WO2002068889A1 - Feuerfester keramischer körper und zugehöriges metallurgisches schmelzgefäss mit einer kanal zur aufnahme einer einrichtung zur zuführung eines behandlungsmediums in eine schmelze - Google Patents

Feuerfester keramischer körper und zugehöriges metallurgisches schmelzgefäss mit einer kanal zur aufnahme einer einrichtung zur zuführung eines behandlungsmediums in eine schmelze Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a refractory ceramic body for use as a wall part of a metallurgical melting vessel as well as a metallurgical Schiuelz vessel, the wall area of which is partly formed by the said refractory ceramic body.
  • Pyrometallurgical processes are carried out in metallurgical melting vessels, which means that metallic raw materials are converted into a melt or metallurgical melts are treated.
  • SM furnaces (Siemens Martin furnaces) are used to produce steel.
  • the associated SM process is an oven fresh process in which steel is melted from scrap steel and pig iron.
  • Electric furnaces are also used to produce steel.
  • Alloying agents or gases for example inert gases such as nitrogen
  • oxygen are fed into the molten metal.
  • Combinations of the two aforementioned treatment methods are also known.
  • nozzles or winding elements vertically or horizontally.
  • the nozzles or winding elements are arranged below the bath level of the melt. Accordingly, there is a risk of melt breakthroughs.
  • the object of the invention is to provide a possibility for secondary metallurgical treatment of metallurgical melts, which avoids the disadvantages of the three known treatment systems mentioned above.
  • the starting point of the invention is the consideration of providing a refractory ceramic body which is used as a wall part of a metallurgical melting vessel.
  • the body should have a relatively large volume and should be arranged in the wall area of the metallurgical melting vessel in such a way that it can be arranged partly (outside), ie on the so-called "cold side of the furnace” above the bath level of the melt, and partly (inside) of the melt neighboring) runs below the bath level of the melt.
  • the desired treatment medium can be supplied via a device.
  • the treatment medium is fed directly into the metallurgical melt, as in the case of lances or the aforementioned bottom-side nozzles / flushing elements,
  • a wide variety of devices for supplying a treatment medium can be arranged along the channel, for example in the manner of lances, pipes or nozzles,
  • a targeted supply of the treatment medium into the metallurgical melt can be set via the orientation of the channel
  • the body can be easily or partially replaced as a pre-assembled unit. Thereafter, the invention relates in its most general embodiment to a refractory ceramic body for use as a wall part of a metallurgical melting vessel with an outer and an inner wall surface and a channel connecting the outer and inner wall surface for receiving a device for supplying at least one treatment medium into a metallurgical melt.
  • the channel should be arranged so that it runs in the assembled state of the body with a gradient between the outer and inner wall. In this way it is possible to arrange the end of the channel adjacent to the melt below the bath level of the melt, while the opposite end of the channel on the inlet side runs above the level of the melt.
  • the channel can also be oriented such that an imaginary axial extension of the channel in the assembled state of the component extends at an angle> 0 degrees to the center of the metallurgical melting vessel.
  • the flow direction of the treatment medium is such that it is not directed towards the center of the melting bath, but towards a neighboring wall section.
  • the vertical inclination of the channel is 10 to 45 degrees to the horizontal.
  • the body can be designed as a monolithic prefabricated component, in which the channel is formed in situ.
  • the monolithic prefabricated component can for example be cast or pressed or stamped from a refractory ceramic mass.
  • a template arranged in the corresponding shape, the desired channel can be formed at the same time.
  • the template can consist, for example, of a cylinder which is then pulled out (after the finished component has been produced). However, the template can also consist of a burn-out part, which is removed by heat treatment after the production of the finished component. It is also possible to use a tubular body as a template, which then remains in the prefabricated component and serves to accommodate the device mentioned for supplying the treatment medium.
  • the cross-sectional geometry of the channel can be largely as desired.
  • the channel has a circular cross section.
  • the body is made up of at least two components which adjoin one another in the axial direction of the channel. These two components can in turn be monolithic components. At least one of these components can also consist of stones glued or mortared to one another.
