DE19525917A1 - Drehverschluß für ein metallurgisches Gefäß - Google Patents
Drehverschluß für ein metallurgisches GefäßInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
- B22D41/26—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rotatively movable plate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehverschluß für die Auslauföffnung im Boden eines
metallurgischen Gefäßes.
Aus der DE 42 31 692 C1 ist ein Drehverschluß bekannt, der einen ortsfest im Boden des
metallurgischen Gefäßes angeordneten Auslaufstein aufweist, in welchem eine
Auslaufhülse mit einem schräg verlaufenden Gießkanal angeordnet ist. Gegenüber dem
ortsfesten Auslaufstein ist ein Ausguß um eine vertikale Achse drehbar angeordnet. In
diesem Ausguß ist ebenfalls eine Hülse eingesetzt, deren Form spiegelbildlich zur
Auslaufhülse ausgebildet ist. Die Auslaufhülse und die Hülse des Ausgusses berühren sich
an ihren einander zugewandten Flachseiten, d. h. im Bereich ihrer plan ausgeführten
Dichtflächen. Durch Verdrehung des Ausgusses gegenüber dem Auslaufstein können die
Durchtrittsöffnungen, d. h. die Mündungen des Gießkanals der Auslaufhülse und der Hülse
des Aufgusses mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden, um unterschiedliche
Offenstellungen zur Regulierung des Schmelzenaustritts aus dem metallurgischen Gefäß zu
erreichen, oder können vollständig gegeneinander versetzt gehalten werden
(Schließstellung). Der Auslaufstein, die beiden Hülsen und der Ausguß sind aus üblichem
Feuerfestmaterial hergestellt. Die Drehung des Drehverschlusses erfolgt motorisch (z. B.
elektrisch) über ein Getriebe.
Bei diesem bekannten Drehverschluß kann es im Betrieb zu stark unterschiedlicher
Erwärmung der beiden Hülsen infolge des schräg verlaufenden Gießkanals kommen. Durch
den temperaturbedingten einseitigen Verzug stellen sich vielfach Undichtigkeiten im Bereich
der Kontaktflächen ein. Hinzu kommt der unerwünschte Effekt, daß die hohen
Strömungsgeschwindigkeiten im Gießkanal des oberen Bereichs des Drehverschlusses
einen starken Unterdruck erzeugen, der dazu führt, daß Luft aus der Umgebung durch das
poröse Feuerfestmaterial hindurch angesaugt wird und mit der Schmelze in Kontakt tritt. Das
wiederum ruft vielfach unzulässige Oxidbildungen in der Schmelze hervor. Um dies zu
verhindern, ist es bekannt, den Drehverschluß mit einem Schutzgasschleier abzuschirmen.
Wegen der damit verbundenen Kosten ist dies jedoch nachteilig.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehverschluß der gattungsgemäßen Art dahingehend
weiterzubilden, daß der Zutritt von mit der Schmelze reagierenden Gasen mit möglichst
geringem Aufwand zuverlässig verhindert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1.
Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben. Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier
Ausführungsbeispiele mit Hinweis auf die nachfolgenden Zeichnungen näher beschrieben.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt eines Drehverschlusses für ein Zwischengefäß einer
Stranggießanlage für runde oder quadratische Querschnitte,
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt eines Drehverschlusses für ein Zwischengefäß einer
Stranggießanlage für rechteckige Kokillenquerschnitte.
