EP1849538B1 - Gaszuführeinrichtung für ein Spülelement - Google Patents

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EP1849538B1
EP1849538B1 EP07004291A EP07004291A EP1849538B1 EP 1849538 B1 EP1849538 B1 EP 1849538B1 EP 07004291 A EP07004291 A EP 07004291A EP 07004291 A EP07004291 A EP 07004291A EP 1849538 B1 EP1849538 B1 EP 1849538B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
conduit
sleeve
flushing
section
Prior art date
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Active
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EP07004291A
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English (en)
French (fr)
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EP1849538A1 (de
Inventor
Bojan Zivanovic
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Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
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Publication date
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C21B7/163—Blowpipe assembly
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge

Definitions

  • the invention relates to a gas supply device for at least one flushing element, which is installed in a bottom and / or a wall of a metallurgical melting vessel.
  • Flushing elements of the type mentioned are also referred to as gas purging or gas purging.
  • gas purging or gas purging An overview of different types and applications of such flushing elements are the Radex Rundschau 1987, Issue 1, pages 288-302 .
  • Gas sometimes in combination with powdery solids, is blown into an associated metallurgical melt with the aid of such a flushing element in the course of secondary metallurgical processes.
  • the supplied gas is, for example, an inert gas such as argon or nitrogen.
  • the molten metal is homogenized, so that, for example, alloying agents are evenly distributed in the melt.
  • the gas purging causes a concentration balance of the melt.
  • the degree of purity of the molten metal is improved.
  • the transport of impurities from the melt is conveyed into a slag layer located on the melt.
  • Exemplary embodiments of such gas purging elements also show the DE 38 10 098 C1 . DE 39 07 887 A1 . AT 387 404 B . DE 42 23 108 C1 and EP 0 560 834 B1 ,
  • the flushing element is in each case equipped with a gas supply line, via which the gas is supplied to the porous flushing body.
  • the gas purging element according to US 4,266,970 A includes a conduit that leads into the ceramic material of the rinse and is guided along the cooling air in the dishwasher.
  • JP 56142813 A shows a gas nozzle in which an inert gas is guided in a double-walled tube in which a spiral is arranged.
  • Typical melting units equipped with such flushing elements are pans, converters or tundishes.
  • the refractory lining is multi-layered, distinguishing between a wear lining in contact with the melt and a permanent lining lying behind it.
  • Flushing elements are essentially rigidly embedded in the wear lining, gas connection pieces of the flushing elements are permanently embedded in the permanent lining. Heating up (reheating) of the unit can lead to relative movements of the wear lining compared to the permanent lining. Then there is, among other things, the danger that a gas connection piece breaks off.
  • the invention has for its object to provide a gas supply for at least one flushing element, which takes into account the problems described above.
  • the invention is based on the consideration that the laying of a Gaszu Supremerohres perpendicular to the wall or bottom surface of the melting vessel is indeed the most convenient and shortest way, but often due to the furnace geometry and the placement of the melting vessel is not possible.
  • the corresponding gas supply line must be laid differently, in part over longer stretches of road through or along the kiln lining. This leads to the already mentioned thermal load of Gaszu meltschreibtechnisch and a corresponding thermal expansion. As a result of this and due to thermally induced relative movements of the oven lining, damage to the gas connection piece can occur.
  • the idea of the invention is therefore to combine the gas supply device with a cooling device, so that the supplied gas and / or gas / solid mixture is cooled substantially on the way from a gas source to the scavenging element and at the same time a certain mobility for the gas supply device to accomplish.
  • the invention provides in its most general embodiment a gas supply device according to claim 1.
  • the pipe may, for example, have a correspondingly thick pipe wall, along or in the axial direction of the pipe run cooling channels, which are flowed through by a cooling medium, such as cooling air.
  • the invention provides for packaging the pipeline in a tubular envelope, wherein the inner cross section of the envelope is larger than the outer cross section of the pipeline. In this way, an additional space remains within the enclosure. This space can be used to guide a cooling medium through the enclosure, which simultaneously cools the gas-bearing pipeline from the outside. At the same time, the pipeline can be moved (especially in the axial direction).
