DE2059908C3 - Übergangsdichtung zwischen zwei flüssiges Metall führenden Kanalelementen - Google Patents

Description

3. Übergangsdichiung nach Anspruch 1 und 2, schnitte mit einem wärmeisolierenden Material ausdadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten gefüllt und in den Flanschen einander gegenüber an-(20; 21) je eine Kühlrippe (31) umfassen. 30 geordnet sind.

4. Übergangsdichtung nach einem der vorher- Die vorgeschlagene Dichtung eignet sich offengehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, sichtlich auch für bei sehr hohem Druck und sehr hodaß zum Schutz gegen Oxydation wenigstens eine hen Temperaturen durchströmende hochaggressive Abdeckung (50; 51) aus rostfreiem Stahl oder Metalle. Im übrigen kann die Verspannung, da unNickel auf jedem der Kanalelemente (14; 15) an- 35 gleichförmige Unregelmäßigkeiten an den Kontaktgeordnet ist. flächen der Kanalelemente nicht mehr auftreten, zufriedenstellen, was sich wiederum in sehr geringen

Verlusten an flüssigem Metall ausdrückt.

Die Schaffung einer Zone begrenzten Überdrucks 40 ermöglicht es, an ihrem Ort die Zusammenquetschung der keramischen Fasern der Dichtung herbei-

Die Erfindung betrifft eine Übergangsdichtung zuführen. Der hieraus resultierende erhöhte Kontaktzwischen zwei flüssiges Metall führenden Kinalele- druck sorgt für eine stark verbesserte Abdichtung gementen aus zwei eingespannten Ringen aus feuerfe- genüber dem im Kanal geführten flüssigen Metall, sten Materialien von einem Querschnitt im wesentli- 45 Die Dichtung in Zuordnung zu den mit dem Toruschen gleich dem der Flansche der Kanalelemente körper verbundenen Rippen führt dazu, daß jeder (britische Patentschrift 1 155 427). Es handelt sich noch so geringe eventuelle Verlust an flüssigem Medort um eine Asbestdichtung an der Stirnseite eines tall plastisch wird bzw. erstarrt und daß jede VerKanals aus Keramik für flüssige Metalle. Die Dich- brennung oder Oxydation der Kanäle vermieden tung befindet sich hierbei zwischen dem Flansch am 50 wird, wenn Iff-⁴· ■? aus einem Material hergestellt Ende des Gießrohres und einem korrespondierenden sind, das eine .. - > Affinität gegenüber Sauerstoff Flansch einer aufgesetzten Gießform, welche Teile aufweist.

eines Kanalsystems sind, durch das schmelzflüssiges Darüber hinar. · erhöhen die geschaffenen ÜberMetall unter Druck hindurchfließt. Hierbei sind die druckzonen im wesentlichen die Länge des Laufwegs Kanalelemente mit einem feuerfesten Mörtel hinter- 55 des flüssigen Metalls vom Kanal nach außen, was gössen. Ein mit der Stirnfläche des Flansches bündi- wiederum dazu beiträgt, ein schnelles Erstarren des ger Metallnng ruht in der Mörtelmasse. Gegen Ring Metalls herbeizuführen.

und Flanschstirnfläche ist eine Asbestdichtung ge- Im übrigen läßt sich erfindungsgemäß eine beson-

legt. . ders einfache Konstruktion erreichen, was das gege-

Für hochkorrosive Metalle, die zudem unter hohen 60 benenfalls notwendig werdende Auswechseln zusätz-Drücken durchströmen, dürfte die bekannte Kon- lieh erleichtert.

struktion nicht ausreichend abdichten bzw. nicht zu Vorzugsweise ist der mit seiner Rippe versehene

einer ausreichend schnellen Erstarrung des in die Toruskörper mit zwei Manschetten thermisch ver-Dichtungsräume eingedrungenen Metalls führen. bunden, die in Kontakt mit den Flanschen angeord-

Andererseits ist ein Verfahren zum Abdichten der 65 net sind.

