DE2840398C2 - Sliding closure arrangement for tapping on containers containing molten metal - Google Patents
Sliding closure arrangement for tapping on containers containing molten metalInfo
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Classifications
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Description
R = R =
BFBF
wobei BF = Biegefestigkeit, v= v-Modul und χ = Wärmeausdehnungskoeffizient, möglichst groß ist.where BF = flexural strength, v = v module and χ = coefficient of thermal expansion, is as large as possible.
8. Schiebeverschlußanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidkeramische Material des Rohres (11) aus Oxiden mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 19500C, insbesondere MgO, Ο2Ο3, AI2O3, ZrÜ2 und/oder Mischungen dieser Oxide mit weniger als 1 Gewichtsprozent anderer oxidischer Bestandteile (abgesehen von ZrO2-stabilisierenden Zusätzen wie CaO) besteht.8. Sliding closure arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the oxide-ceramic material of the tube (11) consists of oxides with a melting point above 1950 0 C, in particular MgO, Ο2Ο3, Al2O3, ZrÜ2 and / or mixtures of these oxides with less than 1 percent by weight of other oxidic constituents (apart from ZrO 2 -stabilizing additives such as CaO).
Die Erfindung betrifft eine Schiebeverschlußanordnung nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schiebeverschlußanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 25 23 928 bekannt. Bei dieser verläuft der Gießstrahl nicht vertikal, sondern in der Hauptrichtung horizontal. Weil außerdem die Verschließteile des Schiebeverschlusses mit der Schlacke in Berührung kommen, sind diese einem unsymmetrischen und besonders hohen Verschleiß ausgesetzt. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Verschleißteile wie Einlaufhülse, Bodenplatte, Schieberplatte und Auslaufhülse wegen der erforderlichen relativ großen Durchlaufquerschnitte von z.B. 170mm selbst entsprechend groß dimensioniert und daher vorzugsweise aus an sich bekanntem feuerfesten Feuerbeton (vgL DE-OS 26 24 299) gegossen sind. In solchen Fällen treten beispielsweise besonders am Übergang von dem letzten auslaufseitigen Kanalstein zur Einlaufhülse Kanten auf, die auf ungleichmäßige Abnutzungen von bis zu 5 mm pro Charge zurückgehen. Diese Kantenbildung führt ihrerseits zu unerwünschten Turbulenzen des Gießstrahles. Man hat versucht, diesen Verschleiß dadurch auszugleichen, daß man eine Einlaufhülse mit geänderter Geometrie, z. B. außermittig angeordneter Bohrung, verwendete oder den Schiebeverschluß in der Höhe verstellbar anordnete. Beides sind jedoch außerordentlich aufwendige Maßnahmen mit geringem Erfolg.The invention relates to a sliding lock arrangement according to the preamble of claim 1. One Such a slide lock arrangement is known from DE-PS 25 23 928, for example. In this case the The pouring stream is not vertical, but horizontal in the main direction. Because the wear parts of the Slide closure come into contact with the slag, these are an asymmetrical and exposed to particularly high levels of wear. This is especially true if the wearing parts like Inlet sleeve, base plate, slide plate and outlet sleeve because of the relatively large flow cross-sections required of e.g. 170mm itself is dimensioned accordingly large and therefore preferably from per se known refractory refractory concrete (see DE-OS 26 24 299) are poured. In such cases occur For example, especially at the transition from the last outlet-side channel stone to the inlet sleeve, there are edges, which are due to uneven wear of up to 5 mm per batch. This edging leads in turn to undesirable turbulence in the pouring stream. One has tried to reduce this wear and tear compensate for the fact that you have an inlet sleeve with a modified geometry, for. B. eccentrically arranged bore, used or arranged the sliding lock adjustable in height. However, both are extraordinary complex measures with little success.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Schiebeverschlußanordnung der gattungsgemäßen Art, bei welcher ein übermäßiger und ungleichmäßiger Verschleiß im Bereich der Verschleißteile des Schiebeverschlusses und insbesondere im Bereich der Einlaufhülse am Übergang von den Kanalsteinen auf einfache Weise vermieden ist.The object of the present invention is therefore to create a sliding lock arrangement of the generic type Type in which excessive and uneven wear in the area of wear parts of the slide fastener and especially in the area of the inlet sleeve at the transition from the Channel stones is avoided in a simple manner.
Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Das in die Bohrung der Einlaufhülse eingesetzte Rohr besteht aus hochwertigem und damit sehr verschleißbeständigem Material. Da das Rohr im Vergleich zu dem Gesamtvolumen der zu schützenden Verschleißteile relativ dünnwandig sein kann, werden die Materialkosten für die Herstellung des Schiebeverschlusses nicht wesentlich erhöht. Bisher hat man die Anordnung eines besonders verschleißfesten Rohres z. B. in der Bohrung der Einlaufhülse wegen der unterschiedlichen Wärmedehniuigskoeffizienten des Grundmaterials der Einlaufhülse und des Rohres für praktisch unbrauchbar gehalten. Dadurch, daß das Rohr aus oxidkeramischem Material mit einem Längsschlitz versehen ist, wird aber auf überraschende Weise nicht nur die Herstellung der Einlaufhülse mit Rohr erheblich vereinfacht, sondern auch das Problem der unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten während des Einsatzes der Ver-Schlußanordnung beseitigt. Von dem Längsschlitz wird nämlich die Schwindung des feuerfesten Feuerbeton, in welchen das Rohr als verlorener Kern beim Ausgießen der Einlaufhülse eingebettet wird, dadurch ausgeglichen, daß während des Gießens in den Längsschlitz ein den Außendurchmesser des Rohres etwas aufweitendes Keilglied eingesetzt ist, welches dann vor dem Aushärten des Feuerbetons aus dem Schlitz herausgenommen wird. Dadurch kann sich der Beton unter Schwindung ohne übermäßige Druckspannungen an dasThis object is achieved with the measures of the characterizing part of claim 1. This in The tube used in the bore of the inlet sleeve is made of high quality and therefore very wear-resistant Material. Because the pipe compared to the total volume of the wearing parts to be protected can be relatively thin-walled, the material costs for the production of the slide fastener are not significantly increased. So far you have the arrangement of a particularly wear-resistant tube z. B. in the hole the inlet sleeve because of the different thermal expansion coefficients of the base material of the inlet sleeve and the tube are considered practically unusable. Because the tube is made of oxide ceramic Material is provided with a longitudinal slit, but surprisingly not only the production of the Inlet sleeve with pipe considerably simplified, but also the problem of different coefficients of thermal expansion eliminated during the use of the locking assembly. From the longitudinal slot namely the shrinkage of the refractory concrete, in which the pipe is a lost core when pouring the inlet sleeve is embedded, compensated by the fact that a during casting in the longitudinal slot Outside diameter of the tube is used somewhat widening wedge member, which then before Hardening of the refractory concrete is taken out of the slot. This allows the concrete to get under Shrinkage without excessive compressive stresses on the
bo Rohr geringfügig verringerten Querschnittes beim Aushärten anlegen. Im eingebauten Zustand dient dann der Längsschlitz des Rohres zum Ausgleich der unterschiedlichen Dehnungen von oxidkeramischem Material und Feuerbeton beim Aufheizen. Der Längsschlitz wirkt in diesem Fall als Dehnungsfuge. Damit ist nicht nur die Herstellbarkeit einer Einlaufhülse mit gegen Stahlschmelze und Schlacke erheblich beständigerem Einsatz aus oxidkeramischem Material, sondernbo tube slightly reduced cross-section at Apply curing. When installed, the longitudinal slot of the pipe is used to compensate for the different expansions of oxide ceramic material and refractory concrete when heated. The longitudinal slot in this case acts as an expansion joint. This not only makes it possible to manufacture an inlet sleeve Use made of oxide ceramic material that is considerably more resistant to molten steel and slag, but rather
