DE19831983A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen eines Verschleißteils in einer Wechseldüse für einen Schiebeverschluß an metallurgischen Gefäßen - Google Patents

Abstract

Um zum Beispiel Stahl mengengeregelt ausgießen zu können, werden am Ausguß von metallurgischen Gefäßen kalibrierte Ausgüsse mit Wechseldüsen (1) verwendet. Solche Wechseldüsen weisen eine konische Ausnehmung (3) auf, in der mittels feuerfesten Mörtels ein rohrförmiges Verschleißteil (7) aus feuerfestem Material erneuerbar befestigt wird. Um dieses Verschleißteil (7) paßgenau einsetzen zu können, werden die Wechseldüse (1) mit dem in der Ausnehmung (3) zentrierten Verschleißteil (7) gegen eine Grundplatte (9) verspannt, sodann in den Zwischenraum zwischen dem Verschleißteil (7) und der Ausnehmung (3) feuerfester Mörtel eingepreßt und schließlich nach dessen Erhärten die Verspannung gelöst. Dabei werden zweckmäßig das Verschleißteil (7) und die Wechseldüse (1) unabhängig voneinander gegenüber der Grundplatte (9) verspannt. Hierdurch wird eine exakte Ausrichtung der Teile zueinander erreicht, so daß bislang erforderliche Nacharbeiten entfallen können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines rohrförmigen Verschleißteils aus feuerfestem Material in einer konischen Ausnehmung einer Wechseldüse für einen Schiebeverschluß an metallurgischen Gefäßen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Wechseldüse zur Verwendung bei dem Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Am Ausguß von metallurgischen Gefäßen, z. B. Verteiler oder dergleichen, ist es bekannt, kalibrierte Ausgüsse mit kalibrierten Wechselausgüssen anzubringen, um den flüssigen Stahl mengengerecht auszugießen. Die kalibrierten Wechselausgüsse oder Wechseldüsen unterliegen einem entsprechenden Verschleiß, wodurch es zu unkontrollierbaren Mengenregulierungen kommt. Diese Wechseldüsen müssen nach gegebenen Verschleißkriterien ausgewechselt werden.

Um eine solche Wechseldüse auszutauschen, ist es bekannt, sie an einem um eine vertikale Achse zum Behälterboden schwenkbaren und um eine senkrecht dazu stehende Achse kippbaren Schwenkarm zu lagern (DE 34 25 676 C2) oder auch sie mittels eines Bajonettverschlusses durch axiale Verschiebung und Drehung relativ zur Kopplungsbasis anzuschließen (DE 35 00 866 C2). Diese bekannten Vorrichtungen erlauben ein Auswechseln der Wechseldüse nur nach vollständiger Entleerung des Behälters.

Daneben ist es auch bekannt, eine derartige Wechseldüse auch in einem Schiebeverschluß zu verwenden, der unter Anwendung hydraulischer Einrichtungen einen Ersatz einer verschlissenen Düse durch eine neue Düse in kürzester Frist bei laufendem Betrieb ermöglicht.

Wechseldüsen zur Verwendung in diesem Bereich bestehen entweder aus einem kompletten Teil aus feuerfestem Material, das zur Gewährleistung der mechanischen Festigkeit von einem Blechmantel umhüllt ist. Diese Ausführung ist verhältnismäßig teuer, weil jedesmal die gesamte Wechseldüse ersetzt werden muß.

Daneben gibt es aber auch eine Wechseldüse, die aus einem eine Hülse mit einer konischen Ausnehmung und an einem Ende beidseits angeformten Schultern umfassenden Gußteil bestehen, wobei die Hülse eine konische Ausnehmung aufweist, in die auswechselbar ein Verschleißteil aus feuerfestem Material eingesetzt und darin mittels feuerfesten Mörtels befestigt wird. Dabei gestaltet sich das Einsetzen dieses Verschleißteils in die konische Hülse sehr aufwendig. Einerseits muß das Verschleißteil in der konischen Hülse über genügendes Spiel verfügen, um es in ausreichendem Maße von Mörtel umhüllen zu können; andererseits muß die Oberfläche des Verschleißteils möglichst exakt mit der Oberfläche der Wechseldüse fluchten, um beim Auswechseln der Wechseldüse in einem Schiebeverschluß jederzeit eine einwandfreie Dichtung zu gewährleisten. Dies führt dazu, daß die Oberfläche des eingesetzten Verschleißteils regelmäßig nach Erhärten des Mörtels abgeschliffen werden muß, was einen erhöhten Arbeitsaufwand verursacht.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um einerseits den Ersatz der Verschleißteile in einer derartigen Wechseldüse zu vereinfachen und zu beschleunigen, insbesondere aber die bislang unvermeidbaren Nacharbeiten zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist noch die gegenständliche Ausbildung einer Wechseldüse gemäß Anspruch 6 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 9.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die beiden, in eine bestimmte Lage zueinander zu bringenden Teile, nämlich die Wechseldüse und das Verschleißteil, unabhängig voneinander gegenüber einer Grundplatte zu positionieren und zu verspannen. Vorteilhafterweise sind dabei an der Grundplatte jeweils Hilfsmittel vorgesehen und so zueinander angeordnet, daß die Wechseldüse und das Verschleißteil dann, wenn sie zu der Grundplatte und gegenüber den Hilfsmitteln positioniert sind, auch zueinander zentriert sind.

