DE19948848C1

DE19948848C1 - Gasspülstein für metallurgische Gefäße

Info

Publication number: DE19948848C1
Application number: DE19948848A
Authority: DE
Inventors: Juergen Kuhlmann; Eberhard Heimann; Klaus Ruwier; Rainer Patron
Original assignee: Dolomitwerke GmbH
Current assignee: Dolomitwerke GmbH
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-10-09
Also published as: TW533241B; EP1228250B1; WO2001027337A1; US6797230B1; ES2235962T3; ATE287454T1; AU7916800A; EP1228250A1; DE50009303D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metallurgische Gefäße mit einem porösen, gasdurchlässigen Formstein (1) aus feuerfestem Material, einer diesen umgebenden gasdichten Teilumkleidung, die aus einem sich um die seitliche Umfangsfläche des Formsteins erstreckenden Blechmantel (2) und einem die äußere Stirnfläche des Formsteins überdeckenden Blechdeckel (3) gebildet ist, und einem sich von der Unterseite des Blechdeckels erstreckenden Gaszuführungsrohr (6), das im Bereich einer im Blechdeckel ausgebildeten Gaseintrittsöffnung (7) mit dem Blechdeckel verbunden ist und im Abstand von der Gaseintrittsöffnung des Blechdeckels einen verengten Querschnitt (9) aufweist, wobei in dem Rohrabschnitt zwischen dem Blechdeckel (3) und dem verengten Querschnitt ein zumindest in Axialrichtung des Gaszuführungsrohres beweglicher Verschlußkörper (10) angeordnet ist, dessen Querschnitt kleiner als der Innendurchmesser des Gaszuführungsrohres (6) und größer als der verengte Querschnitt ist und der entsprechend einem Rückschlagventil durch eine an dem Blechdeckel abgestützte Schraubendruckfeder (12) in Richtung des einen Ventilsitz (11) definierenden verengten Querschnitts belastet ist. Um eine sichere Gaszufuhr auch bei einem hohen Gasdruck zu gewährleiste, ist die Gaseintrittsöffnung (7) zumindest teilweise außerhalb des Teilkreises der Schraubendruckfeder (12) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein für metallurgische Gefäße mit einem porösen, gasdurchlässigen Formstein aus feuer festem Material, einer diesen umgebenden gasdichten Teilumklei dung, die aus einem sich um die seitliche Umfangsfläche des Formsteins erstreckenden Blechmantel und einem die äußere Stirnfläche des Formsteins überdeckenden Blechdeckel gebildet ist, und einem sich von der Unterseite des Blechdeckels erstreckenden Gaszuführungsrohr, das im Bereich einer im Blech deckel ausgebildeten Gaseintrittsöffnung mit dem Blechdeckel verbunden ist und im Abstand von der Gaseintrittsöffnung des Blechdeckels einen verengten Querschnitt aufweist, wobei in dem Rohrabschnitt zwischen dem Blechdeckel und dem verengten Quer schnitt ein zumindest in Axialrichtung des Gaszuführungsrohres beweglicher Verschlußkörper angeordnet ist, dessen Querschnitt kleiner als der Innendurchmesser des Gaszuführungsrohres und größer als der verengte Querschnitt ist und der entsprechend einem Rückschlagventil durch eine an dem Blechdeckel abge stützte Schraubendruckfeder in Richtung des einen Ventilsitz definierenden verengten Querschnitts belastet ist.

