CH625040A5

CH625040A5 -

Info

Publication number: CH625040A5
Application number: CH683576A
Authority: CH
Inventors: Alfred Dr Ing Steinegger; Ernst Huber
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1976-06-01
Publication date: 1981-08-31
Also published as: US4106759A; GB1573390A; DE2633054B1; DE2633054C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung zur Einleitung von Gasen in ein Flüssigkeiten enthaltendes thermisch beanspruchtes Reaktionsgefäss, insbesondere für Metallschmel-40 zen, durch einen in der Wand des Reaktionsgefässes verankerten, gasdurchlässigen und in einer Metallhülse steckenden Körper auf feuerfestem Material.

Seit der Einführung von Methoden zur Behandlung von Metallschmelzen, bei denen Gase kontinuierlich in die Schmelze 45 eingeleitet werden, hat es sich als schwierig erwiesen, die dabei verwendeten gasdurchlässigen Einleitkörper aus feuerfestem Material leicht auswechselbar und dennoch dicht in der Wand des Reaktionsgefässes zu befestigen. Im Stand der Technik ist deshalb zuerst versucht worden, die Einleitkörper dauerhaft in so die aus Beton oder ähnlichen Werkstoffen bestehende Wand der Reaktionsgefässe einzumauern. Dies hat den erheblichen Nachteil, dass beim periodisch notwendigen Auswechseln der Einleitkörper die betreffende Wand des Reaktionsgefässes vollständig zerstört werden muss, was erhebliche Kosten, Zeitver-55 lust und verminderte Standzeiten des betreffenden Reaktionsgefässes mit sich bringt.

Daher ist nach dem Stand der Technik weiter versucht worden, das Auswechseln des Einleitkörpers zu erleichtern, indem man den Einleitkörper mit einer Metallhülse umgab, und diese 60 ihrerseits in der einen oder anderen Weise in der Wand des Reaktionsgefässes verankerte. Die gestellte Aufgabe wurde indessen dadurch nicht befriedigend gelöst, und es traten unerwünschte Nebeneffekte ein, welche Nachteile gegenüber dem üblichen Einmauern des Einleitkörpers darstellten: Die Dich-65 tigkeit der Vorrichtung konnte durch die Verwendung einer Metallhülse nicht wesentlich verbessert, und das unerwünschte Entweichen von Gas nicht wirksam behoben werden: Gegenüber dem unmittelbar in der Wand eingemauerten Stein weist

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eine Vorrichtung, bestehend aus Einleitkörper, Metallhülse und Einleitkörpers in der starren Innenschicht, die Absorption all-Wand erheblich grössere Differenzen der thermischen Ausdeh- fälliger kleinerer thermomechanischer Effekte der Metallhülse nungskoeffizienten der verschiedenen Werkstoffe auf. Wird in der lockeren Mittelschicht, und schliesslich die einfache und deshalb der Einleitkörper etwa nach den Vorschriften von US- leicht auswechselbare Befestigung der gesamten Vorrichtung an PS 2 811 346 oder US-PS 2 947 527 mittels Schrauben in der 5 der metallischen Aussenwand des Reaktionsgefässes. Die Tat-Metallhülse starr verankert, so dehnt sich beim Aufheizen der sache, dass die Metallhülse um die Hälfte kürzer als im Stand Vorrichtung durch die Metallschmelze die Metallhülse erheblich der Technik ausgeführt ist, vermeidet den unmittelbaren Konmehr aus als der Einleitkörper. Dadurch entsteht ein Zwischen- takt der Hülse mit dem aggressiven Inhalt des Reaktionsgefäs-raum zwischen Hülse und Eileitkörper, durch den das Gas in der ses, verhindert dadurch die Korrosionsschäden vollständig und geschilderten Weise entweichen kann, bzw. in welchen die Flüs- 10 vermindert die thermische Ausdehnung der Hülse erheblich, sigkeiten aus dem Reaktionsgefäss eindringen können, solange Der Umstand, dass im thermisch am stärksten belasteten Be-kein Gasüberdruck in dem Gaseinleitkörper herrscht. reich der starren Innenwand des Reaktionsgefässes nur noch

