CH662626A5 - Schieberventilanordnung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schieberventilanordnung zur Steuerung eines Stroms von geschmolzenem Metall, mit einer stationären hitzebeständigen Platte, einer in Kontakt mit der stationären hitzebeständigen Platte sich befindenden hitzebeständigen Gleitplatte, einem bewegbaren, zur Lagerung der Gleitplatte vorgesehenen Gleitrahmen und elastischen Mitteln zum Bewirken von dichtendem Zusammenwirken der Gleitplatte mit der stationären Platte. Solche Schieberventilanordnungen dienen zur Kontrolle des Flusses am geschmolzenen Material aus einem Behälter. Beispiele desselben sind in den US-Patentschriften Nr. 27 237, 4 063 688 und 4 314 659 aufgeführt.

In den dort aufgeführten Mitteln wird einander gegenüberliegenden, im Ventil angebrachten Platten eine Relativbewegung erteilt; damit wird ein kontrolliertes Vergiessen oder ein Schliessen des Ventils ermöglicht.

Während hundert Jahren wurden Versuche gemacht, ein externes Mittel zu entwickeln, um den Fluss von geschmolzenem Material aus einem Kessel zu steuern. Eines der frühesten Mittel ist in der US-Patentschrift 311 902, an Lewis 1885 erteilt, offenbart. Mit dem Lauf der Zeit wurde eine Anzahl Verbesserungen patentiert, bis zu den sechziger Jahren war jedoch keine Verbesserung kommerziell erfolgreich. Die Notwendigkeit, geschmolzenes Metall in einem Behälter während längerer Zeit zu halten und über eine gewisse Zeitdauer zu vergiessen, entstand mit dem Aufkommen des Stranggiessens

(continuous casting) von Stahl. Zu dieser Zeit wurden zur Kontrolle des Vergiessens Ventile verwendet, welche im Prinzip auf den Patenten von Lewis und der US No. Re. 27 237 aufbauten; verwendet wurden unter der Vorspannung von Federn stehende Ventilplatten, um das Vergiessen zu steuern. Seit dieser Zeit sind zahlreiche Verbesserungen patentiert worden, sie bezogen sich auf die Befestigung des Mittels am Kessel, um zu erlauben, die Unterhaltsarbeiten leichter zu erledigen oder dichtenden Druck aufzubringen. Beispielhaft für das letztere Problem ist das US-Patent Nr. 3 604 603, welches offenbart, wie Flüssigkeitsdruck in Rohren, angebracht unter einer gleitenden Platte und angeordnet parallel zu deren Bewegungsrichtung, den dichtenden Druck aufbringt; US-Patent Nr. 4 063 668 zeigt eine Gleitplatte, welche durch eine Anzahl von an verschiedenen Orten unterhalb der Platte verteilt angeordneten Druckmitteln getragen wird.

Physische Randbedingungen bei der Anordnung dieser Druckmittel verhindern jedoch, dass über die gesamte Oberfläche der gleitenden Platte ein gleichförmiger Druck aufgebracht werden kann. Mechanische Federmittel verlieren an Kraft, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Anstelle von mechanischen Federn verwendete abgedichtete Druckeinheiten können unter dem Einfluss von erhöhter Temperatur übergrosse Dichtkräfte entwickeln; solche unkontrollierte Dichtkräfte können das Öffnen und das Schliessen des Mittels bei hohen Temperaturen wegen der auftretenden hohen Gleitkräfte schwierig machen.

Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben und eine Schieberventilanordnung zu zeigen, bei der eine gleichförmige, kontrollierbare und variable Dichtkraft über das gesamte die Düse umgebende Gebiet der gleitenden Platte erhalten wird. Dabei sollen die hitzebeständigen Platten in solch beiderseits dichtende Beziehung gebracht werden, dass kein geschmolzenes Material zwischen diese Platten eintreten kann.

Die erfindungsgemässe Schieberventilanordnung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhaft wird damit ein Lecken sogar dann verhindert, wenn durch Verschleiss aufgrund von Wärme oder Abrieb ein Grat von verfestigtem Material zwischen den Platten gebildet wird.

Ein gleichförmiger Druck wird vorteilhaft auf die gleitende Platte aufgebracht, indem eine Flüssigkeit in eine Kammer im gleitenden Giesstrichterträger hineingepumpt wird; das heisst unmittelbar unterhalb eines flexiblen, die Gleitplatte tragenden Diaphragmas, im weiteren auch Zwischenwand genannt. Diese flexible Zwischenwand besteht vorzugsweise aus einem bei hohen Temperaturen eine hohe Bean-spruchbarkeit aufweisenden Material, wie z.B. 316 korrosionsfestem Stahl (316 stainless steel), und ist, um eine genügende Flexibilität aufzuweisen, aus einem entsprechend dünnen Blech (sheet material) gezogen worden. Die Blechdicke kann im Bereich 0,038 bis 0,190 cm (0,015 to 0,075 inches) liegen und hängt ab von der Grösse der verwendeten Ventilplatten. Der Druck kann von einer externen oder einer internen Quelle erzeugt werden und während der Giessphase vom Verwendungszyklus abhängen. Zusätzlich kann er aufgehoben werden, um das Öffnen und das Schliessen des Mittels während der Servicephasen zu ermöglichen. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann auch Schieberventile mit hin- und hergehendem Schieber, wie er im US-Patent Nr. 4 063 608 gezeigt wird, oder mit drehbarem Schieber, wie er im US-Patent Nr. 4 314 659 gezeigt wird, angewendet werden.