auch die Funktionssicherheit der Einlaufhülse im Betrieb erheblich erhöht Weiterhin wird durch den Schlitz die Temperararwechselbeständigkeit des Rohres wesentlich erhöht Ein geschlossenes, plötzlich von innen aufgeheiztes Rohr entwickelt an seiner relativ kälteren Außenseite tangentiale Zugspannungen, die beim Überschreiten der Festigkeit zum Bruch führen. Das geschlitzte Rohr kann sich jedoch unter der Wirkung des Temperaturanstieges aufweiten, so daß wesentlich geringere Zugspannungen auftreten und das Rohr unempfindlicher gegen plötzliches Aufheizen wird. Das Rohr aus oxidkeramischem Material zeigt keinen Verschleiß, der eine Korrektur des Schiebeverschlusses bzw. der Bodenplatte nötig macht Das oxidkeramische Rohr in der Bohrung der Einlaufhülse sorgt außerdem für eine Bündelung des Abstichstrahles und vermindert damit auch einen übermäßigen Verschleiß von Bodenplatte, Schieberplatte und Auslaufhülse. the functional reliability of the inlet sleeve during operation is also significantly increased Slit the temperature change resistance of the pipe significantly increases A closed, suddenly of Inside heated pipe develops tangential tensile stresses on its relatively colder outside, which if the strength is exceeded lead to breakage. However, the slotted tube can be located under the Expand the effect of the temperature rise so that much lower tensile stresses occur and that Pipe becomes less sensitive to sudden heating. The tube made of oxide ceramic material shows no wear and tear that makes a correction of the slide lock or the base plate necessary Oxide ceramic tube in the bore of the inlet sleeve also ensures that the tapping jet is bundled and thus also reduces excessive wear on the base plate, slide plate and outlet sleeve.
Eine Verringerung des Verschleißes im Bereich der Bodenplatte wird insbesondere dann erreicht, wenn, was z. B. bei der einteiligen Ausbildung von Einlaufhülse und Bodenplatte zweckmäßig erscheint, das Rohr aus oxidkeramischem Material, gegebenenfalls mit einem ungeschlitzten Abschnitt, bis in die Bohrung der Bodenplatte hineinragt oder ein gesondertes geschlitztes Rohr aus oxidkeramischem Material in dessen Bohrung eingesetzt ist.A reduction in wear in the area of the base plate is achieved in particular if, what z. B. in the one-piece design of the inlet sleeve and base plate appears appropriate, the pipe oxide ceramic material, optionally with an unslotted section, right into the bore of the Base plate protrudes or a separate slotted tube made of oxide ceramic material in it Hole is inserted.
Solche geschlitzten Rohre können ergänzend im Bedarfsfall mit gleicher Funktion auch in den Bohrungen der anderen Verschleißteile eingesetzt sein.Such slotted tubes can also be used in the bores if necessary with the same function the other wearing parts must be used.
Der Längsschlitz, der im eingebauten Zustand der Einlaufhülse bzw. der anderen Verschleißteile zweckmäßigerweise oben liegt, wo er mit dem Abstichstrahl und der Schlacke weniger in Berührung kommt, hat vorzugsweise eine Breite von etwa 1 bis 2 mm. Es hat sich herausgestellt, daß diese Breite sowohl für den Ausgleich der Schwindung (Druckspannung) beim Abbinden des Feuerbetons auf das Rohr als auch zum Ausgleich der Wärmedehnung und zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit ausreicht, ohne daß ein übermäßiger Verschleiß des Verschleißteilgrundmaterials im Bereich des Längsschlitzes zu beachten war.The longitudinal slot, which in the installed state of the inlet sleeve or the other wearing parts is expedient is on top, where it comes into less contact with the tapping stream and the slag preferably a width of about 1 to 2 mm. It has been found that this width is suitable for both the Compensation of the shrinkage (compressive stress) when setting the refractory concrete on the pipe as well as for Compensation for thermal expansion and to improve thermal shock resistance is sufficient without that excessive wear of the wear part base material in the area of the longitudinal slot increases was observed.
