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Gasverteilungsvorrichtung zur Zuführung von Gas zu mehreren Austrittsöffnungen eines Flämmkopfes
Die Erfindung betrifft eine Gaszuführungs- und Verteilungsvorrichtung zur Zuführung von Gas zu Flämmkopfen zur thermochemischen Bearbeitung der Oberflächen von Metallkörpern.
In der Stahlerzeugung werden die Aussenflächen von heissen Knüppeln oder Brammen durch eine thermochemische Behandlung mit Schneidsauerstoffstrahlen und heissen Vorwarmgasflammen bearbei- tet. Dies wird mit einer Flämmaschine durchgeführt, die gewöhnlich eine Anzahl von biegsamen Leitungen zur Durchführung von Sauerstoff undBrenagas von geeigneten Quellen zu dem Arbeitsbereich der Maschine aufweist.
Eines der wichtigsten Probleme, die im Betrieb der Flämmaschinen auftreten, besteht in der Intand- haltungund Reparatur der flexiblenZufUhrungsleitungen, die infolge zu häufigen Abbiegen oder Berührung mit heisser Schlacke abgenützt oder beschädigt worden sind. Zur Reparatur oder zum Austausch dieser
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einen Verlust an Zeit und eine Einbusse an Stahlproduktion bedingt.
Durch die Erfindung wird die Anzahl dieser Zuführungsleitungen und damit auch die Notwendigkeit ihrer Instandhaltung und Reparatur herabgesetzt.
In Flämmaschinen der erwähnten Art entsprechen die FI. Kmmköpfe in ihrer Breite normalerweise der grössten zu behandelnden Fläche und besitzen eineEinstellvorrichtung zur Anpassung an schmälere Flachen.
Zu diesem Zweck wird eine Ventileinrichtung verwendet, über welche das Gas nur jenen Düsenöffnungen zugeführt wird, die zur Behandlung der jeweils gegebenen Flächenbreite erforderlich sind, während die übrigen Öffnungen von der Gaszuführung abgesperrt sind. Das zu dieser Einstellung vonFlämmköpfen zwecks Anpassung an eine gegebene Flächenbreite anzuwendende Verfahren bedingt eine ziemlich kom- plizierte Einrichtung zur Zuführung dernotwendigen Gase zu den Flämmkopfen.
Ferner wird ein Gaszuführungssystem geschaffen, das imstande ist, die den Öffnungen des Flämmkopfes zuzuführende Gasmenge in Abhängigkeit von der zu behandelnden Flächenbreite automatisch zu regeln.
Die Erfindung schafft eine Gasverteilungsvorrichtung zur Zuführung von Gas zu mehreren Austritts- öffnungen eines Flämmkopfes zur thennochemischen Bearbeitung wenigstens einer Seite eines Metallkörpers, wobei dieser Gasverteiler mindestens einen ortsfesten Gaskolben, sowie einen Ventilblock aufweist, in dem für jeden Gaskolben eine Bohrung vorgesehen ist, die mit dem Kolben relativ verschiebbar derart zusammenwirkt, dass in dem Ventilblock je eine längenveränderliche Gaskammer gebildet wird, die am einen Ende gasdicht abgeschlossen ist und am ändern Ende den Kolben aufnehmen kann, wobei die
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iugleichniULgenAbmnden ange dnetenmit zwei Flämmköpfen, mit denen einander entgegengesetzte Seiten eines MetaWorpers behandelt werden.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 der Fig. l, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3 - 3 der Fig. 2 und Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie 4 - 4 der Fig. 2.
In den Zeichnungen wird die Erfindung an Hand einer Flämmaschine erläutert, die zur thermischen Behandlung der beiden Seitenflächen einer sich bewegenden Bramme A geeignet ist. Diese Funktion wird
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mit Hilfe von Vorwärmflämmen und Schneidsauerstoffstrahle ! ! durchgeführt, die auf der Bramme von einander entgegengesetzt angeordneten Flämmköpfen H auftreffen, welche in Flämmaggregaten D angeordnet sind.
In der dargestellten Ausführungsform hat jeder Flämmkopf einen breiten, durchgehenden Schlitz 10
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über Sauerstoffkanäle 38 beschickt, während die Austrittsöffnungen 15 über die Kanäle 35 mit Brenngas beschickt werden. Im Betrieb werden die Aggregate, wie durch die Doppelpfeile angedeutet, vertikal auf die Brammenstärke eingestellt.
Gemäss Fig. 1 weist das Flämmaggregat D zwei hohle Gaskolbenstangen 12 und 13 auf, mit denen ein verschiebbar gelagerter Gasventilblock 14 zusammenwirkt. Dieser Verteilerblock besitzt zwei parallele
Bohrungen 23 und 23a, die je eine Gaskammer von einstellbarer Länge bilden.
