DE2102059A1 - Schieberverschluß für flüssige Schmelze enthaltende Behälter, insbesondere Gießpfannen - Google Patents

Description

m/p-Rfd/Sclm.

DIDISR- W ERKE AG 62 tfioebaden, Lessingstr. 16

Schioberverschluß für flüssige Schmelze enthaltende Behälter, insbesondere Gießpfannen

Die Erfindung besieht sich auf einen Schieberversehluß für mit einer Aus goß öffnung vei'sehene, flüssige Schneise enthaltende Behälter, wie er zur Regulierung Λβτ Ausflußmenge und zum Verschließen der Ausgußöffnung in der metallurgischen Industrie, ins "besondere "bei Gießpfannen, verwendet wird und "betrifft die Anordnung von feuerfester Bodenplatte und Schieberplatte am Behälterboden "bew, im Schieberverschlußgehäuse.

Es sind Schieborverschlüsse bekannt, deren metallisches Gehäuse fest am Hantel der Gießpfanne im Bereich der AusguEöffnung angebracht ist und eine in einem linear- oder drehbeweglich geführten metallischen Tragkörper eingemörtelte feuerfeste Schieberplatte mit Ausguß trägt, welche dichtend und gleitend gegen die TTntcrfläche einer Bodenplatte geführt ist, die ebenfalls im Schiobergehäuse eingemörtelt ist, derart, daß sie auch mit der feuerfesten Auskleidung der Gießpfanne durch den Mörtel fest verbunden ist. Die bewegliche feuerfeste Schieberplatte wird hierbei meist mit Hilfe eines Schiebergehäusedeckels, der gegenüber dem Schiebergehäuse verspannbar ist, ßegen die Bodenplatte angedrückt, εο daß avischen beiden eine zwar dichte, dennoch eine Verschiebung der Schioberplatte zulassende Anlage gewährleistet ist.

Dio feuerfesten Teile solcher Schieberverschluss^ sind einer hohen Boannpruchung durch thermische, chemische und erosive Einwirkungen dor rasch durchfließenden flüssigen Schmelze ausgesetzt und unterliegen daher einem gewissen Verschleiß, der eino regelmäßige Auswechslung dieser Teile notwendig macht. Der Zeitaufwand hierfür muß einerseits wegon der Bereitstellung der zun Teil mehrere hundert Tonnen flüssige Schmelze fassenden Gießpfannen möglichst gering gehalten werdon, or muß abor andererseits dc nunroiehond bomoeson sein, daß der Einbau dieser Teile, vor alloa dor Uodon- und Schieberplatte, mit der aus Sichorhoitogründen orforderIichon

— 1? —

209832/0290 BAD original

— Ρ —

Sorgfalt und Genauigkeit, besonders hinsichtlich Einbettung dieser !'eile und Vermörtelung der· Pugon, vorgenommen werden kann. In der Praxis werden daher allerlei Hilfsmittel, wie Einbauvorrichtungen, fertige Mörtel usw. benutzt, um diese Eolation zwischen verfügbarem und notwendigem Zeitaufwand für den Einhau der feuerfesten Schieherteile günstig zu "beeinflussen. Durch weitgehende Rationalisierung der einzelnen Arbeitsgänge ist jedoch inzwischen ein solch hoher Grad an Perfektion erreicht, der weitere "bedeutsame Arbeitszeitverkürzungen "beim Einmörteln der feuerfesten Schieberteile nahezu unmöglich macht; Hier setzt die Erfindung ein.

Sie stellt sich die Aufgabe, die relativ zeitaufwendige und nicht sehr saubere Mörtelarbeit beim Einbau feuerfester Schieberteile in Schieberverschlüsse durch eine andere Methode zu ersetzen, mit dem Ziel einer Einbauzeitverkürzung bei mindestens gleicher in der Regel jedoch größerer Genauigkeit und Güte des Einbaues dieser Teile.

Durch die Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Schieberverschluß der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß Bodenplatte und Schieberplatte mit Ausguß mörtelfrei mit je einer feuerfesten elastischen Dichtung, insbesondere einem feuerfesten keramischen Paserfilz, z.B. aus Chrom-Aluminiumsilikat, am Behälterboden bzw. im Tragkörper bzw. Bodenstein befestigt sind. Vorteilhaft kann hierbei die feuerfeste elastische Dichtung jeweils als der Auflagerfläche von Boden- und Schieberplatte geometrisch angepaßte, wahlweise in den Abmessungen auch größer gehaltene Scheibe mit Durchfluß öffnung ausgebildet sein, so daß beim Einbau jeweils die Auflagerfläche von Boden- bzw. Schieberplatte an den Rändern von der Scheibe umgriffen wird. Die Bodenplatte und Schieberplatte beim Einbau vorzugsweise umgreifenden Ränder der feuerfesten elastischen Dichtung können dabei mit weiterem Vorteil in entsprechende der Form jeweils von Boden- und Schieberplatte angepaßte Ausnehmungen des Schieberplattengehäuses bzw. Tragkörpers unter Flächenpressung eingedrückt werden, wodurch Boden- und Schieberplatte sicher gehalten sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann bei einem Schieberverschluß, an dessen Schieberplatte sich nach unten ein feuerfester Ausguß anschließt, auch zwischen Ausguß und Tragkörper bzw. Pfannonausguß (Einlaufhülse) und Bodenstein eine der Außenform dos Ausgusses angepaßte Manschette aus

