DE1809872C3

DE1809872C3 - Stopper for closing spouts on metallurgical vessels

Info

Publication number: DE1809872C3
Application number: DE19681809872
Authority: DE
Inventors: Werner; Ryterski Sigmund Dipl.-Ing.; 4150 Krefeld Richter
Original assignee: Stoecker and Kunz GmbH
Current assignee: Stoecker and Kunz GmbH
Filing date: 1968-11-20
Publication date: 1976-07-29

Description

Die bitindung betrifft Stopfen, die zum Verschließen von an metallurgischen Gefäßen vorhandenen Ausgüssen dienen und mit einem Dreh-, Steck- oder ähnliche Verschlüsse aufweisenden Hohlraum versehen sind, in den die Stopfenstange kraftschlüssig eingreift.The binding concerns stoppers that are used to seal from existing spouts on metallurgical vessels and with a rotating, plug-in or similar Closures having a cavity are provided, in which the stopper rod engages positively.

Beim Gießen von schmelzflussigen Metallen, insbesondere Stahl kommen Gießpfannen zum Einsatz, die im Boden einen Ausguß haben, der zusammen mit einem über eine Stange betätigbaren Stopfen ein Ventil bildet, das zum geregelten Ablassen des flüssigen Metalls dient Stopfen und Ausguß sind im Beirieb starken Belastungen unterworfen, da neben hohen lemperaturen auch chemische Angriffe des flüssigen Metalls und die starke Erosion des ausfließenden Metallstroms darauf einwirker. Ferner wird vor allem der Stopfen beim Abheben vom Ausguß infolge mehr oder weniger starken Festklebens mechanisch stark beansprucht, weshalb bereits viele Konstruktionen bekannt wurden, die eine feste Verbindung zwischen Stopfen und Stopfenstange anstreben.When casting molten metals, especially Steel pouring ladles are used that have a spout in the bottom that, together with a plug which can be actuated via a rod, a valve forms, which is used for the regulated drainage of the liquid metal. The stopper and spout are strong in operation Subject to stress, as in addition to high oil temperatures also chemical attacks of the liquid metal and the strong erosion of the outflowing metal stream act on it. Furthermore, the stopper in particular becomes more or less as a result when it is lifted from the sink strong sticking mechanically strong, which is why many constructions have already become known, which strive for a firm connection between the stopper and stopper rod.

Als feuerfestes Matenal für Ausguß und Stopfen sowie für die Verkleidung der aus Stahl bestehenden Stopfenstange dienen neben anderen Materialien vorwicjend Schamotte, ein Gemisch aus Schamotte und Kohlenstoff, z. B. Graphit oder Graphit alleme.As a fireproof material for the spout and stopper as well as for the cladding of the steel ones Stopper rods serve to prevail among other materials Fireclay, a mixture of fireclay and carbon, e.g. B. graphite or graphite alleme.

In der Praxis kommt es beim Betätigen der Stopfenstange nicht selten vor, daß bei vornehmlich über ein Gewinde mit der Stopfenstange verbundenen und aus Material mit hohem Kohlenstoffgehalt gefertigten Stopfen das Gewinde aus dem Stopfenfleisch herausgerissen wird. Die Ursachen hierfür bilden überhöhte Zugbeanspruchung bei am Ausguß festklebenden Stopfen und Beschädigungen am Stopfengewinde. Solche Beschädigungen, die beim Eindrehen der stählernen, das verschleißfestere Gewinde aufweisenden Stopfenstange und beim Aufheizen sowie Transport der aus Stopfen, Stange und Isolierung bestehenden Baueinheit auftreten können, vermindern die Abscherfestigkeit des Stopfengewindes, das dann der ziehenden Stopfenstange nicht mehr genug Widerstand entgegenzusetzen vermag. Beim Ausreißen der Stopfenstange aus dem Stopfen kommt es zu erheblichen Betriebsstörungen, zu deren Behebung das flüssige Metall umgeschulte: wurden muß. was meist die Qualität des Metalls herabsetzt und hohe Schüttverluste zur Folge hatIn practice, it happens when the stopper rod is actuated not infrequently before that when primarily connected to and from the stopper rod via a thread Plug made of high carbon material tore the thread out of the plug meat will. The reasons for this are excessive tensile stress in the case of stoppers sticking to the spout and damage to the plug thread. Such damage, which occurs when screwing in the steel, the more wear-resistant thread having stopper rod and during heating and transport of the Plug, rod and insulation existing structural unit can reduce the shear strength of the Stopper thread, which then no longer offers enough resistance to the pulling stopper rod able. When the stopper rod is torn out of the stopper, there are significant operational disruptions, to remedy this, the liquid metal must have been retrained. which usually lowers the quality of the metal and results in high bulk losses

