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Die
Erfindung betrifft einen Gießpfannenschieber,
bestehend aus einem Gehäuse,
einer ortsfest montierten Kopfplatte und einer relativ dazu verschiebbaren
Schieberplatte, die zu diesem Zweck innerhalb eines relativ zum
Gehäuse
bewegbaren Rahmens gehalten und mittels Federelementen, insbesondere
thermodynamischen Federelementen gegen die Kopfplatte drückbar ist.
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Derartige
Gießpfannenschieber
sind allgemein bekannt, zum Beispiel aus der PCT/EP 96/02207. Bei
den bekannten Konstruktionen ist die Schieberplatte innerhalb eines
Gleitrahmens angeordnet, der relativ zum Gehäuse verschiebbar ist. Innerhalb
des Gleitrahmens sind auch die thermodynamischen Federelemente angeordnet,
und zwar so, dass sie sich an der Unterseite der Schieberplatte
einerseits und an der Bodenplatte des Gleitrahmens andererseits
abstützen
unter entsprechender Andrückung
der Schieberplatte gegen die Kopfplatte. Der Boden des Gleitrahmens
kann sowohl geschlossen als auch offen, insbesondere gitterartig
ausgebildet sein. Zum Austausch einer Schieberplatte oder auch Kopfplatte
ist die Schieberplatte bei den bekannten Konstruktionen samt Gehäuse und
Gleitrahmen von der Kopfplatte abschwenkbar. Wie bereits erwähnt, ist
bei den bekannten Konstruktionen der Gleitrahmen innerhalb des Gehäuses längsverschieblich
gelagert. Zu diesem Zweck umfaßt
die Bodenplatte des Gehäuses
innenseitig flachbandartige Gleitschienen, während die Bodenplatte des Gleitrahmens
außenseitig
bzw. an ihrer Unterseite zugeordnete ebenfalls flachbandartige Gleitschienen
aufweist. Bei Verschmutzung der vorgenannten Gleitschienen wird
die Schieberbewegung entsprechend schwergängig. Aus diesem Grunde wurde
bereits vorgeschlagen, die Gleitschienen außerhalb der unmittelbaren Wirkzone
von Schieber- und Kopfplatte anzuordnen (siehe dazu PCT/EP 96/02207).
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Dennoch
bleibt es natürlich
bei einer Gleitreibung, die erheblich höhere Bewegungskräfte erfordert
als eine Rollreibung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
die vorgenannte Gießpfannen-Konstruktion
dahingehend zu verbessern, dass sie dauerhaft leichtgängig ist
und bleibt, dass darüber
hinaus die Wirkung der thermodynamischen Federelemente unverändert im
Bereich der Ausgussöffnung
erhalten bleibt, d.h. unabhängig
von der Position der Schieberplatte relativ zur Kopfplatte, und
dass schließlich
auch die Wirkung der Rollreibung sich mit der Lage der Schieberplatte
nicht verändert.
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Diese
Aufgabe, wenigstens ein Teil derselben wird mit den kennzeichnenden
Maßnahmen
des Anspruches 1 gelöst,
wobei vorteilhafte Weiterbildungen und konstruktive Details des
erfindungsgemäßen Konzeptes
in den Unteransprüchen
beschrieben sind.
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Der
Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass der Rahmen
der Schieberplatte auf ortsfest innerhalb des Gehäuses angeordneten
Laufrollen hin- und
herverfahrbar abgestützt
ist. Damit ist sichergestellt, dass im kritischen Bereich um die
Ausgussöffnung
herum eine im wesentlichen unveränderte
Rollreibung sowie entsprechend unveränderte Anpressung zwischen
Gehäuse
und Schieberplatte erhalten bleibt, und zwar unabhängig von
der jeweiligen Relativlage der Schieberplatte. Die Kraftlinien wandern
also mit der Bewegung der Schieberplatte nicht mit.
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In
diesem Zusammenhang ist es natürlich auch
wesentlich, dass die Laufrollen, auf denen der Rahmen der Schieberplatte
verfahrbar abgestützt
ist, sich zu beiden Seiten der Ausgussöffnung der Kopfplatte und damit
der Schieberausgussöffnung
befinden.
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Von
besonderem Vorteil ist die Maßnahme gemäß Anspruch
3, wonach die Laufrollen über
Federelemente, insbesondere thermodynamische Federelemente am Gehäuse abgestützt sind.
