DE4025956C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Füllung eines
Ringspaltes, der zwischen einem in eine Öffnung einer
feuerfesten Auskleidung eines metallurgischen Gefäßes
eingebauten Formteil, insbesondere Gasspülstein, und der
Auskleidung vorgesehen ist.
Bekanntermaßen wird der Ringspalt zwischen einer feuerfesten
Auskleidung eines metallurgischen Gefäßes und einem in diese
einzusetzenden Gasspülstein ausgemörtelt, um den notwendigen
Dichtsitz des Gasspülsteins in der feuerfesten Auskleidung,
insbesondere in einem an ihr vorgesehenen Lochstein zu
gewährleisten. Dieses Ausmörteln ist ein aufwendiger,
manueller Arbeitsgang. Denn einerseits muß er unter räumlich
und thermisch erschwerten Bedingungen erfolgen, andererseits
muß der Ringspalt ringsum mit Sicherheit gleichmäßig
abgedichtet werden, da sonst im Betrieb Undichtigkeiten
auftreten, die zu einem Austritt der Schmelze aus dem Gefäß
führen können.
In der DE 32 01 531 A1 ist eine Fugenschicht eines
feuerfesten Mauerwerks eines Zementdrehrohrofens
beschrieben. Die Fugenschicht besteht aus einer keramischen
Fasermatte.
In der DE 31 05 531 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von
feuerfesten Fasermassen und ihre Verwendung als
Dehnfugenfüllmaterial beschrieben. Solche Dehnfugen sind
zwar bei der Ausmauerung von Drehrohröfen, nicht jedoch bei
einem Gasspülstein eines metallurgischen Gefäßes vorgesehen.
In der DE-OS 21 02 059 ist ein Schieberverschluß für ein
metallurgisches Gefäß beschrieben. In einen Bodenstein des
Gefäßes ist eine feuerfeste Hülse eingemörtelt. Ein
Gasspülstein des Gefäßes ist nicht gezeigt. Im
Schieberverschluß ist ein Bauteil mit einer konischen Hülse
aus feuerfesten, keramischen Fasern überzogen.
In dem Derwent Kurzreferat 80-89633 C (50) ist ein feuerfestes
Material beschrieben, aus dem sich verschiedene
Formteile fertigen lassen. Die Art und Weise des Einbaus
dieses Materials ist nicht angegeben.
In dem Derwent Kurzreferat 81-35379 D (20) ist ein schäumbares
feuerfestes Material beschrieben. Auf eine Verpackung
des Materials ist nicht hingewiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Füllung der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, die so aufgebaut ist, daß sich
das Formteil in der feuerfesten Auskleidung des
metallurgischen Gefäßes einerseits einfach und andererseits
so montieren läßt, daß die notwendige Abdichtung entsteht.
Nach der Erfindung ist obige Aufgabe bei einer Füllung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Füllung eine
vorgefertigte, verformbare Einbauschicht ist, die in einer der Form
bzw. dem Volumen des Ringspaltes angepaßten Hülle verpackt ist und vor dem
Einbau des Formteils an diesem oder in der Öffnung
festlegbar ist. Dadurch erübrigen sich Mörtelarbeiten beim
Einsetzen des Formteils, insbesondere Gasspülsteins, in die
feuerfeste Auskleidung des metallurgischen Gefäßes. Die in
der Form bzw. dem Volumen des vorgesehenen Ringspalts
vorgefertigte Einbauschicht stellt sicher, daß der Ringspalt
im Einbauzustand des Formteils gleichmäßig mit der
Einbauschicht ausgefüllt ist. Die beim oder nach dem
Einsetzen des Formteils in die Öffnung der feuerfesten
Auskleidung noch bestehende Verformbarkeit gewährleistet
eine sichere Rundumdichtung des Ringspalts im
Betriebszustand.
Durch die Verformung der Einbauschicht in der Form des
Ringspalts ist auch erreicht, daß sich die Füllung einfach
herstellen bzw. montieren läßt, indem sie entweder vor dem
Einsetzen des Formteils in der Öffnung oder an dem Formteil
festgelegt wird. Dadurch kommt die Füllung beim Einsetzen
des Formteils von selbst in die gewünschte, den Ringspalt
ausfüllende Lage, ohne daß hierfür ein zusätzlicher
Arbeitsgang erforderlich ist. Die Füllung kann auch
zusätzlich der Befestigung des Formteils in der Öffnung
dienen.