Ebenso kann das Prinzip auf Ventile, in denen zwei oder mehrere Platten verwendet werden, angewendet werden. Weiter ist die Anwendung möglich bei Ventilen des sequentiellen Types, wie sie z.B. im US-Patent Nr. 27 237 offenbart werden; verschiedene Platten werden aufeinanderfolgend unter die

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Öffnung gebracht, um den Fluss zu steuern. Entsprechend können verschiedene Methoden des Befestigens, des Öffnens und des Schliessens des Ventils beim Unterhalt oder beim Bewegen oder Verdrehen der Gleitplatten verwendet werden.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann auf Ventilkonstruktionen angewendet werden, bei denen hitzebeständige Materialien vorgesehen sind, welche mit Metall gekapselt, verkleidet oder bandagiert sind. Weiter spielt es keine Rolle, ob die hitzebeständigen Materialien symmetrisch oder asymmetrisch sind. Auch spielt es keine Rolle, ob die stationäre und die Gleitplatte bezüglich Umrisse und/oder Dicke gleich oder verschieden ausgebildet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele noch etwas näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel in Schliessstellung ; die vertikale Linie A zeigt den Ort der Mündung in der Gleitplatte. Dieselbe Linie wird in der Fig. 3 mit FI-FI bezeichnet;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Abwandlung des Mittels von Fig. 1, verwendet werden zwei Giessmündungen in der Gleitplatte. Das Ventil befindet sich in Schliessstellung, die Linien A und C bezeichnen den Ort der Giessmündungen;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Mittel von Fig. 1 und dessen Abwandlung von Fig. 2 entlang des Abschnitts F3-F3 der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch die Kammer des Gleitplattenträgers des Mittels von Fig. 1. Dieser Schnitt wird in der Fig. 1 mit F4-F4 bezeichnet;

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch die Kammer des gleitenden Giesstrichterträgers in der in Fig. 2 gezeigten. Abwandlung des Mittels. Dieser Schnitt ist in der Fig. 2 mit F5-F5 bezeichnet;

Fig. 6 einen Längsschnitt des zweiten abgewandelten Ausführungsbeispiels des Mittels in Schliessstellung, die Linie A zeigt den Ort der Mündung in der Gleitplatte. Der Ort dieser Linie A wird in der Fig. 7 mit F6-F6 bezeichnet;

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Mittel von Fig. 6 entlang der Linie F7-F7 von Fig. 6 ;

Fig. 8 einen horizontalen Schnitt durch die Kammer des Gleitplattenträgers des Mittels von Fig. 6. In den Fig. 6 und 7 wird der Ort des Schnitts mit F8-F8 angegeben;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel in Schliessstellung, die Linie zeigt den Ort der Mündung in der Gleitplatte. In Fig. 10 wird dieser Ort mit F9-F9 bezeichnet;

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Mittel von Fig. 9 entlang der Linie F10-F10 von Fig. 9;

Fig. 11 einen horizontalen Schnitt durch die Kammer des Gleitplattenträgers des Mittels von Fig. 9. Der Ort des Schnitts wird in den Fig. 9 und 10 mit Fl 1-F11 bezeichnet;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein Ventil des mit drei aufeinanderfolgenden Platten ausgerüsteten drosselnden Types, illustriert wird die Anwendung eines Trägers, welcher eine gleichförmige dichtende Kraft in der Umgebung der giessenden Mündung aufbringt. Der Ort des Schnitts in dieser Fig. 12 wird in der Fig. 14 mit F12-F12 bezeichnet;

Fig. 13 eine Explosionszeichnung des Trägers, des Gussträgers, des Gussrohrs und der Gussrohrdeckplatte;

Fig. 14 einen Querschnitt durch das Ventil von Fig. 12 entlang der Linie F14-F14 von Fig. 12;

Fig. 15 einen vertikalen Schnitt durch die Giesspfanne und ein Drehventil. Die Schnittlinie von Fig. 15 ist in Fig. 16 mit F15-F15 bezeichnet; und

Fig. 16 einen horizonalen Schnitt durch das Drehventil von Fig. 15. Die Schnittlinie von Fig. 16 ist in Fig. 15 mit F16-F16 bezeichnet.

Der Schnitt von Fig. 1 zeigt einen Behälter L, in diesem vorliegenden Fall den Unterteil einer Giesspfanne mit einer aus Metall bestehenden Aussenwand 1. Die Unterseite des Behälters L ist als ebene Platte ausgebildet, um eine ebene Oberfläche der Montageplatte 4 des Ventils V zu erhalten. Der Behälter L weist einen hitzebeständigen Überzug 2 mit einer über dem Venil V angebrachten Öffnung 3 auf.

