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WO1992004473A1 - Spülstein zum durchleiten von gasen und/oder feststoffen in die schmelze eines metallurgischen gefässes sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Spülstein zum durchleiten von gasen und/oder feststoffen in die schmelze eines metallurgischen gefässes sowie verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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Publication number
WO1992004473A1
WO1992004473A1 PCT/EP1991/001698 EP9101698W WO9204473A1 WO 1992004473 A1 WO1992004473 A1 WO 1992004473A1 EP 9101698 W EP9101698 W EP 9101698W WO 9204473 A1 WO9204473 A1 WO 9204473A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sink
gas
metallic
metal jacket
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1991/001698
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günther MÖRTL
Bernd Grabner
Helmut Preyer
Jens Decker
Thomas Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RHI AG
Original Assignee
Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG filed Critical Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Priority to EP91914908A priority Critical patent/EP0547080B1/de
Priority to DE59103723T priority patent/DE59103723D1/de
Publication of WO1992004473A1 publication Critical patent/WO1992004473A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B22D1/005—Injection assemblies therefor

Definitions

  • the invention relates to a sink for passing gases and / or solids into the melt of a metallurgical vessel and a method for its production.
  • the purging stones are coated on the bottom side (around the gas supply pipe) as well as on the circumference side.
  • a gas distribution chamber is generally formed between the bottom sheet metal section and the bottom of the sink in order to enable a gas supply that is uniform over the cross section.
  • the sheet metal jacket serves primarily to prevent uncontrolled lateral gas diffusion.
  • the gas should rather be injected completely and specifically into the molten metal.
  • the sheet metal jacket presents considerable difficulties, in particular in the case of gas purging stones which have the shape of a truncated cone. It would be best to design the sheet metal jacket in one piece. However, this is usually only possible with difficulty, especially if the sheet metal jacket extends over the entire height of the peripheral surface and the sink itself has a truncated cone shape. Difficulties with sealing occur, in particular, in the connection area between the circumferential and bottom sheet metal jacket. As a rule, the corresponding sheet metal sections are welded together. A simple weld seam often fulfills the safety requirements Not.
  • DE-PS 25 52 474 specifies a certain type of welded connection between 1 : hen the circumferential and bottom-side section of the -echma ⁇ tels.
  • the invention is based on the object of specifying the simplest possible measure of how sink blocks of the generic type can be securely sealed on the circumference and / or bottom side.
  • the invention proceeds from the consideration of replacing the reared from corresponding blanks or listed va "th sheet metal casing by a coating d-.ae in-situ formed on the corresponding surface portion of the plug.
  • the coating is only on the Surface itself are formed, which has the advantage over a sheet metal jacket that no gluing or mortar between sheet metal jacket and ceramic is necessary.
  • the Invention according to a flushing stone of the generic type, in which the cover consists of a non-metallic inorganic and / or of a metallic coating applied using a thermal spraying process.
  • the metallic coating can be applied by flame spraying or plasma spraying.
  • the metallic coating is carried out either directly on the corresponding surface sections of the sink, optionally with the interposition of an adhesion promoter, or on a previously applied coating made of an inorganic, non-metallic material. This is preferably chemical, preferably phosphate-bound, and is processed as a viscous or liquid mass.
  • the coating composition is, for example, brushed on or sprayed on and then dried and optionally tempered.
  • the ceramic solid component should be as fine as possible ( ⁇ 500 ⁇ m, preferably ⁇ 100 ⁇ m) in order to achieve the greatest possible gas tightness after drying / tempering.
  • a phosphate-bonded mass such as is offered under the name K 709 Cr F by Radex GmbH AG, Urmitz (Germany), has a high gas tightness, high fire resistance (approx. 1,900 ° C.) and a good one Adhesion to the ceramic sink as well as to a possibly subsequently applied metallic coating, the latter then primarily having the task of forming a separable separating layer from adjacent refractory components, such as a perforated brick. With a flame spray or plasma spray process, a continuous metallic coating can also be applied directly to the ceramic surface of the sink.
  • the bottom surface running around the gas feed pipe can in the simplest case be coated using one of the methods described above.
  • a spraying method with a metallic material is preferred, the metal preferably being the same metal from which the gas supply pipe is made, in order to achieve an in-situ connection between the gas supply pipe and the coating.
  • the corresponding section of the ceramic part of the sink can also be cylindrical.
  • the ceramic part of the sink can simply be inserted into the corresponding receptacle and, for example, be mortared there.
  • the further outer coating (in the area of the peripheral surface) is then carried out in the manner described above, with a metallic coating preferably again here, optionally on an inorganic non-metallic coating. is provided in order to achieve a secure, gas-tight connection in the connection area to the edge of the pot-shaped base plate.
  • This area can also be sealed with the inorganic non-metallic mass.
  • the rising edge of the "cup-shaped receptacle" is made higher, possibly up to shortly before or up to the end face of the sink, and is formed with vertical longitudinal slots, only the part immediately adjacent to the floor remaining unslit .
  • the slotted part is then pressed onto the sink surface, possibly after the “slats” have been heated beforehand, and the sink is then — as described above — further coated with a metallic coating compound, ie directly over the slats and between the slats on the ceramic surface of the sink or the inorganic, non- metallic base coating. Further embodiments of the coating (cover) will be described later using the method according to the invention.
  • the sheet metal used in the prior art has - as stated - in particular the task of sealing the ceramic material of the sink against the outside in a gas-tight manner.
  • the sheet metal jacket also fulfills a second function at the same time.
  • the flushing stone which is usually inserted (mortared) in a perforated brick and worn out after a certain time, must then be replaced. This is done, for example, with the aid of a pull-out device, as is known from European Patent 137,961.
  • a pull-out device as is known from European Patent 137,961.
  • the well-known sheet metal jacket creates a mechanical lock for the ceramic part of the sink, so that the sink can be pulled out as a whole.
  • This function of the sheet metal jacket takes over the metallic coating in a sink according to the invention, which, owing to the connection areas described above, for example to form a connected, bottom-side, pot-shaped sheet metal element, is quasi integrally formed therewith, in particular if the coating is made of the same Material like the sheet / metal section is made of.
  • the transition area between the cup-shaped metallic section in the area of the gas distribution chamber does not provide a sufficient mechanical connection which ensures that when the flushing stone is pulled out, it does not tear off somewhere along its height.
  • the invention proposes in an advantageous embodiment to design the ceramic part of the sink with reinforcement elements.
  • This can be done, for example, by running metallic anchors perpendicular to the direction of flow of the gas through the purging plug, which project slightly beyond the purging plug on the circumference and are connected to the corresponding sections of the metal casing in the area of the gas distribution chamber, for example by a welded seam or by mechanical means Ways.
  • These anchors can be integrated in the manufacture of the sink. If the sink is poured, this can be achieved in a particularly simple manner by also pouring in the anchors.
  • reinforcement elements running vertically can also be integrated in the ceramic body in an analogous manner. It is also possible to run perpendicular and parallel to the gas flow
  • the reinforcing elements running in the direction of the gas flow can protrude upwards at the free end of the flushing stone, that is, where the gas exits into the molten metal, and can be connected to one another, for example in the form of a bracket, so that at the same time one that projects above the flushing stone Element is formed with which the scavenging stone can be gripped particularly favorably, for example when inserted into a perforated stone or vessel bottom.
  • Such mounting brackets are known from the prior art (for example DE-PS 35 20 783), but they are formed there in an extension of the circumferential sheet metal jacket.
  • the rinsing stone according to the invention thus has all the advantages of sheet metal-coated rinsing stones, but is much easier to manufacture, as will be described below. In particular, there is no complicated deformation of a metal sheet to cover the mostly frustoconical circumferential surface of the sink.
  • the method for applying a dense protective layer to predetermined surface sections of a sink for introducing gases and / or solids into a metallurgical melting vessel can be different realize alternative embodiments:
  • a metallic coating material is applied in a viscous form to the corresponding surface sections, which is subsequently converted to a molten or at least partially molten state under the influence of temperature and then cooled to form a gas-tight protective layer.
  • the coating material is first transferred to a molten or at least partially molten state, then sprayed onto the surface sections by means of a carrier gas and then cooled to form a gas-tight protective layer.
  • the coating (s) can be applied to both an unfired and a fired ceramic body.
  • the coefficient of thermal expansion of the coatings should be less than the coefficient of thermal expansion of the ceramic material of the sink in order to avoid tensile stresses in the coating.
  • the coating material is sprayed onto the surface in the molten or at least partially molten state.
  • the coating material can be introduced as a fine powder, which should preferably have a grain size of less than 100 ⁇ m. This can be melted particularly easily and intimately. The finer the material, the more homogeneous it can be subsequently distributed in the carrier gas.
  • ethine, propane or hydrogen can be used as fuel gases.
  • inert gases such as argon or the like can also be used as the carrier gas.
  • the coating materials used in this process are preferably metals or metal alloys, for example based on Al / Ni.
  • a suitable metallic spray compound is available from Metcomaschine Ges.m.b.H. , A-Salzburg, offered under the Metco 405 NS label. Powders based on other nickel and aluminum alloys are also suitable.
