DE3716388C1

DE3716388C1 - Gas flushing stone

Info

Publication number: DE3716388C1
Application number: DE3716388A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Doetsch; Jean-Louis Retrayt; Herbert Dr Schaefer
Original assignee: RADEX DEUTSCHLAND AG
Current assignee: Veitsch Radex GmbH and Co OG
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-10-27
Also published as: EP0290766A3; EP0290766B1; EP0290766A2; ATE54175T1

Abstract

1. Gas scavenging brick for use in metallurgical melting vessels, the area of the gas scavenging brick (10) effective for a passage of gas being subdivided into sections (22, 24, 26, 28, 34) by at least one intermediate element (16, 18, 30, 35, 38) which is impermeable to gas to the greatest extent and runs in the direction of the gas flow, characterized in that each section (22, 24, 26, 28, 34) is adjoined at the bottom by a gas and/or solids feed line (32), which open out into a common main gas line (50) and can be connected individually or in any assignment to the gas and/or solids sources via a control element (52).

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein zum Einsatz in metallurgische Schmelzgefäße, wie Konverter oder Pfannen, der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a gas purging plug for use in metallurgical melting vessels, such as converters or pans, the type mentioned in the preamble of claim 1.

Beim Inertgas-Spülen über Blassteine, die in der feuer festen Ausmauerung des metallurgischen Schmelzgefäßes eingebaut sind, können im wesentlichen zwei Einbauarten unterschieden werden, wobei sich das Spülen im Bodenbe reich des Schmelzgefäßes durchgesetzt hat, während Spül steine in der Seitenwand seltener eingesetzt werden. Die Erfindung unterliegt insoweit aber keiner Beschränkung.When purging with inert gas over blowing stones in the fire solid lining of the metallurgical melting vessel are essentially two types of installation be distinguished, with the rinsing in the Bodenbe has penetrated the melting vessel during rinsing stones are used less frequently in the side wall. The In this respect, the invention is not subject to any limitation.

Es sind in der Literatur zahlreiche Ausführungsformen von Gasspülsteinen beschrieben worden. Stellvertretend für die umfangreiche Literatur seien Gasspülsteine genannt, wie sie zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschrif ten 35 31 533, 35 31 534, 35 20 207 oder 35 27 793 be schrieben sind. There are numerous embodiments in the literature of gas purging stones. Representative gas purging stones are mentioned for the extensive literature, as for example in the German publication ten 35 31 533, 35 31 534, 35 20 207 or 35 27 793 are written.

Eine umfassende Übersicht gibt die RADEX-Rundschau, 1987, S. 288 bis 302. Danach kommen zur Zeit insbesondere fol gende unterschiedliche Spülsteintypen zum Einsatz: soge nannte Fugenspüler, Spülsteine mit "ungerichteter Porosi tät" und Spülsteine mit "gerichteter Porosität". Beim Fugenspüler erfolgt die Gaszufuhr über einen Ringspalt zwischen einem dichten keramischen Körper, insbesondere Kegel und dem umhüllenden Blechmantel. Spülsteine mit sogenannter "ungerichteter Porosität" sind gekennzeichnet durch ein Feuerfestmaterial hoher offener Porosität, durch das das inerte Spülgas gedrückt wird. Gasspülsteine mit "gerichteter Porosität" sind gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Kanälen mit niedrigem Durchmesser in einer dichten, feuerfesten Matrix, wobei der Gastransport entlang der Kanäle erfolgt. Auch insoweit unterliegt die Erfindung keiner Beschränkung.The RADEX-Rundschau, 1987, provides a comprehensive overview Pp. 288 to 302. After that, fol different types of sink used: so-called called Fugenspüller, sink stones with "undirected Porosi "and sink stones with" directed porosity " Grout washer is supplied through an annular gap between a dense ceramic body, in particular Cone and the enveloping sheet metal jacket. Sink with So-called "non-directional porosity" are marked through a refractory material with high open porosity, through that the inert purge gas is pressed. Gas purging stones with "Directed porosity" are characterized by a Variety of small diameter channels in one dense, refractory matrix, the gas transport along of the channels takes place. The invention is also subject to this no limit.

Gasspülsteine mit "gerichteter Porosität" haben sich in bezug auf ihre Erosions- und Infiltrationsbeständigkeit als bevorzugt herausgestellt. Nach RADEX-Rundschau, (a. a. O.) lassen sich mit Gasspülsteinen mit ungerichteter Porosität etwa zehn Chargen erzielen, während ein Stein mit gerich teter Porosität eine Standfestigkeit bis zu zwanzig Chargen mit wesentlich größerer Reststärke aufweist.Gas purging stones with "directed porosity" have become in terms of their erosion and infiltration resistance turned out to be preferred. According to RADEX-Rundschau, (op. Cit.) can be used with gas purging stones with undirected porosity achieve about ten batches while a stone with gerich porosity withstands up to twenty batches with much greater residual strength.

Unter dem Gesichtspunkt erhöhter Erosions- und Infiltrations beständigkeit haben sich darüber hinaus Gasspülsteine mit Kegelform besonders bewährt.From the point of view of increased erosion and infiltration Gas flushing stones also have resistance with a cone shape, especially proven.