  • the design of the body with several components, which in turn can be glued or mortared to one another, has the following advantage: while the component adjacent to the molten metal can consist of higher-quality ceramic types, the lower-quality component running in the area of the cold side of the metallurgical vessel can also be of inferior quality and / or thermally insulating materials are used.
  • the section of the body facing the molten metal is particularly exposed to a particular thermal, chemical (metallurgical) and mechanical attack.
  • a part of the body, namely the worn part needs to be replaced if there is corresponding wear.
  • the body can be arranged on the wall side in such a way that the section facing away from the melt runs above the bath level of the melt and is therefore at most exposed to minimal thermal attack and is therefore subject to virtually no wear.
  • the associated metallurgical melting vessel like every melting vessel, consists of a base (with at least one
  • Outlet opening and at least one peripheral wall area.
  • Only one wall area is present, for example, if the wall has a circular shape, an oval shape or the like.
  • furnaces melting vessels
  • a refractory ceramic body of the aforementioned type is to be arranged along at least one of these wall areas or in at least one of these wall areas, the channel of which runs inclined to the interior of the metallurgical melting vessel and ends below the bath level of the melt.
  • the body should be arranged so that a section adjacent to the interior of the metallurgical melting vessel and thus a corresponding section of the channel below a given (existing) bath level of a metallurgical melt to be received in the metallurgical melting vessel and a section facing away from the interior of the metallurgical melting vessel, so the opposite section of the channel above
  • the body forming such a wall part of the metallurgical melting vessel can have one or more features of the body described above. Reference is made to the above explanations.
  • the body can accordingly be arranged so that its channel is at an angle> 0 and ⁇ 45 degrees with respect to a plane that runs vertically and perpendicular to the corresponding inner wall of the metallurgical melting vessel.
  • the body can then be arranged, for example, in the central region of a wall. While the channel to the interior of the melting vessel runs at an angle of, for example, 15 to 40 degrees to the horizontal, it is at the same time arranged in such a way that its axial extension extends at an angle> 0 and ⁇ 45 degrees to a plane which is perpendicular and vertical to the corresponding inner one Wall area of the
  • FIG. 1 shows a cross section through a wall of a metallurgical melting vessel in which a refractory ceramic body of the type described is arranged
  • FIG. 2 a top view of the body according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a device which can be used in a channel of the body according to FIGS. 1 and 2 and which serves to supply a treatment gas
  • FIG. 4 a cross section through the device according to FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a wall 10 of a metallurgical melting vessel designated overall by the reference number 12, it also being possible to see part of a base 14.
  • the reference number 16 denotes a bath level of a molten steel 18.
  • Floor 14 and wall 10 are constructed essentially in a conventional manner from refractory ceramic products.
  • a brick lining of the wall 10 is schematically marked 10s.
  • a dotted area 14m symbolizes the monolithically cast floor 14.
  • Part of the wall 10 is formed by a refractory ceramic body 20, which consists of a first component 20i and a second component 20a.
  • the components 20i, 20a directly adjoin one another (FIG. 2) so that their upper end faces 20io and 20ao form a continuous common surface.
  • the parts 20i, 20a form an approximately cuboid body.
  • the component 20i is a component monolithically cast from a refractory ceramic mass with an inner end wall 10i
  • the component 20a is an element made up of refractory ceramic stones with an outer end wall 10a.
  • a common continuous channel 22 with a circular cross section runs through both components 20i, 20a.
  • a gas purging device according to FIGS. 3, 4, which will be described later, is inserted into the channel 22.
  • FIG. 1 shows that the component 20i which is adjacent to the melt 18 runs predominantly below the bath level 16, while the adjacent component 20a is arranged largely above the bath level 16.
  • FIG. 1 further shows that the channel 22, insofar as it runs in the component 20a, runs exclusively above the bath level 16, while the aligned channel section in component 20i is to a large extent below the bath level 16.