  • the metallic coating material is preferably the same from which the above-mentioned, preformed metallic section for the gas distribution chamber is formed at the lower end of the gas purging plug. This leaves a homogeneous, material connection between the preformed metallic part and the outer coating is achieved when spraying.
  • the invention also provides for the rinsing stone to first be coated on the circumferential side and / or the bottom side in accordance with one of the possibilities described and the preformed, metallic sections to be applied to the already coated rinsing stone. After assembly, it can be coated again completely or in sections.
  • the metallic coating material can be applied by flame spraying, but also by plasma spraying.
  • the spraying process should be continued until a protective layer thickness is reached which ensures safe gas impermeability.
  • a thickness of 0.2 to 0.5 mm is sufficient for the protective layer, but the protective layer can also be thicker without further notice.
  • the sink can also be assembled in several passes with correspondingly thinner coating layers.
  • the temperature of the combustion flame or the carrier gas is higher than the sintering temperature of the ceramic base body, because it has been found that the ceramic body or the previously applied ceramic intermediate layer is exposed to a flame spray or plasma spray process heat the surface only to a relatively small extent (to approx. 300 to 600 degrees Celsius). Since the ceramic body has a certain surface roughness, the process measures mentioned lead to an intimate bond between the coating material and the ceramic base material. This is important with regard to mechanical stabilization of the sink.
  • Figure 1 A section through a truncated cone-shaped gas purging plug according to the invention in a first embodiment with a ceramic and metallic coating.
  • Figure 2 A section through a frustoconical gas purging plug according to the invention according to a second embodiment.
  • FIG. 3 A section through a cylindrical gas purging plug according to the invention.
  • Figure 4 A section through a further embodiment of a frustoconical gas purging plug.
  • Figure 1 shows a gas purging plug 10
  • the frustoconical ceramic body 12 is formed with undirected porosity.
  • the ceramic body 12 has a flat bottom 14, a frustoconical peripheral surface 16 and an upper, flat end face 18 facing the molten metal.
  • the bottom 14 is covered by a steel sheet 20, into which a gas feed pipe 22 opens from below.
  • a gas feed pipe 22 opens from below.
  • a pot-shaped recess 24 within the ceramic body 12, which serves to distribute the gas supplied via the gas supply pipe 22 evenly on all sides in the ceramic body 12 so that it passes through the pores in Direction towards the end face 18 and over the end face 18 into the molten metal.
  • the steel sheet 20 on the bottom is screwed to the bottom 14 of the ceramic body 12 and additionally connected to the ceramic body 12 via a plurality of screw connections 26.
  • metal sleeves are mortared in the base 14 in the ceramic body 12, the sleeves 28 being open in the direction of the steel sheet 20 and otherwise having an internal thread.
  • the screw connections 26 are only shown schematically and can of course extend into the ceramic body 12 over a greater height, so that at the same time they perform an arming function.
  • additional reinforcement anchors 25 are arranged in the ceramic body 12, which extend and extend vertically, that is to say in the direction of the gas flow. extend from the end face 18 through the ceramic body 12 and through corresponding openings in the steel sheet 20 and are firmly locked on the outside (ie below the steel sheet 20).
  • the peripheral surface 16 of the ceramic body 12 is coated with a phosphate-bonded ceramic mass 34 'and thereon with a metallic spray layer 34' '.
  • the ceramic body 12 is sealed gas-tight on the floor side by the steel sheet 20 and on the circumference by the coatings 34 ', 34' '. Only the end face 18 is free of any coating, so that the gas can flow freely into the molten metal.
  • the coatings 34 ', 34'' were applied as described below: a ceramic slip with monoaluminum phosphate as a binder is sprayed onto the peripheral surface 16 using a spray gun.
  • This process can be mechanized by placing the ceramic body 12 - previously assembled with the steel sheet 20 - on a turntable, and the spray gun, possibly with the aid of a robot, is moved up and down, so that a full surface coating is formed due to the rotating with the help of the rotary plate ceramic body.
  • the layer thickness is approx. 3 mm at the end.
  • the gas purging plug 10 with the applied coating 34 ' is then dried and tempered at about 220 ° C.
  • the metallic coating 34 ′′ is then sprayed on.
  • the spraying process is explained below using the further exemplary embodiments.
  • the gas purging plug 10 according to FIG. 2 has a somewhat modified geometric shape compared to the gas purging plug 10 according to FIG. 1. The difference is that the lower section 12a of the ceramic body 12 is not frustoconical, but cylindrical.
  • the sheet metal jacket 36 has a flat bottom 36a at a distance from the bottom 14 of the ceramic body 12, into which a gas supply pipe 22 opens.
  • the upstanding edge region 36b extends beyond the bottom 14 of the ceramic body 12 and surrounds the lower section 12a of the ceramic body 12 in a form-fitting manner. For a better connection, the edge area 36b and the lower section 12a are mortared together.
  • the edge region 36b protrudes a little further beyond the cylindrical section 12a of the ceramic body 12, so that a circumferential joint with an approximately triangular cross-section is in comparison with the adjoining, frustoconical section 12b of the ceramic body 12 13 is formed.
  • the peripheral surface 16 of the ceramic body 12 is coated here with a metallic material which was applied by the flame spraying process.
  • the metallic material is the same material from which the sheet metal jacket 36 is made.
  • the material is first melted in an acetylene flame and then sprayed onto the peripheral surface 16 via the resulting exhaust gas (carrier gas).
  • the coating material hardens directly on the peripheral surface 16 and thus forms a closed metallic coating 34 between the end face 18 and the upper end portion of the edge region 36b.
  • the above-mentioned triangular joint is filled with the coating material, so that a homogeneous, material connection between sheet metal jacket 36 and coating 34 is formed.
  • the protruding part of the edge region 36b is pressed flat on the inside onto the peripheral surface of the ceramic body 12, so that the sprayed-on coating then immediately follows because a triangular joint is no longer formed.
  • the sprayed-on coating can also be sprayed on easily beyond the connection area of the sheet metal jacket 36. This additionally seals the connection.
  • an elastic material for example a fiber mat
  • This can also be in the area between floor 36a and floor 14 are provided, the fiber mat then having corresponding recesses in order to achieve a continuous gas flow.
  • the fiber mat also acts as a spacer here.
  • the sink 10 is here also sealed gas-tight on all sides with the exception of the end face 18.
  • the sink block shown in FIG. 2 is one with directed porosity, with a plurality of channels 38 running vertically between the bottom 14 and the end face 18.
  • the gas supplied via the gas feed pipe 22 first flows into the gas distribution chamber 40 formed between the bottom 36a of the sheet metal jacket 36 and the bottom 14 of the ceramic body 12 and from there through the channels 38 via the end face 18 into the metal melt (not shown).
  • the gas purging plug 10 shown in FIG. 2 differs from a metal-coated purging plug only in that the circumferential coating 34 is not formed by a sheet metal casing, but by a coating applied in situ using the flame spraying process. However, it has the same characteristics as a sheet-metal gas purging plug.
  • the reinforcing elements 42, 44 have the further advantage that they mechanically stabilize the gas purging plug 10 overall, so that tearing off along the height of the gas purging plug is avoided when the purging plug 10 is pulled out by means of a pull-out device.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a gas purging plug 10 according to the invention, whose ceramic body 12 has a cylindrical shape.
  • the lower section 12a of the ceramic body 12 is connected to a sheet metal jacket 36, the geometric shape of which essentially corresponds to that according to FIG. 2.
  • the sheet metal jacket 36 can be widened somewhat. This can be achieved particularly easily by inductively heating the sheet metal jacket 36 because it is then easier to deform.
  • the sheet metal jacket 36 lies absolutely firmly on the circumferential surface of the lower section 12a and, as shown, is securely fixed in the groove 12c over the upper cranked edge.
  • a mortar can also be provided in this case between sheet metal jacket 36 and ceramic body 12.
  • the coating 34 was applied here by plasma spraying. This process is done in an electrical
  • Arc produces a partially ionized gas in which the metallic coating material is melted.
  • the coating material is then again over a carrier gas, such as an inert gas
  • Argon can be sprayed onto the peripheral surface 16.
  • the high temperatures in the plasma which can be up to 40,000 degrees Celsius depending on the plasma gas and electrode arrangement, expand the possibilities, since practically all high-melting materials can be melted without ultimately leading to a significantly elevated temperature on the peripheral surface 16 , since the sprayed-on material cools down very quickly and hardens to form a closed coating.
  • the properties of the thermally sprayed coating 34 depend on the flame or plasma temperature, the particle size, the spraying distance and the temperature of the workpiece surface.
  • a continuous metallic coating is achieved in the circumferential and bottom area of the gas purging plug 10, which is provided in the lower section by the sheet metal, jacket 36 and otherwise by the coating 34.
  • the reinforcement strips can be omitted in the exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2; Likewise, in the exemplary embodiment according to FIG. 3, metal strips 42, 44, as shown in FIG ceramic body 12 are integrated.