Dementsprechend sind auch die Federelemente ortsfest und wandern
nicht mit der Schieberplatte mit. Sowohl die Federelemente als auch
die durch die Federelemente beaufschlagten Laufrollen befinden sich
in der Nähe
der Ausgussöffnung
der Gießpfanne,
und zwar unabhängig
von der Position der Schieberplatte bzw. des Schieberplattenrahmens.
Damit wird zum einen eine hinsichtlich der Ausgussöffnung optimale
Dichtlage zwischen Schieberplatte und Kopfplatte erhalten bei gleichzeitiger
Leichtgängigkeit
der Schieberplattenbewegung. Vorzugsweise liegt die Laufrollen-Anordnung
ebenfalls außerhalb
des unmittelbaren Wirkbereiches zwischen Schieber- und Kopfplatte,
so dass die Laufrollen und zugeordneten Laufschienen im wesentlichen
frei von Verschmutzungen bleiben. Gleiches gilt für die den
Laufrollen jeweils zugeordneten Federelemente.
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Um
die Rollreibung zwischen Laufrollen einerseits und Schieberplattenrahmen
andererseits dauerhaft gering zu halten, sind an der den Laufrollen zugewandten
Seite des Rahmens für
die Schieberplatte mit den Laufrollen korrespondierende Laufschienen,
vorzugsweise aus verschleißfestem
Stahl, Keramik od. dgl. angeordnet.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass die Laufflächen der Laufrollen jeweils
mit einer sich über
den Umfang erstreckenden Nut oder Rippe versehen sind, die mit einer
komplementären
Längsrippe
bzw. Längsnut
an der Lauffläche
der Laufschienen längsführend zusammenwirken.
Damit ist eine gerade Ausführung
der Schieberplatte innerhalb des Gehäuses sichergestellt, ohne dass
es weiterer zeitlicher Stützeinrichtungen
bedürfte.
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Die
Laufrollen können
entweder individuell über
die zugeordneten Federelemente abgestützt sein, oder gruppenweise
z.B. in Gruppen von 3, 4 oder 5 Federelementen abhängig von
der gewünschten
Anpressung sowie Federkraft der Federelemente. Dementsprechend sind
die Lagerböcke
für die Achsen
der Laufrollen ausgebildet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
befinden sich an jeder Seite der Ausgangsöffnung vier Laufrollen sowie
vier Federelemente, wobei jeder Laufrolle ein Federelement zugeordnet
ist. Es ist jedoch auch denkbar, bei gruppenweiser Abstützung jeweils
zwei Laufrollen ein oder drei Federelemente) zuzuordnen. Letztlich
hängt dies
von der Dimensionierung der Federelemente ab.
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Bei
einer Konstruktion mit verfahrbarer Anpressung ist man im Hub begrenzt,
da die Federn in eine Position kommen können, in der die Schieberplatte
nicht mehr von der darüber
befindlichen Kopfplatte abgestützt
wird. Die ortsfeste Anpressung erlaubt dagegen große Hübe. Daher
ist es möglich
und kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung, jedoch außerhalb
derselben vorteilhaft sein, eine Schieberplatte mit zwei Ausgussöffnungen
einzusetzen, wobei die beiden Ausgussöffnungen jeweils unterschiedliche
Durchmesser aufweisen.
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Für Werke,
die über
verschiedene Gießanlagen,
wie z.B. Brammen- und Knüppelanlagen
verfügen,
und für
die jeweilige Anlage einen größeren oder kleineren
Gießdurchmesser
benötigen,
bietet der Schieber gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgende Möglichkeit.
Es wird grundsätzlich
eine Schieberplatte mit den 2 benötigten, verschiedenen, Gießdurchmessern
montiert. Vor Gießbeginn
befindet sich der Schieber immer in der Absperrstellung. Beim Einsatz
der Gießpfanne
auf der Gießanlage,
welche einen großen
Durchfluss erfordert, wird durch den auf dieser Anlage befindlichen
Schieberantrieb immer die Endstellung mit dem großen Gießdurchmesser angesteuert.
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Beim
Einsatz der Gießpfanne
auf der Gießanlage,
welche einen kleinen Durchfluss erfordert, wird durch den auf dieser
Anlage befindlichen Schieberantrieb immer die Endstellung mit dem
kleinen Gießdurchmesser
angesteuert.
