DE2954582C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrschieber-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 27 46 265 ist eine Absperrschieber-Einrichtung für die Entleerung metallurgischer Gießgefäße bekannt, mit deren Hilfe der Durchfluß des schmelzflüssigen Metalls durch das Schieberventil gedrosselt werden kann. Das Schieberventil gehört der im US-Reissue-Patent 27 237 beschriebenen Gattung an und besitzt feuerfeste Schieber, welche teilweise mit und teilweise ohne Durchtrittsöffnungen versehen sind. Diese Schieber sind in Ausrichtung nach der Auslaßöffnung des Gießgefäßes ausgerichtet übereinander angeordnet und gestatten den Beginn und das Beenden des Durchflußvorganges. Bei diesen bekannten Absperrschieber-Einrichtungen kann der Durchfluß durch die Ventileinrichtung in der Weise gesteuert werden, daß der gerade benutzte Schieber gegen einen Schieber ausgewechselt wird, dessen Durchflußöffnung einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist, und/oder daß die Stellung der Schieber-Durchflußöffnung relativ zur Auslaßöffnung des Gießgefäßes verändert wird.

Ein Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß das Auswechseln von Gießrohren nur im Zusammenhang mit dem Auswechseln eines gelochten Schiebers gegen einen ungelochten Schieber möglich ist, da der Metalldurchfluß abgesperrt werden muß, bevor ein Wechsel der Abstichrinne erfolgen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die bekannten Absperrschieber-Einrichtungen nicht gewährleisten, daß ein nachfolgender Schieber zu dem gerade in Betrieb stehenden Schieber ausgerichtet ist, was im Interesse eines raschen Schieberwechsels von Vorteil wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrschieber-Einrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei der ein rascher Schieberwechsel möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Absperrschieber-Einrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Günstig ist ferner, daß die Halteeinrichtung einen oder mehrere Magnete aufweisen kann, wodurch gewährleistet ist, daß ein in die Lateralöffnung des Rahmens eingesetzter Schieber durch die gegenüberliegende Schiene stets so gehalten ist, daß er in Ausrichtung mit dem gerade in Betrieb befindlichen Schieber trotz dessen seitlicher Verschiebung gehalten ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weist eine Blockiereinrichtung mit einem Stopperstift auf, der wahlweise entweder in einer die Bewegungsbahn der Schieber oder die Bewegungsbahn der Gießrohranordnung überquerenden Stellung angeordnet ist. Der Stopperstift ermöglicht ein Ersetzen eines Gießrohres, ohne daß ein Auswechseln des in der Betriebsstellung befindlichen Schiebers nötig ist, oder ein gleichzeitiges Ersetzen des Gießrohres und des Schiebers.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Absperrschiebereinrichtung,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung der zur erfindungsgemäßen Einrichtung gehörenden Montageplatte, wobei die diese Platte durchsetzenden Strömungsbahnen für Kühlgas und Inertgas dargestellt sind,

Fig. 5 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung der Oberplatte der Einrichtung,

Fig. 6 eine Aufsicht auf einen Schieber,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 6 gezeigten Schiebers,

Fig. 8 eine von oben gesehene perspektivische Darstellung des Rahmenaufbaus der Schiebereinrichtung vor der Montage und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der Unterseite des in Fig. 8 dargestellten Rahmenaufbaus.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Absperrschiebereinrichtung 10 zum Einbau in die in der feuerfesten Auskleidung 14 eines Abstichgefäßes 16 vorgesehene Auslaßöffnung 12. Bei diesem Abstichgefäß kann es sich um einen Gießtrichter oder dergleichen handeln, aus welchem schmelzflüssiges Metall in die Gießform oder Kokille einer nicht dargestellten Stranggußanlage abgegossen wird. Der Entleerungsvorgang wird durch Manipulation der feuerfesten Schieber oder Platten gesteuert, die, wie mit 17 in den Fig. 2, 6 und 7 dargestellt, Durchtrittsöffnungen (Durchflußöffnungen) aufweisen können. Wie in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 17′ am Beispiel einer Oberplatte 18 aus feuerfestem Material veranschaulicht, können die Schieber auch ungelocht ausgebildet sein. Zur Einrichtung 10 gehören auch austauschbare Gießrohre 19, die eine Verlängerung der Schiebereinrichtung darstellen, um das schmelzflüssige Metall in die Gußkokille zu leiten. Die Schiebereinrichtung 10 kann an dem Schmelzgefäß 16 mit Hilfe von Gewindebolzen 20 befestigt werden, die sich durch die Bohrungen 21 im Rahmen 22 erstrecken, um letzteren mit einer Montageplatte 23 zu verbinden, welche ihrerseits mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzen am Schmelzgefäß befestigt ist. Diese nicht dargestellten Bolzen sind mit einer Plattenmutter 24 verbunden, welche der feuerfesten Gefäßauskleidung 14 unterlegt ist. Eine Wärmeisolationspackung 26 aus Asbest oder dergleichen kann zwischen der Montageplatte 23 und dem Schmelzgefäß 16 vorgesehen sein.

Wie am besten in Fig. 4 dargestellt, ist die Montageplatte 23 im wesentlichen als flache Metallplatte mit einer Zentralöffnung 28 ausgebildet, welche das untere Ende 30 des die Auslaßöffnung 12 des Schmelzgefäßes bildenden feuerfesten Materials bildet. Die obere Oberfläche der Montageplatte 23 weist entlang ihrer Seitenkanten Ausnehmungen 31 auf, welche mit Bolzenöffnungen 32 in Verbindung stehen und zur Aufnahme der Verbindungselemente (Gewindebolzen 20) und der zugehörigen Muttern 34 dienen.

