SE515802C2

SE515802C2 - A purge plug

Info

Publication number: SE515802C2
Application number: SE0001592A
Authority: SE
Inventors: Jan Sahlin
Original assignee: Sahlin Gjutteknik Ab
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2001-10-08
Also published as: WO2001083832A1; AU2001252832A1; SE0001592L; SE0001592D0

Abstract

A purge plug which is adapted to be replaceably attached to the bottom (3) of a metallurgical vessel (1) for purging gas (21) through a heat (2) in the vessel. The purge plug comprises an external, essentially sleeve-shaped body portion (9) and an internal, truncated conical body portion (11) of ceramic material. Between these a gap (12) is arranged which extends between the end faces (14, 15 and 16, 17) of the body and a casing (7) encloses the body. The internal body portion (11) is movable in relation to the external body portion (9) and biased by a resilient bottom plate (18) in a direction towards the heat (2) to close the gap (12). The gas is fed to the external end face (14, 15) of the body in order to, at a predetermined pressure, flow through the gap (12) to the internal end face (16, 17) of the body and into the heat (2). The bottom plate (18) is formed in one piece and comprises an essentially flat, central portion (23) which is attached to the internal body portion (11), a peripheral portion (24) which is attached to the casing (7) and an intermediate, bent portion (25). The central portion (23) and the peripheral portion (24) are essentially parallel to the external end face (14, 15). The intermediate portion (25) is defined by an internal border area (26) and an external border area (27) which smoothly pass into the central portion (23) and into the peripheral portion (24), respectively.

Description

lO 15 20 25 30 35 111 ua LN (D IQ , , . . | » . - - o- 2 magnesit och uppvisar vanligtvis ett rektangulärt tvärsnitt. Spolstenen levereras i allmänhet i s.k. set, d.v.s. käglan levereras monterad i en hålsten som väger ca 50 kg. lO 15 20 25 30 35 111 ua LN (D IQ,,.. | ». - - o- 2 magnesite and usually has a rectangular cross-section. The coil stone is generally delivered in a so-called set, ie the cone is delivered mounted in a hollow stone weighing approx. 50 kg.

Spolstenen har en nyckelfunktion för tillverkning av rent stål och används av praktiskt taget alla stålverk i världen. En eller flera spolstenar monteras utbytbart i botten på ett i alla stålverk förekommande aggregat kal- lad skänk, d.v.s. en behållare infodrad med eldfast kera- miskt material avsedd att innehålla smält stål. I skänken genomförs diverse högtemperaturkemiska processer i vilka spolstenen har en avgörande roll. Genom spolstenen spolas gas, i allmänhet argon. Spolstenen slits kraftigt under processen i sitt översta, mot smältan riktade parti och måste regelbundet ersättas med en ny spolsten, då dess höjd krympt till en minsta tillåten nivå.The coil stone has a key function for the production of pure steel and is used by virtually all steel mills in the world. One or more coil stones are exchangeably mounted in the bottom of a unit called a sideboard in all steelworks, i.e. a container lined with refractory ceramic material intended to contain molten steel. In the ladle, various high-temperature chemical processes are carried out in which the flushing stone has a decisive role. Gas, generally argon, is flushed through the flushing stone. The cobblestone wears heavily during the process in its uppermost, melt-facing portion and must be regularly replaced with a new cobblestone, as its height has shrunk to a minimum allowable level.

De första spolstenarna som tillverkades var porösa d.v s. de var gasgenomsläppliga men släppte inte igenom stål. Nackdelen med dessa spolstenar var att det krävdes högt tryck på gasen för att få igenom tillräckligt flöde och p.g.a. deras porositet var slitaget högt.The first cobblestones produced were porous, i.e. they were gas permeable but did not let through steel. The disadvantage of these flushing stones was that high pressure was required on the gas to get through sufficient flow and p.g.a. their porosity was worn high.

Nästa steg i utvecklingen av spolstenar var s.k. riktad porositet d.v.s. man göt in ett antal kanaler ca 0,5 mm i diameter och spolar med gas genom kanalerna.The next step in the development of cobblestones was the so-called directed porosity i.e. a number of channels about 0.5 mm in diameter were cast in and gas was flushed through the channels.

Kanalerna utgjordes allmänt av stålrör. Fördelen med denna spolsten var att det var lätt att få ett gasflöde genom stenen och att stenen kunde göras kompakt, vilket innebar minskat slitage. Nackdelen var större risk för infiltration av stål i kanalerna, vilket satte igen spol- stenen. För att undvika infiltrationsrisken måste ett minimiflöde av gas genom kanalerna upprätthållas. Gasen tillfördes genom en trycklåda som är integrerad med plåt- manteln och som är ansluten till kanalerna.The ducts were generally made of steel pipes. The advantage of this cobblestone was that it was easy to get a gas flow through the stone and that the stone could be made compact, which meant reduced wear. The disadvantage was a greater risk of infiltration of steel into the channels, which blocked the coil stone. To avoid the risk of infiltration, a minimum flow of gas through the ducts must be maintained. The gas was supplied through a pressure box which is integrated with the sheet metal jacket and which is connected to the ducts.

