DE19500012A1 - Regel- und Verschlußeinrichtung für ein metallurgisches Gefäß - Google Patents

Regel- und Verschlußeinrichtung für ein metallurgisches Gefäß

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Description

Die Erfindung betrifft eine Regel- und Verschlußeinrichtung für ein metallurgisches Gefäß, bei der in einem in einer Gefäßwandung angeordneten Stator ein Rotor drehbar gelagert ist, wobei der Stator und der Rotor durch Drehen zur Deckung bringbare Durchflußöffnungen aufweisen und im Rotor ein Durchlaufkanal für die Schmelze besteht.
Eine derartige Einrichtung ist in der EP 0 361 052 B1 beschrieben. Eine Beheizung der Schmelze im Bereich dieser Einrichtung ist nicht vorgesehen. In Grenzfällen kann die Schmelze zonal eine für den ungestörten Betrieb zu niedrige Temperatur annehmen. Beispielsweise kann die Schmelze zwischen Dichtflächen einfrieren, die in der Umgebung der Durchflußöffnungen bestehen.
Die DE 44 05 082 A1 beschreibt eine elektromagnetische Durchflußregelvorrichtung (EMV) mit einer Düse in Kombination mit einem Ein/Aus-Ventil, nämlich einem Schieberverschluß. Da die Düse aus elektrisch nichtleitendem Material besteht, koppelt zwar die Schmelze in ihr, jedoch die Düse selbst an das elektromagnetische Feld der Spule nicht an. In dem Schieberverschluß soll das elektromagnetische Feld zum Aufschmelzen an die gegebenenfalls dort erstarrte Schmelze ankoppeln. Da der Schieber weit außerhalb des Feldes der Spule liegt, ist dies kaum, bestenfalls sehr zeitverzögert zu erreichen.
Das Ankoppeln der Schmelze zum Zwecke einer Durchflußregulierung ist immer mit einer Temperaturerhöhung der Schmelze verbunden. Ein Drosseln des Schmelzenflusses ist allerdings nicht unabhängig vom Aufheizen der Schmelze möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regel- und Verschlußeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der das Drosseln bzw. Regeln und das Verschließen eines Schmelzenflusses aus einem Gefäß mit einer Aufheizmöglichkeit der Schmelze integriert ist. Das Aufheizen soll vorzugsweise unabhängig von der Regel- bzw. Verschlußfunktion erfolgen.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Regel- und Verschlußeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Rotor von einem Induktor umgeben ist, an dessen Feld die Schmelze im Durchlaufkanal oder der Rotor elektromagnetisch ankoppelbar ist.
Mit dieser Einrichtung ist der Schmelzenfluß durch Drehen des Rotors drosselbar und unterbrechbar und die Schmelze erwärmbar, so daß sie nicht einfriert oder nach einem etwaigen Einfrieren aufschmelzbar ist oder im Bedarfsfall nacherwärmbar ist.
Koppelt der Rotor an das elektromagnetische Feld an, dann wird die Schmelze durch Wärmeübertragung vom Rotor erwärmt. Das Drosseln und Verschließen erfolgt unabhängig vom Erwärmen durch Drehen des Rotors.
Koppelt die Schmelze selbst an das elektromagnetische Feld an, dann wird sie von diesem direkt erwärmt. Das Verschließen kann hiervon unabhängig durch Drehen des Rotors erfolgen. Eine Drosselfunktion ergibt sich durch die Einwirkung des elektromagnetischen Feldes. Diese kann durch einen Verdrängungskörper im Durchlaufkanal verstärkt werden. Zusätzlich kann der Schmelzenfluß auch durch Drehen des Rotors gesteuert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Regel- und Verschlußeinrichtung an einem metallurgischen Gefäß im Schnitt und
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Ein Stator (1) aus feuerfestem, keramischem Material ist in einen Gefäßboden (2) eines metallurgischen Gefäßes eingesetzt. Der Stator (1) weist seitlich wenigstens eine Durchflußöffnung (3) auf, die in das Gefäßinnere mündet. In dem Stator (1) ist ein hohlzylindrischer Rotor (4) um eine vertikale Achse (A) drehbar gelagert. Der Rotor (4) weist wenigstens eine mit der Durchflußöffnung (3) korrespondierende Durchflußöffnung (5) auf, die in einen im Rotor (4) bestehenden, koaxialen Durchlaufkanal (6) mündet.
Zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (4) bestehen in der Umgebung der Durchflußöffnungen (3, 5) zylindrische Dichtflächen (7). Unterhalb der Dichtflächen (7) besteht ein Spielraum (8), der in einen Ringspalt (9) mündet, in welchen über eine Leitung (10) Inertgas eingeblasen werden kann.
Durch Drehen des Rotors (4) im Stator (1) lassen sich die Durchflußöffnungen (3, 5) mehr oder weniger zur Deckung bringen, wodurch der Schmelzenfluß vom Gefäßinneren in den Durchlaufkanal (6) mehr oder weniger gedrosselt und unterbrochen werden kann.
Der Rotor (4) ist von einem Induktor (11) um schlossen, der von einer gekühlten elektromagnetischen Spule gebildet ist. Bei den Ausführungsbeispielen ist der Induktor (11) in den Gefäßboden (2) eingebaut, der hierfür einen besonderen Lochstein aufweisen kann. Es ist jedoch auch möglich, den Induktor (11) im Stator (1) anzuordnen. Der Stator (1) besteht bei beiden Ausführungsbeispielen aus einem elektrisch nichtleitenden, feuerfesten, keramischen Material.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Rotor (4) aus einem elektrisch leitenden, feuerfesten, keramischen Material, beispielsweise einem harzgebundenen, hochtonerdehaltigen Material, hergestellt. Der Rotor (4), nicht jedoch oder nur unwesentlich die den Durchlaufkanal (6) durchströmende Schmelze, koppelt dadurch an das elektromagnetische Feld des Induktors (11) an.
Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist folgende:
Zum Drosseln und Absperren des Schmelzenflusses wird der Rotor (4) in an sich bekannter Weise um die Achse (A) gedreht. Unabhängig davon kann auf die Schmelzentemperatur eingewirkt werden. Es wird hierzu der Induktor (11) eingeschaltet, wodurch der Rotor (4) erhitzt wird. Die Wärme des Rotors (4) überträgt sich durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung auf die Schmelze im Durchlaufkanal (6) und in der Durchflußöffnung (5). Die Schmelzentemperatur läßt sich dadurch in einer gewünschten Weise erhöhen, wodurch unter anderem auch vermieden ist, daß Schmelze zwischen den Dichtflächen (7) einfriert. Ist in der Schließstellung des Rotors (4) etwa Schmelze zwischen den Dichtflächen (7) erstarrt, dann läßt sie sich durch Einschalten des Induktors (11) aufschmelzen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Rotor (4) im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem elektrisch nichtleitenden, feuerfesten, keramischen Material, wie Zirkonoxid. Der Rotor (4) koppelt also nicht an das elektromagnetische Feld des Induktors (11) an.
In den Durchlaufkanal (6) des Rotors (4) ist bei der Ausführung nach Fig. 2 ein zentraler Verdrängungskörper (12) eingebaut. Im übrigen gleicht der Aufbau dem der Fig. 1.
Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 ist folgende:
Der Schmelzenfluß läßt sich durch Drehen des Rotors (4) drosseln und absperren.
Wird der Induktor (11) eingeschaltet, dann wirkt sein elektromagnetisches Feld direkt auf die Schmelze im Durchlaufkanal (6) und in den Durchflußöffnungen (5, 3). Dies hat einerseits eine Verengung des Schmelzenflußquerschnittes und damit Drosselung des Schmelzenstromes und andererseits eine Erhitzung der Schmelze zur Folge. Die Drosselwirkung ist durch den Verdrängungskörper (12) verstärkt. Die Regelung des Schmelzenflusses kann hier also durch das elektromagnetische Feld des Induktors (11) allein und im Bedarfsfall zusätzlich durch Drehen des Rotors (4) erreicht werden. Der Verdrängungskörper (12) ist hierfür nicht unbedingt notwendig.
Durch die Erwärmung der Schmelze ist gewährleistet, daß diese nicht einfrieren kann.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, besteht beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine Abhängigkeit zwischen der Drosselwirkung und der Erwärmung der Schmelze von dem ankoppelnden elektromagnetischen Feld.