Trotz der insoweit erzielten Fortschritte besteht ein dringendes Bedürfnis, Gasspülsteine erhöhter Erosions- und Infiltrationsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen, weil die Bodenhaltbarkeit zum Beispiel einer Pfanne mit 40 bis 50 Chargen deutlich höher liegt. Dies bedeutet, daß der Verschleiß eines Gasspülsteins oder Mängel in der Funktion desselben eine Unterbrechung der Schmelz behandlung und aufwendige Reparatur- beziehungsweise Aus tauscharbeiten erfordern. Dazu muß der Gasspülstein aus dem diesen umgebenden Lochstein ausgebrochen werden, wobei es zu Beschädigungen des Lochsteins kommen kann. Um diese Beschädigungen so gering wie möglich zu halten, ist es bekannt (RADEX-Rundschau (a. a. O.)), den Gasspülstein in einer Lochsteinhülse und diese im Lochstein anzuordnen. Ein solcher Aufbau ist kompliziert und erfordert es, daß beim Einbau eines neuen Spülsteines in einem bereits abge nutzten Lochstein, dieser ebenfalls mit einer neuen Hülse versehen werden muß.Despite the progress made so far, there is a urgent need, gas purging stones of increased erosion and to provide infiltration resistance, because the shelf life with a pan, for example 40 to 50 batches is significantly higher. This means, that the wear of a gas purging plug or defects in the function of the same an interruption of the enamel treatment and elaborate repair or out require replacement work. To do this, the gas purging plug must be off the perforated stone surrounding it are broken out, whereby the perforated brick may be damaged. Around It is to keep damage as low as possible known (RADEX-Rundschau (op. cit.)), the Gasspülstein in a perforated stone sleeve and arrange them in the perforated stone. Such a structure is complicated and requires that when installing a new sink in an already abge used perforated stone, this also with a new sleeve must be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasspül stein anzubieten, der es ermöglicht, die Gas- und/oder Feststoffbehandlung der Metallschmelze über einen vollstän digen Zyklus führen zu können, das heißt, der Gasspülstein soll eine solche Haltbarkeit aufweisen, daß er zum Beispiel bei einer Pfanne ohne Reparatur- oder Austauschmaßnahmen 40 bis 50 Chargen und gegebenenfalls mehr hält. Dabei soll der Gasspülstein vorzugsweise so ausgebildet sein, daß er auch eine Adaptierung der durchgeführten Gas- und/ oder Feststoffmengen je nach gewünschter Schmelzbehand lung ermöglicht.The invention has for its object a gas purge offer stone that allows the gas and / or Solid treatment of the molten metal over a complete to be able to lead the cycle, that is, the gas purging plug should have such a durability that it, for example for a pan without repair or replacement measures 40 to 50 batches and possibly more holds. Here the gas purging plug should preferably be designed in such a way that he also adapts the gas and / or amounts of solids depending on the desired melt treatment enables.

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß dieses Ziel durch eine bestimmte Unterteilung des Gasspülsteines in einzelne, voneinander unabhängige Zonen erreicht werden kann.The invention is based on the knowledge that this goal by a specific subdivision of the gas purging plug into individual, independent zones can be reached.

Zwar zeigt die EP-OS 43 787 bereits einen Gasspülstein, der durch Bleche in unterschiedliche Zonen unterteilt ist, jedoch erfolgt die Gaszuführung dabei über einen gemeinsamen Gasverteilraum gleichzeitig in alle Zonen, so daß sich in strömungstechnischer Hinsicht keine Unterschiede zu den eingangs genannten Spülsteinen bekannter Bauart ergeben. EP-OS 43 787 already shows a gas purging plug, which is divided into different zones by sheets, however, the gas is supplied via a common one Gas distribution room simultaneously in all zones, so that in fluidic no differences to the result in known types of sink.

Um das Gas durch entsprechende Kanäle zu führen, ist der aus der EP-OS 2 21 250 bekannte Gasspülstein aus einem äußeren Abschnitt und einem inneren Abschnitt zusammenge setzt, wobei die Kanäle durch entsprechende Vor- oder Rück sprünge in den Abschnitten ausgebildet werden. Dies erleich tert zwar die Herstellung, ändert die Gaszuführung, ausgehend von einer Verteilkammer, aber ebenfalls nicht.In order to lead the gas through appropriate channels, the Gas purging plug known from EP-OS 2 21 250 from one outer section and an inner section merged sets, the channels by corresponding forward or backward jumps are formed in the sections. This facilitates testers the production, changes the gas supply, starting from a distribution chamber, but also not.

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung in einzelne "Magazine" wird es möglich, die Gas- und/oder Feststoffbehandlung zunächst über einen Abschnitt des Gasspülsteines zu führen und - zum Beispiel nach dessen Verschleiß - über einen weiteren Abschnitt fortzusetzen. Je nachdem, in wieviel Abschnitte der Gasspülstein unterteilt ist, kann die Schmel zenbehandlung deshalb unverändert über eine doppelte, dreifache, vierfache oder mehrfache Zeitdauer aufrecht erhalten werden.Due to the division according to the invention into individual "magazines" it becomes possible to treat gas and / or solids first run over a section of the gas purging plug and - for example after its wear - over one to continue another section. Depending on how much Sections of the gas purging stone are divided, the melt can zen treatment therefore unchanged over a double, triple, quadruple, or multiple times upright be preserved.

Einer Limitierung unterliegt dieser Vorschlag nur insoweit, als bestimmte geometrische Vorgaben und Mindest-Durchström mengen berücksichtigt werden müssen.This proposal is only limited to the extent that as certain geometric specifications and minimum flow quantities must be taken into account.

Sofern nachstehend von einer Gasbehandlung gesprochen wird, umfaßt diese stets auch eine Feststoffbehandlung.If this is referred to as gas treatment below is always a solid treatment.

Gegenstand der Erfindung ist danach ein Gasspülstein für metallurgische Schmelzgefäße, wie er im Anspruch 1 beschrie ben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.The invention then relates to a gas purging plug for metallurgical melting vessels, as he described in claim 1 ben is. Advantageous further developments result from the characteristics of the subclaims.

Zum Beispiel bei einem Gasspülstein mit einer diesen teil weise umgebenden gasdichten Blechummantelung kann das Zwischenglied ein Metallblech sein, das zum Beispiel einen kegelstumpfförmigen Gasspülstein in zwei halbkegelstumpfför mige Abschnitte unterteilt, wobei das Metallblech vorzugsweise mit der Blechummantelung ebenfalls gasdicht verbunden ist.For example, with a gas purging plug with one part wise surrounding gastight sheet metal casing can do that Intermediate member be a sheet metal, for example one frustoconical gas purging plug in two truncated cones sections divided, the metal sheet preferably also gas-tightly connected to the sheet metal jacket is.

Bei dieser Ausführungsform entspricht der Gasspülstein insgesamt in seiner Form und in seinen Außenabmessungen einem Gasspülstein nach dem Stand der Technik, er ist jedoch durch die mittige Blechwand in zwei Abschnitte unterteilt, die jeder für sich wieder einen eigenen Gasspül stein (Abschnitt) bilden.In this embodiment, the gas purging plug corresponds overall in its shape and in its external dimensions a gas purging plug according to the prior art, it is however through the central sheet metal wall in two sections subdivided, each with its own gas purge Form stone (section).