Die üblicherweise zwischen Stopfen- und Stangen-S gewinde eingebrachte Kittmasse erhöht die Zugbelastbarkeit des Gewindes nicht, sondern vermag nur zum besseren Kontakt der Gewindeflächen beizutragea Eine Vergrößerung des tragenden Querschnitts des Gewindes, die aileine eine erhöhte ZugbeanspruchungThe putty usually introduced between the plug and the rod S thread increases the tensile strength of the thread, but can only contribute to a better contact of the thread surfaces An increase in the load-bearing cross-section of the thread, which in turn increases the tensile stress

ίο des Stopfengewindes zulassen würde, ist in den meisten Fällen aus konstruktiven Gründen nicht durchführbar. A«"Ch können durch eine Vergrößerung der tragenden Gtiwindequerschnitte Rißbildungen im Stopfengewinde, die beispielsweise beim Eindrehen derίο the plug thread is in most Cases not feasible for design reasons. A «" Ch can by enlarging the load-bearing Gti wind cross sections cracks in the plug thread, for example when screwing in the

is Stopfenstange auftreten und die Belastbarkeit der Stopfen erheblich vermindern, nicht vermieden werden. In der USA-Patentschrift 14 92 199 ist bereits vorgeschlagen worden, das Stopfengewinde durch ein entsprechend gestaltetes Bleichgewinde zu verstärken undis stopper rod occur and the resilience of the Reduce the stopper considerably, not avoid it. US Pat. No. 14 92 199 has already been proposed been to strengthen the plug thread by a correspondingly designed bleaching thread and

vor Beschädigungen zu schützen. Diese Ausbildung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig und dürfte die Gefahr des Verletztens des Stopfengewindes kaum verrin gern, zumal das Blechgewinde sich lockern kann.
Ferner ist aus der OE-PS 2 65 547 ein Verfahren zum Herstellen eines Gießstopfens bekannt, der einen Hohlraum mit Innengewinde besitzt und aus zwei verschie-• deinen feuerfesten Stoffen besteht und zwar aus einem wärmeleitenden Stoff als eigentliches Stopfenmaterial und einem wärmeisolierenden Stoff zur inneren Auskleidung des Stopfenhohlraums. Die Auskleidung trägt das Stopfengewinde, das durch Verwenden von wärmeisolierendem Material kräftiger und weniger brüchig ist als bei der Verwendung von wärmeleitfähigem Material. Dadurch soll die Gefahr des Ausbrechens der Stopfenstange aus dem Stopfen auf ein Minimum herabgesetzt werden.to protect against damage. However, this training is relatively expensive and the risk of damaging the plug thread is hardly likely to verrin, especially since the sheet metal thread can loosen.
Furthermore, from OE-PS 2 65 547 a method for producing a pouring stopper is known which has a cavity with an internal thread and consists of two different • your refractory materials, namely a thermally conductive material as the actual stopper material and a heat-insulating material for the inner lining of the plug cavity. The lining carries the plug thread, which is stronger and less brittle by using heat-insulating material than when using heat-conductive material. This is intended to minimize the risk of the stopper rod breaking out of the stopper.

Zur Herstellung eines solchen Stopfens, wird ein größerer Massenanteil aus wärmeleitfähigem Material und da *auf ein kleinerer Massenanteil aus wärmeisolierendem Material in die Stopfenform eingebracht und mit einem das Gewindeprofil aufweisenden Stempel du-ch Einformen des Hohlraums die äußere Form des Stopfens bewirkt. To produce such a plug, a larger mass fraction of thermally conductive material and then a smaller mass fraction of heat-insulating material is introduced into the plug shape and the outer shape of the plug is created with a punch with the thread profile by molding the cavity.

It can be seen that the filling of two material

und gewichtsmäßig verschiedenen Massenanteilen in die Stopfenform relativ umständlich ist und außerdem läßt sich ein Auskleiden des Hohlraums in gleichmäßige! Stärke nicht gewährleisten. Vielmehr werden schon bei geringen Abweichungen in der Masseneinfüllung und im Formungsvorgang unterschiedliche Wandstärken der Auskleidung zustande kommen, was der Haltbarkeit des Gewindes abträglich ist und die Betriebssicherheit des Stopfens gefährdet.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, mit einfachen keramischen Mitteln eine betriebssichere Erhöhung, insbesondere der Abscherfestigkeit des Stopfengewindes zu erreichen.and weight proportions of different mass proportions in the plug shape is relatively cumbersome and, moreover, a lining of the cavity in uniform! Not guaranteeing strength. Rather, even with slight deviations in the mass filling and in the molding process, different wall thicknesses of the lining will arise, which is detrimental to the durability of the thread and endangers the operational reliability of the plug.
The object of the present invention is to achieve an operationally reliable increase, in particular the shear strength of the plug thread, with simple ceramic means.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Hohlraum des Stopfens mit einer versinterten, gegebenenfalls eine Glasur aufweisenden Reaktionsschicht versehen istThe object is achieved according to the invention essentially in that the cavity of the Stopper is provided with a sintered, optionally a glaze having reaction layer

