DE10301049A1

DE10301049A1 - Feuerfeste Verschlussplatte für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10301049A1
Application number: DE2003101049
Authority: DE
Inventors: Antonio Cantarin; Rudolf Handler; Rolf Himmler; Peter Schrader; Roland Strumpen
Original assignee: PA HA GE FEUERFESTE ERZEUGNISS; Pa-Ha-Ge Feuerfeste Erzeugnisse & Co KG GmbH
Current assignee: PA HA GE FEUERFESTE ERZEUGNISS; Pa-Ha-Ge Feuerfeste Erzeugnisse & Co KG GmbH
Priority date: 2003-01-13
Filing date: 2003-01-13
Publication date: 2004-07-22
Also published as: EP1437186A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen aus Stahl o. dgl. hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen aus Stahl od. dgl. aus hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Eine solche feuerfeste Verschlussplatte ist beispielsweise aus der DE 43 39 316 C2 bekannt, bei der ein hochhitzebeständiger, verschleißfester eine Gießöffnung aufweisender Keramikeinsatz mit einer weniger hochwertigen Gießmasse in einen Stahlrahmen eingegossen wird. Die Verwendung zweier unterschiedlicher Materialien (hochhitzebeständiger, verschleißfester Keramikeinsatz und weniger hochwertige Gießmasse) ist zum einen kastenaufwendig und zum anderen birgt es die Gefahr von Spannungen oder anderen unerwünschten Reaktionen im Kontaktbereich beider Materialien, sollten die beiden Materialien nicht genau aufeinander abgestimmt sein.
Des weiteren entsteht zwischen dem hochhitzebeständigen, verschleißfesten Keramikeinsatz und der weniger hochwertigen Gießmasse eine Fuge, die bei Kontakt mit der Säule der Metallschmelze infolge Schiebebewegung der Verschlussplatte eine potentielle Gefahr darstellt, da aufgrund des erhöhten Verschleißes ein Totalausfall des Schiebesystems durch Blockage der Schieberplatte möglich ist.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Schieberversehlussplatte im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung und eine hohe Wirtschaftlichkeit durch die Möglichkeit eines vielfachen Einsatzes aufgrund der Erneuerung des feuerfesten Grundkörpers mit dem die Durchflussöffnung für die Metallschmelze bildenden Einsatz weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schieberverschlussplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie das Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 11.
Im Gegensatz zu der aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannten Verschlussplatte bietet die Erfindung eine solche Ausgestaltung des metallischen Rahmens, dass eine Aufnahme einer nach Verschleiß herausnehmbaren und neu einzusetzenden keramischen Platte auf einfache Weise ermöglicht wird.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung besteht der Rahmen aus zwei Teilen, die mit einem massiven Scharnier verschwenkbar miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich der Austausch einer verschlissenen Keramikplatte unmittelbar vor Ort leicht durchführen. Das stabile Klappscharniser ist so ausgeführt, dass die beiden Hälften des Rahmens nicht getrennt werden können, um ein Vertauschen verschiedener Metallrahmenhälften zuverlässig auszuschließen (Gefahr van Toleranzunterschieden aufgrund des Fertigungsverfahrens).
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Teilung des Rahmens in zwei Teile in Längsrichtung erfolgt, wobei bevorzugt eine Schraubverbindung auf der dem Scharnier gegenüber liegenden Seite des Rahmens als Verbindung seiner die Keramikplatte umgreifenden Teile dient. Um ein sicheres Funktionieren des Schieberverschlusses unter Einsatzbedingungen zu gewährleisten, ist sowohl die Fuge zwischen den beiden Rahmenteilen als auch die einfache Verschlussmechanik des Metallrahmens so ausgebildet (Drehmomentschraube od. dgl.), dass sowohl ein "Überspannen" der beiden Hälften des Metallrahmens (Bauchigwerden) als auch ein nicht einwandfreies (zu "loses") Spannen der Rahmenhälften ausgeschlossen ist.
Die Keramikplatte hat eine im wesentlichen rechteckige Form mit abgerundeten Stirnflächen und weist gefaste Kanten auf, die bevorzugt einen Winkel van 45° haben. Ihre Oberfläche ist bereits einsatzfertig planparallel geschliffen und sie steht aufgrund ihrer nach einer weiteren Lehre der Erfindung größeren Stärke mit ihrer Ober- und Unterseite über den metallischen Rahmen vor, so dass ein Gleiten der Keramikfläche auf der Keramikfläche der anderen Platte(n) des Schieberverschlusses zuverlässig gewährleistet wird.
Die erfindungsgemäße Schieberverschlussplatte zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
Der massive Metallrahmen ist in Längsrichtung geteilt. Die beiden Rahmenhälften sind mittels eines massiven Scharniers, das eine Öffnung auf mindestens 180° erlaubt, unlösbar miteinander verbunden.
Am gegenüberliegenden Ende des Scharniers des Metallrahmens befindet sich eine Verschlussvorrichtung, die es erlaubt, eine in den geöffneten Metallrahmen in vorgegebene Haltenuten einzulegende keramische Platte so einzuspannen, dass sie sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig unverrückbar fixiert ist. Nach einem Einsatz in einem Schieberverschluss kann die Verschlussplatte durch einfaches öffnen der Verschlussvorrichtung des Metallrahmens und Aufklappen der beiden Hälften des Metallrahmens entnommen und durch eine neuwertige Keramikplatte ersetzt werden. Dadurch ist ein sehr schnelles und dadurch kostengünstiges Wechseln der keramischen Verschleißplatten bei Kunden direkt vor Ort gegeben. Der Metallrahmen braucht zum Wechseln der keramischen Verschleißplatten nicht in eine (externe) Werkstatt transportiert zu werden.
Die keramische Verschlussplatte wird erfindungsgemäß derart hergestellt, dass eine hochfeuerfeste Gieß- bzw. Vibrationsmasse auf Basis Hochtonerde, Hochtonerdespinell, Magnesit, Zirkonoxid, Gemische der genannten oder anderer hochfeuerfester Keramikrohstoffe in eine Form gegossen oder durch Vibration verdichtet werden und nach einer Wärmebehandlung von 120–500°C planparallel auf Einsatzmaß geschliffen werden.
Die klassische Herstellung durch Pressen von Mischungen der zuvor genannten hochfeuerfesten Keramikrohstoffe mit anschließendem Sintern durch keramischen Brand bei Temperaturen über 1000°C ist ebenfalls vorstellbar.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße feuerfeste Verschlussplatte in Draufsicht,
2 die Verschlussplatte aus 1 im Längsschnitt entlang der Linie II-II,
3 die Verschlussplatte aus 2 im Querschnitt entlang der Linie III-III,
4 eine erfindungsgemäße Keramikplatte ohne Rahmen in Draufsicht,
5 die Keramikplatte aus 4 in Seitenansicht und
6 die Keramikplatte aus 4 im Querschnitt entlang der Linie VI-VI.
Die 1 bis 3 zeigen einen metallischen Rahmen 1, dessen beide Teile 1A und 1B über ein nur angedeutetes Scharnier 2 „aufklappbar" miteinander verbunden sind. Der Rahmen l weist ferner eine Bohrung 3, zwei als Führungsschienen dienende Längsnuten 4 und eine innere umlaufende Nut 5 auf, die zur Aufnahme eines als Keramikplatte 6 ausgebildeten keramischen Formkörpers dient.
Die Bohrung 3 sorgt dabei für den einfachen und sicheren Verschluss der im Rahmen 1 eingespannten Keramikplatte 6, welche mit einer Durchflussöffnung 7 versehen ist.
Die 4 bis 6 zeigen die Keramikplatte 6 einer Mittelplatte eines 3-Platten-Schiebers ohne Rahmen. Die Platte 6 ist dabei fertig einsatzbereit konfektioniert, d.h., die beiden Gleitflächen 6A und 6B sind auf Endmaß planparallel geschliffen. Gefaste Kanten 8A und 8B sorgen dabei für eine definierte äußere Form der Keramikplatte 6 und sichern so eine Form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Rahmen 1, dessen Nut 5 entsprechend ausgebildet ist.
Es ist schnell ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Keramikplatte als „einfaches Ersatzteil" verwendet und ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann, wodurch eine besonders einfache ,Erneuerung' eines verschlissenen keramischen Formkörpers in kürzester Zeit möglich wird.

