DE19630171A1

DE19630171A1 - Pfannenverschluß

Info

Publication number: DE19630171A1
Application number: DE1996130171
Authority: DE
Inventors: Norbert Gerharz
Original assignee: Burbach & Bender oHG
Current assignee: Burbach & Bender oHG
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-29

Description

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Verschleißteil für Ausgußverschlüsse an metallurgischen Gefäßen, mit einem in einen Lochstein der Gefäßausmauerung einsetzbaren Einlauf und einer sich an den Einlauf anschließenden, unterhalb des unte ren Gefäßbodens angeordneten Platte mit einer unteren Gleit fläche zum Zusammenwirken mit einem in Richtung der Gleit flächenebene bewegbaren Schieber, wobei der Einlauf, die Plat te und der Schieber je eine Durchflußöffnung für die Metall schmelze aufweisen.

Derartige feuerfeste Verschleißteile bilden bei bekannten Pfannenverschlüssen das Oberteil von 2- oder 3-Platten-Schie berverschlüssen, wobei dieses Oberteil ortsfest in bzw. an der Pfanne angeordnet ist und gegen das die darunterliegende Plat te zum Verschließen bzw. Öffnen relativ verschiebbar ist.

Bei sogenannten 3-Platten-Pfannenverschlüssen, wie sie haupt sächlich für Verteilerpfannen wie etwa einem Tundish bei der Stranggußerzeugung verwendet werden, besteht der Pfannenver schluß aus diesem Oberteil, einer relativ dazu verschiebbaren Mittelplatte und einer mit einem Ausguß versehenen Unterplat te.

Die Pfannenverschlüsse sind vollständig geöffnet, wenn die jeweiligen Durchflußöffnungen übereinander fluchten und voll ständig geschlossen, wenn sich die Durchflußöffnung der Ver schlußplatte außerhalb des Durchmessers der darüberliegenden Öffnung befindet.

Die Pfannenverschlüsse unterliegen durch chemisch-physika lische Beanspruchung einem erhöhten Verschleiß und müssen vergleichsweise häufig ausgewechselt werden, damit ein Schmel zendurchbruch im Bereich des Verschlusses ausgeschlossen ist.

Dazu werden zunächst die als separates Feuerfestteil ausge bildeten Einläufe von unten in die meist konisch zulaufende Öffnung eines Lochsteines in der Pfannenausmauerung einge setzt, nachdem diese Öffnung von den Resten des letzten Ein laufes mechanisch befreit und gesäubert worden ist. Die ent sprechend konisch geformten Einläufe werden mit Hilfe eines Feuerfestmörtels im Lochstein eingemörtelt.

Anschließend wird die sogenannte Oberplatte an die Unterseite des Einlaufteiles angemörtelt, wonach die Mittelplatte bzw. Unterplatte montiert werden kann.

Das Einsetzen des Einlaufteiles und das Anmörteln der Ober platte ist vergleichsweise arbeits- und zeitaufwendig, wobei gleichzeitig durch die Mörtelschicht zwischen dem Einlauf und der Platte eine Schwachstelle gebildet wird, die häufig zu einem Versagen des gesamten Verschlußsystems führt.

Ein weiterer Nachteil beim Stand der Technik ist darin zu sehen, daß zum Reinigen des Lochsteines auch die mit dem Ein lauf vermörtelte Platte mechanisch mit Hilfe von Stemmwerkzeu gen abgetragen werden muß, bevor der eigentliche Lochstein zum Einsetzen eines neuen Einlaufteiles gesäubert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verschleißteil zu schaffen, dessen Herstellung und Einbau erleichtert ist und bei dem die Funktionsfähigkeit des Pfan nenverschlusses verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einlauf und die Platte durch integrales Formen als einstücki ges Formteil hergestellt sind und daß zwischen Einlauf und Platte im Formteil eine Sollbruchstelle vorgesehen ist.