Das Ventil V weist eine an der ebenen Unterseite der Aussenwand 1 der Giesspfanne mit Hilfe von Bolzen angebrachte Montageplatte 4 auf. Die stationäre Mündungsplatte 6 ist mit Hilfe der Halteplatten 5 gegen die Montageplatten 4 gehalten.

Der Rahmen 7 des Ventils V ist mit der Montageplatte 4 lösbar verbunden. Am Rahmen 7 ist das Betätigungsmittel 8 angebracht, in unserem Beispiel ein hydrauischer Zylinder, welcher den Ventilträger 9 bewegen kann. Durch den Träger wird wiederum die gleitende hitzebeständige Platte 10 bewegt, damit auch die hitzebeständige Düse 11 und der gleitende Hitzeschild 12. Dadurch kann die Achse der Mündung in der gleitenden hitzebeständigen Platte 10 und damit diejenige der hitzebeständigen Düse 11 in Übereinstimmung mit der Mündung der stationären hitzebeständigen Mündungsplatte am Ort der Linie B gebracht, um das Giessen zu erlauben. Wird der Träger 9 entweder gegen die Linie A oder die Linie C verschoben, so wird die Mündung der gleitenden hitzebeständigen Platte 10 aus der sich mit der Mündung der stationären hitzebeständigen Platte überdeckenden Lage weggebracht, der Materialstrom wird zuerst gedrosselt und dann das Giessen beendend vollständig unterbrochen. Die Halteplatten 5 dienen dazu, das die stationäre Platte 6 überlappende Gebiet der Gleitplatte 10 am Durchbiegen gegen oben zu hindern.

Der Ventilträger 9 weist einen steifen Unterteil 13 auf;

eine flexible Zwischenwand 14 ist an den Träger ange-schweisst und erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Unterteil des Trägers. Ein Durchlass 15 verbindet die durch den Träger und die Zwischenwand 14 gebildete Kammer mit einer äusseren Druckquelle und erlaubt die Kammer unter Druck zu setzen. Auf der gegenüberliegenden Seite kann, wenn Kühlung gewünscht wird, ein Ablass mit einem Druckablassventil vorgesehen werden. Dieser Ablass ist nicht eingezeichnet. Die hitzebeständige Düse 11 wird gegen die gleitende hitzebeständige Platte 10 mit Hilfe eines Düsenhal-temittels 16 gehalten; im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Mittel aus einem mit einem Gewinde versehenen röhrenförmigen Bauteil, welcher in dem steifen Unterteil 13 des Trägers eingeschraubt ist. Ebenso am steifen Unterteil 13 des Trägers ist der verschiebbare Hitzeschild 12 angebracht.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Mittels von Fig. 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein gleitendes Gebiet mit zwei Giessmündungen vorgesehen. Wie hier gezeigt, werden die zwei Mündungen normalerweise verschiedene Bohrung aufweisen, um in Offenstellung verschiedene Giessraten zu ermöglichen. Eine der verschiebbaren Mündungen kann am Ort der Linie B mit der Mündung der hitzebeständigen stationären Platte 6 in Übereinstimmung gebracht werden. Ist dies nicht der Fall, so befindet sich das Ventil in Schliessstellung.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Mittel von Fig. 1 und zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch die Abwandlung in Fig. 2 (beide Querschnitte sind identisch). Gezeigt werden die Schwenkgelenkglieder 17 und die Riegelgelenkglieder 18, durch diese wird der Ventilrahmen 7 mit seinen sowie mit an ihm befestigten Komponenten einschliesslich des Ventilträgers 9 in nicht adjustierbare Art an der Montageplatte 4 befestigt. Die Schwenkgelenkglieder 17 enthalten einen die Montageplatte 4 mit dem langen Verbindungsglied 20 verbindenden Bolzen 19. Weiter verbindet der Bolzen 23 das kurze Schwenkglied 21 mit dem langen Verbindungsglied 20; der Bolzen 24 verbindet das kurze Schwenkglied 21 mit dem Rah-

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men 7. Die Riegelgelenkglieder 18 weisen einen die Montageplatte mit dem langen Verbindungsglied 20 verbindenden Bolzen 19 auf. Der Bolzen 23 verbindet das lange mit dem kurzen Verbindungsglied, durch den Bolzen 24 wird das kurze Verbindungsglied mit dem Rahmen 7 verbunden.