Ist der Gasspülstein ein Gasspülkegel und weist
dementsprechend der Ringspalt eine konische Form auf, dann
ist vorzugsweise die Einbauschicht entsprechend der
konischen Ringform des Ringspalts schon vor dem Einbau
vorgeformt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die
Einbauschicht aus einer sich bei Betriebstemperatur
blähenden Masse, die in einer der Form bzw. dem Volumen des
Ringspalts angepaßten Hülle verpackt ist, wobei das Volumen
der Einbauschicht vorzugsweise kleiner ist als das des
Ringspalts. Beim Aufheizen des metallurgischen Gefäßes, in
dessen Öffnung das Formteil eingesetzt ist, dehnt sich die
Einbauschicht rundum auf, wodurch die notwendige Abdichtung
entsteht. Dabei werden für solche Massen bevorzugt Rohstoffe
mit hoher thermischer Dehnung, wie z. B. MgO eingesetzt, oder
Rohstoffe bei deren Reaktion miteinander sich eine
ausreichende Dehnung ergibt, wie das z. B. bei der
Spinell-Bildung der Fall ist. Die Masse für diesen Fall der
Ausgestaltung der Erfindung darf jedenfalls bei
Temperaturbeaufschlagung nicht wieder schwinden.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die
Einbauschicht aus einer plastisch verformbaren Masse, die in
einer der Form bzw. dem Volumen des Ringspalts angepaßten
Hülle verpackt ist, wobei das Volumen der Einbauschicht
gleich oder größer als das des Ringspalts ist. Dabei nimmt
die Einbauschicht beim Einsetzen des Formteils in die
Öffnung eine den Ringspalt vollständig ausfüllende Gestalt
an. Auch in diesem Fall werden Toleranzen zwischen der Form
der Öffnung und des Formteils ausgeglichen. Ebenso werden
Toleranzen der Hülle ausgeglichen.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die
Einbauschicht aus einem komprimierbaren, entsprechend der
Form des Ringspalts vorgeformten keramischen Fasermaterial
und weist ein Volumen auf, das gleich oder größer als das
des Ringspalts ist. Eine Hülle für die Einbauschicht kann,
muß jedoch nicht vorgesehen sein. Beim Einsetzen des
Formteils in die Öffnung der Auskleidung wird die
Einbauschicht zusammengedrückt und füllt dann den Ringspalt
aus. Vorzugsweise ist ihr Volumen vor dem Einbau größer als
das des Ringspalts.
Die Hülle der Einbauschicht ist in der Weise nachgiebig, daß
sie sich beim Einschieben des Formteils in die Öffnung der
Auskleidung an den Ringspalt anpassend verformt. Sie kann
dabei auch aufreißen.
In Weiterbildung der Erfindung besteht die Hülle aus einem
organischen Material, wie Papier oder Kunststoff, oder aus
einer metallischen Folie. Beim Betrieb des metallurgischen
Gefäßes ist die Hülle verbrannt oder versintert, so daß sie
die gewünschte Dichtheit des Ringspalts nicht
beeinträchtigt. Gleichzeitig läßt sich feststellen, daß sich
in diesem Falle die Einbauschicht nach dem Verschleiß des
Gasspülsteins auch besonders leicht aus dem Lochstein
entfernen läßt. Dies wird offensichtlich wegen der eine
Trennschicht bildenden Hülle erreicht, ohne dabei aber die
Verbindungsfestigkeit im Betrieb negativ zu beeinflussen.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Einbauschicht und der
Gasspülstein eine vorgefertigte Baueinheit bilden. Diese läßt
sich dann zum Aufstellungsort des metallurgischen Gefäßes
transportieren und in dessen Öffnung einschieben. Die
Baueinheit, bestehend aus Einbauschicht und Gasspülstein
läßt sich auch in einer gemeinsamen, die Einbauschicht und
den Gasspülstein umfassenden Umhüllung verpacken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus der
folgenden Zeichnungsbeschreibung. Es zeigen:
Fig. 1 ein metallurgisches Gefäß im Bereich einer Öffnung
einer feuerfesten Auskleidung im Schnitt,
Fig. 2 eine vorgefertigte, verformbare Einbauschicht in
einem Fig. 1 entsprechenden Schnitt,
Fig. 3 eine Aufsicht der Einbauschicht nach Fig. 2 längs
der Linie III-III und
Fig. 4 einen Gasspülkegel für das metallurgische Gefäß in
einem Fig. 1 entsprechenden Schnitt, wobei hier
nicht die Form der Einbauschicht, sondern deren
Volumen dem Ringspalt angepaßt ist.
Ein metallurgisches Gefäß (1) weist eine feuerfeste
Auskleidung (2) auf, in die ein Lochstein (3) eingesetzt
ist. Der Lochstein (3) ist mit einer konischen Öffnung (4)
versehen. Ein Außenmantel (5) ist außen am Gefäß (1)
angeordnet.
Die Öffnung (4) ist zum Einsatz eines kegelstumpfförmigen
Gasspülkegels (6) vorgesehen. Dieser ist in Fig. 4 gezeigt
und in Fig. 1 strichliert dargestellt. Beim Einsetzen des
Gasspülkegels (6) in die Öffnung (4) ergibt sich ein
konischer Ringspalt (7), der ausgefüllt werden muß.
Es ist eine Einbauschicht (8) vorgesehen. Diese ist in der
Gestalt des Ringspalts (7) vorgefertigt. Die Einbauschicht
(8) weist in ihrem vorgefertigten Zustand nicht exakt die
Form des Ringspalts (7) auf, sondern ist so gestaltet, daß
sie sich beim Einbau des Gasspülkegels (6) in die Öffnung
(4) der Gestalt des dann entstehenden Ringspalts (7)
anpaßt. Die in konischer Ringgestalt vorgeformte
Einbauschicht (8) besteht aus einer Masse (9), die der im
Betrieb des Gefäßes (1) auftretenden Temperatur standhält.