Claims

Feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen aus Stahl ad. dgl. aus hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) zur formschlüssigen Aufnahme einer als Grundkörper dienenden konfektionierten aus einem hochhitzebeständigen, abschäl- und erosionsfesten sowie chemisch widerstandsfähigen Material bestehenden Keramikplatte (6) ausgebildet ist.
Verschlussplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) aus zwei Teilen (1A, 1B) besteht, die mit einem Scharnier (2) verschwenkbar und unlösbar miteinander verbunden sind.
Verschlussplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) in Längsrichtung in zwei Teile (1A, 1B) geteilt ist.
Verschlussplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubverbindung (3) als Verbindung der die Keramikplatte (6) umgreifenden Teile (5) des Rahmens (1) dient.
Verschlussplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (3) eine Sicherung vor „Überspannen" aufweist.
Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikplatte (6) eine im wesentlichen rechteckige Form mit abgerundeten Stirnseiten hat und gefaste Kanten (8A, 8B) aufweist.
Verschlussplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (8A, 8B) unter einem Winkel von 45° gefast sind.
Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikplatte (6) geschliffene Oberflächen (6A, 6B) aufweist.
Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikplatte (6) eine gebohrte Durchflussöffnung (7) aufweist.
Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Keramikplatte (6) größer ist als die Stärke des Rahmens (1).
Verfahren zum Herstellen einer feuerfesten Verschlussplatte mit einem ausgebrannten bzw. ausgefrästen oder gegossenen Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet die folgenden Schritte: – Teilen des Rahmens in zwei Teile, – Verbinden beider Teile mittels einem stabilen Klappscharnier, – Herstellen der Keramikplatte durch Gießen oder Verdichten, – Wärmebehandlung der Keramikplatte – Schleifen der Oberflächen der Keramikplatte und – Einspannen der Keramikplatte in den Rahmen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung der Keramikplatte bei Temperaturen zwischen 120 und 500°C erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikplatte durch Pressen von Mischungen hochfeuerfester Keramikrohstoffe hergestellt bei Temperaturen über 1000°C gesintert wird.