Stoßfugen zwischen den einzelnen Steinen von Ka- Vorteilhaft umfassen die Manschetten je eine

nalsträngen für Gießereizwecke bekanntgeworden Kühlrippe,
(deutsche Patentschrift 540 021), bei dem in die Zweckmäßig kann zum Schutz gegen Oxydation

if

wenigstens eine Abdeckung aus rostfreiem Stahl oder Sd auf jedem der Kanalelemente angeordnet sein. ™ Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung Ilen nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert «erden, »n denen

pjg.1 eine Anschlußdichtung nach einer ersten Ansffihrungsform der Erfindung zeigt,

Pig.2 zeigt eine Variante zur ersten Ausführungsfonn der Erfindung,

pig 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, ,, .

ρ ig. 4 stellt eine erste Variante zur zweiten Ausjigmi^sfonn der Erfindung dar,

ρ ig. 5 zeigt eine zweite Variante zur zweiten Ausfgjirungsform der Erfindung und

Fig.6 eine dritte Variante zur zweiten Ausführongsform der Erfindung.

Nach Fig. 1 umfaßt eine verbesserte Anschlußdichtung »«^h einer ersten Ausführungsform im wesentlichen zwei Ringe 10 und 11 aus feuerfesten Fasern, beispielsweise keramischen Fasern, die zwischen den Flanschen 12 und 13 der KanaleJemente 14 und 15 angeordnet sind und deren Anschluß bzw. deren Verbindung vorgenommen werden soll. Diese Elemente 14 und 15 mit der gemeinsamen Achse XX' können aus einem Material mit einer großen Affinität gegenüber Sauerstoff, insbesondere aus Graphit, hergestellt werden. Zwischen den Ringen 10 und 11 ordnet man einen Toruskörper 16, der fest mit einer Kühlrippe 17 verbunden ist, an, wobei diese Organe aus einem Metall hergestellt sind, welches vorzugsweise eine erhöhte thermisch"; Leitfähigkeit ausweist.

Im übrigen sind zwei Manschetten 20, 21 in Kontakt mit den Flanschen 12 bzw. 13 angeordnet oder auf diese gesteckt, wobei die Manschetten einerseits thermisch mit der Rippe 17 verbunden sind und andererseits Kühlrippen 30 und 31 tragen.

Im übrigen umfassen die Flansche 12 und 13 jeweils einen Ringeinschnitt — mit 40 bzw. 41 bezeichnet — die einander gegenüber angeordnet sind. Solche Einschnitte sind mit einem Material 42 mit sehr guten Wärmeisolierungseigenschaften ausgestattet, das beispielsweise aus feuerfesten Fasern hergestellt ist. Der Innendurchmesser der obengenannten Einschnitte sowie ihr Außendurchmesser und ihre Tiefe werden, insbesondere auf Grund von wärmetechniscben Überlegungen, vorbestimmt, derart, daß die Temperatur der äußeren Teile 43 und 44 der Flansche 12 und 13 sehr viel kleiner als die Schmelztemperatur des flüssigen, im Kanal geführten Metalls bleibt.

Nimmt man die Verspannung der Kanalelemente 14 und 15 vor, so erfolgt ein Zubammenquetschen der Keramikfasern in Höhe des Toruskörpers 16, derart, daß eine stark erhöhte Verspannung örtlich auf diese Weise geschaffen wird.

Man sieht also, daß das gesamte flüssige Metall, das gegebenenfalls zwischen den Ringen 10 und nach außen geführt wird, progressiv gekühlt und dann wegen Rippe 17 und Ausbuchtung 16 plastisch wird, zumal diese mit den Manschetten 20 und und den Rippen 30 und 31 zusammenwirken. So wird auch jede Infiltration von Metall zwischen den Ringen 10 und 11 und den Flanschen 12 und 13 plastifiziert, wenn das Metall die Außenteile 43 und der Flansche 12 und 13 erreicht. Jedes Entweichen wird auf Grund dieser Tatsache unterbrochen.

