| DE4207881C1 | 1993-08-26 | |||
| EP0080403A1 | 1983-06-01 | |||
| EP0239152A1 | 1987-09-30 | |||
| EP0536584A2 | 1993-04-14 | |||
| DE4419811C1 | 1995-04-27 | |||
| US5423521A | 1995-06-13 | |||
| EP0146079A2 | 1985-06-26 |
| 1. | Verfahren zum Eindusen von Gasen in feuerfest ausgekleide¬ te Heißräume oder metallurgische Gefäße unter Verwendung von feuerfesten Gasführungskörpern mit gerichteter Porosi¬ tät, deren Gasführungskanäle im Bereich der Heißseite der Feuerfestauskleidung münden, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß als Gasführungskörper dünnwandige Feuerfestformplatten (1, 2) mit inneren Gasführungskanälen (3) verwendet werden, die auf schmalen Seiten der Form¬ platten (1, 2) münden, daß die Feuerfestformplatten (1, 2) bei der Zustellung der Feuerfestauskleidung in diese zu¬ einander beabstandet und/oder hintereinander eingesetzt werden und daß die Gasführungskanäle (3) mit einem im Inneren oder auf der Kaltseite der Feuerfestauskleidung ausgebildeten Gaszuführungsraum verbunden werden, der mit unter Druck stehendem Gas beaufschlagt wird. |
| 2. | Verfahren zur Herstellung von Feuerfestformplatten zum Eindusen von Gasen in feuerfest ausgekleidete Heißräume oder metallurgische Gefäße, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Formplatten (1, 2) durch Walzen einer plastischen Feuerfestmasse zur Herstellung von Grün¬ lingen gebildet werden, wobei in die Grünlinge beim Walz¬ vorgang flächige Streifen aus einer ausbrennbaren oder ausschmelzbaren, vergleichsweise formstabilen Folie einge arbeitet werden, welche Streifen zur Bildung der Gasfüh¬ rungskanäle (3) anschließend unter Temperaturbeaufschla¬ gung ausgebrannt oder ausgeschmolzen werden. |
| 3. | Verwendung von gemäß Anspruch 2 hergestellten Feuerfest formplatten (1, 2) zur Herstellung von Gasspülsteinen mit gerichteter Porosität für metallurgische Gefäße. |
| 4. | Gasspülstein für metallurgische Gefäße, mit einem feuer festen Formstein, einer gasdichten Blechumkleidung, beste¬ hend aus einem den seitlichen Umfangsbereich des Form¬ steins umgebenden Blechmantel sowie einem Blechboden auf der der Schmelze abgewandten Kaltseite des Formsteines und einem an den Blechboden angeschlossenen Gaszuführungsrohr, wobei im Formsteininneren Gasführungskanäle zur Bildung einer gerichteten Porosität vorgesehen sind, die auf der Heißseite münden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß die Gasführungskanäle (3) einen im Formstein inneren angeordneten Spülkörper (4) durchziehen, der aus feuerfesten Formplatten (1, 2) gasdicht zusammengefügt ist, die gemäß Anspruch 2 hergestellt sind. |
| 5. | Gasspülstein nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Spülkörper (4) oberhalb eines aus gasdurchlässigem, feuerfestem Material mit unge richteter Porosität bestehenden Block (13) angeordnet ist. |
| 6. | Gasspülstein nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der Unterseite (11) des feuerfesten Materials (7) und dem Blechboden (9) ein Gasverteilungsraum (12) vorgesehen ist. |
| 7. | Gasspülstein nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form¬ platten (1, 2) durch Walzen oder Pressen der Grünlinge zur Bildung des Spülkörpers (4) miteinander verbunden sind. |
| 8. | Gasspülstein nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form¬ platten (1, 2) durch Verkleben mit einem Feuerfestkleber miteinander verbunden sind. |
| 9. | Gasspülstein nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form¬ platten (1, 2) eine Dicke zwischen 1 und 10 mm und eine Breite zwischen 10 und 100 mm aufweisen. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindusen von Gasen in feuerfest ausgekleidete Heißräume oder metallurgische Gefäße unter Verwendung von feuerfesten Gasführungskörpern mit ge¬ richteter Porosität, deren Gasführungskanäle im Bereich der Heißseite der Feuerfestauskleidung münden.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Her¬ stellung von Feuerfestformplatten zum Eindusen von Gasen in feuerfest ausgekleidete Heißräume oder metallurgische Gefäße und die Verwendung derartiger Formplatten.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Gasspülstein für me¬ tallurgische Gefäße, mit einem feuerfesten Formstein, einer gasdichten Blechumkleidung, bestehend aus einem den seitlichen Umfangsbereich des Formsteins umgebenden Blechmantel sowie einem Blechboden auf der der Schmelze abgewandten Kaltseite des Formsteins und einem an den Blechboden angeschlossenen Gaszuführungsrohr.
Bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Ein¬ dusen von Gasen in feuerfest ausgekleidete Heißräume oder me- tallurgische Gefäße werden Düsensteine, Gasspülsteine oder Lanzen verwendet, die das Gas in die Heißräume oder mit einer metallischen Schmelze gefüllten Gefäße nur an den Stellen punktuell einblasen können, wo die entsprechenden Spüler ein¬ gesetzt sind. Dadurch kommt es zu einer ungleichmäßigen Beauf- schlagung beispielsweise der Schmelze mit Gas, so daß zum Bei¬ spiel der gewünschte metallurgische Effekt eine Reinigung oder eine Homogenisierung der Schmelze nur bei sehr langen Blaszei¬ ten erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Eindusen von Gasen in derartige Heißräume oder metallurgische Gefäße zu schaffen, mit dem die Blaszeiten verkürzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An¬ spruchs 1 gelöst.
Die bei diesem Verfahren verwendeten dünnwandigen Feuerfest- formplatten können nach einem Verfahren hergestellt werden, wie es in Anspruch 2 angegeben wird.
Mit derartigen Feuerfestformplatten, die zum Beispiel leisten¬ artig in die Feuerfestausmauerung eines Tundish eingesetzt sind, kann die gesamte Metallschmelze sehr gleichmäßig mit Spülgas oder anderen Gasen beaufschlagt werden.
Die im Inneren der Formsteine verlaufenden Gaskanäle können dabei in Längsrichtung der feuerfesten Formplatten laufen, sie können jedoch auch kammartig ausgebildet sein und an benach¬ barten Seiten der Formplatte münden. Darüber hinaus können die Kanäle unterschiedliche Querschnitte aufweisen, die durch das Einlegen entsprechend unterschiedlich dicker Streifen ausge¬ bildet werden.
Die erfindungsgemäßen Formplatten mit den inneren Gasführungs¬ kanälen eignen sich darüber hinaus vorzüglich zur Herstellung von Gasspülsteinen mit gerichteter Porosität, wie sie in den Patentansprüchen 4 bis 9 beschrieben sind.
Bei bekannten Gasspülsteinen mit gerichteter Porosität werden die Gasdurchtrittskanäle zum Beispiel dadurch gebildet, daß in den Formsteingrünling beim Auffüllen der Gießform mit pastöser Feuerfestmasse Fäden oder Bänder eingearbeitet werden, die an- schließend aus dem Grünling herausgezogen werden müssen.
Bei einem anderen bekannten Gasspülstein weden zur Bildung der Gasdurchtrittskanäle Platten zusammengelegt, in deren Ober¬ fläche mehrere parallel verlaufende Nuten eingearbeitet sind.
Bei den bekannten Gasspülsteinen kann es jedoch schwierig sein, die Gasdurchtrittskanäle mit über ihre Länge konstantem Querschnitt herzustellen, da die innere Oberfläche der Kanäle
beim Herausziehen der eingelegten Streifen beschädigt bzw. die Platten mit den eingeprägten Nuten nur schwer exakt überein- andergelegt werden können. Außerdem müssen die Gasdurchtritts¬ kanäle so eng sein, daß flüssige Metallschmelze im drucklosen Zustand nicht ins Innere der Kanäle eindringen und dort er¬ starren kann.
