DE2732094A1

DE2732094A1 - Schiebeverschluss fuer metallschmelze enthaltende gefaesse

Info

Publication number: DE2732094A1
Application number: DE19772732094
Authority: DE
Inventors: Hans Reinhard Dr Fehling
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS5419428A; FR2397252A1; SE7807774L; US4227630A; IT7825644A0

Description

r\T£NTAf'WriIE

DR. E. WIEGAND DIPLIN3. W. NIEMANN

DR.M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT 2732094 MÖNCHEN , HAMBURG TELEFON: 555476 8000 M 0 N CH E N 2, TELEGRAMME: KARPATENT MATH I LD EN STRASSE 12 TELEX: 5 29 068 KARP D

W. 42 895/77 7/RS ¹5· Juli 1977

Didier-Werke AG Wiesbaden

Schiebeverschluß für Metallschmelze enthaltende Gefäße

809883/0533

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schiebeverschluß für Metallschmelze enthaltende Gefäße, insbesondere Stahlgießpfannen.

Solche Schiebeverschlüsse bestehen im allgemeinen aus einem fest an dem Gefäß angebrachten, meist kastenartigen Gehäuse, in dem zwei jeweils ein Durchflußloch aufweisende, aufeinander linear oder drehend verschiebbar angeordnete feuerfeste Platten angeordnet sind, von denen die eine ortsfest und die andere beweglich ist. Die beiden Platten werden durch einen von außen angebrachten, mit dem Gehäuse verschraubbaren Rahmen oder Deckel unter einem für die Dichtung geeigneten Druck eingespannt. Dieser Rahmen oder Deckel hat eine große zentrale Aussparung, durch die eine Auslaufhülse (oder ein Tauchrohr) für die Metallschmelze, z.B. den Stahl, ragt. Der Rahmen oder Deckel ist aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt und kann Gleitleisten oder Gleitflächen aufweisen, auf denen die bewegliche Platte zum öffnen und Schliessen des Verschlusses verschiebbar ist.

Dieser Rahmen oder Deckel unterliegt im Betrieb erheblichen mechanischen und thermischen Beanspruchungen. Die ursprüngliche Vorspannung wird durch die beim Gießen eintretende Wärmedehnung der Plattenmitte in einer schwer voraussagbaren Weise erhöht. Der Rahmen oder Deckel wird von innen durch die heiß werdenden Verschlußteile erhitzt und ist vor allem aber der starken Wärmestrahlung des Gießstrahls und gegebenenfalls der Rückstrahlung der ausgegossenen Metallschmelze ausgesetzt. Diese Beanspruchungen wachsen mit der Länge des Gusses und der Größe des Schiebeverschlusses. Der sehr häufige Ein- und Ausbau der Verschleißteile und das damit verbundene Aufheizen und Abkühlen des Rahmens oder Deckels wirkt sich ebenfalls ungünstig aus.

809883/0533

ORIGINAL INSPECTED

• Ό·

Diese Beanspruchungen können die Betriebssicherheit des Schiebeverschlusses ernsthaft gefährden und führen auf jeden Fall zu einer Verkürzung der Standzeit des Rahmens oder Deckels. Es sind Versuche gemacht worden, um diese Beanspruchungen herabzusetzen. Diese haben schließlich dazu geführt, daß der Rahmen oder Deckel von unten durch einen Strahlungsschutzkasten abgedeckt wurde. Dies ist jedoch betrieblich sehr unbequem. Auch sind Versuche mit der-Verwendung von besseren, wärmebeständigeren Stahlsorten angestellt worden, was zwar etwas half, aber kostspielig ist.

Es ist auch versucht worden, den Rahmen oder Deckel durch Luft zu kühlen, wobei jedoch der Wirkungsgrad wegen der mangelnden Führung des Luftstroms niedrig ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schiebeverschlusses für Metallschmelze enthaltende Gefäße, der einen Rahmen oder Deckel aufweist, welcher nicht die vorstehend geschilderten Nachteile besitzt und weitgehend gegen die Beanspruchung durch heißwerdende Verschlußteile und die starke Wärmestrahlung des Gießstrahls sowie die Rückstrahlung der ausgegossenen Metallschmelze geschützt ist und eine lange Lebensdauer aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Schiebeverschluß für den Ausguß von Metallschmelze enthaltenden Gefäßen mit zwei, jeweils mindestens ein Durchflußloch aufweisenden Platten, von denen die eine ortsfest und die andere verschiebbar ist, mit einem Rahmen oder Deckel, welcher die Platten unter einem fL die Abdichtung geeigneten Druck einspannt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Rahmen oder Deckel aus einem mit Metallelementen armierten feuerfesten Betonkörper besteht.