Die Montageplatte 23 ist mit einer Vielzahl von inneren Durchtritten für Kühlluft und für Inertgas versehen, da diese Gase während des Schieberbetriebs benötigt werden. Ein erster Durchtritt 36 ist konzentrisch zur Zentralöffnung 28 ausgebildet und durch eine Ausnehmung in der Wand der Öffnung definiert und durch einen Ring 38 abgedeckt, der an die Platte geschweißt ist, um diesen Durchtritt abzuschließen. Außerdem sind in der Platte zwei einander gegenüberliegende, längliche Durchtritte 40 und 42 ausgebildet, die sich an drei Seiten der Platte erstrecken und in nach unten gerichteten Ausgängen 44 münden, um die im folgenden noch im einzelnen beschriebenen Ventilfedern mit Kühlluft zu versorgen. Ein Lufteinlaß 46 ist an einer Seite der Platte vorgesehen, um den Durchtritten 36, 40 und 42 Kühlluft zuzuführen, wie mit Hilfe des Pfeiles 48 veranschaulicht. Die genannten Durchtritte sind hintereinander geschaltet, so daß die Kühlluft zunächst durch den ringförmigen Durchtritt 36 strömt, um sodann in entgegengesetzten Richtungen durch die Durchtritte 40 und 42 abzuströmen, bevor sie durch die Auslässe 44 abströmt. Wie bereits erwähnt, verlaufen die Durchtritte 40 und 42, ausgehend vom Durchtritt 36 in entgegengesetzte Richtungen.

Ferner ist in der Montageplatte 23 ein länglicher Durchtritt 50 vorgesehen, der mit seinem einen Ende mit einer an der Seite der Platte vorgesehenen Einlaßöffnung 52 zum Anschluß an eine Inertgasquelle in Verbindung steht und mit seinem anderen Ende in eine nach unten gerichtete Austrittsöffnung 54 mündet, an welche eine Gaszuführeinrichtung der Ventil-Oberplatte 18 angeschlossen werden kann, wie im folgenden noch erörtert wird.

Der Einrichtungsrahmen 22 besteht im wesentlichen aus einem maschinell bearbeiteten Gußstück aus Metall und ist mittels Gliedern 56 ausgesteift. Der Einrichtungsrahmen 22 ist am besten in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Dieser Rahmen 22 enthält die Betätigungsorgane für die Schiebereinrichtung und wird an der Montageplatte 23 befestigt, wozu die Gewindebolzen 20 dienen. Der Rahmen 22 umfaßt drei Hauptabschnitte, die in Fig. 3 mit den Bezugszeichen 58, 60 und 62 bezeichnet sind. Im Bereich des Einsetzabschnitts 58 hält der Rahmen 22 mit Hilfe von nicht dargestellten Verbindungseinrichtungen, die mit Gewindeöffnungen 64 (Fig. 8) in Eingriff stehen, eine Flanscheinrichtung 66 zum Anflanschen eines Antriebsmotors 68. Der Antriebsmotor 68 umfaßt einen druckmittelbetätigten Zylinder 70 und einen hin- und herbeweglichen Kolben, an welchem eine Kolbenstange 72 sowie ein Stößel 74 befestigt sind. Eine zweite Antriebseinrichtung, die als "Drosselmotoren" bezeichnet werden, ist am Rahmen 22 im Bereich dessen Betätigungsabschnitts 60 befestigt. Diese Motoren 76 arbeiten in entgegengesetzte Richtungen und werden unabhängig vom Antriebsmotor 68 betrieben. Sie umfassen jeweils einen am Rahmen mit Hilfe eines Bügels 80 befestigten Druckmittelzylinder 78, wobei der Bügel 80 mit Hilfe von Verbindungsmitteln an der Seitenwandung des Rahmens befestigt ist, welche mit den Bohrungen 82 zusammenwirken. Die Zylinder 78 enthalten jeweils einen hin- und herbeweglichen Kolben, dessen Kolbenstange 83 ein längliches Querjoch 86 aufweist, welches Verschiebestifte 88 verbindet, die geführt in Öffnungen 90 in der Seitenwandung des Rahmens aufgenommen sind und Drosselungsschienen 84 sowie 84′ befestigen, mit deren Hilfe ein im Rahmenabschnitt 60 angeordneter Schieber manipulierbar ist. Die Schiene 84′ besitzt eine kürzere Längenabmessung als die Schiene 84, um die Bewegung eines Schiebers durch den Einsetzabschnitt 58 des Rahmens nicht zu behindern.

Das Innere des Rahmens 22 ist so gestaltet, daß miteinander kommunizierende Bewegungsbahnen für die Schieber 17 oder 17′ und für die Gießrohre 144 zwischen den jeweiligen Rahmenabschnitten 58, 60 und 62 vorgesehen sind. Der Einsetzabschnitt 58 des Rahmens 22 ist durch sich in Querrichtung erstreckende Führungsbahnen 92 und 94 gekennzeichnet, auf welchen Schieber 17, 17′ bzw. Gießrohre 144 bewegbar sind. Die Führungsbahn 92 ist in vertikaler Richtung von der Führungsbahn 94 durch sich entgegengesetzt erstreckende Verschiebungsschienen 96 getrennt, die dazu dienen, die Schieber beim Einfahren abzustützen. Der Boden der Führungsbahn 94 ist durch eine vergleichbare Gruppe von Verschiebeschienen 98 definiert, welche zum Abstützen von einzusetzenden Abstichrohren 144 dienen. Sich entlang des Rahmendaches in diesem Abschnitt erstreckende Gummischienen 99 dienen zur vertikalen Ausrichtung eines Schiebers 17, wenn dieser vom Einsetzabschnitt 58 der Schiebereinrichtung zum benachbarten Betätigungsabschnitt 60 des Rahmens bewegt wird.