Det tredje steget i utvecklingen av spolstenar var att gjuta in slitsar eller spalter ca 0,2 mm tjocka och ca 20 mm långa genom spolstenen i stället för kanaler.The third step in the development of cobblestones was to cast slits or gaps about 0.2 mm thick and about 20 mm long through the cobblestone instead of channels.

Fördelen med detta var att det var lätt att få ett högt 10 15 20 25 30 35 . . - | « a . w - nu 3 gasflöde utan att få infiltration av stål i slitsarna.The advantage of this was that it was easy to get a high 10 15 20 25 30 35. . - | «A. w - now 3 gas flow without getting infiltration of steel in the slots.

Dock finns det alltid en risk för infiltration av stàl så länge som det finns öppna spalter i spolstenen.However, there is always a risk of steel infiltration as long as there are open gaps in the coil.

En spolsten skall uppfylla tre krav: hög hållbarhet, god gasgenomsläpplighet samt undvika infiltration av stàl i spalterna i spolstenen.A flush stone must meet three requirements: high durability, good gas permeability and avoid infiltration of steel in the slits in the flush stone.

- God hållbarhet erhålles genom ett högvärdigt, eldfast kompakt material i spolstenen.- Good durability is obtained through a high-quality, refractory compact material in the cobblestone.

- Hög gasgenomsläpplighet erhålles genom tillräckligt stor yta på hålen.- High gas permeability is obtained through a sufficiently large surface on the holes.

- Minimal infiltration erhålles genom tillräckligt små hål.- Minimal infiltration is obtained through sufficiently small holes.

Dessa tre krav motarbetar varandra och en spolsten blir en kompromiss av dessa tre egenskaper.These three requirements work against each other and a spool stone becomes a compromise of these three properties.

Genom den tyska patentskriften DE 196 10578 är en spolsten förut känd som innefattar en yttre kropp med ett stympat koniskt hàlrum i sitt övre parti, ett cylind- riskt, förstorat hàlrum i ett mellanliggande parti och en cylindrisk kanal i sitt nedre parti. Hàlrummen står i förbindelse med varandra för att tillåta gas med ett spe- cifikt tryck att strömma från den ena ändytan till den andra. I hàlrummen, i ovannämnda ordningsföljd, är en stympat konisk kägla, en kolv och en rörformad, med öpp- ningar försedd kolvstàng rörligt anordnade som en enhet.From German Patent Specification DE 196 10578 a cobblestone is previously known which comprises an outer body with a truncated conical cavity in its upper portion, a cylindrical, enlarged cavity in an intermediate portion and a cylindrical channel in its lower portion. The cavities communicate with each other to allow gas with a specific pressure to flow from one end surface to the other. In the cavities, in the above-mentioned order, a frustoconical cone, a piston and a tubular piston rod provided with openings are movably arranged as a unit.

Käglan är förspänd till en stängande position med hjälp av en utvändig tryckfjäder, vilken ingriper med kolv- stàngens fria, från spolstenen utskjutande ände. När gas med ett tillräckligt högt tryck (för att motverka fjä- derns kraft och det metallurgiska trycket) tillföres genom ett gasmatningsrör och via kolvstången till det förstorade hàlrummet lyfter kolven käglan och spalten mellan det koniska hàlrummet och käglan öppnas. Gasen kan då strömma runt kolven och genom spalten in i smältan.The cone is biased to a closing position by means of an external compression spring, which engages with the free end of the piston rod projecting from the coil stone. When gas with a sufficiently high pressure (to counteract the force of the spring and the metallurgical pressure) is supplied through a gas supply pipe and via the piston rod to the enlarged cavity, the piston lifts the cone and the gap between the conical cavity and the cone opens. The gas can then flow around the piston and through the gap into the melt.

Nackdelarna med denna konstruktion är: - Den är mycket svår att tillverka eftersom spolstenar i allmänhet är gjutna av en eldfast massa. Att gjuta in (16) är tekniskt ett mellanliggande, förstorat hàlrum lO 15 20 25 30 35 Cﬁ .a (H (D CD få » . ~ . - : . - - nu 4 sett svårt eftersom den för gjutningen använde schablonen är mycket svår att avlägsna.The disadvantages of this construction are: - It is very difficult to manufacture because cobblestones are generally cast from a refractory mass. Casting in (16) is technically an intermediate, enlarged cavity 10 15 20 25 30 35 C ﬁ .a (H (D CD few ». ~. -:. - - now 4 seen as difficult because the stencil used for casting is very difficult to remove.

- Den har komplicerade utstickande delar (fjäderupphäng- ningen under spolsten) som inte passar i stålverksmiljö eftersom de lätt kan gå sönder genom slag eller annan brutal hantering.- It has complicated protruding parts (the spring suspension under the coil stone) that do not fit in a steelworks environment because they can easily break through blows or other brutal handling.

- Fjäderupphängningen blir dyr att tillverka.- The spring suspension becomes expensive to manufacture.