809883/0533

.T-

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Metallrahmen in dem feuerfesten Betonkörper eingeformt, welcher zumindest die Innen-, Außen- und Unterseiten des Rahmens abdeckt und gegebenenfalls vorhandene seitliche Befestigungslaschen frei läßt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist auch die Oberseite des Metallrahmens durch Teile des Betonkörpers abgedeckt.

Die Metallelemente sind so in dem feuerfesten Beton eingeformt, daß sie gegen eine übermäßige Erwärmung durch Strahlung und Konvektion geschützt sind.

Der feuerfeste Betonkörper kann Kühlkanäle für den Durchtritt eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmediums, insbesondere kalte Luft, bzw. für den Umlauf eines verdampfbaren und kondensierbaren Mediums, aufweisen.

In dem die Oberseite des feuerfesten Betonkörpers bildenden Abschnitt können geschliffene Gleitflächen vorgesehen oder Gleitschienen eingebettet sein, um die verschiebbare Platte abzustützen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines bekannten abnehmbaren Rahmens oder Deckels für einen großen Schiebeverschluß.

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Rahmens oder Deckels gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Rahmens oder Deckels.

809883/0533

Fig, 4 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie V-V in Fig. 2.

Fig. 6 ist eine der Fig. 4 ähnliche Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Metall- oder Stahlrahmen für einen großen Schiebeverschluß. Der Rahmen 1 hat eine längliche Durchtrittsöffnung la, durch welche von oben die Ausgußhülse (oder das Ausgußrohr) der hin- und her bewegbaren Schieberplatte hindurchragen kann. Der Rahmen 1 besteht aus einem einzigen Stahlgußteil, das mit vier Laschen 2 für die Befestigungsschrauben versehen ist. Andere bekannte Rahmen haben z.B. 6 Laschen. Der Rahmen der Fig. ist mittels des Scharniers 3 am ortsfesten Schiebeverschlußgehäuse auf- und abklappbar angelenkt. Zwei Vorsprünge 4 dienen als Anschläge beim Aufklappen des Rahmens an das Gehäuse. Auf den Rahmen sind zwei auswechselbare Gleitschienen 5 befestigt, auf denen sich die Schieberplatte bewegen kann.

Es ist ersichtlich, daß, wie eingangs erörtert, der größte Teil der Rahmenoberfläche einer starken Einwirkung der Wärmestrahlung des fließenden Stahls und/oder der Stahloberfläche einer unter dem Rahmen liegenden ausgegossenen Metallschmelze in z.B. einem Tundish oder einem Zwischengefäß ausgesetzt ist.

809883/0533

Fig. 2 und 3 sind Ansichten einer Ausführungsform des Abschlußrahmens nach der Erfindung. In dieser entsprechen die Stahlteile zum Teil denjenigen der bekannten Ausführungsform nach Fig. 1. Der abnehmbare Rahmen mit der Durchtrittsöffnung 1 a, die Laschen 2 und die Gleitschienen sind erkennbar. Der Rahmen 1 ist jedoch leichter ausgebildet und in einem Betonkörper 6 unverrückbar eingeformt, der den Stahlrahmen 1 fast vollständig vor direkter Anstrahlung schützt. Dieser kann gewünschtenfalls auch mit dem Scharnier, wie in Fig. 1 dargestellt, versehen werden.

Der Strahlungsschutz ist im einzelnen aus Fig. k und ersichtlich. Der Betonkörper 6 deckt sowohl die innere der Durchtrittsöffnung la zugewandte Fläche 7 des Rahmens als auch die Unterseite 8 ab und läßt nur die für den Anschlag der Halteschrauben 9 bestimmte Stahlfläche Io der Laschen frei.

Zur Erhöhung des Wärmeschutzes bzw. zur Kühlung des Gesamtrahmens können Kühlkanäle oder Kühlrohre 11 in den Betonkörper eingeformt werden, die, wie in Fig. 3 angedeutet, entlang den vier Seiten des Abschlußrahmens angeordnet sein können. Zur Kühlung kann ein beliebiges geeignetes Kühlmittel oder Kühlverfahren verwendet werden, wobei Luft bevorzugt wird.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlungsform des in Fig. 4 gezeigten Abschlußrahmens, wobei der Rahmen auch oben durch die Betonschicht 12 und unten noch zusätzlich durch seitlich nach außen vorstehende Ansätze oder Flansche 13 geschützt ist, welche auch die Schraubenmuttern gegen direkte Anstrahlung abdecken. Eine zusätzliche Isolierung ist durch eine eingeformte feuerfeste Filzschicht 14 möglich. Bei dieser Ausführung sind die Gleitschienen durch die geschliffenen Gleitflächen 15 ersetzt.