  • An embodiment of the invention provides, in addition to the pipeline, to arrange a cooling device within the enclosure.
  • This cooling device may consist of at least one cooling air line, which runs essentially parallel to the gas-carrying pipeline (or also helically around the pipeline), wherein the cooling air line has one or more openings, so that the cooling medium flow into the space bounded by the enclosure and the gas-carrying Cooling pipe, which simultaneously cooled the guided in the pipeline gas.
  • Both the pipe, as well as any cooling air pipe and / or the tubular casing may have an inner and / or outer circular cross-section. But that's not what it's all about. It is crucial that the pipeline along a section that extends along or through the bottom or the wall of the metallurgical melting vessel, (with the exception of a connection region to the flushing element is cooled). At the same time, the surrounding refractory material is cooled. As a result, any metal melt entering the refractory material is also cooled, which then solidifies before it could reach the gas supply device.
  • the pipeline is led out of the enclosure at its end section, which is connected to the flushing element, for which purpose a wall-side opening of the enclosure is used.
  • the pipeline passes through the opening in the enclosure with its gas outlet end.
  • the gas outlet-side end of the pipeline can be gas-tightly connected (for example welded) to a gas connection end of the flushing element. It may also have a coupling element for gas-tight connection to a flushing element.
  • This coupling element may for example be a bayonet lock, as well as a screw, a flange or the like.
  • An embodiment of the invention provides to form the opening in the enclosure through which the pipeline is routed with a cross-section which is larger than the cross-section of the pipeline in the opening-passing section (end section) so that the pipeline plays with the opening be upheld.
  • a further embodiment provides for closing the section of the opening in the enclosure, which is not penetrated by the pipeline, with a cover which can be displaced relative to the outer wall of the enclosure in order to prevent uncontrolled escape of the cooling medium in this area.
  • this cover can be an (end) section of a gas connection piece of the flushing element.
  • the cover can be gas-tight connected to the pipe and / or gas-tight with the gas connection.
  • the cover with the pipe is welded and pipe and gas connection of the flushing element are connected via a gas-tight sleeve.
  • the pipe is formed at the end with a cover which covers the not penetrated by the pipe part of the opening.
  • the variable cover of the opening can also be done with sliders or deformable elements.
  • the envelope of the gas supply can be one or more parts.
  • several tubular enclosures can be arranged one behind the other (in the axial direction).
  • one or more openings can be provided at the connection areas, but also along each individual enclosure.
  • An essential advantage of the invention is that due to the cooling of the pipeline, the length of the pipeline is almost limitless.
  • the pipeline may accordingly extend over a larger portion of a bottom and / or a wall of a metallurgical melting vessel.
  • the gas supply can also be formed with branches, wherein the pipes for the flushing elements are laid correspondingly. In this way it becomes possible to supply a plurality of flushing elements with a single gas supply device, which are arranged at arbitrary locations of a bottom and / or a wall of a metallurgical melting vessel.
  • FIG. 1 shows a tubular sheath 10, which consists of two axially adjacent sections 10.1, 10.2.
  • the sheathing 10 extend in the axial direction of the sheath 10, two pipes 12, 14 and a cooling air line 16.
  • a first end at B
  • the free ends of the pipes 12, 14 and cooling air line 16 are shown schematically with external threads.
  • the conduits 12, 14 are connected by means of the threads to a gas supply unit (not shown) for passing a process gas, for example an inert gas, for example argon, through the conduits 12, 14.
  • a process gas for example an inert gas, for example argon
  • the cooling air line 16 is connected to a cooling air source, not shown.
  • the section 10.2 of the envelope 10 has at its opposite end on a wall-side opening 18, through which the pipe 12 is led out with its corresponding end portion 12.1 from the enclosure.
  • the pipe 14 extends to the opposite free end (at A), wherein the envelope 10 end (at A) with a cover 20th is closed. Immediately before this cover 20 also has the sheath portion 10.1 a wall-side opening 18 through which a free end portion 14.1 of the pipe 14 is guided to the outside.