Dabei kann jeder Abschnitt einzeln mit Gas beaufschlagt werden, indem zum Beispiel jeder Abschnitt eine eigene Gaszuführleitung aufweist. Die Gaszuführleitungen können aber nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch über ein entsprechendes Zwischenglied an eine zen trale Gaszuführleitung angeschlossen werden und sind dann zum Beispiel über ein Stellglied wechselweise mit Gas beaufschlagbar.Each section can be supplied with gas individually by, for example, each section its own Has gas supply line. The gas supply lines can but according to a preferred embodiment of the invention also via a corresponding intermediate link to a zen central gas supply line and are then for example using an actuator alternately with gas actable.

Nach dem Einbau eines derartigen Gasspülsteins in den Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes kann dann zu nächst ein Abschnitt von einem Inertgas, vorzugsweise Argon, durchspült werden. Ist dieser Abschnitt nach bei spielsweise 20 Chargen verschlissen, wird die Zuführleitung abgeschaltet beziehungsweise das Stellglied auf die andere Zuführleitung umgeschaltet, und die Gasspülung kann ohne Unterbrechung über den zweiten Abschnitt unverändert weiter geführt werden, während zum Beispiel der erste Abschnitt nach Infiltration der Metallschmelze zufriert und damit funktionsuntüchtig wird. Hierdurch wird die Standzeit des Spülsteines also um das Doppelte erhöht. After installing such a gas purging plug in the Bottom of a metallurgical melting vessel can then be closed next a section of an inert gas, preferably Argon to be flushed out. This section is after at for example, 20 batches are worn out, the feed line switched off or the actuator to the other Supply line switched, and the gas purge can without Interruption continues unchanged over the second section during the first section, for example after infiltration the metal melt freezes over and with it becomes inoperable. This will reduce the service life of the sink is increased twice.

Bei der Ausführungsform mit einer zentral angeschlossenen Hauptgasleitung kann aber auch durch Umschaltung des Stell gliedes der zweite Abschnitt zum ersten Abschnitt hinzu geschaltet werden, wodurch die Gasspülleistung bei Bedarf kurzzeitig oder auf Dauer verdoppelt werden kann.In the embodiment with a centrally connected Main gas line can also by switching the position added the second section to the first section can be switched, which means the gas purging capacity when required can be doubled temporarily or permanently.

Es ist offensichtlich, daß ein erfindungsgemäßer Gasspül stein nicht nur in zwei Abschnitte, sondern im Grunde genommen beliebig viele Abschnitte unterteilt werden kann, zum Beispiel durch zwei, kreuzweise verlaufende Metall bleche in vier gleiche Abschnitte. Hierdurch läßt sich die Standzeit des Spülsteines vervierfachen.It is obvious that a gas purge according to the invention stone not only in two sections, but basically taken any number of sections can be divided for example, through two cross-shaped metal sheet into four equal sections. This allows quadruple the service life of the sink.

Die metallischen Zwischenwände sorgen dafür, daß ein Gas austausch zwischen den Abschnitten sicher vermieden wird. Das Gas kann also gerichtet in das metallurgische Schmelz gefäß geblasen werden.The metallic partitions ensure that a gas exchange between the sections is safely avoided. The gas can therefore be directed into the metallurgical smelt be blown vessel.

Anstelle eines Metallbleches als Zwischenglied kann auch jedes andere Material, das genügend gasdicht ist, Verwen dung finden.Instead of a metal sheet as an intermediate link can also use any other material that is sufficiently gas-tight find.

So wird in einer alternativen Ausführungs form vorgeschlagen, das Zwischenglied aus einem weitestgehend gasun durchlässigen feuerfesten, keramischen Material auszubilden, wobei die gleichen Effekte erzielt werden, wie mit einem Metallblech.So in an alternative execution proposed form the pontic from a largely gasun to form permeable refractory ceramic material, with the same effects as with a Metal sheet.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zur Vergleichmäßigung des Gasdruckes, den porösen, gasdurchlässigen Gasspülstein mit einer Blechumkleidung zu versehen, die aus einem die Umfangsfläche des Gasspülsteines umfassenden Blechmantel besteht, der um die dem metallurgischen Schmelzgefäß ab gewandte Stirnfläche des Gasspülsteines herumgezogen ist unter Ausbildung eines entsprechenden metallischen Bodens, wobei der gaspermeable Gasspülstein, oder bei einem Fugen spüler der gasdichte Mittelteil, durch entsprechende Ab standhalter unter Ausbildung einer Druckkammer im Abstand zu diesem Boden angeordnet ist. Während bei einer derartigen Ausführungsform nach dem Stand der Technik (DE-OS 35 31 533) separate Abstandhalter vorzusehen sind, übernehmen bei einem erfindungsgemäßen Gasspülstein nunmehr die Zwischen stücke selbst die Funktion der Abstandhalter, die zu diesem Zweck nicht nur gasdicht mit dem Blechmantel verbunden sind, sondern über die untere Stirnfläche des Gasspülsteines verlängert und mit der Bodenfläche der Blechumkleidung gasdicht verbunden sind. Auf diese Weise wird gleichzeitig die Gasdruckkammer in eine entsprechende Anzahl von Ab schnitten unterteilt.It has proven to be beneficial for leveling out the gas pressure, the porous, gas-permeable gas purging plug to be provided with a sheet metal cladding, which from a Circumferential surface of the gas purging plug comprising sheet metal jacket consists of the metallurgical melting vessel facing end face of the gas purging plug is pulled around with the formation of an appropriate metallic floor, where the gas permeable gas purging plug, or at a joint dishwasher the gas-tight middle section, by appropriate Ab stand with the formation of a pressure chamber at a distance is arranged to this floor. While with such Embodiment according to the prior art (DE-OS 35 31 533) separate spacers must be provided for a gas purging plug according to the invention now the intermediate pieces themselves the function of the spacers that go with this Purpose not only gas-tightly connected to the sheet metal jacket are, but over the lower face of the gas purging plug extended and with the bottom surface of the sheet metal casing are connected gastight. This way, at the same time the gas pressure chamber into a corresponding number of Ab cut divided.

