DE2352079B2 - Schieberverschluss fuer giesspfannen fuer fluessige metalle, insbesondere stahl - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schieberverschluß für Gießpfannen für flüssige Metalle, insbesondere Stahl, mit einer in einem Stahlrahmen austauschbar ortsfest gehaltenen keramischen Kopfplatte und einer diese untergreifenden und gegen sie vorzugsweise kraftbetrieben verschiebbaren, in einem Gleitrahmen austauschbar gehaltenen keramischen Schieberplatte, die mittels federbelasteter Bolzen gegen die Kopfplatte angestellt wird, bei dem die Kopf- sowie Schieberplatte symmetrisch ausgebildet sind und mittig einen Durchtrittskanal aufweisen, und die Schieberplatte mit einer Ausgußhülse ausgestattet ist. Derartige Schieberverschlüsse werden zur Steuerung der Entnahme flüssigen Metalles, insbesondere Stahles, aus Gießpfannen eingesetzt. Der auftretenden starken mechanischen sowie thermischen Belastung wird begegnet, indem sowohl die Kopf- als auch die Schioberplatte mit Ausgußhülse aus keramischem Material gefertigt sind. Dem starken Verschleiß sowie der auftretenden Erosion, die trotz des mechanisch harten und thermisch resistenlen Materiales auftreten, wird begegnet, indem sowohl die Kopf- als auch die Schieberplatte leicht austauschbar gehalten sind, so daß diese als Schleißteile leicht auswechselbar sind.

Ein einfacher derartiger Schieberverschluß ist aus der US-PS 5 06 328 bekannt, bei dem die Schieberplatte in einem verschiebbaren Rahmen gehalten ist, dessen Gleitweg beidseitig durch Anschläge begrenzt ist: Beim Einschieben gegen das geschlossene Ende koinzidieren die Durchtrittskanäle der Kopf- und der Schieberplatte, während ein dem Antrieb zugeordneter Anschlag den Hub derart begrenzt, daß ein sicheres Abschließen gewährleistet ist.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Verschleiß der Kopf- und Schieberplatte im Bereiche ihrer Durchtrittsöffnungen nicht gleichmäßig auftritt. Mit derartigen Schieberverschlüssen wird nämlich nicht nur der Durchtrittskanal geöffnet oder abgesperrt. Durch Einstellen beliebiger Zwischenstellungen kann im Übergangsbereiche zwischen der Kopf- und der Schieberplatte der Durchtrittsquerschnitt variiert und damit dessen Durchtrittswiderstand willkürlich geändert werden. So kann durch Zwischenstellungen der Schieberplatte die jeweilige Gießleistung bestimmt werden. Als wesentlich zeigt sich hierbei noch, daß zu Anfang eines Gießprozesses infolge des hohen Pegels des flüssigen Metalls der am Verschluß auftretende Druck hoch ist; mit zunehmender Entleerung der Gießpfanne sinken jedoch iov/ohl der Druck als auch die" Gießleistung. Um diesen Effekt zu kompensieren, geht man von einem Ausgußquerschnitt aus. der bereits bei niedrigem statischem Druck die gewünschie Gieüieistung ergibt Zu Beginn des Gießprozesses jedoch wird dem hohen Druck begegnet, indem durch eine Zwischenstellung der Querschnitt eingeengt ist Beim Fließen des Gießmetalles durch solch einen eingeschränkten Querschnitt tritt an dieser Stelle eine besondere hohe mechanische Belastung und, durch diese bewirkt, eine besonders starke Erosion auf. Entsprechend der unsymmetrischen Stellung von Kopf- und Schieberplatte ist auch diese Erosion unsymmetrisch und im wesentlichen einseitig.

