufnahmeschlit­zen 32 ein, die an der Innenseite im Stahlrahmen 16 ausge­bildet sind.
  • Wie sich insbesondere der gestrichelten Darstellung im oberen Teil von Figur 1 entnehmen läßt, verlaufen die Aufnahmeschlitze 32 zunächst von der unteren Stirnfläche 34 axial nach oben (36a), gehen dann in einen gekrümmten Abschnitt 36b über und enden schließlich in einem parallel zur unteren Stirnfläche 34 angeordneten Endabschnitt 36c.
  • Bei der Montage des unteren Abschnittes 14 wird dieser also mit den Stiften 30 entlang der Aufnahmeschlitze in einer drehenden Bewegung in Richtung auf den oberen Abschnitt 12 geführt, bis die Stifte 30 gegen die hintere Stirnfläche der Aufnahmeschlitze 32 anschlagen. Die Montage kann mittels eines Werkzeugs erfolgen, wobei entsprechende Verankerungslöcher in der unteren Stirnfläche der Metall­manschette vorgesehen werden können.
  • Die Dimensionierung des unteren Abschnittes 14, der Stifte 30 beziehungsweise der Aufnahmeschlitze 32 ist so gewählt, daß der untere Abschnitt 14 in dem Moment, wo die Stifte 30 gegen das hintere Ende der Aufnahmeschlitze 32 anstoßen oder kurz davor stehen, unmittelbar und dichtend gegenüber dem oberen Abschnitt 12 des Endsteins 10 anliegt.
  • Um gewisse herstellungstechnisch bedingte Toleranzen ausgleichen zu können, kann zwischen unterem Abschnitt 14 und oberem Abschnitt 12 noch eine dünne elastische Zwischenschicht angeordnet werden, zum Beispiel ein feuer­festes keramisches Faservlies.
  • Ist es nun im Verlaufe verschiedener Chargen am unteren Rand des Abschnittes 14 bei 38 zu einer Erosion des feuer­festen Materials gekommen, braucht nicht mehr, wie beim Stand der Technik, der gesamte Endstein beziehungsweise das gesamte Abstichsystem ausgetauscht werden, vielmehr kann jetzt ohne weiteres von außen der untere Abschnitt 14 auf umgekehrtem Wege wie bei der Montage wieder heraus­gedreht und durch einen neuen Abschnitt 14 ersetzt werden.
  • Das Abstichsystem steht danach unmittelbar wieder für weitere Abgüsse zur Verfügung.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 entspricht mit einer Ausnahme dem gemäß Figur 1. Der Unterschied besteht darin, daß der untere Abschnitt 14 als Scheibe konstanter Höhe ausgebildet ist, so daß zwischen der unteren Stirnfläche 40 des zylinderförmigen Körpers 14 und der unteren Stirn­fläche 42 der Metallmanschette 28 ein zylinderförmiger Hohlraum 44 ausgebildet wird.
  • Um nach dem eingangs beschriebenen Einfüllen eines Granu­lates in die Durchgangsöffnungen 22, 26 ein Auslaufen dieses Granulates, das zum Beispiel aus Olivin bestehen kann, zu verhindern, wird bei dieser Ausführungsform vorzugsweise auf den (nicht dargestellten) unteren Metalldeckel des Abstichsystems eine elastische feuer­feste keramische Fasermatte aufgebracht, die in ihren Abmessungen dem Hohlraum 44 entspricht und diesen ent­sprechend ausfüllt, solange der Metalldeckel in der Ver­schlußposition ist.
  • Die Ausführungsform nach Figur 3 schließlich entspricht der nach Figur 2 mit ein er weiteren Ausnahme. Von der oberen Stirnfläche 46 des zylinderförmigen Abschnittes 14 erstrecken sich hier mehrere Kanäle 48 in das Feuer­festmaterial hinein und diese Kanäle haben eine Ausrich­tung, die zwischen einer radialen und einer tangentialen Position mit Bezug auf die Innenwand 50 der Durchgangs­öffnung 26 liegt, wie der untere Teil von Figur 3 ohne weiteres erkennen läßt.
