[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Spülstein für metallurgische Gefäße, bestehend
aus einem feuerfesten Steinkörper mit gerichteten Strömungskanälen, die über Anschlußleitungen
an wenigstens ein Verteilungsrohr angeschlossen sind.
[0002] Um in metallurgischen Gefäßen eine Badbewegung sicherzustellen, ist es bekannt, inertes
Gas durch Spülsteine in die Metallschmelzen einzublasen. Diese Spülsteine werden entweder
durch eine offenporigen Steinkörper aus einem feuerfesten Material oder durch einen
feuerfesten Steinkörper mit gerichteten Strömungskanälen gebildet. Die Spülsteine
mit gerichteten Strömungskanälen haben gegenüber den offenporigen Steinkörpern den
Vorteil einer höheren Erosions- und Infiltrationsbeständigkeit. Außerdem kann das
inerte Gas über die gerichteten Strömungskanäle in einer gewünschten Verteilung in
die Metallschmelze eingeblasen werden. Herkömmliche Spülsteine mit den gerichteten
Strömungskanälen haben allerdings mit den offenporigen Spülsteinen den gemeinsamen
Nachteil, daß die Spülsteine mit Hilfe eines Blechmantels an einen den Boden des Steinkörpers
beaufschlagenden Windkasten angeschlossen werden müssen, wobei die zwischen dem Blechmantel
und dem Steinkörper vorgesehene Mörtelschicht keine dauerhafte Verbindung zwischen
dem Blechmantel und dem Steinkörper sicherstellen kann. Es bilden sich nämlich zwischen
dem Blechmantel und dem Steinkörper Fugen, über die ein Teil des Gases aus dem Windkasten
in die Metallschmelze strömt. Der Spülvorgang über die sich bildenden Fugen beeinträchtigt
aber nicht nur die gewünschte Spülung, sondern führt auch in weiterer Folge zu einem
Erosionsangriff des benachbarten Gefäßsteines. Dazu kommt noch, daß der gesamte Winddruck
des über den Blechmantel an den Spülstein angeschlossenen Windkastens auf den Spülstein
wirkt, was eine zusätzliche Spülsteinbelastung mit sich bringt.
[0003] Um einen verbesserten Schutz gegen thermische und mechanische Erosion von Spülsteinen
zu erhalten, in dem wenigstens ein Leitungskanal zum Einblasen von Sauerstoff vorgesehen
ist, ist es bekannt (AT-PS 265 341), in den Steinkörper über eine Ringnut im Boden
ein Spülgas einzuleiten, das den Steinkörper entweder in offenen Poren oder in von
der Ringnut ausgehenden Strömungskanälen durchströmt. Die Ringnut im Boden des Steinkörpers
wird dabei durch eine Bodenplatte abgeschlossen. Diese Bodenplatte macht es notwendig,
die für das Einblasen von Sauerstoff vorgesehenen Leitungskanäle über Anschlußleitungen
mit einem äußeren Verteilungsrohr zu verbinden, die die Bodenplatte durchsetzen. Auch
bei diesem bekannten Spülstein ergeben sich Schwierigkeiten bei der Verbindung der
Bodenplatte mit dem Steinkörper, weil durch die Ringnut zwischen dem Steinkörper und
der Bodenplatte ein Windkasten gebildet wird und die Bodenplatte in üblicher Weise
mit Hilfe eines Blechmantels an den Steinkörper angeschlossen werden muß, so daß die
Gefahr einer Fugenbildung im Bereich des Verbindungsmörtels zwischen dem Blechmantel
und dem Steinkörper gegeben ist.
[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und einen
Spülstein der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß einerseits eine unerwünschte
Fugenspülung ausgeschlossen und anderseits eine Belastung des Spülsteines mit dem
Winddruck vermieden werden kann.
[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Anschlußleitungen für die
einzelnen Strömungskanäle mit dem zugehörigen Abschnitt des Verteilungsrohres im Steinkörper
eingebettet sind.
[0006] Da durch diese Maßnahme ein an den Boden des Steinkörpers angeschlossener, vom Blechmantel
des Spülsteines gehaltener Windkasten unnötig wird, kann zunächst ein Blechmantel
für den Steinkörper entfallen, was eine Gleichstellung der Spülsteine mit den übrigen
Gefäßsteinen hinsichtlich der Ausmauerung des metallurgischen Gefäßes mit sich bringt.
Außerdem wird durch den Fortfall des Windkastens die Belastung des Steinkörpers mit
dem Winddruck vermieden, weil das Verteilungsrohr mit den Anschlußleitungen im Steinkörper
eingebettet sind. Diese Anschlußleitungen stellen nicht nur eine erwünschte Aufteilung
des Spülgases auf die einzelnen Strömungskanäle sicher, sondern schließen darüber
hinaus auch unerwünschte Fugenspülungen aus.