  • Fig. 3 further shows an open end 16.1 of the cooling air line 16 through which cooling air flows out (arrow K). Further outflow openings for cooling air can be distributed over the length of the line 16.
  • the cooling air emerging from the line 16 flows around the pipes 12, 14, cools them and occurs in particular at B ( FIG. 1 ) again from the enclosure 10.
  • FIG. 2 shows that the opening 18 is greater than the cross section of the pipe 14 at this end, so that the free end portion 14.1 of the pipe 14, the opening 18 passes through with play. Analogously, this applies to the corresponding end 12.1 of the pipe 12th
  • the opening 18 may be closed by a cover 22, which has the shape of a pipe section and is supported axially movably on the outer wall of the casing 10.
  • the cover 22 is gas-tight with the free end portion 14.1 of the pipe 14 and welded to the gas connection piece 24 (weld 28).
  • FIG. 5 shows that the connection areas of the pipes 12, 14 are formed analogously to the associated Gasschreibmaschine 26.
  • FIG. 7 Another way of connecting the pipe with the gas connection piece 24 of the flushing element 26 shows FIG. 7 ,
  • the cover 22 is gas-tight welded to the free end 14.1 of the pipe 14. With the cover 22, a protruding in the direction of flushing sleeve 36 is also welded. In this sleeve 36 projects the gas connection piece 24 of the flushing element, which is welded to the sleeve 36.
  • the two components (24,36) can be embedded in a compressible material (for example, a refractory fiber mat or a bed of, for example, expanded perlite) (schematically indicated by F).
  • a compressible material for example, a refractory fiber mat or a bed of, for example, expanded perlite
  • FIG. 8 the installation of the above-described gas supply device is shown in a bottom 30 of a metallurgical melting vessel for the non-ferrous metal industry, said bottom 30 consists of a refractory ceramic lining. Within the lining two gas flushing elements 26 can be seen, which pass through the lining, wherein the Gas Seriesieri 26 are aligned with the top of the lining 32.
  • the gas connection ports 24 of the flushing elements 26 extend in the opposite direction and extend to the enclosure 10, which extends substantially perpendicular to the orientation of the flushing elements 26 or substantially parallel to the surface of the lining 32 through a permanent lining of the refractory lining 32, up to connection areas (Arrow 34) for the supply of inert gas into the pipes 12, 14 or the cooling air supply into the cooling air duct 16.
  • inert gas is passed through the pipes 12, 14 in the flushing elements 26 during operation.
  • cooling air is supplied through the cooling air duct 16, which has a plurality of openings within the enclosure 10, so that the cooling air can flow around the pipes 12, 14 and cool them.
  • the wrapper 10 and the refractory material surrounding the wrapper 10 are cooled.
  • the gas purging device is made possible overall even with complicated installation conditions.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gaszuführeinrichtung für mindestens ein Spülelement, das in einem Boden und/oder einer Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes installiert ist.
  • Spülelemente der genannten Art werden auch als Gasspülsteine oder Gasspüleinrichtungen bezeichnet. Einen Überblick über verschiedene Bauformen und Anwendungen solcher Spülelemente gibt die Radex-Rundschau 1987, Heft 1, Seiten 288-302. Gas, teilweise auch in Kombination mit pulverförmigen Feststoffen, wird mit Hilfe eines solchen Spülelementes im Rahmen sekundärmetallurgischer Prozesse in eine zugehörige metallurgische Schmelze eingeblasen. Das zugeführte Gas ist beispielsweise ein Inertgas wie Argon oder Stickstoff.
  • Durch das Einblasen des Gases wird die Metallschmelze homogenisiert, sodass beispielsweise Legierungsmittel gleichmäßig in der Schmelze verteilt werden. Darüber hinaus bewirkt die Gasspülung einen Konzentrationsausgleich der Schmelze. Der Reinheitsgrad der Metallschmelze wird verbessert. Außerdem wird der Transport von Verunreinigungen aus der Schmelze in eine auf der Schmelze befindliche Schlackenschicht gefördert.