Entsprechend weist jeder dieser Abschnitte der Gasdruck kammer eine eigene Gaszuführleitung auf, wobei die Gaszu führleitungen wiederum - wie oben dargestellt - in eine zentrale Gaszuführleitung über ein entsprechendes Zwischen glied münden können, über das eines oder mehrere oder alle Gasdruckkammerabschnitte mit Gas beaufschlagbar sind.Accordingly, each of these sections has the gas pressure chamber on its own gas supply line, the gas supply guide lines - as shown above - in one central gas supply line via an appropriate intermediate can flow into a link via which one or more or all gas pressure chamber sections can be charged with gas.

Im Rahmen der neu vorgeschlagenen Gestaltung eines Gasspül steines können die Zwischenstücke sowohl geradflächig verlaufen, als auch - nach einer vorteilhafte Ausführungs form - zum Beispiel in Form von Hülsen.As part of the newly proposed design of a gas flush The intermediate pieces can both be straight run, as well - according to an advantageous embodiment form - for example in the form of sleeves.

So lassen sich zum Beispiel in einem Gasspülstein mehrere derartige Hülsen, zum Beispiel Metallhülsen, anordnen, die dann den Gasspülstein beispielsweise in zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Abschnitte unterteilen, wobei der Anschluß zugehöriger Gasleitung analog vorstehenden Ausführungen erfolgt.For example, there can be several in one gas purging plug arrange such sleeves, for example metal sleeves, which then turns the gas purging plug into a cylindrical shape, for example or divide frustoconical sections, where the connection of the associated gas line as above Executions are carried out.

Diese Ausführungsform ähnelt dann einem "Trommelrevolver", wobei die "Patronenaufnahme" hierbei durch die von den gasdichten Hülsen ummantelten gaspermeablen Abschnitte gebildet werden.This embodiment then resembles a "drum turret", the "cartridge holder" here by that of the gas-tight sleeves encased gas-permeable sections be formed.

Dabei ist es ohne weiteres möglich, das zwischen den hülsen förmigen Abschnitten verbleibende Material des Gasspül steins aus dem gleichen gaspermeablen feuerfesten Material auszubilden, das dann entweder keine Funktion mehr erfüllt oder insgesamt an eine weitere Gasanschlußleitung ange schlossen ist.It is easily possible that the between the sleeves shaped sections remaining material of the gas purging stone made of the same gas-permeable refractory material to train, which then either no longer fulfills a function or in total to another gas connection line is closed.

Ebenso ist es aber nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch möglich, das zwischen diesen Abschnitten verbleibende "Matrixmaterial" aus weitestgehend gasundurch lässigem feuerfesten keramischen Material auszubilden, in dem dann die gaspermeablen Abschnitte einliegen. Bei dieser Ausführungsform kann, aber muß nicht auf separate Blechummantelungen um die Abschnitte verzichtet werden.But it is also according to an advantageous embodiment the invention also possible between these sections remaining "matrix material" from largely gas impermeable to form casual refractory ceramic material, in which the gas-permeable sections then lie. At This embodiment can, but does not have to be separate Sheet metal jackets around the sections can be dispensed with.

In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungs form ist vorgesehen, daß das Matrixmaterial aus demselben Werkstoff hergestellt wird, aus dem im Stand der Technik der Lochstein gebildet ist. Es ist dann möglich, den Gas spülstein quasi mit dem Lochstein integral auszubilden, das heißt, den Gasspülstein in seinen geometrischen Ab messungen so zu wählen, daß auf einen getrennten Lochstein verzichtet werden kann, der Gasspülstein also selbst gleich zeitig die Funktion des Lochsteins übernimmt.In an advantageous development of this embodiment form is provided that the matrix material from the same Material is made from the state of the art the perforated stone is formed. It is then possible to use the gas to form the sink virtually integral with the perforated brick, that is, the gas purging plug in its geometric shape measurements to be chosen so that on a separate perforated brick can be dispensed with, so the gas purging plug itself takes over the function of the perforated brick at an early stage.

Diese Ausführungsform schafft zusätzliche Vorteile. Wie oben ausgeführt, kann durch die vorgeschlagene Gestaltung des Spülsteins dessen Standzeit um ein Vielfaches erhöht werden und es ist ohne weiteres möglich, dabei Standzeiten zu erzielen, die denen der Bodenhaltbarkeit des metallur gischen Gefäßes (zum Beispiel der Pfanne) entsprechen. Da ohnehin bei einer Erneuerung des Bodens auch der Loch stein ausgetauscht werden muß, wird bei dieser Ausführungs form eine erhebliche Reduzierung der Zustellarbeit erreicht, weil der Gasspülstein jetzt selbst den Lochstein bildet. Vor allem kann auch auf eine getrennte Lochsteinhülse verzichtet werden.This embodiment creates additional advantages. How Executed above, can by the proposed design of the sink has increased its service life many times over be and it is easily possible while doing downtimes to achieve that of the floor durability of the metallur of the vessel (for example the pan). Since the hole is also renewed anyway stone must be replaced, this version form achieved a significant reduction in delivery work, because the gas purging stone now forms the perforated stone itself. Above all, you can also use a separate perforated stone sleeve to be dispensed with.

Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Maß nahmen auch bei sogenannten Fugenspülern realisieren, wobei die Zwischenstücke dann den Ringkanal in entsprechende Abschnitte unterteilen.Of course, the dimensions described can also realized with so-called joint washers, the spacers then the ring channel in corresponding Divide sections.

Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Aus führungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on various examples of management explained in more detail.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Spülsteins schematisch dargestellt, und zwar inIn the drawing, various embodiments are one schematically illustrated sink according to the invention, namely in

Fig. 1 ein horizontaler Schnitt durch einen Gasspülstein mit Blechummantelung und zwei senkrecht zueinander verlaufenden Blech- Zwischenwänden, Fig. 1 is a horizontal sectional view of a gas purging plug with sheet metal casing and two mutually perpendicular sheet metal partition walls,

Fig. 2 ein horizontaler Schnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Gasspül steins mit Blechummantelung und vier, zylinder förmigen gaspermeablen Abschnitten mit Blechum mantelung, Fig. 2 is a horizontal section through an alternative embodiment of a gas scavenging stone with sheet metal casing, and four cylindrical gas-permeable portions with Blechum sheathing,

Fig. 3 ein horizontaler Schnitt durch einen als Loch stein ausgebildeten Gasspülstein mit drei gas permeablen Abschnitten, Fig. 3 is a horizontal section through a stone as a hole formed gas flushing brick with three gas-permeable portions,

Fig. 4 ein horizontaler Schnitt durch einen als Fugen spüler ausgebildeten Gasspülstein mit diagonal verlaufender Metallzwischenwand, Fig. 4 is a horizontal section through a dishwasher as a joint formed gas purging plug with diagonally extending metal partition

Fig. 5 ein vertikaler Schnitt durch einen erfindungs gemäßen kegelstumpfförmigen Gasspülstein mit mittig verlaufender Blechzwischenwand zur Ausbil dung zweier, voneinander getrennter gaspermeabler Abschnitte mit jeweils einem Gasanschlußstück. Fig. 5 is a vertical section through an inventive frustoconical gas purging plug with a central sheet metal partition for training two separate gas-permeable sections, each with a gas connector.

Dabei werden für gleiche oder gleichwirkende Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.In this case, the same or equivalent components the same reference numerals are used.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Gasspülstein beziffert, der aus einem porösen, gasdurchlässigen feuer festen keramischen Material zum Beispiel auf der Basis 97 Gew.-% Al₂O₃ besteht. Der Gasspülstein weist eine Kegel stumpfform auf. Eine Blechumkleidung 12 umfaßt einen sich um die Umfangsfläche des Gasspülsteins 10 erstreckenden Blechmantel 14 und einen die untere, größere Fläche über deckenden kreisförmigen Boden, der an seinem äußeren Umfang gasdicht mit dem Blechmantel 14 verschweißt ist. Der Gas spülstein 10 ist mittels einer Mörtelschicht 13 in die gas dichte Blechumkleidung 12 eingefügt.In Fig. 1, the reference numeral 10 designates a gas purging plug which consists of a porous, gas-permeable refractory ceramic material, for example based on 97% by weight Al ₂ O ₃ . The gas purging plug has a truncated cone shape. A sheet metal casing 12 comprises a sheet metal jacket 14 extending around the peripheral surface of the gas purging plug 10 and a circular bottom covering the lower, larger area, which is welded gas-tight to the sheet metal jacket 14 on its outer circumference. The gas sink 10 is inserted by means of a mortar layer 13 in the gas-tight sheet metal casing 12 .

Zwischen zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Blechman tels 14 erstrecken sich zwei, senkrecht zueinander ver laufende Metallbleche 16, 18, die jeweils aus zwei Ab schnitten 16 a, 16 b, 18 a, 18 b bestehen, die an der Kreuz stelle 20 miteinander gasdicht verschweißt sind. Die Metall bleche 16, 18 sind ebenfalls gasdicht mit dem Blechmantel 14 beziehungsweise dem Boden verschweißt.Between two opposite sections of the Blechman means 14 extend two, perpendicular to each other ver running metal sheets 16, 18 , each of two sections from 16 a , 16 b , 18 a , 18 b , which are welded together at the cross 20 gas-tight . The metal sheets 16, 18 are also gas-tight welded to the sheet metal jacket 14 or the bottom.

Auf diese Art und Weise werden vier voneinander getrennte gaspermeable Abschnitte 22, 24, 26, 28 mit in der Auf sicht Viertelkreisform ausgebildet.In this way, four separate gas-permeable sections 22, 24, 26, 28 are formed with a quarter circle shape in the view.

Jeder der Abschnitte 22, 24, 26, 28 ist in seinem Bodenbe reich mit einer eigenen Gasanschlußleitung 32 ausgebildet, die gasdicht mit dem Boden verschweißt ist.Each of the sections 22, 24, 26, 28 is formed in its Bodenbe rich with its own gas connection line 32 , which is welded gas-tight to the floor.

Der in Fig. 2 dargestellte Gasspülstein ist wiederum kegelstumpfförmig und mit einer Blechumkleidung 12 analog der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gestaltet.The gas purging plug shown in FIG. 2 is in turn frustoconical and designed with a sheet metal cladding 12 analogous to the embodiment according to FIG. 1.

Innerhalb des gaspermeablen feuerfesten Materials 34 sind vier, voneinander getrennte und im Abstand zueinander angeordnete Gasspülabschnitte 22, 24, 26, 28 ausgebildet.Four gas purging sections 22, 24, 26, 28 , which are separate from one another and spaced apart, are formed within the gas-permeable refractory material 34 .

Die Abschnitte 22, 24, 26, 28 sind jeweils von einer Metall hülse 30 umgeben.The sections 22, 24, 26, 28 are each surrounded by a metal sleeve 30 .

Der Abschnitt 22 ist dabei kegelstumpfförmig gestaltet, der Abschnitt 24 als eine im Querschnitt dreieckförmige Hülse, der Abschnitt 26 als eine im Querschnitt quadratische Hülse und der Abschnitt 28 als eine im Querschnitt sechs eckige Hülse, wobei auch diese wieder eine Konizität auf weisen können.The section 22 is frustoconical, the section 24 as a sleeve with a triangular cross section, the section 26 as a sleeve with a square cross section, and the section 28 as a sleeve with a hexagonal cross section, these also being conical again.

Die Hülsen sind an der dem metallurgischen Schmelzgefäß abgewandten Seite mit dem (nicht dargestellten) Boden der Blechumkleidung 12 gasdicht verschweißt, und die Ab schnitte sind jeweils an eine (gestrichelt dargestellte) Gasleitung 12 angeschlossen.The sleeves are welded gas-tight on the side facing away from the metallurgical melting vessel with the (not shown) bottom of the sheet metal casing 12 , and the sections are each connected to a gas line 12 (shown in broken lines).