Für den Fall im übrigen, daß der Kanal aus Graphit besteht, sieht man, daß dessen Oxydation durch Luft sehr gering auf Grund des Absinkens der Temperatur der Außenfläche wird. Solche Kanäle weisen also eine stark erhöhte Lebensdauer auf.

Nach Fig.2 umfaßt eine Variante zur Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung die vorher mit Bezug auf Fi g. 1 beschriebenen Elemente und Organe, zusätzlich hat man jedoch auf den Kanalelementen 14 und 15 sowie auf den Endschultern der Flansche 12 und 13 Abdeckungen 50 und 51 angeordnet, die aus einem korrosionsbeständigen Metall, beispielsweise Nickel oder rostfreiem Stahl gebildet wird. Die Abdeckungen sind mit den Manschetten 20 und 21 über metallische dichte Faltenübergänge 52 bzw. 53 verbunden, wobei es Ziel dieser Übergänge ist, das freie Spiel der Ausdehnung zu ermöglichen. Vorteilhaft sind die Oberflächen der verschiedenen Organe, die in Kontakt mit dem Kanal sich befinden, mit Bornitrid überdeckt, um einen Schutz gegen Aggressivität der flüssigen Metalle sicherzustellen, die gegebenenfalls mit ihnen in Kontakt kommen können.

Eine solche Variante sorgt für eine größere Sicherheit des Kanals gegen die Oxydation, wenn letzterer aus Graphit besteht.

Nach F i g. 3 umfaßt eine Dichtung nach der Erfindung im wesen'lichen zwei Ringe 10 und 11 aus Keramikfasern, die /wischen den Endflanschen 12 und 13 der Kanalisationselemente 14 und 15 angeordnet sind, deren Verbindung vorgenommen werden soll. Diese Elemente 14 und 15 mit der gemeinsamen Achse XX' sind aus einem feuerfesten Material hergestellt, das insbesondere eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen kann.

Zwischen den Ringen 10 und 11 ist wieder ein Toruskörper 16 angeordnet, der fest mit einer Kühlrippe 17 verbunden ist, wobei solche Organe aus einem Metall hergestellt sind, welches vorzugsweise eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Beim Verspannen der Kanalelemente 14 und 15 ergibt sich in Höhe des Toruskörpers 16 eine erhebliche gesteigerte örtliche Verspannkraft. Die Oberflächen der Ringe 10 und 11 schließen sich unterhalb des Toruskörpers 16 längs einer mit 18 in dieser Figur bezeichneten Linie.

Man erkennt, daß jede Führung des flüssigen Metalls nach außen auf Grund der so erzeugten starken Verspannung vermindert wird. In dem Fall jedoch, daß gewisse Mengen flüssigen Metalls doch den Toruskörper 16 erreichen, wird dieser spontan beim Kontakt elastisch, wodurch so eine verfestigte erstarrte Abdichtung geschaffen wird, die sich auf diese Weise jedem späteren Ausfluß widersetzt. In gleicher Weise wie vorher wird sämtliches flüssiges gegebenenfalls längs eines der Flansche wandernde Metall allmählich plastisch bzw. erstarrt.

Für den Fall, daß das im Kanal geführte flüssige Metall besonders hervorstechende aggressive Eigenschäften aufweist, kann die Korrosion des Teils vermieden werden, indem man es mit einem antikorrosiven Produkt, beispielsweise Bornitrid überstreicht.

Nach F i g. 4 umfaßt eine Dichtung nach einer er-65 sten Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung die vorher mit Bezug auf F i g. 3 beschriebenen Elemente; darüber hinaus jedoch noch zwei Manschetten 20 und 21, die in Kontakt mit den

Flanschen 12 bzw. 13 angeordnet bzw. auf diese aufgesetzt oder aufgesteckt sind. Diese Manschetten sind thermisch mit der Rippe 17 verbunden. Eine sehr rasche Verfestigung oder Plastifizierung des Metalls im Falle eines Entweichens wird sichergestellt.