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Die
Absperr- und somit Kuppelstelle ist in beiden Fällen gleich. Somit können mit
einer vorbereiteten Gießpfanne
beide Arten von Gießanlagen bedient
werden. Menschliches Versagen ist durch dieses Verfahren ausgeschlossen.
Diese Konstruktion kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung, aber
auch außerhalb
derselben vorteilhaft sein.
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Schließlich ist
auch noch denkbar, im Rahmen der vorliegenden Erfindung, oder auch
außerhalb
derselben eine Schieberplatte mit zwei Ausgussöffnungen vorzusehen, wobei
die Ausgussöffnung mit
kleinerem Durchmesser an der der Kopfplatte zugewandten Seite trichter-
oder trompetenartige auszubilden ist, um auf diese Weise einen stufenlosen Übergang
zu einer Ausgussöffnung
der Kopfplatte mit größerem Durchmesser
zu erhalten. Mit einer solchen Ausführungsform kann ein Kanten verschleiß zwischen
größerer Kopfplatten-Ausgussöffnung und kleinerer
Schieberplatten-Ausgussöffnung
vermieden werden.
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Konstruktion anhand
der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
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Diese
zeigt in
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1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten
Gießpfannenschieber
in Draufsicht;
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2 den Gießpfannenschieber
gemäß 1 in Seitenansicht;
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3 den Gießpfannenschieber
gemäß den 1 und 2 in Stirnansicht, teilweise im Schnitt,
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4 ein Detail des Gießpfannenschiebers (Laufrollenanordnung
mit thermodynamischen Federelementen) in Seitenansicht;
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5 Kopf- und Schieberplatte
mit zugeordnetem Schieberplatten-Antrieb,
wobei die Schieberplatte mit zwei Ausgussöffnungen unterschiedlichen Durchmessers
versehen ist, im Längsschnitt;
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6 eine Anordnung entsprechend 5, wobei der der Schieberplatte
zugeordnete Antrieb sich in einer gegenüber 5 entgegengesetzten Endposition befindet;
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7 eine bevorzugte Detailkonstruktion für eine Schieberplatten-Ausgussöffnung im
Schnitt; und
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8 Darstellung einer Ausfallerkennung von
thermodynamischen Federelementen innerhalb einer Gruppe derselben,
im schematischen Schnitt.
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Der
in den 1 bis 4 dargestellte Gießpfannenschieber
umfaßt
ein etwa quaderförmiges
Gehäuse 12,
eine ortsfest montierte Kopfplatte 10 aus Feuerfest-Material und eine
relativ dazu verschiebbare Schieberplatte 11, ebenfalls
aus Feuerfest-Material. Die Schieberplatte 11 ist innerhalb
eines relativ zum Gehäuse 12 bewegbaren
Rahmens 13 gehalten und mittels thermodynamischen Federelementen 14 gegen
die Kopfplatte 10 gedrückt.
Die Kopfplatte 10 ist an der Unterseite einer Gießpfanne
angeordnet. Natürlich
ist die vorgenannte Konstruktion auch in Verbindung mit einer Verteilerrinne
denkbar.
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Der
Rahmen 13, bei dem es sich um einen Metallrahmen handelt,
ist über
ortsfest innerhalb des Gehäuses 12 angeordnete
Laufrollen 15 hin- und herverfahrbar abgestützt. Die
Verfahrrichtung des Rahmes 13 samt Schieberplatte 11 ist
in 2 mit dem Doppelpfeil 26 angedeutet.
Ein entsprechender Doppelpfeil ist in 1 dargestellt.
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Die
Laufrollen 15, auf denen der Rahmen 13 der Schieberplatte 11 verfahrbar
abgestützt
ist, befinden sich zu beiden Seiten einer zentral angeordneten Ausgussöffnung 16 der
Kopfplatte 10 und damit auch zu beiden Seiten der Schieberausgussöffnung 22 (3). Konkret umfaßt der dargestellte
Gießpfannenschieber
zu jeder Längsseite
der Kopf- und Schieberplatte vier Laufrollen 15. Die Laufrollen 15 sind
des weiteren über
thermodynamische Federelemente 14 am Gehäuse 12 abgestützt. Durch
die thermodynamischen Federelemente 14 werden also die Laufrollen 15 gegen
die Schieberplatte bzw. den Schieberplatten-Rahmen 13 gedrückt mit
der Folge, dass die Schieberplatte 11 in dichter Anlage
an der Kopfplatte 10 gehalten wird.