Der Drehverschluß gemäß Fig. 1 weist einen Auslaufstein 1 und ein damit
korrespondierendes Ausgußteil 2 auf, die beide aus üblichem Feuerfestmaterial gebildet sein
können und koaxial untereinander angeordnet sind. An den einander zugewandten
Stirnseiten sind eine obere Verschlußplatte 3 bzw. eine untere Verschlußplatte 4 koaxial zur
Drehachse des Drehverschlusses eingesetzt, die sich im Bereich ihrer planen Dichtflächen
17 berühren. Die Verschlußplatten 3, 4 sind nicht aus gewöhnlichem Feuerfestmaterial,
sondern beispielsweise aus einem hochfesten Feuerfestmaterial mit einer Härte von
mindestens 2000 HV gebildet. Wesentlich ist, daß dieses Material im Hinblick auf die in
Abhängigkeit von der Metallschmelze zu erwartende Einsatztemperatur nicht nur
ausreichend temperaturstabil ist, sondern auch eine hohe Abriebfestigkeit aufweist. Das
Ausgußteil 2 ist in diesem Fall zusammen mit der unteren Verschlußplatte 4 gegenüber dem
feststehenden Auslaufstein 1 und dessen oberer Verschlußplatte 3 drehbar. In der gezeigten
Stellung kann die Schmelze aus dem nicht dargestellten metallurgischen Gefäß durch die
beiden vertikal nach unten verlaufenden Gießkanäle 7, 8 durch die fluchtenden
Durchtrittsöffnungen 9a, 9b und 10a, 10b in den Verschlußplatten 3, 4 und durch den
Gießkanal 6 des Ausgußteils 2 beispielsweise in eine nicht dargestellte Kokille auslaufen.
Um eine gute Gasdichtigkeit zu erzielen, ist die Dichtfläche 17 an den beiden
Verschlußplatten 3, 4 jeweils glatt geschliffen. Außerdem ist mindestens in einer der beiden
Verschlußplatten 3, 4 eine ringförmige Dichtung 5 aus einem unter den jeweiligen
Einsatzbedingungen temperaturstabilen (bis zur Schmelzentemperatur) und elastisch
verformbaren Dichtungsmaterial (für Stahlschmelzen beispielsweise aus Graphit)
angeordnet. Ebenfalls positiv auf die Dichtigkeit wirkt sich die Tatsache aus, daß im
Auslaufstein 1 nicht wie im Stand der Technik nur ein einziger, sondern zwei Gießkanäle 7, 8
angeordnet sind, die sich diametral gegenüberliegen und parallel zueinander verlaufen.
Hierdurch kommt es zu einer wesentlich besseren Wärmeverteilung im Auslaufstein 1 und
seiner Verschlußplatte 3, die das Problem der Undichtigkeit infolge unterschiedlicher
thermischer Dehnungen drastisch reduziert. Weitere Verbesserungen in dieser Hinsicht
können durch zusätzliche Gießkanäle (z. B. insgesamt 3) erzielt werden, wobei die
Gießkanäle gleichmäßig über den Querschnitt des Auslaufsteins angeordnet werden sollten.
Durch die Ringdichtung 5 kann vielfach aber auch bereits bei einem einzigen Gießkanal eine
ausreichende Dichtigkeit gewährleistet werden. Selbstverständlich können auch mehrere
konzentrische Ringdichtungen vorgesehen sein.
Die Abschirmung der Schmelze vor dem Zutritt von Sauerstoff wird noch durch einen
weiteren Umstand verbessert. Dieser ist in der Dimensionierung der Gießkanäle 7, 8 in
Relation zum Gießkanal 6 zu sehen. Die Querschnittsfläche A der Gießkanäle 7, 8 im
Auslaufstein 1 sollte in der Summe größer gewählt werden als die Querschnittsfläche B des
Gießkanals 6 im unteren Ausgußteil. Hierdurch wird im oberen Teil des Drehverschlusses
eine im Vergleich zur Ausführung gemäß DE 42 31 692 C1 deutlich geringere
Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze und somit ein entsprechend verminderter
Unterdruck erzeugt, der zu einer Verringerung der Ansaugwirkung für die Umgebungslust
führt.
Der in Fig. 1 dargestellte Drehverschluß schirmt den Schmelzenfluß so gut vor dem Zutritt
oxidierender Gase ab, daß eine Anwendung eines Inertgasschleiers völlig überflüssig ist.
Dies vermindert die Betriebskosten beträchtlich. Hinzu kommt die günstige Herstellbarkeit
des Auslaufsteins 1, da die Gießkanäle vertikal, d. h. achsparallel zur Drehachse angeordnet
werden können. Die beiden Verschlußplatten 3, 4 sind weitgehend formgleich herstellbar
und unterscheiden sich lediglich durch die Aufnahmenut für die Ringdichtung 5. Neben
seiner zuverlässigen Funktion zeichnet sich der erfindungsgemäße Drehverschluß durch
eine vergleichsweise lange Lebensdauer aus. Außerdem hat er den Vorteil, daß er nur sehr
wenig Bauraum erfordert.
