CH627103A5

CH627103A5 - Method for the casting of a molten material and a slide valve arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: CH627103A5
Application number: CH1209077A
Authority: CH
Inventors: Earl Page Shapland; Patrick Dana King
Original assignee: Uss Eng & Consult
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1981-12-31
Also published as: RO79167A; DE2746265A1; FR2367569B1; AU2925877A; SE7711361L; PL113655B1; ES463172A1; FI773027A; HU176626B; FR2367569A1; FI62236B; ZA775824B; SE433713B; GB1584628A; DE2746265C2; AU512164B2; PL201497A1; IN147808B; CA1103921A; BR7701553A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Schieberventil-Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Zum allgemeinen Stand der Technik seien die US-Patent-schriften 311 902,1 507 852, 3 436 023 sowie 3 454 201 genannt. In der US-PS 3 352 465 sowie der zugehörigen RE-is-sue-Anmeldung 27 237 ist eine gesteuerte Feuerfest-Ventil-einrichtung beschrieben, die mit Federkraft gegen eine ortsfeste Deckplatte gedrückt wird und das für die Erfindung in Betracht kommende Anwendungsgebiet umreisst.

Die noch jüngere US-Patentschrift 3 866 806 offenbart ein Drosselverfahren unter Verwendung eines Mess- oder Anzeigezylinders zum Stoppen eines Schiebers bzw. eines Verschlussgliedes kurz vor einer Endlage.

Alle oben genannten Verfahren und Konstruktionen weisen den Nachteil auf, dass sie nicht imstande sind, das Ausmass der Drosselung unabhängig von einem Not- oder Eilverschliessen des Ventils einzustellen. Die Einstellbarkeit des Drosselvorgangs ist jedoch insbesondere beim Vergiessen aluminiumberuhigter Stähle, insbesondere bei Verwendung einer kontinuierlichen Giessmaschine, wünschenswert. Das als Ergebnis des Beruhigungsvorganges gebildete Aluminiumoxid besitzt eine Neigung, sich an der Seitenwand der Giessöffnung sowie in jedem daran angeschlossenen Giessrohr abzusetzen. Im Ergebnis können sowohl Giessöffnung als auch Giessrohr verstopft werden. Bei einer kontinuierlichen Giessmaschine ist es demzufolge notwendig, dass das Schieberventil wie auch das Giessrohr ausgewechselt werden können. Dieses wird insbesondere gemäss der Konstruktion nach dem US-Patent 3 352 465 samt oben genannter re-issue-Anmeldung dadurch ermöglicht, dass 40 eine nicht durchbrochene Platte in Position gebracht und das andere Element ausgewechselt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Giessstrahl unabhängig vom Ver-schliessvorgang gedrosselt werden kann.

45 Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.

Die Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Weiterhin wird die Aufgabe durch die im Anspruch 5 anso gegebene Schieberventil-Vorrichtung gelöst.

Durch die zweite Bewegungseinrichtung ist der Antrieb für den Drosselvorgang unabhängig vom Antrieb zur Bewegung der Gleitplatte in ihre die Giessöffnung gänzlich freigebende Stellung. Die Drosseleinrichtung kann während des Giessens 55 benutzt werden, um die Menge des in der Zeiteinheit aus der Giessöffnung austretenden Materials einzustellen, oder um so weit erforderlich, Verstopfungs- oder Erosionserscheinungen zu kompensieren.