Fig 4 zeigt einen Schnitt durch die Kammer im Träger 9 des Mittels von Fig. 1. Gezeigt werden der steife Unterteil des Trägers 13, die umlaufende Zwischenwand 14 und der in die Trägerkammer führende Flüssigkeitsdurchlass 15. Diese Ansicht zeigt, wie die Kammer mit ihrer flexiblen umlaufenden Zwischenwand 14 mit der gleitenden hitzebeständigen Platte 10 über das gesamte die Düse 11 umgebende Gebiet der gleitenden hitzebeständigen Platte 10 zusammenwirkt.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Kammer des Trägers 9A entsprechend dem abgewandelten Mittel von Fig. 2. Dieselben Komponenten, wie sie in der Fig. 4 vorliegen, sind in Beziehung zu den hier vorliegenden zwei gleitenden Ventilmündungen gezeigt. Illustriert wird, wie das gesamte, die beiden Düsen umgebende Gebiet der gleitenden hitzebeständigen Platte 10A in dichtendes Zusammenwirken mit der stationären hitzebeständigen Mündungsplatte 6 gezwungen wird.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel. Verwendet werden mit am einen Ende mit Gewinde versehene Bolzen 27,28, um den Ventilrahmen 7B an der Montageplatte 4 derart zu befestigen, dass sich innerhalb des Ventilträgers 9B befindende Positioniervorsprünge 25 den Ventilrahmen 7B mit den an ihm befestigten Komponenten in bestimmte Lage zu der Montageplatte 4 bringen; diese Lage ist gegeben durch die gemeinsame Dicke der installierten stationären hitzebeständigen Mündungsplatte 6 und der installierten gleitenden hitzebeständigen Platte 10. Bei diesem möglichen Ausführungsbeispiel wird eine minimale Bewegung des oberen Gebiets der flexiblen Zwischenwand des Trägers 14B erfordert, deshalb muss dieses Gebiet nicht gebogen werden, und es resultieren eine längere Lebensdauer und geringere Kosten. Die während des Vergies-sens auf die Platten aufgebrachtge dichtende Kraft wird weiterhin durch Flüssigkeitsdruck innerhalb der Kammer des Ventilträgers 9B erzeugt; die stationäre und die gleitende hitzebeständige Platte sind jedoch in gegenseitig genügend steifer Beziehung gehalten, um ein Lecken während der Zeit, in der der Behälter mit flüssigem Material gefüllt wird und die Öffnung 3 in der hitzebeständigen Schicht des Behälters in der üblichen Art und Weise mit Sand oder anderem granulärem hitzebeständigem Material aufgefüllt wird, zu verhindern.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch das zweite, in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist der ausschwenkbare Schwenkbolzen 27, welcher durch ein Loch im Ventilrahmen 7B hindurchgeführt ist. Weiter ist der verriegelnde Schwenkbolzen 28 gezeigt, er greift derart in einem Einschnitt am Rahmen 7B an, dass er gelöst und von dem Rahmen weggeschwenkt werden kann; dadurch kann der immer noch an ausschwenkbaren Schwenkbolzen 27 befestigte Rahmen 7B aufgeklappt werden. Die Schwenkbolzen sind mit Hilfe der Bolzen 29 an der Montageplatte 4 befestigt.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Flüssigkeitskammer des Ventilträgers 9B der Mittel von den Fig. 6 und 7 ; dargestellt sind der steife Unterteil 13B des Trägers, das obere Gebiet 14B der flexiblen Zwischenwand und die Positioniererhebungen 25.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel, verwendet werden dieselben justierbaren, den Rahmen 7B an der Montageplatte 4 befestigenden Mittel wie im zweiten Ausführungsbeispiel. Anstelle der Positioniererhebungen des zweiten Ausführungsbeispiels werden jedoch kontinuierlich umlaufende nicht federnde äussere und innere Trägerkanten 30 und 31 verwendet, um den Ventilrahmen 7B

mit seinen zugehörenden und an ihm befestigten Komponenten einschliesslich des Ventilträgers 9C gegenüber der Montageplatte 4 zu positionieren. Die Position wird also wie im zweiten Ausführungsbeispiel durch die gemeinsame Dicke der installierten stationären hitzebeständigen Mündungsplatte 6 und der installierten hitzebeständigen Gleitplatte 10 bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die innere und die äussere peripher verlaufende Kante der Zwischenwand 14C tiefgezogen und über die umlaufenden inneren und äusseren Trägerkanten 30 und 31 des Unterteils 13C des Trägers herumgezogen und am Unterteil 13C des Trägers ange-schweisst.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch das in der Fig. 9 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel. Die Schwenkbolzen 27 und 28 befestigen den Ventilrahmen 7B an der Montageplatte 4. Die kontinuierlich umlaufenden, nicht federnden äusseren und inneren Trägerkanten 30 und 31 sind in dieser Ansicht ebenfalls gezeigt.

Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch die Flüssigkeitskammer des in den Fig. 9 und 10 gezeigten dritten Ausführungsbeispiels. Diese Ansicht zeigt, wie der kontinuierlich aussen umlaufende, nicht federnde Träger 30 und der kontinuierlich um das Gebiet der Düse 11 umlaufende äussere Träger 31 angeordnet sind, um sicherzustellen, dass die hitzebeständigen Platten 6 und 10 auch ohne Flüssigkeitsdruck getragen werden.