Bei einer bevorzugten, in der Druckschrift 1 60 102 der Anmelderin dargestellten Ausführung des Schieberverschlusses jedoch lassen sich derart einseitig erodierte bzw. verschlissene Kopf- bzw. Schieberplatten zweifach verwenden. Infolge ihrer symmetrischen Ausbildung können sie, einseitig verschlissen, dem Schieberverschluß nach Öffnen desselben entnommen und um 180 verdreh* wieder eingesetzt werden. Die Handhabung der nach dem Guß rotglühenden Kopf- bzw. Schieberplatten jedoch ist schwierig, und es besteht stets die Gefahr des Auftretens von Rissen infolge des durch die Entnahme bedingten thermischen Schocks.

In der CH-PS 3 74 454 wird ein Schieberverschluß gezeigt, dessen Schieber aus einer mittleren Stellung, in der die Durchtrittsöffnung der Kopfplatte abgesperrt ist, sowohl nach der einen als auch der entgegengesetzten Richtung bewegbar ist, um für das Öffnen einen von zwei Durchirittskanälen, mit denen die Schieberplatte ausgestattet ist, unter die Durchtrittsöffnung der Kopfplatte zu bringen. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Schieberplatte einem stärkeren Ve^hleiß unterliegt als die Kopfplatte. Werden die beiden Durchtrittsöffnungen der Schieberplatte mit gleichem Durchmesser ausgestattet, so wird die Standzeit der Schieberplatte dadurch vergrößert, daß sie selbst größer ausgeführt wird als eine normale Schieberplatte, und daß sie entsprechend ihren beiden Durchtrittskanälen auch mit zwei Ausgußhülsen ausgestattet wird. Praktisch werden damit einer mit einem Durchtrittskanal ausgestatteten Kopfplatte zwei Schieberplatten mit zwei Durchtrittsöffnungen gegenübergestellt, und wenn diese vergrößerte Schieberplatte mit der verdoppelten Anzahl von Ausgußöffnungen nunmehr auch die doppelte Anzahl von Abgüssen zuläßt, so wird doch der Austausch verschlissener Schieberplatten durch die erhebliche Vergrößerung des Gewichtes empfindlich erschwert, und der Erstellungsaufwand der verschlissenen Keramikteile ist gegenüber dem üblicher Schieberplatten praktisch nicht gesenkt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Schieberverschluß der oben bezeichneten Gattung, der sich als kompakt und robust bewährt hat und den Austausch der Schleißteile in kürzester Zeit zuläßt, zu schaffen, bei dem die eingesetzte Kopf- sowie insbesondere die Schieberplatte eine wesentlich höhere Anzahl von Abgüssen zulasiien als bei den bekannten Schieberverschlüssen.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Schieberplatte aus einer Mittelstellung, in der Kopf- und Schieberplatte symmetrisch zueinander stehen und ihre Durchtrittska-

iK'.ie miteinander fluchten, beisekig in zwei einander gegenüberliegende Schließstellungen verschiebbar ist Hierdurch wird erreicht, daß in Verschieberichtung nicht nur jeweils eine Seite des Durchtrittskanals und insbesondere dessen Anfangskante stärkste r Beanspruchung ausgesetzt sind. Durch Verschieben auch in die andere Richtung besteht die Möglichkeit, bei einem folgenden Abguß die gegenüberliegende Seite dem stärkeren Verschleiß auszusetzen, so daß der Verschleiß auf beide Seiten der Schieberplatte verteilbar ist and ίο praktisch die doppelte Standzeit üblicher, symmetrischer Schieberplatten erzielt wird.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an . Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dit.-se darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt hierbei

F i g. 1 im Längsschnitt einen mit einem Schieberverschluß ausgestatteten Abschnitt einer Gießpfanne, und

