DE3433349C2

DE3433349C2 - Vorrichtung zum Einführen von Gas in eine Metallschmelze

Info

Publication number: DE3433349C2
Application number: DE19843433349
Authority: DE
Inventors: Micheal Donald Ellwood City Pa. Labate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DE3433349A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Einführen von Gas in eine Metallschmelze enthält einen Stopfen und einen um diesen im Abstand angeordneten Mantel und ist in einem Kanal angeordnet, der in einem Rührblock ausgebildet ist, der in einem eine Metallschmelze enthaltenden Behälter angeordnet ist. Auf der Außenseite des Mantels ist eine spiralförmige Rippe angeordnet, während in der Wand des den Kanal bildenden Rührblocks eine mit der Rippe zusammenpassende spiralförmige Nut angeordnet ist. Die Nut bildet zwischen dem Mantel und dem Rührblock eine Dichtung, wenn der Mantel und der Stopfen ausreichend gedreht werden, um die Rippe mit der Nut in Eingriff zu bringen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art.
Eine früher übliche Vorrichtung zum Einführen von Gas in eine Metallschmelze, wie sie aus der US-PS 32 08 117 bekannt ist, verwendet einen durchlässigen Stopfen, durch den das Gas in die Metallschmelze eingeführt wird.
Bei einer Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art gemäß DE-GM 83 27 010 oder US-PS 43 96 179 ist der Stopfen gasundurchlässig und wird innerhalb des ihn umgebenden Mantels vom Gas umströmt, wobei der Abstand zwischen Mantel und Stopfen durch Vorsprünge an Mantel oder Stopfen bestimmt werden kann und wobei der Mantel glatt am Rührblock anliegt.
Keine dieser Vorrichtungen trifft Maßnahmen für eine zwangsläufige Positionierung und Festhaltung der Einrichtung in der feuerfesten Auskleidung einer Gießpfanne oder eines anderen Behälters für eine Metallschmelze, die das Entweichen der Metallschmelze um oder durch die Einrichtung verhindert.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art, die eine sichere Festlegung von Mantel und Stopfen im Kanal des Rührblocks und die sichere Aufrechterhaltung einer Abdichtung des Mantels gegenüber der Metallschmelze gewährleistet, so daß diese aus der Gießpfanne oder dem Metallschmelzenbehälter um und/oder durch die Gaseinführvorrichtung nicht entweichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
Die durchgehende spiralförmige Rippe und die damit zusammenwirkende durchgehende spiralförmige Nut an den in Eingriff gelangenden Flächen des Mantels und des Rührblocks ergeben sowohl eine sichere Festlegung des Mantels im Kanal des Rührblocks als auch eine sichere Abdichtung zwischen Mantel und Rührblock, die ein Entweichen von Metallschmelze dadurch verhindert, auch wenn ein Verschleiß und/oder eine Erosion des Rührblocks und des Stopfens sowie des metallischen oder keramischen Mantels der Vorrichtung auftritt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt des Rührblocks nach der Erfindung, der in der feuerfesten Auskleidung einer Gießpfanne zusammen mit einem Stopfen angeordnet ist, der einen im Abstand angeordneten metallischen Mantel aufweist, der in einem kegelstumpfförmigen Kanal im Rührblock angeordnet ist;
Fig. 2 eine Schrägansicht des aus dem Stopfen und dem metallischen Mantel bestehenden Teils der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt einer Gießpfanne mit der in deren feuerfesten Auskleidung eingebauten Vorrichtung nach der Erfindung zum Einführen von Gas in die Metallschmelze.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum Einführen von Gas in eine Metallschmelze. Diese Vorrichtung kann ihre gewünschte Position in einem die Metallschmelze enthaltenden Behälter beibehalten und die hierdurch gebildeten verschiedenen Flächen gegenüber der Metallschmelze im Behälter abdichten. Die Vorrichtung enthält einen Rührblock 10 mit einem zentral angeordneten kegelstumpfförmigen Kanal 11 und eine oder mehrere verkleinerte Flächen 12 und 13 auf ihrer Außenseite.
In der die Innenfläche des Kanals 11 begrenzenden Wand ist eine durchlaufende spiralförmige Nut 14 ausgebildet. Ein kegelstumpfförmiger metallischer oder keramischer Mantel 15 ist an den Kanal 11 angepaßt und mit einer durchgehend umlaufenden spiralförmigen Rippe 16 versehen, die mit der Nut 14 in Eingriff steht.