809883/0533

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des der Fig. A entsprechenden Teils einer anderen Ausführungsform der Erfindung. In dieser ist kein einstückiger Rahmen vorhanden. Die erforderlichen Stahlteile sind einzeln in den Betonrahmen eingeformt. Die Befestigungslasche 2¹ ist als Stahlanker 16 ausgebildet, von dem nur die Anschlagfläche 17 aus dem Betonkörper herausragt. Die Gleitschienen 5 (oder deren Halteleisten, wenn die Gleit schienen auswechselbar sein sollen) sind ebenfalls fest eingegossen. Weiterhin sind im unteren Teil des Betonkörpers 6 Armierungsteile eingelegt, welche die auftretenden, durch die Anpressung des Schiebers und dessen Bewegung erzeugten Zugspannungen aufnehmen. Wenn hohe Biegespannungen zu erwarten sind, werden vorzugsweise an den langen Seiten Winkel- oder V-Eisen eingeformt, an denen die Gleitschienen befestigt werden können. Kühlkanäle 11 können die Mitte des Körpers durchziehen.

Es ist ersichtlich, daß einzelne Merkmale der Fig. bis 7 in anderer Weise kombiniert v/erden können, je nachdem welchen Aspekten der Erfindung im praktischen Fall der Vorrang gegeben wird.

809883/0533

Unter "feuerfestem Beton" wird in dem vorliegenden Zusammenhang ein unter den Strahlungsbedingungen einer Stahlschmelze volumenbeständiger Beton, insbesondere ein Beton auf der Basis von Tonerdeschmelzzement enthaltenden Mischungen mit hydraulischer Äbbindung verstanden.

Im Nachstehenden werden Beispiele für feuerfesten Beton gegeben, der für die Herstellung des armierten feuerfesten Betonkörpers gemäß der Erfindung geeignet ist.

Beispiel 1

8o Gew.% Magerungsmittel mit einem Gehalt von 4o Gew.% Al₂O, und einer Körnung von 0 bis 5 mm werden mit 2o Gew.% Tonerdeschmelzzement mit einem Gehalt von 4o Gew.% Al₂O^ und zusätzlich 12 1 Wasser je loo kg Trockenmischung gemischt.

Die Mischung wird in eine Verschalung gegossen, wobei sie durch Rütteln verdichtet wird, wenn dies wünschenswert ist. Die Teile der metallischen Armierung werden eingesetzt und der erhaltene Betonkörper wird nach ausreichender Abbindung ausgeschalt, zur weiteren Aushärtung gelagert und getrocknet.

809883/0533

Beispiel 2

8o Gew.% Guyana Bauxit mit einem Gehalt von 88 Gew.96 ₂O, und einer Körnung von 0 bis 5 mm werden mit 2o Gew.# Tonerdezement mit einem Gehalt von 7o Gew.# Al₂O, und zusätzlich Io 1 Wasser je loo kg Trockenmischung gemischt.

Diese Mischung wird wie in Beispiel 1 weiterbehandelt.

Wenn die Teile für das Gießen vonStahl mit einem Schmelzpunkt über 15oo°C und einer 5o° bis 6o°C darüberliegenden Gießtemperatur vorgesehen sind, sind die Bedingungen, denen die Betonkörper ausgesetzt sind, härter, und für einen betriebssicheren Einsatz werden zweckmäßig Betonkörper aus Spezialmischungen verwendet.

Für solche besonders harten Bedingungen wird vorzugsweise Feuerbeton verwendet, der etwa folgende Zusammensetzung aufweist:

5 bis 8 Gew.% eines Tonerdezements, 2,5 bis 4 Gew.96 mindestens eines pulverförmigen (Korngröße weniger als 5o, vorzugsweise weniger als 1 Mikron) feuerfesten Materials, z.B. Kaolin oder Bentonit, mikronisierte Silika, mikronisierte Tonerde, mikronisierte Magnesia, mikronisierter Chromit oder mikronisierter Forsterit, weiterhin o,ol bis o,3 Gew.% eines Verflüssigungsmittels, das u.a. ein Alkaliphosphat, ein Alkalipolyphosphat, ein Alkalicarbonat, ein Alkalicarboxylat oder ein Alkalihumat enthält, weiterhin 87,7 bis 92 Gew.% mindestens eines Magerungsmittel, vorzugsweise mit einer maximalen Korngröße von weniger als 3o mm, wobei vorzugsweise alle Körnungen durch ein Io mm Maschensieb und etwa 2596 durch ein o,5 mm Maschensieb durchgehen sollten. Das feuerfeste Magerungsmittel kann aus folgenden Stof-

809883/0533

fen bestehen: Calcinierter feuerfester Ton, Bauxit, Cyanit, Silllmanit, Andalusit, Korund, Tabulartonerde, Siliciumcarbid, Magnesia, Chromit oder Zirkon, oder Mischungen dieser Stoffe.