F i g. 2 bis 5 zur Darstellung der Arbeitsvorgänge schematisch die Kopfplatte und die im Gieitrahmen gehaltene Schieberplatte der F i g. 1 in unterschiedlichen relativen Stellungen.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt ein Abschnitt einer Gießpfannel dargestellt, die von einer Montageplatte 2 eines Schieberverschlusses unterfangen ist. Durch nicht dargestellte, hinter der Zeichenebene liegende scharnierartige Halteelemente ist mit der Montageplatte 2 das Schiebergehäuse 3 verbunden, das in der dargestellten Arbeitslage durch vor der Zeichenebene liegende Elemente mit der Montageplatte lösbar verriegek ist. Im Schiebergehäuse 3 ist ein Gleitrahmen 4 längsverschiebbar gehalten; der Stellweg des Gleitrahmens 4 wird linksseitig durch die Stirnwand 5 des Schiebergehäuses und rechtsseitig durch einen Anschlag 6 begrenzt.

Die Ausmauerung einer Gießpfanne ί enthält einen Durchtrittskanal zum Abziehen des flüssigen Eisens, der in einer mit einem Wulstrand ausgestatteten Außenhülse 7 endet. In eine Ausnehmung der Montageplatte 2 ist eine keramische Kopfplatte 8 eingelegt, welche einen Durchtrittskanal sowie eine Ringnut aufweist, in welche der Ringwulst der Außenhülse 7 dichtend eingreift. In eine Ausnehmung des Schiebergehäuses 3 ist eine keramische Schieberplatte 9 eingelegt, die durch eine Anzahl von in Bohrungen des Gleitrahmens 4 vorgesehenen Federbolzen 10 vertikal vorgespannt wird. Hierbei pressen die sich auf einen Absatz der Bohrungen abstützenden Druckfedern die Bolzen gegen die Unterseite der Schieberplatte 9 und damit diese dichtend gegen die Kopfplatte 8, die sich abgedichtet auf den Ringwulst der Außenhülse 7 stützt. Durch die Federbolzen 10 werden somit die gesamten Abdichtungen vorgespannt, so daß sie einerseits Stärkeunterschiede auszugleichen vermögen und andererseits die jeweiligen Anpreßkräfte konstant halten und durch deren Begrenzung Überlastungen der keramischen Bauteile vermeiden.

Zum Angriff des Stellantriebes ist das Schiebergehäuse 3 mit einem Bajonettanschluß 11 ausgestattet, welcher der Aufnahme und Halterung eines nicht dargestellten Hydraulikzylinders dient, und der Gleitrahmen 4 weist einen Bajonettanschluß 12 auf, der die Verbindung mit der Kolbenstange des Druckmittelzylinders herstellt. Mittels eines angeschlossenen, als Stellantrieb vorgesehenen Hydraulikzylinders kann der Gleitrahmen 4 beliebig steuerbar bzw. regelbar verschoben werden.

In der dargestellten Lage ist der Schieberverschluß abgesperrt. Zieht der Stellantrieb den Gleitrahmen 4 in seine Mittelstellung, so ergibt sich die in F i g. 2 veranschaulichte relative Stellung zwischen der Kopfplatte 8 und der Schieberplatte 9. Der Durchtrittskanal der Kopfplatte 8 sowie die Durchtrittsöffnung der Ausgußhülse der Schieberplatte 9 koinzidieren, und für die in der Gießpfanne enthaltene Schmelze steht der größtmögliche Austrittsquerschnitt zur Verfügung. Bei dein bekannten Ausführungen von Schieberverschlüssen ist diese Stellung gleichzeitig eine der Endstellungen, wie der gestrichelt angedeutete Anschlag 13 ausweist. Gemäß der Erfindung jedoch sind in der in Fig.2 veranschaulichten Stellung die Anschläge 5 und 6 gleich weit von den Stirnflächen des Gleitrahmens 4 entfernt, so daß dieser bei entsprechender Auslegung des Stellantriebes zum Drosseln oder Sperren wahlweise entweder nach rechts oder aber nach links verschoben werden kann.