Zur Zuführung des Sauerstoffes in der gewöhnlich etwas grösseren Menge, die für den Flämmvorgang erforderlich ist, ist die Kolbenstange 13 für die Sauerstoffzuführung im Durchmesser etwas grösser als die
Kolbenstange 12 für die Zuführung von Brenngas, z. B. von Acetylen.
Die Gaskolbenstangen 12 und 13 sind an ihren unteren Enden an je eine Gasregeleinrichtung ange- schlossen. Die Kolben werden gegenüber der Vorrichtung mittels der Konsole M ortsfest gehalten und sind im wesentlichen parallel angeordnet, damit der Ventilblock 14 frei auf ihnen verschoben werden kann.
Gemäss Fig. 3 und 4 weist jede Kolbenstange 12 und 13 ein langgestrecktes Kolbenrohr 17 auf, dessen oberes Ende mit einer Hülse 18 versehen ist, die sich axial von ihm weg erstreckt. Das langgestreckte
Rohr 17 ist an seinem unteren Ende an der Konsole 19 befestigt, die ihrerseits an einem horizontal be- weglichen Teil 30 der Flämmaschine angebracht ist. Die Konsole 19 hat eine Ausnehmung, welche das
Kolbenrohr n mit geringem Spiel aufnimmt.
Die Kolbenstangen sind von zweiUmfangsringen 21 und 22 umgeben, zwischen denen die Konsole 19 eingeklemmt ist, so- dass eine Vertikalbewegung der Rohre in der Konsole wirksam verhindert wird, aber eine begrenzte Horizontalbewegung möglich ist, damit die Kolbenrohre auf die sie aufnehmenden Boh- rungen des Ventilblockes ausgerichtet werden können.
Gemäss Fig. 4 sitzt die Hülse 18 satt passend in der Bohrung 23 des Ventilblockes, wobei zwei ihren
Umfang umgebende Dichtungsringe 24 und 25 einen gasdichten Abschluss bewirken, aber eine Verschie- bung ermöglichen. Das obere Ende dieser Bohrung ist mit einem Stöpsel verschlossen, während das andere
Ende so ausgebildet ist, dass es die Hülse 18 verschiebbar aufnimmt. Jede dieser zylindrischen Bohrungen ist mit einer Reihe von quer angeordneten, in gleichmässigen Abständen vorgesehenen Steueröffnungen 37 versehen, die mit den entsprechenden Gaskanälen 38 bzw. 35 in Verbindung stehen, um den Sauerstoff und das Brenngas zu dem benachbarten Flämmkopf H, insbesondere zu dessen Sanerstoffscblitz 10 bzw. den
Gasaustrittsöffnungen 15 zuzuführen.
Gemäss Fig. 1 und 3 ist der Ventilblock 14 an seiner Unterseite mit einem später zu beschreibenden
Führungsblock 27 versehen ; ferner ist er mit Mitteln zu seiner Befestigung an einer vertikal verstellbaren
Schieberplatte 28 versehen.
Die Schieberplatte 28 wird mittels sie Ubergreifender Lippen 29 in Führungen gehalten. DleseLip- pen 29 sind an dem horizontal verschiebbaren Teil SO befestigt, der steuerbar mit der Fi. kämmaschine ge- kuppelt ist. Die Schieberplatte 28 kann mit geeigneten Mitteln, beispielsweise einem Druckluftmotor auf-oder abwärts bewegt werden. Durch diese Bewegung wird die Arbeitsbreite der Köpfe H der Stärke der zu behandelnden Brammen in einem Bereich von etwa 5 cm bis etwa 36 cm angepasst.
Der in Fig. 3. gezeigte Führungsblock 27 liegt an der Unterseite des Ventilblockes 14 an und istmit
Schrauben 33 befestigt, die in Abständen um seinen Umfang herum verteilt sind. Der Führungsblock 27 ist mit zwei Öffnungen versehen, durch die sich die Kolben 13 bzw. 12 für Sauerstoff und Brenngas er- strecken. In jeder dieser Öffnungen sind Führungslagerhülsen 34 bzw. 34a aus Bronze vorgesehen, die sich in reibender Anlage an den Gaskolbenstangen befinden und geeignete Führungslager bilden.
Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung kann am besten an Hand der Fig. 3 : erläutert wer- den. Dort ruht die Bramme A auf einem geeigneten, motorisch angetriebenen Rollgang 39 und sind die ihm benachbarten Flämmelemente so angeordnet, dass sie eine Seite der Bramme bearbeiten können.
Wie dargestellt, treten aus den Austrittsöffnungen 15a und 15b, welche über die Verbindungskanäle 35 mit den Steueröffnungen 37a und 37b in Verbindung stehen. Vorwärmflammen aus, die aus entzündetem
Brenngas bestehen. Ebenso wird von den Steueröffnungen 37c und 37d über die Kanäle 38 Sauerstoff dem durchgehenden Schlitz 10 zugeführt.