- Spolstenen slits ned efter hand. Vid slitage ned till (16) genom stenen och stål rinner igenom skänkens botten med det förstorade hålrummet får man ett genombrott katastrofala följder. Det är således mycket viktigt att stenen inte slits ned till denna nivå. Det krävs avan- cerad utrustning för att fastställa hur långt ned spol- stenen slitits.- The coil stone wears down gradually. When worn down to (16) through the stone and steel flows through the bottom of the sideboard with the enlarged cavity, you get a breakthrough catastrophic consequences. It is thus very important that the stone does not wear down to this level. Advanced equipment is required to determine how far down the coil stone has been worn.

Ett annat patent som baserar sig på en spolsten med en rörlig och fast kropp, där gasen strömmar genom en ringspalt, är det amerikanska patentet US-A 4 470 582.Another patent based on a coil stone with a movable and solid body, where the gas flows through an annular gap, is the American patent US-A 4,470,582.

Det som i huvudsak skiljer denna konstruktion från den i det ovannämnda tyska patentet är att tryckfjädern ersatts med en hävstångsmekanism som är förbelastad medelst en hydraulcylinder.What essentially distinguishes this construction from that in the above-mentioned German patent is that the compression spring is replaced by a lever mechanism which is preloaded by means of a hydraulic cylinder.

Nackdelarna med denna konstruktion är: - Genom dess komplicerade form blir den mycket dyr att tillverka.The disadvantages of this construction are: - Due to its complicated shape, it becomes very expensive to manufacture.

- Gasflödet styrs genom en yttre ventil som öppnar och stänger ringspalten genom att styra den rörliga kroppen uppåt respektive nedåt. Nackdelen är att det krävs en yttre regleranordning som tar plats och inte passar i stålverksmiljö. Den kan lätt skadas av yttre påverkan.- The gas flow is controlled by an external valve that opens and closes the ring gap by guiding the movable body upwards and downwards. The disadvantage is that an external control device is required that takes up space and does not fit in a steelworks environment. It can be easily damaged by external influences.

- Liksom ovanstående tyska patent slits spolstenen med samma resultat som ovan angivits. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en spolsten med en spalt, vars bredd är en funktion av det anbringade gastrycket, som är enkel och billig att tillverka. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en spolsten med en reglerbar spalt, som ej kräver kompli- 10 15 20 25 30 35 (H _; (n 'ÛÛE SD JO .i n; 5 cerade mekanismer och ej uppvisar några utstickande detaljer.- Like the German patent above, the spool stone wears with the same result as stated above. The object of the present invention is to provide a flush stone with a gap, the width of which is a function of the applied gas pressure, which is simple and inexpensive to manufacture. Yet another object of the invention is to provide a spool stone with an adjustable gap which does not require complicated mechanisms and does not have any protruding details.

Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma en spol- sten som kan tåla ett avsevärt (ferrostatiskt) tryck från smältan i det metallurgiska kärlet utan att spalten öppnas men som kräver betydligt lägre gastryck för att öppna spalten.Another object is to provide a flushing stone which can withstand a considerable (ferrostatic) pressure from the melt in the metallurgical vessel without opening the gap but which requires significantly lower gas pressure to open the gap.

Det är ytterligare ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en funktionssäker spolsten som kan slitas ned i det närmaste helt innan genombrott sker och med en ständigt lättreglerbar spalt.It is a further object of the invention to provide a reliable spool stone which can be worn down almost completely before breakthrough takes place and with a constantly easily adjustable gap.

Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningar med en spolsten enligt det inledande stycket, som kännetecknas av att bottenplattan är utformad i ett stycke och inne- fattar ett i huvudsak plant, centralt parti som är fäst ett periferiparti som är fäst att det vid det inre kroppspartiet, vid manteln och ett mellanliggande, krökt parti, centrala partiet och periferpartiet är i allt väsentligt parallella med den utvändiga ändytan och att det mellan- liggande partiet avgränsas av ett inre gränsområde och ett yttre gränsområde, vilka jämnt övergår i det centrala partiet respektive periferpartiet.These objects are achieved according to inventions with a cobblestone according to the introductory paragraph, characterized in that the bottom plate is formed in one piece and comprises a substantially flat, central portion which is attached to a peripheral portion which is attached to the inner body portion, at the mantle and an intermediate, curved portion, the central portion and the peripheral portion are substantially parallel to the outer end surface and that the intermediate portion is delimited by an inner boundary area and an outer boundary area, which evenly merge into the central portion and the peripheral portion, respectively.

Vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av de särdrag som anges i underkraven.Further developments of the invention appear from the features set forth in the subclaims.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas i exemplifierande syfte med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig l i en vertikal snittvy schematisk illustrerar botten av en skänk med anbringade spolstenar; Fig 2 i en vertikal snittvy visar en spolsten enligt uppfinningen med sluten gasflödesspalt; Fig 3 visar spolstenen enligt fig 2 med öppen gas- flödesspalt; och Fig 4, fig 5 samt fig 6 schematiskt och i vertikal snittvy illustrerar olika utföringsformer av spolstenens bottenplatta. lO 15 20 25 30 35 01 .a iﬁ (D (D IQ 6 Med hänvisning först till fig 1 illustreras schema- tiskt bottenpartiet av metallurgiskt kärl l, exempelvis en konverter, en ljusbågsugn, en skänk eller dylikt, för en smälta 2, vanligtvis en smälta av metall, såsom stål.A preferred embodiment of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 in a vertical sectional view schematically illustrates the bottom of a ladle with applied cobblestones; Fig. 2 in a vertical sectional view shows a coil stone according to the invention with closed gas flow gap; Fig. 3 shows the coil stone according to Fig. 2 with an open gas flow gap; and Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6 schematically and in vertical sectional view illustrate different embodiments of the bottom plate of the cobblestone. 10 15 25 25 30 35 01 .a i ﬁ (D (D IQ 6 Referring first to Fig. 1) schematically illustrates the bottom portion of metallurgical vessel 1, for example, a converter, an arc furnace, a ladle or the like, for a melt 2, usually a melt of metal, such as steel.