Die Verwendung einer Metallhülse zwischen dem Einleit- keramische Materialien mit vergleichbaren thermischen Auskörper und der Wand des Reaktionsgefässes hat darüber hinaus dehnungskoeffizienten aneinanderstossen, jedoch kein Metall den Nachteil, dass die Metallhülse selbst durch die Kombination 15 mehr verwendet wird, verhindert die im Stand der Technik aufthermischer und chemischer Effekte in Mitleidenschaft gezogen tretenden thermisch bedingten Undichtigkeiten zwischen der wird und daher vorzeitig verschleisst, und dass die Flüssigkeit im Innenwand des Reaktionsgefässes und dem Einleitkörper. Reaktionsgefäss durch das Metall der Hülse verunreinigt wer- Schliesslich sorgt die möglichst gasdichte Beschichtung des den kann. Eine derartige Möglichkeit der Verunreinigung ist Mantels des Einleitkörpers aus feuerfestem Material dafür, dass insbesondere unerwünscht bei der Verwendung der Vorrichtung 20 an unerwünschten Stellen aus dem Einleitkörper nur noch Gasin einem Durchlaufbehälter für hochgereinigte Metallschmel- spuren austreten können.

zen. Der unmittelbare Kontakt zwischen dem Metall der Hülse Verschiedene Ausführungsformen einer nach der Erfindung und dem Inhalt des Durchlaufbehälters und die dadurch eröff- ausgebildeten Vorrichtung zur Gaseinleitung sind in den Zeichneten Korrosionsmöglichkeiten schränkt die Anwendungsmög- nungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, lichkeiten der Vorrichtung von vornherein erheblich ein und 25 Es stellen dabei dar:

schliesst die Begasung stark aggressiver Flüssigkeiten, wie bei- Fig. 1-5 verschiedene Gaseinleitvorrichtungen im Längs spielsweise starker Säuren, bei höherer Temperatur aus. schnitt, deren Einleitkörper als Kegelstumpf ausgebildet ist, und

Auch das Problem der leichten Auswechselbarkeit der Ein- die sich durch die Art der Befestigung des Einleitkörpers in der leitvorrichtung darf nach dem Stand der Technik nicht als gelöst Metallhülse unterscheiden ;

betrachtet werden: Zwar sind Vorrichtungen beschrieben wor- 30 Fig. 6 eine Gaseinleitvorrichtung im Längsschnitt, derenEin-den, bei welchen die Metallhülse an der Aussenwand des Reak- leitkörper als Zylinder ausgebildet ist ;

tionsgefässes mittels Schrauben befestigt ist (US-PS 2 871 008, Fig. 7 eine veränderte Einzelheit A in der Gaseinleitvorrich-

Fig. 5). Diese Vorrichtung trägt aber dem Umstand keine Rech- tung gemäss Fig. 6.

nung, dass die Metallhülse als guter thermischer Leiter in unmit- Die Einleitvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer telbarem Kontakt mit der heissen Flüssigkeit im Innern des 35 Metallhülse 1, dem Einleitkörper 3 aus porösem feuerfestem Durchlaufbehälters steht, und dass sich daher während dem Be- Material und einem Metälldeckel 4 an der Aussenwand 18 des trieb der Anlage ein, entsprechend den Umständen, steiler Reaktionsgefässes zugewandten Seite. Das einzuleitende Gas

Temperaturgradient in der Längsachse der Hülse einstellt. Die wird in einer Bohrung durch den Deckel 4 eingeführt, gelangt in resultierende thermische Ausdehnung der Hülse in ihrer Längs- einen Vorraum und von dort in den Einleitkörper 3, wo es fein richtung ist grösser als diejenige der sie umgebenden Werkstoffe 40 verteilt wird. Diesen Einleitkörper 3 verlässt das Gas in Form der Wand des Reaktionsgefässes, bzw. des Einleitkörpers. Dies von feinen Blasen an der Oberfläche der der Innenwand des führt zu einer relativen Bewegung der Hülse gegenüber ihrer Reaktionsgefässes zugewandten Stirnseite. Die Wand (14,17, Umgebung und, falls dieselbe in der in US-PS 2 871 008, Fig. 5 18) des Reaktionsgefässes, in der die Vorrichtung verankert ist, angegebenen Art sowohl in der Wand als auch im Stahlmantel besteht dabei aus drei Schichten verschiedenen Materials: einer des Reaktionsgefässes starr verankert ist, zu entsprechenden 45 starren Innenschicht 17 aus feuerfestem Beton, einer mehr oder Spannungen und allenfalls Rissen. weniger lockeren, feingestampften Mittelschicht 14 und einer