  • Beispielhafte Ausführungsformen solcher Gasspülelemente zeigen auch die DE 38 10 098 C1 , DE 39 07 887 A1 , AT 387 404 B , DE 42 23 108 C1 und EP 0 560 834 B1 . Das Spülelement ist dabei jeweils mit einer Gaszuführleitung ausgerüstet, über die das Gas dem porösen Spülkörper zugeführt wird. Das Gasspülelement gemäß US 4,266,970 A umfasst eine Leitung, die in das keramische Material des Spülers führt und entlang der Kühlluft in den Spüler geführt wird. JP 56142813 A zeigt eine Gasdüse, bei der ein Inertgas in einem doppelwandigen Rohr geführt wird, in dem eine Spirale angeordnet ist.
  • Typische Schmelzaggregate, die mit solchen Spülelemente ausgerüstet werden, sind Pfannen, Konverter oder Tundishe.
  • In diesen und anderen metallurgischen Schmelzgefäßen werden nicht nur Stahlschmelzen behandelt, sondern auch Schmelzen aus Nichteisenmetallen. Häufig sind die entsprechenden Aggregate (Schmelzgefäße, Öfen) feststehend. Häufig ist nicht genügend Platz außerhalb des Schmelzgefäßes vorhanden, um eine Gaszuführleitung zum Spülelement verlegen zu können. Teilweise sind die Böden und Wände der Schmelzgefäße auch dick, wodurch die Verlegung der Gaszuführleitung zum Spülelement erschwert wird. Es kommt hinzu, dass die Wand- und Bodenbereiche der Schmelzgefäße, die neben einem äußeren Metallmantel eine feuerfeste Auskleidung aufweisen, zum Teil thermisch extrem belastet sind, also eine hohe Temperatur von mehreren hundert Grad Celsius, teilweise auch über 1000° C, aufweisen.
  • Üblicherweise ist die feuerfeste Auskleidung mehrschichtig, wobei zwischen einem mit der Schmelze in Kontakt tretenden Verschleißfutter und einem dahinter liegenden Dauerfutter unterschieden wird.
  • Spülelemente sind im Wesentlichen starr im Verschleißfutter, Gasanschlussstutzen der Spülelemente fest im Dauerfutter eingebettet. Beim Aufheizen (Wiederaufheizen) des Aggregats kann es zu Relativbewegungen des Verschleißfutters gegenüber dem Dauerfutter kommen. Dann besteht unter anderem die Gefahr, dass ein Gasanschlussstutzen abreißt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gaszuführeinrichtung für mindestens ein Spülelement anzubieten, welches den vorstehend geschilderten Problemen Rechnung trägt.
  • Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass die Verlegung eines Gaszuführrohres senkrecht zur Wand- oder Bodenfläche des Schmelzgefäßes zwar den bequemsten und kürzesten Weg darstellt, häufig aber aufgrund der Ofengeometrie und der Platzierung des Schmelzgefäßes nicht möglich ist. Die entsprechende Gaszuführleitung muss anders verlegt werden, teilweise über größere Streckenabschnitte durch oder entlang der Ofenausmauerung. Dadurch kommt es zu der bereits erwähnten thermischen Belastung der Gaszuführleitung und einer entsprechenden Wärmedehnung. Dadurch und durch thermisch verursachte Relativbewegungen des Ofenfutters kann es zu Beschädigungen am Gasanschlussstutzen kommen. Der Gedanke der Erfindung besteht deshalb darin, die Gaszuführeinrichtung mit einer Kühleinrichtung zu kombinieren, sodass das zugeführte Gas und/oder Gas-/Feststoff-Gemisch auf dem Weg von einer Gasquelle zum Spülelement in wesentlichen Teilen gekühlt wird und gleichzeitig eine gewisse Bewegbarkeit für die Gaszuführeinrichtung zu schaffen.
  • Dazu sieht die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform eine Gaszuführeinrichtung gemäß Anspruch 1 vor.
  • Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Kühlung in der Wand der Rohrleitung auszubilden. Hierzu kann die Rohrleitung beispielsweise eine entsprechend dicke Rohrwand aufweisen, entlang oder in der in Axialrichtung der Rohrleitung Kühlkanäle verlaufen, die von einem Kühlmedium, beispielsweise Kühlluft, durchströmt werden.
  • Die Erfindung sieht vor, die Rohrleitung in einer rohrförmigen Umhüllung zu konfektionieren, wobei der Innenquerschnitt der Umhüllung größer ist als der Außenquerschnitt der Rohrleitung. Auf diese Weise verbleibt innerhalb der Umhüllung ein zusätzlicher Raum. Dieser Raum kann genutzt werden, ein Kühlmedium durch die Umhüllung zu führen, welches gleichzeitig die gasführende Rohrleitung von außen kühlt. Gleichzeitig kann die Rohrleitung beweglich (vor allem in Axialrichtung) verlegt werden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, neben der Rohrleitung eine Kühleinrichtung innerhalb der Umhüllung anzuordnen. Diese Kühleinrichtung kann aus mindestens einer Kühlluftleitung bestehen, die im Wesentlichen parallel zur gasführenden Rohrleitung (oder auch wendelförmig um die Rohrleitung herum) verläuft, wobei die Kühlluftleitung ein oder mehrere Öffnungen aufweist, sodass das Kühlmedium in den von der Umhüllung begrenzten Raum strömen und die gasführende Rohrleitung kühlen kann, womit gleichzeitig das in der Rohrleitung geführte Gas gekühlt wird.
  • Sowohl die Rohrleitung, als auch eine etwaige Kühlluftleitung und/oder die rohrförmige Umhüllung können einen inneren und/oder äußeren Kreisquerschnitt aufweisen. Darauf kommt es erfindungsgemäß aber nicht an. Entscheidend ist, dass die Rohrleitung entlang eines Abschnitts, der sich entlang oder durch den Boden oder die Wand des metallurgischen Schmelzgefäßes erstreckt, (gegebenenfalls mit Ausnahme eines Anschlussbereiches zum Spülelement) gekühlt wird. Gleichzeitig wird das umgebende Feuerfestmaterial gekühlt. Dadurch wird auch etwaig in das Feuerfestmaterial eindringende Metallschmelze gekühlt, die dann erstarrt, bevor sie die Gaszuführeinrichtung erreichen könnte.
  • Erfindungsgemäß wird die Rohrleitung an ihrem Endabschnitt, der an das Spülelement angeschlossen wird, aus der Umhüllung herausgeführt, wozu eine wandseitige Öffnung der Umhüllung dient. Diese Ausführungsform wird in der anschließenden Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Dabei durchgreift die Rohrleitung mit ihrem gasauslassseitigen Ende die Öffnung in der Umhüllung. Das gasauslassseitige Ende der Rohrleitung kann gasdicht mit einem Gasanschlussende des Spülelements verbunden (zum Beispiel verschweißt) sein. Es kann auch ein Kupplungselement zum gasdichten Anschluss an ein Spülelement aufweisen. Dieses Kupplungselement kann beispielsweise ein Bajonettverschluss sein, ebenso aber auch eine Schraubverbindung, eine Flanschverbindung oder dergleichen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Öffnung in der Umhüllung, durch die die Rohrleitung geführt wird, mit einem Querschnitt auszubilden, der größer ist als der Querschnitt der Rohrleitung in dem die Öffnung durchgreifenden Abschnitt (Endabschnitt), sodass die Rohrleitung die Öffnung mit Spiel durchgreift. Dadurch wird es möglich, dass eine Relativbewegung des Spülelements in Bezug auf das Dauerfutter und/oder den Ofenmantel sowie in axialer Richtung des Umhüllungsrohrs nicht behindert wird und sich die Gaszuführleitung im Umhüllungsrohr in axialer Richtung bewegen kann.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, den Abschnitt der Öffnung in der Umhüllung, der nicht von der Rohrleitung durchgriffen wird, mit einer relativ zur Außenwand der Umhüllung verschiebbaren Abdeckung zu verschließen, um ein unkontrolliertes Austreten des Kühlmediums in diesem Bereich zu verhindern. Dabei kann diese Abdeckung ein (End)abschnitt eines Gasanschlussstutzens des Spülelementes sein.