[0007] Soll der Spülstein im wesentlichen axial vom Spülgas durchströmt werden, so empfiehlt
sich eine Anordnung des Verteilungsrohres koaxial zum Steinkörper. Bildet der Spülstein
jedoch beispielsweise einen Teil einer Auslaßleitung eines metallurgischen Gefäßes
und dient dieser Spülstein dazu, die zentrale Öffnung des Steinkörpers vor einem Angriff
der Schmelze zu schützen, so kann das Verteilungsrohr mit Vorteil als zum Steinkörper
koaxialer Ring ausgebildet werden, um über die mit diesem Rohrring verbundenen Anschlußleitungen
die um die zentrale Öffnung des Steinkörpers angeordneten Strömungskanäle mit Spülgas
zu versorgen. Wesentlich ist in jedem Fall, daß das Verteilungsrohr, das an sich beliebige
Form aufweisen kann, im Steinkörper eingebettet ist, damit eine dem Anschluß eines
Windkastens entsprechende Verbindung zwischen dem Steinkörper und dem Verteilungsrohr
entfallen kann.
[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. l einen erfindungsgemäßen Spülstein für ein metallurgisches Gefäß in einem Axialschnitt,
Fig. 2 diesen Spülstein in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig.
3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante.
[0009] Der dargestellte Spülstein 1 weist einen feuerfesten Steinkörper 2 auf, in dem gerichtete
Strömungskanäle 3 vorgesehen sind. Diese Strömungskanäle 3 werden über ein koxial
zum Steinkörper 2 angeordnetes Verteilungsrohr 4 mit inertem Spülgas versorgt, wobei
das Verteilungsrohr 4 über entsprechende Anschlußleitungen 5 mit den Strömungskanälen
3 verbunden ist. Das vom Steinkörper 2 umschlossene Verteilungsrohr 4 ragt durch den
Boden des Spülsteines heraus und ist an einer nicht gezeichneten Zuführleitung für
das Spülgas angeschlossen. Mit dem Verteilungsrohr 4 kann eine Bodenscheibe 6 verbunden
sein, die eine zusätzliche Abstützung für den Steinkörper 2 ergibt.
[0010] Da die Anschlußleitungen 5 koaxial in die Strömungskanäle 3 übergehen und eine lichte
Weite aufweisen, die dem Durchmesser der Strömungskanäle 3 entspricht, kann nicht
nur das Spülgas entlang der hiefür vorgesehenen Strömungswege fugenlos in das Metallbad
eingeblasen werden, sondern auch der Steinkörper 2 weitgehend vom Spüldruck freibleiben,
so daß gegenüber herkömmlichen Spülsteinen höhere Spüldrücke angewandt werden können.
[0011] Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bildet der Spülstein 1 einen Teil einer
Auslaßleitung eines metallurgischen Gefäßes, wobei der Steinkörper 2 eine zentrale
Öffnung 7 aufweist, in der die Strömungskanäle 3 tangential münden. Das Verteilungsrohr
4 ist zur gleichmäßigen Versorgung dieser um die zentrale Öffnung 7 verteilten Strömungskanäle
3 als Rohrring 8 ausgebildet, an den die Anschlußleitungen 5 in gerader Verlängerung
der Strömungskanäle 3 angesetzt sind. Die Versorgung des Rohrringes 8 mit einem entsprechenden
Spülgas erfolgt über eine Zuführleitung 9, die im Ausführungsbeispiel radial zum Steinkörper
2 verläuft. Auch bei dieser Konstruktion ist eine sichere Spülgasführung in die zentrale
Öffnung 7 gewährleistet, ohne eine unerwünschte Spülung über eine entstehende Fuge
befürchten zu müssen. Außerdem.bleibt der Steinkörper 2 weitgehend vom Spüldruck frei,
weil der Spüldruck vom Verteilungsrohr 4 aufgenommen wird.
[0012] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt und kann überall dort mit Vorteil eingesetzt werden, wo es gilt, Druckgas
durch gerichtete Strömungskanäle in feuerfesten Steinen zu leiten.
1. Spülstein für metallurgische Gefäße, bestehend aus einem feuerfesten Steinkörper
(2) mit gerichteten Strömungskanälen (3), die über Anschlußleitungen (5) an wenigstens
ein Verteilungsrohr (4) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen
(5) für die einzelnen Strömungskanäle (3) mit dem zugehörigen Abschnitt des Verteilungsrohres
(4) im Steinkörper (2) eingebettet sind.
2. Spülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verteilungsrohr
(4) eine Bodenplatte (6) für den Steinkörper (2) verbunden ist.