Die Metallhülsen verlaufen vom Boden bis etwas unterhalb der gegenüberliegenden Stirnfläche des Gasspülsteins.The metal sleeves run from the floor to slightly below the opposite face of the gas purging plug.

Bei dieser Ausführungsform ist das Material innerhalb der Metallhülsen das gleiche gaspermeable feuerfeste Ma terial wie das zwischen den Hülsen, das mit dem Bezugs zeichen 34 gekennzeichnet ist. Dieses "Matrixmaterial" 34 kann bodenseitig mit einem eigenen Gasanschluß 32 ausge bildet sein, wobei der aufgegebene Gasstrom dann innerhalb der Blechummantelung 12 und zwischen den Hülsen 30 ver läuft, während der innerhalb der Hülsen 30 aufgegebene Gasstrom auch nur innerhalb dieser Hülsen verläuft.In this embodiment, the material within the metal sleeves is the same gas-permeable refractory material as that between the sleeves, which is identified by the reference character 34 . This "matrix material" 34 can be formed on the bottom with its own gas connection 32 , the gas flow then running inside the sheet metal jacket 12 and between the sleeves 30 runs, while the gas flow abandoned within the sleeves 30 also runs only within these sleeves.

Es ist selbstverständlich, daß die in Fig. 2 dargestellten geometrischen Formen der Abschnitte 22, 24, 26, 28 nur beispielhaft sind, und vorzugsweise werden alle Abschnitte identisch gestaltet.It goes without saying that the geometric shapes of the sections 22, 24, 26, 28 shown in FIG. 2 are only exemplary, and preferably all sections are designed identically.

Der in Fig. 3 dargestellte Gasspülstein ist als Lochstein gestaltet. Er weist entsprechend eine Quaderform mit quadratischem Querschnitt auf, und das Matrixmaterial 35 besteht aus einem gasdichten, feuerfesten keramischen Material, zum Beispiel auf der Basis Zirkon dioxid. The gas purging plug shown in Fig. 3 is designed as a perforated brick. Accordingly, it has a cuboid shape with a square cross section, and the matrix material 35 consists of a gas-tight, refractory ceramic material, for example based on zirconium dioxide.

Zur Herstellung wird eine entsprechende Form mit einer feuerfesten Masse (Schlicker) ausgefüllt. Nach der Erhärtung werden vier, zueinander im Abstand befindliche kegelstumpf förmige Abschnitte 22, 24, 26, 28 ausgebohrt. In diese werden anschließend entsprechende Einsätze aus einem üb lichen gaspermeablen feuerfesten Material eingemörtelt.A corresponding mold is filled with a refractory mass (slip) for manufacture. After hardening, four frustoconical sections 22, 24, 26, 28, spaced apart from one another, are drilled out. Corresponding inserts made of a custom gas-permeable refractory material are then mortared into these.

Ebenso ist es aber auch möglich, vor dem Einfüllen des Schlickers bereits entsprechende kegelstumpfförmige Metall hülsen auf den Boden der Form aufzusetzen und dann nur noch den Bereich zwischen den Hülsen mit dem Schlicker auszufüllen. Die Hülsen können bereits zuvor mit dem gas permeablen feuerfesten Material ausgefüllt beziehungsweise entsprechende Einsätze in die Hülsen eingemörtelt sein, die Einsätze können aber auch nachträglich in die Hülsen eingemörtelt werden.However, it is also possible to fill in the Schlickers already corresponding frustoconical metal sleeves to put on the bottom of the mold and then only still the area between the sleeves with the slip to fill in. The sleeves can already be used with the gas permeable refractory material filled in respectively corresponding inserts are mortared into the sleeves, the inserts can also be retrofitted into the sleeves be mortared.

Vorzugsweise ist der Lochstein bodenseitig, also an seinem dem Inneren des Schmelzgefäßes abgewandten Ende, mit einer den Lochstein umschließenden Metallwanne ausgebildet, in die vier Gas leitungen 31 (gestrichelt dargestellt) innerhalb der Ab schnitte 22, 24, 26, 28 einmünden.Preferably, the perforated brick is formed on the bottom side, that is to say at its end facing away from the inside of the melting vessel, with a metal trough surrounding the perforated brick, into which four gas lines 31 (shown in dashed lines) open within the sections 22, 24, 26, 28 .

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Fugenspülers weist der Gasspülstein 10 wiederum eine Kegel stumpfform auf und ist analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einer Blechumkleidung 12 versehen. Diese verläuft jedoch hier sowohl umfangsseitig als auch boden seitig im Abstand zum gasdichten Material des Gasspül steins, wobei der Abstand 36 zwischen Blechumkleidung 12 und gasdichtem Material 35 durch eine diagonal verlau fende Blechwand 38 gebildet wird, die gegenüber dem Blech mantel 14 und dem Boden gasdicht verschweißt ist.In the exemplary embodiment of a joint washer shown in FIG. 4, the gas purging plug 10 in turn has a truncated cone shape and is provided with a sheet metal cladding 12 analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1. However, this runs here both circumferentially and on the bottom side at a distance from the gas-tight material of the gas purging stone, the distance 36 between the sheet metal casing 12 and the gas-tight material 35 being formed by a diagonally continuous sheet metal wall 38 which is gas-tight with respect to the sheet metal jacket 14 and the floor is welded.

Hierdurch wird der ringkanalförmige Bereich 36 sowie das Material 35 in zwei Abschnitte 22, 24, die gasdicht von einander getrennt sind, unterteilt.As a result, the annular channel-shaped region 36 and the material 35 are divided into two sections 22, 24 , which are separated from one another in a gas-tight manner.

In den Blechboden münden wiederum zwei Gasleitungen 32, die gasdicht mit dem Boden verschweißt sind, ein.In turn, two gas lines 32 , which are welded gas-tight to the floor, open into the sheet metal floor.