  • Die Abdeckung kann gasdicht mit der Rohrleitung und/oder gasdicht mit dem Gasanschlussstutzen verbunden sein. Nach einer anderen Ausführungsform ist die Abdeckung mit der Rohrleitung verschweißt und Rohrleitung sowie Gasanschlussstutzen des Spülelements sind über eine Hülse gasdicht verbunden.
  • Mit anderen Worten: Die Rohrleitung ist endseitig mit einer Abdeckung ausgebildet, die den nicht von der Rohrleitung durchgriffenen Teil der Öffnung abdeckt. Die variable Abdeckung der Öffnung kann auch mit Schiebern oder verformbaren Elementen erfolgen.
  • Die Umhüllung der Gaszuführeinrichtung kann ein- oder mehrteilig sein. So können mehrere rohrartige Umhüllungen hintereinander (in Axialrichtung) angeordnet werden. An den Anschlussbereichen, aber auch entlang jeder einzelnen Umhüllung, können ein- oder mehrere Öffnungen vorgesehen werden, um die korrespondierende Rohrleitung aus der Umhüllung herauszuführen.
  • Ebenso ist es möglich, in der Umhüllung mehrere gasführende Rohrleitungen vorzusehen, wobei eine Rohrleitung einem oder mehreren Spülelementen zugeordnet werden kann. Auf diese Weise lassen sich problemlos mehrere Spülelemente an eine Gaszuführeinrichtung anschließen.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der Kühlung der Rohrleitung die Länge der Rohrleitung nahezu grenzenlos ist. Die Rohrleitung kann sich entsprechend über einen größeren Abschnitt eines Bodens und/oder einer Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes erstrecken. Die Gaszuführeinrichtung kann auch mit Verzweigungen ausgebildet werden, wobei die Rohrleitungen für die Spülelemente korrespondierend verlegt werden. Auf diese Weise wird es möglich, mit einer einzigen Gaszuführeinrichtung mehrere Spülelemente zu versorgen, die an beliebigen Stellen eines Bodens und/oder einer Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes angeordnet sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher dargestellt. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    eine Gaszuführeinrichtung in perspektivischer Ansicht,
    Figur 2:
    eine vergrößerte Darstellung des Abschnitts A gemäß Figur 1
    Figur 3:
    eine Darstellung gemäß Figur 2, wobei die Bauteile innerhalb der Umhüllung zu erkennen sind
    Figur 4:
    eine vergrößerte Darstellung des Abschnitts B gemäß Figur 1
    Figur 5:
    eine Ausführungsform einer Gaszuführeinrichtung in perspektivischer Ansicht mit angeschlossenen Spülelementen
    Figur 6:
    eine vergrößerte Darstellung des Abschnitts D von Figur 5
    Figur 7:
    einen Schnitt durch eine mögliche Verbindung von Rohrleitung und Gasanschlussstutzen
    Figur 8:
    einen Schnitt durch einen Boden eines metallurgischen Schmelzgefäßes mit einer Gaszuführeinrichtung analog Figur 5.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
  • Figur 1 zeigt eine rohrförmige Umhüllung 10, die aus zwei in Axialrichtung aneinander schließenden Abschnitten 10.1, 10.2 besteht.
  • In der Umhüllung 10 verlaufen in Axialrichtung der Umhüllung 10 zwei Rohrleitungen 12, 14 und eine Kühlluftleitung 16. An einem ersten Ende (bei B) treten die Rohrleitungen 12, 14 und die Kühlluftleitung 16 aus der Umhüllung 10 heraus. Die freien Enden der Rohrleitungen 12, 14 beziehungsweise Kühlluftleitung 16 sind schematisch mit Außengewinden dargestellt. Die Rohrleitungen 12, 14 werden mit Hilfe der Gewinde an eine Gasversorgungseinheit (nicht dargestellt) angeschlossen, um ein Prozessgas, beispielsweise ein Inertgas, beispielsweise Argon, durch die Leitungen 12, 14 zu führen. Analog wird die Kühlluftleitung 16 an eine nicht dargestellte Kühlluftquelle angeschlossen.