Ein derartiger Gasspülstein ist aus der DE 33 41 446 C1 bekannt. Mit diesem Gasspülstein lassen sich Durchbrüche der Schmelze in die angeschlossene Gaszufuhrleitung weitestgehend verhindern bzw. in ihrer Auswirkung mindern. Allerdings ist der bekannte Gasspülstein insofern problematisch, als daß die Gaseintrittsöffnung bei hohen Gasdrücken, die zu einem vollständigen Zusammenpressen der Schraubendruckfeder führen, durch die Schraubendruckfeder verschlossen ist. Somit besteht die Gefahr, daß die Gaszufuhr gerade dann, wenn ein relativ hoher Gasvolumenstrom benötigt wird, unterbrochen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gasspülstein der eingangs genannten Art zu schaffen, der einerseits die Gefahr von Schmelzendurchbrüchen minimiert und der andererseits eine sichere Gaszufuhr auch bei hohen Gasvolumenströmen mit einem entsprechend hohen Gasdruck gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gaseintrittsöffnung zumindest teilweise außerhalb des Teil kreises der Druckfeder angeordnet wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt einen Spülstein, der sowohl die Gefahr von Schmelzendurchbrüchen minimiert als auch eine Gaszufuhr vom Gaszuführungsrohr in den Spülstein im Falle einer aufgrund hohen Gasdrucks vollständig zusammengepreßten Schraubendruckfeder sicherstellt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasspül steins ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung aus drei Bohrungen besteht, deren Mittelachsen jeweils exzen trisch zur Mittelachse des Gaszuführungsrohres angeordnet sind. Die Mittelachsen der Bohrungen können dabei vorzugsweise auf einem gemeinsamen Kreis liegen und voneinander gleichmäßig beabstandet sein. Hierdurch wird zum einen ein relativ großer Gesamtöffnungsquerschnitt und zum anderen ein stabiles Widerlager für die Schraubendruckfeder im Bereich der durch die Bohrungen gebildeten Gaseintrittsöffnung an dem Blechdeckel erzielt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasspülsteins besteht darin, daß der Ventilsitz mit dem Gaszuführungsrohr einstückig ausgebildet ist. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der miteinander zu verbindenden Einzelteile, was die Herstellungs- und Lagerkosten für den Gasspülstein entsprechend verringert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Blechdeckel tellerförmig ausgebildet ist und eine Vertiefung aufweist, die zusammen mit der Unterseite des Formsteins einen Hohlraum definiert. Die Vertiefung kann vorzugsweise mittels einer geeigneten Presse hergestellt werden. Auch hierdurch läßt sich die Anzahl der miteinander zu verbindenden Einzelteile verringern.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungs beispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht auf einen erfindungsgemäßen Gasspülstein mit einem Formstein aus feuerfestem Material, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gasspülstein gemäß Fig. 1, wobei der Formstein der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist.

Der in der Zeichnung dargestellte Gasspülstein besteht aus einem kegelstumpfförmigen, gasdurchlässigen Formstein 1. Der Gasspülstein dient der Einleitung von Spülgas, wie z. B. Argon, in eine in einem metallurgischen Gefäß (nicht gezeigt) befind liche Metallschmelze. Hierzu wird der Gasspülstein in den Boden oder die Wand des metallurgischen Gefässes eingebaut.

Der kegelstumpfförmige Formstein 1 ist in einer gasdichten Teilumkleidung eingefaßt, die aus einem sich um die seitliche Umfangsfläche des Formsteins 1 erstreckenden Blechmantel 2 und einem die äußere Stirnfläche des Formsteins 1 überdeckenden Blechdeckel 3 zusammengeschweißt ist. Es ist zu erkennen, daß der Blechdeckel 3 tellerförmig ausgebildet ist und eine Vertiefung 4 aufweist, die zusammen mit der Unterseite des Formsteins 1 einen Hohlraum 5 definiert.

An der Unterseite des Blechdeckels 3 ist ein Gaszuführungsrohr 6 angeordnet, das im Bereich einer im Blechdeckel 3 ausgebil deten Gaseintrittsöffnung 7 mit dem Blechdeckel 3 verschweißt ist. An seinem dem Blechdeckel 3 abgewandten Ende ist das Gaszuführungsrohr 6 mit einem Innengewinde 8 zum Anschluß einer Gasleitung (nicht gezeigt) versehen. Alternativ oder zusätzlich kann an dem Gaszuführungsrohr 6 auch ein Außengewinde ausgebil det sein.

Im Abstand von der Gaseintrittsöffnung 7 weist das Gas zuführungsrohr 6 einen verengten Querschnitt 9 auf, wobei in dem Rohrabschnitt zwischen dem Blechdeckel 3 und dem verengten Querschnitt 9 ein in Axialrichtung des Gaszuführungsrohres 6 beweglicher Verschlußkörper in Form einer Kugel 10 angeordnet ist. Der verengte Querschnitt 9 des Gaszuführungsrohres 6 definiert einen konischen Ventilsitz 11, der einstückig mit dem Gaszuführungsrohr 6 ausgebildet ist.

Die Kugel 10 ist entsprechend einem Rückschlagventil durch eine dem Blechdeckel 3 abgestützte Schraubendruckfeder 12 in Richtung des Ventilsitzes 11 belastet. Die Schraubendruckfeder 12 ist so dimensioniert, daß zwischen der Innenwandung des Gaszuführungsrohr 6 und der Feder 12 ein freier Ringraum 13 vorhanden ist.