  • the end 22i of the channel 22 adjacent to the molten metal lies completely below the bath level 16, so that a treatment medium supplied via the channel or the associated device is immediately and
  • the arrangement of the channel 22 is inclined from the outer end 22a to the inner end 22i (ie between the walls loa j lOi).
  • the angle alpha to the horizontal is approximately 15 degrees.
  • a supplied treatment gas is correspondingly supplied in the direction of the bottom 14 of the melting vessel 12.
  • Arrow P1 indicates that the angle alpha can be set differently from case to case, depending on the type of treatment medium, the structural design of the metallurgical melting vessel and the desired secondary metallurgical treatment.
  • Arrow P2 indicates that the channel 22 can also be oriented differently in a plane perpendicular to the direction of movement according to arrow P1 in order to be able to supply the treatment medium, for example with a certain inclination to the inner wall surface 10i.
  • the treatment medium can not only be jetted into the melt 18 perpendicular to the wall 10i, but also at an angle> 0 and preferably ⁇ 45 degrees to a vertical plane which runs perpendicular to the wall surface 10i, that is to say in the plane of the drawing.
  • the inner component 20i in particular will wear, with a wear line being an example
  • V is indicated. After a previously definable degree of wear, the body 20 can be replaced completely or partially (only component 20i).
  • FIG. 3 shows the associated device 30 already mentioned, which consists of a cast ceramic body 32 with a circular cross section, the outside diameter of the device 30 being equal to or slightly smaller than the inside diameter of the channel 22.
  • a plurality of axially extending metal tubes 34 are arranged on a ring line, via which a purging gas such as nitrogen or oxygen can be fed into the melt 18.
  • the device according to FIGS. 3, 4 essentially corresponds to a conventional gas purging plug. Correspondingly, it also has a gas supply pipe 36 which is welded to a metal base 38 of the device 30 and enables gas supply into a subsequent gas distribution chamber 40, from where the gas can flow along the channels 34 to the gas outlet end 42 of the device 30. A metal jacket 44 connected to the bottom 38 delimits the device 30 on the circumference.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen feuerfesten keramischen Körper zur Verwendung als Wandteil eines metallurgischen Schmelzgefässes sowie ein metallurgisches Schmelzgefäss, dessen Wandbereich teilweise von dem genannten feuerfesten keramischen Körper gebildet wird.

Description

FEUERFESTER KERAMISCHER KORPER UND ZUGEHÖRIGES METALLURGISCHES SCHMELZGEFÄSS MIT EINER KANAL ZUR AUFNAHME EINER EINRICHTUNG ZUR ZUFÜHRUNG EINES BEHANDLUNGSMEDIUMS IN EINE SCHMELZE
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung Joetrifft einen feuerfesten keramischen Korper zur Verwendung als Wandteil eines metallurgischen Schmelzgefaßes sowie ein metallurgisches Schiuelzgefaß, dessen Wanαoereich teilweise von dem genannten feuerfesten Keramischen Korper gebildet wird.
In metallurgiscnen Schmelzgefaßen werden pyrometallurgische Verfahren durchgeführt, dat> heißt metallische Rohstoffe in eine Schmelze überfuhrt beziehungsweise metallurgiscne Schmelzen ßehanctelt.
SM-Öfen (Siemens-Martin-Öfen) dienen der Stahlerzeugung. Das zugehörige SM-Verfahren ist ein Herdfrischverfahren, bei dem aus Stahlschrott und Roheisen Stahl geschmolzen wird.
Auch Elektroofen dienen der Stahlerzeugung.
Bei diesen und anderen Öfen ist es bekannt, die Metallschmelze metallurgisch zu behandeln (sogenannte Sekundärmetallurgie) . Dazu werden beispielsweise pulverförmige Feststoffe, beispielsweise
Legierungsmittel, oder Gase (beispielsweise Inertgase wie Stickstoff) aber auch Sauerstoff in die Metallschmelze geführt. Auch Kombinationen der beiden vorgenannten Behandlungsmethoden sind bekannt.
