EP0916436B1 - Monolithic, refractory, ceramic well brick - Google Patents
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- EP0916436B1 EP0916436B1 EP98121035A EP98121035A EP0916436B1 EP 0916436 B1 EP0916436 B1 EP 0916436B1 EP 98121035 A EP98121035 A EP 98121035A EP 98121035 A EP98121035 A EP 98121035A EP 0916436 B1 EP0916436 B1 EP 0916436B1
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- nozzle brick
- ceramic
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- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring
Definitions
- the invention relates to a monolithic refractory ceramic perforated brick with a first, upper end face and a second, lower end face, and one Through opening between the end faces.
- Such a perforated stone is used, for example, to accommodate one Gas Swsteines.
- the through opening has - analogous to the shape of the gas purging plug - often one Truncated cone shape.
- Perforated stones of the type mentioned are also part of Slider locks known.
- a perforated brick (see e.g. EP-A-352 353) consists of one or more less dense ceramic matrix.
- the perforated brick can poured, pounded or pressed.
- the perforated brick is placed in a wall or a floor metallurgical melting vessel, for example a Steel ladle, built-in, mostly mortared.
- the one (Upper) face of the perforated brick is according to the Facing molten metal. This end is also called that called “hot end”.
- the opposite, after the Installation of the outer end of the perforated brick is the so-called “cold end”.
- a perforated brick is known, which in one metallurgical vessel can be used.
- the Perforated brick itself can be used with a pouring nozzle.
- Perforated stones are made of spouts (as in EP-A-135482 described) to distinguish. The latter are used for flow of molten metal.
- the invention is based on the object, one To offer perforated brick of the type mentioned, the less sensitive is against crack formation and its service life conventional perforated stones is improved.
- the invention is based on the knowledge that this Task to be solved in an incredibly simple way can, by the perforated stone - radially to the central longitudinal axis of the Through opening viewed - from different ceramic materials is built.
- a total monolithic, for example cast or stamped Perforated stone is available which includes ceramic Matrix material from different sections (zones) different materials (types).
- thermal shock resistance includes for example the thermal shock resistance, the Corrosion resistance, thermal conductivity, the Degree of sintering, density or the like.
- a relatively dense layer follows one less dense layer in which a crack towards the dense layer runs, so the crack progress at Reaching the denser layer spontaneously interrupted or slowed down.
- the invention relates to its most general Embodiment a monolithic ceramic perforated brick with a first, upper end face and a second, lower end face and a through opening between the end faces, made of its refractory ceramic matrix at least two, in the radial direction (perpendicular to the Center longitudinal axis of the through opening) side by side arranged sections from different ceramic Materials.
- the ceramic materials of the Sections in particular in their physical properties differ.
- the sections mentioned can be between the End faces run. Since the crack formation - as stated - but especially in that of the first (upper) end face neighboring section is also observed, the mentioned sections in this area of the perforated brick to arrange and for example the lower part of the perforated brick (adjacent to the lower end face) continuously from and to design the same ceramic matrix material.
- Sections To effectively influence crack propagation should reach the minimum thickness (radial to Considered the central longitudinal axis of the through opening) mentioned sections are 1 cm. As a rule, the Sections have a thickness of several cm each.
- the sections can - in the direction of the central longitudinal axis of the Through opening viewed - straight (flat) surfaces exhibit.
- the sections are stepped between the end faces. On in this way there is an additional influence on a any crack propagation and its positive guidance at least in sections in the axial direction.
- These separators can for example, have a cylindrical shape. you will be spaced from the template for the through opening or to the inner walls of the mold and spaced arranged to each other. This way, different ones Zones formed, which then with different ceramic materials. It offers it to use ceramic casting compounds, albeit for example, ramming compounds can also be used.
- the Separators After the mold has been filled in this way, the Separators, provided they are not made from a combustible Material exist, pulled out again so that the refractory ceramic materials in adjacent zones lie directly next to each other.
- the reference number 10 denotes a perforated brick all in all. Like every perforated brick, the ones in the Figures shown perforated stones a central Through opening 12, which here has a truncated cone shape and the later inclusion of a correspondingly shaped one Gas flushing stone is used. The central longitudinal axis of the Through opening 12 bears the reference number 14.
- the perforated stones 10 a square base, whose outer walls with 10a to d are marked.