  • Der Abschnitt 10.2 der Umhüllung 10 weist an seinem gegenüberliegenden Ende eine wandseitige Öffnung 18 auf, durch die die Rohrleitung 12 mit ihrem korrespondierenden Endabschnitt 12.1 aus der Umhüllung herausgeführt wird.
  • Die Rohrleitung 14 verläuft bis zum gegenüberliegendem freien Ende (bei A), wobei die Umhüllung 10 endseitig (bei A) mit einem Deckel 20 verschlossen ist. Unmittelbar vor diesem Deckel 20 weist auch der Umhüllungsteil 10.1 eine wandseitige Öffnung 18 auf, durch die ein freier Endabschnitt 14.1 der Rohrleitung 14 nach außen geführt ist.
  • Fig. 3 zeigt weiters ein offenes Ende 16.1 der Kühlluftleitung 16, über das Kühlluft ausströmt (Pfeil K). Weitere Ausströmöffnungen für Kühlluft können über die Länge der Leitung 16 verteilt sein. Die aus der Leitung 16 austretende Kühlluft strömt um die Rohrleitungen 12, 14, kühlt diese und tritt insbesondere bei B (Figur 1) wieder aus der Umhüllung 10 aus.
  • Figur 2 zeigt, dass die Öffnung 18 größer ist als der Querschnitt der Rohrleitung 14 an diesem Ende, sodass der freie Endabschnitt 14.1 der Rohrleitung 14 die Öffnung 18 mit Spiel durchgreift. Analog gilt dies für das korrespondierende Ende 12.1 der Rohrleitung 12.
  • Gemäß Figur 6 kann die Öffnung 18 von einer Abdeckung 22 verschlossen sein, die die Form eines Rohrabschnitts aufweist und sich axial beweglich auf der Außenwand der Umhüllung 10 abstützt. Die Abdeckung 22 ist gasdicht mit dem freien Endabschnitt 14.1 der Rohrleitung 14 und mit dem Gasanschlussstutzen 24 verschweißt (Schweißnaht 28).
  • Figur 5 zeigt, dass die Anschlussbereiche der Rohrleitungen 12, 14 an die zugehörigen Gasspülelemente 26 analog ausgebildet sind.
  • Eine weitere Möglichkeit der Verbindung der Rohrleitung mit dem Gasanschlussstutzen 24 des Spülelements 26 zeigt Figur 7. Dabei ist die Abdeckung 22 gasdicht mit dem freien Ende 14.1 der Rohrleitung 14 verschweißt. Mit der Abdeckung 22 ist ferner eine in Richtung Spülelement abstehende Hülse 36 verschweißt. In diese Hülse 36 ragt der Gasanschlussstutzen 24 des Spülelements, der mit der Hülse 36 verschweißt ist.
  • Die beiden Bauteile (24,36) können in ein komprimierbares Material (beispielsweise eine feuerfeste Fasermatte oder eine Schüttung, beispielsweise aus geblähtem Perlit) eingebettet werden (schematisch mit F gekennzeichnet). Damit wird bei Temperaturwechseln eine Bewegung des Gasanschlussstutzens 24 gegenüber der feuerfesten Auskleidung nicht behindert und die Gefahr des Abscherens des Gasanschlussstutzens 24 reduziert.
