DE2746265A1

DE2746265A1 - Schieberventil fuer ein giessgefaess

Info

Publication number: DE2746265A1
Application number: DE19772746265
Authority: DE
Inventors: Patrick Dana King; Earl Page Shapland
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: Usx Engineers And Consultants Inc Pittsburgh P
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1978-04-20
Also published as: FR2367569B1; IN147808B; NL182455B; CH627103A5; PL113655B1; AU2925877A; AT359224B; FI62236C; SE433713B; ES463172A1; SU1087057A3; NL182455C; FR2367569A1; DE2746265C2; IT1091183B; CS216909B2; ATA737177A; GB1584628A; YU242677A; ZA775824B

Description

Schieberventil für ein Gießgefäß

Die Erfindung bezieht sich auf Schieberventile für das Vergießen von schmelzflüssigen Stoffen, wie Stahl, Eisen, Aluminium, Bronze und Glas, welche lediglich bei Temperaturen oberhalb der normalen Umgebungstemperaturen flüssig sind.

Zum allgemeinen Stand der Technik seien die US-Patentschriften 311 902, 1 507 852, 3 436 023 sowie 3 454- 201 genannt. In der US-PS 3 352 4-65 sowie der zugehörigen Re-issue-Anmeldung 27 237 ist eine gesteuerte Feuerfest-Ventileinrichtung beschrieben, die mit Federkraft gegen eine ortsfeste Deckplatte gedrückt wird und das für die Erfindung in Betracht kommende Anwendungsgebiet umreißt.

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Die noch jüngere TJS-Pat ent schrift 3 856 805 offenbart ein Drosselverfahren unter Verwendung eines Meß- oder Anzeigezylinders zum Stoppen eines Schiebers bzw. eines Verschlußgliedes kurz vor einer Endlage.

Alle oben genannten Konstruktionen weisen den Nachteil auf, daß sie nicht imstande sind, das Ausmaß der Drosselung unabhängig von einem Not- oder Eilverschließen des Ventils einzustellen. Die Einstellbarkeit des Drosselvorgangs ist jedoch insbesondere beim Vergießen aluminiumberuhigter Stähle, insbesondere bei Verwendung einer kontinuierlichen Gießmaschine wünschenswert. Das als Ergebnis des Beruhigungsvorganges gebildete Aluminiumoxid besitzt eine Neigung, sich an der Seitenwand der Gießöffnung sowie in jedem daran angeschlossenen Gießrohr abzusetzen. Im Ergebnis können sowohl Gießöffnung als auch Gießrohr verstopft werden. Bei einer kontinuierlichen Gießmaschine ist es demzufolge notwendig, daß das Schieberventil wie auch das Gießrohr ausgewechselt werden können. Dieses wird insbesondere gemäß der Konstruktion nach dem US-Patent 3 352 4-65 samt oben genannter re-issue-Anmeldung dadurch ermöglicht, daß eine nicht durchbrochene Platte in Position gebracht und das andere Element ausgewechselt wird.

Erfindungsgemäß ist ein Schieberventil für ein Gießgefäß mit einer unterhalb eines Gießgefäßes anzuordnenden Deckplatte mit einer mit einer Gießöffnung im Boden des Gefäßes in offener Verbindung stehenden öffnung, einer mit einer Gießöffnung versehenen und unterhalb der Deckplatte angeordneten Gleitplatte, einer Einrichtung zum Halten der Gleitplatte in flüssigkeitsdichter verschieblicher Anordnung an der Deckplatte und ersten Bewegungseinrichtungen zum Be-

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wegen der Gleitplatte in und aus einer den normalen, offenen Fluß gestattenden Stellung vorgesehen, wobei sich das Schieberventil auszeichnet durch zweite Bewegungseinrichtungen zum Herausbewegen der Gleitplatte aus ihrer normalen, den vollen Durchfluß ermöglichenden Stellung, so daß der Gießstrahl gedrosselt wird.

Die Erfindung offenbart auch ein Verfahren zum Abgießen eines schiaelzflüssigen Materials aus einem Gefäß, wie einer mit einer gelochten Gleitplatte versehenen Gießpfanne oder entsprechend ausgebildetem Gießtrichter, wobei die Gleitplatte verschieblich unterhalb einer Abgußöffnung des Gießgefäßes angeordnet ist. Bei diesem Verfahren werden zunächst erste Bewegungseinrichtungen benutzt, um die Gleitplatte in eine normale, offene Stellung zu bewegen und werden, was das Verfahren auszeichnet, zweite Bewegungseinrichtungen benutzt, usi die Gleitplatte so zu bewegen, daß der Gießstrahl mittels der Gleitplatte gedrosselt wird.