- the perforated brick 10 consists of a monolithic Refractory ceramic body 16, which according to Figures 1, 2nd in two sub-zones 16.1 (adjacent to the passage opening 12) and 16.2 (adjacent the outer walls 10a to d) is.
- zone 16.1 inside - is the shape of a truncated cone Outer wall of section 16.1 cylindrical.
- a dotted line marks the border area to the outside Section 16.2 shown.
- Sections 16.1 and 16.2 are in fact immediate to each other and form a common, continuous, monolithic matrix.
- Figures 3, 4 differs differs from that of Figures 1, 2 in that the monolithic Body 16 is divided into a total of three zones here are marked with 16.1, 16.2 and 16.3.
- the perforated brick corresponds to the Figures 3, 4 essentially that of Figures 1, 2, wherein here however an additional interface between the Layers 16.2 and 16.3 is formed.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen monolithischen feuerfesten keramischen Lochstein mit einer ersten, oberen Stirnfläche und einer zweiten, unteren Stirnfläche, sowie einer Durchgangsöffnung zwischen den Stirnflächen.The invention relates to a monolithic refractory ceramic perforated brick with a first, upper end face and a second, lower end face, and one Through opening between the end faces.
Ein solcher Lochstein dient beispielsweise der Aufnahme eines Gasspülsteines. In diesem Fall weist die Durchgangsöffnung - analog der Form des Gasspülsteines - häufig eine Kegelstumpfform auf.Such a perforated stone is used, for example, to accommodate one Gasspülsteines. In this case, the through opening has - analogous to the shape of the gas purging plug - often one Truncated cone shape.
Lochsteine der genannten Art sind auch als Bestandteile von Schieberverschlüssen bekannt. Perforated stones of the type mentioned are also part of Slider locks known.
Einen im wesentlichen analogen Aufbau zu den genannten Lochsteinen zeigen auch sogenannte Lochsteinhülsen, die wie die zuvor genannten Gasspülsteine, nachstehend zusammengefaßt unter den Begriff "Lochstein" subsumiert werden.An essentially analogous structure to the above Perforated stones also show so-called perforated stone sleeves, which like the aforementioned gas purging stones, summarized below are subsumed under the term "perforated brick".
Üblicherweise besteht ein Lochstein (siehe z.B. EP-A-352 353) aus einer mehr oder weniger dichten keramischen Matrix. Der Lochstein kann gegossen, gestampft oder gepreßt sein.Usually a perforated brick (see e.g. EP-A-352 353) consists of one or more less dense ceramic matrix. The perforated brick can poured, pounded or pressed.
Der Lochstein wird in eine Wand oder einen Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes, beispielsweise eine Stahlgießpfanne, eingebaut, meist eingemörtelt. Die eine (obere) Stirnfläche des Lochsteines ist entsprechend der Metallschmelze zugewandt. Dieses Ende wird auch als das "heiße Ende" bezeichnet. Das gegenüberliegende, nach dem Einbau außenliegende Ende des Lochsteines ist das sogenannte "kalte Ende".The perforated brick is placed in a wall or a floor metallurgical melting vessel, for example a Steel ladle, built-in, mostly mortared. The one (Upper) face of the perforated brick is according to the Facing molten metal. This end is also called that called "hot end". The opposite, after the Installation of the outer end of the perforated brick is the so-called "cold end".
Im Betrieb kommt es entsprechend zwischen dem "heißen Ende" und "kalten Ende" zur Ausbildung eines Temperaturgradienten in Axialrichtung des Spülsteines (entsprechend der Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung).In operation, it happens between the "hot end" and "cold end" to form a temperature gradient in the axial direction of the sink (corresponding to the Center longitudinal axis of the through opening).
Durch diese ungleichmäßige thermische Beanspruchung kommt es häufig zu horizontalen Rissen, also Rissen, die parallel zu den Stirnflächen des Lochsteines verlaufen. Diese Risse werden meist im Abstand von 5 bis 20 cm vom "heißen Ende" des Lochsteins beobachtet. Da der Lochstein insbesondere in Richtung auf das "kalte Ende" erst verzögert versintert ist der Rißfortschritt relativ schnell und kann bis zu einem Ablösen des "Lochsteinkopfes", also des der Schmelze zugewandten Abschnittes des Lochsteines kommen. Für die Rißbildung und den Rißfortschritt in diesem thermisch beanspruchten Bereich kann auch eine Schwächung der Zementbindung verantwortlich sein, soweit der Lochstein aus einer zementgebundenen Masse besteht.It is due to this uneven thermal stress often to horizontal cracks, i.e. cracks that are parallel to the end faces of the perforated brick. These cracks are usually at a distance of 5 to 20 cm from the "hot end" of the Lochstein observed. Since the perforated stone in particular Sintered towards the "cold end" is delayed the crack progress relatively quickly and can reach up to one Removal of the "perforated stone head", ie that of the melt facing section of the perforated brick come. For the Cracking and the crack progress in this thermally claimed area can also weaken the Cement binding will be responsible as far as the perforated brick is made from a cement-bound mass.