!Durch die Reaktionsschicht werden die Flächen des Stcipfengewindes, die mit der Stopfenstange in Berührung kommen, verfestigt bzw. gehärtet und damit! Through the reaction layer, the surfaces of the plug thread that come into contact with the stopper rod come, solidified or hardened and thus

⁶S abriebfester, so daß Beschädigungen oder vorzeitiger Verschleiß an den Gewindeflä.cher., die zur Verminderung der Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit des Gewinde!! führen, weitgehend fortfallen. Darüber hinaus er- ⁶ S more abrasion-resistant, so that damage or premature wear and tear on the threaded surfaces, which can reduce the load-bearing capacity or load-bearing capacity of the thread !! lead, largely cease to exist. In addition,

gibt sich durch die Reaktionsschicht eine wesentlich höhere Zugfestigkeit des Stopfens gegenüber einem üblichen Stopfen gleicher Querschnittsabmessungen.the reaction layer gives the plug a significantly higher tensile strength than a plug common stoppers of the same cross-sectional dimensions.

Das Verfahren zum Erzeugen der gegebenenfalls eine Glasur aufweisenden Reaktionsschicht besteht im S wesentlichen darin, daß vor dem Brand des Stopfens auf die Rächen der Dreh- oder Steckverschlüsse eine Schicht aus versinternden und/oder glasbildenden Stoffen zusammen mit Flußmitteln oder lediglich Rußuiiue! in Form eines keramischen Schlickers einer Suspension oder einer wäßrigen Lösung aufgetragen und nach dem Trocknen bei 1300 bis 1400⁰C auf das Stopfenmaterial fest aufgebrannt wird. Hierbei trägt man den Schlicker oder die Suspension zweckmäßig in einer Stärke von 04 mm auf, während die wäßrige Lösung in Form eines Anstrichs oder einer Aufsprühung aufgebracht sein kann.The method for producing the reaction layer, which may have a glaze, essentially consists in placing a layer of sintering and / or glass-forming substances together with fluxes or just soot on the surfaces of the rotary or plug-in fasteners before the stopper is burnt! is applied in the form of a ceramic slurry of a suspension or an aqueous solution and fixed fired after drying at 1300-1400 ⁰ C in the plug material. In this case, the slip or the suspension is expediently applied in a thickness of 04 mm, while the aqueous solution can be applied in the form of a paint or a spray.

Die Erfindung ist von besonderem Wert für Stopfen mit hohem Kohlenstoffgehalt, weil derartige Qualitäten meist keine ausreichende Festigkeit an dea GewindeverschlQssen besitzen. Die kohlenstoffhaltigen Stopfen werden nach dem Aufbringen der Reaktionsschkht und nach dem Trocknen in üblicher Weise im Koksgrus eingebettet gebrannt, um eic Ausbrennen des im Stcpfen enthaltenen Kohlenstoffes zu verhindern. Bei Stopfen ohne Kohlenzusau erfclgi der Brand in oxydierender Atmosphäre.The invention is of particular value for high carbon stoppers because of such qualities mostly insufficient strength at the thread locks own. The carbon-containing stoppers are after application of the reaction mixture and after drying, burnt embedded in the coke breeze in the usual way in order to burn out the in the plug to prevent contained carbon. If the stoppers do not contain carbon, the fire will be oxidized The atmosphere.

Claims

Claims;

1. Stopper for closing drains on metallurgical vessels a twist, plug-in or similar frame having Cavity into which the stopper rod fits in a force-fit manner, characterized in that that the cavity of the stopper with a sintered tea, optionally having a glaze Reactionsehichi is sunk

2. Method of generating the if necessary a glaze having reaction layer according to claim 1, characterized in that before Fire the stopper on the surfaces of the twist locks, plug locks or similar locks sooting and / or glass-forming substances together with fluxes or just soot in Applied in the form of a creamy slip, a suspension or an aqueous solution and then at 1300 to 1400 ° C on the plug material is burned firmly