Fig. 12,13 und 14 zeigen ein mit drei Platten drosselndes zum Trichter gehörendes Ventil TV. Fig. 12 ist ein Längsschnitt entlang der Linie F12-F12 von Fig. 14. Fig. 14 zeigt den durch F14-F14 in Fig. 12 angegebenen Querschnitt. Die Figuren zeigen einen Trichter T oder zwischengeschalteten Giesskessel, wie er üblicherweise im Stranggiessen Verwendung findet, und das drei aufeinanderfolgende Platten aufweisende drosselnde zum Trichter gehörende Ventil TV. Der Trichter T weist eine Aussenmetallwand 32, eine hitzebeständige Abdeckung 33 und eine in der hitzebeständigen Abdek-kung 33 sich befindende Mündung 34 auf. Das zum Trichter gehörende Ventil TV weist eine Montageplatte 35 auf, welche an der äusseren Trichtermetallwand 32 mit Bolzen angebracht ist, und den Trichterventilrahmen 37, welcher mit Hilfe von Trägerbolzen 36 an der Montageplatte 35 aufgehängt ist. Am Trichterventilrahmen 37 sind die Ventilplatte, die Giessrohr-wechselzylinder 38 und die gegenüberliegenden Drosselzylinder 39 angebracht. Innerhalb des Trichterventilrahmens 37 befinden sich die stationäre, oberste hitzebeständige Mündungsplatte 40, die gleitende drosselnde Mündungsplatte 41, eine nicht durchbohrte Platte 42, ein wechselbarer Ventilplattenträger 43, der in dieser Illustration ein am Trägerflansch 47 der entsprechenden Düse aufgehängtes Giessrohr 48 aufweist, und eine Giessrohrplatte 49. Der wechselbare Ventilplattenträger 43 weist einen steifen Unterteil 44 mit einem als flexible, ringförmige Zwischenwand ausgebildeten Oberteil auf. Der steif ausgebildete untere Teil 44 weist ein die Bewegung limitierendes Gebiet 45 auf, welches ein Überbiegen des oberen Zwischenwandgebiets 46 verhindert; ein Überbiegen könne eine permanente Deformation zur Folge haben. Zur Verdeutlichung sind diese Teile in der Explosionszeichnung von Fig. 13 festgehalten.

Fig. 12 zeigt zusätzlich die äusseren Linien eines Trägers 43 eines Giessrohrs 48 und einer Giessrohrplatte 49 in richtiger Position. Dieser Satz von Teilen trägt die Nummer 50. Im Trichterventilrahmen 37 sind das Loch für den Anschlagbol-zen der Drosselplatte 51, das Loch für den Anschlagbolzen des Giessrohrs 52 und der in das Loch für den Anschlagbolzen des Giessrohrs 51 eingesetzte Anschlagbolzen 53 gezeigt. In Fig. 14 sind die Schienen 54 für die durch die Drosselzylinder bewegte gleitende Drosselplatte am besten gezeigt.

Die Fig. 15 und 16 zeigen ein Drehschieberventil V2

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(rotary ladle valve V2). Fig. 15 zeigt einen vertikalen Schnitt und Fig. 16 einen entlang der Linie F16-F16 von Fig. 15 vorgenommenen horizontalen Schnitt. Gezeigt sind in diesen Figuren der Behälter L und das Drehventil V2. Der Behälter L weist eine äussere Metallwand 1, eine hitzebeständige Abdek-kung 2 und eine Giessmündung 3 auf. Das Drehschieberventil V2 weist eine Montageplatte 60 auf ; diese Montageplatte ist am unteren Teil der äusseren Metallwand 1 angebracht. Die Montageplatte 60 hat ein Laufflächengebiet 61, welches den die Schnecke antreibenden Schaft 62 trägt. Der Drehventilrahmen 64 weist ein Laufflächengebiet 65 auf, dieses umgibt den die Schnecke antreibenden Schaft 62. Deshalb wird der Drehventilrahmen 64 gegenüber der Montageplatte 60 durch das Zusammenwirken von dem Rahmenbefestigungsbolzen 66 in bestimmter Lage gehalten.

Innerhalb des Drehventilrahmens 64 befindet sich der drehbare Plattenträger 67, welcher einen steifen Unterteil 68 und einen flexiblen Wandteil 69 aufweist; der flexible Wandteil ist am steifen Unterteil angeschweisst. Am Träger 67 ist das angetriebene Schneckenrad 70 befestigt. Wird ein Drehmoment am Schneckenschaft 62 aufgebracht (dies kann manuell, elektrisch oder hydraulisch geschehen), dreht sich die Schnecke 63 und treibt das Schneckenrad 70 an, dieses letztere wiederum dreht den Träger 67. Die rotierende hitzebeständige Mündungsplatte 71 dreht sich also gegenüber der stationären hitzebeständigen Mündungsplatte 72 ; die Platte 72 wird durch die Montageplatte 60 gehalten.

In dem hier illustrierten Ausführungsbeispiel weist die rotierende hitzebeständige Mündungsplatte 71 drei Mündungen mit jeweils verschiedener Bohrung auf. Anzahl und Durchmesser der Mündungen richten sich nach dem Bedarf. Ein Abschotten des Giessstromes wird erreicht, indem die Drehung der drehbaren hitzebeständigen Mündungsplatte zwischen zwei Giessmündungen angehalten wird. Die Giess-raten können dadurch gewählt werden, dass die Mündung mit dem gewünschten Durchmesser gewählt wird oder dass eine Drosselung durch nur teilweises Öffnen einer Mündung vorgenommen wird.

Die entsprechenden hitzebeständigen Düsen 73 werden gegen die drehende hitzebeständige Mündungsplatte 71 durch die in den steifen Unterteil 78 des Trägers geschraubten Düsenhalter 74 gehalten. Der Trägerunterteil 68 trägt ebenfalls den Hitze- und Spritzschild 75.