I kärlets utbytbara spolstenar 4 frigörbart fästa med hjälp av i 1 botten 3 är på konventionellt sätt ett antal sig kända fåstorgan, såsom antytts med hänvisningsbeteck- ningen 5. Ett gasmatningsrör 6 är anslutet till respek- tive spolsten 4. Allt detta är känd teknik och erfordrar därför ej någon närmare förklaring.A number of known fastening means, as indicated by the reference numeral 5, are releasably attached to the exchangeable coil stones 4 releasably by means of the bottom 3 in a conventional manner, as indicated by the reference numeral 5. A gas supply pipe 6 is connected to the respective coil stone 4. All this is known technology and therefore does not require any further explanation.

Det hänvisas nu till figurerna 2 och 3, på vilka spolstenens enligt uppfinningen konstruktion och funktion åskådliggöres. Spolstenen 4 innefattar en mantel 7, vilken sträcker sig från spolstenens nedersta parti i fig 1 och mot spolstenens översta parti. Manteln 7 sträcker sig företrädesvis till spolstenens översta parti, såsom visats i fig 2, men kan även avslutas i nivå med hän- visningsbeteckningen ”22” i nämnda figur. Då spolstenen skall användas för en stàlsmälta 2 är manteln 7 företrä- desvis tillverkad av stål. Manteln har visats vara stym- pat konisk med den smala änden i kontakt med smältan, se fig l, men den kan även vara upp- och nedvänd eller cy- lindrisk (ej visat). En keramisk kropp 8 är omsluten av manteln 7 och är företrädesvis fäst vid manteln 7 längs hela dess längd.Reference is now made to Figures 2 and 3, in which the construction and function of the coil stone according to the invention are illustrated. The coil stone 4 comprises a jacket 7, which extends from the lower part of the coil stone in Fig. 1 and towards the upper part of the coil stone. The jacket 7 preferably extends to the upper part of the coil stone, as shown in Fig. 2, but can also end at the level of the reference numeral "22" in said figure. When the coil stone is to be used for a steel melt 2, the jacket 7 is preferably made of steel. The jacket has been shown to be truncated conical with the narrow end in contact with the melt, see Fig. 1, but it can also be turned upside down or cylindrical (not shown). A ceramic body 8 is enclosed by the jacket 7 and is preferably attached to the jacket 7 along its entire length.

Kroppen 8 är i sin tur uppdelad i ett yttre, kon- centriskt, i huvudsak hylsformat kroppsparti 9 med ett stympat koniskt format invändigt hàlrum och ett inre, stympat koniskt format kroppsparti ll, som helt fyller upp hålrummet. Det inre kroppspartiet ll är rörligt, i förhållande till det yttre kroppspartiet 9 med en spalt 12 mellan dessa. Vid d.v.s. förskjutbart i längdled, framställning av kroppspartierna 9 och ll kan det inre kroppspartiet ll lätt formas, väl anpassat till det yttre kroppspartiet 9, genom att en plastfolie eller -ark, som formats till ett stympat koniskt mantelelement, placeras koncentriskt i manteln 7 vid gjutningstillfället och av- 10 15 20 25 30 35 . . . . .- 7 lägsnas därefter när det eldfasta materialet (den kera- miska massan) stelnat. I samband med gjutningen kan vi- dare gängade blindhàl 13 åstadkommas eller kan gängade hylsinsatser ingjutas i det inre kroppspartiets 11 större ändyta 14.The body 8 is in turn divided into an outer, concentric, substantially sleeve-shaped body portion 9 with a truncated conically shaped inner cavity and an inner, truncated conically shaped body portion 11, which completely fills the cavity. The inner body portion 11 is movable, relative to the outer body portion 9 with a gap 12 therebetween. At i.e. longitudinally displaceable, production of the body portions 9 and 11, the inner body portion 11 can be easily formed, well adapted to the outer body portion 9, by placing a plastic foil or sheet formed into a truncated conical shell element concentrically in the shell 7 at the time of casting and av- 10 15 20 25 30 35. . . . .- 7 is then removed when the refractory material (the ceramic mass) has solidified. In connection with the casting, further threaded blind holes 13 can be provided or threaded sleeve inserts can be cast into the larger end surface 14 of the inner body portion 11.