Im Mantel 15 ist ein kegelstumpfförmiger undurchlässiger Stopfen 17 angeordnet und durch einige Abstandselemente 18 hiervon in geringem Abstand gehalten. Gemäß Fig. 1 ist der Mantel 15 mit einer Kappe wie nach der US-PS 43 96 179 versehen. Diese Kappe 19 wird ersetzt, wenn die Vorrichtung zum Einführen von Gas in die Metallschmelze etwa durch Erosion der Metallschmelze abgenutzt wird. In diesem Fall wird eine flache scheibenförmige Kappe wie nach der US-PS 43 96 179 auf den freiliegenden verbleibenden Teil des Kanals im Rührblock und auf den Stopfen mit Mantel gelegt.
Der Boden des Mantels 15 ist mit einem waagerechten Teil 20 versehen, der zur Aufnahme einer Gaslieferleitung 21 eine Öffnung hat. Die Außenseite des Rührblocks 10 und dessen schulter- oder nutförmige Ausbildungen 12 und 13 stehen mit den feuerfesten Ziegeln oder dem festgestampften feuerfesten Material 22 der Auskleidung der Gießpfanne oder eines ähnlichen Behälters 23 im Eingriff.
Gemäß Fig. 2 ist der Mantel 15 an seiner Außenfläche mit der Rippe 16 versehen, die sich von einer Stelle an seinem untersten Teil zu einer Stelle an seinem obersten Teil erstreckt.
Die Rippe 16 hat dieselbe Anordnung, Steigung und Teilung wie die Nut 14. Wenn die Vorrichtung nach der Erfindung zusammengebaut ist, befindet sich der Stopfen 17 innerhalb des Mantels 15, ist der Bodenteil des Mantels befestigt und ist die Gaslieferleitung 21 in der darin ausgebildeten Öffnung befestigt. Die Vorrichtung wird dann in den Kanal 11 bewegt, bis die Rippe 16 an die Nut 14 angrenzt, worauf der Stopfen 17 und sein Mantel 15 gedreht werden und den vollständigen Eingriff zwischen der Rippe 16 und der Nut 14 herstellen. Auf diese Weise wird eine durchlaufende spiralförmige Dichtung zwischen dem Mantel 15 und dem Rührblock 10 hergestellt. Wenn der Mantel 15 aus Metall besteht, ist er ausreichend elastisch, um seiner Rippe 16 ein Einschnappen in die Nut 14 zu ermöglichen, wenn diese sich angrenzend an der Rippe befindet. Diese Anordnung von miteinander verriegelten Teilen verhindert das zufällige Strömen der Metallschmelze durch den Kanal 11 und um die Außenseite des Stopfens 17 und dessen Mantel 15, was bei den bisherigen Vorrichtungen häufig auftritt.
Die Nut- und Schulteranordnungen 12 und 13 in der Außenseite des Rührblocks 10 ermöglichen einen sicheren Eingriff mit den feuerfesten Ziegeln oder der gestampften feuerfesten Auskleidung der Gießpfanne, um ein Herausbewegen des Rührblocks 10 aus seinem gewünschten Ort und auch ein Aufbrechen der Dichtung zwischen der Auskleidung 22 und der Außenseite des Rührblocks 10 zu verhindern, was für gewöhnlich auftritt und das Entweichen der Metallschmelze aus der Gießpfanne oder dem Behälter ermöglicht.
Fig. 3 zeigt einen verkleinerten Längsschnitt der Gießpfanne 23. Der Boden der Gießpfanne enthält einen Bereich aus gestampftem feuerfestem Material 24 und trägt die übliche aus feuerfesten Ziegeln bestehende Innenauskleidung 25, die sich die Seiten der Gießpfanne 23 aufwärts erstreckt. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im Boden der Gießpfanne 23 angeordnet. Ein geeignetes Gas, etwa Stickstoff, wird durch eine nicht gezeigte rohrförmige Einrichtung oder Lieferquelle zur Gaslieferleitung 21 geliefert.
Die Erfindung verfolgt zwei Zwecke. Sie gewährleistet ein nichtverstopfendes ständiges Gaseinblasen in die Metallschmelze und verhindert zufällige Leckverluste an Metallschmelze durch und/oder um die Gaseinblasvorrichtung.
Wenn üblicher Verschleiß und/oder Erosion der Gaseinblasvorrichtung auftreten, behält der Rührblock seine gewünschte Lage und seine Abdichtung gegenüber der feuerfesten Auskleidung bei und verhindert ein Ausströmen der Metallschmelze, wobei der Verschleiß oder die Erosion des Rührblocks, des Stopfens und des Mantels die durchgehende Dichtung nicht beeinträchtigt, die durch die Rippe 16 auf Grund ihres durchgehenden Eingriffs mit der Nut 14 hergestellt ist, wobei auch die Fähigkeit der resultierenden Dichtung, das Strömen der Metallschmelze zu verhindern, nicht beeinträchtigt wird.
Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung den kegelstumpfförmigen Kanal 11 im Rührblock 10, den kegelstumpfförmigen Mantel 15 und den kegelstumpfförmigen Stopfen 17 aufweist, können auch andere Formen des Kanals 11 durch den Rührblock 10 sowie des Stopfens mit Mantel verwendet werden, solange sie einen runden Querschnitt haben und die durchgehende spiralförmige Rippe auf dem Mantel oder alternativ auf der Innenfläche des Rührblocks mit der durchgehenden spiralförmigen Nut im Rührblock oder alternativ im Mantel in Eingriff steht, wobei die resultierenden Änderungen der Gestalt die Dichtungsfähigkeiten der angegebenen oder abgeänderten Konstruktion nicht beeinträchtigen.