209832/0290

feuerfestem elastischem Material, z.B. keramischem Faserfilz, angeordnet sein.

Der "besonder© Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung "besteht darin, daß die feuerfesten Teile eines SchieberverSchlusses, Bodenplatte, Schieberplatte mit ggf. Ausguß sowie ggf. der Pfannenausguß (Einlaufhülse) ohne Verwendung von Mörtel, also trocken in ihre entsprechenden Gehäuse- und Tragteile eingesetzt werden-können, wobei eine leichte Flächenpressung der anstelle von Mörtel verwendeten, insbesondere feuerfesten Faserfilze einen genauen Sitz und sicheren Halt dieser Schiebortoile gewährleisten. Durch den mörteliosen Einbau der feuerfesten Schieborteile kann der Einbau in kürzerer Zeit erfolgen, und es entfällt zusätzlich die beim Mörteln notwendige Abbindezeit. Außerdem wird die gesamte Einbauarbeit für die M Monteure sauberer und erleichtert. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß Bodenplatte und Schieberplatte an ihren Verbindungsstellen zur Einlaufhülse (Pfannenausguß) bzw. Ausguß nicht mehr als Labyrinthdichtung mit Hut und Feder ausgerüstet sein müssen. Dadurch ergibt sich eine vereinfachte und billigere Herstellung von Einlaufhülse, Bodenplatte, Schieberplatte und Ausguß. Ungeachtet dessen, können natürlich Hut und Feder als Verbindung dieser feuerfesten Teile beibehalten bleiben. In diesem Fall empfiehlt es sich jedoch, die feuerfesten elastischen Dichtungssoheiben nur jeweils bis an den Beginn von Hut und Feder zwischen Einlaufhülse und Bodenplatte bzw. Schieberplatte und Ausgußhülse heranzuführen und die Abstände jeweils innerhalb Hut und Feder so zu bemessen, daß Hut und Feder knirsch ineinandergreifen. Dadurch wird eine zusätzliche Abdichtung ^

erzielt. . ^

Wird beim Gießen mit dem Schieberverschluß häufig in gedrosselter Stellung oder mit Unterbrechungen (Schließen der Schieberplatte) gegossen, z.B. beim Stranggießen, ist es vorteilhaft, die feuerfesten Faserfilzsoheiben vor Einbau mit einem feuerfesten Kleber, z.B. einem feinkörnigen feuerfesten Sohamotte-Cyanit-Schlicker, zu tränken. Dadurch erhält der Faser— filz eine homogenere Struktur, und die dem Angriff der durchfließenden Schmelze im Durchflußkanal von Boden- und Schieberplatte unmittelbar auegosetzten ringförmigen Faserscheibenränder sind genügend korrosionsfest.

Als feuerfester Faserfilz hat sich im Temperaturbereich flüssiger Schmelze bis 1620° oine aus etwa 47,8 $ Al₃O₃ und 52,2 # SiO₃ bestehende koramischo

209832/0290 ~⁴~

ORIGINAL INSPECTED

Paser gut bewährt. Bei höheren Schmelztemperaturen, etwa bis 15OO C im Bereich der Behälterausflußöffnung, kann vorteilhaft ein aus etwa 54>5 i> SiCL, 42,3 i° AIpO, und 3,2 i« Cr_0, keramischen Faserteilen bestehender feuerfester keramischer Faserfilz vorgesehen werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen dargestellt und anschließend näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 den unteren Teil einer Gießpfanne mit SchieberverSchluß in teilweiser Darstellung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine feuerfeste keramische Faserfilzscheibe für die Schieberplatte in Draufsicht und

Fig. 3 eine feuerfeste keramische Faserfilzmanschette für den Ausguß in perspektivischer Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Schieberverschluß wird am Metallmantel 1 eines Behälters für flüssige Schmelze, insbesondere einer Gießpfanne, angebracht, von der ein Teil der feuerfesten Auskleidung 2 im Bereich des Pfannenbodens und der Auslaßöffnung mit darin eingesetztem feuerfestem Boden-Btein 3 und einer wiederum darin eingemörtelten feuerfesten Einlaufhülse gezeigt ist. Der Schieberverschluß selbst gliedert sich zunächst in ein em Pfannenmantel 1 fest angebrachtes rahmenförmiges gußeisernes Gehäuse 5 mit einem Deckel 6, welcher durch sechs Bolzenschraubon 7 über Tellerfedern 8 mittels Muttern 9 (sämtlich nur teilweise dargestellt) gegen das Gehäuse feststellbar ist.