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabenstellung zu- das gesamte Reaktionsgefäss umgebenden starren Aussenwand gründe, eine Vorrichtung zur Einleitung von Gasen in Reak- aus Metall 18. Die Metallhülse 1 der Einleitvorrichtung reicht tionsgefässe zu konstruieren, welche die dargestellten Nachteile von aussen her bis in die lockere Zwischenschicht 14. Da sie des Standes der Technik überwindet. Im einzelnen bedeutete 50 nicht durch die ganze Wand des Reaktionsgefässes hindurchge-dies: Die Vermeidung der schlechten Auswechselbarkeit der führt wird und daher nicht im Kontakt mit dem Inhalt des Reak-festgemauerten Vorrichtung ; die Vermeidung des unmittelba- tionsgefässes steht, wird einerseits verhindert, dass die Hülse als ren Kontaktes zwischen Metallhülse und Inhalt des Reaktions- guter Wärmeleiter sich zu stark aufheizt, anderseits, dass sie gefässes sowie eine Minimierung thermischer Effekte in der Me- durch den Inhalt des Behälters korrodiert wird. Die dennoch tallhülse und zwischen Metallhülse und Umgebung zur Verbes- 55 auftretende, geringe thermische Ausdehnung der Hülse 1 kann serung der Dichtigkeit der Vorrichtung. durch die lockere Zwischenschicht 14 weitgehend aufgenom-

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, dass in der erfin- men werden.

dungsgemässen Vorrichtung die Wand des Reaktionsgefässes Durch den Umstand, dass an der thermisch am stärksten aus drei Schichten besteht, einer starren Innenschicht aus feuer- beanspruchten Innenseite 17 der Einleitkörper 3 unmittelbar an festem Material, einer lockeren Mittelschicht aus Schüttmaterial 60 diese angrenzt und dadurch Materialien von ähnlichen thermi-und einem Mantel aus Metall, dass die Metallhülse von aussen sehen Ausdehnungskoeffizienten aneinanderstossen, werden her bis in diese lockere Mittelschicht hineinreicht, dass die starre grössere Undichtigkeiten infolge verschiedener thermischer Innenschicht und der gasdurchlässige Einleitkörper unmittelbar Ausdehnung der Materialien vermieden. Sollten dennoch ge-aneinandergrenzen, und dass die Mantelfläche des gasdurchläs- ringfügige Undichtigkeiten zwischen Wand 17 und Einleitkör-sigen Einleitkörpers eine dauerhaft aufgebrachte, möglichst gas-65 per 3 auftreten, so sorgt eine weitgehend gasdichte Beschichdichte Schicht aus keramischem Material aufweist. tung der Mantelfläche des Einleitkörpers 3 aus keramischem

Der Aufbau der Wand des Reaktionsgefässes aus drei Material dafür, dass das Gas vorwiegend an der hierfür vorgese-

Schichten ermöglicht eine hinreichend dichte Verankerung des henen Stirnseite des Einleitkörpers 3 und in Form feinverteilter

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Blasen austritt, und nur in verschwindend geringer Menge zwi- Die gesamte Vorrichtung gemäss den Fig. 1 und 2 wird nach sehen Einleitkörper 3 und der Wand (14,17) des Reaktionsge- aussen durch einen kreisrunden Metalldeckel 4 verschlossen:

fasses. Dieser enthält eine zentrale Bohrung 19 zur Einführung des

Die Befestigung der Vorrichtung in der Wand des Reak- Gaseinleitrohres und weist an seinem Rand einen Wulst 6 auf, tionsgefässes erfolgt in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anord- « welcher in eine entsprechende Ausnehmung der Metallscheibe nung folgendermassen: Der äussere Rand der Metallhülse 1 ist 15 passt, erforderlichenfalls unter Verwendung einer entspre-mit einer kreisringförmigen Metallscheibe 15 verschweisst, wel- chenden, aus einem geeigneten Werkstoff bestehenden, kreische mehrere Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 5 auf- ringförmigen Dichtung 13.

