耐火陶瓷氣體吹掃元件的制作方法
【專利說明】耐火陶瓷氣體吹掃元件
[0001]本發明涉及一種特別用于冶金容器(在其中處理金屬熔體，例如，鑄桶或中間包)的耐火陶瓷氣體吹掃元件，即，氣體吹掃裝置。此容器/集合體包括用于諸如鉛的非鐵金屬的那些。
[0002]從DE19755199C1獲知的類型的一般氣體吹掃裝置包括耐火陶瓷氣體吹掃磚和布置在氣體吹掃磚底部處的氣體分送腔室，氣體可透過區段從氣體分送腔室延伸穿過氣體吹掃磚至氣體吹掃磚的氣體出口側。氣體吹掃裝置還包括氣體給送管，其與通向所述氣體分送腔室的氣體出口合并。
[0003]處理氣體或氣體/固體混合物通過使用此氣體吹掃裝置吹入金屬熔體中。
[0004]如果氣體壓力降低和/或氣體吹掃元件變得較短(特別是由冶金沖擊引起的磨損)，則金屬恪體滲入所述氣體吹掃元件或穿過所述氣體吹掃元件的風險相應地存在。
[0005]為了減小此風險，DE19755199C1提供了所述氣體分送腔室內的蓋，其在氣體分送腔室處固定一個區段，且具有另一個自由可動的區段，其疊蓋氣體給送管的出口開口。在正常氣體壓力下，氣體將蓋推開，且氣體可經由氣體分送腔室和氣體吹掃磚的多孔區段流入金屬熔體中。在減小壓力下和在氣流中斷時的情況下，蓋的所述可動部分將類似封蓋位于氣體給送管的氣體出口側開口上，且密封氣體給送管。
[0006]已知氣體吹掃裝置證明是成功的，但需要柔性(彈性)蓋，例如，由薄金屬板制成。蓋的功能性可在氣體壓力的頻繁變化下或在氣體分送腔室中的較高溫度下減小。
[0007]在這種情況下，本發明的目的在于提供一種一般類型的耐火陶瓷氣體吹掃元件，其在氣體壓力變化和/或氣體吹掃元件的陶瓷部分局部地磨損時在功能上也高度安全。
[0008]本發明從耐火陶瓷氣體吹掃元件開始，包括以下特征:
一氣體吹掃元件具有耐火陶瓷本體，氣體可沿氣體吹掃元件的軸向方向(A-A)在其第一端與其第二端之間流動穿過該耐火陶瓷本體，
一腔室布置在耐火陶瓷本體的第一端處，該腔室在其第一端處延伸超過耐火陶瓷本體的截面的至少50%，
一氣體給送管線在離所述耐火陶瓷本體一定距離處進入所述腔室中，
一腔室朝耐火陶瓷本體至少部分地可透過氣體。
[0009]這對應于根據DE19755199C1的氣體吹掃裝置的結構。
[0010]相比于已知氣體吹掃元件，新的氣體吹掃元件還包括以下特征:
一至少一個板布置在腔室中，該板可沿氣體吹掃元件的軸向方向(A-A)在第一端部位置與第二端部位置之間自由移動，第一端部位置偏離耐火陶瓷本體，且第二端部位置鄰近耐火陶瓷本體但與耐火陶瓷本體的可透過氣體的區段有一定距離。
[0011]—板以一種方式確定大小、形狀且置于所述腔室中，使得在板處于其第二端部位置時仍確保(保證)從氣體給送管線穿過所述腔室到耐火陶瓷本體的第一端的氣流。
[0012]與根據DE19755199C1的氣體吹掃器件的決定性差異在于松弛(未固定)板存在于氣體分送腔室內，同時根據已知布置，蓋固定至所述腔室。
[0013]根據本發明，板在氣體分送腔室內在第一端部位置(例如，當氣體中斷時)與第二端部位置(在常規氣體壓力下)之間移動，即，特別是沿氣體吹掃元件的軸向方向，即，沿主要方向，氣體沿該方向流過氣體吹掃元件的陶瓷部分。
[0014]重要的是，如果板處于其(升高，上方)第二端部位置，氣體仍可通過氣體分送腔室流入耐火陶瓷本體的氣體可透過部分中。因此，板在其第二端部位置應當與氣體流過耐火陶瓷本體的部分具有一定距離。
[0015]因此，氣體分送腔室(沿規則氣流的方向所見)的上部保持開啟(暢通)，且避免板直接地抵靠(鄰靠/接觸)耐火陶瓷本體的下側。
[0016]根據一個實施例，腔室在其第一端處延伸超過耐火陶瓷本體的截面的至少90%。通常，氣體分送腔室特征為相比于相鄰耐火陶瓷本體的幾乎相同的截面，意味著兩者以對其方式沿軸向方向延伸。
