DE19606686A1

DE19606686A1 - Schieberverschluß zum Öffnen und Schließen des Auslaufkanals eines Gießgefäßes für metallische Schmelzen

Info

Publication number: DE19606686A1
Application number: DE19606686A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter Hannes; Rolf Himmler
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1997-08-28
Also published as: EP0791419B1; ATE195679T1; ES2151687T3; DE59702224D1; EP0791419A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieberverschluß zum Öffnen und Schließen des Auslaufkanals eines Gießgefäßes für metallische Schmelzen, insbesondere Stahl, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Schieberverschlüsse sind allgemein bekannt. Ein solcher ist in Fig. 1 im schematischen Längsschnitt dargestellt. Dementsprechend umfaßt der Schieberverschluß eine Schieberplatte 1 mit einer zentralen Auslauföffnung 10, die in Öffnungsstellung mit dem Auslaufkanal des Gießgefäßes korrespondiert, einen an der Unterseite der Schieberplatte angesetzten Ausgußstutzen 6 mit einem aus Feuerfest (FF)- Material bestehenden Rohrabschnitt 11 und einen wannenartigen Stahlrahmen 2, innerhalb dem die Schieberplatte 1 unverrückbar gehalten ist. Die Fixierung der Schieberplatte 1 innerhalb des Stahlrahmens 2 wird durch eine zwischen Schieberplatte und Stahlrahmen ausgebildete Schicht aus Feuerfest-Mörtel oder dergleichen Keramik-Gießmasse gewährleistet. Die entsprechende Mörtelschicht ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnet. An der Unterseite des Stahlrahmens 2 greifen sogenannte thermodynamische Federelemente an. Diese dienen dazu, die Schieberplatte 1 in dichter Anlage an einer an der Unterseite des Gießgefäßes angeordneten Kopfplatte zu halten. Diese thermodynamischen Federelemente sind in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 4 versehen. Ergänzend zu Fig. 1 wird auf die Ausführungen in der DE 19 51 447 B1 verwiesen.

Durch ein dem Ausgußstutzen zugeordnetes Schattenrohr, gehalten durch einen Manipulator, welches in Fig. 1 nicht dargestellt ist, kann es zu einer seitlichen Auslenkung des Ausgußstutzens kommen. Eine derartige Auslenkung hat zur Folge, daß der Stahlrahmen an einer Seite sich nach unten ausbeult, während er an der gegenüberliegenden Seite unter entsprechender Verdrängung von Mörtel nach innen gedrückt wird. Diese Materialverdrängung ist möglich aufgrund der Tatsache, daß die Dicke der Mörtelschicht relativ groß ist und in der Regel zwischen etwa 10 bis 15 mm, insbesondere etwa 12 mm beträgt. Es handelt sich um einen hochtonerdehaltigen Mörtel, der nur begrenzt druckfest ist.

Die Folge der erwähnten Belastungen ist, daß der Ausgußstutzen im Übergangsbereich zwischen Rohrabschnitt 11 und Stahlrahmen 2 bricht. In Fig. 1 ist die Bruchlinie mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Fotografie eines in der oben beschriebenen Weise seitlich ausgelenkten Ausgußstutzens. Fig. 3 zeigt eine Fotografie des Schieberverschlusses gemäß Fig. 2 in Längsrichtung aufgeschnitten. Die anhand der Fig. 1 beschriebene Bruchlinie 12 ist dort sehr gut erkennbar.

Ausgehend von dem erwähnten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schieberverschluß der obengenannten Art so zu verbessern, daß ein Ausbeulen des Stahlrahmens bei Angriff von seitlichen Kräften am Ausgußstutzen und damit ein Bruch des Ausgußstutzens im Übergangsbereich zum Stahlrahmen verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also in der Anordnung einer Druckplatte an der Unterseite des Stahlrahmens. Diese Druckplatte weist eine zentrale Ausnehmung für den Durchtritt des Rohrabschnittes des Ausgußstutzens auf. Die Druckplatte gewährleistet eine gleichmäßige Druckverteilung der durch die thermodynamischen Federelemente 4 ausgeübten Druckkräfte auf den Stahlrahmen und damit auch auf die Schieberplatte 1. Bei auf den Ausgußstutzen seitlich einwirkenden Kräften verhindert die erwähnte Druckplatte ein Ausbeulen der Unterseite des Stahlrahmens 2 nach außen und innen. Die Folge ist, daß auch der Ausgußstutzen trotz seitlich einwirkender Kräfte in seiner ursprünglichen Position bleibt, d. h. nicht mehr seitlich ausgelenkt wird. Dies wiederum hat zur Folge, daß ein Bruch des Ausgußstutzens im Übergangsbereich zum Stahlrahmen sicher vermieden wird. Versuche haben gezeigt, daß bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schieberverschluß weder die Ausbeulung 5 und Stauchung 7 an der Unterseite des Stahlrahmens 2 noch der Bruch 12 im Übergangsbereich zwischen Ausgußstutzen und Stahlrahmen 2 gemäß Fig. 1 auftreten.