I fig 2 och 3 har spalten 12 visats vara linjär och jämntjock längs hela sin längd. Emellertid kan spalten vara något böjd (konvex) i längdled och/eller svagt divergerande från den i fig 2 och 3 övre eller mindre ändytan 16, 17 i riktning mot den undre eller större ändytan 14, 15. Det väsentliga är att spalten 12 kan tillslutas vid den övre eller invändiga (se fig 1) ändytan. Genom nämnda form på spalten minskas friktionskrafterna mellan det inre kroppspartiet 11 och det yttre kroppspartiet 9, vilket medför att det erfodras ett lägre tryck på spolgasen för att förskjuta kroppspartierna 11 och 9 relativt varandra än om spalten 12 vore jämntjock.In Figs. 2 and 3, the gap 12 has been shown to be linear and evenly thick along its entire length. However, the gap may be slightly curved (convex) longitudinally and / or slightly diverging from the upper or smaller end surface 16, 17 in Figs. 2 and 3 towards the lower or larger end surface 14, 15. The essential thing is that the gap 12 can be closed at the upper or inner (see Fig. 1) end surface. Due to said shape of the gap, the frictional forces between the inner body portion 11 and the outer body portion 9 are reduced, which means that a lower pressure on the purge gas is required to displace the body portions 11 and 9 relative to each other than if the gap 12 were evenly thick.

Företrädesvis, men ej nödvändigtvis, ligger det yttre kroppspartiets 9 större ändyta 15 i nivå med ovan- nämnda ändyta 14. Detsamma gäller för kroppspartiernas 9 och 11 mindre ändytor 16 respektive 17.Preferably, but not necessarily, the larger end surface 15 of the outer body portion 9 is flush with the above-mentioned end surface 14. The same applies to the smaller end surfaces 16 and 17 of the body portions 9 and 11, respectively.

Det inre kroppspartiet 11 är nedåt förskjutbart an- ordnat relativt det fixerade yttre kroppspartiet 9 (se Fig. 2) och är förspänt uppåt, för tillslutning av spal- ten 12, med hjälp av ett fjädrande eller elastiskt organ, som verkar mot ändytan 14. Detta organ har formen av en fjädrande bottenplatta 18, teln 7, på avstånd från kroppens 8 utvändiga ändyta, i som är gastätt fäst vid man- detta fall ändytorna 14 och 15, varvid ett trycksättbart utrymme eller kammare 19 avgränsas mellan dessa. Detta avstånd kan vara ringa och till och med obefintligt inom begränsade områden av ändytorna 14 och 15 - det enda villkoret är att en kammare 19 bildas då trycksatt fluid (spolgas) tillföres. Ett gasmatningsrör 6 är förbundet med bottenplattan 18 och är anslutet till kammaren 19 för trycksättning av densamma med spolgasen 21. Det inre lO 15 20 25 30 35 (n Ca- (n CD <3 PO -- u. u. :nu 8 kroppspartiet ll är fast fäst vid bottenplattan 18, exem- pelvis med hjälp av bultar 22 eller nàgot annat lämpligt fästorgan. Spalten 12 hàlles tillsluten genom att det inre kroppspartiet 11 pressas uppåt i fig 2 till anligg- ning mot det yttre kroppspartiets 9 inre periferiyta med hjälp av bottenplattans 18 förspänning.The inner body portion 11 is slidably arranged downwards relative to the fixed outer body portion 9 (see Fig. 2) and is biased upwards, for closing the gap 12, by means of a resilient or elastic member, which acts against the end surface 14. This member is in the form of a resilient base plate 18, tel 7, at a distance from the outer end surface of the body 8, in which gas end is fixedly attached in this case the end surfaces 14 and 15, a pressurizable space or chamber 19 being delimited therebetween. This distance can be small and even non-existent within limited areas of the end surfaces 14 and 15 - the only condition is that a chamber 19 is formed when pressurized fluid (purge gas) is supplied. A gas supply pipe 6 is connected to the base plate 18 and is connected to the chamber 19 for pressurizing the same with the purge gas 21. The inner 10 15 n 25 - n CD <3 PO - uu: now 8 the body portion 11 is fixed fastened to the bottom plate 18, for example by means of bolts 22 or some other suitable fastening means.The gap 12 is kept closed by pressing the inner body portion 11 upwards in Fig. 2 to abut against the inner peripheral surface of the outer body portion 9 by means of the bottom plate 18. bias.

Bottenplattan 18 är utformad i ett stycke av exem- pelvis stàlplàt och innefattar ett i huvudsak plant, centralt parti 23, som är fäst vid det inre kroppspartiet 11 medelst bultarna 22. Detta parti kan även vara försett med justerbultar (ej visat) för att reglera bottenplattans 18 förspänning. Vidare innefattar bot- tenplattan 18 ett yttersta parti eller periferiparti 24 som pà lämpligt sätt, exempelvis genom svetsning, är gastätt fäst vid mantelns 7 nedersta parti, se speciellt fig 2. Dessa partier 23 och 24, som företrädesvis är kon- centriska med varandra, är i allt väsentligt parallella med den utvändiga ändytan 14, 15. Partierna 23 och 24 är förenade med varandra medelst ett mellanliggande, i obelastat tillstànd krökt parti 25, vars inre gränsomràde 26 jämnt övergàr i det centrala partiet 23 och vars yttre gränsomràde 27 jämnt övergår i periferipartiet 24.The bottom plate 18 is formed in one piece of, for example, steel plate and comprises a substantially flat, central portion 23, which is attached to the inner body portion 11 by means of the bolts 22. This portion may also be provided with adjusting bolts (not shown) for adjusting the bias of the bottom plate 18. Furthermore, the bottom plate 18 comprises an outermost portion or peripheral portion 24 which is suitably, for example by welding, gas-tightly attached to the lower portion of the jacket 7, see in particular Fig. 2. These portions 23 and 24, which are preferably concentric with each other, are substantially parallel to the outer end surface 14, 15. The portions 23 and 24 are joined to each other by an intermediate, unloaded curved portion 25, the inner boundary area 26 of which merges smoothly into the central portion 23 and the outer boundary area 27 of which evenly merges in the peripheral part 24.