Durch die einstückige Herstellung des aus Platte und Einlauf bestehenden Verschleißteiles kann zunächst auf das separate Anmörteln der Platte an den Einlauf vor Ort verzichtet werden. Vielmehr werden die Verschleißteile als fertig konfektionier te, an die jeweiligen Pfannenverschlüsse angepaßte Teile als Ganzes geliefert, wobei sie vorzugsweise als in eine Form gegossenes und ggf. verfestigtes monolithisches Teil herge stellt werden können. Durch diese monolithische Ausgestaltung des Feuerfestmaterials wird die beim Stand der Technik beste hende Schwachstelle in Form der Mörtelfuge zwischen Einlauf und Platte beseitigt, so daß die Gebrauchseigenschaften und Lebensdauer des Verschleißteiles verbessert sind.

Durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, zwischen Einlauf und Platte eine Sollbruchstelle vorzusehen, ist gleichzeitig die Neuzustellung wesentlich erleichtert. Bei zu stark ver schlissenen und abgearbeiteten Ausgußverschlüssen, was sich in erster Linie durch eine Vergrößerung der Durchflußöffnungen bemerkbar macht, kann die Platte mit Hilfe eines geeigneten Hebelwerkzeuges aufgrund der Sollbruchstelle problemlos manu ell vom Einlauf getrennt werden. Dazu wird z. B. eine meißel artige Spitze des Hebelwerkzeuges zwischen die Oberseite der Platte und den unteren Pfannenboden eingeschlagen und die Platte durch Herunterdrücken des Hebels entlang der Sollbruch stelle abgebrochen. Dadurch muß lediglich noch der verschlis sene, vergleichsweise dünnwandige Einlauf mechanisch entfernt werden, bevor ein neues feuerfestes Verschleißteil eingemör telt werden kann.

Die Sollbruchstelle wird bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung durch einen umlaufenden Flansch gebildet, der aus Stahl besteht und in die Gießform bei der Herstellung des Verschleißteiles in der richtigen Stellung eingelegt werden kann. Dieser Flansch kann auch an eine Blechummantelung bei spielsweise durch Verformen oder Anschweißen angeformt sein, die die Platte umfänglich und auf ihrer Oberseite umgibt.

Bei der Verwendung eines Stahlflansches zur Erzeugung der Sollbruchstelle wird die Tatsache ausgenutzt, daß das feuer feste Füllmaterial nur relativ geringe Bindungskräfte mit der Stahloberfläche eingeht und sich auch aufgrund der unter schiedlichen thermischen Ausdehnung beim Brennen des Ver schleißteiles bzw. beim späteren Einsatz in der Pfanne voll ständig vom Stahl löst.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Flanschrand nach unten, also zur Kaltseite der Pfanne hin umgebogen sein. Auf diese Weise wird erreicht, daß Außen luft, die zwischen dem Feuerfestmaterial der Platte und dem sie umgebenden Stahlmantel strömen kann, unterhalb des umgebo genen Flanschrandes abgefangen wird und so nicht zu einer Reoxidation oder Aufstickung des Gießstrahles führen kann.

Die Verwendung von Stahlflanschen zur Bildung der Sollbruch stelle ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann dazu auch ein umlaufender Spalt erzeugt werden, der etwa mit Hilfe eines ausschmelzbaren oder ausbrennbaren Ringes ausgebildet wird, der beim Gießen in die Gießform eingelegt wird.

Durch thermische Beaufschlagung beim Brennen entsteht dann auf diese Weise ein ringförmiger Spalt, an dessen Unterkante die Platte vom Einlauf abgehebelt werden kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verschleiß teiles weist die Platte einen zylindrisch oder konisch ausge bildeten Plattensockel auf, der ebenfalls von einem Stahlman tel umfänglich umgeben sein kann, an dessen Oberkante sich wiederum der angeformte Flansch zur Bildung der Sollbruch stelle befindet. Bei dieser Ausführung ist die Herstellung des Verschleißteiles dadurch besonders einfach, daß der Blechman tel für die Platte bzw. den Sockel als verlorene Schalung verwendet werden kann und lediglich die Form für den Einlauf auf den Sockel aufgesetzt werden muß, wobei ein innerer her ausnehmbarer Kern die Durchflußöffnung bildet.