Für das Rohr aus oxidkeramischem Material genügt eine Wandstärke von etwa 10 bis 20 mm.A wall thickness of around 10 to 20 mm is sufficient for the tube made of oxide ceramic material.
Die Wandstärke sollte vorzugsweise von der Einlaufseite sur Auslaufseite hin, z. B. von etwa 20 mm auf etwa 5 mm, abnehmen, wobei die Außenwandfläche des Rohres und die daran angepaßte Fläche der Bohrung der Einlaufhülse und gegebenenfalls der anderen Verschleißteile entsprechend konisch verlaufen. Auf diese Weise wird nämlich einem Herausdrükken des Rohres aus der Einlaufhülse bzw. den anderen Verschleißteilen durch die Einwirkung des Abstichstrahles entgegengewirkt.The wall thickness should preferably be from the inlet side on the outlet side, e.g. B. of about 20 mm to about 5 mm, with the outer wall surface of the tube and the surface of the The bore of the inlet sleeve and possibly the other wearing parts are correspondingly conical. In this way, namely, a pushing out of the pipe from the inlet sleeve or the other Wearing parts counteracted by the action of the tapping jet.
Das oxidkeramische Material sollte vorzugsweise die in Anspruch 7 gekennzeichneten Eigenschaften haben, die zu einer guten Temperaturwechselbeständigkeit bei guter Verformbarkeit ohne Rißbildung führen.The oxide ceramic material should preferably have the properties characterized in claim 7, which lead to good thermal shock resistance with good deformability without cracking.
Die nach Anspruch 8 gekennzeichnete Materialzusammensetzung eignet sich besonders für die erfindungsgemäße Schiebeverschlußanordnung.The material composition characterized according to claim 8 is particularly suitable for the slide lock arrangement according to the invention.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus b5 der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Further features, advantages and possible applications of the present invention emerge from b5 the following description of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing. Included form all the features described and / or shown individually or in any meaningful combination the subject of the present invention.
Es zeigtIt shows
F i g. 1 schematisch in Schnitt einen die Erfindung aufweisenden Schiebeverschluß,F i g. 1 schematically in section a sliding lock having the invention,
F i g. 2a und 2b schematisch im Längsschnitt und im Querschnitt das Einsatzrohr aus oxidkeramischem Material nach der Erfindung, undF i g. 2a and 2b schematically in longitudinal section and in cross section the insert tube made of oxide ceramic Material according to the invention, and
F i g. 3a und 3b in gegenüber F i g. 1 vergrößerter schematischer Darstellung zwei Ausführungsformen der Erfindung, wobei gemäß Fig.3a Einlaufhülse und Bodenplatte einteilig und gemäß Fig.3b zweiteilig ausgebildet sind.F i g. 3a and 3b in relation to FIG. 1 enlarged schematic illustration of two embodiments of the invention, wherein according to Fig.3a inlet sleeve and One-piece base plate and two-piece according to FIG are trained.