Üblicherweise erfolgt die Einbringung dieser Behandlungsstoffe nach einer der folgenden Alternativen:
1.
Einbringung mit sogenannten Düsen von oben auf das Schmelzbad. Der Nachteil ist ein geringer Wirkungsgrad sowie eine Rauchentwicklung.
2.
Einbringung mit sogenannten Lanzen in die Schmelze. Der Nachteil sind aufwendige Apparaturen zur Befestigung der Lanzen und ihr hoher Verschleiß. J -
3.
Einbringung mit sogenannten Düsen oder Spulelementen vertikal oder horizontal in die Schmelze. Dabei sind die Düsen beziehungsweise Spulelemente unterhalb des Badspiegels der Schmelze angeordnet. Entsprechend besteht die Gefahr von Schmelze-Durchbruchen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur sekundarmetallurgischen Behandlung von metallurgischen Schmelzen aufzuzeigen, die die Nachteile der vorstehend genannten drei bekannten Behandlungssysteme vermeidet.
Ausgangspunkt der Erfindung ist die Überlegung, einen feuerfesten keramischen Korper zur Verfugung zu stellen, der als Wandteil eines metallurgischen Schmelzgefaßes verwendet wird. Dabei soll der Korper ein relativ großes Volumen besitzen und so im Wandbereich des metallurgischen Schmelzgefaßes angeordnet werden, daß er teilweise (außen) , also auf der sogenannten „Kaltseite des Ofens" oberhalb des Badspiegels der Schmelze angeordnet werden kann und teilweise (innen, der Schmelze benachbart) unterhalb des Badspiegels der Schmelze verlauft .
über mindestens einen im Korper angeordneten Kanal, der die äußere mit der inneren Wandflache des Korpers verbindet, kann so über eine Einrichtung das gewünschte Behandlungsmedium zugeführt werden. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
- das Behandlungsmedium wird, wie bei Lanzen oder den genannten bodenseitigen Düsen/Spülelementen, unmittelbar in die metallurgische Schmelze geführt,
- dadurch, daß ein äußerer Teil des Körpers oberhalb des Badspiegels der Schmelze verläuft werden Schmelzendurchbrüche zuverlässig verhindert,
- entlang des Kanals können unterschiedlichste Einrichtungen zur Zuführung eines Behandlungsmediums angeordnet werden, beispielsweise nach Art von Lanzen, Rohren oder Düsen,
- über die Orientierung des Kanals läßt sich eine gezielte Zuführung des Behandlungsmediums in die metallurgische Schmelze einstellen,
- etwaige Reparaturen an der vorstehend genannten Einrichtung können gegebenenfalls auch während des Schmelzverfahrens durchgeführt werden,
- der Körper kann als vorkonfektionierte Baueinheit insgesamt oder teilweise leicht ausgetauscht werden. Danach betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform einen feuerfesten keramischen Körper zur Verwendung als Wandteil eines metallurgischen Schmelzgefäßes mit einer äußeren und einer inneren Wandfläche sowie einem die äußere und innere Wandfläche verbindenden Kanal zur Aufnahme einer Einrichtung zur Zuführung mindestens eines Behandlungsmediums in eine metallurgische Schmelze.
Dabei soll der Kanal so angeordnet werden, daß er im Montagezustand des Körpers mit Gefälle zwischen der äußeren und inneren Wand verläuft. Auf diese Weise wird es ermöglicht, das der Schmelze benachbarte Ende des Kanals unterhalb des Badspiegels der Schmelze anzuordnen, während das gegenüberliegende, eingangsseitige Ende des Kanals oberhalb des Niveaus der Schmelze verläuft.
Die Orientierung des Kanals kann ferner so erfolgen, daß eine gedachte axiale Verlängerung des Kanals im Montagezustand des Bauteils unter einem Winkel > 0 Grad zum Mittelpunkt des metallurgischen Schmelzgefäßes verläuft. Mit anderen Worten: Die Strömungsrichtung des Behandlungsmediums ist derart, daß sie nicht in die Mitte des Schmelzbades gerichtet ist, sondern in Richtung auf einen benachbarten Wandabschnitt.