Es versteht sich, daß der Rahmen 22, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, durch die Anordnung identischer Führungsbahnen 92′ und 94′ an den gegenüberliegenden Rahmenseiten imstande ist, sowohl die Schieber als auch die Abstichrohre sowohl von rechts als auch von links (in der Zeichnung) zu führen. Werden die Führungsbahnen 92 und 94 zur Benutzung ausgewählt, so werden die mit dem Bezugszeichen 92′ und 94′ bezeichneten Führungsbahnen auf der gegenüberliegenden Rahmenseite durch ein Verschlußglied 100 verschlossen, welches eine Stützplatte 102 aufweist, die vermittels Bohrungen 104 (Fig. 8) mit dem Rahmen 22 verschraubt werden kann. Ferner dienen dazu im vertikalen Abstand angeordnete Stopperplatten 106 und 108, welche die Führungsbahnen 92′ und 94′ wirksam ausfüllen, um so wirksam zu verhindern, daß sich ein Abstichrohr über eine angestrebte Ortslage im Bereich des Stößels 74 hinaus bewegt. Offensichtlich kann das Einsetzen von den gegenüberliegenden Rahmenseiten rasch durch einfaches Bewegen des Verschlußgliedes 100 aus den Führungsbahnen 92′ und 94′ hin zu der gegenüberliegenden Rahmenseite erfolgen, wo es die Durchtritte 92 und 94 schließt.

Der Betätigungsabschnitt 60 des Rahmens 22 enthält in seiner oberen Oberfläche eine rechtwinkelige Öffnung 110 zur Aufnahme einer ortsfesten Oberplatte 18 aus Feuerfestmaterial, deren Mittelöffnung 112 nach der Ausflußöffnung 12 des Abstichgefäßes ausgerichtet ist und den Einlaß zu der Schiebereinrichtung 10 definiert. Im vertikalen Abstand unterhalb der Öffnung 110 ist der Rahmen 22 mit einander gegenüberliegend im Abstand angeordneten Basen 114 versehen, die mit der oberen Rahmenwandung zwecks Ausbildung eines Hohlraums 115 zusammenwirken (Fig. 2). Diese Basen 114 sind mit in Querrichtung voneinander beabstandeten Gewindebohrungen 116 versehen, welche jeweils Befestigungsmittel 118 zur Befestigung einer Vielzahl von federbelasteten Hebeln 120 aufnehmen, deren Aufgabe es ist, das Abstichrohr 19, den Schieber 17 oder 17′ und die Oberplatte 18 in abdichtender Auflage aufeinander zu halten. Die Hebel 120 vermögen auf Wiegen 122 zu schwenken, die von den Befestigungsmitteln 118 gehalten sind und sind vermittels mit Köpfen versehener Stoßstäbe 124 federbelastet, wobei diese Stoßstifte beweglich in im Rahmen ausgebildeten Öffnungen 126 gelagert sind. Die Öffnungen 126 weisen an ihren oberen Enden bei 127 Konterbohrungen auf, um Sitze für die Köpfe 128 der Stoßstifte und für Federn 130 zu bilden, die zwischen den Stößelstiftköpfen und der gegenüberliegenden Oberfläche der Montageplatte 23 wirksam sind.

Wie in Fig. 2 dargestellt, stehen die Bohrungen 126 des Rahmens 22 in Strömungsverbindung mit den Mündungen 44 der Montageplatte 23, so daß die Federn 130 zum Vermeiden von Überhitzungen mit Kühlluft versorgt werden können. Vorteilhafterweise enthalten die Mündungen 44 Auslaßöffnungen 132, um die Kühlluft wirksam auf die jeweiligen Federanordnungen zu verteilen.

Einander gegenüberliegende Wandungen des Rahmens 22 im Bereich des Betätigungsabschnittes 60 sind mit vertikal beabstandeten Zweiergruppen von ausgerichteten Öffnungen versehen, die mit 196 bzw. 198 bezeichnet sind. Jedes Paar dieser ausgerichteten Bohrungen vermag einen wahlweise zu positionierenden Stopperstift 200 aufzunehmen, der die jeweiligen Bewegungsbahnen des Schiebers bzw. der Abstichrohranordnung kreuzt und während des Schieberwechsels dazu dient, den Schieber 17 bzw. das Gießrohr 144 festzulegen, wenn dieser Schieber bzw. dieses Rohr ersetzt werden sollen. Vergleichbare Öffnungen 196′ sind in den Schienen 84 und 84′ vorgesehen, um dem Stopperstift 200 den Weg durch diese Bauteile zu ermöglichen. Ist ein gemeinsames Auswechseln sowohl des Schiebers 17 als auch des Abstichrohres angestrebt, so wird der Stopperstift 200 gänzlich aus dem Rahmen herausgenommen, so daß beide Bewegungsbahnen ohne Hemmnisse sind. Bei normalen Betriebsbedingungen ist der Stopperstift 200 in den beiden unteren Öffnungen 198 aufgenommen, um die Bewegungsbahn für den Schieber frei von Hemmungen zu halten, so daß ein rasches Absperren des Schmelzendurchflusses gewährleistet ist.

Der Entnahmeabschnitt 62 des Rahmens 22 ist durch vertikal beabstandete Führungsbahnen 134 und 136 gebildet, die sich am Rahmen öffnen. Die Führungsbahnen 134 und 136 sind durch abgesetzte Schultern 138 und 140 definiert, die in den in Längsrichtung verlaufenden Verlängerungen der Basen 114 ausgebildet sind und dazu dienen, die Schieber 17 oder 17′ bzw. das Gießrohr 144 von ihren Positionen im Betätigungsabschnitt 60 der Schiebereinrichtung zu einem Austragspunkt verschieblich zu führen, wie im folgenden noch beschrieben wird.

Wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen, sind die Drosselschienen 84 und 84′ im Rahmen 22 auf im wesentlichen der gleichen Höhe angeordnet, wie die Führungsbahn 92, auf welcher der Schieber eingefahren wird. Die Schiene 84 ist länger als die Schiene 84′ und erstreckt sich im wesentlichen über die Gesamtlänge des Rahmeninneren. Die Schiene 84′ ist um so viel kürzer als die Schiene 84, daß der Durchtritt eines Schiebers 17 von der Führungsbahn 92 in eine Richtung im Hinblick auf den Stößel 74 beim Einfahren dieser Glieder gewährleistet ist. Die Schiene 84 ist ferner über denjenigen Abschnitt ihrer Länge, welcher der Führungsbahn 92 gegenüberliegt, mit einer Vielzahl von in Längsrichtung im Abstand angeordneten Magneten 142 versehen, die in der Zeichnung als sechs Vierpol-Permanentmagnete dargestellt sind. Diese Magnete haben die Aufgabe, ein Verlagern eines Schiebers 17 oder 17′ in der "Fertig"-Stellung beim Einfahren zu verhindern, wie im folgenden noch näher beschrieben wird. Dabei gilt es eine Verlagerung von der Schiene 84 zu verhindern, wenn der Schieber während des Drosselungsvorganges bewegt wird.

Der Schieber 17 bzw. 17′, die Oberplatte 18 und die Gießrohranordnungen 19 der Absperrschiebereinrichtung 10 bestehen im wesentlichen jeweils aus in einem Metallrahmen angeordneten feuerfesten Baustoffen. Die Gießrohranordnung 19 für die erfindungsgemäße Einrichtung ist von im wesentlichen herkömmlicher Bauart und besteht aus einem länglichen zylindrischen Rohr 144 mit einer Axialöffnung 145. Das Rohr 144 kann eine solche Länge haben, daß es sich mit seinem unteren Ende in eine nicht dargestellte Gußkokille, wie eine Stranggußkokille erstreckt. Das obere Ende des Rohres 144 kann in einer Ausnehmung 146 in der unteren Oberfläche einer im wesentlichen ebenen, rechtwinkeligen Feuerfestplatte aufgenommen werden, die als Rohrhalterplatte 148 bezeichnet wird. Diese Platte 148 ist von einer Öffnung 149 durchsetzt, die koaxial zur Rohröffnung 145 verläuft, und ist im freiliegenden Bodenbereich sowie rings um ihre Umfangsseiten von einem Metallgehäuse 150 umgeben. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist ein Mörtel oder dergl. verwendet, um die Verbindung zwischen dem oberen Ende des Rohres 144 und der Halterungsplatte 148 abzudichten und um die Halterungsplatte innerhalb des Metallgehäuses zu halten. Das Metallgehäuse kann mit einer herabhängenden Schürze 152 versehen sein, die zum Schutz der Mörtelverbindung und zum Versteifen der Bodenfläche des Gehäuses dient. Ein wärmebeständiger Werkstoff wie Asbest kann benutzt werden, um einen Raum 153 auszufüllen, der zwischen der Schürze und dem Rohr vorhanden ist. Eine sekundäre Befestigung zwischen dem Rohr 144 und der Halterplatte kann dadurch herbeigeführt werden, daß ein Kragen 154 vorgesehen wird, der eine Schulter 156 im Bereich des oberen Endes des Rohres bildet, die mit einem Befestigungsring 158 zusammenwirkt, der abnehmbar am Metallgehäuse 150 mit Hilfe von Gewindeschrauben oder -bolzen befestigt werden kann. Die Öffnungen 145 im Gießrohr 144 und 149 in der Platte 148 haben vorzugsweise einen etwas größeren Durchmesser als die im Schieber ausgebildete Öffnung, um ein Ablaufen oder Nachlaufen des Metalls zu gestatten, nachdem das Ventil in seine gänzlich geschlossene Stellung gebracht worden ist.

Die Oberplatte 18 der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 1, 2 und 5 dargestellt. Die Anordnung 18 umfaßt eine rechtwinkelige Feuerfestplatte 160, die mit Hilfe von Mörtel oder dergl. in einem Metallgehäuse 162 von im allgemeinen L-förmigem Querschnitt fixiert ist, welches sich über die Umfangsseiten der Platte erstreckt. Die obere Oberfläche 164 der Platte 160 verläuft oberhalb der oberen Kante des Gehäuses und hat einen Oberflächenfinish, um einen innigen Oberflächenkontakt mit der unteren Oberfläche der Montageplatte 23 sowie der feuerfesten Auskleidung des Schmelzgefäßes zu gewährleisten, wenn die Anordnung 18 funktionsgerecht in die Absperrschiebereinrichtung eingebaut ist. Die Platte 160 ist mit einer zentral angeordneten abgestuften Durchgangsöffnung 166 versehen, in welcher ein permeables feuerfestes Einsatzteil 168 aufgenommen werden kann, dessen axiale Öffnung einen Durchtritt 112 für schmelzflüssiges Metall durch die Platte definiert. Das Einsatzteil 168 besitzt eine Außenoberfläche 172, die in einer Weise abgestuft ausgebildet ist, welche komplementär zu der Abstufung der Plattenöffnung 166 ausgebildet ist, wobei die zumeist außen gelegenen Stufen dicht und fest mit den zugeordneten Stufen des Öffnungsumfanges verbunden sind, aber die mittlere Stufe einen signifikant kleineren Durchmesser als die mittlere Stufe im Öffnungsdurchmesser aufweist. Auf diese Weise ist ein Ringkanal 174 rings um den Umfang des Einsatzteils 168 gebildet, der die Zufuhr von Inertgas durch das Einsatzteil zum Schmelzendurchtritt 112 ermöglicht. Die Feuerfestplatte ist mit einem geneigt verlaufenden Kanal 176 versehen, welcher die Oberseite der Platte an der Stelle 178 durchbricht und so angeordnet ist, daß er mit der Öffnung 54 in der unteren Oberfläche der Montageplatte 23 in Strömungsverbindung steht, wenn die Absperrschiebereinrichtung zusammengesetzt ist. Auf diese Weise ist eine geeignete Einrichtung geschaffen, um Inertgas während Schließperioden des Ventils in den Durchtritt 112 einzubringen, um auf diese Weise das Metall in diesem Durchtrittskanal 112 umzurühren und so Anlagerungen oder "Bären" zu vermeiden. Indem der ringförmige Kanal in der beschriebenen Weise ausgebildet wird, können entsprechend geformte Oberplatten auf herkömmliche Arbeitsweisen der Feuerfestindustrie hergestellt werden, ohne daß ein kostenintensives maschinelles Bearbeiten mit vielteiligen Werkzeugmaschinen erforderlich ist.