Neben diesen horizontalen Rissen werden auch vertikale Risse (also parallel zur Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung) beobachtet, die sich meist als sogenannte "Kreuzrisse" ausbilden, also radial von der Durchgangsöffnung nach außen beziehungsweise von einer Stirnfläche zur anderen Stirnfläche verlaufen.In addition to these horizontal cracks, there are also vertical cracks (i.e. parallel to the central longitudinal axis of the through opening) observed, which are mostly known as "cross cracks" form, so radially from the through opening to the outside or from one end face to the other end face run.
In jedem Fall kommt es zu einer erheblichen Verkürzung der Standzeit des Lochsteines.In any case, the Service life of the perforated brick.
Insbesondere bei gegossenen Lochsteinen hat man versucht, durch Zusatz von Stahlnadeln die Standzeit zu verlängern. Die Wirkung der Stahlnadeln, die als diskrete Elemente vereinzelt im Matrixmaterial vorliegen, ist jedoch allenfalls sehr gering.With cast perforated bricks in particular, attempts have been made to extend the service life by adding steel needles. The Effect of steel needles, which are isolated as discrete elements is present in the matrix material, however, is at best very low.
Aus der GB-A-1 451 548 ist ein Lochstein bekannt, der in ein metallurgisches Gefäß eingesetzt werden kann. In den Lochstein selbst kann eine Gießdüse eingesetzt werden.From GB-A-1 451 548 a perforated brick is known, which in one metallurgical vessel can be used. In the Perforated brick itself can be used with a pouring nozzle.
Lochsteine sind von Ausgüssen (wie in EP-A-135482 beschrieben) zu unterscheiden. Letztere dienen dem Durchfluss von Metallschmelze.Perforated stones are made of spouts (as in EP-A-135482 described) to distinguish. The latter are used for flow of molten metal.
Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen Lochstein der genannten Art anzubieten, der unempfindlicher gegen eine Rißbildung ist und dessen Standzeit gegenüber konventionellen Lochsteinen verbessert ist.The invention is based on the object, one To offer perforated brick of the type mentioned, the less sensitive is against crack formation and its service life conventional perforated stones is improved.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe auf verblüffend einfache Weise dadurch gelöst werden kann, indem der Lochstein - radial zur Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung betrachtet - aus unterschiedlichen keramischen Werkstoffen aufgebaut wird. Obwohl insgesamt ein monolithischer, beispielsweise gegossener oder gestampfter Lochstein zur Verfügung steht umfaßt das keramische Matrixmaterial unterschiedliche Abschnitte (Zonen) aus unterschiedlichen Werkstoffen (Sorten).The invention is based on the knowledge that this Task to be solved in an amazingly simple way can, by the perforated stone - radially to the central longitudinal axis of the Through opening viewed - from different ceramic materials is built. Although a total monolithic, for example cast or stamped Perforated stone is available which includes ceramic Matrix material from different sections (zones) different materials (types).
Konkret bedeutet dies, daß zwischen der Durchgangsöffnung und der oder den Außenwänden des Lochsteins ein erster Abschnitt aus einem keramischen Werkstoff A angeordnet ist, dem ein zweiter Abschnitt aus einem keramischen Werkstoff B folgt. Dieser kann sich bis zu den Außenwänden des Lochsteins erstrecken oder beispielsweise von einem dritten Abschnitt gefolgt werden, der wiederum aus dem Werkstoff A oder einer dritten Sorte C besteht.Specifically, this means that between the through opening and a first section of the outer wall or walls of the perforated brick is arranged from a ceramic material A, the one second section made of a ceramic material B follows. This can extend up to the outer walls of the perforated brick extend or for example from a third section be followed, which in turn is made of material A or one third variety C.