Der Schiebeverschluß 1 ist gemäß F i g. 1 an der Abstichöffnung in der Seitenwand 13 eines Siemens-Martin-Ofens oder Elektroofens mit einer feuerfesten Wandauskleidung 14 vorgesehen. In der Wandauskleidung 14 sind ineinander passende, einen Abstichkanal 2 bildende Kanalsteine 3 angeordnet An das äußere Ende des äußersten Kanalsteins 3 paßt sich eine Einlaufhülse 4 an, weiche in diesem Fall mit einer ortsfesten Bodenplatte 5 einteilig ausgebildet ist An die Außenfläche der Bodenplatte 5 schließt sich eine Schieberplafte 6 mit zugeordneter Auslaufhülse 7 an, die gemeinsam in üblicher Weise in einem Rahmen gegenüber der Bodenplatte 5 in Schließ- und Öffnungsstellung verschiebbar sind. Einlaufhülse 4, Bodenplatte 5, Schieberplatte 6 und Auslaufhülse 7 bilden mit ihren einander ausgerichteten Bohrungen einen Auslaufkanal 8. In die ineinander übergehenden Bohrungen 9 und 12 der Einlaufhülse 4 und der Bodenplatte 5 ist ein Rohr 11 aus oxidkeramischem Material eingesetzt. Das Rohr 11 verjüngt sich gemäß F i g. 2a außen in seiner Wandstärke von der Einlaufseite zur Auslaufseite hin und ist so in Einlaufhülse 4 und Bodenplatte 5, welche beispielsweise aus Feuerbeton unter Verwendung des Rohres 11 als verlorener Kern einteilig gegossen sind, eingepaßt. Das Rohr 11 hat entsprechend Fig. 2b einen über die gesamte Länge reichenden Längsschlitz 10, welcher beim Abbinden des Feuerbetons für den Ausgleich der Schwindung und beim Betriebseinsatz dieses Verschleißteiles im Schiebeverschluß 1 zum Ausgleich der Wärmedehnung und zur Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit dient. Bei einem Innendurchmesser des Rohres 11 von z. B. 170 mm hat der LängsschlitzThe slide lock 1 is shown in FIG. 1 at the tapping opening in the side wall 13 of a Siemens-Martin furnace or electric furnace with a refractory wall lining 14 is provided. In the wall lining 14 mating channel stones 3 forming a tapping channel 2 are arranged at the outer end the outermost channel stone 3 adapts an inlet sleeve 4, soft in this case with a stationary one The base plate 5 is formed in one piece. A slide plate 6 is attached to the outer surface of the base plate 5 with associated outlet sleeve 7, which together in the usual manner in a frame opposite the Base plate 5 are displaceable in the closed and open positions. Inlet sleeve 4, base plate 5, Slide plate 6 and outlet sleeve 7 form an outlet channel with their aligned bores 8. In the merging bores 9 and 12 of the inlet sleeve 4 and the base plate 5 is a tube 11 made of oxide ceramic material. The pipe 11 tapers according to FIG. 2a outside in its wall thickness from the inlet side to the outlet side and is thus in Inlet sleeve 4 and base plate 5, which, for example, made of refractory concrete using the pipe 11 as lost core are cast in one piece, fitted. The tube 11 has according to FIG. 2b one over the entire length extending longitudinal slot 10, which when setting the refractory concrete for the compensation of Shrinkage and when operating this wear part in the slide lock 1 to compensate for the Thermal expansion and serves to increase the resistance to temperature changes. With an inside diameter of the pipe 11 of, for. B. 170 mm has the longitudinal slot
10 vorzugsweise eine Breite von 1 bis 2 mm. Die Wandstärke des Rohres 11 liegt dabei vorzugsweise zwischen 10 und 20mm. Fig.3a veranschaulicht den Schiebeverschluß gemäß F i g. 1 im Bereich von Einlaufhülse 4 und Bodenplatte 5 etwas vergrößert. Fig.3b zeigt im Vergleich dazu die Einpassung des erfindungsgemäßen Rohres 11 aus oxidkeramischem Material nur in die Bohrung 9 der von der Bodenplatte 5 gesonderten Einlaufhülse 4; aber auch so führt das Rohr10 preferably a width of 1 to 2 mm. The wall thickness of the tube 11 is preferably between 10 and 20mm. Fig.3a illustrates the Slide lock according to FIG. 1 somewhat enlarged in the area of the inlet sleeve 4 and base plate 5. In comparison, FIG. 3b shows the fitting of the tube 11 according to the invention made of oxide ceramic Material only into the bore 9 of the inlet sleeve 4, which is separate from the base plate 5; but this is also how the pipe leads
11 durch die wirksame Bündelung des Abstichstrahles zu einer Verringerung des Verschleißes nicht nur der Einlaufhülse 4 selbst, sondern auch der Bodenplatte 5 und der nachfolgenden Verschleißteile im Bereich der Durchlaufbohrung 12. Im Ausnahmefall — z. B. bei extremer Beanspruchung — können auch Schieberplatte 6 und Auslaufhülse 7 mit entsprechenden geschlitzten oxidkeramischen Innenrohren versehen sein.11 through the effective bundling of the tapping jet to reduce the wear not only of the inlet sleeve 4 itself, but also of the base plate 5 and the following wearing parts in the area of the through hole 12. In exceptional cases - z. B. at extreme stress - can also slide plate 6 and outlet sleeve 7 with corresponding slotted oxide ceramic inner tubes.