Die erfindungsgemässe Schieberventil-Vorrichtung, die 60 eine zweite Bewegungseinrichtung zum Verschieben der Gleitplatte zur Seite oder in andere Richtungen enthält, die unabhängig von der ersten, die normale Schliess- und Öffnungsbewegung bewirkende Bewegungseinrichtung arbeitet, stellt eine einfache und wirksame Vorrichtung zum Drosseln des Giess-65 strahls dar.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

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Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines als Giesstrichter dargestellten bodengiessenden Gefässes, welches mit einer Schieberventil-Vorrichtung nach der Erfindung versehen ist, Fig. 2 einen Schnitt in grösserem Massstab entlang der Linie 2—2 in Fig. 1, wobei eine Gleitplatte und ein Giessrohr des Ventils versetzt zueinander dargestellt sind,

Fig. 3 einen mit Fig. 2 vergleichbaren Schnitt durch eine abgewandelte Schieberventil-Vorrichtung, wobei lediglich die Gleitplatte versetzt dargestellt ist,

Fig. 4 einen mit Fig. 1 vergleichbaren Schnitt durch einen Teil eines als Pfanne dargestellten bodengiessenden Gefässes, welches mit einem verschiebbaren Pfannen-Ausflussventil gemäss der Erfindung versehen ist,

Fig. 5 einen Schnitt in grösserem Massstab entlang der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der an einem Giesstrichter befestigten Vorrichtung,

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Öffnung in einer Gleitplatte der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 und Fig. 9 eine Aufsicht in verkleinertem Massstab auf die Ausführungsform gemäss Fig. 6, wobei die Schieberventil-Vorrichtung vom Giesstrichter gelöst ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Giesstrichter 1 mit seiner feuerfesten Auskleidung 2. Am Boden des Giesstrichters ist eine ortsfeste Montageplatte 3 befestigt, die eine feuerfeste Deckplatte 4 ortsfest gegenüber der Montageplatte 3 festlegt. An der Montageplatte 3 sind Tragstäbe 5 befestigt, die verschieblich einen Halterahmen 6 für ein Schieberventil halten, welcher Stützschienen 7 für ein Schieberventil trägt, die deutlicher in Fig. 2 dargestellt sind. Ein Betätigungszylinder 8 ist an den Halterahmen 6 für das Schieberventil befestigt. Gleitplatten werden aus der Stellung 11 in eine Ortslage 12 eingebaut, worauf sie von dem Zylinder 8 in ihre Arbeitsstellung 13 geschoben werden, wobei dann zur gleichen Zeit eine benutzte Platte aus der Ortslage 13 in die Ortslage 14 verschoben wird. Die Gleitplatten können für Verschlusszwecke ungelocht sein, wie bei 12 dargestellt, oder können Giessöffnungen aufweisen, wie die bei 13 und 14 dargezeigten Exemplare. Gemäss Fig. 1 ist die Giesseinrichtung mit einem versenkten Giessrohr 16 versehen, wenngleich der Betrieb auch ohne ein solches versenktes Giessrohr gestattet ist. Das versenkte Giessrohr 16 hängt an einem Halter 15, der von deutlicher in Fig. 2 dargestellten Stützschienen 10 getragen ist, welche von einem Halterahmen 9 für das versenkte Giessrohr getragen sind, wobei dieser Rahmen unterhalb des Halterahmens 6 für das Schieberventil aufgehängt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Stützschienen 7 und 10 verschwenkbar auf ihren jeweiligen Halterahmen 6 bzw. 9 befestigt und federbelastet, so dass sie nachgiebig die Gleitplatte 13 gegen die Deckplatte 4 und den Giessrohrhalter 15 gegen die Gleitplatte 13 drücken.