Um einerseits eine genügend große Lebensdauer des Verschleiß teiles zu erreichen, jedoch andererseits das manuelle Abhebeln zu erleichtern, sollte die Sollbruchstelle sich über höchstens 50% der entsprechenden Wandstärke des Einlaufteiles er strecken. Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle über ein Drittel der Wandstärke ausgebildet.

Bei der Herstellung des Verschleißteiles bietet sich darüber hinaus die Möglichkeit, einen gasdurchlässigen Ring in die Gießform einzulegen, der z. B. oberhalb der Sollbruchstelle angeordnet ist und mit seiner inneren Umfangsfläche die Durch flußöffnung im Inneren des Formteiles an der entsprechenden Stelle begrenzt. Durch diesen gasdurchlässigen Ring, der eine gerichtete oder auch ungerichtete Porosität aufweisen kann, können inerte Gase zwischen den Gießstrahl und der Wandung der Durchflußöffnung eingedüst werden, wodurch die Neigung des flüssigen Metalles vermindert wird, an den Wandungen der Durchflußöffnung anzubacken. Der poröse Ring kann zur Versor gung mit dem entsprechenden inerten Spülgas über ein Gaszufüh rungsrohr mit einem äußeren Gasanschluß verbunden werden.

Um die Gebrauchseigenschaften des erfindungsgemäßen Ver schleißteiles weiter zu verbessern, kann die Gleitfläche der Platte z. B. mit Hilfe von Kohlenstoffträgern imprägniert werden. Dadurch werden die Gleiteigenschaften und Kaltdruck festigkeiten bei gleichzeitiger Verringerung der Porosität erhöht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau licht und wird anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein in einen Pfannenlochstein eingesetztes Verschleißteil,

Fig. 2 das Verschleißteil gem. Fig. 1, bei dem der die Soll bruchstelle bildende Flansch nach unten umgebogen ist und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ein Verschleißteil mit eingelegtem Gasführungsring.

Das in Fig. 1 gezeigte Verschleißteil 1 besteht aus einem konischen Einlauf 2, der mittels einer Mörtelschicht 3 in eine entsprechend konisch ausgebildete Aufnahme eines Lochsteins 4 eingesetzt ist. Der Lochstein 4 seinerseits ist in die nicht dargestellte Feuerfestausmauerung eines metallurgischen Gefä ßes oberhalb des Pfannenbodens 5 eingesetzt. Einstückig mit dem Einlauf 2 verbunden ist eine Platte 6, die von einem Blechmantel 7 umgeben ist und einen konisch zulaufenden Sockel 8 aufweist, an den sich der Einlauf 2 anschließt. Mittig im Einlauf 2 bzw. der Platte 6 befindet sich eine Durchflußöff nung 9.

Die Platte 6 weist eine untere Gleitfläche 10 auf, die zum Verschließen der Durchflußöffnung 9 mit einem nicht darge stellten Schieber zusammenwirkt.

Oberhalb des Sockels 8 befindet sich ein umlaufender Flansch 11, der die Seitenwandung des Einlaufes 2 radial nach innen um etwa ein Drittel ihrer Wandstärke durchgreift und eine Soll bruchstelle 12 bildet.

Um beim Auswechseln des Verschleißteiles 1 die Platte 6 zu entfernen, wird zwischen dem unteren Pfannenboden 5 und dem Blechmantel 7 beispielsweise an der Stelle 13 ein hebelartiges Werkzeug angesetzt und nach unten gedrückt, so daß die Platte 6 entlang der Sollbruchstelle 12 vom Einlauf 2 weggebrochen wird.