Um die gleiche Einbauhöhe des Schieberverschlusses zu erhalten, wird die Mörtelschicht 3 zwischen Schieberplatte 1 und Stahlrahmen 2 auf ein Minimum reduziert, und zwar vorzugsweise auf eine Dicke, die etwa 4 bis 7%, insbesondere etwa 6% der Gesamthöhe von Schieberplatte, Mörtelschicht, Stahlrahmen und Druckplatte beträgt. Auch diese geringe Schichtdicke trägt zur Stabilität des Schieberverschlusses bei. Ein Ausbeulen des Stahlrahmens nach innnen bzw. eine Stauchung 7 des Stahlrahmens gemäß Fig. 1 ist aufgrund der minimalen Dicke der Mörtelschicht nicht mehr möglich. Es fehlt Material, welches entsprechend verdrängt werden könnte.

Die Stabilität der Gesamtkonstruktion läßt sich zusätzlich dadurch erhöhen, daß der Rohrabschnitt des Ausgußstutzens mit einem Stahlmantel umgeben wird, der sich durch die Druckplatte und den Stahlrahmen hindurch bis an die Unterseite der Schieberplatte erstreckt und sich an dieser unmittelbar abstützt.

Nachstehend ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schieberverschluß anhand der Fig. 4 näher erläutert. Diese zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schieberverschluß im Längsschnitt ähnlich demjenigen gemäß Fig. 1, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 gekennzeichnet sind. Demgemäß umfaßt der Schieberverschluß gemäß Fig. 4 ebenfalls eine Schieberplatte 1 mit Auslauföffnung 10, einen der Auslauföffnung 10 zugeordneten Ausgußstutzen 6 mit Rohrabschnitt 11, und einen wannenartigen Stahlrahmen 2, innerhalb dem die Schieberplatte 1 plaziert ist. Der Auslaufstutzen 6 bzw. dessen Rohrabschnitt 11 ist von einem Stahlmantel 13 umgeben, der sich durch den Stahlrahmen 2 hindurch bis an die Unterseite der Schieberplatte 1 unter Abstützung an dieser erstreckt. Der Stahlmantel 13 ist des weiteren mit dem Stahlrahmen 2 schweißverbunden. Die Schweißverbindung längs des Randes der Öffnung im Boden des wannenartigen Stahlrahmens 2, durch die sich der Ausgußstutzen samt Stahlmantel 13 hindurcherstreckt, ist mit der Bezugsziffer 9 gekennzeichnet. An der Unterseite des wannenartigen Stahlrahmens 2 ist eine Druckplatte 8 aus Stahl angeordnet, gegen die im Einsatz die thermodynamischen Elemente 4 drücken. Durch die Druckplatte 8 wird die entsprechende Federkraft gleichmäßig auf den Boden des Stahlrahmens 2 und damit auf die Schieberplatte 1 verteilt. Des weiteren verhindert die Druckplatte 8 ein Ausbeulen oder Stauchen des Stahlrahmens 2, bzw. dessen Bodens, wie anhand der Fig. 1 beschrieben. Damit wird durch die Druckplatte 8 die Stabilität des Ausgußstutzens 6 gegenüber seitlicher Auslenkung erhöht. Zusätzlich wird die Stabilität des Ausgußstutzens 6 dadurch erhöht, daß der Stahlmantel 13 sich sowohl durch die Druckplatte 8 als auch durch den Stahlrahmen 2 hindurch bis an die Unterseite der Schieberplatte 1 unter Abstützung an dieser erstreckt.

Um eine unveränderte Einbauhöhe der Anordnung zu erhalten, ist die Dicke der Mörtelschicht zwischen der Unterseite der Schieberplatte 1 und dem Boden des wannenartigen Stahlrahmens 2 auf ein Minimum reduziert. Auch dadurch wird die Stabilität des Ausgußstutzens gegenüber seitlicher Auslenkung gefördert, wie eingangs ausgeführt. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Mörtelschicht 3 etwa 4 bis 7%, inbesondere etwa 6% der Gesamthöhe von Schieberplatte 1 samt Mörtelschicht 3, Stahlrahmen 2 und Druckplatte 8. Die Druckplatte 8 weist eine Dicke auf, die etwa 20 bis 28%, insbesondere etwa 23 bis 25% der Gesamthöhe von Schieberplatte samt Mörtelschicht, Stahlrahmen und Druckplatte beträgt.

Die minimale Dicke der Mörtelschicht 3 ist durch die maximale Größe der körnigen Zuschlagstoffe des Mörtels oder einer entsprechenden keramischen Gießmasse definiert.