Fig. 2 zeigt, wie die Drosselung des Giessstrahles herbeigeführt wird. Der Halterahmen 6 für das Schieberventil ist nach rechts versetzt, wodurch eine Fehlausrichtung zwischen der Öffnung in der Deckplatte 4 und der in der Gleitplatte 13 vorgesehenen Öffnung hervorgerufen ist, was den Giessstrahl drosselt. Der Halterahmen 6 für das Schieberventil gleitet auf den Trägerstäben 5 und wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines hydraulischen Drosselzylinders 17 bewegt, wenngleich der Halterahmen 6 stattdessen auch mit Hilfe von Hebeln oder Schrauben mechanisch oder elektrisch betätigt werden kann. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist der Halterahmen 9 für das versenkte Giessrohr starr mit dem Halterahmen 6 für das Schieberventil verbunden, wodurch der Giessrohrhalter 15 und das versenkte Giessrohr 16 zusammen mit der Gleitplatte 13 verschoben werden und in der ursprünglichen Ausrichtung dazu verbleiben.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Halterahmen 9 für das versenkte Giessrohr starr an der ortsfesten Montageplatte 3 befestigt, so dass dann, wenn der Drosselzylinder 17 den Halterahmen 6 für das Schieberventil und die Schiebergleitplatte 13 verschiebt, der Halterahmen 9 für das versenkte Giessrohr, der Halter 15 für das versenkte Giessrohr und das versenkte Giessrohr 16 in ungestörter Relation hinsichtlich der feuerfesten Deckplatte 4 verbleiben.

Fig. 4 stellt eine Giesspfanne 18 dar, die eine feuerfeste Auskleidung 19 besitzt. Am Boden der Pfanne ist eine Montageplatte 20 befestigt, die eine feuerfeste Deckplatte 21 in ortsfester Anordnung gegenüber der Montageplatte 20 hält und gleichfalls einen Halterahmen 27 für ein Schieberventil mit Hilfe von mit Gleitabsätzen versehene Führungsleisten 28 trägt, die in Fig. 5 dargestellt sind. Ein Träger 24, der ein Schieberventil 25 trägt, ist verschieblich im Halterahmen 27 befestigt.

In der in Fig. 4 dargestellten Stellung hat eine durch einen Betätigungszylinder 22 betätigte Bewegungseinrichtung 23 den Träger 24 und das Schieberventil 25 so weit nach rechts gezogen, bis es an einem in den Halterahmen 27 für das Schieberventil eingebauten Stopper in Anlage gelangt. Dieses ist die normale, die Giessöffnung völlig freigebende Stellung, aber, wie dargestellt, hat ein Drosselzylinder 26, der zwischen den Giesspfannenkörper 18 und den Halterahmen 27 für das Schieberventil geschaltet ist, den gesamten Halterahmen 27 für das Schieberventil um eine Weglänge nach rechts verschoben, die etwa einem Drittel der in der Platte 21 vorgesehenen Austrittsöffnung entspricht, wodurch der Durchfluss durch diese Austrittsöffnung gedrosselt ist. Das Drosseln lässt sich auch durch Verschieben des Halterahmens 27 für das Schieberventil nach links herbeiführen. Die Entscheidung für die eine oder andere dieser Möglichkeiten hängt davon ab, ob es ratsam ist, an der vorderen oder hinteren Seite der Schieberventil-Durch-flussöffnung zu drosseln. Das Ventil kann mit Hilfe des Betätigungszylinders 22 rasch abgesperrt werden, ohne den für den Drosselvorgang bestimmten Zylinder 26 zu betätigen.

Gemäss Fig. 5 sind die mit Gleitabsätzen versehene Führungsleisten 28 mit Hilfe von Kopfschrauben 29 an einer Montageplatte 20 festgeschraubt. Die Gleitabsätze der Führungsleisten 28 untergreifen Gleitsätze des Halterahmens 27 für das Schieberventil, wodurch letzteres in einer definierten Vertikalstellung festgelegt, aber zum Ausführen einer notwendigen Gleitbewegung befähigt ist. An den Führungsleisten 28 können Stopper befestigt sein, um die Beweglichkeit des Halterahmens 27 für das Schieberventil zu begrenzen.