weist. Diese Metallscheibe 15 wird durch die Schrauben 5 mit Das eingepresste Gas gelangt durch die zentrale Bohrung 19 der metallischen Aussenwand 18 des Reaktionsgefässes verbun- ic in einen von Deckel 4 und Metallhülse 1 gebildeten Vorraum, den. Sind besonders grosse thermische Effekte beim Aufheizen darauf durch einige weitere Bohrungen 22 im Zwischenboden 9 des Reaktionsgefässes zu erwarten, so können die Schrauben 5 in einen weiteren Vorraum, welcher die Tellerfedersäulen 11 noch zusätzlich auf gewölbten Federscheiben 10 nach DIN 137 enthält, und von dort in den eigentlichen gasdurchlässigen Eingelagert werden. Zwischen der Metallscheibe 15 und dem äus- leitkörper 3. In den Poren desselben wird das Gas fein verteilt seren Mantel 17 können Asbestschnüre 12 eingebaut werden. 15 und tritt durch die gesamte Stirnseite des Einleitkörpers in das Die Metallhülse 1 passt in entsprechende Durchführungen in Reaktionsgefäss. Weitere konstruktive Möglichkeiten ergeben der Wand des Reaktionsgefässes und reicht bis in die lockere sich durch Verwendung eines dauerhaft mit dem Deckel 4 verMittelschicht 14 hinein. Sie weist entweder einen kegelmantel- bunden Hohlzylinders (Hülse) 27, welcher die Tellerfedersäu-förmigen Abschnitt mit daran anschliessendem hohlzylindri- len in Fig. 1 und 2 ersetzt. Der Hohlzylinder 27 passt in den schem Abschnitt in Richtung der Aussenwand 18 auf (so in Fig. 20 zylindrischen Teil der Hülse 1 (Fig. 3-5) und wird durch ver-1-5), kann aber auch einfach als Hohlzylinder ausgebildet sein schiedenartige Dichtungen ergänzt, welche einen gasdichten (Fig. 6). Abschluss zwischen Einleitkörper 3, Hülse 1 und Hohlzylinder

27 gewährleistet.

Zwischen der Metallhülse 1 und der lockeren Zwischen- In der Vorrichtung gemäss Fig. 3 weist der Hohlzylinder 27 Schicht 14 kann zur Dichtung und Wärmeisolation eine Schicht 25 eine abgeschrägte Oberkante auf, in welche ein Dichtungsring aus feuerfestem Isoliermaterial 2 verwendet werden. Zwischen 25 passt. Der Querschnitt derselben ist derart gewählt, dass er Metallhülse 1 und Einleitkörper 3 wird die Dichtung aus einem einen Doppeldichtungseffekt ergibt und einen Austritt des Gain eine entsprechende Ausnehmung der Hülse passenden Dich- ses, einerseits zwischen dem Hohlzylinder 27 und dem Einleit-tungsring 20 aus elastischem Material gewährleistet und durch körper 3, andererseits zwischen Hohlzylinder 27 und Hülse 1, eine weitere Schicht 21 aus Isoliermaterial ergänzt. 30 verhindert. Daneben kann ein zusätzlicher Dichtungsring 26

Der eigentliche Einleitkörper 3 besteht aus porösem, feuer- zwischen dem Dichtungsring 25 und der Stirnseite des Einleitfestem Material, beispielsweise Zirkonsilikat. Der Kegel- bzw. körpers 3 vorgesehen werden.

Zylindermantel ist, wie bereits erwähnt, mit einer kompakten In der Vorrichtung gemäss Fig. 4 wurde die Wandstärke des weitgehend gasdichten Schicht aus keramischem Material um- Hohlzylinders 27 grösser gewählt und wiederum ein Kreisring geben und entspricht in seiner Form einerseits der Hülse 1, 35 30 aus einem geeignetem Werkstoff zwischen Hohlzylinder 27

anderseits der Durchführung in der Innenschicht 17 der Wand und Einleitkörper 3 angebracht. Die Dichtung zwischen Hülse 1

des Reaktionsgefässes. Dieser Einleitkörper 3 wird in den Vor- und Einleitkörper 3 kann in dieser Anordnung wiederum durch richtungen gemäss Fig. 1 und 2 folgendermassen montiert: Vor- eine Isolierschicht 21 ergänzt werden.