  • Die Kanäle 48 münden mit ihrem inneren Ende in die Durch­gangsöffnung 26 und mit ihrem äußeren Ende in einen um­fangsseitigen Ringkanal 52, der bei 54 einen Anschluß­stutzen 56 aufweist, der sich durch die Metallmanschette 28 erstreckt und sich an einer Stelle befindet, die nach Festlegung des unteren Abschnittes 14 gegenüber dem oberen Abschnitt 12 des Endsteines 10 unmittelbar gegenüber einer radialen Durchbrechung 58 im Stahlrahmen 16 liegt, so daß an dieser Stelle eine Gaszuführleitung 60 durch die Öffnung 58 durchgeführt und auf den Anschlußstutzen 56 aufgesetzt werden kann. Über die Gaszuführleitung 60 wird beim späteren Betrieb, das heißt in dem Moment, wo die Metallschmelze ausfließt, ein Inertgas, wie Argon eingespült, das dann über den Ringkanal 52 und die Kanäle 48 in die Durchgangsöffnung 26 eingedüst wird zum Zwecke der Vermeidung einer Aufoxidation der Metallschmelze.
  • Selbstverständlich kann die Anordnung der Kanäle 48 auch anders erfolgen und es kann auch im Bereich der Durch­gangsöffnung 26 ein zusätzlicher Ringkanal zum Eindüsen des Inertgases vorgesehen werden.

Claims (14)

1. Feuerfester keramischer Endstein für ein Abstichsystem, insbesondere an Stahl-Konvertern oder -Elektroöfen, aus mehreren, hintereinander angeordneten, feuerfesten keramischen Formsteinen, die zusammen eine Durchgangs­öffnung für die Stahlschmelze umschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstein (10) senkrecht zur Durchflußrichtung der Stahlschmelze zweigeteilt ausge­bildet und der in Durchflußrichtung der Schmelze untere Abschnitt (14) als zylinderförmiger Körper gestaltet ist, der dichtend, aber lösbar gegenüber dem darüber angeordneten oberen Abschnitt (12) des Endsteines (10) festlegbar ist.
2. Endstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) gegenüber dem oberen Abschnitt (12) eine geringere Höhe und die Form einer runden Scheibe aufweist.
3. Endstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) umfangsseitig eine Metallmanschette (28) aufweist.
4. Endstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmanschette (28) um den zylinderförmigen Körper (14) unterseitig herumgezogen ist und diesen auf einer Teilfläche untergreift.
5. Endstein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) auf seinem von der Metall­manschette (28) nicht abgedeckten unteren Bereich nach unten verlängert ist (14b), unter Ausbildung einer gemein­samen unteren Stirnfläche mit der Unterseite des zuge­hörigen Randabschnittes der Metallmanschette (28).
6. Endstein nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallmanschette auf den zylinderförmigen Körper aufgeschrumpft ist.
7. Endstein nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Metallmanschette ein Außengewinde, vorzugsweise ein aus der Metallmanschette ausgedrücktes Kordelgewinde aufweist, über das der zylinderförmige Körper gegenüber einem korrespondierenden Innengewinde im Bereich eines den Endstein insgesamt aufnehmenden Stahlrahmens lösbar festlegbar ist.
8. Endstein nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß an der äußeren Umfangsfläche der Metall­manschette (28) mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr radial abstehende Stifte (30) befestigt sind, zur lösbaren Festlegung des zylinderförmigen Körpers (14) in korrespondierenden Aufnahmeschlitzen (32) in einem den Endstein (10) insgesamt aufnehmenden Stahlrahmen (16).
9. Endstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) aus einem Material besteht, das gegenüber dem Material des oberen Abschnittes (12) des Endsteins (10) eine höhere Stabilität gegenüber Erosion aufweist.
10. Endstein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) aus einem kohlenstoff­haltigen keramischen Material auf Basis Al₂O₃, MgO oder ZrO₂ mit Kohlenstoff- oder keramischer Bindung oder Sili­ziumkarbid, keramisch- oder selbstgebundenen oder einem nitridgebundenen keramischen Material besteht.
11. Endstein nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem feuerfesten keramischen Material bestehende Teil des zylinderförmigen Körpers (14) ein isostatisch gepreßtes Teil ist.
12. Endstein nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­kennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper (14) einen oder mehrere Kanäle (48, 52) aufweist, die untereinander verbunden sind und von denen mindestens einer in die Durchgangsöffnung (26) des zylinderförmigen Körpers (14) mündet und zumindest einer zur Umfangsfläche des zylinder­förmigen Körpers (14) hin geöffnet ist zum Anschluß einer Gaszuführleitung (60).
13. Endstein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (48, 52) im Bereich der oberen Stirnfläche (46) des zylinderförmigen Körpers (14) verlaufen.
14. Endstein nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (48) eine Ausrichtung aufweisen, die zwi­schen einer radialen und einer tangentialen Zuordnung zur Innenfläche (50) der Durchgangsöffnung (26) liegt.
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