Durch die Anordnung der miteinander zu verbindenden Teile auf einer Grundplatte, insbesondere dann, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß das im Gebrauchszustand der unteren Verschlußplatte des metallurgischen Gefäßes zugekehrte Seite von Wechseldüse und Verschleißteil an der Grundplatte anliegt, wird auch eine exakte Angleichung der jeweiligen Oberflächen dieser Teile erreicht, so daß Nacharbeiten entfallen. Von besonderem Vorteil ist hier, wenn die Grundplatte im Bereich der Auflagestelle des Verschlußteils eine geringe Vertiefung aufweist von zum Beispiel 0,1 mm, um zu erreichen, daß das Verschleißteil im eingebauten Zustand mit seiner Oberfläche um einen entsprechenden Betrag über die Oberfläche der Wechseldüse hinausragt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Wechseldüse mit eingesetztem Verschleißteil entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine erfindungsgemäß zu verwendende Wechseldüse in Querschnitt Stirnansicht und Draufsicht,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Grundplatte der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

Einen Prototyp einer Wechseldüse für einen Schiebeverschluß für den Ausguß an metallurgischen Gefäßen, die erfindungsgemäß mit einem rohrförmigen Verschleißteil aus feuerfestem Material versehen werden sollen, zeigt Fig. 4, und zwar Fig. 4a einen Längsschnitt, Fig. 4b eine stirnseitige Ansicht und Fig. 4c eine Draufsicht. Die Wechseldüse 1 besteht aus einem Gußteil; sie umfaßt eine Hülse 2, die eine konische Ausnehmung 3 bildet und an deren einem Ende, und zwar an der Seite, an der die konische Ausnehmung den größeren Durchmesser hat beidseits einander gegenüberliegend Schultern 4 angeformt sind. Die Wechseldüse ist in Fig. 4 in der Lage dargestellt, in der sie in eine Führung an der Unterseite der unteren feuerfesten Verschlußplatte eines metallurgischen Gefäßes, mit ihrer Oberfläche 5 eine Dichtung bildend, eingeschoben werden kann.

Die Wechseldüse 1 weist im Bereich der Hülse 2 diese durchsetzende Öffnungen 6 auf, die in die konische Ausnehmung 3 hineinführen. Die Öffnungen 6 dienen, wie nachstehend im einzelnen erläutert werden wird, dem Einpressen von feuerfestem Mörtel in die konische Ausnehmung 3 nach dem Einsetzen eines Verschleißteils.

Das Prinzip der Erfindung kann anhand Fig. 3 erläutert werden, die einen Vertikalschnitt durch eine Wechseldüse 1 mit eingesetztem Verschleißteil 7 zeigt, und zwar in einem Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1. Um das rohrförmige, innen mit einem zylindrischen Durchgang 8 versehene und außen konisch gestaltete Verschleißteil 7 in die konische Ausnehmung 3 der Wechseldüse einsetzen und darin befestigen zu können, wird es zunächst lose in die Ausnehmung 3 eingeführt und zusammen mit der Wechseldüse 1 in umgekehrter Lage auf eine Grundplatte 9 aufgesetzt. Sowohl das Verschleißteil 7 als auch die Wechseldüse 1 werden in dieser Lage gegenüber der Grundplatte 9 so positioniert, daß dann, wenn beide Teile ihre vorgeschriebene Lage eingenommen haben, diese auch im Verhältnis zueinander einwandfrei zentriert sind.

Die Zentrierung und Verspannung des Verschleißteils 7 erfolgt im Beispiel der Fig. 3 durch einen Zentrierbolzen 10, der den zylindrischen Durchgang 8 mit nur geringem Spiel durchsetzt und der mit einem unteren Gewindeende 11 in eine exakt positionierte Gewindebohrung 12 in der Grundplatte eingeschraubt wird. Am oberen Ende weist der Zentrierbolzen 10 wiederum ein Gewindeende 13 auf, auf das ein Schraubgriff 14 aufgeschraubt werden kann, der über eine Spannbuchse 15 auf die Oberfläche des Verschleißteils 7 drückt. Die Mittel zur Zentrierung und Verspannung der Wechseldüse 1 werden weiter unten anhand der Fig. 1 und 2 bzw. 5 und 6 erläutert.