erst wird er lose in die Hülse 1 eingesetzt und dabei, falls erforderlich, die erwähnten Dichtungen 20 und 21 zwischen Hülse 40 Zusätzlich kann in dieser Anordnung noch eine Dichtung 28 und Einleitkörper angebracht. Darauf wird eine vorgegebene aus elastischem Material verwendet werden, welche in entspre-Anzahl Tellerfedersäulen aus wechselsinnig aneinandergereih- chende Ausnehmungen von Hülse 1 und Hohlzylinder 27 passt. ten Einzeltellern 11 und einem Zentralbolzen 8 vorbereitet und Dieses System von Dichtungen wurde in der Vorrichtung in die hierfür vorgesehenen Bohrungen eines metallischen Zwi- nach Fig. 5 noch dadurch vereinfacht, dass zwischen den oberen schenbodens 9 eingesetzt. Dieser letztere wird anschliessend un- 45 Rand des Hohlzylinders 27 und den Einleitkörper 3 zwei einzel-ter Druckanwendung auf die Höhe der Ringnut 16 gebracht und ne kreisringförmige Dichtungen aus Isoliermaterial 29 gelegt auf dieser Höhe durch einen in die Ringnut passenden Seeger- wurden und zwischen denselben ein dritter Kreisring 26 ange-Ring 7 arretiert. Die im übrigen funktionell entsprechenden bracht wurde. Die Abdichtung zwischen Hülse 1 und Einleit-Vorrichtungen gemäss Fig. 1 und 2 unterscheiden sich dadurch, körper 3 wird auch in dieser Anordnung durch eine Isolier-dass nach Fig. 1 die einzelnen Zentralbolzen 8 der Tellerfeder- 50 schicht 21 ergänzt. Die Vorrichtungen gemäss Fig. 3 bis 5 haben säulen 11 an ihrer dem Einleitkörper zugewandten Seite eine gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass der Druck kreisrunde Metallplatte aufweisen und unmittelbar auf dem zur Arretierung des Einleitkörpers 3 nicht im Zentrum sondern Einleitkörper 3 aufliegen, während gemäss Fig. 2 die einzelnen an der Peripherie des Einleitkörpers ausgeübt wird, was eine Zentralbolzen 8 an ihrer dem Einleitkörper zugewandten Seite bessere Abdichtung gewährleistet.

mit einem metallischen Kreisring 24 verbunden sind, welcher 55 Eine konstruktive Alternative ergibt sich durch die Verwen-seinerseits auf dem Einleitkörper 3 aufliegt. Eine Dichtung aus dung eines zylindrischen Einleitkörpers 3 (Fig. 6 und 7), wel-elastischem Material 23 schliesst die Fuge zwischen Kreisring eher an seiner dem Innern des Reaktionsgefässes zugewandten 24, Einleitkörper 3 und Hülse 1. Die Reihenfolge der Schritte Seite einen weiteren zylindrischen Abschnitt kleineren Durch-beim Montieren von Hülse 1 und Einleitkörper 3 in der Wand messere aufweist. Dieser Einleitkörper passt in den vorstehendes Reaktionsgefässes ist dabei beliebig. Es macht keinen Un- 60 den Rand der Innenschicht 17, welche erforderlichenfalls noch terschied, ob zuerst die Hülse 1 in die Wand befestigt wird und durch einen Ring aus feingeriebenem Beton 32 verstärkt wer-erst anschliessend der Einleitkörper 3 eingesetzt wird, oder ob den kann. An der Übergangsstelle zwischen den beiden zylindri-zuerst der Einleitkörper 3 in der Hülse 1 montiert wird und erst sehen Abschnitten des Einleitkörpers kann eine Dichtung 31 hinterher die gesamte Vorrichtung in der Wand befestigt wird. angebracht werden, welche ein Austreten von Gas zwischen In-Die beschriebene Verwendung eines Seeger-Ringes ermöglicht 65 nenwand 17 und Einleitkörper 3 verhindert. Die Verwendung es, den porösen Einleitkörper 3 jeweils unter Belassung der eines Einleitkörpers 3, dessen Manteloberfläche mit einem ge-Metallhülse 1 in der Wand des Reaktionsgefässes auszuwech- eigneten Material dauerhaft versiegelt ist, hat sich als wertvoll sein. zur weiteren Verminderung der Gasverluste erwiesen, da diese

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insbesondere bei Verwendung von Argon oder anderen Edelgasen wirtschaftlich erheblich ins Gewicht fallen.