Nach einem bevorzugten Gedanken ist ein Schieberventil für ein Gießgefäß versehen mit einer gelochten Deckplatte, die unterhalb des Gefäßes angeordnet ist, einer gelochten Gleitplatte, die unterhalb der Deckplatte angeordnet ist, und mit einer Antriebseinrichtung zum Verschieben der Platte relativ zur Deckplatte zwischen einer die GießÖfihung verschließenden Stellung und einer die Gießöffnung vollständig freigebenden Gießstellung. Eine Einrichtung ist vorgesehen, mit deren Hilfe die Gleitplatte seitlich oder anderweitig aus der die Gießöffnung gänzlich freigebenden Gießstellung in eine den Gießstrahl drosselnde Stellung verlagerbar ist. Die Antriebseinrichtung für den Drosselvorgang ist

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unabhängig von der Antriebseinrichtung zum Bewegen der Gleitplatte in ihre die Gießöffnung gänzlich freigebende Stellung. Die Drosseleinrichtung kann während des Gießens benutzt werden, um die Menge des in der Zeiteinheit aus der Gießöffnung austretenden Materials einzustellen, oder um soweit erforderlich, Verstopfungs- oder Erosionserscheinungen zu kompensieren.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.In dieser zeigt:

Pig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines als Gießtrichter dargestellten bodengießenden Gefäßes, welches mit einem Schieberventil nach der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 einen Schnitt in größerem Maßstab entlang der Linie 2-2 in Pig. 1, wobei eine Gleitplatte und ein Gießrohr des Ventils versetzt zueinander dargestellt sind,

Fig. 3 einen mit Fig. 2 vergleichbaren Schnitt durch ein

abgewandeltes Ventil, wobei lediglich die Gleitplatte versetzt dargestellt ist,

Fig. 4 einen mit Fig. 1 vergleichbaren Schnitt durch einen Teil eines als Pfanne dargestellten bodengießenden Gefäßes, welches mit einem hin- und herbeweglichsn Pfannen-Ausflußventil nach der Erfindung versehen ist,

Fig. 5 einen Clüiitt in größerem Maßstab entlang der Linie 5-5 in Fig. 4,

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Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der an einen Gießtrichter befestigten Erfindung,

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Öffnung in einer Gleitplatte der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7, und

Fig. 9 eine Aufsicht im verkleinerten Maßstab auf die Ausführungsform gemäß Fig. 6, wobei die Ventileinrichtung vom Gießtrichter gelöst ist.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Gießtrichter 1 mit seiner feuerfesten Auskleidung 2. Am Boden des Gießtrichters ist eine orstfeste Montageplatte 3 befestigt, die eine feuerfeste Deckplatte 4 ortsfest gegenüber der Montageplatte 3 festlegt. An der Montageplatte 3 sind Tragstäbe 5 befestigt, die verschieblich einen Stützrahmen 6 für ein Schieberventil halten, welcher Stützschienen 7 für ein Schieberventil trägt, die deutlicher in Fig. 2 dargestellt sind. Ein Betätigungszylinder 8 ist an den Halterahmen 6 für das Schieberventil befestigt. Schieberventilplatten werden aus der Stellung 11 in eine Ortslage 12 eingebaut, worauf sie von dem Zylinder 8 in ihre Arbeitsstellung 13 geschoben werden, wobei dann zur gleichen Zeit eine benutzte Platte aus der Ortslage 13 in die Ortslage 14 verschoben wird. Die Gleitplatten können fir Verschlußzwecke ungelocht sein, wie bei 12 dargestellt, oder können Gießöffnungen aufweisen, wie die bei 13 und 14 dargezeigten Exemplare. Gemäß Fig. 1 ist die Gießeinrichtung mit einem versenkten Gießrohr 16 versehen, wenngleich der Betrieb auch ohne ein solches versenktes Gießrohr gestattet ist. Das versenkte Gießrohr 16

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hängt an anem Halter 15» der von deutlicher in Fig. 2 dargestellten Stützschienen 10 getragen ist, welche von einem Salterahmen 9 für das versenkte Gießrohr getragen sind, wobei dieser Rahmen unterhalb des Halterahmens 6 für das Schieberventil aufgehängt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Stützschienen 7 10 verschwenkbar auf ihren jeweiligen Halterahmen 6 bzw. 9 befestigt und federbelastet, so daß sie nachgiebig die Gleitplatte 13 gegen die Deckplatte 4 und den Gießrohrhalter 15 gegen die Gleitplatte 13 drücken.