Die in der Absperrschiebereinrichtung verwendeten Schieber können ungelocht sein, wie der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 17′ bezeichnete Schieber oder können von einer Öffnung 180 durchsetzt sein, wie der in den Fig. 2, 6 und 7 mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnete Schieber. Ungelochte Schieberplatten 17′, wie in Fig. 1 dargestellt, werden benutzt, um den Metalldurchfluß durch die Ventileinrichtung zu unterbinden, während Lochplatten 17 benutzt werden, wenn ein gesteuerter Durchtritt der Metallschmelze durch die Ventileinrichtung angestrebt ist, wie im folgenden noch beschrieben wird. Die mit Löchern versehenen Schieberplatten 17 und die ungelochten Schieberplatten 17′ werden in gleicher Weise hergestellt, wobei eine im wesentlichen rechtwinkelige Feuerfestplatte 182 mit einer etwas kürzeren Länge in der in den Fig. 6 und 7 mit F bezeichneten Einführrichtung als in der in den Figuren mit T bezeichneten Drosselrichtung. Die Platte 182 wird in ein Metallgehäuse 184 einzementiert, welches die Umfangsseiten der Platte umschließt. Das Gehäuse 184 ist mit einer Schulter 186 zwischen der Oberkante und der Unterkante versehen, um einen Sitz auf den Drosselschienen 84 und 84′ zu bilden und um einen verschieblichen Eingriff auf den Verschiebeschienen 96 im Einfahrabschnitt 58 des Rahmens und den Schultern 138 im Auslaßabschnitt 62 desselben zu erhalten. Die feuerfeste Platte 182 ist bei 188 mit einer Schulter versehen, die der in dem Gehäuse ausgebildeten Schulter entsprechend geformt ist. Der untere mit dem Bezugszeichen 190 bezeichnete Abschnitt des Gehäuses weist eine Krümmung mit großem Radius auf, die als Führungsoberfläche dient, so daß entsprechende Schieberanordnungen, wenn sie vom Stößel 74 in den Betätigungsabschnitt 60 der Absperrschiebereinrichtung bewegt werden, auf und über die obere Kante der Gießrohrhalterung geführt werden, ohne daß sich die Teile gegenseitig beschädigen.

Der untere Abschnitt der Platte 182 ist im Bereich des einen vergrößerten Radius aufweisenden Abschnittes 190 kegelstumpfförmig ausgebildet, wie dargestellt, um auf diese Weise einen erweiterten Raum 192 zur Aufnahme von Mörtel zwischen der Platte und dem Metallgehäuse zu schaffen. Dieses erweiterte Mörtelbett dient als Puffer für die Platte während der Plattenbewegung quer über die Rohrhalteanordnung 19 sowie während der Zeit, wenn die Platte mittels der beweglichen Schienen 84, 84′ während der Drosselperioden manipuliert wird.

Der Schieber 17 unterscheidet sich von dem Schieber 17′ dadurch, daß letzterer ungelocht ist, während der erstgenannte eine Durchflußhöhe 180 aufweist. Die Anordnung der Öffnung 180 in der Feuerfestplatte hat längs der Längs-Mittellinie, aber versetzt vom Mittelpunkt der Platte, und zwar in Richtung nach links in Fig. 2 zu erfolgen, wobei diese Versetzung gleich der Hälfte der Hublänge der Verschiebestifte 88 ist, um auf diese Weise zu ermöglichen, daß die Öffnung 180 in vertikaler Richtung nach der Öffnung 112 der Oberplatte ausgerichtet ist, um einen vollen Durchfluß des Metalls durch den Gießkanal zu gestatten, wobei dann der Schieber gänzlich nach rechts in Fig. 2 verfahren und die Schiene 84′ in Anlage an der Wandung 194 der Hohlraum 115 ist. Befindet sich der Schieber 17 in seiner linken Extremstellung und liegt die Schiene 84 an der Wandung 196 an, so ist die Öffnung 180 vollständig außer Ausrichtung nach der Öffnung 112, wodurch das Absperren des Durchflusses der Metallschmelze durch die Absperrschiebereinrichtung erfolgt. Mit Hilfe der Drosselmotoren 76 kann die Stellung der im Schieber 17 ausgebildeten Öffnung in jeder beliebigen Weise im Hinblick auf die in der Oberplatte ausgebildete Öffnung 112 eingestellt werden, und zwar zwischen den beiden Extrem- oder Totlagen, wodurch der wirksame Querschnitt oder die wirksame Gestalt des Strömungskanals für die Metallschmelze geändert wird, um den Durchfluß der Schmelze einzustellen. Bei einer typischen technischen Anwendungsform der Erfindung besitzt der Schieber 17 eine Länge von etwa 277 mm in Einfahrrichtung F und von 327 mm in Drosselrichtung T, wobei der Mittelpunkt der einen Durchmesser von 76,2 mm aufweisenden Öffnung 180 etwa 44,4 mm vom Schiebermittelpunkt versetzt angeordnet ist, so daß etwa 12,7 mm Feuerfestmaterial zwischen den Öffnungen 112 und 180 vorhanden sind, wenn sich der Schieber 17 in seiner Schließstellung befindet.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Absperrschiebereinrichtung 10 ist wie folgt:

Der Rahmen 22 der Einrichtung wird an der Montageplatte 23 am Boden des Gießgefäßes 16 wie in Fig. 1 dargestellt befestigt, wobei die Oberplatte 18, ein ungelochter Schieber 17′ und eine Gießrohranordnung 19 im Betätigungsabschnitt 60 des Rahmens vormontiert werden. Der Durchflußdurchtritt 112 durch die Oberplatte 18 ist auf diese Weise in vertikaler Richtung nach der in der vertikalen Auskleidung 14 des Schmelzgefäßes ausgebildeten Auslaßöffnung 12 ausgerichtet. Befindet sich eine Metallschmelze in dem Schmelzgefäß, so ist sein Durchfluß durch die Absperrschiebereinrichtung verhindert, weil der Durchflußkanal durch den ungelochten Schieber 17′ versperrt ist. Während solcher Schließperioden wird ein Inertgas, wie Argon oder Stickstoff, zu dem in der Oberplatte ausgebildeten Durchtritt 112 geleitet, was mit Hilfe der Durchtritte 52 in der Montageplatte 23 und der Durchtritte 176 in der Oberplatte hinein in den Ringkanal 174 erfolgt, der rings um das Einsatzstück 168 verläuft, aus welchem das Gas die poröse Wandung des Einsatzteils durchdringt und in den Durchtritt 12 eintritt. Der Eintritt von Inertgas in der geschilderten Weise dient dazu, die Metallschmelze in dem gesperrten Strömungskanal in Bewegung zu halten, um auf diese Weise die Ausbildung von Ansätzen oder "Bären" zu verhindern. Mit Hilfe des in der Montageplatte ausgebildeten Einlasses 46 wird Kühlluft der Einrichtung zugeführt, aus welcher es später durch den Ringkanal 36 um den unteren Bereich der feuerfesten Auskleidung 14 des Schmelzgefäßes abströmt, um in diesem Gebiet das Feuerfestmaterial zu kühlen. Außerdem strömt die Kühlluft durch die Durchtritte 40 und 42, und tritt aus den Mündungen 44 aus, um die Federn 130 zu kühlen.

Mit einer Anordnung der Drosseleinrichtung derart, daß die Schienen 84 und 84′ sich in ihrer in Fig. 2 dargestellten Lage befinden, wobei die Schiene 84 in Anlage an der Hohlraumwandung 196 steht, kann ein Lochschieber 17 von Hand in den Setzabschnitt 58 eingesetzt werden. Der Schieber 17 wird durch die Führungsbahn 92 eingesetzt, wobei die Schieberschultern 186 auf den Verschiebeschienen 96 gleiten. Der Schieber 17 wird bewegt, bis seine vordere Kante in Anlage an die Schiene 84 gelangt. Mit Hilfe der Magnete 142 wird der Schieber in Anlage daran gehalten, wodurch der Schieber 17 sich in seine "Fertig"-Stellung im Bereich des Stößels 74 des Antriebsmotors 68 befindet. Anschließend wird der Antriebsmotor 68 betätigt, um den Stößel 74 zu veranlassen, den Schieber 17 aus seiner "Fertig"-Stellung in den Betätigungsabschnitt 60 des Rahmens 22 zwischen der Oberplatte 18 und der Gießrohranordnung 19 zu bewegen, indem der ungelochte Schieber 17′ verlagert wird, der entlang den Schultern 138 des Austragsabschnitts 62 gleitet, von wo aus er den Rahmen verläßt. Eine wirksame Dichtung von Oberfläche zu Oberfläche zwischen den jeweiligen Platten oder Schiebern wird durch die federbelasteten Hebel 120 gewährleistet, welche die Gießrohr-Halterplatte 148 nach oben gegen den Schieber 17 drücken, wobei letzterer seinerseits nach oben gegen die Oberplatte 18 drückt. Wegen des einen vergleichsweise großen Radius 190 aufweisenden Abschnittes des Gehäuses 184 des Schiebers 17 wird der sich bewegende Schieber quer über die vordere Kante der federbelasteten Gießrohr-Halterplatte 148 geführt, ohne daß der Schieber beschädigt wird. Der Vorschubmotor 68 wird sodann umgeschaltet, um den Stößel 74 in seine in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückzuziehen, worauf aus Sicherheitsgründen ein ungelochter Schieber 17′, wie in Fig. 3 dargestellt, in seine "Fertig"-Stellung im Rahmen 22 eingelegt wird, was in derselben Weise erfolgt, wie vorstehend anhand des Einsetzens des Schiebers 17 beschrieben. Soll der Durchfluß der Metallschmelze durch die Absperrschiebereinrichtung (wieder) aufgenommen werden, so wird die Zufuhr von Inertgas zum Durchtritt 112 beendet und werden die Drosselmotoren 76, die aufeinander abgestimmt arbeiten, betätigt, um die Schienen 84 und 84′ sowie den festgehaltenen Schieber 17 in Querrichtung des Hohlraums 115 zu bewegen. Üblicherweise werden die Motoren 76 betätigt, um die Schienen 84, 84′ zu bewegen, damit die Schiene 84′ in Anlage an die Wandung 194 des Hohlraums 115 gelangt, wodurch die Öffnung 180 des Schiebers 17 in axialer Ausrichtung mit der Öffnung 112 der Oberplatte 18 gelangt. Dieses definiert die gänzlich offene Stellung des Ventils. Es versteht sich natürlich, daß dann, wenn ein kleinerer Durchfluß an schmelzflüssigem Metall als in der gänzlich geöffneten Ventilstellung angestrebt ist, die Drosselmotoren so gesteuert werden können, daß der Schieber 17 auf jeder Zwischenstellung zwischen der gänzlich offenen und der gänzlich geschlossenen Stellung eingestellt werden kann, um die angestrebte Zwischengröße des Durchflusses zu erreichen. Außerdem kann während des Abstiches die Schieberstellung verändert werden, um entweder den Durchfluß zu erhöhen oder um den Durchfluß zu vermindern, was mit Hilfe der Drosselmotoren 76 vorgenommen werden kann, die den Schieber 17 und dessen Öffnung 180 gegenüber der in der Oberplatte ausgebildeten Durchflußöffnung 112 verschieben.