Ebenso könnten anstelle einer Blechwand 38 entsprechend Fig. 1 auch wiederum zwei Blechwände, und dann vorzugs weise senkrecht zueinander, zur Ausbildung von vier Ab schnitten mit entsprechend vier Gasleitungen vorgesehen werden.Likewise, instead of a sheet metal wall 38 according to FIG. 1, two sheet metal walls, and then preferably perpendicular to one another, to form four sections with correspondingly four gas lines could also be provided.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der kegelstumpfförmige Gasspülstein 10 ebenfalls von einer Blechumkleidung 12, bestehend aus einem Blechmantel 14 und einem Boden 40 umfangsseitig und bodenseitig umschlossen. Der Gasspülstein wird durch eine Blechwand 38, die mit der Blechumkleidung 12 randseitig gasdicht verschweißt ist, in zwei Abschnitte 22, 24 geteilt.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the frustoconical gas purging plug 10 is likewise enclosed by a sheet metal cladding 12 , consisting of a sheet metal jacket 14 and a bottom 40 on the circumferential and bottom sides. The gas purging plug is divided into two sections 22, 24 by a sheet metal wall 38 , which is welded gas-tight to the edge of the sheet metal casing 12 .

Wie der Figur zu entnehmen ist, überragt die Blechwand 38 die untere Stirnseite 42 des gaspermeablen Materials unter Ausbildung zweier voneinander gasdicht getrennter Druckkammerabschnitte 44, 46. In jeden der Druckkammer abschnitte 44, 46 mündet eine Gasleitung 32. Die Gaslei tungen münden im Abstand zum Boden 40 über ein Zwischen stück 48 in einer zentralen Gaszuführleitung 50, und im Zwischenstück 48 ist ein Stellglied 52 angeordnet, das in der dargestellten Position den Gasweg in den Druckkammer abschnitt 44 versperrt und nur den Gasweg in den Druckkammer abschnitt 46 freigibt. Das Stellglied kann durch einfaches Umschwenken in die gestrichelt dargestellte Position unter Blockierung des Gasweges zum Druckkammerabschnitt 46 ver schwenkt werden, wodurch gleichzeitig der Gasweg in den Druckkammerabschnitt 44 freigegeben wird. Bei Einstellung einer Position zwischen den beiden Endstellungen werden beide Gasleitungen 32 von der zentralen Gaszuführleitung 50 mit Inertgas, zum Beispiel Argon, versorgt.As can be seen from the figure, the sheet metal wall 38 projects beyond the lower end face 42 of the gas-permeable material, forming two pressure chamber sections 44, 46 which are separated from one another in a gastight manner. A gas line 32 opens into each of the pressure chamber sections 44, 46 . The Gaslei obligations end in the distance to the ground 40 via an intermediate piece 48 in a central gas supply line 50, and in the intermediate piece 48, an actuator 52 is disposed, the portion of the gas path in the pressure chamber in the illustrated position 44 blocked and only the gas path in the pressure chamber section 46 releases. The actuator can be pivoted ver by simply pivoting into the position shown in dashed lines, blocking the gas path to the pressure chamber section 46 , whereby the gas path in the pressure chamber section 44 is released at the same time. When a position is set between the two end positions, both gas lines 32 are supplied with inert gas, for example argon, from the central gas supply line 50 .

Es ist selbstverständlich, daß die gaspermeablen Abschnitte 22, 24, 26, 28 sowohl mit gerichteter, wie auch mit un gerichteter Porosität ausgebildet sein können.It goes without saying that the gas-permeable sections 22, 24, 26, 28 can be designed with both directed and un-directed porosity.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 können auch die Gasleitungen 32 gemäß den Fig. 1 bis 4 in ein gemeinsames Zwischenstück 48 und damit eine zentrale Gaszuführlei tung 50 einmünden.According to the illustration in FIG. 5, the gas lines 32 according to FIGS. 1 to 4 can also lead into a common intermediate piece 48 and thus a central gas supply line 50 .

Während die Gasspülsteine gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1, 2, 4 und 5 auf konventionelle Art und Weise, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Lochstein hülse, wie in der RADEX-Rundschau (a. a. O.) beschrieben, in einen Lochstein im Boden oder der Wand eines metallur gischen Schmelzgefäßes eingesetzt werden, wird der Gasspül stein gemäß Fig. 3 wie ein Lochstein, dessen Funktion er gleichzeitig mit übernimmt, in die Bodenauskleidung des metallurgischen Gefäßes eingesetzt.While the gas purging stones according to the embodiments of FIGS . 1, 2, 4 and 5 in a conventional manner, optionally with the interposition of a perforated stone sleeve, as described in the RADEX Rundschau (loc. Cit.), In a perforated stone in the floor or the wall of a metallurgical melting vessel are used, the gas purging stone according to FIG. 3 is used as a perforated brick, the function of which it also takes on, in the bottom lining of the metallurgical vessel.

Die Gasbehandlung erfolgt dann beispielsweise wie folgt:The gas treatment then takes place as follows, for example:

Zunächst wird die Gasleitung 32 des Abschnittes 22 zuge schaltet, das heißt, das Inertgas strömt durch den Ab schnitt 22 entsprechend wie bei einem konventionellen Gasspülstein in die Metallschmelze. Durch die gasdichte Abdichtung bleiben die übrigen Abschnitte 24, 26, 28 zu nächst ohne Funktion.First, the gas line 32 of the section 22 is switched on, that is, the inert gas flows through the section 22 in accordance with a conventional gas purging plug into the molten metal. Due to the gas-tight seal, the remaining sections 24, 26, 28 initially remain without function.

Nachdem, gegebenenfalls über eine entsprechende Reststands anzeige, wie sie im Stand der Technik beschrieben ist, gemessen wird, daß der erste Abschnitt 22 verbraucht ist, wird die zugehörige Gasleitung 32 geschlossen und gleichzeitig oder kurz zuvor (siehe Erläuterungen zu Fig. 5) der zweite Abschnitt 24 über die zugehörige Gasleitung 32 mit Gas beaufschlagt. Die Gasbehandlung geht also ohne Unterbrechung weiter. Gleichzeitig wird wahrscheinlich etwas Metallschmelze in den Abschnitt 22 eindringen und dort einfrieren und damit diesen Abschnitt funktionsuntüchtig machen.After, if necessary via a corresponding residual level indicator, as described in the prior art, it is measured that the first section 22 has been used up, the associated gas line 32 is closed and, at the same time or shortly before (see explanations for FIG. 5), the second Section 24 is supplied with gas via the associated gas line 32 . The gas treatment therefore continues without interruption. At the same time, some molten metal will likely penetrate section 22 and freeze there, rendering this section inoperable.