Wie Fig. 3 weiterhin erkennen läßt, wird in der zentrierten Lage von Wechseldüse 1 und Verschleißteil 7 zueinander durch die Befüllöffnungen feuerfester Mörtel eingepreßt, der den Zwischenraum zwischen der Innenwand der konischen Ausnehmung 3 und der Außenfläche des Verschleißteils 7 ausfüllt. Dieser Zwischenraum ist nach unten durch die Oberfläche der Grundplatte 9 abgeschlossen; die Vollständigkeit seiner Ausfüllung kann somit durch nach oben austretendes Material kontrolliert werden. Nach kurzer Erhärtungszeit des Mörtels 16 können die Verspannungen gelöst und die Wechseldüse 1 mit dem darin befestigten Verschleißteil 7 abgenommen und ohne Nacharbeiten verwendet werden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine zweckmäßige Vorrichtung zum Positionieren und Verspannen einer Wechseldüse 1 und eines Verschleißteils 7 jeweils in exakt zentrierter Form. Dabei ist Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer derartigen Vorrichtung und Fig. 2 eine Ansicht von der Stirnseite her.

Wie Fig. 1 zeigt, können auf einer durchgehenden Grundplatte 9 mehrere Bearbeitungsstationen A, B usw. nebeneinander angeordnet sein, wie sie im Prinzip Fig. 3 zeigt. Jede dieser Bearbeitungsstationen A, B usw. weist eine Winkelanschlagplatte 16 auf, die durch Schrauben auf der Grundplatte 9 befestigt ist. Die Winkelanschlagplatte 16 bildet aus zwei Schenkeln 16a und 16b eine winkelförmige Aufnahme für jeweils eine Wechseldüse 1 (Fig. 5). Die Wechseldüse 1, die mit ihrer rechteckigen Oberfläche auf der Grundplatte 9 anliegt, wird mittels einer Spannvorrichtung 17 und unter Vermittlung eines an einer Ecke der Wechseldüse anliegenden Klemmstücks 18 in Richtung auf den Scheitel des Winkels zwischen den Schenkeln 16a und 16b in die winkelförmige Aufnahme geschoben und darin fixiert. Die Spannvorrichtung 17 ist nicht Gegenstand der Erfindung; sie kann aus einer mittels eines Handgriffs 19 und eines Kniehebelgetriebes betriebenen Schubstange 20 bestehen; sie kann aber auch hydraulisch betrieben sein. Jedenfalls wird die Wechseldüse 1 durch die horizontale Verspannung in der winkelförmigen Aufnahme exakt positioniert und fixiert.

Zugleich wird das in die Wechseldüse 1 eingesetzte Verschleißteil 7 in der in Fig. 3 beschriebenen Weise durch den Zentrierbolzen 10 ebenfalls gegenüber der Grundplatte 9 positioniert und fixiert. Damit ist die im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Zentrierung von Wechseldüse 1 und Verschleißteil 7 bewirkt. Der Fixierung der Wechseldüse in vertikaler Richtung dienen zwei Spannvorrichtungen 21, die jeweils mit einer Andruckspindel 22 auf die Schultern 4 der Wechseldüse drücken. Auch diese Spannvorrichtungen 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mechanisch ausgeführt; sie umfassen ebenfalls einen Handgriff 23, der über eine Art Kniehebelgetriebe auf die Andruckspindel 22 wirkt.

Fig. 5 zeigt noch eine Draufsicht auf die Grundplatte 9 ohne die Spannvorrichtungen, wobei die Winkelanschlagplatte 16 mit den beiden Schenkeln 16a und 16b erkennbar ist, die eine Aufnahme für die - gestrichelt angedeutete - Wechseldüse 1 bilden sowie das Klemmstück 18, das in Richtung des Pfeils 24 gegen die Wechseldüse 1 bewegt wird, um diese satt in die winkelförmige Aufnahme zu führen.