Durch die im Inneren der Formplatten liegenden Gasdurchtritts¬ kanäle können die Formplatten bei der Bildung des Spülkörpers im Prinzip beliebig zusammengefügt werden, da dadurch die Querschnittskonstanz der Kanäle nicht mehr beeinträchtigt wird. Dadurch wird die Herstellung des gesamten Gasspülsteins erheblich vereinfacht.
Die feuerfesten Formplatten sind aus gewalzten Grünlingen her¬ gestellt, so daß das angemachte Feuerfestmaterial vergleichs¬ weise hoch verdichtet wird und ein niedrig poröses Material entsteht, das einen entsprechend hohen Verschleißwiderstand aufweist .
Der aus den einzelnen Formplatten bestehende Spülkörper befin¬ det sich in Gebrauchslage des Gasspülsteins gesehen vorzugs¬ weise oberhalb eines porösen Materialblockes, der eine unge- richtete Porosität hat. Durch diese Anordnung wird es ermög- licht, den Verschleißzustand des Gasspülsteines optisch zu erkennen, wenn er bis auf den Bereich des porösen Blockes ab¬ gearbeitet ist. Dann bildet sich nämlich im Bodenbereich der Pfanne ein kreisrunder, dunkler Fleck, der aufgrund der erhöh¬ ten Kühlwirkung des einströmenden Gases hervorgerufen wird.
Auch bei voller Pfanne ist der Verschleißzustand dann dadurch zu erkennen, daß vermehrte Badbewegungen im Oberflächenbereich auftreten.
Zweckmäßigerweise ist zwischen der Unterseite des Formsteines bzw. dem porösen Block und dem Blechboden ein Gasverteilungs¬ raum vorgesehen, so daß das zuzuführende Gas ohne Strömungs¬ widerstände direkt in den porösen Block bzw. den sich daran
anschließenden Spülkörper gelangen kann.
Die Formplatten können zur Bildung des bis auf die Gasdurch¬ trittskanäle gasdichten Spülkörpers bereits bei der Herstel- lung der Grünlinge durch Walzen oder Pressen miteinander ver¬ bunden werden. Andererseits ist es auch möglich, die Form¬ platten z. B. mit Hilfe eines feuerfesten Klebers miteinander zu verbinden. Das gasdichte Verbinden der einzelnen Formplat¬ ten wird dadurch erleichtert, daß diese mit Hilfe eines Walz- prozesses hergestellt sind und dadurch sehr glatte und gleich¬ mäßige Oberflächen aufweisen. Derartig zusammengefügte Form¬ platten können auch die auftretenden sehr hohen Wärmespannun- gen wesentlich besser aufnehmen, da eventuell entstehende Ris¬ se in der Regel nur bis zur Außenseite der Nachbarplatte ver- laufen.
Die durch Walzen hergestellten Formplatten weisen vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 und 10 mm und eine Breite zwischen 10 und 100 mm auf, so daß die jeweiligen Spülkörper an fast alle Gasspülsteingrößen angepaßt werden können.
Die feuerfesten Formplatten können z. B. aus einer Mischung von A1 2 0 3 , MgO und ZrO bestehen, die mit Wasser angemacht wer¬ den und deren teigige Konsistenz so eingestellt wird, daß sie mit Hilfe eines Walzvorganges geformt werden können.
Die im Inneren der feuerfesten Formplatten verlaufenden Gas¬ durchtrittskanäle werden erfindungsgemäß beim Walzvorgang der Grünlinge bzw. eines entsprechenden Endlosstreifens, der nach dem Walzen zerteilt wird, dadurch hergestellt, daß eine ge¬ wünschte Anzahl von Streifen aus einer ausbrennbaren oder auε- schmelzbaren, gegenüber den beim Walzen auftretenden Verfor¬ mungskräften vergleichsweise formstabilen Folie eingearbeitet werden. Diese Folienstreifen bilden nach dem anschließenden Ausschmelzen oder Ausbrennen die späteren, mit sehr exaktem und gleichmäßigem Querschnitt verlaufenden Gasdurchtrittska¬ näle im Inneren der einzelnen Formplatten.