Das Schiebergehäuse 5 enthält ale funktionswesentliche Elemente des SohieberverSchlusses eine gegen den Pfannenboden abgestützte feuerfeste Bodenplatte 10 und eine mit dieser als Verschluß zusammenwirkende feuerfeste Schieberplatte 11 mit feuerfester Ausgußhülse 12, sämtlich mit einer Durchflußöffnung für die Schmelze versehen. Während die Bodenplatte mit Hilfe einer ihre pfannenseitigo Fläche bedeckenden Scheibe 13 aus feuerfester keramischer Faser in eine ihrer äußeren Form entsprechenden jodoch etwas größer gehaltenen Ausnehmung 5' des Schiober gehäuses gegen den Metallmantel 1 der Pfanne sowie gegen die untere Fläche von Bodenstein und Einlaufhülse straff eingedrückt wird, sitzt die Schieberplatte ebenfalls mit Hilfe einer um ihre Ränder herumgobogenon Schübe 14 aus feuerfester

·» 5 —

209832/0290

-5- 2Ί020Β9

keramischer Faaer (Pig. 2) straff eingepreßt in einem gußeisernen Tragkörper 15 mit Tülle 16, die auch die Ausgußhülse 12 aufnimmt und insgesamt auf Führungen 17 des auf dem Verschiebewog der Tülle 16 bei durchbrochenen Gehäueedeckels 6 längsverschieblich gelagert ist. Von dem hydraulischen Antrieb zur Verschiebung des Tragkörpera mit Schieberplatte ist der Einfachheit halber nur eine mit Hammerkopf versehene Betätigungsstange 19 dargestellt, die in eine entsprechend geformte Ausnehmung 20 im Tragkörper 15 eingreift. Mit 14' (Fig. 2) ist die Biegekante angedeutet, um die sich beim Einbau der Schieberplatte der Faserscheibenrand um die schmale Umfangsflache der Schieberplatte umlegt. Die Ausgußhülse wird vor der Schiebermontage von einer ihrer Außenform entsprechenden konischen Hülse 21 (Fig. 3) aus feuerfester keramischer Faser überzogen und danach, noch bevor die Schieberplatte eingesetzt wird, zusammen mit der Faserhülse von oben in die Tragkö'rperirülle unter Zusammendrücken des keramischen Faserstoffes so weit eingepreßt, bis ihre obere Ringfläche mit der Auf lager fläche des Tragkörpers für die Schieberplatte bündig verläuft. Anschließend wird die Schieberplatte wie oben dargelegt in den Tragkörper eingepreßt.

Die Scheiben 13, 14 und die Hülse 21 aus feuerfestem keramischem Faserstoff sind aus handelsüblichen Bahnen erzeugt, wobei die Scheiben maschinell ausgeschnitten sein können. Sie weisen eine Dicke von etwa 3 bis 4 Millimeter und ein laumgewicht von etwa 192 kg/m auf, bei einer Faeerstärke von etwa 3 bis 4 Tausendstel Millimeter (mü). Es genügt für einen guten Sitz der feuerfesten Schieber teile, wenn Scheiben und Hülse beim Eindrücken in ihre Auflager um etwa die Hälfte ihrer Dicke zusammengepreßt »erden. Für Anwendung des Schieberverschlusses zum Durchleiten flüssiger Schmelze bis etwa 1260°C ist ein keramischer Faserstoff etwa der Zusammensetzung 52,2 # SiO₃ und 47»8 % ^A1 ₂°3 S®⁰¹«¹¹⁰*· ⁵^ höheren Schmelzentemperaturen etwa bis 1500°C, empfiehlt sich die Verwendung eines feuerfesten keramischen Faserstoffes aus Chrom-Aluminiumsilikat etwa der Zusammensetzung» 54,5 fi Ί» SiO₃, 42,3 % Al 0. und 3,2 j£ Cr₂O₃ (Schmelzpunkt über 165O⁰C).

Die keramische Faserhülso 21 kann aus einem abgewickelten flächigen Streifen keramischen Faserstoffes stoßüberlappend (Blattverbindung) geklebt oder nach Anfeuchtung mit z. B. Tonerdeachlicker über einen Dorn nahtloa geformt werden, wobei nach Trocknung der Boden des ao erzeugten

209832/0290 - 6 -

Paseratoffhutes abgetrennt wird.