Die Masse (9) der Einbauschicht (8) ist dann, wenn die Masse
(9) vor dem Einbauzustand nicht hinreichend form- bzw.
volumenstabil ist, in eine Hülle (10) eingeschlossen. Die
Hülle (10) besteht beispielsweise aus Papier, einer
Kunststoffolie oder aus einer metallischen Folie. Die
Hülle (10) ist jedenfalls so gestaltet, daß sie beim
Einschieben des Gasspülkegels (6) in die Öffnung (4) das
vollständige Ausfüllen des dann entstehenden Ringspalts
(7) durch die Masse (9) nicht behindert. Die Hülle (10)
kann gegebenenfalls mit entsprechenden Sollbruchstellen,
insbesondere längs einer Sollrißlinie an ihren stirnseitigen
Rändern (11 bzw. 12) versehen sein.
Der Einbau erfolgt etwa so:
Auf den Gasspülkegel (6) wird die Einbauschicht (8)
aufgesetzt. Dies kann bereits nach der Herstellung des
Gasspülkegels (6) erfolgen, bevor dieser zu dem Gefäß (1)
gebracht wird. Der Gasspülkegel (6) und die Einbauschicht
(8) bilden dabei eine Baueinheit. Diese kann von einer nicht
näher dargestellten Umhüllung aus Papier oder Kunststoff-
oder Metallfolie umschlossen sein.
Der die Einbauschicht (8) tragende Gasspülkegel (6) wird am
Einbauort in die Öffnung (4) lagerichtig eingeschoben. Den
dann entstehenden Ringspalt (7) füllt die Einbauschicht (8)
aus.
Bei einer anderen Montageweise kann auch vorgesehen sein,
daß die Einbauschicht (8) zunächst in die Öffnung (4)
eingesetzt
und in dieser festgelegt wird und danach erst der
Gasspülkegel (6) eingeschoben wird.
Die Masse (9) der Einbauschicht (8) kann aus einer Masse
bestehen, die sich nach dem Einsetzen des Gasspülkegels (6)
in die Öffnung (4) beim Aufheizen der Auskleidung (2)
aufbläht, so daß sie durch das Aufblähen den Ringspalt (7)
vollständig ausfüllt.
Die Masse (9) kann auch so gewählt sein, daß sie wenigstens
beim Einschieben des Gasspülkegels (6) in die Öffnung (4)
plastisch verformbar ist.
Die Einbauschicht (8) kann auch aus beim Einschieben des
Gasspülkegels (6) in den Lochstein (3) komprimierbarem
keramischem Fasermaterial bestehen.
Claims (9)
1. Feuerfeste Füllung eines Ringspaltes, der zwischen
einem in eine Öffnung einer feuerfesten Auskleidung
eines metallurgischen Gefäßes eingebauten Formteil,
insbesondere Gasspülstein, und der Auskleidung vorgesehen
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllung eine vorgefertigte, verformbare
Einbauschicht (8) ist, die einer der Form bzw. dem
Volumen des Ringspaltes (7) angepaßten Hülle (10)
verpackt ist und vor dem Einbau des Formteils (6) an
diesem oder in der Öffnung (4) festlegbar ist.
2. Feuerfeste Füllung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauschicht (8) bei einer konischen Form des
Ringspaltes (7) entsprechend dessen konischer Ringform
schon vor dem Einbau vorgeformt ist.
3. Feuerfeste Füllung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauschicht (8) aus einer sich bei
Betriebstemperatur blähenden Masse besteht, wobei das
Volumen der Einbauschicht (8) kleiner ist als das des
Ringspaltes (7).
4. Feuerfeste Füllung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauschicht (8) aus einer plastisch
verformbaren Masse besteht, wobei das Volumen der
Einbauschicht (8) gleich oder größer als das des
Ringspaltes (7) ist.
5. Feuerfeste Füllung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (10) beim Einbau der Einbauschicht (8) an mindestens einer Sollbruchstelle aufreißt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (10) beim Einbau der Einbauschicht (8) an mindestens einer Sollbruchstelle aufreißt.
6. Feuerfeste Füllung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (10) aus organischem Material, wie Papier oder Kunststoff, oder aus einer metallischen Folie besteht.
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (10) aus organischem Material, wie Papier oder Kunststoff, oder aus einer metallischen Folie besteht.
7. Feuerfeste Füllung nach einem der vorgehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauschicht (8) aus einem komprimierbaren,
entsprechend der Form des Ringspaltes (7) vorgeformten
keramischen Fasermaterial besteht und ein Volumen
aufweist, das gleich oder größer als das des Ringspaltes
ist.
8. Feuerfeste Füllung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einbauschicht (8) und der Gasspülstein (6) eine
vorgefertigte Baueinheit bilden, die vorgefertigt in
die Öffnung (4) der Auskleidung (2) einsetzbar ist.
9. Feuerfeste Füllung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Baueinheit in einer gemeinsamen, verbrennbaren
Umhüllung verpackt ist.
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