Die Folienstreifen können bei dem erwähnten Walzvorgang auf sehr einfache Weise kontinuierlich dem Walzenspalt zugeführt werden, wobei der Walzprozeß z. B. dadurch erfolgen kann, daß dem Walzenspalt zwei verschiedene Bänder aus vorgearbeitetem Feuerfestmaterial zulaufen oder das Material in Form eines einzigen Stranges in den Walzenspalt eingeführt wird. Der¬ artige Walzverfahren sind beispielsweise der EP 0 536 584 A2 oder der DE-PS 41 33 712 C2 zu entnehmen.
Die entstehenden Formplatten werden durch eine nach dem Walzen vorzunehmende Wärmebehandlung unter Ausschmelzen bzw. Ausbren¬ nen der Folie gestaltverfestigt und können anschließend unter Umgießen mit pastösem feuerfestem Material in bekannter Art und Weise im Inneren des Gasspülsteins eingebaut werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau¬ licht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im ein¬ zelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Formplatte mit einem kammartig ausgebildeten Gasdurchtrittskanal ,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Formplatte mit drei Gasdurchtrittskanälen,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines aus mehreren Form¬ platten zusammengesetzten Spülkörpers,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Gasspülstein mit Spülkörper und porösem unteren Block und
Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Gasspülstein gemäß Fig. 4.
Die Darstellungen in Fig. 1 und 2 zeigen durch Walzen herge- stellte Formplatten 1 bzw. 2 mit in Längsrichtung verlaufenden Gasdurchtrittskanälen 3, wobei die Formplatte 1 gemäß Fig. 1 einen kammartig ausgebildeten Gasdurchtrittskanal 3 und die Formplatte 2 gemäß Fig. 2 drei Gasdurchtrittskanäle 3 auf-
weist .
Die Anzahl bzw. Abmessungen der Gasdurchtrittskanäle 3 sind auf die zur Verfügung stehenden Eindüsungsflachen bzw. die gewünschten Gasdurchsätze und -drücke abgestellt.
Fig. 3 zeigt schematisch einen durch Verkleben der einzelnen Formplatten 2 entstandenen Spülkörper 4, an dessen der Schmel¬ ze zugewandten Heißseite 5 eine Vielzahl von Gasdurchtrittska- nälen 3 münden.
Der in der Schnittdarstellung gem. Fig. 4 dargestellte Gas¬ spülstein 6 besteht aus einem Feuerfestmaterial 7, das von einem konischen Blechmantel 8 seitlich und einem unteren Blechboden 9 gasdicht umgeben wird. In dem Blechboden 9 ist ein Gaszuführungsrohr 10 angeschweißt.
Zwischen der Unterseite 11 des Feuerfestmaterials 7 und dem Blechboden 9 befindet sich ein Gasverteilungsraum 12.
Im Inneren des Gasspülsteins 6 ist der Spülkörper 4 angeord¬ net, der von einer Vielzahl von Gasdurchtrittskanälen 3 durch¬ zogen ist.
Unterhalb des Spülkörpers 4 befindet sich ein gasdurchlässiger Block 13 mit ungerichteter Porosität, der bei entsprechendem Abarbeitungszustand des Gasspülsteins 6 eine optische Ver¬ schleißanzeige bildet.
In der Draufsicht gemäß Fig. 5 wird die Lage des Spülkörpers 4 im Inneren des Gasspülsteins 6 verdeutlicht.
O 97/18335 PC17DE96/02149
Feuerfeste Formplatten mit Gasführungskanälen
Bezuqszeichenliste
1 Formplatte
2 Formplatte
3 Gasdurchtrittskanal
4 Spülkörper 5 Heißseite
6 Gasspülstein
7 Feuerfestmaterial
8 konischer Blechmantel
9 Blechboden 10 Gaszuführungsrohr
11 Unterseite
12 Gasverteilungsraum
13 gasdurchlässiger Block