Fig. 5, insbesondere aber Fig. 6, die einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 in größerem Maßstab zeigt, läßt erkennen, daß in der Oberfläche der Grundplatte 9 in dem Bereich, der die Auflagestelle des Verschleißteils 7 bildet, eine schwache Vertiefung 25 vorgesehen ist. Der Durchmesser d dieser Vertiefung 25 entspricht dem Durchmesser des Verschleißteils 7 an seinem in Gebrauchsstellung oberen, in Montagestellung unteren Ende. Da die Oberfläche 5 der Wechseldüse 1 unmittelbar an der Oberfläche der Grundplatte 9 anliegt, wird auf diese Weise sichergestellt, daß die Oberfläche des Verschleißteils, die in der Vertiefung 25 liegt, im eingebauten Zustand um einen entsprechenden Betrag über die Oberfläche der Wechseldüse hinausragt. Der Höhenunterschied beträgt etwa 0,1 mm und ist erforderlich, um beim Austausch der Wechseldüsen eine einwandfreie Dichtung zu erzielen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Befestigen eines rohrförmigen Verschleißteils aus feuerfestem Material in einer konischen Ausnehmung einer Wechseldüse aus einem Schiebeverschluß für den Ausguß an metallurgischen Gefäßen mittels feuerfesten Mörtels, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldüse (1) mit dem in der Ausnehmung (3) zentrierten Verschleißteil (7) gegen eine Grundplatte (9) verspannt wird, daß sodann in den Zwischenraum zwischen dem Verschleißteil (7) und der Ausnehmung (3) feuerfester Mörtel eingepreßt wird und nach dessen Erhärten die Verspannung gelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil (7) und die Wechseldüse (1) unabhängig voneinander gegenüber der Grundplatte (9) verspannt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil (7) in der Ausnehmung (3) der Wechseldüse (1) dadurch zentriert wird, daß sowohl das Verschleißteil (7) als auch die Wechseldüse (1) unabhängig voneinander gegenüber von auf der Grundplatte (9) angeordneten Hilfsmitteln positioniert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil (7) gegenüber der Grundplatte (9) mittels eines dieses axial durchsetzenden und in eine Ausnehmung in der Grundplatte (9) eingreifenden Bolzens (10) positioniert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldüse (1) durch Anlage an einem winkelförmigen Anschlag positioniert wird.

6. Wechseldüse zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 1, bestehend aus einer Hülse mit einer konischen Ausnehmung zum Einsetzen eines rohrförmigen Verschleißteils und an einem Ende der Hülse beidseits angeformten Schultern, gekennzeichnet durch seitliche, die Hülse (2) durchsetzende und in die konische Ausnehmung (3) mündende Befüllöffnungen (6).

7. Wechseldüse nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens zwei einander gegenüberliegende Befüllöffnungen (6).

8. Wechseldüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllöffnungen (6) in dem den Schultern (4) benachbarten Bereich der Wechseldüse (1) angeordnet sind.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (9), auf welche die Wechseldüse (1) mit dem lose eingesetzten Verschleißteil (7) aufsetzbar ist, wobei die Grundplatte (9) mit Mitteln zur Positionierung sowohl des Verschleißteils (7) als auch der Wechseldüse (1) versehen ist, die so zueinander angeordnet sind, daß das Verschleißteil (7) in der Ausnehmung (3) der Wechseldüse (1) zentriert ist und wobei Spannmittel zum Verspannen des Verschleißteils (7) und der Wechseldüse (1) in der erreichten Lage vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung und Verspannung des Verschleißteils (7) ein dieses axial durchsetzender Bolzen (10) vorgesehen ist, dessen eines Ende mit der Grundplatte (9) verbindbar und an dessen gegenüberliegenden Ende ein Spannorgan zum Verspannen des Verschleißteils (7) gegenüber der Grundplatte (9) anbringbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Bolzens (10) zumindest über einen Teil seiner Länge dem Innendurchmesser der Durchgangsöffnung des Verschleißteils (7) entspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (10) zumindest an den Enden mit Gewinden versehen ist und einerseits in eine Gewindebohrung (12) in der Grundplatte (9) eingeschraubt ist sowie andererseits einen Schraubgriff (15) zum Angriff an der Oberfläche des Verschleißteils aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung und Verspannung der Wechseldüse (1) auf der Grundplatte (9) in horizontaler Richtung eine eine winkelförmige Aufnahme bildende Anschlagplatte (16) vorgesehen ist sowie eine Spannvorrichtung (17), mittels welcher die Wechseldüse (1) in Richtung auf den Scheitel dieser Aufnahme bis zum Anschlag bewegbar und in der erreichten Lage fixierbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verspannung der Wechseldüse (1) auf der Grundplatte (9) in vertikaler Richtung mindestens eine Spannvorrichtung (21) vorgesehen ist, deren Spannmittel unter Kraftangriff an den Schultern (4) die Wechseldüse (1) gegen die Grundplatte (9) drückt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Grundplatte (9) im Bereich der Auflagestelle des Verschleißteils (7) um einen geringen Betrag vertieft ist.