Bottenplattan 18 kan således sägas generellt ha formen av en tallrik.The bottom plate 18 can thus be said to generally have the shape of a plate.

När man önskar spola gas genom smältan 2 i kärlet 1 tillföres gas under högt tryck till utrymmet 19 via gas- matningsröret 6. Härvid bringas bottenplattans 18 mellan- liggande parti 25 att rätas ut, se fig 3, och drager det inre kroppspartiet 11 med sig, varigenom den ringformade spalten 12 öppnas och gasen kan strömma in i smältan.When it is desired to flush gas through the melt 2 in the vessel 1, gas under high pressure is supplied to the space 19 via the gas supply pipe 6. In this case, the intermediate portion 25 of the bottom plate 18 is straightened, see Fig. 3, and pulls the inner body portion 11 with it , whereby the annular gap 12 is opened and the gas can flow into the melt.

Spolgasens strömningsväg har illustrerats med hjälp av pilarna 21 i fig 2 och 3. Ju mer tryck man lägger pà desto mer öppnar sig spalten, till dess att det mellanliggande partiet är helt uträtat. När gasflödet stängs av eller gasens tryck minskas fjädrar bottenplattan 18 tillbaka och trycker den inre kroppen 11 tillbaka och sluter spalten fullständigt. Härvid undvikes lO 15 20 25 30 35 åh .A (ﬂ CD CD få m »f- 9 infiltration av smälta i spalten 12. Konstruktionen av denna nya spolsten innebär att man kan erhålla i det närmaste obegränsat gasflöde utan att få infiltration av stål i spalten i spolstenen. Detta uppnås genom att spaltstorleken varierar med det anbringade trycket.The flow path of the purge gas has been illustrated by means of the arrows 21 in Figs. 2 and 3. The more pressure is applied, the more the gap opens, until the intermediate portion is completely straightened. When the gas flow is turned off or the gas pressure is reduced, the bottom plate 18 springs back and pushes the inner body 11 back and closes the gap completely. This avoids 10 15 20 25 30 35 åh .A (ﬂ CD CD get m »f- 9 infiltration of melt in the gap 12. The construction of this new flush stone means that you can obtain almost unlimited gas flow without getting infiltration of steel in The gap in the flush stone is achieved by the gap size varying with the applied pressure.

I figurerna 2 och 3 har bottenplattan 18 illustre- rats med konstant tjocklek. Det är naturligtvis emeller- tid möjligt att reglera spaltens bredd som en funktion av gasens tryck genom att använda bottenplattor 18 med specifika fjädringsegenskaper. Utöver att utnyttja bottenplattor av olika tjocklek för detta ändamål kan man uppnå önskade fjädringsegenskaper genom att ge bottenplattan en ej jämn tjocklek, d.v.s. att låta dess tjocklek variera i riktning från dess periferi mot dess centrum.In Figures 2 and 3, the bottom plate 18 has been illustrated with a constant thickness. Of course, however, it is possible to regulate the width of the gap as a function of the gas pressure by using bottom plates 18 with specific suspension properties. In addition to using bottom plates of different thicknesses for this purpose, the desired suspension properties can be achieved by giving the bottom plate an uneven thickness, i.e. to allow its thickness to vary in the direction from its periphery towards its center.

I fig 2 har det mellanliggande partiet 25 illustre- rats innefatta ett konkavt område eller konkavitet, vil- ket är koncentriskt med såväl det centrala partiet 23 som med periferipartiet 24. Med ”konkavitet” avses här att krökningen buktar inåt mot den större ändytan 14, 15.In Fig. 2, the intermediate portion 25 has been illustrated to comprise a concave area or concavity, which is concentric with both the central portion 23 and with the peripheral portion 24. By "concavity" is meant here that the curvature curves inwards towards the larger end surface 14, 15.

Denna inåtbuktning framgår tydligt om man jämför figu- rerna 2 och 3 med varandra med avseende på partiet 25.This inward curvature is clear if one compares Figures 2 and 3 with respect to the portion 25.

Det mellanliggande partiet kan dock, om så önskas, även ges en konvex form, dvs vara utåtbuktande (ej visat).However, the intermediate portion can, if desired, also be given a convex shape, ie be outwardly curved (not shown).