  • the metal strips are preferably inserted directly into the ceramic body 12 during the manufacture thereof, that is to say the ceramic material is poured around the reinforcement elements or the metal strips are inserted into the ceramic matrix material and pressed together with it.
  • the coating 34 can be applied in a fully automatic process, irrespective of whether the coating consists of a ceramic mass or a metallic material.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the sink block according to the invention, the method proposed for its production also being described in more detail below.
  • a first essential difference compared to the embodiments described above is that the peripheral surface 16 of the sink 10 was provided with a metallic coating 34 before the further assembly with the metallic components described below using the flame spraying method.
  • the coating 34 covers the entire circumferential surface between the upper end face 18 and the lower bottom surface 14. The method for applying the coating has been described above.
  • the flushing plug according to FIG. 4 like the flushing plug according to FIG. 2, has a cylindrical shape in its lower section 12a, which is adjoined at the top by a conically tapering, frustoconical section
  • a prefabricated metal sleeve 44 which is firmly connected to the coating 34 by means of a refractory putty 46, lies on the cylindrical section 12a and a partial region of the frustoconical section of the sink block and is flush with the bottom surface 14 at the bottom.
  • the sleeve 44 was previously placed on the corresponding surface sections from above via the end face 18.
  • the putty 46 ensures that the sleeve 44 is fixed absolutely securely on the sink or its coating 34.
  • a sheet metal jacket 36 similar to that according to FIG. 2 was then pushed on from below over the lower sink end 12a.
  • the sheet metal jacket 36 differs from that according to FIG. 2 in that the edge region 36b has a lower height and in its free edge region is welded at 45 on the circumferential side to the cylindrical portion of the sleeve 44.
  • the height of the edge region 36 ' .st is dimensioned such that a gas distribution chamber 40 is in turn formed between the bottom surface 1- + of the sink 10 and the bottom 36a of the sheet metal jacket 36.
  • the distance between the floor 36a and the floor surface 14 can be adjusted using known spacers (not shown). Such spacers can, for example, be fastened to the bottom 36a as metal parts or can be designed in the form of fiber strips or a fiber mat with corresponding openings for the passage of the treatment gas.
  • the sink in Figure 4 is circumferentially through the coating 34 or the sleeve 44 gas-tight.
  • the bottom area is completely sealed by the sheet metal 36.
  • a high mechanical stability of the device as a whole is achieved via the conical section of the sleeve 44 and the sheet metal jacket 36 welded to it, which is particularly important for the removal of the flushing device - after wear - from the bottom of a metallurgical melting vessel, as in the introduction to the description shown.
  • the sink according to FIG. 4 can also subsequently be provided with a (further) metallic coating, which is then preferably formed in the connection area of the sleeve 44 and the coating 34 in order to additionally seal this area.
  • All embodiments have the advantage that the predominant and in particular the molten metal facing the upper peripheral portion of the ceramic body 12 is provided with a coating that can be formed from heat and scaling resistant metallic qualities, so that the scaling effects observed in known sheet metal jackets and burn-off losses can be safely avoided here. Since only the upper section of the sink facing the molten metal is thermally and metallurgically loaded during use, inferior metal qualities are simultaneously used for the metal parts connected to the bottom. However, in order to achieve a material connection as far as possible, according to an advantageous embodiment of the invention, the coating material should be the same as that of the connected metal parts, or at least both should come from the same group of materials.
  • the metallic coating 34 ′′ relatively thin because the gas diffusion barrier is already formed by the ceramic intermediate layer 34 ′.
  • the main purpose of the metal coating is to connect an intimate connection to neighboring components, such as a perforated brick, or the mortar inserted between the gas flushing brick and the perforated brick, in order to make it easier to remove the flushing plug when changing.
  • the ceramic coating composition preferably consists of a high-alumina material, the solid particles of which are as fine as possible. But it can also be used in gel form.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spülstein zum Durchleiten von Gasen und/oder Feststoffen in die Schmelze eines metallurgischen Gefäßes sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Spülstein zum Durchleiten von Gasen und/oder
Feststoffen in die Schmelze eines metallurgischen
Gefäßes sowie Verfahren zu seiner Herstellung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Spülstein zum Durchleiten von Gasen und/oder Feststoffen in die Schmelze eines metallurgischen Gefäßes sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung .
Spülsteine der gattungsgemäßen Art sind seit langem bekannt. Zum Beispiel "Radex-Rundschau , 1986, 203" gibt
eine Übersicht über verschiedene Bauformen von Spül¬ steinen und deren Anwendung. Dabei werden im wesentlichen folgende Spülertypeπ unterschieden
- Fugenspüler
- Spϋler mit ungerichteter Porosität
- Spüler mit gerichteter Porosität.
Die Spülsteine sind sowohl bodenseitig (um das Gaszu¬ führungsrohr herum) , als auch umfangseitig blechummantelt. Zwischen dem bodenseitigen Blechabschnitt und dem Boden des Spülsteins wird in der Regel eine Gasverteilkammer ausgebildet, um eine über den Querschnitt gleichmäßige Gaszufuhr zu ermöglichen.
Im übrigen dient der Blechmantel in erster Linie dazu, eine unkontrollierte seitliche Gasdiffusion zu verhindern. Das Gas soll vielmehr vollständig und gezielt in die Metallschmelze eingedüst werden.
Das Aufbringen des Blechmantels bereitet erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere bei Gasspülsteinen, die eine Kegelstumpfform haben. Am besten wäre es, den Blech¬ mantel einteilig zu gestalten. Dies ist jedoch meist nur schwer möglich, insbesondere wenn sich der Blechmantel über die gesamte Höhe der Umfangsflache erstreckt und der Spülstein selbst eine Kegelstumpfform aufweist. Insbesondere im Aπschlußbereich zwischen umfangseitigem und bodenseitigem Blechmantel bestehen Schwierigkeiten bei der Abdichtung. In der Regel werden die entsprechenden Blechabschnitte miteinander verschweißt. Eine einfache Schweißnaht erfüllt die Sicherheitsaπforderuπgen häufig nicht. Bei höheren Temperaturen, wie sie bei der An¬ wendung der Spülsteine im Boden oder der Wand eines metallurgischen Gefäßes auftreten, platzen die Schwei߬ nähte häufig auf und das zugeführte Gas kann unkontrolliert austreten. Es besteht dann die Gefahr eines Ausbrechens des Spülsteins insgesamt und damit eines Metallschmelze¬ durchbruchs .
In der DE-PS 25 52 474 wird eine bestimmte Art der Schwei߬ verbindung zw1 :hen dem umfangseitigen und bodenseitigen Abschnitt des -echmaπtels angegeben.
Abgesehen von der relativ komplizierten Konfektionierung besteht das weitere Problem unverändert, nämlich auf einen kegelstumpfförmigen keramischen Körper einen möglichst nahtfreien Blechmantel aufzubringen.
Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Maßnahme anzugeben, wie Spülsteine der gattungsgemäßen Art umfangs- und/oder bodenseitig sicher abgedichtet werden können.
Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, den aus entsprechenden Zuschnitten aufgezogenen oder aufge- va" ten Blechmantel durch eine Beschichtung zu ersetzen, d-.ä in-situ auf dem entsprechenden Oberflächenabschnitt des Spülsteins ausgebildet ist. Die Beschichtung soll also erst auf der Oberfläche selbst gebildet werden, was gegenüber einem Blechmantel den Vorteil hat, daß keine Verklebung oder Vermörtelung zwischen Blechmantel und Keramik notwendig ist.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach einen Spülstein der gattungsgemäßen Art, bei dem die Abdeckung aus einer πichtmetallisch anorganischen und/oder aus einer mit einem thermischen Spritzverfahren aufgebrachten metallischen Beschichtung besteht.
Die metallische Beschichtung kann durch Flammspritzen oder Plasmaspritzen aufgebracht werden. Die metallische Beschichtung erfolgt entweder direkt auf die entspre¬ chenden Oberflächenabschnitte des Spülsteins, gegebenen¬ falls unter Zwischenschaltung eines Haftvermittlers, oder auf eine zuvor aufgebrachte Beschichtung aus einem anorganischen, nichtmetallischen Werkstoff. Dieser ist vorzugsweise chemisch, am besten phosphatgebunden und wird als viskose oder flüssige Masse verarbeitet. Die Beschichtungsmasse wird beispielsweise aufgepinselt oder aufgespritzt und anschließend getrocknet und gege¬ benenfalls getempert. Die keramische Feststoffkomponente sollte möglichst feinteilig sein (< 500 μm, vorzugsweise < 100 μm) , um eine weitestgeheπde Gasdichtigkeit nach der Trocknung/Temperung zu erreichen. Eine phosphat¬ gebundene Masse, wie sie beispielsweise unter der Bezeich¬ nung K 709 Cr F von der Radex Deutschland AG, Urmitz (Deutschland) angeboten wird, weist eine hohe Gasdichtig¬ keit, hohe Feuerfestigkeit (ca. 1.900° C) und eine gute Haftfähigkeit sowohl auf dem keramischen Spülstein als auch gegenüber einer gegebenenfalls anschließend aufge¬ brachten metallischen Beschichtung auf, wobei letztere dann vor allem die Aufgabe hat, eine gut lösbare Trenn¬ schicht gegenüber benachbarten feuerfesten Bauteilen, wie einem Lochstein, zu bilden. Mit einem Flammspritz- oder Plasmaspritzverfahren kann eine kontinuierliche metallische Beschichtung aber auch unmittelbar auf der keramischen Oberfläche des Spülsteins aufgebracht werden.