  • In Figur 8 ist der Einbau der zuvor beschriebenen Gaszuführeinrichtung in einen Boden 30 eines metallurgischen Schmelzgefäßes für die Nichteisenmetallindustrie dargestellt, wobei dieser Boden 30 aus einer feuerfesten keramischen Ausmauerung besteht. Innerhalb der Ausmauerung sind zwei Gasspülelemente 26 zu erkennen, die die Ausmauerung durchgreifen, wobei die Gasspülelemente 26 mit der Oberseite der Ausmauerung 32 fluchten. Die Gasanschlussstutzen 24 der Spülelemente 26 erstrecken sich in entgegengesetzter Richtung und verlaufen bis zur Umhüllung 10, die im Wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Spülelemente 26 oder im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Ausmauerung 32 durch ein Dauerfutter der feuerfesten Ausmauerung 32 verläuft, und zwar bis zu Anschlussbereichen (Pfeil 34) für die Inertgaszufuhr in die Rohrleitungen 12, 14 beziehungsweise die Kühlluftzufuhr in die Kühlluftleitung 16.
  • Die Funktionsweise ist wie folgt: Inertgas wird im laufenden Betrieb durch die Rohrleitungen 12, 14 in die Spülelemente 26 geführt. Gleichzeitig wird Kühlluft durch die Kühlluftleitung 16 zugeführt, die innerhalb der Umhüllung 10 mehrere Öffnungen aufweist, sodass die Kühlluft die Rohrleitungen 12, 14 umströmen und diese kühlen kann. Gleichzeitig wird die Umhüllung 10 und das die Umhüllung 10 umgebende Feuerfestmaterial gekühlt. Damit wird die Gasspüleinrichtung insgesamt auch bei komplizierten Einbauverhältnissen ermöglicht.
  • Wird beim Aufheizen des Ofens ein Verschleißfutter 32 durch thermische Dehnung nach außen (in Figur 8 nach rechts) geschoben, so machen auch die in das Verschleißfutter eingebauten Spülelemente 26 diese Verschiebung mit. Die Öffnungen 18 in der Umhüllung 10 und/oder eine komprimierbare Einlage F und/oder ein Freiraum unterhalb der Spülelemente 26 ermöglichen auch einem Gasanschlussstutzen 24 eines Spülelements 26 eine Verschiebung in Bezug auf die Umhüllung 10 und somit eine Verschiebung der Rohrleitungen 12,14 in der Umhüllung 10.

Claims (8)

  1. Gaszuführeinrichtung mit mindestens einem Anschlussbereich zu mindestens einem Spülelement (26), das in einem Boden (30) und/oder einer Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes installiert ist, mit mindestens einer für eine Gaszuführung bestimmten, von außen kühlbaren Rohrleitung (12, 14), die teilweise in einer rohrförmigen Umhüllung (10) verläuft, deren Innenquerschnitt größer ist als der Außenquerschnitt der Rohrleitung (12, 14), wobei die jeweilige Rohrleitung (12, 14) mit ihrem gasauslassseitigen Ende eine wandseitige Öffnung (18) in der Umhüllung (10) zum Anschluss an das jeweilige Spülelement (26) durchgreift.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der in der Umhüllung (10) neben der Rohrleitung (12, 14) eine Kühleinrichtung verläuft.
  3. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Kühleinrichtung aus mindestens einer Kühlluftleitung (16) besteht, die eine oder mehrere Öffnungen (16.1) aufweist, über die Kühlluft in den von der Umhüllung (10) begrenzten Raum abgebbar ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnung (18) in der Umhüllung (10) einen Querschnitt aufweist, der größer ist als ein maximaler Querschnitt der Rohrleitung (12, 14) in dem die Öffnung durchgreifenden Abschnitt, sodass die Rohrleitung (12, 14) die Öffnung (18) mit Spiel durchgreift.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Abschnitt der Öffnung (18) der Umhüllung (10), der nicht von der Rohrleitung (12, 14) durchgriffen wird, von einer relativ zur Außenwand der Umhüllung (10) verschiebbaren Abdeckung (22) verschließbar ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das gasauslassseitige Ende (12.1; 14.1) der Rohrleitung (12, 14) gasdicht mit einem Spülelement (26) verbunden ist.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das gasauslassseitige Ende der Rohrleitung (12, 14) ein Kupplungselement zum gasdichten Anschluss an ein Spülelement (26) aufweist.
  8. Boden oder Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes mit einer Gaszuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und mindestens einem, mit der Gaszuführeinrichtung strömungstechnisch verbundenen Spülelement (26).
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