Bei der Ausführung gem. Fig. 2 ist der Flansch 11 zur Kaltsei te hin umgebogen und bildet einen Luftrückhalteraum 14, der das Eindringen von atmosphärischer Luft in Richtung zum Gieß strahl verhindert.

Bei dem schematischen Schnitt gem. Fig. 3 durch ein Ver schleißteil 1, das im übrigen dem aus Fig. 1 entspricht, ist oberhalb der Sollbruchstelle 12 bzw. des Flansches 11 ein gasführender Ring 15 mit ungerichteter Porosität eingelegt, dessen innere Umfangsfläche 16 die Durchflußöffnung 9 be grenzt. Mittels eines schematisch dargestellten Gaszuführungs rohres 17 kann der gasführende Ring 15 mit Druckgas wie Argon oder dergleichen versorgt werden.

Bezugszeichenliste

1 Verschleißteil
2 Einlauf
3 Mörtelschicht
4 Lochstein
5 Pfannenboden
6 Platte
7 Blechmantel
8 Sockel
9 Durchflußöffnung
10 Gleitfläche
11 Flansch
12 Sollbruchstelle
13 Hebelstelle
14 Luftrückhalteraum
15 gasführender Ring
16 innere Umfangsfläche
17 Gaszuführungsrohr

Claims

1. Feuerfestes Verschleißteil für Ausgußverschlüsse an me tallurgischen Gefäßen, mit einem in einen Lochstein der Gefäßausmauerung einsetzbaren Einlauf und einer sich an den Einlauf anschließenden, unterhalb des unteren Gefäßbo dens angeordneten Platte mit einer unteren Gleitfläche zum Zusammenwirken mit einem in Richtung der Gleitflächenebene bewegbaren Schieber, wobei der Einlauf, die Platte und der Schieber je eine Durchflußöffnung für die Metallschmelze aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (2) und die Platte (6) durch integrales Formen als einstückiges Verschleißteil (1) hergestellt sind und daß zwischen Einlauf (2) und Platte (6) im Ver schleißteil (1) eine Sollbruchstelle (12) vorgesehen ist.

2. Verschleißteil nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (12) durch einen umlaufenden Flansch (11) gebildet ist, dessen innerer Umfang im Abstand zum äußeren Umfang der Durch flußöffnung (9) des Einlaufes bzw. der Platte im Inneren des Feuerfestmaterial des Verschleißteiles (1) angeordnet ist.

3. Verschleißteil nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Flansch (11) an eine die Platte (6) und das untere Ende des Einlaufs (2) umfänglich umgebende Blechummantelung (7) angeformt ist.

4. Verschleißteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Flanschrand nach unten umgebogen ist.

5. Verschleißteil nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (12) durch einen in der Wandung des Einlaufes (2) vorgesehenen, umlaufenden Spalt gebildet ist.

6. Verschleißteil nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Spalt durch thermische Beaufschlagung eines ausschmelzbaren oder ausbrennbaren Ringes gebildet ist.

7. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Soll bruchstelle (12) oberhalb eines zylindrischen oder ko nischen, ummantelten Plattensockels (8) ausgebildet ist.

8. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Soll bruchstelle (12) sich über max. 50% der entsprechenden Wandstärke des Einlaufs (2) erstreckt.

9. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß im Ver schleißteilinneren ein umfänglich an die Durchflußöffnung (9) angrenzender, gasdurchlässiger Ring (15) mit gerichte ter oder ungerichteter Porosität vorgesehen ist.

10. Verschleißteil nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der gasdurchlässige Ring (15) mittels eines Gaszuführungsrohres (17) mit einem äußeren Gasanschluß verbindbar ist.

11. Verschleißteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß zumindest die Gleitfläche (10) der Platte (6) mittels eines Kohlenstoff trägers imprägniert ist.