Claims

1. Vorrichtung zum Einführen von Gas in eine Metallschmelze, die einen Stopfen und einen im Abstand um den Stopfen angeordneten Mantel, die eine Gasleitung bilden, und einen Rührblock mit einem sich durch ihn erstreckenden Kanal aufweist,
welcher Rührblock einen Teil einer feuerfesten Auskleidung in einem die Metallschmelze enthaltenden Behälter bildet, der eine mit dem Kanal in Verbindung stehende Öffnung aufweist, wobei der Stopfen und der Mantel so groß sind, daß sie in den Kanal passen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine durchgehende spiralförmige Rippe (16) auf der Außenseite des Mantels (15) oder auf der Wand des Rührblocks (10) vorgesehen ist und
daß eine mit der Rippe (16) zusammenpassende, durchgehende spiralförmige Nut (14) in der Wand des Rührblocks (10) oder in der Außenseite des Mantels (15) vorgesehen ist, wobei die Rippe (16) mit der Nut (14) derart in Eingriff bringbar ist,
daß eine durchgehende Abdichtung zwischen dem Mantel (15) und dem Rührblock (10) hergestellt ist, wenn der Mantel (15) und der Stopfen (17) ausreichend gedreht werden, um die Rippe (16) mit der Nut (14) in Eingriff zu bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche des Stopfens (17) mehrere Vorsprünge (18) ausgebildet sind, die den Mantel (15) in Abstand hierzu positionieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stopfen (17) ein Körper aus feuerfestem Material ist und
daß der Mantel (15) aus Metall besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (17), der Mantel (15) und der Kanal (11) kegelstumpfförmig sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Füllen des Behälters (23) mit der Metallschmelze mehrere Abdeckungen (19) so angeordnet werden, daß sie den Rührblock (10) und den Mantel (15) bedecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippe (16) und die Nut (14 ) mit Schnappsitz ineinanderpassen, wenn der Mantel (15) um den Stopfen (17) positioniert ist, und
daß der Mantel (15) aus einem Metall besteht, das ausreichend elastisch ist, um das Einschnappen der Rippe (16) in die Nut (14) zu ermöglichen, wenn die Rippe (16) angrenzend an die Nut (14) positioniert ist.