[0017]腔室可由金屬盒制成。
[0018]根據實施例，氣體給送管線并入(進入)腔室與耐火陶瓷本體相對的區段中。當認為氣體吹掃元件就位時，如通常安裝在冶金容器的底部中，則氣體給送管從下方進入腔室中。如果并未另外公開，氣體吹掃元件的該定向也在以下描述中有效。
[0019]由此出現的是，如果氣體壓力低于向上推動板所需的最小值，則可動板覆蓋氣體給送管。在該下方位置，板滿足安全功能，以避免金屬熔體的潛在滲入。如果金屬熔體將進入腔室，其將首先由所述板止擋。
[0020]在多孔板的情況中，特別是開放孔隙的板，所述板甚至可吸入金屬熔體。進一步避免了熔體進入氣體給送管30。
[0021]板的上方位置的第二端部位置可由一個或多個止擋物(本體止擋件)限定，從而提供板與耐火陶瓷本體的第一(下)端之間的自由空間。
[0022]該至少一個止擋件可從耐火陶瓷本體的第一端朝板突出；還有可能的是，該至少一個本體止擋件布置在所述腔室的內側處，優選接近陶瓷本體。還有可能的是將止擋物布置在板自身處，例如，通過板的面向陶瓷本體的那側上的突出的突出物或凸脊。
[0023]板的截面(基部面積)總是略小于腔室的內截面，以允許板沿氣體吹掃裝置的軸向方向的所述可動性。
[0024]作為優選，板設計成使得大部分連續間隙保留在板的外周與腔室的內壁之間。該間隙大小確定為允許板在沒有傾斜的情況下的良好可動性。
[0025]如果板自身不可透過氣體，則這尤其適用。在此情況下，氣體在其進入板與耐火陶瓷本體的第一端之間的自由空間中之前在板周圍流動，且從那里穿過陶瓷的氣體可透過的本體。
[0026]陶瓷本體可特征為所謂的隨機多孔性和/或定向多孔性。〃隨機/無規則多孔性〃特征為海綿狀結構，其中氣流特征為沿穿過陶瓷的開放孔隙的曲折圖案。在〃定向多孔性〃的情況中，氣流根據限定的通道、縫隙等主要線性地發生。通道主要沿吹掃元件的軸向方向延伸。
[0027]板還可至少部分地可透過氣體。
[0028]透氣性可以以各種方式實現。
[0029]在其最簡單的實施例中，板特征為若干離散的開口，氣體可流過開口。開口可沿該區域均勻分布以允許均勻氣流進入本體的氣體可透過部分。
[0030]板還可特征為一類海綿結構，S卩，〃隨機多孔性類型〃。在此情況下，板可由燒結金屬或隨機(非定向)多孔性的耐火陶瓷部分制成。
[0031]為了在關鍵情形下仍確保該安全裝置(具有可動板的氣體分送腔室)的功能性，一個實施例提出了冷卻腔室。
[0032]出于此目的，腔室可顯示出閥，冷卻氣體管配合至閥。腔室還可特征為冷卻裝置的一部分的壁。例如，腔室的底部可以設計成雙壁方式且具有流過其間的冷卻流體。
[0033]根據另一個實施例，板具有至少一個開口，其可由沿氣體吹掃元件的軸向方向延伸的棒狀物穿透，其中開口具有比棒狀物的截面略大的截面。
[0034]該棒狀物可滿足各種功能:首先，棒狀物用于沿氣體吹掃元件的軸向方向引導板。
[0035]同時，棒狀物可滿足其它功能。例如，棒狀物可提供熱元件，利用其檢測氣體吹掃元件內的溫度。
[0036]棒狀物還可用于檢測剩余厚度。例如，棒狀物可設計為中空棒狀物，其中布置在陶瓷本體內的其端部封閉。如果所述中空棒狀物設置在氣體壓力下，且如果陶瓷本體磨損到中空棒狀物的閉合端熔化的程度，則氣體可散逸，氣體壓力然后降低，且檢測到對應的磨損。
[0037]本發明的其它特征源自從屬權利要求的特征和其它申請文獻。
[0038]本發明將在下文中根據各種實施例進一步描述，以示范性方式顯示了:
圖1:穿過沒有氣流的氣體吹掃元件的第一實施例的縱截面。
[0039]圖2:如前文所述的但在使用中的正常氣體壓力下。
[0040]圖3:根據圖1的圖示，但針對第二實施例。
[0041 ]圖4:如圖3，但在正常氣體壓力下處于使用中。
[0042]在附圖中，相同或相似作用的部分以相同數字顯示。