Die Gaseintrittsöffnung 7 ist in bezug auf das Gaszuführungs rohr 6 und die Schraubendruckfeder 12 so angeordnet, daß sie teilweise außerhalb des Teilkreises der Schraubendruckfeder 12 liegt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Gaseintrittsöffnung 7 aus drei Bohrungen 14, 15, 16, deren Mittelachsen jeweils exzentrisch zur Mittelachse des Gaszuführungsrohres 6 angeordnet sind. Die Mittelachsen der Bohrungen 14, 15, 16 liegen dabei auf einem gemeinsamen Kreis und sind voneinander gleichmäßig beabstandet (vgl. Fig. 2).

Der Gasspülstein wird vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß zunächst der kegelstumpfförmige Formstein 1 in den konischen Blechmantel 2 eingeschrumpft wird. Anschließend wird der tellerförmige Blechdeckel 3 mit dem Blechmantel 2 ver schweißt. Das Gaszuführungsrohr 6 kann dabei bereits mit der Schraubendruckfeder 12 sowie der Verschlußkugel 10 an dem Blechdeckel 3 angeschweißt sein.

Bezugszeichenliste

1

Formstein

2

Blechmantel

3

Blechdeckel

4

Vertiefung

5

Hohlraum

6

Gaszuführungsrohr

7

Gaseintrittsöffnung

8

Innengewinde

9

verengter Querschnitt

10

Kugel (Verschlußkörper)

11

konischer Ventilsitz

12

Schraubendruckfeder

13

Ringraum

14

Bohrung

15

Bohrung

16

Bohrung

Claims

1. Gasspülstein für metallurgische Gefäße mit einem porösen, gasdurchlässigen Formstein (1) aus feuerfestem Material, einer diesen umgebenden gasdichten Teilumkleidung, die aus einem sich um die seitliche Umfangsfläche des Formsteins erstreckenden Blechmantel (2) und einem die äußere Stirnfläche des Formsteins überdeckenden Blechdeckel (3) gebildet ist, und einem sich von der Unterseite des Blechdeckels erstreckenden Gaszuführungsrohr (6), das im Bereich einer im Blechdeckel ausgebildeten Gaseintrittsöffnung (7) mit dem Blechdeckel verbunden ist und im Abstand von der Gaseintrittsöffnung des Blechdeckels einen verengten Querschnitt (9) aufweist, wobei in dem Rohrabschnitt zwischen dem Blechdeckel (3) und dem verengten Querschnitt (9) ein zumindest in Axialrichtung des Gaszuführungsrohres beweglicher Verschlußkörper (10) angeordnet ist, dessen Querschnitt kleiner als der Innendurchmesser des Gaszuführungsrohres (6) und größer als der verengte Querschnitt ist und der entsprechend einem Rückschlagventil durch eine an dem Blechdeckel abgestützte Schraubendruckfeder (12) in Richtung des einen Ventilsitz (11) definierenden verengten Querschnitts belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung (7) zumindest teilweise außerhalb des Teilkreises der Schraubendruckfeder (12) angeordnet ist.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseintrittsöffnung (7) aus mehreren Bohrungen (14, 15, 16) besteht, deren Mittelachsen jeweils exzentrisch zur Mittelachse des Gaszuführungsrohres (6) angeordnet sind.

3. Gasspülstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas eintrittsöffnung (7) aus drei Bohrungen (14, 15, 16) besteht, deren Mittelachsen jeweils exzentrisch zur Mittelachse des Gaszuführungsrohres (6) angeordnet sind.

4. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen der Bohrungen (14, 15, 16) auf einem gemeinsamen Kreis liegen und voneinander gleichmäßig beabstandet sind.

5. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver schlußkörper eine Kugel (10) ist.

6. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil sitz (11) mit dem Gaszuführungsrohr (6) einstückig ausgebildet ist.

7. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil sitz (11) konisch ausgebildet ist.

8. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstein (1) kegelstumpfförmig ausgebildet und in den entsprechend konisch ausgebildeten Blechmantel (2) eingeschrumpft ist.

9. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechdeckel (3) tellerförmig ausgebildet ist und eine Vertiefung (4) aufweist, die zusammen mit der Unterseite des Formsteins (1) einen Hohlraum (5) definiert.

10. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszuführungsrohr (6) an seinem dem Blechdeckel (3) abgewandten Ende mit einem Innengewinde (8) und/oder Außengewinde zum Anschluß einer Gasleitung versehen ist.