Besondere Maßnahmen sind im Bereich des bodenseitigen Gaszuführrohrs vorzusehen. Liegt das Gaszuführrohr - wie zum Beispiel in Figur 2 der DE-PS 25 52 474 darge¬ stellt - unmittelbar gegen den Boden des Spϋlsteins an, so kann die um das Gaszuführrohr herumverlaufende Bodenfläche im einfachsten Fall nach einem der vorbe¬ schriebenen Verfahren beschichtet werden. Dabei ist ein Spritzverfahren mit einem metallischen Werkstoff bevorzugt, wobei das Metall vorzugsweise das gleicne Metall sein sollte, aus dem das Gaszuführrohr besteht, um auf diese Weise eine in-situ-Verbindung zwischen Gaszuführrohr und Beschichtung zu erreichen.
Üblicherweise besteht zwischen dem Boden des Blechmantels und dem Boden des keramischen Teils des Spülsteins ein Zwischenraum, der eine sogenannte Gasverteilkammer bildet.
In diesem Fall bietet es sich an, den Bodenabschnitt in konventioneller Weise aus einem Blech mit angeschlossenem Gaszuführrohr zu gestalten, den umlaufenden Rand jedoch nur über eine relativ kleine Teilstrecke der Umfangs- fläche des keramischen Teils des Gasspülsteins zu erstrecken
Um eine sichere Aufnahme des Spülsteins in dieser topf- förmigen Aufnahme zu ermöglichen, kann auch der ent¬ sprechende Abschnitt des keramischen Teils des Spülsteins zylinderförmig ausgebildet sein. Sind dann noch innenseitig am aufstehenden Rand des Blechbodens Vor- sprϋnge angeordnet, so kann der keramische Teil des Spülsteins einfach in die entsprechende Aufnahme einge¬ setzt und zum Beispiel dort eingemörtelt werden. Die weitere äußere Beschichtung (im Bereich der Umfangs- fläche) erfolgt dann auf die zuvor beschriebene Art und Weise, wobei auch hier vorzugsweise wieder eine metallische Beschichtung, gegebenenfalls auf einer anor¬ ganischen nichtmetallischen Beschichtung. vorgesehen wird, um im Anschlußbereich zum Rand des topfförmigen Bodenbleches eine sichere, gasdichte Verbindung zu er¬ reichen. Diese kann dadurch begünstigt werden, daß der Rand des Bodenbleches etwas höher geführt wird als der korrespondierende keramische Abschnitt des Spülsteins , der von da ab kegelförmig verläuft, so daß sich eine Art Dreiecksfuge zwischen Spülstein und Blechmaπtel ausbildet, die zum Beispiel beim Flammspritzen der Um- fangsfläche mit dem metallischen Werkstoff ausgefüllt wird, wodurch eine besonders sichere Verbindung zwischen Blechmantel und flammgespritzter Beschichtung erreicht wird. Dieser Bereich kann aber auch mit der anorganischen nichtmetallischen Masse abgedichtet werden.
Dieses Ziel läßt sich alternativ auch dadurch erreichen, daß der aufstehende Rand der "topfförmigen Aufnahme" höher, gegebenenfalls bis kurz vor oder bis zur Stirn¬ fläche des Spülsteins ausgeführt und mit vertikalen Längsschlitzen ausgebildet wird, wobei nur der dem Boden unmittelbar benachbarte Teil ungeschlitzt bleibt. Der geschlitzte Teil wird danach auf die Spülsteinoberfläche aufgedrückt, gegebenenfalls nach vorheriger Erwärmung der "Lamellen", und der Spülstein wird danach- wie vor¬ stehend beschrieben- weiter mit einer metallischen Be- schichtungsmasse beschichtet, also über die Lamellen hinweg und zwischen den Lamellen direkt auf die keramische Oberfläche .des Spülsteins oder die anorganische, nicht- metallische Grundbeschichtung . Weitere Ausführungsformen der Beschichtung (Abdeckung) werden später anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Der im Stand der Technik verwendete Blechmaπtel hat - wie ausgeführt - insbesondere die Aufgabe, das keramische Material des Spülsteins nach außen gasdicht abzuschließen. Der Blechmantel erfüllt dabei gleich¬ zeitig auch eine zweite Funktion.
Der Spülsteiπ, der üblicherweise in einen Lochstein eingesetzt (eingemörtelt) wird, und nach einer gewissen Zeit verschlissen ist muß dann ausgetauscht werden. Dies erfolgt zum Beispiel mit Hilfe einer Ausziehvor¬ richtung, wie sie aus dem europäischen Patent 137 961 bekannt ist. Beim Ausziehen des Spülsteins aus dem Loch¬ stein beziehungsweise dem Boden des metallurgischen Gefäßes kommt es zwangsläufig zu mechanischen Belastungen des Spülsteins, weil die zwischen dem Metallmantel und dem Lochstein befindliche Mörtelfuge ausgebrochen werden muß .
Hier schafft der bekannte Blechmantel eine mechanische Sicherung für den keramischen Teil des Spülsteins, so daß der Spülstein insgesamt herausgezogen werden kann. Diese Funktion des Blechmantels übernimmt bei einem erfindungsgemäßen Spülstein die metallische Beschichtung, die aufgrund der vorstehend beschriebenen Verbindungs¬ bereiche zum Beispiel zu einem angeschlossenen, boden¬ seitigen, topfförmigen Blechelement mit diesem quasi integral ausgebildet ist, insbesondere, wenn die Be¬ schichtung aus dem gleichen Material wie der Blech/Metall- Abschnitt besteht. Wird für die Beschichtung aber ein unterschiedliches Material verwendet, kann es sein, daß der Übergangsbereich zwischen dem topfförmigen metallischen Abschnitt im Bereich der Gasverteilkammer keine ausreichende mecha¬ nische Verbindung gibt, die beim Ausziehen des Spülsteiπs sicherstellt, daß dieser nicht irgendwo entlang seiner Höhe abreißt.
Insoweit schlägt die Erfindung in einer vorteilhaften Ausführungsform vor, den keramischen Teil des Spülsteins mit Armieruπgselemeπten auszubilden. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß senkrecht zur Durchflu߬ richtung des Gases metallische Anker durch den Spülstein verlaufen, die den Spülstein umfangseitig geringfügig überragen und mit den entsprechenden Abschnitten des Metallmantels im Bereich der Gasverteilkammer verbunden werden, zum Beispiel durch eine Schweißnaht oder auf mechanischem Wege. Diese Anker können bei der Herstellung des Spülsteins integriert werden. Wird der Spülstein gegossen, läßt sich dies besonders einfach dadurch reali¬ sieren, daß die Anker mit eingegossen werden.
Ebenso können aber auch vertikal (in Richtung der Gas¬ strömung) verlaufende Armierungselemente in den keramischen Körper auf analoge Weise integriert werden. Außerdem ist es möglich, die senkrecht und parallel zur Gasströmung
angeordneten Anker wiederum untereinander zu verbinden, indem zum Beispiel ein entsprechendes Metallgerüst im keramischen Abschnitt angeordnet wird.
Dabei können die in Richtung der Gasströmung verlaufenden Armierungselemente am stirnseitigen freien Ende des Spϋlsteins, also dort, wo das Gas in die Metallschmelze austritt, nach oben vorragen und zum Beispiel in Form eines Bügels miteinander verbunden werden, so daß gleich¬ zeitig ein den Spülstein überragendes Element gebildet wird, mit dem sich der Spϋlstein zum Beispiel beim Ein¬ setzen in einen Lochstein oder Gefäßboden besonders gunstig greifen läßt.
Derartige Montagebügel sind zwar aus dem Stand der Technik bekannt (zum Beispiel DE-PS 35 20 783) ,sie werden dort aber in Verlängerung des umfangseitigen Blechmantels ausgebildet .
Der erfindungsgemäße Spülsteiπ weist damit alle Vorteile blechummantelter Spülsteiπe auf, läßt sich aber sehr viel einfacher herstellen, wie nachstehend beschrieben wird. Insbesondere entfällt die komplizierte Verformung eines Metallbleches zur Abdeckung der zumeist kegel¬ stumpfförmigen Umfaπgsflache des Spülsteins.
Das Verfahren zum Aufbringen einer dichten Schutzschicht auf vorgegebene Oberflächenabschπitte eines Spülsteins zum Einbringen von Gasen und/oder Feststoffen in ein metallurgisches Schmelzgefäß läßt sich in verschiedenen alternativen Ausführungsformen realisieren:
- im ersten Fall wird nur eine anorganische, nicht¬ metallische (keramische) Beschichtungsmasse aufge¬ bracht, zum Beispiel aufgepinselt oder aufgespritzt und anschließend getrocknet oder getempert. Alter¬ nativ oder kumulativ kann auch
- ein metallischer Beschichtungswerkstoff in viskoser Form auf die entsprechenden Oberflächenabschnitte aufgebracht werden, der unter Temperatureinwirkung anschließend in einen schmelzflüssigen oder zumindest teilweise schmelzflüssigen Aggregatzustand überführt und danach unter Ausbildung einer gasdichten Schutz¬ schicht abgekühlt wird.