Als Montagehilfe kann ein Kleber verwendet werden, mit dessen Hilfe z.B. die Bodenplatte 10 gegen Scheibe 13 und Bodenstein 3 sowie Mantel 1 gehalten werden kann. Diese Maßnahme ist jedoch nur bei größeren Sohieberverschlüssen und demzufolge größeren Abmessungen und Gewichten der Bodenplatte zweckmäßig. In der Regel genügt das straffe Einklemmen der Bodenplatte duroh Verdichten der Faserfilzscheibe vornehmlich an deren umgebogenen Rändern zufolge Flächenpressung für einen sicheren Bait der Bodenplatte beim Einbau.

Beim Vergießen besonders hochtomperierter Schmelzen kann ein kurzes Eintauchen und 'Pranken der Bit dor ausfließenden Schmelze in Berührung kommenden keramischen Faserecheiben 13 und 14 unmittelbar vor dem Einbau in einen feuerfesten feinkörnigen Schamotte-Cyanit-Schlicker bestehend aus etwa 46,9 $> SiO₂, 45,8 <$> Al₂O₃, 1,6 # TiO₂, 0,8 ^Fe₂O₃, Rest Vasserglasbinder zweckmäßig sein. Durch diese Tränkung kann die Feuerfestigkeit der Faserscheiben bis auf etwa 175°°C erhöht werden. Die keramischen Faseraoheiben können unmittelbar nach ihrer Tränkung zusammen mit Boden- und Schieberplatte in das Gehäuse bzw. den Tragkörper eingebaut werden.

-7 -209832/0290

Claims (8)

~Ί~ -2102Ü59 Patentansprüche

1. Schieherverschluß für flüssige Schmal ze enthaltende Behält er, insbesondere Gießpfannen, "bestehend aus einer innerhalb eines am Behalter anbringbaren Schieber gehäuses am Behälterboden fest gelagerten feuerfesten Bodenplatte mit Durchfluß öffnung und einer an dieser dicht anliegenden in einem linear- oder drehbeweglich im Schiebergehäuse geführten und mit einer Kupplung für den Antrieb versehenen Tragkörper gehalterten feuerfesten Schieberplatte mit Durchflußöffinung und Ausguß, dadurch gekennzeichnet, daß Bodenplatte (10) und Schieberplatte (11) mit Ausguß (12 bzw. 4) mörtelfrei mittels je einer feuerfesten elastischen Dichtung (13, 14» 21), inabesondere einem feuerfesten keramischen Faserfilz, z.B. aus Chrom-Aluminiumsillkat, j( am Behälterboden (5) bzw. im !Tragkörper (15) bzw. Bodenstein (3) befestigt sind.

2. Schiebervereohluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste elastische Diohtung (13» 14t 21) jeweils als der Auflagerfläche von Boden- und Schieberplatte geometrisch angepaßte Scheibe mit Durchflußöffnung ausgebildet ist.

3. Sohieberversohluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste elastische Dichtung (i3_f 14» 21) jeweils als der Auflagerfläche von Boden— und Schieberplatte geometrisch angepaßte,

in den Abmessungen jedoch größer gehaltene Scheibe mit Durchfluß- Λ

öffnung ausgebildet ist, welche beim Einbau jeweils die Auflagerfläche von Boden- bzw. Schieberplatte an den Rändern umgreift (14¹)·

4. Schieberverschluß nach Anspruch 1 und 3f dadurch gekennzeichnet, daß die die Bodenplatte und Schieberplatte beim Einbau an deren Außenrändern umgreifenden Ränder der feuerfesten elastischen Dichtung in entsprechenden der Form jeweils von Boden- und Schieberplatte engepaßten Ausnehmungen dee Schieberplattengehäuses bzw. Tragkörpers unter Flächenpreßsung eingedrückt und dadurch Boden- und Schieberplatte gehalten sind.

209832/0290

5. Schieherverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausguß und Tragkörper "bzw. Bodenstoin eine der Außenform des Ausgusses angepaßte Manschette (21) aus feuerfestem elastischem Material, z.B. keramischem Faserfilz, angeordnet ist.

6. Schieberverschluß nach den Ansprüchen 1 "bis 4i dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten keramischen Faserfilzscheiben vor dem Einbau mit einem feuerfesten KIe"bor, z.B. einem feinkörnigen Schamotte-Cyanit-Schlicker, getränkt sind.

7. Schieberverschluß nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste keramische Faserfilz aus etwa 47 »8 $ Al_0. und 52,2 $> SiO₂ besteht.

8. Sohieberversohluß nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen aus

etwa 54»5 i° SiOp» 42,3 $ ^ρ^λ "¹^ ^»2 $ ^"ρ^Λ ^keramisclien Faserteilen bestehenden feuerfesten Faserfilz.

209832/0290