Bei Verwendung von Einleitkörpern aus Zirkonsilikat wurden dabei ausgezeichnete Resultate durch Versiegelung mit Asbestfaserzement verschiedener Qualitäten und mit Aluminiumsilikatfaserzement erzielt. Dabei wurde eine weniger als einen Millimeter dicke Schicht des Materials durch eine geeignete Technik (Spachteln, Pinseln, Spritzen) auf den Mantel des Einleitkörpers aufgetragen und anschliessend entweder nur während 1 bis 2 Stunden bei 120 bis 200 °C getrocknet, oder zusätzlich während 2 oder mehr Stunden bei einer der betrieblichen Anwendung entsprechenden Temperatur, beispielsweise zwischen 600 und 1000 °C, eingesintert. Die Verwendung derartig versiegelter Einleitkörper gestattet es, bei dem verwendeten experimentellen Druck von 300 mm H20 und bei Verwendung von Einleitkörpern, bei denen das Verhältnis zwischen Fläche 5 der Stirnseite und Fläche des Mantels rund 1: 3 betrug, das Verhältnis zwischen dem an der Stirnseite austretenden Gas-fluss pro Zeiteinheit und dem durch den Mantel austretenden Gasfluss pro Zeiteinheit von Xo = 0.3 um einen Faktor zu erhöhen, welcher bei geeigneter Auswahl des Materials und der io Auftragungstechnik einen Wert von X, : Xo = 10 überstieg (vgl. Tabelle, S. 18).

Tabelle

Einfluss der Versiegelung von Gaseinleitkörpern auf die Gasverluste durch den Kegel- (Zylinder-) Mantel.

Verwendeter experimenteller Gasdruck 300 mm H20,

Flächenverhältnis Stirnseite: Mantel ca. 1: 3,

Material des Gaseinleitkörpers: Zirkonsilikat,

Trocknung: 12 Stunden bei 120 °C, Sinterung: mindestens 1 Stunde bei 800 °C.

Versiegelungsmaterial Durchfluss Stirnseite,

Stein unbehandelt (lt/Min)

Stirn- Man-seite tel

Asbestzement

- gespachtelt

2.2

7.0

— gespritzt

2.1

6.5

— gepinselt

2.2

7.0

Aluminiumsilikatzement

- gespachtelt

2.3

7.0

—gespritzt

2.8

5.2

- gepinselt

2.0

6.5

Durchfluss Stirn- Versiege seite, lungseffekt

Stein behandelt

(lt/Min)

Ver

Stirn

Man

Ver

hältnis seite tel hältnis

Xo

XI

XI/Xo

0.314

4.0

1.0

4.0

12.74

0.323

3.8

1.0

3.8

11.76

0.314

4.2

<1.0

>4.2

>13

0.329

1.9

1.3

1.462

4.44

0.538

2.6

<1.0

>2.6

>4.8

0.308

4.1

<1.0

>4.1

>13

In einem betrieblichen Anwendungsbeispiel wurde mit einer 40 eingemauertem Einleitkörper konnte der Gasverlust bei gleich-Vorrichtung gemäss Fig. 1 Argon in eine Aluminiumschmelze bleibender Qualität des gereinigten Metalls um 50% im Dauereingeblasen. Der Gasdruck in der Vorkammer vor dem Einleit- betrieb reduziert werden. Nach erfolgter Montage erwiesen sich körper betrug 1 bis 3 atü, die Durchflussmenge 3,3 Nm3/Std.m2 die erfindungsgemässen Vorrichtungen als praktisch wartungs-(Schmelzeoberfläche) im Dauerbetrieb und die Temperatur der frei, während bei eingemauerten Einleitkörpern häufig Undich-Aluminiumschmelze 710 °C. Der Einleitkörper bestand aus Zir- 45 tigkeiten repariert werden mussten. Während eingemauerte konsilikat, die Hülse aus Stahl und die Wand des Reaktionsge- Steine nach drei Monaten im Dauerbetrieb ausgewechselt wer-fässes aus einer Schicht feuerfestem Zement, einer lockeren den mussten, erwiesen sich die erfindungsgemässen Einleitkör-Zwischenschicht aus Kalziumsilikatfaser mit einem Bindemittel per noch nach sechs Monaten als völlig funktionstüchtig, und einem Stahlmantel. Gegenüber der Einleitvorrichtung mit