- In einer weiteren Ausführungsform wird der Beschich- tungswerkstoff zunächst in einen schmelzflüssigen oder zumindest teilweise geschmolzenen Aggregat¬ zustand überführt, anschließend mittels eines Träger¬ gases auf die Oberflächenabschnitte gespritzt und danach unter Ausbildung einer gasdichten Schutz¬ schicht abgekühlt.
Die Beschichtuπg(en) läßt (lassen) sich sowohl auf einen ungebrannten wie auch auf einen gebrannten keramischen Körper aufbringen. Dabei sollte der Wärmeausdehnungs¬ koeffizient der Beschichtungen kleiner als der Wärme¬ ausdehnungskoeffizient des keramischen Materials des Spülsteins sein, um Zugspannungen in der Beschichtung zu vermeiden. Nach dem alternativ genannten Verfahren wird der Be- schichtungswerkstoff in schmelzflüssigem oder zumindest teilweise geschmolzenem Zustand auf die Oberfläche ge¬ spritzt. Der Beschichtungswerkstoff kann als feines Pulver eingebracht werden, das vorzugsweise eine Korngröße kleiner 100 μm aufweisen sollte. Dieses läßt sich beson¬ ders leicht und innig aufschmelzen. Je feiner das Material ist, umso homogener kann es anschließend im Trägergas verteilt werden.
Als Brenngase können zum Beispiel Ethin, Propan oder Wasserstoff verwendet werden. Ebenso ist es aber auch möglich, den Beschichtungswerkstoff zum Beispiel in einer Acetylenflamme aufzuschmelzen und die dabei ent¬ stehenden Abgase anschließend als Trägergas einzusetzen.
Als Trägergas können aber auch Inertgase wie Argon oder dergleichen verwendet werden.
Die eingesetzten Beschichtungswerkstoffe bei diesem Verfahren sind vorzugsweise Metalle oder Metallegierungen, zum Beispiel auf Basis Al/Ni. Eine geeignete metallische Spritzmasse wird von Metco Vertrieb Ges.m.b.H. , A-Salz- burg, unter der Kennzeichnung Metco 405 NS angeboten. Auch Pulver auf Basis anderer Nickel- und Aluminium¬ legierungen sind geeignet.
Vorzugsweise ist das metallische Beschichtungsmaterial das gleiche, aus dem der vorstehend genannte, vorgeformte metallische Abschnitt für die Gasverteilkammer am unteren Ende des Gasspülsteins gebildet ist. Hierdurch läßt sich beim Aufspritzen eine homogene, materialschlüssige Verbindung zwischen dem vorgeformten metallischen Teil und der äußeren Beschichtung erreichen. Die Erfindung sieht auch vor, den Spülsteiπ zuerst umfangsseitig und/ oder bodenseitig nach einer der beschriebenen Möglich¬ keiten zu beschichten und die vorgeformten, metallischen Abschnitte auf den bereits beschichteten Spülstein aufzu¬ bringen. Er kann nach der Konfektionierung nochmals komplett oder abschnittweise beschichtet werden.
Der metallische Beschichtungswerkstoff kann durch Flamm- spritzeπ, aber auch durch Plasmaspritzen aufgebracht werden. Der Spritzvorgang sollte so lange aufrechterhalten werden, bis eine Schutzschichtdicke erreicht ist, die eine sichere Gasundurchlässigkeit gewährleistet. In der Regel reicht hier eine Dicke für die Schutzschicht von 0,2 bis 0,5 mm aus, die Schutzschicht kann aber auch ohne weiteres dicker sein. Der Spülstein kann auch in mehreren Durchgängen mit entsprechend dünneren Be- schichtungsschichten konfektioniert werden.
Es ist unproblematisch, wenn die Temperatur der Brenn¬ flamme beziehungsweise des Trägergases höher ist als die Sintertemperatur des keramischen Grundkörpers, weil sich herausgestellt hat, daß sich der keramische Körper beziehungsweise die zuvor aufgebrachte keramische Zwi¬ schenschicht bei einem Flammspritz- oder Plasmaspritz¬ verfahren auf der Oberfläche nur in einem relativ geringen Umfang erwärmen (auf ca. 300 bis 600 Grad Celsius) . Da der keramische Körper eine gewisse Oberflächenrauhigkeit besitzt, führen die genannten Verfahrensmaßnahmen zu einem innigen Verbund zwischen dem Beschichtungswerkstoff und dem keramischen Grundmaterial. Dies ist im Hinblick auf eine mechanische Stabilisierung des Spülsteins wichtig.
Ξs ist selbstverständlich, daß auch beim Flamm- oder Plasmaspritzverfahren die weiteren erfindungsgemäßen Merkmale, zum Beispiel Anordnung einer Armierung im Spülstein, auf gleiche Weise realisiert werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener
Ausführuπgsbeispiele näher erläutert, die nur beispielhaft sind und den Erfindungsgedanken in keiner Weise beschränken.
Im übrigen ergeben sich weitere Merkmale der Erfindung aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen
Anmeldungsunterlagen.
Die Zeichnung zeigt, jeweils in stark schematisierter
Darstellung :
Figur 1: Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen, kegelstumpfförmigen Gasspϋlstein in einer ersten Ausführungsform mit keramischer und metallischer Beschichtung. Figur 2: Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen, kegelstumpfförmigen Gasspülstein nach einer zweiten Ausführungsform. Figur 3: Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßeπ , zylinderförmigen Gasspϋlstein. Figur 4: Einen Schnitt durch eine weitere Ausführuπgsform eines kegelstumpfförmigen Gasspülsteins.
In den Figuren sind gleiche und gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. Figur 1 zeigt einen Gasspülstein 10, dessen kegelstumpf- förmiger, keramischer Körper 12 mit ungerichteter Porosität ausgebildet ist.
Danach besitzt der keramische Körper 12 einen flachen Boden 14, eine kegelstumpfförmige Umfangsflache 16 und eine, der Metallschmelze zugewandte, obere, flache Stirn¬ fläche 18.
Der Boden 14 wird von einem Stahlblech 20 abgedeckt, in das von unten ein Gaszuführrohr 22 einmündet. An das obere Ende des Gaszuführrohres 22 schließt sich eine topfförmige Ausnehmung 24 innerhalb des keramischen Körpers 12 an, die dazu dient, das über das Gaszuführrohr 22 zugeführte Gas nach allen Seiten gleichmäßig im kera¬ mischen Körper 12 zu verteilen, damit dieses durch die Poren in Richtung auf die Stirnfläche 18 und über die Stirnfläche 18 in die Metallschmelze geführt werden kann .
Das bodenseitige Stahlblech 20 ist mit dem Boden 14 des keramischen Körpers 12 verrnörtelt und zusätzlich über mehrere Schraubverbindungen 26 mit dem keramischen Körper 12 verbunden. Zu diesem Zweck sind Metallhülsen 2£ im Boden 14 in den keramischen Körper 12 eingemörtelt , wobei die Hülsen 28 in Richtung auf das Stahlblech 20 offen sind und im übrigen ein Innengewinde aufweisen. In das Innengewinde greifen Schrauben 30, die durch korrespondierende Öffnungen 32 im Stahlblech 20 geführt werden, wobei in der Verankerungsposition die Schrauben¬ köpfe gegen das Stahlblech 20 von unten anliegen. Die Schraubverbindungen 26 sind nur schematisch darge¬ stellt und können sich selbstverständlich über eine größere Höhe in den keramischen Körper 12 hineiner¬ strecken, so daß sie gleichzeitig eine Armieruπgsfunktion übernehmen.
Darüber hinaus sind im keramischen Körper 12 zusätzliche Armierungsanker 25 angeordnet, die vertikal, also in Richtung der Gasströmung, verlaufen und sich. von der Stirnfläche 18 durch den keramischen Körper 12 und durch entsprechende Öffnungen im Stahlblech 20 erstrecken und außerhalb (also unterhalb des Stahlblechs 20) an diesem fest arretiert sind.
Die Umfangsflache 16 des keramischen Körpers 12 ist mit einer phosphatgebundenen keramischen Masse 34' und darauf mit einer metallischen Spritzschicht 34' ' be¬ schichtet .
Auf diese Weise wird der keramische Körper 12 boden¬ seitig vom Stahlblech 20 und umfangsseitig von den Be¬ schichtungen 34' , 34' ' gasdicht abgeschlossen. Nur die Stirnfläche 18 ist frei von jeder Beschichtung, so daß das Gas frei in die Metallschmelze einströmen kann.