Im Unterschied zur Ausführung des Drehverschlusses gemäß Fig. 1 ist der Drehverschluß in
Fig. 2 für die Anwendung bei rechteckigen Kokillenquerschnitten (z. B. bei einer
Brammenstranggießanlage) vorgesehen. Der Grundaufbau und die Funktionsweise stimmen
weitgehend mit derjenigen in Fig. 1 überein, so daß entsprechend gleiche Bezugszeichen
verwendet wurden, die nicht erneut erläutert werden müssen. Im einzelnen wird daher
hauptsächlich nur auf die Unterschiede eingegangen.
Das Ausgußteil 2 ist in seinem unteren Teil anders geformt und weist anstelle einer
koaxialen stirnseiten Austrittsöffnung zwei seitliche Austrittsöffnungen 6a, 6b auf, die im
Einsatzfall in Breitenrichtung des Brammenformats weisen. Diese Stellung sollte bei
Betätigen des Drehverschlusses nicht verändert werden. Aus diesem Grunde wurde die
Funktion der unteren Verschlußplatte 4 aus Fig 1 aufgeteilt auf die untere Verschlußplatte 4a
und die Zwischenplatte 11, die vorzugsweise auch aus hochfestem und abriebfestem
Feuerfestmaterial gebildet ist und die Verschlußfunktion übernimmt, während die
Verschlußplatte 4a die Dichtfunktion zum Ausgußteil 2 hin ausübt. Bei dieser Ausführung
sind die Berührflächen zwischen den Bauteilen 3, 4a und 11 plan geschliffen und auf beiden
Seiten der Zwischenplatte 11 Anordnungen von Ringdichtungen 5 vorgesehen. Die mit den
Gießkanälen 7, 8 korrespondierenden Durchtrittsöffnungen der Zwischenplatte 11 sind mit
12a, 12b bezeichnet. Die Aufnahmenuten für die Ringdichtungen 5 können im Unterschied
zur Darstellung in Fig. 2 auch beide in der Zwischenplatte 11 vorgesehen sein, so daß eine
völlig baugleiche Ausführung für die Verschlußplatten 3, 4a möglich wäre. Anstelle der
beiden Durchtrittsöffnungen 10a, 10b könnte in der unteren Verschlußplatte 4a auch eine
große zentrale Öffnung vorgesehen werden, die mindestens die in Fig. 1 gezeigten
Durchtrittsöffnungen 10a, 10b vollständig erfassen, so daß sich eine besonders einfach
herstellbare, insgesamt etwa ringförmige Gestaltung der Verschlußplatte 4a ergeben würde.
Dies ist möglich, da dieses Bauteil nicht mehr die Funktion der Regulierung der
Durchflußmenge hat.
Diese Gestaltung des Drehverschlusses ermöglicht es, das Ausgußteil 2 ebenso drehfest zu
halten wie den Auslaufstein 1, da die Verschließwirkung allein durch Drehen der
Zwischenplatte 11 bewirkt wird. Diese wird von unten durch einen als Zahnrad ausgebildeten
Drehkörper 13 gehalten und angetrieben. Der Drehkörper 13 bildet mit einem Antriebsritzel
14 (vorzugsweise 45°-verzahnter Zahnantrieb) das Getriebe zur Betätigung des
Drehverschlusses. Zur Begrenzung der Erwärmung dieses Getriebes sind Kühlnuten 16
vorgesehen, die eine wirksame Kühlung des Getriebes durch Hindurchleitung eines
Kühlmediums gestatten. Das Ausgußteil 2 mit der unteren Verschlußplatte 4a wird durch ein
auf Basis von beispielsweise Tellerfedern mechanisch oder auch pneumatisch betätigtes
Andrucksystem 15 nach oben auf den Dichtsitz gepreßt.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Drehverschlusses empfiehlt es sich, im geöffneten
Zustand ständig eine oszillierende Drehbewegung um die jeweils gewünschte Offenstellung
herum aufrechtzuerhalten, um die Ankristallisation von Schmelze im Bereich der
Durchtrittsöffnungen der unteren und der oberen Verschlußplatte b:zw. der Zwischenplatte zu
minimieren.