Fig. 2 zeigt, wie die Drosselung des Gießstrahles herbeigeführt wird. Der Halterahmen 6 für das Schieberventil ist nach rechts versetzt, wodurch eine Fehlausrichtung zwischen der öffnung in der Deckplatte 4- und der in der Schieberventilplatte 13 vorgesehenen öffnung hervorgerufen ist, was den Gießstrahl drosselt. Der Halterahmen 6 für das Schieberventil gleitet auf den Trägerstäben 5 und wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines hydraulischen Drosselzylinders 7 bewegt, wenngleich der Halterahmen 6 stattdessen auch mit Hilfe von Hebeln oder Schrauben mechanisch oder elektrisch betätigt werden kann. Bei der Ausführungsforia gemäß Fig. 2 ist der Halterahnen 9 für das versenkte Gießrohr fest oder starr mit dem Halterahmen 6 für das Schieberventil verbunden, wodurch der Halter 5 für das versenkte Gießrohr und das versenkte Gießrohr 16 zusammen mit der Schiebergleitplatte 13 verschoben werden und in der ursprünglichen Ausrichtung dazu verbleiben.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Halterahmen 9 für das versenkte Gießrohr starr oder fest an

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der ortsfesten Montageplatte 3 "befestigt, so daß dann, wenn der Hydraulikzylinder 17 den Halterahmen 6 für das Schieberventil und die Schiebergleitplatte 13 verschiebt, der Halterahmen 9 für das versenkte Gießrohr, der Halter

15 für das versenkte Gießrohr und das versenkte Gießrohr

16 in ungestörter Relation hinsichtlich der feuerfesten Deckplatte 4 verbleiben.

Fig. 4- stellt eine Gießpfanne 18 dar, die eine feuerfeste Auskleidung 19 besitzt. Am Boden der Pfanne ist eine-Montageplatte 20 befestigt, die eine feuerfeste Deckplatte 21 in ortsfester Anordnung gegenüber der Montageplatte 20 hält und gleichfalls einen Halterahmen 27 für ein Schieberventil mit Hilfe von geflanschten Hakenkeilen 28 trägt, die in Fig. 5 dargestellt sind. Ein Ventilschieber-Träger 24-, der einen Ventilschieber 25 trägt, ist verschieblich im Halterahmen 27 befestigt.

In der in Fig. 4- dargestellten Stellung hat eine durch einen Zylinder 22 betätigte Bewegungseinrichtung 23 den Schieberventil-Träger 24- und das Schieberventil 25 so weit nach rechts gezogen, bis es an einem in den Halterahmen 27 für das Schieberventil eingebauten Stopper in Anlage gelangt. Dieses ist die normale, die Gießöffnung völlig freigebende Stellung, aber, wie dargestellt, hat ein Drosselzylinder 26, der zwischen den Gießpfannenkorper und den Halterahmen 27 für das Schieberventil geschaltet ist, den gesamten Halterahmen 27 für das Schieberventil um eine Weglänge nach rechts verschoben, die etwa einem Drittel der in der Platte 21 vorgesehenen Austrittsöffnung entspricht, wodurch der Durchfluß durch diese Austrittsöffnung gedrosselt ist. Das Drosseln läßt sich auch durch Verschieben

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-Sides Halterahinens 27 für das Schieberventil nach links herbeiführen. Die Entscheidung für die eine oder andere dieser Möglichkeiten hängt davon ab, ob es ratsam ist an der stromaufwärts- oder an der stromabwärtsgelegenen Seite der Schieberventil-Durchflußoffnung zu drosseln. Das Ventil kann mit Hilfe des Betätigungszylinders 22 rasch abgesperrt werden, ohne den für den Drosselvorgang bestimmten Zylinder 26 zu betätigen.