Im Ergebnis wird eine Art "Verbundkörper" gebildet, wobei die einzelnen Schichten (Abschnitte, Zonen) jedoch untereinander und insgesamt wiederum einen monolithischen Körper ausbilden, wobei nicht ausgeschlossen wird, daß zwischen den einzelnen Zonen (Abschnitten) Grenzflächenbereiche auch nach dem Versintern vorhanden sind. Insoweit bezieht sich der Begriff "insgesamt monolithischer Körper" darauf, daß die einzelnen Zonen (Abschnitte) nicht losgelöst voneinander und nebeneinander angeordnet sind, sondern sich zu einem einheitlichen, durchgehenden Körper, einer einheitlichen, durchgehenden Matrix ergänzen. As a result, a kind of "composite body" is formed, the individual layers (sections, zones) with each other and in turn form a monolithic body, it is not excluded that between the individual Zones (sections) interface areas also after Sintering are present. To that extent the term refers "overall monolithic body" insists that the individual Zones (sections) not detached from each other and are arranged side by side, but become one uniform, continuous body, a uniform, complete continuous matrix.
Die unterschiedlichen Werkstoffe haben jedoch zur Folge, daß innerhalb der entsprechenden Zonen auch unterschiedliche physikalische Eigenschaften eingestellt werden können, die in Hinblick auf das genannte Rißverhalten der Lochsteine von wesentlicher Bedeutung sind.However, the different materials have the consequence that also different within the corresponding zones physical properties that can be set in With regard to the crack behavior of the perforated bricks from are essential.
Dabei geht es insbesondere um die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden keramischen Werkstoffe beziehungsweise daraus gebildeten Abschnitte.It is particularly about the physical Properties of the corresponding ceramic materials or sections formed therefrom.
Der Begriff "physikalische Eigenschaften" umfaßt beispielsweise die Temperaturwechselbeständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, den Versinterungsgrad, die Dichte oder dergleichen.The term "physical properties" includes for example the thermal shock resistance, the Corrosion resistance, thermal conductivity, the Degree of sintering, density or the like.
Folgt beispielsweise eine relativ dichte Schicht einer weniger dichten Schicht, in der ein Riß in Richtung auf die dichte Schicht verläuft, so wird der Rißfortschritt bei Erreichen der dichteren Schicht spontan unterbrochen beziehungsweise verlangsamt.For example, a relatively dense layer follows one less dense layer in which a crack towards the dense layer runs, so the crack progress at Reaching the denser layer spontaneously interrupted or slowed down.
Folgt zum Beispiel eine Schicht, die bereits bei 900°C sintert, einer Schicht, die erst bei 1.100°C sintert, so ist offensichtlich, daß sich ein Riß, der sich beispielsweise bei einer Temperatur von 1.000°C in diesem Bereich bildet, relativ leicht durch die noch "mürbe" Zone hindurchgehen kann, die erst bei 1.100°C sintert, jedoch dann gestoppt oder im Rißfortschritt reduziert wird, wenn die bereits gesinterte Schicht erreicht wird. For example, there follows a layer that is already at 900 ° C sinters, a layer that only sinters at 1,100 ° C obvious that there is a crack, for example at a temperature of 1,000 ° C in this area, go relatively easily through the still "crumbly" zone that sinters at 1,100 ° C, but then stops or is reduced in crack progress if the one already sintered Layer is reached.
Danach betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform einen monolithischen keramischen Lochstein mit einer ersten, oberen Stirnfläche und einer zweiten, unteren Stirnfläche sowie einer Durchgangsöffnung zwischen den Stirnflächen, dessen feuerfeste keramische Matrix aus mindestens zwei, in Radialrichtung (senkrecht zur Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung) nebeneinander angeordneten Abschnitten aus unterschiedlichen keramischen Werkstoffen besteht.Thereafter, the invention relates to its most general Embodiment a monolithic ceramic perforated brick with a first, upper end face and a second, lower end face and a through opening between the end faces, made of its refractory ceramic matrix at least two, in the radial direction (perpendicular to the Center longitudinal axis of the through opening) side by side arranged sections from different ceramic Materials.
Wie ausgeführt können sich die keramischen Werkstoffe der Abschnitte insbesondere in ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden.As stated, the ceramic materials of the Sections in particular in their physical properties differ.