In den Fig. 6 bis 9 sind Teile, die mit in den Fig. 1 und 2 dargestellten Teilen vergleichbar sind, bezugszeichenmässig mit einem Strich bezeichnet, wie beispielsweise der als Giessgefäss dargestellte Giesstrichter 1'. Der Giesstrichter ist mit einer feuerfesten Auskleidung 2' versehen und unter dem Trichter ist eine Montageplatte 3' vorgesehen. Die Deckplatte 4' ist unmittelbar unterhalb der Giessöffnung des Trichters 1' angeordnet. Der Halterahmen 6' umschliesst die Deckplatte 4' und in seinem Inneren sind Stützschienen 7' für das Schieberventil befestigt, auf denen das Schieberventil mit Hilfe eines Betätigungszylinders 8' (Fig. 9) bewegt wird. Ein Rohr-Halterahmen 9' ist unterhalb des Halterahmens 6' für das Schieberventil angeordnet und besitzt im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10' bezeichnete Halteschienen, auf welchen der Rohrhalter 15' befestigt ist. Der Rohrhalter 15' ist in Metall eingeschlossen, wie auch die Deckplatte 4' und die Gleitplatten. Das Giessrohr 16' erstreckt sich vom Rohrhalter 15' aus nach unten.

Der Drosselzylinder 17' treibt ein Zapfenkreuz 30 an, welches verschwenkbar an Kurbelarmen 31 befestigt ist, die an Kurbelwellen 32 befestigt sind. Kürzere Kurbelarme 33 sind gleichfalls an den Wellen 32 befestigt und stehen verschwenk5

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bar im Eingriff mit Gabelköpfen 34, die mit einander gegenüberliegenden Stösseln 35 versehen sind, die auf die Stützschienen 7' des Schieberventils einwirken, um diese Schienen 7' zu Drosselzwecken seitlich zu verlagern.

Federbelastete Stössel 37, die durch Federn 36 beaufschlagt sind, drücken gegen Schwingarme 38, die an Schwenkzapfen 39 befestigt sind, um den Rohrhalter 15' gegen die Gleitplatte 13' und die Gleitplatte 13' gegen die Deckplatte 4' zu drücken.

Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist die in der Gleitplatte 13' ausgebildete Giessöffnung in Richtung der Drosselbewegung länglich ausgebildet. Diese Ausbildungsform ist besonders vorteilhaft, um die Öffnung zu Ende des Giessvorgan-ges, vor dem völligen Verstopfen so gross wie möglich zu machen, und um entgegengesetzt zu Beginn des Abgiessens und vor jeglicher Verstopfung eine relativ kleine Öffnung verfügbar zu haben. Die in Fig. 7 dargestellte schlitzförmige Öffnung besitzt eine unrunde oder ovale Gestalt. Wahlweise können auch andere Gestaltungen, wie beispielsweise die elliptische verwendet werden. Im völlig gedrosselten Zustand zeigt die Aufsicht auf die gesamte zur Verfügung stehende Giessöffnung eine vorzugsweise völlig kreisförmige Gestalt, aber bei verringerter Drosselung nähert sich die Gestalt der zur Verfügung stehenden Öffnung immer mehr der in Fig. 7 dargestellten an, wobei Abweichungen von der dargestellten Gestalt lediglich 5 im Ausmass der aufgetretenen Verstopfungen vorhanden sind.

Auf diese Weise kann bei Aufrechterhalten eines geschlossenen Giessstrahls eine maximale Drosselwirkung herbeigeführt werden. Ausserdem sei unterstrichen, dass gelochte Platten mit Öffnungen unterschiedlicher Kleindurchmesser aber io übereinstimmender Langdurchmesser verwendet werden können. Die Länge des Langdurchmessers ist eine Funktion des Gesamthubes der Drosseleinrichtung, wobei das Maximum der erzielbaren prozentualen Drosselung für alle verwendeten verschiedenen Öffnungsgrössen gleich ist. Bei der in den Fig. 6 bis i5 9 dargestellten Ausführungsform ist der Hub der Drosseleinrichtung halb so gross wie der Langdurchmesser der Giessöffnung. Die längliche Öffnung gestattet die Verwendung von Platten mit unterschiedlichen Öffnungsflächen in einer Einrichtung mit festgelegtem Drosselhub, wodurch eine übermäs-20 sige Drosselung verhindert wird, die den Giessstrahl unterbrechen und zu starken Erosionserscheinungen im Bereich unterhalb der Drosselstelle führen würde.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