Claims (4)

1. Regel- und Verschlußeinrichtung für ein metallurgisches Gefäß, bei der in einem in einer Gefäßwandung angeordneten Stator ein Rotor drehbar gelagert ist, wobei der Stator und der Rotor durch Drehen zur Deckung bringbare Durchflußöffnungen aufweisen und im Rotor ein Durchlaufkanal für die Schmelze besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) von einem Induktor (11) umgeben ist, an dessen elektromagnetisches Feld die Schmelze im Durchlaufkanal (6) oder der Rotor (4) elektromagnetisch ankoppelbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (11) in der Gefäßwandung (2) oder im Stator (1) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) aus einem elektrisch leitfähigen, feuerfesten, keramischen Material, wie harzgebundenem, hochtonerdehaltigen Material, besteht, so daß der Rotor (4), nicht jedoch die Schmelze an das elektromagnetische Feld des Induktors (11) ankoppelt, wobei der Rotor (4) Wärme auf die Schmelze überträgt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchlaufkanal (6) ein zentraler Verdrängungskörper (12) angeordnet ist, der die Durchflußregelung der dem elektromagnetischen Feld des Induktors (11) ausgesetzten Schmelze unterstützt, wobei das Verschließen durch Drehen des Rotors (4) im Stator (1) erfolgt.
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