Ein mit einer Flüssigkeitsdruck liefernden Quelle durch das Drehgelenk 77 verbundener Durchlass 76 erlaubt die Verbindung der Kammer innerhalb des Trägers 67 zu einer äusseren Flüssigkeitsdruckquelle, um ein kontrolliertes Anpressen des Gebiets 69 der flexiblen Zwischenwand des Trägers zu erlauben.

Fig. 16 zeigt manche der Bauteile von Fig. 15; am besten kommt jedoch hier zur Darstellung, wie ein Gebiet der flexiblen Zwischenwand des Trägers 69 die Giessmündungen umgibt und auf die drehbare hitzebeständige Mündungsplatte 71 einen gleichförmigen, kontrollierbaren und dichtenden Druck aufbringt.

Beim Betrieb des in den Fig. 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels wird die Giesspfanne so auf die Seite gelegt, dass die Mittellinien (center-line) der Gelenkgliederbolzen 19,23 und 24 vertikal sind.

Mit Hilfe eines englischen Schraubenschlüssels (spanner wrench) kann das die Düse haltende Mittel 16 vom Träger 9 gelöst und entfernt werden. Damit ist es möglich, die entsprechende hitzebeständige Düse 11 zu entfernen. Durch Ausführen der Bewegungen des Ventils kann die stationäre hitzebeständige Mündungsplatte 6 durch Beobachten durch die Mündung der gleitenden hitzebeständigen Platte untersucht werden. Kann die Platte weiterverwendet werden, so wird eine neue entsprechende Düse 11 unter Verwendung eines schwach bindenden Mörtels zwischen der gleitenden hitzebeständigen Platte 10 und dem oberen Ende der Düse 11 montiert. Ein die Düse haltendes Mittel 16 wird aufgeschraubt. Können die Platten nicht weiterverwendet werden, so wird der Druck aus dem Träger abgelassen und die Gelenkglieder geöffnet. Der Ventilrahmen 7 mit seinen und den zugehörigen Komponenten kann ähnlich einer Türe aufgeschwungen werden, und die hitzebeständigen Teile 6 und 10 können inspiziert oder ersetzt werden.

Nach der Inspektion und/oder dem Ersetzen der Platten wird der Ventilrahmen 7 in Schliessstellung geschwungen und die Gelenkglieder geschlossen; der Rahmen befindet sich dann in vorherbestimmter Position bezüglich der Montageplatte 4. Diese Position bedingt, dass eine geringe, durch Kompression der Bogen der oberen Gebiete der Zwischenwand des Trägers 14 verursachte Kraft die Platten abstützt, bis Flüssigkeit unter Druck durch den Durchlass in die Trägerkammer 15 eingelassen wird; eine gleichförmige Kraft wird dadurch im wesentlichen auf alle unteren Oberflächen der die entsprechenden Düsen 11 umgebenden gleitenden hitzebeständigen Platte 10 ausgeübt. Diese Kraft genügt, um die hitzebeständige Platte 10 zu biegen, sie schmiegt sich dann an die Oberfläche der stationären hitzebeständigen Platte 6 an und bringt eine nahezu gleichförmige Druckkraft auf die stationäre hitzebeständige Platte 6 auf ; dadurch schmiegt sich die Platte 6 wiederum an die metallische Montageplatte 4. Diese Platten wurden je nach Herstellungsaufwand mehr oder weniger flach ausgebildet; im Betrieb werden sie jedoch durch die Temperaturänderungen und den entstehenden Ver-schleiss derart verändert, dass das oben erwähnte Biegen und Anschmiegen notwendig ist, um ein dichtendes Zusammenwirken zu gewährleisten. Dies trifft vor allem dann zu, wenn die gleitenden hitzebeständigen Komponenten zum Beginnen und Beenden des Giessens bewegt werden. Der gleichförmig aufgebrachte variable Druck dieses Mittels hält das dichtende Zusammenwirken am besten aufrecht.

Sobald der Rahmen 7 geschlossen und die Platten durch Flüssigkeitsdruck gedichtet sind, kann eine neue entsprechende Düse 11 vorbereitet werden, indem Mörtel in ihre obere Nut gebracht wird; die Düse wird dann gegen die gleitende hitzebeständige Platte hineingedrückt und durch Anschrauben des die Düse haltenden Mittels 16 gesichert.

Normalerweise wird beim Füllen der Giesspfanne die in ihrer Abdeckschicht sich befindende Öffnung 3 mit Sand oder granuliertem hitzebeständigem Material gefüllt. Die Flüssigkeitsverbindung wird entfernt, ein Ventil sorgt für Aufrechterhaltung des Drucks im Trägers, während der Behälter zur Aufnahme seiner Ladung in den Ofen gebracht wird.

Sobald der Behälter das Giessareal erreicht, kann die Flüssigkeitsverbindung mit Hilfe eines Druckregulators wieder hergestellt werden; der auf die gleitende Platte 10 und die stationäre Platte 6 aufgebrachte Druck kann variiert und zu jeder Zeit durch Beobachten eines einfachen Manometers überwacht werden. Ist es wünschenswert, die Flüssigkeit zu Kühlzwecken zirkulieren zu lassen, so kann der herrschende Druck am Auslass kontrolliert und gesteuert werden, während durch die Zuführverbindung 15 ein höherer Flüssigkeitsdruck eingebracht wird.