Wie dargelegt, ist die Dicke der Mörtelschicht 3 unterseitig auf ein Maß reduziert derart, daß die Höhe von Schieberplatte 1, Stahlrahmen 2, Mörtelschicht 3 und Druckplatte 8 derjenigen einer herkömmlichen Konstruktion bestehend aus Schieberplatte, Stahlrahmen und Mörtelschicht gemäß Fig. 1 entspricht. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, ein neues Schiebergehäuse bereitzustellen, um den erfindungsgemäßen Schieberverschluß einzusetzen. Die dadurch bedingte Reduzierung der Dicke der Mörtelschicht 3 hat darüberhinaus den Vorteil, daß keine Masse zur Verdrängung für eine seitliche Auslenkung des Ausgußstutzens 6 zur Verfügung steht. Dementsprechend trägt die auf ein Minimum reduzierte Dicke der Mörtelschicht 3 zusätzlich zur Erhöhung der Seitenstabilität des Ausgußstutzens 6 bei.

Die Druckplatte 8 weist für den Durchgang des Ausgußstutzens 6 eine zentrale Öffnung auf, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Ausgußstutzens 6, und zwar um etwa 1 bis 3%. Damit wird eine durch Wärmedehnungen bedingte Zwängung zwischen Druckplatte 8 und dem äußeren Umfang des Ausgußstutzens 6 vermieden.

Die Druckplatte 8 ist vorzugsweise an der Außenseite des Bodens des wannenartigen Stahlmantels 2 punktuell angeschweißt. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Druckplatte 8 nur lose über den Ausgußstutzen 6 zu schieben, denn im montierten Zustand bzw. innerhalb des Schiebergehäuses wird die Druckplatte 8 durch die thermodynamischen Federelemente 4 an der Unterseite des wannenartigen Stahlmantels 2 gehalten. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

1 Schieberplatte
2 Stahlrahmen
3 Feuerfest (FF) -Mörtelschicht
4 Federelement (thermodynamische Federelemente)
5 Ausbeulung
6 Ausgußstutzen
7 Stauchung
8 Druckplatte
9 Umfangs-Schweißverbindung
10 Auslauföffnung
11 Rohrabschnitt
12 Bruchlinie
13 Stahlmantel

Claims

1. Schieberverschluß zum Öffnen und Schließen des Auslaufkanals eines Gießgefäßes für metallische Schmelzen, insbesondere Stahl, mit einer Schieberplatte (1), an deren Unterseite ein Ausgußstutzen (6) angesetzt ist, der einen aus Feuerfest (FF) -Material bestehenden Rohrabschnitt (11) umfaßt, und die von einem wannenartigen Stahlrahmen (2) eingefaßt ist, wobei die Fixierung der Schieberplatte (1) innerhalb des Stahlrahmens (2) durch eine zwischen Schieberplatte und Stahlrahmen ausgebildete Schicht (3) aus Feuerfest (FF) -Mörtel oder dergleichen Keramik-Gießmasse gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlrahmen (2) boden- bzw. unterseitig durch eine Druckplatte (8) mit zentraler Ausnehmung für den Durchtritt des Rohrabschnitts (11) des Ausgußstutzens (6) verstärkt ist.

2. Schieberverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (3) aus FF-Mörtel oder dergleichen boden- bzw. unterseitig auf ein Maß reduziert ist derart, daß die Höhe von Schieberplatte (1), Stahlrahmen (2), Mörtelschicht (3) und Druckplatte (8) derjenigen einer herkömmlichen Konstruktion bestehend aus Schieberplatte, Stahlrahmen und Mörtelschicht entspricht.

3. Schieberverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Mörtelschicht (3) etwa 4 bis 7%, insbesondere etwa 6% der Gesamthöhe von Schieberplatte (1) samt Mörtelschicht (3), Stahlrahmen (2) und Druckplatte (8) beträgt.

4. Schieberverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Druckplatte (8) etwa 20 bis 28%, insbesondere etwa 23 bis 25% der Gesamthöhe von Schieberplatte (1), Mörtelschicht (3), Stahlrahmen (2) und Druckplatte (8) beträgt.

5. Schieberverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (11) des Ausgußstutzens (6) von einem Stahlmantel (13) umgeben ist, der am Durchtritt des Rohrabschnitts (11) durch den Stahlrahmen (2) mit diesem schweißverbunden (Ringschweißnaht 9) ist.

6. Schieberverschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (13) um den Rohrabschnitt (11) des Ausgußstutzens (6) sich durch den Boden des wannenartigen Stahlrahmens (2) hindurch bis an die Unterseite der Schieberplatte (1) erstreckt, insbesondere unter unmittelbarer Abstützung an dieser.

7. Schieberverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung der Druckplatte (8) einen Innendurchmesser aufweist, der um etwa 1 bis 3% größer ist als der Außendurchmesser des Rohrabschnitts (11) des Ausgußstutzens (6).