Bottenplattan 18 har i utföringsformen enligt figu- rerna 2 och 3 beskrivits och illustrerats som avslutad i en periferikant, vilken i det närmaste vinkelrätt är fastsvetsad vid manteln 7. I fig 4 visas en alternativ utföringsform av bottenplattan och denna utföringsform skiljer sig från den tidigare därigenom, att denna bot- tenplatta avslutas i en ringformad fläns 28, som sträcker sig i huvudsak vinkelrätt mot bottenplattan eller perife- ripartiet 24 och som är gastätt fäst vid manteln (ej vi- sat). Flänsen 28, som företrädesvis är utformad i ett stycke med resten av bottenplattan, underlättar monteringen av bottenplattan och förstyvar 10 15 20 25 30 35 LH ua Lﬂ 00 ﬁﬂ hå lO periferipartiet 24. Den ovan diskuterade konkaviteten framgår för övrigt klar av denna figur vid 29.The base plate 18 has in the embodiment according to Figures 2 and 3 been described and illustrated as terminated in a peripheral edge, which is welded almost perpendicularly to the jacket 7. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the base plate and this embodiment differs from the previous one thereby. , that this bottom plate terminates in an annular flange 28, which extends substantially perpendicular to the bottom plate or the peripheral portion 24 and which is gas-tightly attached to the jacket (not shown). The flange 28, which is preferably formed integrally with the rest of the base plate, facilitates the assembly of the base plate and stiffens the peripheral portion 24. The concavity discussed above is otherwise clear from this figure at 29. .

Fig 5 visar ytterligare en alternativ utföringsform av bottenplattan. I figuren har det illustrerats, att det mellanliggande partiet 25 kan uppvisa två eller flera konkava områden eller konkaviteter 29, 29' och mellanlig- gande konvexa områden eller konvexiteter, såsom antytts med hänvisningsbeteckningen 31.Fig. 5 shows a further alternative embodiment of the bottom plate. In the figure it has been illustrated that the intermediate portion 25 may have two or more concave areas or concavities 29, 29 'and intermediate convex areas or convexities, as indicated by the reference numeral 31.

I utföringsformerna av bottenplattan 18 enligt figu- rerna 2 till 5 har det genomgående illustrerats, att det centrala partiet 23 är anordnat på större avstånd från ändytan 14, 15 än vad periferipartiet 24 är, se speciellt fig 2. Även om detta föredrages är det naturligtvis möj- ligt att anordna periferipartiet 24 på större eller samma avstånd till ändytan 14, 15 som det centrala partiet 23.In the embodiments of the base plate 18 according to Figures 2 to 5, it has been consistently illustrated that the central portion 23 is arranged at a greater distance from the end surface 14, 15 than the peripheral portion 24 is, see especially Fig. 2. Although this is of course preferred, It is possible to arrange the peripheral portion 24 at a greater or the same distance from the end surface 14, 15 as the central portion 23.

Detta har schematiskt illustrerats i fig 6.This has been schematically illustrated in Fig. 6.

Vid test av en spolsten med en bottenplatta enligt fig 2 och 3 har det överraskande visat sig, att trots att ett mycket högt tryck (kraftigt överstigande det förvän- tade ferrostatiska trycket) anbringades på det inre kroppspartiets 11 mindre ändyta 16 öppnades ej spalten 12, dvs att det inre kroppspartiet ej förflyttades relativt det yttre kroppspartiet 9. Då däremot ett tryck anbringades i utrymmet 19 medelst spolgasen som var avsevärt lägre än ovannämnda tryck så öppnades spalten 12. Spolstenen enligt uppfinningen fungerar således som en effektiv envägsventil, vilket är vad som eftersträvas för metallurgiska kärl.When testing a rinsing stone with a bottom plate according to Figs. 2 and 3, it has surprisingly been found that although a very high pressure (greatly exceeding the expected ferrostatic pressure) was applied to the smaller end surface 16 of the inner body portion 11, the gap 12 was not opened. that is, the inner body portion was not moved relative to the outer body portion 9. When, on the other hand, a pressure was applied in the space 19 by means of the purge gas which was considerably lower than the above-mentioned pressure, the gap 12 was thus opened as an efficient one-way valve. for metallurgical vessels.

Det inre kroppspartiets 11 periferyta och det yttre kroppspartiets 9 inre periferyta definierar enligt ovan spaltens 12 form. Vanligtvis föredrages det att spaltens tvàrsnittsprofil, d.v.s. spaltens utformning i ett plan vinkelrätt mot spolstenens längdaxel (ett plan som är parallellt med bottenplattan), är en cirkel eller oval.The peripheral surface of the inner body portion 11 and the inner peripheral surface of the outer body portion 9 define the shape of the gap 12 as above. It is usually preferred that the cross-sectional profile of the gap, i.e. the design of the gap in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the cobblestone (a plane parallel to the base plate), is a circle or oval.

Spaltens tvärsnittsprofil är emellertid helt valfri, så- som exempelvis en triangel, kvadrat eller månghörning eller av stjärnform. De båda kroppspartierna 9 och 11 kan 10 15 CH _; (H CD CD IQ . . x » - | . » . .- ll gjutas samtidigt med ett avgränsande mantelelement av plastfolie eller -ark med vald tvärsnittsprofil mellan sig, vilket efter massans stelnande lätt kan avlägsnas.However, the cross-sectional profile of the column is completely optional, such as a triangle, square or polygon or star shape. The two body portions 9 and 11 may be CH 2; (H CD CD IQ.. X »- |.». .- ll is molded simultaneously with a delimiting mantle element of plastic foil or sheet with a selected cross-sectional profile between them, which can be easily removed after the solidification of the mass.