Die vertikale Neigung des Kanals beträgt nach einer Ausführungsform 10 bis 45 Grad zur Horizontalen. Der Korper kann als monolithisches Fertigbauteil gestaltet sein, m dem der Kanal insitu ausgeformt ist. Das monolithische Fertigbauteil kann beispielsweise aus einer feuerfesten keramischen Masse gegossen oder gepreßt oder gestampft werden. Mit Hilfe einer in der korrespondierenden Form angeordneten Schablone laßt sich gleichzeitig der gewünschte Kanal ausbilden. Die Schablone kann beispielsweise aus einem Zylinder bestehen, der anschließend (nach der Herstellung des Fertigbauteils) herausgezogen wird. Die Schablone kann aber auch aus einem ausbrennbaren Teil bestehen, welches nach der Herstellung des Fertigbauteils durch Temperaturbehandlung entfernt wird. Ebenso ist es möglich, als Schablone einen rohrformigen Korper zu verwenden, der anschließend im Fertigbauteil verbleibt und der Aufnahme der genannten Einrichtung zur Zufuhrung des Behandlungsmediums dient.
Die Querschnittgeometrie des Kanals kann weitestgehend beliebig sein. Nach einer Ausführungsform weist der Kanal einen Kreisquerschnitt auf.
Alternativ ist vorgesehen, den Korper aus mindestens zwei, in Axialrichtung des Kanals aneinander anschließenden Bauteilen zu gestalten. Dabei können diese beiden Bauteile wiederum monolithische Bauteile sein. Mindestens eines dieser Bauteile kann aber auch aus untereinander verklebten oder vermortelten Steinen bestehen. Die Gestaltung des Körpers mit mehreren Bauteilen, die wiederum untereinander verklebt oder vermörtelt sein können, hat folgenden Vorteil: Während der, der Metallschmelze benachbarte Bauteil aus höherwertigen keramischen Sorten bestehen kann können für den rückwärtigen, im Bereich der Kaltseite des metallurgischen Gefäßes verlaufenden Bauteil auch minderwertigere und/oder thermisch isolierende Werkstoffe verwendet werden.
Ersichtlich ist insbesondere der der Metallschmelze zugewandte Abschnitt des Körpers einem besonderen thermischen, chemischen (metallurgischen) und mechanischen Angriff ausgesetzt. Bei der Gestaltung aus mehreren Bauteilen braucht bei entsprechendem Verschleiß demnach nur ein Teil des Körpers, nämlich der verschlissene Teil, erneuert werden.
Dies gilt insbesondere deshalb, weil erfindungsgemäß der Körper wandseitig so angeordnet werden kann, daß der, der Schmelze abgewandte .Abschnitt oberhalb des Badspiegels der Schmelze verläuft und damit allenfalls einem minimalen thermischen Angriff ausgesetzt ist und damit praktisch überhaupt keinem Verschleiß unterliegt.
Das zugehörige metallurgische Schmelzgefäß besteht, wie jedes Schmelzgefäß, aus einem Boden (mit mindestens einer
Auslaßöffnung) und mindestens einem umlaufenden Wandbereich. Lediglich ein Wandbereich liegt beispielsweise dann vor, wenn die Wand eine Kreisform, eine ovale Form oder dergleichen besitzt. Daneben sind aber auch Öfen (Schmelzgefäße) bekannt, die beispielsweise eine rechteckige Grundfläche besitzen und entsprechend mit vier, aneinander anschließenden Wandbereichen ausgestaltet sind. Entlang mindestens eines dieser Wandbereiche oder in mindestens einem dieser Wandbereiche soll nun erfindungsgemäß ein feuerfester keramischer Körper der vorgenannten Art angeordnet werden, dessen Kanal zum Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes geneigt verläuft und unterhalb des Badspiegels der Schmelze endet.