Claims (14)
1. Drehverschluß für die Auslauföffnung im Boden eines metallurgischen Gefäßes,
bestehend aus einem im Gefäßboden angeordneten Auslaufstein und einem Ausgußteil,
wobei Gießkanäle vorgesehen sind, deren Öffnungen in einer bestimmten Drehstellung
fluchten, dadurch gekennzeichnet, daß
an den zueinander zugewandten Stirnseiten des Auslaufsteins (1) und des Ausgußteils (2)
an dem Auslaufstein (1) eine obere Verschlußplatte (3) bzw. an dem Ausgußteil (2) eine
untere Verschlußplatte (4) vorgesehen sind, und wobei die obere Verschlußplatte (3) mit
mindestens zwei Durchtrittsöffnungen für mindestens zwei zur Drehachse parallel
verlaufende Gießkanäle (7, 8) im Auslaufstein (1) und die untere Verschlußplatte (4) mit
mindestens einer Durchtrittsöffnung für mindestens einen Gießkanal (6) im Ausgußteil
versehen sind.
2. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Querschnittsfläche (A) der Gießkanäle (7, 8) im Auslaufstein (1) in der Summe größer ist
als die Querschnittsfläche (B) des Gießkanals (6) im Ausgußteil (2).
3. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die beiden Verschlußplatten (3, 4) mit planen Oberflächen (17) dichtend berühren und in
mindestens einer der beiden Verschlußplatten (3, 4) eine oder mehrere ringförmige
Dichtungen (5) senkrecht zur Drehachse in Umfangsnähe vorgesehen sind.
4. Drehverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgußteil (2) zusammen mit der unteren Verschlußplatte (4) gegenüber dem
feststehenden Auslaufstein (1) und der oberen Verschlußplatte (3) drehbar ist.
5. Drehverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Verschlußplatten (3, 4) zur Übernahme der Verschlußfunktion eine drehbare
Zwischenplatte (11) mit mindestens zwei Durchtrittsöffnungen vorgesehen ist und wobei das
Ausgußteil (2) drehfest ist.
6. Drehverschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das drehfeste Ausgußteil (2) mit der unteren Verschlußplatte (4) durch ein Andrucksystem
(15) gegen die Zwischenplatte (11) und die Verschlußplatte (3) auf Dichtsitz preßbar ist.
7. Drehverschluß nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenplatte (11) aus hochfestem und abriebfestem Feuerfestmaterial gefertigt ist.
8. Drehverschluß nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
auf beiden Seiten der Zwischenplatte (11) Ringdichtungen (5) vorgesehen sind.
9. Drehverschluß nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenplatte (11) auf der Seite des Ausgußteils (2) durch einen als Zahnrad
ausgebildeten Drehkörper (13) gehalten wird und antreibbar ist.
10. Drehverschluß nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Begrenzung der Erwärmung des Drehkörpers (13) Kühlnuten (16) vorgesehen sind.
11. Drehverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Dichtungsring (5) aus einem unter den jeweiligen Einsatzbedingungen
temperaturstabilen und elastisch verformbaren Dichtungsmaterial besteht.
12. Drehverschluß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dichtungsring (5) aus Graphit besteht.
13. Drehverschluß nach Anschluß 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der
Auslaufstein (1) als auch das Ausgußteil (2) aus üblichem Feuerfestmaterial gefertigt sind.
14. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatten
(3, 4) aus einem hochfesten Feuerfestmaterial mit einer Härte von mindestens 2000 HV
gefertigt sind.
Priority Applications (6)
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DE19525917A DE19525917A1 (de) | 1994-07-22 | 1995-07-04 | Drehverschluß für ein metallurgisches Gefäß |
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DE (1) | DE19525917A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AT390579B (de) * | 1984-06-22 | 1990-05-25 | Metacon Ag | Feuerfestes plattenpaar fuer schwenk- bzw. drehbewegliche schieberverschluesse |
DE4231692C1 (de) * | 1992-09-22 | 1994-03-24 | Dolomitwerke Gmbh | Drehverschluß für metallurgische Gefäße |
-
1995
- 1995-07-04 DE DE19525917A patent/DE19525917A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR960003858A (ko) | 1996-02-23 |
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