Die Erfindung gestattet ein rasches Austauschen sowohl des Schiebers 17 als auch der Gießrohranordnung 19, was sowohl einzeln als auch gemeinsam erfolgen kann. Soll ein verschlissener Schieber 17 ausgewechselt werden, so wird der Stoppstift 200 durch die Öffnungen 198 des Rahmens 23 eingeführt, um die Gießrohranordnung bewegungsmäßig festzulegen. Der ungelochte Schieber 17′ wird aus seiner "Fertig"-Stellung im Bereich des Stößels 74 zurückgezogen und durch einen Austauschschieber 17 ersetzt. Der Antriebsmotor 70 wird sodann betätigt, um den Austauschschieber in den Betätigungsabschnitt 60 des Rahmens einzufahren, während der verschlissene Schieber durch die Entnahmeöffnung 62 ausgefahren wird.

Dieser Vorgang kann mit Hilfe der Drosselschienen 84 und 84′ vorgenommen werden, die beliebiger Lateralstellung quer über dem Betätigungsabschnitt 60 angeordnet sind, weil der Austauschschieber 17 mit Hilfe der Magnete 142 auf der Schiene 84 festgehalten wird. Das bedeutet, daß der Austauschschieber 17 nach seinem Einbau in den Betätigungsabschnitt 60 die gleiche Drosselposition einnimmt, wie der durch ihn ersetzte verschlissene Schieber.

Soll eine Gießrohranordnung 19 ausgewechselt werden, so werden die Drosselschienen 84, 84′ durch die Drosselmotoren 76 betätigt, um den Schieber 17 in seine in Fig. 2 dargestellte gänzlich geschlossene Stellung zu verfahren und wird der ungelochte Sicherheitsschieber 17′ aus dem Rahmen herausgezogen. Der Stoppstift 200 wird als nächstes aus den Öffnungen 198 entnommen und statt dessen in die Öffnungen 196, 196′ eingeführt, um den wirksamen Schieber 17 bewegungsmäßig festzulegen. Die Austausch-Gießrohranordnung 19 wird sodann von Hand durch die Führungsbahn 94 des Einsetzabschnittes 58 des Rahmens 23 in eine Stellung im Bereich des Stößels 74 eingebracht, worauf der Antriebsmotor 70 betätigt wird, um die Austausch-Gießrohranordnung 19 in ihre Arbeitsstellung unterhalb des Schiebers 17 im Abschnitt 60 zu bewegen, während die verschlissene Gießrohranordnung über die Führungsbahn 136 des Entnahmeabschnittes 62 ausgefahren wird.

Sollen gegebenenfalls sowohl ein Schieber 17 als auch eine Gießrohranordnung 19 ausgewechselt werden, so werden die Drosselmotoren 76 betätigt, um die Schienen 84, 84′ und den wirksamen Schieber 17 in die völlig geschlossene Stellung zu bewegen, und wird der Stoppstift 200 aus dem Schiebergehäuse 23 herausgezogen. Der Austauschschieber 17 und die (Austausch-)Gießrohranordnung 19 werden über die Führungsbahnen 92 bzw. 94 des Einsetzabschnitts 58 in ihre "Fertig"-Stellungen im Bereich des Stößels 74 bewegt. Nach Betätigung des Antriebsmotors 68 werden der Austauschschieber und die Austauschgießrohranordnung gleichzeitig in Position im Betätigungsabschnitt 60 bewegt, während der verschlissene Schieber und die verschlissene Gießrohranordnung über die Führungsbahnen 134 und 136 des Entnahmeabschnitts 62 ausgefahren werden.

Ein wichtiger Vorteil der vorstehend beschriebenen Absperrschieber- Einrichtung ist in der Fähigkeit zu raschem Absperren des Metalldurchflusses, unabhängig von der Drosselfunktion, zu sehen. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Betätigung des Vorschubmotors 68, welche das Auswechseln des Schiebers herbeiführt, gänzlich unabhängig ist von der Betätigung der Drosselmotoren 76, so daß der Schieber 17 unabhängig von der Drosselstellung des im Betätigungsabschnitt 60 angeordneten wirksamen Schiebers verändert werden kann. Während des normalen Absperrschieberbetriebes wird folglich ein ungelochter Schieber 17′ vorzugsweise in der "Fertig"-Stellung im Bereich der Stößel 74 bereitgehalten. Dieser Schieber ist, wie alle Schieber in der "Fertig"-Stellung mit Hilfe der Magnete 142 an der Schiene 84 gehalten und bewegt sich somit in Lateralrichtung mit dem wirksamen Schieber 17 hin und her, wodurch sichergestellt ist, daß der erstgenannte Schieber stets in Längsrichtung nach dem letztgenannten Schieber ausgerichtet ist. Sollte es aus irgendwelchen Gründen erforderlich werden, den Durchfluß des schmelzflüssigen Metalles rasch abzusperren, was beispielsweise bei einer Funktionsstörung im Gießvorgang der Fall sein kann, so braucht lediglich der Antriebsmotor 68 in Gang gesetzt zu werden, um den wirksamen Lochschieber 17 gegen den ungelochten Sperrschieber 17′ auszuwechseln. Der dieser Möglichkeit innewohnende Vorteil wird deutlich, wenn man bedenkt, daß ein Schieberwechsel vom Antriebsmotor 68 in weniger als 0,2 Sekunden ausgeführt werden kann, was in einem deutlichen Gegensatz zu einem Zeitraum von etwa 2 Sekunden steht, der erforderlich ist, um mit Hilfe der Drosselmotoren 76 den Lochschieber aus seiner gänzlich geöffneten Stellung in seine gänzlich geschlossene Stellung zu verschieben.