Nach F i g. 5 umfaßt eine Dichtung nach einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung die vorher mit Bezug auf F i g. 4 beschriebenen Elemente, darüber hinaus jedoch sind zwei Rippen 30 und 31 den Manschetten 20 bzw. 21 zugeordnet worden. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, eine noch weiter erhöhte Schnelligkeit beim Plastifizieren des Metalls zu erreichen.

Nach F i g. 6 umfaßt eine Dichtung, entsprechend einer dritten Variante zur zweiten Ausführungsform der Erfindung, die vorher mit Bezug auf F i g. 5 beschriebenen Elemente, darüber hinaus jedoch noch einen zweiten Toruskörper 49, der mit dem Toruskörper 16 verbunden ist. Es ergibt sich eine besonders erhöhte Zuverlässigkeit.

In dem Fall nämlich, wo der Toruskörper 49 aufhört, seine Funktion aus irgendeinem Grunde zu erfüllen, sorgt der Toruskörper 16 allein für die Abdichtung der Dichtung und umgekehrt.

Es soll im übrigen darauf hingewiesen werden, daß die bei den verschiedenen mit Bezug auf Fig.4,5 und 6 beschriebenen Varianten genannten Kanalelemente aus irgendeinem feuerfesten Material ohne Diskriminierung insbesondere der Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Stoßfugen gelochte Metallscheren eingelegt werden. Patentansprüche: Sinn und Zweck dieses Einlegens von Metallscheiben in die Stoßfugen ist, in der Stoßfuge eine erhöhte

1. Übergangsdichtung zwischen zwei flüssiges Wärmeleitfähigkeit der Metallplatte und damit eine Metall führenden Kanalelementen aus zwei ein- 5 sofortige Erstarrung des in die Stoßfuge eindringengespannten Ringen aus feuerfesten Materialien den Gießgutes zu erreichen, das dann selbst deren von einem Querschnitt im wesentlichen gleich Abdichtung bewirkt. Eine solche Maßnahme eignet dem der Flansche der Kanalelemente, ge- sich bestenfalls für druckloses Gießen bei relaüv niekennzeichnet durch einen metallischen drigen Temperaturen für Metalle, die wenig aggressiv Toruskörper (16) zwischen den beiden Ringen io sind.

(10; 11) aus feuerfestem Material, der durch eine Auch eine Kombination dieser bekannten Maßnach außen reichende Kühlrippe (17) verlängert nahmen reicht nicht aus, das der Erfindung zugrunist; und durch wenigstens zwei ringförmige Ein- deliegende Problem einer Übergangsdichtung zwischnitte (40; 41) zwischen dem in Kontakt mit sehen zwei Kanälen für flüssige, gegebenenfalls stark dem flüssigen Metall stehenden Innenteil (45; 46) 15 reaktionsfähige Metalle mit hohem Schmelzpunk;, jedes Flansches (12; 13) und dem Kontakt mit wie flüssiges Aluminium zu schaffen, wobei eine ausder Atmosphäre kommenden Außenteil (43; 44) reichende Verspannung zwischen zwei aneinander jedes Flansche (12; 13), wobei diese Einschnitte anstoßenden Kanalekmenten gewährleistet sein muß. mit einem wärmeisolierenden Material (42) aus- Erreicht wird dies bei einer Anschlußdichtung der

gefüllt und in den Flanschen einander gegenüber 10 eingangs genannten Art durch einen metallischen Toangeordnet sind. ruskörper zwischen den Ringen aus feuerfestem Ma-

2. Übergangsdichtung nach Anspruch 1, da- terial, der durch eine nach außen reichende Kühldurch gekennzeichnet, daß der mit seiner Rippe rippe verlängert ist; und durch wenigstens zwei ring-(17) versehene Toruskörper (16) mit zwei Man- förmige Einschnitte zwischen dem in Kontakt mit scherten (20; 21) thermisch verbunden ist, die in 25 dem flüssigen Metall stehenden Innenteil jedes Flan-Kontakt mit den Flanschen (12; 13) angeordnet sches und dem in Kontakt mit der Atmosphäre komsind. menden Außenteil jedes Flansches, wobei diese Ein-