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An
der den Laufrollen 15 zugewandten Seite des Rahmens 13 sind
mit den Laufrollen korrespondierende Laufschienen 17 angeordnet,
und zwar an beiden Längsseiten
des Schieberplatten-Rahmens 13. Die Laufflächen der
Laufrollen 15 sind des weiteren jeweils mit einer sich über den
Umfang erstreckenden Rippe 18 versehen, die mit einer komplementären Längsnut 19 in
der Lauffläche
der Laufschienen 17 längsführend zusammenwirken.
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Die
Achsen 20 der Laufrollen 15 sind jeweils innerhalb
eines Lagerbocks 21 drehbar gelagert, wobei bei der dargestellten
Ausführungsform
jeder Laufrolle ein gesonderter Lagerbock 21 zugeordnet
ist, welcher über
ein Federelement 14 am Gehäuse 12 abgestützt ist
(siehe dazu 4).
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Bei
der Ausführungsform
nach den 1 bis 3 umfaßt die Schieberplatte 11 zwei
Ausgussöffnungen 23, 24 mit
unterschiedlichem Durchmesser. Die Ausgussöffnung 23 weist einen
größeren Durchmesser
auf als die Ausgussöffnung 24.
Damit kann nach entsprechender Zuordnung der vorgenannten Ausgussöffnungen
zur Ausgussöffnung 16 der
Kopfplatte 10 der Ausguß mehr oder weniger stark gedrosselt werden.
Mittels eines am Schieberrahmen 13 angreifenden Antriebs
kann die jeweils gewünschte
Schieberplatten-Ausgussöffnung 23, 24 der
Ausgussöffnung 16 der
Kopfplatte 10 zugestellt werden.
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Da
man in der Praxis als Betreiber eines Stahlwerks nicht sicher sein
kann, zu welcher Anlage eine vorbereitete Gießpfanne geht, wird der Schieber herkömmlich immer
mit dem größten Ausguss-Durchmesser
in Kopf- und Schieberplatte bestückt.
Dies bedeutet bei Abgüssen
auf Anlagen mit geringem Durchfluß einen besonders hohen Verschleiß der Platten,
da entsprechend gedrosselt werden muß.
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Um
diesbezüglich,
d.h. bzgl. der richtigen Zuordnung von Ausgussöffnung der Schieberplatte zur Ausgussöffnung der
Kopfplatte ein menschliches Versagen auszuschließen, wird auf der Anlage, die einen
großen
Durchfluss erfordert, der Schieberantrieb 29 entsprechend 5 montiert, während auf der
Anlage mit einem kleinen Durchfluss der Schieberantrieb 25' gem. 6 montiert ist. Damit ist
anlagenkonform jeweils nur die große oder kleine Schieberplattenöffnung ansteuerbar.
Bei dem Ausführungsbeispiel
nach 5, das für eine Anlage
mit großem
Durchfluss zur Anwendung kommen soll, ist z.B. die der Schieberplatte 11 zugeordnete
Kolbenstange 25 in der sog. Kuppelposition ausgefahren. Bei
Betätigung
des Antriebszylinders kann dieser also nur einwärts, d.h. in 5 nach rechts fahren und somit die Ausgussöffnung 23 mit
größerem Durchmesser
D1, z.B. 90 mm, aktivieren.
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Bei
einer Anlage mit kleinem Durchfluss ist die etwas längere Kolbenstange 25' in der Kuppelposition
entsprechend 6 eingefahren.
Hier kann mittels des Antriebes dementsprechend auch nur die Schieberplatten-Ausgussöffnung 24 mit
kleinerem Durchmesser D2, z.B. 60 mm (nicht vorzugshalber, da rein
zufällig)
aktiviert werden.
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Grundsätzlich ist
es auch denkbar, dass die kleinere Ausgussöffnung 24 der Schieberplatte 11 an der
der Kopfplatte 10 zugeordneten Seite trichter- oder trompetenartig
(siehe Bezugsziffer 26 in 7) auf
dem Durchmesser einer größeren Ausgussöffnung 16 der
Kopfplatte 10 erweitert ist. Dadurch kann Kantenverschleiß am Übergang
zwischen größerem Durchmesser
und kleinerem Durchmesser vermieden werden.