Das Aufbringen der Beschichtungen 34' , 34' ' erfolgte wie nachstehend beschrieben: ein keramischer Schlicker mit Monoaluminiumphosphat als Bindemittel wird mit Hilfe einer Spritzpistole auf die Umfangsflache 16 gespritzt. Dieser Vorgang kann dadurch mechanisiert werden, daß der zuvor mit dem Stahlblech 20 konfektionierte keramische Körper 12 ->uf einen Drehteller gesetzt wird, und die Spritzpistole, gegebenenfalls mit Hilfe eines Roboters, auf und ab bewegt wird, so daß aufgrund des sich mit Hilfe des Drehtellers drehenden keramischen Körpers eine vollflächige Oberflächenbeschichtung ausgebildet wird. Die Schichtdicke beträgt am Ende ca .3 mm.
Der Gasspülstein 10 mit der aufgebrachten Beschichtung 34' wird anschließend getrocknet und bei ca. 220° C getemper .
Anschließend wird die metallische Beschichtung 34' ' aufgespritzt. Das Spritzverfahren wird nachstehend anhand der weiteren Ausführungsbeispiele erläutert.
Der Gasspülstein 10 gemäß Figur 2 weist eine etwas abge¬ wandelte geometrische Form gegenüber dem Gasspülstein 10 nach Figur 1 auf. Der Unterschied besteht darin, daß der untere Abschnitt 12a des keramischen Körpers 12 nicht kegelstumpfförmig , sondern zylindrisch ausge¬ bildet ist.
Bei dieser Gestaltung ist es möglich, bodenseitig einen vorkonfektioπierten , topfförmigen Blechmantel 36 vorzu¬ sehen. Der Blechmantel 36 weist einen flachen Boden 36a im Abstand zum Boden 14 des keramischen Körpers 12 auf, in den wiederum ein Gaszuführrohr 22 einmündet.
Der aufstehende Randbereich 36b verläuft über den Boden 14 des keramischen Körpers 12 hinaus und umgibt den unteren Abschnitt 12a des keramischen Körpers 12 form¬ schlüssig. Zur besseren Verbindung sind der Randbereich 36b und der untere Abschnitt 12a miteinander vermörtelt.
Wie sich der Figur entnehmen läßt, ragt der Randbe¬ reich 36b noch ein kleines Stück über den zylinderförmigeπ Abschnitt 12a des keramischen Körpers 12 hinaus, so daß gegenüber dem sich anschließenden, kegelstumpfförmigen Abschnitt 12b des keramischen Körpers 12 eine umlaufende, im Querschnitt etwa dreieckförmige Fuge 13 ausgebildet wird . Die Umfangsflache 16 des keramischen Körpers 12 ist hier mit einem metallischen Werkstoff beschichtet, der im Flammspritzverfahren aufgebracht wurde.
Bei dem metallischen Werkstoff handelt es sich um das gleiche Material, aus dem der Blechmantel 36 besteht. Der Werkstoff wird dabei zunächst in einer Acetylenflamme aufgeschmolzen und über das entstehende Abgas (Trägergas) anschließend auf die Umfangsfl che 16 aufgesprüht. Durch das Aufsprühen des schmelzflüssigen Materials auf den Umgebungstemperatur aufweisenden keramischen Körper 12 erhärtet der Beschichtungswerkstoff unmittelbar auf der Umfangsflache 16 und bildet damit eine geschlossene metallische Beschichtung 34 zwischen der Stirnfläche 18 und dem oberen Endabschnitt des Randbereiches 36b. Dabei wird gleichzeitig die vorstehend genannte drei¬ eckförmige Fuge mit dem Beschichtungsmaterial gefüllt, so daß eine homogene, materialschlüssige Verbindung zwi¬ schen Blechmantel 36 und Beschichtung 34 ausgebildet wird.
Alternativ kann auch so vorgegangen werden, daß der überstehende Teil des Randbereiches 36b nach innen auf die Umfangsflache des keramischen Körpers 12 flächig aufgedrückt wird, so daß sich die aufgespritzte Beschich¬ tung anschließend unmittelbar anschließt, weil keine dreieckförmige Fuge mehr ausgebildet wird. Dabei kann die aufgesprühte Beschichtung ohne weiteres auch über den Anschlußbereich des Blechmantels 36 hinaus aufgespritzt werden. Hierdurch wird der Anschluß zusätzlich abgedichtet.
Um beim Aufdrücken des überstehenden Abschnitts des Blechmantels 36 den keramischen Körper 12 nicht zu verletzen, kann zwischen beide Teile ein elastisches Material, zum Beispiel eine Fasermatte, eingelegt werden. Diese kann auch im Bereich zwischen Boden 36a und Boden 14 vorgesehen werden, wobei die Fasermatte dann entsprechende Aussparungen aufweist, um eine durchgehende Gasströmung zu erreichen. Die Fasermatte wirkt hier aber gleichzeitig als Abstandhalter.
In gleichem Maße wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Spülstein 10 also auch hier mit Aus¬ nahme der Stirnfläche 18 allseitig gasdicht abgedichtet.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 handelt es sich bei dem in Figur 2 dargestellten Spül¬ stein um einen solchen mit gerichteter Porosität, mit einer Vielzahl von vertikal zwischen Boden 14 und Stirn¬ fläche 18 verlaufenden Kanälen 38.
Das über das Gaszuführrohr 22 zugeführte Gas strömt zunächst in die zwischen dem Boden 36a des Blechmantels 36 und dem Boden 14 des keramischen Körpers 12 gebildete Gasverteilkammer 40 und von dort durch die Kanäle 38 über die Stirnfläche 18 in die (nicht dargestellte) Metallschmelze .
Der in Figur 2 dargestellte Gasspülstein 10 unterscheidet sich von einem blechummantelten Spülstein nur dadurch, daß die umfangseitige Beschichtuπg 34 nicht durch einen Blechmantel, sondern durch eine im Flammspritzverfahren in-situ aufgebrachte Beschichtung gebildet wird. Er weist im übrigen aber die gleichen Charakeristika auf wie ein blechummaπtelter Gasspülstein.
Es besteht insoweit auch unmittelbar die Möglichkeit, den Gasspülstein aus einem zugehörigen Lochstein mit Hilfe einer bekannten Ausziehvorrichtung bei Bedarf herauszuziehen und auszuwechseln. Dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Als zusätzliche Sicherungsmaßnahme zur mechanischen Stabilisierung des Gasspülsteins 10 sind hier - rein beispielhaft - zusätzliche Armierungselemente angeordnet.
Diese bestehen aus zwei, sich kreuzenden, diagonal durch den keramischen Körper 12 verlaufenden Metallstreifen 42, die mit den korrespondierenden Abschnitten des Rand¬ bereiches 36 fest verbunden sind. Diese Verbindung kann mechanischer Art sein; es ist aber auch möglich, die Metallstreifen 42 mit dem Randbereich 36b zu verschweißen Dabei ist es vorteilhaft, den Randbereich 36b mit ent¬ sprechenden Öffnungen auszubilden, durch die die Metall¬ streifen 42 hindurchragen und die mechanische Verankerung oder Schweißverbindung außenseitig anzubringen. Von einem der Metallstreifen 42 verlaufen vertikal nach oben in Richtung auf die Stirnfläche 18 zwei weitere Metallstreifen 44. Die Metallstreifen 44 sind mit den Metallstreifen 42 ebenfalls über Schweißnähte verbunden und erstrecken sich über die Stirnfläche 18 hinaus, wo sie dann im Abstand zur Stirnfläche 18 abgewinkelt ausgebildet und miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird ein Moπtagebügel 46 zum Einsetzen des Gas¬ spülsteins 10 in einen (nicht dargestellten) Lochstein gebildet .
Die Armierungselemente 42,44 haben den weiteren Vorteil, daß sie den Gasspülstein 10 insgesamt mechanisch stabi¬ lisieren, so daß beim Ausziehen des Spülsteins 10 über eine Ausziehvorrichtung ein Abreißen entlang der Höhe des Gasspülsteins vermieden wird.
In Figur 3 ist schließlich eine weitere Ausführungsform eines erfiπdungsgemäßen Gasspülsteins 10 dargestellt, dessen keramischer Körper 12 eine Zylinderform aufweist.
Analog zum Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der untere Abschnitt 12a des keramischen Körpers 12 mit einem Blechmaπtel 36 verbunden, dessen geometrische Form im wesentlichen der nach Figur 2 entspricht. Eine Abwandlung besteht insoweit, als der obere Endabschnitt des Raπdbereiches 36b nach innen abgekröpft ausgebildet ist, wodurch eine unmittelbare Verankerung des Blech¬ mantels 36 im keramischen Körper 12 ermöglicht wird. Zum Aufsetzen des Blechmantels 36 und zum Einführen der abgekröpften Abschnitte in eine entsprechende umlaufende Nut 12c kann der Blechmantel 36 etwas aufgeweitet werden. Dies läßt sich besonders leicht dadurch erreichen, daß der Blechmantel 36 induktiv erwärmt wird, weil er dann leichter verformbar ist. Nach Abkühlung liegt der Blech¬ mantel 36 absolut fest auf der Umfangsfl che des unteren Abschnittes 12a auf und ist - wie dargestellt - über den oberen abgekröpften Rand sicher in der Nut 12c fest¬ gelegt. Natürlich kann auch in diesem Fall zwischen Blechmantel 36 und keramischem Körper 12 ein Mörtel zusätzlich vorgesehen werden.