Wie ausgeführt soll dabei der Körper so angeordnet werden, daß ein dem Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes benachbarter Abschnitt und damit ein entsprechender Abschnitt des Kanals unterhalb eines gegebenen (vorhandenen) Badspiegels einer im metallurgischen Schmelzgefäß aufzunehmenden metallurgischen Schmelze und ein dem Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes abgewandter Abschnitt, also der gegenüberliegende Abschnitt des Kanals oberhalb
dieses Badspiegels der metallurgischen Schmelze verlauft. Eine Ausführungsform dazu zeigt das nachfolgende Beispiel .
Der so einen Wandteil des metallurgischen Schmelzgefaßes bildende Korper kann ein oder mehrere Merkmale des vorstehend beschriebenen Korpers aufweisen. Auf die obigen Erläuterungen wird Bezug genommen.
Der Korper kann entsprechend so angeordnet werden, daß sein Kanal in Bezug auf eine Ebene, die vertikal und senkrecht zur korrespondierenden Innenwand des metallurgischen Schmelzgefaßes verlauft, unter einem Winkel > 0 und < 45 Grad verlauft. Bei einem metallurgischen Schmelzgefaß mit rechteckiger Grundflache und entsprechend vier im Winkel von jeweils circa 90 Grad zueinander stehenden Wanden kann der Korper danach beispielsweise im mittleren Bereich einer Wand angeordnet werden. Wahrend der Kanal zum Inneren des Schmelzgefaßes unter einem Winkel von beispielsweise 15 bis 40 Grad zur Horizontalen verlauft ist er gleichzeitig so angeordnet, daß seine axiale Verlängerung unter einem Winkel > 0 und < 45 Grad zu einer Ebene verlauft, die senkrecht und vertikal zur korrespondierenden inneren Wandflache des
zugehörigen Wandabschnittes angeordnet ist. Auch diese Ausführungsform wird in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen .
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel zeigt - in stark schematisierter Darstellung - in
Figur 1: einen Querschnitt durch eine Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes, in der ein feuerfester keramischer Körper der beschriebenen Art angeordnet ist,
Figur 2: eine Aufsicht auf den Körper nach Figur 1,
Figur 3: einen Längsschnitt durch eine Einrichtung, die in einem Kanal des Körpers nach den Figur 1, 2 eingesetzt werden kann und der Zuführung eines Behandlungsgases dient,
Figur 4 : einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Figur 3.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
Figur 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Wand 10 eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 bezeichneten metallurgischen Schmelzgefäßes, wobei auch ein Teil eines Bodens 14 zu erkennen ist. Mit dem Bezugszeichen 16 ist ein Badspiegel einer Stahlschmelze 18 gekennzeichnet.
Boden 14 und Wand 10 sind im wesentlichen in konventioneller Weise aus feuerfesten keramischen Produkten aufgebaut. Schematisch mit 10s gekennzeichnet ist eine Steinausmauerung der Wand 10. Eine punktierte Fläche 14m symbolisiert den monolithisch gegossenen Boden 14.
Ein Teil der Wand 10 wird von einem feuerfesten keramischen Körper 20 gebildet, der aus einem ersten Bauteil 20i und einem zweiten Bauteil 20a besteht. Die Bauteile 20i, 20a schließen unmittelbar aneinander an (Figur 2) so daß ihre oberen Stirnflächen 20io und 20ao eine durchgehende gemeinsame Oberfläche bilden. Die Teile 20i, 20a bilden insgesamt einen etwa quaderförmigen Körper .
Während das Bauteil 20i ein aus einer feuerfesten keramischen Masse monolithisch gegossenes Bauteil mit einer inneren Stirnwand lOi ist handelt es sich bei dem Bauteil 20a um ein aus feuerfesten keramischen Steinen aufgebautes Element mit einer äußeren Stirnwand 10a.
Durch beide Bauteile 20i, 20a verläuft ein gemeinsamer durchgehender Kanal 22 mit Kreisquerschnitt.
In den Kanal 22 ist eine Gasspüleinrichtung gemäß den Figuren 3, 4 eingesetzt, die später beschrieben wird.