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Ganz
generell sei noch erwähnt,
dass Kopf- und Schieberplatten in der Regel umfangsseitig bandagiert
sind. Des weiteren sind sie an beiden Flachseiten geschliffen.
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Nach
einem ersten Einsatz, z.B. nach zwei oder drei Chargen, wird zumindest
die Kopfplatte um ihre Querachse gedreht. Damit hat man neue Gleitflächen und
ungebrauchte Ausgussöffnungen
für einen
weiteren Einsatz. Diese Maßnahmen
sind an sich bekannt, nicht bekannt sind jedoch die vorbeschriebenen
Ausgangsstellungen für
die Schieberplatte, um eine falsche Zuordnung von größerer und kleinerer
Ausgussöffnung
zur Ausgussöffnung
der Kopfplatte zu vermeiden.
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Thermodynamische
Federelemente sind allgemein bekannt. Diese Elemente sind mit Gas
gefüllt,
die einen Kolben 29 nach außen bewegen. Durch den eingestellten
Gasdruck im Gehäuse 30 wird über den
Kolben die gewünschte
Anpressung erreicht. Zur Abdichtung des Kolbens gegenüber dem
Gehäuse
sind beide Teile mit einem gemeinsamen, dicht verschweißten Faltenbalg 31 verbunden. Verliert
das Element seine Dichtigkeit und somit seinen Innendruck zieht
der Faltenbalg 31, den Kolben 29 in das Gehäuse 30 zurück. Dieses
Element übt nun
keinerlei Anpressung aus und muß erneuert
werden. Da die Anpressung von immenser Wichtigkeit für das Schiebersystem
und dessen Sicherheit ist, werden üblicherweise die Elemente nach
einigen Chargen aus dem Schieber ausgebaut und nach Abkühlung mittels
eines geeigneten Prüfgerätes auf Druck überprüft.
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Der
Schieber gem. der vorliegenden Erfindung erlaubt nun, die Federn
immer im Schieber zu belassen und zwischen den einzelnen Abgüssen eine
visuelle Kontrolle vorzunehmen. Hierzu wird eine untere Spritzschutzplatte 27 gem. 3 aufgeschwenkt. Die Unterkante
des Gehäuses
und insbesondere der Federkammern ist nun sichtbar. Die Länge der
Kolben der thermodynamischen Elemente sind so ausgelegt, dass sie
in arbeitsbereitem Zustand, also mit Druck, mit der Unterkante des
Gehäuses
abschließen.
Ist nun ein Element drucklos, zieht sich der Kolben zurück. Dies
ist für
den Bediener gut sichtbar und das Zeichen, besagtes Element auszutauschen.
Das regelmäßige Ausbauen
der Elemente, welches nicht nur zeitintensiv, sondern auf Grund
der hohen Temperaturen der Elemente unangenehm ist, entfällt.
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In 8 ist die Situation dargestellt,
wobei der Klarheit halber 3 Elemente nebeneinander dargestellt
sind. Die Elemente sind oben, d.h. im Lagerbock bzw. an einer Druckplatte 28,
befestigt. Das mittlere Element 14 ist defekt. Der Kolben
steht gegenüber
der Bodenplatte zurück.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 10
- Kopfplatte
- 11
- Schieberplatte
- 12
- Gehäuse
- 13
- Schieberplatten-Rahmen
- 14
- thermodynamische
Federelemente
- 15
- Laufrollen
- 16
- Ausgussöffnung der
Kopfplatte
- 17
- Laufschiene
- 18
- Umfangsrippe
- 19
- Längsnut
- 20
- Rollenachse
- 21
- Lagerbock
- 22
- Ausgussöffnung des
Schiebers
- 23
- Ausgussöffnung der
Schieberplatte
- 24
- Ausgussöffnung der
Schieberplatte
- 25,
25'
- Schieberplatten-Antrieb
(Hydraulik-Antrieb)
- 26
- Doppelpfeil
- 27
- Spritzschutzplatte
- 28
- Druckplatte
- 29
- Kolben
- 30
- Gehäuse
- 31
- Faltenbalg