Als Ausgangsgemisch für das oxidkeramische Rohr uann beispielsweise eine Mischung aus 50 Gewichtsprozent AI2O3 und 50% ZrO2 dienen. Bei einem solchen oxidkeramischen Rohr wurden nach Pressen bei ca. 1000 kp/cm2 und Brennen bei ca. 17500C nachstehende Eigenschaften ermittelt:As starting mixture for the oxide ceramic tube u ann serve, for example, a mixture of 50 percent by weight Al2O3 and 50% ZrO 2. With such an oxide ceramic tube, the following properties were determined after pressing at approx. 1000 kp / cm 2 and firing at approx. 1750 ° C.:
Gesamtporosität Pges: 9,1 % offene Porosität P0:5,2% Kaltdruckfestigkeit KDF: größer 3000 kp/cm2 Gasdurchlässigkeit GD: 0 nPm Druckfeuerbeständigkeit DFB: größer 1740 ta 0C Ε-Modul (statisch): 438 300 kp/cm2 Biegefestigkeit BF: 848 kp/cm2 Heißbiegefestigkeit HBF bei 1500°C: 137 kp/cm2 Wärmedehnung d (max. WD bei 1500° C): 0,89% Druckfließen DFL(24 h, 1500°C,2 kp/cm2):0,2% Biegefestigkeit BF (nach 25 Abschr.): 56 kp/cm2.Total porosity P total : 9.1% open porosity P 0 : 5.2% cold compressive strength KDF: greater than 3000 kp / cm 2 gas permeability GD: 0 nPm pressure fire resistance DFB: greater than 1740 ta 0 C Ε module (static): 438 300 kp / cm 2 flexural strength BF: 848 kp / cm 2 hot flexural strength HBF at 1500 ° C: 137 kp / cm 2 thermal expansion d (max. WD at 1500 ° C): 0.89% pressure flow DFL (24 h, 1500 ° C, 2 kp / cm 2 ): 0.2% flexural strength BF (after 25 abbreviations): 56 kp / cm 2 .
Der für Einlaufhülse und/oder Bodenplatte und/oder Schieberplatte und/oder Auslaufhülse verwendete Feuerbeton kann beispielsweise folgende Zusammen-Setzung in Gewichtsprozent haben:The one used for the inlet sleeve and / or base plate and / or slide plate and / or outlet sleeve Refractory concrete can, for example, have the following composition in percent by weight:
Al2O3
SiO2
Se2O3
TiO2 Al 2 O 3
SiO 2
Se 2 O 3
TiO 2
94,5 0,5 0,2 0,194.5 0.5 0.2 0.1
CaO 4,2CaO 4.2
MdO 0,1MdO 0.1
Na2O 0,3Na 2 O 0.3
K2O 0,1K 2 O 0.1
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
1 Schiebeverschluß1 slide lock
2 Abstichkanal ίο 3 Kanalsteine2 tapping channel ίο 3 channel stones
4 Einlaufhülse4 inlet sleeve
5 Bodenplatte5 base plate
6 Schieberplatte6 gate valve
7 Auslaufhülse7 outlet sleeve
8 Auslaufkanal8 outlet channel
9 Bohrung der Einlaufhülse9 Hole in the inlet sleeve
10 Längsschlitz10 longitudinal slot
11 Rohr11 tube
12 Bohrung der Bodenplatte 13 Seitenwand12 hole in the base plate 13 side wall
14 Wandauskleidung14 wall lining
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (7)
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