627 103 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Vergiessen eines schmelzflüssigen Materials aus einem Giessgefäss (1) mit einer verschieblich unter einer Giessöffnung des Giessgefässes (1) angeordneten, mit einer Giessöffnung versehenen Gleitplatte (13, 25), die mit Hilfe 5 einer Bewegungseinrichtung (8, 22) in eine normale, offene Stellung hinein und aus dieser herausbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitplatte (13, 25) mit Hilfe einer zweiten Bewegungseinrichtung (17, 26) so bewegt wird, dass der Giessstrahl duroh die Gleitplatte (13,15) gedrosselt wird. 10

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Gleitplatte (13, 25) mittels der zweiten Bewegungseinrichtung (17, 26) zunächst in ihre den Giessstrahl gänzlich drosselnde Stellung bewegt wird und dann die Drosselung progressiv verringert wird, um die während des Giessens auftre- 15 tende Verstopfung der Giessöffnung zu kompensieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Gleitplatte (13,25) mittels der zweiten Bewegungseinrichtung (17, 26) zunächst in ihre die Giessöffnung des Giessgefässes (1) gänzlich freigebende Stellung und sodann 20 progressiv in Richtung auf ihre den Giessstrahl völlig drosselnde Stellung bewegt wird, um die während des Giessens erfolgende Erosion zu kompensieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Gleitplatte (13, 25) mittels der zweiten Bewegungs- 25 einrichtung (17, 26) zunächst in eine Stellung zwischen der gänzlich offenen und gänzlich gedrosselten Stellung bewegt wird und dass die Gleitplatte (13, 25) sodann in eine stärker drosselnde oder weiter offene Stellung bewegt wird, um das Giessen aus dem Gefäss mengenmässig einzustellen. 30

5. Schieberventil-Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer unterhalb einer Giessöffnung eines Giessgefässes (1) angeordneten, mit einer Giessöffnung versehenen Gleitplatte (13, 25), mit Einrichtungen zum

Halten der Gleitplatte (13, 25) in flüssigkeitsdichter, verschieblicher Anlage am Giessgefäss (1) und mit einer Bewegungseinrichtung (8, 22) zum Bewegen der Gleitplatte (13, 25) hinein in und hinaus aus einer den normalen, offenen Durch-fluss gestattenden Stellung, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bewegungseinrichtung (17,26) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Gleitplatte (13, 25) in eine den Giessstrahl drosselnde Stellung verlagerbar ist.

6. Schieberventil-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gleitplatte (13, 25) ausgebildete Giessöffnung in einer mit der Bewegungsrichtung übereinstimmenden Richtung länglich ausgebildet ist.

7. Schieberventil-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungseinrichtung einen mit der als Halterahmen (6) ausgebildeten Einrichtung zum verschieblichen Halten der Gleitplatte (13) verbundenen Drosselzylinder (17) aufweist, mit dessen Hilfe der Halterahmen (6) seitlich bewegbar ist.

8. Schieberventil-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungseinrichtung einen mit der als Halterahmen (27) ausgebildeten Einrichtung zum verschiebbaren Halten der Gleitplatte (24, 25) verbundenen Drosselzylinder (26) aufweist, mit dessen Hilfe der Halterahmen (27) in der Bewegungsrichtung der Gleitplatte (24, 25) in die normale, offene Stellung und aus derselben heraus bewegbar ist.

9. Schieberventil-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungseinrichtung einen mit Hilfe einer Kurbel (31) an eine Kurbelwelle (32) gekoppelten Drosselzylinder (17'), einen mit Hilfe einer Kurbel (33) an die Kurbelwelle gekoppelten Gabelkopf (34) sowie einander gegenüberliegende Stössel (35) aufweist, welche mit dem Gabelkopf (34) gekoppelt sind, um die Gleitplatte (13') seitlich zu verlagern.