Für einen solchen Feuerbeton ist nachfolgendes Beispiel gegeben:

Beispiel 3

87t7 bis 92 Gew.96 Tabulartonerde Körnung O bis 6 mm werden gemischt mit 5 bis 8 Gew.% Tonerdezement mit etwa 8o Gew.96 Al₂O,, 2,5 bis h Gew.96 mikronisierte Tonerde und o_fol bis o,3 Gew.96 Alkalipolyphosphat. Dazu kommen 5 1 Wasser je loo kg Trockenmischung. Die Mischung wird in Verschalung eingebracht und kann durch Vibrieren verdichtet werden.

Gewünschtenfalls kann der Betonkörper Einsätze aus anderem keramischen Material aufweisen, die in den feuerfesten Beton eingeformt sind. Beispielsweise kann für die Durchtrittsöffnung ein Einsatz aus feuerfestem Material, wie Schamotte oder Magnesit, eingeformt werden.

809883/0833

e e r s e i f e

Claims

273209A W. 42 895/77 Patentansprüche

1. Schiebeverschluß für den Ausguß von Metallschmelze enthaltenden Gefäßen mit zwei, jeweils mindestens ein Durchflußloch aufweisenden Platten, von denen die eine ortsfest und die andere verschiebbar ist, mit einem Rahmen oder Deckel, welcher die Platten unter einem für die Abdichtung geeigneten Druck einspannt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen oder Deckel aus einem mit Metallelementen armierten feuerfesten Betonkörper besteht.

2. Schiebeverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallrahmen (1) in dem feuerfesten Betonkörper (6) eingeformt ist, welcher zumindest die Innen-, Außen- und Unterseiten des Rahmens (1) abdeckt und gegebenenfalls vorhandene seitliche Befestigungslaschen (2) frei läßt.

3. Schiebeverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Betonkörper (6) auch die Oberseite des Metallrahmens (1) abdeckt.

4. Schiebeverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Oberseite des Metallrahmens (l) abdeckende Abschnitt des feuerfesten Betonkörpers (6) erhabene, geschliffene Gleitflächen (15) zum Abstützen der verschiebbaren Platte aufweist.

5. Schiebeverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Oberseite des Metallrahmens (1)

809883/0533

ORIGINAL INSPECTED

S-

abdeckenden Abschnitt des feuerfesten Betonkörpers (6) Gleitschienen (5) zum Abstützen der verschiebbaren Platte eingebettet sind.

6. Schiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Betonkörper (6) Kühlkanäle (11) für den Durchtritt eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmediums bzw. für den Umlauf eines verdampfbabaren und kondensierbaren Mediums aufweist.

7. Schiebeverschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (12) rings um den Umfang des Betonkörpers (6) verlaufen.

8. Schiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkörper (6) an seiner Unterseite seitlich nach außen vorstehende Ansätze oder Flansche (13) aufweist, welche von den seitlichen Befestigungslaschen (2) in einem für die Montage erforderlichen Abstand angeordnet sind und die seitlichen Befestigungslaschen (2) gegen die Wärmestrahlung einer unter dem Ausguß befindlichen, ausgegossenen Metallschmelze abschirmen.

9. Schiebeverschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich nach außen vorstehenden Ansätze oder Flansche (13) eine dem Umriß oder der Form der Befestigungslaschen (2) entsprechende Gestalt und gleiche oder größere Abmessungen als die Projektionsfläche der Befestigungslaschen (2) haben.

10. Schiebeverschluß nach einem de-" Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkörper (6) eine eingeformte, feuerfeste Filzschicht (i4) an seiner Unterseite aufweist, die der Strahlung einer ausgegossenen Metallschmelze ausgesetzt ist.

809883/0533

11. Schiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Betonkörper (6) eingeformte Metallrahmen (1) einstückig ausgebildet ist.

12. Schiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der- Metallrahmen (1) aus mehreren Metallteilen gebildet ist, die in dem Betonkörper (6) zusammen mit Befestigungslaschen (2¹) mit deren Halteteilen eingeformt sind.

13. Schiebeverschluß nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungslaschen (2^f) mit Metallankern (16) verbunden sind.

14. Schiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkörper (6) zusätzliche Armierungsteile (18) aufweist.

809883/0533