Figur 1 zeigt, daß der Bauteil 20i, der der Schmelze 18 benachbart ist, überwiegend unterhalb des Badspiegels 16 verläuft während der benachbarte Bauteil 20a weitestgehend oberhalb des Badspiegels 16 angeordnet ist.
Figur 1 zeigt weiter, daß der Kanal 22, soweit er im Bauteil 20a verläuft, ausschließlich oberhalb des Badspiegels 16 verläuft, während der fluchtend anschließende Kanalabschnitt im Bauteil 20i zu seinem ganz überwiegenden Teil unterhalb des Badspiegels 16 liegt. Das der Metallschmelze benachbarte Ende 22i des Kanals 22 liegt vollständig unterhalb des Badspiegels 16, so daß ein über den Kanal beziehungsweise die zugehörige Einrichtung zugeführtes Behandlungsmedium unmittelbar und
vollständig in die Metallschmelze 18 geführt wird.
Die Anordnung des Kanals 22 ist vom äußeren Ende 22a zum inneren Ende 22i (also zwischen den Wänden loaj lOi) geneigt. Der Winkel alpha zur Horizontalen beträgt circa 15 Grad. Ein zugeführtes Behandlungsgas wird entsprechend in Richtung auf den Boden 14 des Schmelzgefäßes 12 zugeführt. Pfeil Pl (Figur 1) deutet an, daß der Winkel alpha von Fall zu Fall unterschiedlich eingestellt werden kann, je nach Art des Behandlungsmediums, konstruktiver Gestaltung des metallurgischen Schmelzgefäßes sowie der gewünschten sekundärmetallurgischen Behandlung.
Pfeil P2 (Figur 2) deutet an, daß der Kanal 22 auch in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung gemäß Pfeil Pl unterschiedlich ausgerichtet werden kann, um das Behandlungsmedium beispielsweise mit einer gewissen Schrägstellung zur inneren Wandoberfläche lOi zuführen zu können. Mit anderen Worten: Das Behandlungsmedium kann nicht nur senkrecht zur Wand lOi in die Schmelze 18 gedüst werden, sondern auch unter einem Winkel > 0 und vorzugsweise < 45 Grad zu einer vertikalen Ebene, die senkrecht zur Wandfläche lOi verläuft, also in der Zeichenebene.
Im Betrieb wird insbesondere der innere Bauteil 20i verschleißen, wobei eine Verschleißlinie beispielhaft mit
„V" angedeutet ist. Nach einem vorher definierbaren Verschleißgrad kann der Körper 20 komplett oder teilweise (nur Bauteil 20i) ausgetauscht werden.
Wesentlich ist, daß ein erheblicher Teil des Körpers, hier überwiegend der Bauteil 20a, nicht nur auf der Kaltseite der Wand 10 des Ofens 12 verläuft, sondern auch oberhalb des Badspiegels 16, also entsprechend keinem metallurgischen Angriff ausgesetzt ist. Aufgrund des Umstandes, daß der zugehörige Kanalabschnitt im Bereich des Bauteils 20a oberhalb des Schmelzniveaus 16 verläuft wird auch jede Gefahr eines Schmelzedurchbruchs verhindert.
Figur 3 zeigt die bereits erwähnte zugehörige Einrichtung 30, die aus einem gegossenen keramischen Körper 32 mit Kreisquerschnitt besteht, wobei der Außendurchmesser der Einrichtung 30 gleich oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kanals 22 ist.
In Axialrichtung der Einrichtung 30 sind auf einer Ringlinie eine Vielzahl von axial verlaufenden Metallröhrchen 34 angeordnet, über die ein Spülgas wie Stickstoff oder Sauerstoff in die Schmelze 18 geführt werden kann.