Die Beschichtung 34 wurde hier durch Plasmaspritzen aufgebracht. Bei diesem Verfahren wird in einem elektrischen
Lichtbogen ein teilweise ionisiertes Gas erzeugt, in dem der metallische Beschichtungswerkstoff aufgeschmolzen wird. Der Beschichtungswerkstoff wird danach wieder über ein Trägergas, das zum Beispiel ein Inertgas wie
Argon sein kann, auf die Umfangsfläche 16 aufgespritzt. Durch die hohen Temperaturen im Plasma, die je nach Plasmagas und Elektrodenanordnuπg bis zu 40000 Grad Celsius betragen können, sind die Möglichkeiten erweitert, da praktisch alle hochschmelzenden Materialien aufge¬ schmolzen werden können, ohne letztendlich zu einer wesentlich erhöhten Temperatur auf der Umfangsfläche 16 zu führen, da das aufgespritzte Material sehr schnell abkühlt und zu einer geschlossenen Beschichtung aus¬ härtet. Die Eigenschaften der thermisch gespritzten Beschichtuπg 34 hängen von der Flammen- beziehungsweise Plasmatemperatur, der Teilchengröße, dem Spritzabstand und der Temperatur der Werkstückoberfläche ab.
Auf jeden Fall wird auch hier eine durchgehende metallische Beschichtung im Umfaπgs- und Bodenbereich des Gasspülsteins 10 erreicht, die im unteren Abschnitt durch den Blech- , mantel 36 und im übrigen durch die Beschichtung 34 zur Verfügung gestellt wird.
Die vorstehende Beschreibung der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr lassen sich die einzelnen Merkmale beliebig untereinander Kombinieren und sind in Bezug auf den erfinduπgsgemäßen Spülstein und das Verfahren zu seiner Herstellung unter¬ einander kombinierbar.
So kann zum Beispiel bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1,2 auf die Armierungsstreifen verzichtet werden; ebenso können im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 Metall¬ streifen 42,44, wie in Figur 2 dargestellt, in den keramischen Körper 12 integriert werden. Die Metall¬ streifen (Armierungselemente) werden vorzugsweise direkt bei der Herstellung des keramischen Körpers 12 in diesen eingelegt, das heißt, das keramische Material wird um die Armierungselemente gegossen oder die Metallstreifen werden in das keramische Matrixmaterial eingelegt und mit diesem verpreßt.
Wie oben dargestellt, läßt sich die Beschichtung 34 in einem vollautomatischen Verfahren aufbringen, unab¬ hängig davon, ob die Beschichtung aus einer keramischen Masse oder einem metallischen Werkstoff besteht.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Spülsteins , wobei auch das zu seiner Her¬ stellung vorgeschlagene Verfahren nachstehend näher beschrieben wird.
Ein erster wesentlicher Unterschied gegenüber den vor¬ stehend beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, daß die Umfangsfläche 16 des Spülsteins 10 bereits vor der weiteren Konfektionierung mit den nachstehend beschrie¬ benen metallischen Bauteilen im Flammspritzverfahren mit einer metallischen Beschichtuπg 34 versehen wurde. Die Beschichtung 34 deckt die gesamte Umfangsfläche zwischen der oberen Stirnfläche 18 und der unteren Boden¬ fläche 14 ab. Das Verfahren zum Aufbringen der Beschich¬ tuπg wurde vorstehend beschrieben.
Der Spülstein nach Figur 4 weist - wie der Spülsteiπ nach Figur 2 - in seinem unteren Abschnitt 12a eine Zylinderform auf, an die sich nach oben ein konisch verjüngender, kegelstumpfförmiger Abschnitt anschließt Eine vorkonfektionierte Metallhülse 44, die über einen feuerfesten Kitt 46 mit der Beschichtung 34 fest verbunden ist, liegt auf dem zylinderförmigen Abschnitt 12a sowie einem Teilbereich des kegelstumpfförmigen Abschnittes des Spülsteins auf und schließt unten mit der Bodenfläche 14 bündig ab. Die Hülse 44 wurde zuvor von oben über die Stirnfläche 18 auf die entsprechenden Flächenab¬ schnitte aufgesetzt. Der Kitt 46 sorgt dafür, daß die Hülse 44 absolut sicher auf dem Spülstein beziehungsweise dessen Beschichtung 34 festgelegt ist.
Ein Blechmantel 36 ähnlich dem nach Figur 2 wurde danach von unten über das untere Spülsteinende 12a aufgeschoben. Der Blechmantel 36 unterscheidet sich von dem nach Figur 2 dadurch, daß der Randbereich 36b eine geringere Höhe aufweist und in seinem freien Randbereich mit dem zylin- derförmigen Abschnitt der Hülse 44 umfangsseitig bei 45 verschweißt ist.
Die Höhe des Randbereiches 36 '.st aber so bemessen, daß zwischen der Bodenfläche 1-+ des Spülsteins 10 und dem Boden 36a des Blechmantels 36 wiederum eine Gasver¬ teilkammer 40 ausgebildet wird. Der Abstand zwischen Boden 36a und der Bodenfläche 14 kann über bekannte (nicht dargestellte) Abstandhalter eingestellt werden. Solche Abstandhalter können zum Beispiel als Metall¬ teile am Boden 36a befestigt werden oder in Form von Faserstreifen oder einer Fasermatte mit entsprechenden Durcnbrechungen für den Durchgang des Behandlungsgases ausgebildet werden.
Der in Figur 4 dargestellte Spülstein ist umfangsseitig durch die Beschichtung 34 beziehungsweise die Hülse 44 gasdicht. Der Bodenbereich wird durch den Blech aπtel 36 vollständig abgedichtet. Über den konischen Abschnitt der Hülse 44 und den daran angeschweißten Blechmantel 36 wird gleichzeitig eine hohe mechanische Stabilität der Einrichtung insgesamt erreicht, die insbesondere für den Ausbau der Spüleinrichtung - nach Verschleiß - aus dem Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes von großer Bedeutung ist, wie in der Beschreibungseinleitung dargestellt .
Soweit dies gewünscht wird, kann der Spülstein nach Figur 4 aber auch anschließend noch einmal mit einer (weiteren) metallischen Beschichtung versehen werden, die dann vorzugsweise im Anschlußbereich der Hülse 44 und der Beschichtuπg 34 ausgebildet wird, um diesen Bereich zusätzlich abzudichten.
Selbstverständlich besteht auch bei den Ausführungsformeπ zum Beispiel nach den Figuren 2 und 3 die Möglichkeit, die Umfangsfläche 16 des keramischen Körpers 12 bereits vor der weiteren Konfektionierung einfach oder mehrfach zu beschichten, um eine absolute Gasundurchlässigkeit in diesem Bereich zu erreichen.
Alle Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, daß der überwiegende und insbesondere der Metallschmelze zugewandte obere Umfangs-Abschnitt des keramischen Körpers 12 mit eine Beschichtung versehen ist, die aus wärme- und verzunderungs beständigen metallischen Qualitäten ausgebildet werden kann, so daß die bei bekannten Blechmänteln beobachteten Verzunderuπgseffekte und Abbrandverluste hier sicher vermieden werden können. Da bei der Anwendung nur der obere, der Metallschmelze zugewandte Abschnitt des Spül¬ steins thermisch und metallurgisch belastet wird, können gleichzeitig für die bodenseitig angeschlossenen Metall¬ teile minderwertigere Metallqualitäten verwendet werden. Um aber möglichst eine materialschlϋssige Verbindung zu erzielen, soll nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Beschichtungsmaterial mit dem der angeschlossenen Metallteile gleich sein oder beide sollen zumindest aus der gleichen Werkstoffgruppe stammen.
Bei der Ausführungsform nach Figur 1 genügt es, die metallische Beschichtung 34' ' relativ dünn auszubilden, weil die Gasdiffusionssperre bereits durch die keramische Zwischenschicht 34' gebildet wird. Die Metallbeschichtung nat hier vorwiegend die Aufgabe, eine innige Verbindung gegenüber benachbarten Bauteilen, wie einem Lochstein, beziehungsweise den zwischen Gasspülstein und Lochstein eingebrachten Mörtel zu verbinden, um das Herausziehen des Spülsteins beim Wechsel zu erleichtern. Die keramische Beschichtungsmasse besteht vorzugsweise aus einem hoch- tonerdehaltigen Werkstoff, dessen Feststoffteilchen möglichst feinteilig sind. Er kann aber auch in Gelform eingesetzt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Spülstein zum Durchleiten von Gasen und/oder Fest¬ stoffen in die Schmelze eines metallurgischen Gefäßes, mit einer bodenseitig angeordneten Ein¬ richtung (22) zur Zuführung des Gases und/oder der Feststoffe in den Spülstein (10) und einer, die Umfangsfläche (16) zumindest teilweise gasdicht nach außen abschließenden Abdeckung (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (34) aus einer nichtmetallisch anorganischen und/oder aus einer mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufge¬ brachten metallischen Beschichtung besteht.