Soll das Giessen an einem schlecht zugänglichen Ort wie z.B. beim Beschicken des Ofens, beim Giessen in einen zweiten Behälter oder beim Wiederauskellen geschehen, so ist es nicht notwendig, die Druckverbindung während des Giessens wieder herzustellen. Durch Wärmeübertragung und Hitzestrahlung wird der Druck im Mittel ansteigen. Der Druckanstieg wird unter diesen Bedingungen normalerweise gering sein, da das Giessen im allgemeinen auf ein einzelnes Öffnen und schnelles Vergiessen sich beschränkt. Wenn es gewünscht wird, kann das Anwachsen des Drucks durch Installieren

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eines Druckablassventils limitiert werden. In Betrieb wird der Rahmen des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels um den die Schwenkbolzen 27 mit der Montageplatte 4 verbindenden Bolzen 29 geschwenkt. Die verriegelnden Schwenkbolzen 28 werden in Position geschwungen und die Muttern der Schwenkbolzen angezogen, um die stationäre hitzebeständige Platte 6, die gleitende hitzebeständige Platte 10 und den Träger 9 einander abstützend zu positionieren. Die Schwenkbolzen werden nicht zum Aufbringen der dichtenden Kraft verwendet, diese wird durch die unter Druck gesetzte Diaphragma 14 aufgebracht; die Schwenkbolzen werden verwendet, um den Rahmen 7 und den darin eingeschlossenen Träger 9 in eine abstützende Beziehung zu den abstützenden Platten zu bringen und so einen nicht elastischen Träger für diese Platten zu schaffen. Deshalb müssen die Schwenkbolzen nicht fest angezogen werden, jedoch genügend, um ein sauberes Positionieren des Rahmens zu gewährleisten.

Die Positioniererhebungen 25 des in den Fig. 6,7 und 8 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels bilden an mehreren Punkten einen unelastischen Träger für die Platten (in dieser Darstellung vier Punkte); im dritten in den Fig. 9,10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel sind es der umlaufende äussere Träger 30 und der innere die Düsen 11 umgebende Träger 31, welche einen unelastischen Träger für die kritischen Gebiete der Platte bilden.

Ein weiterer Vorteil, den Rahmen auf solch eine Art und Weise zu positionieren, besteht darin, dass die Zwischenwand beim Unterdrucksetzen im Betrieb sich nur um einen geringen Betrag bewegt und deshalb die Zwischenwände des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels im Gegensatz zu der Zwischenwand des ersten Ausführungsbeispiels zur Ausführung dieser Bewegung nicht verbogen werden müssen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 12,13 und 14 handelt es sich um ein mit drei aufeinanderfolgenden Platten versehenes drosselndes zum Trichter gehörendes Ventil. Obschon die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 11 auf einen Betrieb mit drei Platten und das Ausführungsbeispiel der Fig. 12,13 und 14 auf einen Betrieb mit zwei Platten angewendet werden können, soll bei einem Ventil der sequentiellen Art (sequen-tial type valve) ein Auswechseln der Platten während des Giessens gezeigt werden. Der Betrieb eines drei aufeinanderfolgende Platten umfassenden, drosselnden Trichterventils (tundish valve) wird in der am 19. Januar 1981 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 235 895 vollständig erklärt.

Das Ventil TV ist am Trichter T wie gezeigt befestigt. Die Ventilplatte 41 befindet sich in Schliessstellung, der Trichter befindet sich dann über einer Stranggiessform und ist derart abgesenkt, dass das Giessrohr 48 unterhalb des Flüssigkeitsstands der Form sich befindet. Geschmolzenes Metall wird dann in den Trichter gegossen, und sobald dieser halb bis zweidrittel gefüllt ist, wird das Ventil in Offenstellung gebracht. So kann die Form schnell gefüllt und das Gussstück entsprechend weggezogen werden.

Die Ventilplatte wird dann, von Hand oder automatisch, in solch eine Drosselposition gefahren, dass der Metallstrom unter Berücksichtigung der gewünschten Giessgeschwindig-keit in der Form das gewünschte Niveau an Schmelze erzeugt.

Wie gezeigt, wird eine nicht durchbohrte gleitende Schieberplatte 42 in solch einer Position gehalten, dass durch sie je nach Bedarf das Vergiessen gestoppt werden kann.

Sollte es gewünscht werden, die zum Vergiessen benützte Düse aufgrund von Korrosion oder dem Wunsch nach Änderung der Giessgeschwindigkeit auszuwechseln, so wird die undurchbohrte Platte aus ihrer Position entfernt und eine durchbohrte Schieberplatte an ihrer Stelle montiert. Der Anschlagbolzen 53 wird in dem Loch für den Anschlagbolzen des Giessrohres 52 belassen und der das Tor und den Träger wechselnde Zylinder aktiviert; das neue Tor wird in Position gebracht und die alte verschlissene Schieberplatte ausgeworfen.