Im wesentlichen entspricht die Einrichtung gemäß den Figuren 3, 4 einem konventionellen Gasspülstein. Sie besitzt entsprechend auch ein Gaszuführungsrohr 36, welches an einen Metallboden 38 der Einrichtung 30 angeschweißt ist und eine Gaszufuhr in eine anschließende Gasverteilkammer 40 ermöglicht, von wo das Gas entlang der Kanäle 34 zum gasauslaßseitigen Ende 42 der Einrichtung 30 strömen kann. Ein mit dem Boden 38 verbundener Metallmantel 44 begrenzt die Einrichtung 30 umfangseitig.

Claims

Feuerfester keramischer Korper und zugehöriges metallurgisches SchmelzgefaßP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Feuerfester keramischer Korper (20) zur Verwendung als Wandteil eines metallurgischen Schmelzgefaßes (12) mit einer äußeren und einer inneren Wandflache sowie einen die äußere und innere Wandflache verbindenden Kanal (22) zur Aufnahme einer Einrichtung (30) zur Zufuhrung mindestens eines Behandlungsmediums in eine metallurgische Schmelze.
2. Korper nach Anspruch 1, bei dem der Kanal (22) so angeordnet ist, daß er im Montagezustand des Korpers (20) mt Gefalle zwischen der äußeren und inneren Wand verlauft.
3. Korper nach Anspruch 1, bei dem der Kanal (22) so angeordnet ist, daß eine gedachte axiale Verlängerung des Kanal (22) im Montagezustand des Korpers (20) unter einem Winkel > 0 Grad zum Mittelpunkt des metallurgischen Schmelzgefaßes (12) verlauft .
4. Korper nach Anspruch 2, bei dem der Kanal (22) im Montagezustand des Korpers (20) unter einem Winkel (alpha) zwischen 10 und 45 Grad zur Horizontalen verlauft.
5. Korper nach Anspruch 1 aus mindestens zwei, m Axialrichtung des Kanals (22) aneinander anschließenden Bauteilen (20ι, 20a) .
6. Korper nach Anspruch 5, bei dem einzelne Wandflachen (20ιo, 20ao) eine gemeinsame Oberflache ausbilden.
7. Korper nach Anspruch 5, bei dem mindestens ein Bauteil (20a) aus miteinander verklebten oder vermortelten Steinen besteht .
8. Korper nach Anspruch 5, bei dem mindestens ein Bauteil (20ι) ein monolithisches Bauteil ist.
9. Korper nach Anspruch 1 aus einem monolithischen Fertigbauteil, m dem der Kanal (22) msitu ausgeformt ist.
10. Korper nach Anspruch 1, bei dem der Kanal (22) einen Kreisquerschnitt aufweist.
11. Metallurgisches Schmelzgefaß mit einem Boden (14) und mindestens einem umlaufenden Wandbereich (10), entlang oder in dem mindestens ein feuerfester keramischer Korper (20) nach Anspruch 1 angeordnet ist, dessen Kanal (22) zum Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes (12) geneigt verläuft und unterhalb eines Badspiegels (16) einer Schmelze (18) endet.
12. Schmelzgefäß nach Anspruch 11, bei dem der Körper (20) so angeordnet ist, daß ein dem Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes benachbarter Abschnitt des Kanals (22) unterhalb eines Badspiegels (16) einer im metallurgischen Schmelzgefäß (12) aufzunehmenden metallurgischen Schmelze (18) und ein dem Inneren des metallurgischen Schmelzgefäßes (12) abgewandter Abschnitt des Kanals (22) oberhalb eines Badspiegels (16) einer im metallurgischen Schmelzgefäß (12) aufzunehmenden Schmelze (18) verläuft.
13. Schmelzgef"äf_ nach ϊinspr-αch 11, bei dem der Kanal 122) unter einem Winkel (alpha) zwischen 10 und 45 Grad zur Horizontalen verläuft.
14. Schmelzgefaß nach Anspruch 11, bei dem der Kanal (22) in Bezug auf eine vertikale Ebene, die senkrecht zur korrespondierenden Innenfläche (lOi) des metallurgischen Schmelzgefaßes (12) verläuft, unter einem Winkel > 0 und < 45 Grad angeordnet ist.
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