Claims (16)

1. Absperrschieber-Einrichtung zum Steuern des Durchflusses einer Metallschmelze aus einer Boden-Auslaßöffnung,
mit einem an dem Boden des Gießgefäßes angeordneten Rahmen, welcher eine längs zum Gießgefäß sich erstreckende, horizontal verlaufende Führungsbahn aufweist,
mit in der Führungsbahn bewegbar geführten Schiebern, wobei die Führungsbahn einen Schieber-Einsetzabschnitt, einen Betätigungsabschnitt und einen Entnahmeabschnitt aufweist,
mit einer ersten, an dem Rahmen befestigten Antriebseinrichtung zum Bewegen der Schieber entlang der Führungsbahn in die entsprechende Abschnitte, und
mit einer unabhängig von der ersten Antriebseinrichtung betätigbaren zweiten Antriebseinrichtung zum Verstellen eines mit einer Öffnung versehenen Schiebers senkrecht zur Führungsbahn aus einer ersten Stellung, in der in einer Oberplatte des Gießgefäßes ausgebildete Durchflußöffnung koaxial zur Schieberöffnung verläuft, in eine zweite Stellung, in der zur Durchflußreduzierung die Öffnung des Schiebers mit der Durchflußöffnung der Oberplatte zueinander versetzt ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsbahn durch zwei einander gegenüberliegende Schieber-Stützschienen (84, 84′) gebildet werden, die in Wirkverbindung mit der zweiten Antriebseinrichtung (76, 78 80) stehen, wobei in der zweiten Stellung des mit einer Öffnung (180) versehenen Schiebers (17) ein Absperren der Durchflußöffnung (112) der Oberplatte (18) erfolgt,
daß der Rahmen (22) eine Lateralöffnung am Schieber-Einsetzabschnitt (58) aufweist zum lateralen Einsetzen der Schieber (17; 17′), wobei die im Bereich der Lateralöffnung verlaufende Schiene (84′) durch diese Öffnung unterbrochen ist und die dieser Lateralöffnung gegenüberliegende Schiene (84) sich im wesentlichen über alle drei Rahmenabschnitte (68, 60, 62) erstreckt, und
daß eine Halteeinrichtung vorgesehen ist zum Halten des Schiebers (17; 17′) im Einsetzabschnitt (58).

2. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung wenigstens einen Magnet (142) aufweist.

3. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (17, 17′) feuerfeste Körper umschließende Metallgehäuse (184) aufweisen, die mit dem wenigstens einen Magnet (142) zusammenwirken.

4. Absperrschieber-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Schienen (140) für ein Gießrohr (144), wobei diese Gießrohrschienen unterhalb und im wesentlichen koexistent mit den Schieber-Stützschienen (84, 84′) angeordnet sind, und durch eine Gießrohranordnung (19) mit einer Gießrohr-Halterungsplatte (148), die in den Gießrohrschienen (140) verschieblich ist.

5. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung (68) eine Einrichtung (74) aufweist, mit deren Hilfe die Gießrohranordnung (19) längs ihrer Schienen (140) bewegbar ist.

6. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (196, 198, 200) zum wahlweisen Blockieren der Beweglichkeit der Schieber (17, 17′) und der Gießrohranordnung (19), mit deren Hilfe es der ersten Antriebseinrichtung (68) möglich ist, die Schieber (17, 17′) und die Gießrohranordnungen (19) einzeln oder gemeinsam zu bewegen.

7. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von Vierpol-Permanentmagneten (142) aufweist.

8. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung einen Stopperstift (200) aufweist, der wahlweise entweder in einer Stellung (196), so daß er die Bewegungsbahn der Schieber (17, 17′), oder in einer Stellung (198), in welcher er die Bewegungsbahn der Gießrohranordnung (19) überquert, angeordnet ist.

9. Absperrschieber-Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießrohrschienen (140) jeweils eine Vielzahl von schwenkbar im Rahmen (22) gelagerten Hebeln (120) aufweisen, die jeweils mit einem Ende mit der Gießrohr-Halterungsplatte (148) verbunden sind, und daß Federn (130) in dem Rahmen (22) vorgesehen sind, die wenigstens ein Ende eines jeden der Hebel (120) nach oben belasten.

10. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 9 mit einer den Rahmen und das Gießgefäß miteinander verbindenden Montageplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatte (23) eine Einrichtung (44) aufweist, mit deren Hilfe ein Kühlmittel zu Austrittsöffnungen (126) zuführbar ist, welche in dem Rahmen (22) oberhalb der Federn (130) ausgebildet sind.

11. Absperrschieber-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schieber (17; 17′) einen feuerfesten Körper und ein die Seiten des feuerfesten Körpers umschließendes Metallgehäuse (184) aufweist, und daß Schultern (186) in diesem Gehäuse (184) um alle Seiten dieses Körpers ausgebildet sind, welche Führungsoberflächen für die geführte Bewegung des Schiebers entlang der Führungsschienen (84, 84′) und quer dazu aufweisen, die sich entlang der Lateralöffnung in dem Rahmen (22) erstrecken.

12. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (184) der Schieber (17, 17′) einen Abschnitt aufweisen, der eine konvex gebogene Steuerfläche (190) im Bereich unter den Schultern (186) wenigstens längs der Querseiten des Körpers bildet.

13. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogene Steuerfläche (190) des Gehäuses (184) im Abstand von dem feuerfesten Körper angeordnet ist, und daß der Zwischenraum (192) mittels einer Mörtel-Packlage ausgefüllt ist.

14. Absperrschieber-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überplatte (18) einen ringförmigen Strömungskanal (174) aufweist, der konzentrisch zu der Durchflußöffnung (112) angeordnet ist, und daß eine Einrichtung (176) vorgesehen ist, mit deren Hilfe dem Strömungskanal (174) ein Inertgas zuführbar ist.

15. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Oberplatte (18) angeordnete Durchflußöffnung (112) einen in die Öffnung einzementierten, gelochten, porösen Stopfen (168) derart aufnimmt, daß damit der ringförmige Strömungskanal (174) festgelegt ist.

16. Absperrschieber-Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallgehäuse (162) um den Umfang der Oberplatte (18) zementiert ist.