Da die Rißbildung und der Rißfortschritt maßgeblich von dem jeweiligen Gefüge des keramischen Materials abhängt sieht eine Ausführungsform vor, die Abschnitte aus keramischen Werkstoffen auszubilden, die ein unterschiedliches Gefüge aufweisen oder unter Temperatureinwirkung ein unterschiedliches Gefüge ausbilden.Since the crack formation and the crack progress significantly from that depends on the respective structure of the ceramic material an embodiment before, the sections of ceramic Form materials that have a different structure exhibit or under the influence of temperature develop different structures.
Die genannten Abschnitte können durchgehend zwischen den Stirnflächen verlaufen. Da die Rißbildung - wie ausgeführt - jedoch insbesondere in dem der ersten (oberen) Stirnfläche benachbarten Abschnitt beobachtet wird genügt es auch, die genannten Abschnitte in diesem Bereich des Lochsteines anzuordnen und beispielsweise den unteren Teil des Lochsteins (der unteren Stirnfläche benachbart) durchgehend aus ein und demselben keramischen Matrixmaterial zu gestalten. The sections mentioned can be between the End faces run. Since the crack formation - as stated - but especially in that of the first (upper) end face neighboring section is also observed, the mentioned sections in this area of the perforated brick to arrange and for example the lower part of the perforated brick (adjacent to the lower end face) continuously from and to design the same ceramic matrix material.
Um eine effektive Beeinflussung des Rißfortschritts zu erreichen sollte die Mindestdicke (radial zur Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung betrachtet) der genannten Abschnitte 1 cm betragen. In der Regel werden die Abschnitte eine Dicke von jeweils mehreren cm aufweisen.To effectively influence crack propagation should reach the minimum thickness (radial to Considered the central longitudinal axis of the through opening) mentioned sections are 1 cm. As a rule, the Sections have a thickness of several cm each.
Die Abschnitte können - in Richtung der Mittenlängsachse der Durchgangsöffnung betrachtet - gerade (plane) Oberflächen aufweisen.The sections can - in the direction of the central longitudinal axis of the Through opening viewed - straight (flat) surfaces exhibit.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Abschnitte zwischen den Stirnflächen stufenartig ausgebildet sind. Auf diese Weise erfolgt eine zusätzliche Beeinflussung eines etwaigen Rißfortschritts und dessen Zwangsführung zumindest abschnittweise in Axialrichtung.According to one embodiment it is provided that the sections are stepped between the end faces. On in this way there is an additional influence on a any crack propagation and its positive guidance at least in sections in the axial direction.
Die Herstellung eines Lochsteins der genannten Art kann wie folgt vorgenommen werden:The production of a perforated brick of the type mentioned can be like can be made as follows:
In eine Lochsteinform werden eine Schablone für die Durchgangsöffnung sowie eine oder mehrere selbsttragende Trennelemente eingesetzt. Diese Trennelemente können beispielsweise eine Zylinderform aufweisen. Sie werden beabstandet zur Schablone für die Durchgangsöffnung beziehungsweise zu den Innenwänden der Form und beabstandet zueinander angeordnet. Auf diese Weise werden verschiedene Zonen ausgebildet, die anschließend mit unterschiedlichen keramischen Werkstoffen verfüllt werden. Dabei bietet es sich an, keramische Gießmassen zu verwenden, wenngleich beispielsweise auch Stampfmassen eingesetzt werden können. A template for the Through opening and one or more self-supporting Separators used. These separators can for example, have a cylindrical shape. you will be spaced from the template for the through opening or to the inner walls of the mold and spaced arranged to each other. This way, different ones Zones formed, which then with different ceramic materials. It offers it to use ceramic casting compounds, albeit for example, ramming compounds can also be used.
Der chemisch mineralogische Aufbau der Massen ist praktisch beliebig; entscheidend ist nur, daß unterschiedliche Massen in benachbarten Abschnitten (Zonen) eingefüllt werden.The chemical mineralogical structure of the masses is practical any; the only decisive thing is that different masses in neighboring sections (zones).
Nachdem die Form auf diese Weise gefüllt wurde werden die Trennelemente, sofern sie nicht aus einem verbrennbaren Material bestehen, wieder herausgezogen, so daß die feuerfesten keramischen Werkstoffe benachbarter Zonen unmittelbar aneinander liegen.After the mold has been filled in this way, the Separators, provided they are not made from a combustible Material exist, pulled out again so that the refractory ceramic materials in adjacent zones lie directly next to each other.