Die Regelung der Gasmengen, die der Flämmeiarichtung zugeführt werden, erfolgt durch die Ein-
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stellung der Kolben 12 und 13 in den Gaskammern bildenden Bohrungen 23 bzw. 23a. Wenn sich der Ventil- block von den Kolben weg aufwärts verschiebt, wird eine grössere Anzahl von Steueröffnungen 37 freige- legt. Infolge der durch die Hülse 18 bewirkten Abdichtung werden die Kammern 23 und 23a nur in dem
Ausmass des vor dieser Hülse befindlichen Teils der Kammer mit Gas beschickt. Daher treten Sauerstoff und Brenngas in die freigelegten Steueröffnungen 37a, 37b, 37c und 37d ein. Wie in Fig. 3 angedeutet, wer- den zur Behandlung der Bramme A nur die Steueröffnungen 15a und 15b mit Brenngas versorgt und wird ein entsprechender Teil des durchgehenden Schlitzes 10 mit Sauerstoff beschickt.
Wenn die Bramme A eine grössere Starke hat als in Fig. 3 dargestellt ist, beispielsweise entsprechend der strichlierten Linie, dann können der Ventilblock 14 und die Flimmaggregate auf eine entsprechende Höhe eingestellt werden. Durch diese Einstellung werden die wirksamen Längen der Gaskammern 23 und
23a automatisch vergrössert, so dass weitere Steueröffnungen in diesen Kammern freigelegt werden. Die freigelegten Steueröffnungen führen dann den entsprechenden Strahlaustrittsöffnungen 15 das erforderliche
Gas bzw. dem Schlitz 10 die für die Arbeitsbreite des Flammkopfes H erforderliche Sauerstoffmenge
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Die grösste Hohe, zu welcher der Verteiler 14 angehoben werden kann, wird durch die Steueröffnun- gen 37 in den Gaskammern 23 und 23a bestimmt. Wenn sich die unterste Steueröffnung knapp über der
Hülse 18 befindet, erhält man an dem Flämmkopf den grössten Flammenbereich.
Wenn man den Ventilblock 14 in Betrieb von seiner untersten Stellung anhebt, wird normalerweise eine zunehmende Länge der Gaskolbenstangen 12 und 13 der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt und kann mit von der Bramme weggeblasener Oberflächenschlacke und Wasser bespritzt werden. Um eine Be- schädigung der Aussenflächen dieser Gaskolbenstangen bzw. eine Ansammlung von Fremdstoffen darauf zu verhindern, kann eine Schutzvorrichtung vorgesehen werden, die beispielsweise aus einer in der Längs- richtung dehnbaren schlauchartigen Hülle besteht, die an ihren Enden an der Konsole 19 bzw. der Plat- te 27 befestigt ist und beide Kolbenstangen umgibt.
Eine andere Einrichtung zur Gewährleistung einer glatten Anlagefläche der Rohre besteht darin, dass metallische Schaber verwendet werden, die der Form der Rohre entsprechen und an ihnen anliegen. Bei einer Bewegung des Ventilblockes werden dann Fremdstoffe, die sich auf der Rohroberfläche befinden, davon abgeschabt. Eine derartige Schabeinrichtung kann ohne weiteres an einem beweglichen Teil der Vorrichtung, beispielsweise innerhalb des Ventilblockes oder der Platte angeordnet werden.
Die vorstehenden Zeichnungen und die Beschreibung betreffen zwar nur eine Gasverteilungsvorrich- tung zur Bearbeitung der Seitenflächen einer Stahlbramme, doch ist die Erfindung darauf nicht einge- schränkt. Die Ausbildung ist derart, dass ähnliche Vorrichtungen auch so montiert werden können, dass sie die obere und die untere Fläche einer Bramme und vorzugsweise alle Flächen gleichzeitig behandeln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasverteilungsvorrichtung zur Zufuhrung von Gas zu meheren Austrittsöffnungen eines Flammkopfes zur thermochemischen Bearbeitung wenigstens einer Seite eines Metallkörpers, gekennzeichnet durch mindestens einen ortsfesten Gaskolben, einen Ventilblock, in dem für jeden Gaskolben eine Bohrung vor- gesehen ist, die mit dem Kolben relativverschiebbar derartzusammenwirkt, dass in dem Ventilblock je eine längenveränderliche Gaskammer gebildet wird, die am einen Ende gasdicht abgeschlossen ist, und am andern Ende den Kolben aufnehmen kann, wobei die Wand der Kammer von mehreren in gleichen Ab- ständen angeordneten Steueröffnungen durchsetzt ist, die mit den Austrittsöffnungen in Verbindung stehen,
so dass die den Öffnungen zuströmende Gasmenge durch Einstellung des Ventilblockes auf der Breite der zu behandelnden Metallfläche automatisch geregelt werden kann.