Spülstein nach Anspruch 1, bei dem die Beschichtung aus einer chemisch/keramisch gebundenen Masse besteht. Spülstein nach Anspruch 2, bei dem die Beschichtung aus einer phosphatgebundenen keramischen Masse besteh .
Spülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die direkt auf der Umfangsfläche (16) oder auf der nichtmetallisch anorganischen Beschichtung aufgebrachte metallische Beschichtung mittels Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebracht ist.
Spϋlstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die metallische Beschichtung eine solche auf Basis NiAl oder AlTi ist.
Spülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem sich die umfangseitige Beschichtung (34) an die bodenseitige Einrichtung (20,22,36) anschließt.
Spülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem, der Einrichtung (20,22,36) benachbarten zylinderför ige Abschnitt (12a) .
Spülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , bei dem die Einrichtung aus einem vorgefertigten, topfförmigen Blechmantel ( 3) besteht, dessen
Rand (36b) den unteren Abschnitt (12a) des keramischen
Körpers (12) des Gasspülsteins (10) umgreift und gegenüber diesem festgelegt ist.
Gasspülstein nach Anspruch 8, bei de- der freie Endbereich des Randes (36b) des Blecnmantels (36) gegenüber der Beschichtung (34) abgedichtet ist. 10. Spülstein nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der Boden (36a) des Blechmantels (36) im Abstand zum Boden (14) des keramischen Körpers (12) des Gas¬ spülsteines (10) verläuft.
11. Spülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem innerhalb des keramischen Körpers (12) metallische Armieruπgselemente (42,44) angeordnet sind.
12. Spülstein nach Anspruch 11, bei dem die Armierungs¬ elemente (42,44) umfangsseitig mit dem Randbe¬ reich (36b) des Blechmantels (36) fest verbunden sind.
13. Spülstein nach Anspruch 11, bei dem die metallischen Armierungselemente aus einem Hohlkörper bestehen, der auf einer Seite mit einem Gasanschlußrohr verbunden ist, das sich in Richtung auf den Boden des Gasspülsteins durch diesen erstreckt und den Boden überragt und zumindest auf der gegenüberlie¬ genden Seite (zur Stirnfläche des Spülsteins ge¬ richtet) Aussparungen aufweist.
14. Verfahren zum Aufbringen einer dichten Schutzschicht auf vorgegebene Oberflächenabschnitte eines Spül¬ steins zum Einbringen von Gasen und/oder Feststoffen in ein metallurgisches Schmelzgef ß, bei dem ein nichtmetallisch anorganischer Beschichtungswerk- stoff auf die entsprechenden Oberflächenabschnitte durch Aufschmieren, Aufpinseln, Aufspritzen oder Tauchen aufgebracht und anschließend getrocknet und gegebenenfalls getempert wird. 15. Verfahren nach Anspruch 14, unter Verwendung einer chemisch gebundenen, keramischen feinkörnigen Beschichtungsmasse.
16. Verfahren zum Aufbringen einer dichten Schutzschicht auf vorgegebene Oberflächenabschnitte eines Spülsteins zum Einbringen von Gasen und/oder Feststoffen in ein metallurgisches Schmelzgefäß, bei dem der metallische Beschichtungswerkstoff in viskoser Form auf die entsprechenden Oberflächenabschnitte aufgebracht, unter Temperatureinwirkung anschließend in einen schmelzflüssigen oder zumindest teilweise geschmolzenen Aggregatzustand überführt und danach unter Ausbildung einer gasdichten Schutzschicht abgekühlt wird.
17. Verfahren zum Aufbringen einer dichten Schutzschicht auf vorgegebene Oberflächeπabschnitte eines Spül¬ steins zum Einbringen von Gasen und/oder Feststoffen in ein metallurgisches Schmelzgefäß, bei dem der metallische Beschichtungswerkstoff zunächst in einen schmelzflüssigen oder zumindest teilweise geschmolzenen Aggregatzustand überführt, anschlie¬ ßend mittels eines Trägergases auf die Oberflächen¬ abschnitte gespritzt und danach unter Ausbildung einer gasdichten Schutzschicht abgekühlt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17 mit der Maßgabe, daß der Beschichtungswerkstoff als feines Pulver einge¬ bracht und aufgeschmolzen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18 mit der Maßgabe, daß der pulverförmige Beschicht.ungswerkstoff in einer Korπfraktion kleiner 100 μm eingesetzt wird. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19 mit der Maßgabe, daß ein Beschichtungswerkstoff verwendet wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des keramischen Matrixmaterials des Spülsteins ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20 mit der Maßgabe, daß der metallische Beschichtungs¬ werkstoff auf eine zuvor aufgebrachte Beschichtung aus einem anorganischen nichtmetallischen Werkstoff aufgebracht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 mit der Maßgabe, daß der metallische Beschichtungs¬ werkstoff auf einen gebrannten Spülstein aufge¬ bracht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22 zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Spülsteins mit einer bodenseitig angeordneten Einrichtung zur Zuführung des Gases und/oder der Feststoffe in den Spülstein, mit folgenden Schritten:
a) ein vorgefertigter, topfförmiger Metallmantel mit einem Gasanschlußteil im Boden wird auf den bodenseitigen Abschnitt des Spülsteins so aufgesetzt, daß der freie Raπdbereich des Metallmantels im Abstand zur Umfangsfläche des Spülsteins steht, b) der freie Randbereich des Metallmantels wird danach auf die Umfangsfläche des Spülsteins aufgedrückt, bevor c) zumindest die vom Metallmantel uπbeschichtete Umfangsfläche des Spülsteins mit dem anorganischen nichtmetallischen und/oder metallischen Beschich¬ tungswerkstoff beschichtet wird. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22 zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Spülsteins mit einer bodenseitig angeordneten Einrichtung zur Zuführung des Gases und/oder der Feststoffe in den Spülstein, mit folgenden Schritten:
a) ein vorgefertigter, topfformiger Metallmantel mit einem Gasanschlußteil im Boden und vertikalen Längsschlitzeπ im Metallmantel, die vom oberen freien Rand bis vor den Boden verlaufen, wird weitestgehend spielfrei auf den bodenseitigen Abschnitt des Spülsteins so aufgesetzt, daß der geschlitzte Randbereich des Metallmantels im Abstand zur Umfangsfläche des Spülsteins steht , b) der geschlitzte Randbereich des Metallmantels wird danach auf die korrespondierende Umfangs¬ fläche des Spülsteins gedrückt, c) die so mit Metallstreifen abgedeckte Umfangs¬ fläche des Spülsteins wird danach unter Verwen¬ dung eines metallischen Beschichtungswerkstoffes mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen be¬ schichtet .
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22 zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Spülsteins mit einem zylindrischen Abschnitt im Bereich -einer bodenseitig angeordneten Einrichtung zur Zuführung des Gases und/oder der Feststoffe in den Spülstein, mit folgenden Schritten:
a) auf den zylindrischen Abschnitt sowie einen Teilbereich des sich nach oben daran anschließen¬ den kegelförmigen Abschnitts des Spülsteins wird eine vorkonfektionierte metallische Hülse flächig aufgesetzt, b) ein vorgefertigter, topfformiger Metallmantel mit einem zylinderför igen Rand wird auf den mit der Hülse versehenen bodenseitigen Abschnitt des Spülsteins aufgeschoben, c) der freie Randbereich des Metallmantels und die Hülse werden im Bereich des zylindrischen Abschnitts des Spülsteins miteinander verschweißt, bevor d) zumindest die vom Metallmantel und/oder der Hülse unbeschichtete Umfangsfläche des Spülsteins unter Verwendung eines anorganischen, nichtme¬ tallischen oder eines metallischen Beschich¬ tungswerkstoffs mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen beschichtet wird. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei dem der freie Randbereich des Metallmantels vor Aufsetzen auf den Spülstein oder vor dem Auf¬ drücken auf die Umfangsfläche des Spülsteins erwärmt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem der topfförmige Metallmantel gegenüber dem Spülstein so positioniert wird, daß zwischen dem Boden des Metallmantels und dem Boden des Spülsteins ein Hohlraum verbleibt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, bei dem zwischen dem Boden des Metallmantels und dem Boden des Spülsteins ein oder mehrere Abstand¬ halter angeordnet werden.
29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem der oder die Abstandhalter aus einer elastischen Fasermatte bestehen, die im Bereich der Gaszuführung eine Ausnehmung aufweist, von der sich eine Vielzahl von Ausnehmungen bis kurz vor dem Rand der Faser- matte erstrecken.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, bei dem die Innenfläche des zylindrischen Abschnitts des Metallmantels und/oder die korrespondierende Außenfläche des Spülsteins mit einer elastischen Beschichtuπg ausgebildet sind.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, bei dem die Außenfläche des Spülsteins und/oder der korrespondierenden Innenflächen der Hülse beziehungsweise des Metallmantels vor der Konfektio¬ nierung mit einem wärmebeständigen Mörtel oder Kitt beschichtet werden.
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