Sollte es wünschenswert sein, das Giessrohr aufgrund von z.B. Verschleiss auszuwechseln, so wird das folgende unternommen: Das Ventil TV wird in Schliessstellung gebracht; die undurchbohrte Platte wird eingeführt; der Trichter wird das Rohr von der Form entfernend bewegt; der Anschlagbolzen 53 wird aus dem Loch für den Giessrohranschlagbolzen 52 entfernt, und ein neuer Satz von neuer durchbohrter Platte, Giessrohr und Träger wird in Position gebracht; der Träger kann danach wieder unter Druck gesetzt werden. Der das Tor und den Träger wechselnde Zylinder wird aktiviert und stösst die neue Schieberplatte, das Giessrohr und den Träger in Position unter die Mündung der stationären Deckplatte; gleichzeitig werden die alten Komponenten ausgestossen. Nachdem der Druck im ausgeworfenen Träger angelassen worden ist, können die ausgeworfenen Einheiten vom Rahmen entfernt werden und der Anschlagbolzen wiederum in das Loch für den Giessrohranschlagbolzen 52 hineingesteckt werden. Der Trichter wird dann abgesenkt und dann der Strom durch Bewegen der gleitenden Mündungsplatte 41 in Offenstellung wieder gestartet. Eine neue nicht durchbohrte Platte 42 wird zur Vorbereitung des nächsten Wechsels am richtigen Ort eingesetzt. Die Druckkammer im Träger hält einen gleichförmigen Druck in Umgebung der Mündungen zu jeder Zeit aufrecht.

Der Betrieb des ein Drehventil umfassenden Ausführungsbeispiels der Fig. 15 und 16 ist dem Betrieb der Ausführungsbeispiele von den Fig. 1 bis 11 ähnlich, der Hauptunterschied besteht darin, dass die Steuerung des Giessstroms durch Drehung und weniger durch Hin- und Herbewegen einer gleitenden hitzebeständigen Platte zustande kommt.

Durch Anwendung der Erfindung wird ein genügendes Dichten an den gleitenden Oberflächen eines Schieberventils erreicht, indem ein gleichförmig aufgebrachter Druck verwendet wird; dieser Druck wirkt im wesentlichen mit Ausnahme des Gebiets der entsprechenden Düse auf die gesamte Oberfläche des Unterteils der gleitenden Platte; diese letztere wird nach oben gegen die stationäre Platte gebogen. Diese wiederum biegt sich dadurch ebenfalls gegen eine steife, stützende Oberfläche nach oben. Wird die gleitende Platte zwischen Offen- und Schliessstellung hin- und herbewegt, so fährt die dichtende Oberfläche der gleitenden Platte auf der dichtenden Oberfläche der stationären Platte entlang; dies, obschon diese Oberfläche nicht absolut eben ist und obschon die Platten nicht eine absolut gleichförmige Dicke aufweisen.

Deshalb können die Toleranzen bezüglich Dicke und ebener Ausprägung bei kommerziell hergestellten Platten ver-grössert werden. Obschon dadurch natürlich nicht alle Schleifoperationen vermieden werden können, resultiert doch eine Verringerung der Gestehungskosten.

Das Prinzip des gleichförmigen Drucks kann auf hitzebeständige Materialien angewendet werden, welche mit Metall gekapselt, aus Schichten aufgebaut (bonded in) oder bandagiert sind; es können symmetrische oder asymmetrische hitzebeständige Materialien verwendet werden. Zusätzlich können stationäre und gleitende Platten gleichen oder verschiedenen Umriss und gleiche oder verschiedene Dicke aufweisen.

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10 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Schieberventilanordnung zur Steuerung eines Stroms von geschmolzenem Metall, mit einer stationären hitzebeständigen Platte (6), einer in Kontakt mit der stationären hitzebeständigen Platte (6) sich befindenden hitzebeständigen Gleitplatte (10), einem bewegbaren, zur Lagerung der Gleitplatte (10) vorgesehenen Gleitrahmen (3) und elastischen Mitteln (16) zum Bewirken von dichtendem Zusammenwirken der Gleitplatte (10) mit der stationären Platte (6), dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (14) Mittel (15) zum Aufbringen einer im wesentlichen gleichförmig verteilten Kraft auf im wesentlichen die gesamten sich gegenseitig berührenden Oberflächen der zwei hitzebeständigen Platten (6,10) umfassen.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft verteilenden Mittel (14) ein flexibler Diaphragma-Teil (14) sind, wobei dieser flexible Diaphragma-Teil (14) derart im Schieberventil angeordnet ist, dass er stützend auf im wesentlichen die gesamte ihm zugewendete Oberfläche der angrenzenden hitzebeständigen Platte (10) einwirkt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Diaphragma-Teil (14) zum Erzeugen einer vorspannenden Kraft gegen die untere Oberfläche der Gleitplatte (10) im Gleitrahmen (7) angeordnet ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, welche ein unter Druck stehendes Fluid dem Innern des Diaphragma-Teils (14) zuführen.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein kühlendes Fluid ist und dass Mittel vorgesehen sind, um das Fluid kontinuierlich in das Innere des Diaphragma-Teils hinein- und aus dem Innern wieder hinauszubringen.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass starre Trägermittel (45) vorgesehen sind, welche dazu dienen, den Druck auf den Diaphragma-Teil zu begrenzen.