Sobald der Lochstein eine ausreichende Grünstandfestigkeit erreicht hat kann er entformt und auf bekannte Art und Weise weiterbearbeitet beziehungsweise eingesetzt werden.As soon as the perforated stone has sufficient green stability has reached demoulding and in a known manner processed or used.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.Further features of the invention result from the features of the subclaims and the other registration documents.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is illustrated below with various Exemplary embodiments explained in more detail.
Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -
- Figur 1:
- einen vertikalen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Lochsteins,
- Figur 2:
- eine Aufsicht auf den Lochstein nach Figur 1,
- Figur 3:
- einen vertikalen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Lochsteins,
- Figur 4:
- eine Aufsicht auf den Lochstein nach Figur 3.
- Figure 1:
- 3 shows a vertical longitudinal section through a first embodiment of a perforated brick,
- Figure 2:
- 2 shows a top view of the perforated brick according to FIG. 1,
- Figure 3:
- a vertical longitudinal section through a second embodiment of a perforated brick,
- Figure 4:
- a top view of the perforated brick according to Figure 3.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.In the figures, the same or equivalent components are included the same reference numerals.
Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Lochstein
insgesamt. Wie jeder Lochstein so umfassen auch die in den
Figuren dargestellten Lochsteine eine mittige
Durchgangsöffnung 12, die hier eine Kegelstumpfform aufweist
und der späteren Aufnahme eines korrespondierend geformten
Gasspülsteins dient. Die Mittenlängsachse der
Durchgangsöffnung 12 trägt das Bezugszeichen 14.The reference number 10 denotes a perforated brick
all in all. Like every perforated brick, the ones in the
Figures shown perforated stones a central
Through opening 12, which here has a truncated cone shape
and the later inclusion of a correspondingly shaped one
Gas flushing stone is used. The central longitudinal axis of the
Through opening 12 bears the
Wie sich aus den Figuren 2, 4 ergibt weisen die Lochsteine 10 eine quadratische Grundfläche auf, deren Außenwände mit 10a bis d gekennzeichnet sind.As can be seen from FIGS. 2, 4, the perforated stones 10 a square base, whose outer walls with 10a to d are marked.
Zwischen der Durchgangsöffnung 12 und den Außenwänden 10a bis
d besteht der Lochstein 10 aus einem monolithischen
feuerfesten keramischen Körper 16, der gemäß den Figuren 1, 2
in zwei Teilzonen 16.1 (der Durchgangsöffnung 12 benachbart)
und 16.2 (den Außenwänden 10a bis d benachbart) unterteilt
ist.Between the through
Während die Zone 16.1 innenseitig - entsprechend der Form der Durchgangsöffnung 12 - kegelstumpfartig verläuft ist die Außenwand des Abschnittes 16.1 zylindrisch. While the zone 16.1 inside - according to the shape of the Through opening 12 - is the shape of a truncated cone Outer wall of section 16.1 cylindrical.
Durch eine punktierte Linie ist der Grenzbereich zum äußeren Abschnitt 16.2 dargestellt.A dotted line marks the border area to the outside Section 16.2 shown.
Tatsächlich liegen die Abschnitte 16.1 und 16.2 unmittelbar aneinander und bilden eine gemeinsame, durchgehende, monolithische Matrix.Sections 16.1 and 16.2 are in fact immediate to each other and form a common, continuous, monolithic matrix.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel (Figuren 1, 2) besteht der Abschnitt 16.1 aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff, der bei 1.100°C sintert, während der äußere Abschnitt 16.2 aus einem keramischen feuerfesten Werkstoff besteht, der bereits bei 900°C sintert.In the illustrated embodiment (Figures 1, 2) section 16.1 made of a refractory ceramic Material that sinters at 1,100 ° C while the outer one Section 16.2 of a ceramic refractory material exists that sinters at 900 ° C.
Bildet sich - wie schematisch in Figur 1 eingezeichnet - von
der Innenwand des Abschnitts 16.1 ein Riß 18 aus (senkrecht
zur Mittenlängsachse 14 der Durchgangsöffnung 12), so
erreicht der Riß 18 zu einer gegebenen Zeit die Grenzfläche
zum Abschnitt 16.2.Forms - as shown schematically in Figure 1 - of
a crack 18 from the inner wall of section 16.1 (vertical
to the central
Geht man davon aus, daß zu diesem Zeitpunkt im Bereich des Risses 18 eine Temperatur von beispielsweise 1.000°C herrscht, so bedeutet dies, daß die Schicht 16.1 noch nicht gesintert ist, während die Schicht 16.2 bereits gesintert ist. Folglich kann sich der Riß 18 nicht ohne weiteres in der Schicht 16.2 fortsetzen; vielmehr wird er im Grenzbereich zwischen den Schichten 16.1 und 16.2 gestoppt. Entweder endet der Riß dann hier oder er setzt sich allenfalls mit verzögerter Geschwindigkeit in der äußeren Schicht 16.2 fort. If one assumes that at this point in the area of Cracks 18 a temperature of, for example, 1,000 ° C prevails, this means that layer 16.1 is not yet is sintered while layer 16.2 is already sintered is. Consequently, the crack 18 can not easily in the Continue layer 16.2; rather it becomes in the border area stopped between layers 16.1 and 16.2. Either ends then the crack here, or at best it settles decelerated speed in the outer layer 16.2.
Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3, 4 unterscheidet
sich von dem der Figuren 1, 2 dadurch, daß der monolithische
Körper 16 hier in insgesamt drei Zonen unterteilt ist, die
mit 16.1, 16.2 und 16.3 gekennzeichnet sind.The embodiment of Figures 3, 4 differs
differs from that of Figures 1, 2 in that the
Dabei bestehen die Schichten 16.1 (der Durchgangsöffnung 12 benachbart) und 16.3 (den Außenwänden 10a bis d benachbart) aus demselben keramischen Werkstoff, während die dazwischen angeordnete, zylindrische Schicht 16.2 aus einer anderen feuerfesten Masse besteht.Layers 16.1 (through opening 12 adjacent) and 16.3 (adjacent to the outer walls 10a to d) from the same ceramic material while the one in between arranged, cylindrical layer 16.2 from another refractory mass.
Bezüglich des Rißverhaltens entspricht der Lochstein nach den Figuren 3, 4 im wesentlichen dem nach den Figuren 1, 2, wobei hier jedoch eine zusätzliche Grenzfläche zwischen den Schichten 16.2 und 16.3 ausgebildet wird.Regarding the crack behavior, the perforated brick corresponds to the Figures 3, 4 essentially that of Figures 1, 2, wherein here however an additional interface between the Layers 16.2 and 16.3 is formed.
Selbstverständlich ist es zur weiteren Optimierung möglich, die Schicht 16.3 aus einer anderen feuerfesten Sorte als die der Schicht 16.1 auszubilden.Of course, for further optimization it is possible layer 16.3 of a different refractory grade than that of layer 16.1.
Neben den dargestellten Ausführungsformen ist es möglich, beispielsweise die Außenwand der Schicht 16.1 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 auch anders zu gestalten.In addition to the illustrated embodiments, it is possible for example the outer wall of layer 16.1 after To design the embodiment of Figure 1 differently.
So kann die Außenwand zwischen der oberen Stirnfläche 20 des
Lochsteins 10 und der unteren Stirnfläche 22 auch stufenartig
ausgebildet werden.So the outer wall between the upper end face 20 of the
Lochstein 10 and the
Claims (8)
- A monolithic refractory ceramic nozzle brick (10), comprising a first, upper end face (20), a second, lower end face (22) and a through-aperture (12) between the end faces (20, 22), the refractory ceramic matrix (16) of which consists of at least two sections (16.1, 16.2, 16.3) arranged adjacently in the radial direction - perpendicular to the central longitudinal axis (14) of the through-aperture (12) - and made of different ceramic materials.
- Nozzle brick according to Claim 1, wherein the ceramic materials of the sections (16.1, 16.2, 16.3) differ in their physical properties.
- Nozzle brick according to Claim 2, wherein the ceramic materials of the sections (16.1, 16.2, 16.3) differ in their grain structure.
- Nozzle brick according to Claim 2, wherein the ceramic materials of the sections (16.1, 16.2, 16.3) differ with respect to their sintering temperature.
- Nozzle brick according to Claim 1, wherein the ceramic materials of the sections (16.1, 16.2, 16.3) differ in their chemical-mineralogical structure.
- Nozzle brick according to Claim 1, wherein the sections (16.1, 16.2, 16.3) are disposed continuously between the end faces (20, 22).
- Nozzle brick according to Claim 1, wherein each section (16.1, 16.2, 16.3) has a minimum thickness - radially with respect to the central longitudinal axis (14) of the through-aperture (12) - of 1 cm.
- Nozzle brick according to Claim 1, wherein the sections (16.1, 16.2, 16.3) have peripheral gradations between the end faces (20, 22).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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