Der Drosselvorgang wird an Hand der F i g. 3 erläutert In der bei bisherigen Ausführungen bekannten und allein möglichen Verschieberichtung ist der Gleitrahmen 4 in Richtung auf den Anschlag 5 hin 5.0 vorgeschoben, daß der im Grenzbereiche zwischen der ,,Kopfplatte 8 und der Schieberplatte 9 zur Verfügung stehende Durchtrittsquerschnitt erheblich eingeschränkt ist-

Das völlige Absperren durch weiteres Verschieben des Gleitrahmens 4 bis zum Erreichen der Stirnwand 5 des Schiebergehäuses, die als Anschlag wirkt, wird in F i g. 4 dargestellt.

Bei den Stellvorgängen ausschließlich in Richtung des Pfeiles 14 der F i g. 2 werden die die Durchtritlsöffnungen umschließenden Bereiche der Kopfplatte 8 sowie der Schieberplatte 9 im wesentlichen einseitig verschlissen bzw. angegriffen und erodiert. Gemäß F i g. 5 kann der Stellvorgang von der Mittelstellung des Gleitrahmens 4 auch in Richtung des Pfeiles 15 der F i g. 2, also in der entgegengesetzten Richtung, vorgenommen werden. Hierbei unterliegen jeweils die gegenüberliegenden Bereiche der Durchtrittsöffnungen der Kopfplatte 8 sowie der Schieberplatte 9 stärkeren Beanspruchungen, so daß nunmehr die Beanspruchung und damit der Verschleiß, die Abnutzung und die Erosion auf der gegenüberliegenden Seite stattfinden. Damit ist mit einfacher Verlängerung der Bewegungsbahn des Gleitrahmens 4 über die bisherige Offenstellung hinaus erreicht, sowohl die Kopfplatte als auch die Schieberplatte beiseitig ausnutzen zu können, so daß sich entsprechend längerer Standzeiten diese beiden Verschleißteile ergeben und mit einem eingesetzten Satz von Kopf- und Schieberplatte wesentlich mehr Abgüsse zu erreichen sind als in Verbindung mit bekannten Schieberverschlüssen.

Die Erfindung läßt sich, ausgehend vom dargestellten Ausführungsbeispiel, vielfach variieren. Als wesentlich hat sich gezeigt, daß gemäß der Erfindung ein in der Praxis bereits bewährter Schieberverschluß durch verhältnismäßig einfache Weiterbildung so umgestaltet wird, daß seine relativ geringe Baugröße und kompakte, robuste Ausführung sowie die bekannte Zuverlässigkeit erhalten werden, die ohnehin häufig zu wechselnden, hoch beanspruchten Schleißteile aber weitgehend ausnutzbar sind als bisher bzw. entsprechend zweier Vorzugslagen nutzbar sind, ohne daß ein schwierig zu bewerkstelligendes, die Gefahr deren Zerstörung durch thermische Schocks bergendes und unerwünschte Stillstandszeiten bedingendes Ausspannen und Umspannen derselben erforderlich wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. . 3

   Patentanspruch:

   Schiebeverschluß für Gießpfannen für flüssige Metalle, insbesondere Stahl, mit einer in einem Stahlrahmen austauschbar ortsfest gehaltenen keramischen Kopfplatte und einer diese untergreifenden und gegen sie vorzugsweise kraftbetriebenen verschiebbaren, in einem Gleitrahmen austauschbar gehaltenen keramischen Schieberplatte, die mittels federbelasteter Bolzen gegen die Kopfplatte angestellt wird, bei dem die Kopf- sowie Schieberplatte symmetrisch ausgebildet sind und mittig einen Durchtrittskanal aufweisen, und die Schieberplatte mit einer Ausgußhülse ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (9) aus einer Mittelstellung, in der Kopf- und Schieberplatte (8:9) symmetrisch zueinander stehen und ihre Durchtritl&kanäle miteinander fluchten, beidseitig in zwei einander gegenüberliegende Schließstellungen verschiebbar ist.