Ist auch Abschnitt 24 verschlissen, wird entsprechend der vorstehenden Beschreibung auf Abschnitt 26 und dann auf Abschnitt 28 um- beziehungsweise weitergeschaltet.If section 24 is also worn, a switch is made to section 26 and then to section 28 as described above.

Setzt man die Lebensdauer eines konventionellen Gasspül steins mit 10 bis 20 Chargen an, so bedeutet dies, daß entsprechend auch ein erfindungsgemäßer Gasspülsteinab schnitt 22, 24, 26, 28 oder das Matrixmaterial 34 zehn bis zwanzig Chargen hält. Durch entsprechende Weiterschaltung auf die weiteren Abschnitte wird die Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Gasspülsteines damit um das zwei-, drei-, vier- oder fünf fache erhöht, das heißt, hier beispielsweise auf 40 bis 100 Chargen. Damit liegt die Lebensdauer eines erfindungs gemäßen Gasspülsteins im Bereich der Bodenhaltbarkeit zum Beispiel einer Pfanne oder sogar darüber, so daß auch Reserven diesbezüglich zur Verfügung gestellt werden.Assuming the life of a conventional gas purging stone with 10 to 20 batches, this means that a gas purging stone section 22, 24, 26, 28 or the matrix material 34 according to the invention also holds ten to twenty batches. By appropriately switching to the other sections, the service life of a gas purging plug according to the invention is thus increased two, three, four or five times, that is to say here, for example, to 40 to 100 batches. Thus, the lifespan of a gas flushing block according to the invention lies in the area of soil durability, for example a pan or even above it, so that reserves are also made available in this regard.

Eine Reparatur oder ein Austausch des Gasspülsteines zwi schen den Bodenzustellungen erübrigt sich damit. Die damit verbundenen arbeits- und kostenmäßigen Ersparnisse sind offensichtlich.A repair or an exchange of the gas purging plug between So there is no need for soil infeed. The one with it associated labor and cost savings obviously.

Wichtig ist, daß jeder der Abschnitte 22, 24, 26, 28 (beziehungsweise beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zusätzlich das Matrixmaterial 34) eine ausreichende Gasdurchlässigkeit aufweist, um den gewünschten Gasstrom durchführen zu können. Dies läßt sich durch ein entsprechen des offenes Porenvolumen beziehungsweise eine entsprechende Anzahl von Kanälen ("gerichtete Porosität") beziehungsweise Fugen leicht realisieren.It is important that each of the sections 22, 24, 26, 28 (or in the exemplary embodiment according to FIG. 2 additionally the matrix material 34 ) has sufficient gas permeability in order to be able to carry out the desired gas flow. This can easily be achieved by corresponding the open pore volume or a corresponding number of channels ("directed porosity") or joints.

Claims

1.Gas purging plug for use in metallurgical melting vessels, in which the area of the gas purging plug ( 10 ) which is effective for gas passage is divided into sections by at least one intermediate member ( 16, 18, 30, 35, 38 ) which is largely impermeable to gas and runs in the direction of the gas flow. 22, 24, 26, 28, 34 ), characterized in that the individual sections ( 22, 24, 26, 28, 34 ) can be connected to one or more gas supply lines ( 32 ) independently of one another or in any assignment.

2. Gas purging plug according to claim 1, characterized in that the gas supply lines ( 32 ) can be connected to a central gas supply line ( 50 ) via an actuator.

3. Gas purging plug according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate member ( 16, 18, 30, 38 ) is a metal sheet.

4. Gas purging plug according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate member ( 35 ) consists of a largely gas-impermeable, refractory ceramic material.

5. A gas purging plug according to claim 4, characterized in that the intermediate member ( 35 ) consisting of a largely gas-impermeable refractory ceramic material forms a matrix material of the gas purging plug, in which at least two sections permitting gas passage ( 22, 24, 26, 28 ) are arranged.

6. Gas purging plug according to claim 5, characterized in that the matrix material ( 35 ) in its outer dimensions and / or its material quality corresponds to that of a perforated brick.

7. gas purging plug according to one of claims 1 to 6, characterized by a gas purging plug at least partially by giving gas-tight sheet metal casing ( 12 ) which is provided with a bottom part ( 40 ) on the inside of the Schmelzge vessel facing end face ( 42 ) of the gas purging stone , wherein the gas supply line (s) ( 32 ) is (are) gas-tight with the sheet metal casing ( 12 ).

8. Gas purging plug according to claim 7, characterized in that the sheet metal casing ( 12 ) surrounds the gas purging plug on the bottom and / or circumference with the interposition of spacers.

9. gas purging plug according to claim 8, characterized in that the gas supply line (s) ( 32 ) in a between the bottom ( 42 ) of the gas purging plug and the bottom ( 40 ) of the sheet metal casing ( 12 ) arranged pressure chamber or by the one or more intermediate members ( 16, 18, 30, 35, 38 ) formed sections ( 44, 46 ) opens (open).

10. Gas purging plug according to one of claims 1 to 9, characterized in that the or the intermediate member (s) ( 16, 18, 30, 35, 38 ) over the entire height of the gas purging plug or until shortly before the inside of the metallurgical melting vessel facing end face of the gas purging plug extends (extend).

11. Gas purging plug according to one of claims 6 to 10, characterized in that the one or more intermediate members ( 38 ) on the lower, the interior of the metallurgical melting vessel facing end face ( 42 ) of the gas purging stone extends and with the bottom surface ( 40 ) of the sheet metal casing ( 12 ) is (are) gas-tight.

12. Gas purging plug according to one of claims 1 to 11, characterized in that the or the intermediate member (s) as a sleeve ( 30 ), preferably in the form of a truncated cone is (are).

13. Gas purging plug according to one of claims 1 to 12, characterized in that the gas permitting sections ( 22, 24, 26, 28 ) are formed symmetrically to each other.