Gemäß Fig. 5 sind die mit Flanschen versehenen Hakenkeile 28 mit Hilfe von Kopfschrauben 29 an einer Montageplatte 20 festgeschraubt. Der Flansch der Hakenkeile 28 greift in Flansche des Halterahmens 27 für das Schieberventil ein, wodurch letzteres in einer definierten Vertikalstellung festgelegt, aber zum Ausführen einer notwendigen Gleitbewegung befähigt ist. An den Hakenkeilen 28 können Stopper befestigt sein, um die Beweglichkeit des Halterahmens 27 für das Schieberventil zu begrenzen.

In den Fig. 6 bis 9 sind Teile, die mit in den Fig. 1 und 2 dargestellten Teilen vergleichbar sind, bezugszeichenmaßig mit einem Strich bezeichnet, wie beispielsweise der als Gießgefäß dargestellte Gießtrichter 1'. Der Gießtrichter ist mit einer feuerfesten Auskleidung 2' versehen und unter dem Trichter ist eine Montageplatte 3¹ vorgesehen. Die Deckplatte 4-¹ ist unmittelbar unterhalb der Gießöffnung des Trichters 1' angeordnet. Der Rahmen 6¹ umschließt die Deckplatte V und in seinem Inneren befestigte Stützschienen 7¹ für den Ventilschieber oder das Schieberventil werden zusammen mit dem Ventilschieber mit Hilfe eines AntriebsZylinders 8¹ (Fig. 9) bewegt. Ein Rohr-Halterahmen 9¹ ist unterhalb des Halterahmens 6¹ für das Schieberventil angeordnet und

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besitzt im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10' bezeichnete Halteschienen, auf welchen der Rohrhalter 15' befestigt ist. Der Rohrhalter 15' ist in Metall eingeschlossen, wie auch die Deckplatte 4' und die Gleitplatten. Das Gießrohr 16' erstreckt sich vom Rohrhalter 15' aus nach unten.

Der Drosselzylinder 17' treibt ein Zapfenkreuz 30 an, welches verschwenkbar an Kurbelarmen 31 befestigt ist, die an Kurbelwellen 32 befestigt sind. Kürzere Kurbelarme 33 sind gleichfalls an den Wellen 32 befestigt und stehen verschwenkbar im Eingriff mit Gabelköpfen 3^, die mit einander gegenüberliegenden Stößeln 35 versehen sind, die auf die Stützschienen 7' des Schieberventils einwirken, um diese Schienen 7' zu Drosselzwecken seitlich zu verlagern.

Federbelastete Stößel 37» die durch Federn 36 beaufschlagt sind, drücken gegen Schwingarme 33, die an Schwenkzapfen 39 befestigt sind, um den Rohrhalter 15' gegen die Gleitplatte 13' und die Gleitplatte 13' gegen die Deckplatte V zu drücken.

Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist die in der Gleitplatte 13' ausgebildete Gießöffnung in Richtung der Drosselbewegung länglich ausgebildet. Diese Ausbildungsform ist besonders vorteilhaft, um die öffnung zu Ende des Gießvorganges, vor dem völligen Verstopfen so groß wie möglich zu machen, und um entgegengesetzt zu Beginn des Abgießens und vor jeglicher Verstopfung eine relativ kleine öffnung verfügbar zu haben. Die in Fig. 7 dargestellte schlitzförmige öffnung besitzt eine unrunde oder ovale Gestalt. Wahlweise können auch andere Gestaltungen, wie beispielsweise die elliptische verwendet werden. Im völlig gedrossel-

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-ίο¹?

ten Zustand zeigt die Aufsicht auf die gesamte zur Verfügung stehende Gießöffnung eine vorzugsweise völlig kreisförmige Gestalt, aber bei verringerter Drosselung nähert sich die Gestalt der zur Verfügung stehenden Öffnung immer mehr der in Fig. 7 dargestellten an, wobei Abweichungen von der dargestellten Gestalt lediglich im Ausmaß der aufgetretenen Verstopfungen vorhanden sind.