Det skall observeras, att det rörliga kroppspartiet ll avsmalnar uppåt, d.v.s. från den utvändiga ändytan 14 mot den invàndiga ändytan 16 vid smältan 2 för de visade utföringsformerna av spolstenen enligt uppfinningen.It should be noted that the moving body portion II tapers upward, i.e. from the outer end surface 14 towards the inner end surface 16 at the melt 2 for the shown embodiments of the coil stone according to the invention.

Med spolstenen enligt uppfinningen uppnås följaktli- gen följande egenskaper: - Den är enkel att tillverka (lika billig som de spol- stenar som finns på marknaden idag).With the spool stone according to the invention, the following properties are consequently achieved: - It is easy to manufacture (as cheap as the spool stones available on the market today).

- Infiltration undvikes helt.- Infiltration is completely avoided.

- Tryck/flöde-förhållandet kan anpassas efter resp. användares behov.- The pressure / flow ratio can be adjusted according to resp. user needs.

- I det närmaste obegränsat gasflöde kan erhållas.- Almost unlimited gas flow can be obtained.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan be- skrivna eller på ritningarna visade, utan kan förändras inom ramen för de bifogade patentkraven.The invention is not limited to what is described above or shown in the drawings, but can be changed within the scope of the appended claims.

Claims

10 l5 20 25 30 35 (H _; (H CO CD få: - v | | ~ I \: n. 12 PATENTKRAV

A coil intended to be interchangeably attached to the bottom (3) of a ladle, arc furnace, converter or any other metallurgical vessel (1) melt (2) for flushing gas through an in the vessel, the coil comprising a ceramic body (8 ) with at least one continuous gap (12) extending between the end surfaces (14, 15 and 16, 17) of the body and a jacket (7) enclosing at least the outer end surface of the body (16, 17), the gas being fed to the body (14, Flowing through said gap end surface (16, 17) of the ceramic body (8) external end surface so that at a certain pressure (12) to the interior (2) of the body, comprises an outer, and into the melt wherein it substantially and an inner , truncated conical (11), between which said gap (12) (11) is sleeve-shaped body portion (9) shaped body portion is arranged and wherein the inner body portion is movable relative to the outer body portion (9) and is biased by means of a resilient bottom plate ( 18) in the direction of the melt (2) for closing the gap (12), and a g shaft feed pipe (6) connected to a gas-tight space (19) between the outer end surface (14, (18), the resilient bottom plate (18) being gas-tightly attached (15) and the bottom plate for opening the gap (12), at the jacket (7) ) at a distance from the outer (14, 15), (19) (7), the outer end surfaces (14, 15) of the body (18) and wherein the inner body portion (11) is (18), kv to the bottom plate. end surface, the space being delimited by the casing and bottom-attached to the bottom plate yet - (18) is formed in one piece and comprises a substantially flat, drawn one which is attached to the inner body (24) and (7) and that intermediate, curved portion (25), that central portion (23) the portion (11), a peripheral portion attached to the male central portion (23) and the peripheral portion (24) are substantially parallel to the outer end surface (14, 15) and that the intermediate portion (25) is delimited by n 15; L ﬂ CD 4 :) | \) -. «. . f «»; n. 13 an inner boundary area (26) and an outer boundary area (27), which merely merge into the central portion (23) and into the peripheral portion (24), respectively.

The spool stone according to claim 1, characterized in that the intermediate portion (29) t e c k n a d (25) centric with the central portion comprises at least one concavity which is con- (23).

The spool stone according to claim 2, characterized in that the intermediate portion (25) comprises at least two concavities (29, 29 ') and (31), centric with the central portion (23). between these formed convexities which are con-

The spool stone according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the peripheral portion (24) is arranged at a shorter distance from said outer end surface (14, 15) than the central portion (23).

The coil stone according to any one of claims 1 to 3, wherein the portion (24) is arranged on substantially the same off- (14, 15) characterized in that the peripheral distance from said outer end surface as the center (23) is.

The cobblestone according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the bottom plate (18) varies in the direction from its central portion (23) to its peripheral portion (24).

The coil stone according to any one of the preceding claims, characterized in that the periphery (24) (28) extends substantially perpendicular to the bottom plate aV the portion comprises an annular flange which (18) and which is gas-tightly attached to the jacket (7).

Flush stone according to one of the preceding claims, characterized in that the gas supply pipe (6) is fixedly attached to the center of the central unit (23).

The cobblestone according to any one of the preceding claims, (12) the portion characterized in that the column w in ... L ﬂ ... x L ﬂ (ß <3 IQ |. - »- -.». F. 14 cross-sectional profile is circular, oval, triangular, square or polygonal.

The spool stone according to claim 9, characterized in that the slit (12) diverges in the direction from the inner end surface (16, 17) of the body (8) towards its outer end surface (14, 15).