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Einleitung von Gasen in ein Flüssigkeiten enthaltendes, thermisch beanspruchtes Reaktionsgefäss, insbesondere für Metallschmelzen, durch einen in der Wand des Reaktionsgefässes verankerten, gasdurchlässigen und in einer Metallhülse (1) steckenden Körper (3) aus feuerfestem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Reaktionsgefässes aus drei verschiedenen Schichten besteht, einer starren Innenschicht (17) aus feuerfestem Material, einer lockeren Mittelschicht (14) aus Schüttmaterial und einem Mantel (18) aus Metall, dass die Metallhülse (1) von der Aussenseite her bis in die lockere Mittelschicht (14) hineinreicht, dass die starre Innenschicht (17) und der gasdurchlässige Einleitkörper (3) unmittelbar aneinandergrenzen, und dass die Mantelfläche des gasdurchlässigen Einleitkörpers (3) eine dauerhaft aufgebrachte, möglichst gasdichte Schicht aus keramischem Material aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gasdurchlässigen Einleitkörpers (3) kreisförmig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Einleitkörper (3) als Kegelstumpf ausgebildet ist, welcher auf der Seite grösseren Querschnitts einen kurzen zylindrischen Abschnitt aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Einleitkörper (3) aus zwei zylindrischen Abschnitten verschiedenen Querschnitts besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Einleitkörper in der Metallhülse unter Federdruck steht und in dieser auswechselbar eingesetzt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federdruck durch mindestens eine Tellerfedersäule (11), bestehend aus einer Mehrzahl wechselsinnig aneinandergereihter Tellerfederpaare, ausgeübt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfedersäulen (11) in einer gelochten Metallscheibe (9) verankert sind, welche ihrerseits mittels eines Sprengringes (7) in einer Ringnut (16) der Innenseite der Metallhülse (1) arretiert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (1) an ihrer dem Mantel (18) des Reaktionsgefässes zugekehrten Seite mit einer Ringscheibe (15) dauerhaft verbunden ist, welche ihrerseits durch Schrauben mit dem Mantel (18) des Reaktionsgefässes verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (1) an ihrer dem metallischen Mantel (18) des Reaktionsgefässes zugekehrten Seite mit einer Metallplatte (4) auswechselbar verbunden ist, welche eine oder mehrere Bohrungen (19) aufweist, durch welche das Gas in den gasdurchlässigen Einleitkörper (3) eingeleitet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung zwischen Innenwand (17) und gasdurchlässigem Einleitkörper (3) an dem Übergang zwischen zwei zylindrischen Abschnitten verschiedenen Querschnitts mittels eines Metallringes (31) hergestellt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Innenschicht (17) des Reaktionsgefässes mit einem Ring (32) aus Beton verstärkt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tellerfedersäulen (11) Bolzen (8) angeordnet sind, welche an ihrer dem gasdurchlässigen Körper (3) zugewandten Seite dauerhaft mit einer metallischen Kreisringscheibe (24) verbunden sind, und das eine ring-wulstförmige Dichtung (23) aus feuerfestem, plastisch verformbarem Material zwischen Metallhülse (1), Einleitkörper (3) und Kreisringscheibe (24) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (4) mit einem metallischen Hohlzylinder (27) dauerhaft verbunden ist, und dass die Dichtung zwischen Metallhülse (1), gasdurchlässigem

5 Einleitkörper (3) und Hohlzylinder (27) durch einen Ring (25) erzielt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ring (25) und der Stirnseite des Einleitkörpers (3) eine zweite, kreisringförmige Dichtung (26) vorge-

10 sehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (4) mit einem metallischen Hohlzylinder (27) dauerhaft verbunden ist, und dass die Dichtung zwischen gasdurchlässigem Einleitkörper (3)

15 und Hohlzylinder (27) durch einen Kreisring (30), die Dichtung zwichen Metallhülse (1) und Hohlzylinder (27) durch einen Ring (28) und die Dichtung zwischen Metallhülse (1) und gasdurchlässigem Körper (3) durch eine Schicht (21) aus Isoliermaterial erzielt wird.

20 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (4) mit einem metallischen Hohlzylinder (27) dauerhaft verbunden ist, und dass die Dichtung zwischen gasdurchlässigem Einleitkörper (3) und Hohlzylinder (27) durch einen Kreisring (26) und zwei

25 kreisringförmigen Schichten (29) aus Isoliermaterial und die Dichtung zwischen Metallhülse (1) und gasdurchlässigem Einleitkörper (3) durch eine Schicht (21) aus Isoliermaterial erzielt wird.
17. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach An-

30 spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchgehende Schicht von feuerfestem Silikatfaserzement auf den Einleitkörper (3) aufgetragen wird und diese während mehreren Stunden bei einer Temperatur von 600 bis 1000 °C gesintert wird.