Auf diese Weise kann bei Aufrechterhalten eines geschlossenen Gießstrahls eine maximale Drosselwirkung herbeigeführt werden. Außerdem sei unterstrichen, daß gelochte Platten mit Öffnungen unterschiedlicher Kleindurchmesser aber übereinstimmender Langdurchmesser verwendet werden können. Die Länge des Langdurchmessers ist eine Funktion des Gesamthubes der Drosseleinrichtung, wobei das Maximum der erzielbaren prozentualen Drosselung für alle verwendeten verschiedenen Öffnungsgrößen gleich ist. Bei der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsformen ist der Hub der Drosseleinrichtung halb so groß wie der Langdurchmesser der Gießöffnung. Die längliche Öffnung gestattet die Verwendung von Platten mit unterschiedlichen Öffnungsflächen in einer Einrichtung mit festgelegtem Drosselhub, wodurch eine übermäßige Drosselung verhindert wird, die den Gießstrahl unterbrechen und zu starken Erosionserscheinungen im Bereich unterhalb der Drosselstelle führen würde.

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Claims

PAT rf N Tm N W ALI E A. GRÜNECKER DtPL-INC H. KINKELDEY OB-ING W. STOCKMAIR "■'*« (CA1.TEO,, K.SCHUMANN . OR BER NAT »PL-PKVS P. H. JAKOB D«FL-!NG G. BEZOLD OH BEB. NAT OPLO-CM P 12 027 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE IΊ. OKt. 1977. Patentansprüche

1. Schieberventil für ein Gießgefäß mit einer unterhalb des Gießgefäßes angeordneten Deckplatte, die eine öffnung zur offenen Verbindung mit einer Gießöffnung in Gefäßboden besitzt, mit einer mit einer Gießöffnung versehenen und unterhalb der Deckplatte angeordneten Gleitplatte, mit Einrichtungen zum Halten der Gleitplatte in flüssigkeitsdichter verschieblicher Anlage an der Deckplatte und mit einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Gleitplatte hinein in und hinaus aus einer den normalen, offenen Durchfluß gestattendea Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Bewegungseinrichtung (17»26) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Gleitplatte (13»25) aus ihrer normalen, den vollen Durchfluß gestattenden Stellung in eine den Gießstrahl drosselnde Stellung verlagerbar ist.

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2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Gleitplatte (13,25) ausgebildete Gießöffnung in einer mit der Verlagerungsrichtung übereinstimmenden Richtung länglich ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Gleitplatte (13) verschieblich in einem Gleitplattenrahmen (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bewegungseinrichtunge: ,einen mit den Gleitplattenrahmen verbundenen Arbeitszylinder (17) aufweist, mit dessen Hilfe der Rahmen seitlich bewegbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Gleitplatte (24,25) verschieblich in einem Gleitplattenrahmen (27) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daü die zweite Bewegungseinrichtung einen mit dem Seitenplattenrahmen verbundenen Arbeitszylinder (26) aufweist, mit dessen Hilfe der Rahmen in der Bewegungsrichtung der Gleitplatte in die normale, offene Stellung und aus derselben heraus bewegbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bewegungseinrichtung einen mit Hilfe einer Kurbel (31) an eine Kurbelwelle (32) gekoppelten Arbeitszylinder (17')> einen mit Hilfe einer Kurbel (33) an die Kurbelwelle gekoppelten Gabelkopf (3^) sowie einander gegenüberliegende Stößel (35) aufweist, welche mit dem Gabelkopf gekoppelt sind, um die Gleitplatte (13¹) seitlich zu verlagern.

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6. Verfahren zum Abgießen eines geschmolzenen Materials aus einem Gießgefäß, wie einer Pfanne oder einen Gießtrichter mit einer verschieblich unter einer Gießöffnung des Gefäßes angeordneten gelochten Platte, wobei die Gleitplatte mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung in eine normale, offene Stellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte mit Hilfe einer zweiten Bewegungseinrichtung so bewegt wird, daß der Gießstrahl durch die Gleitplatte gedrosselt wird.

7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte zunächst in ihre den Gießstrahl gänzlich drosselnde Stellung bewegt wird und dann die Drosselung progressiv verringert wird, um die während des Gießens auftretende Verstopfung der Gießöffnung zu kompensieren.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte zunächst in ihre die Gießöffnung gänzlich freigebende Stellung und sodann progressiv in Eichtung auf ihre den Gießstrahl völlig drosselnde Stellung bewegt wird, um die während des Gießens erfolgende Erosion zu kompensieren.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitplatte zunächst in eine Stellung zwischen der gänzlich offenen und gänzlich gedrosselten Stellung bewegt wird und daß die Platte sodann in eine stärker drosselnde oder weiter offene Stellung bewegt wird, um das Gießen aus dem Gefäß mengenmäßig einzustellen.

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