DE3220579A1 - Drehschiebeverschluss fuer einen schmelzebehaelter - Google Patents

Description

Stopinc Aktiengesellschaft, Baar (Schweiz) Fall 3195

Drehschiebeverschluss für einen Schmelzebehälter

Die Erfindung betrifft einen Drehschiebeverschluss für einen Schmelzebehälter nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Ein bekannter Verschluss dieser Art (US-PS 3 430 644) ist so beschaffen, dass der drehbare, feuerfeste Ring mit seiner Gleitfläche nur an zwei getrennten, ortsfesten Feuerfestplatten anliegt, wobei die eine Platte die den Ausgusskanal des Schmelzebehälters fortsetzende Durchflussöffnung aufweist und die andere diametral gegenüberliegt. Bei dieser Anordnung liegt der grösste Teil der Gleitfläche des drehbaren Ringes dauernd frei, wodurch dieser gegen Einwirkung äusserer Kräfte, insbesondere durch den Drehantrieb, nur unzulänglich abgestützt ist. Ausserdem ist es schwierig, die beiden ortsfesten Feuerfestplatten in der Grundplatte des Verschlusses auf eine gemeinsame Auflagefläche für den Ring genau auszurichten. Die Platten lassen sich überdies nur dann ein- und ausbauen, wenn die direkt am Aussenmantel des Behälters montierte Grundplatte vom Behälter getrennt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehschiebeverschluss der vorgenannten Art in einer Weise umzugestalten, dass eine störungsfreie Funktion, insbesondere die

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völlige Dichtheit, wie auch eine praxisgerechte Handhabung gewährleistet sind.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Der drehbare Verschlussteil erhält dadurch eine sichere, unveränderliche Auflage und Abstützung an seiner gesamten Gleitfläche. Auch wird der zusätzliche Vorteil erzielt, dass an der Gleitfläche z.B. durch Teerimprägnierung der Feuerfestteile eingebrachte Schmierstoffe besser verteilt werden und langer wirksam bleiben. Die mittige Verspannung der beiden tellerförmigen Rahmen ermöglicht es, diese zusammen mit den Feuerfestteilen als Einheit am Schmelzebehälter rasch auszuwechseln und die Verschlusseinheit abseits des Behälters zu montieren und zu überprüfen.

Die Massnahme nach Anspruch 2 trägt mit der Trennung von Rahmen und Grundplatte dazu bei, Verwerfungen der Behälterwand wie auch übermässige Hitzebelastungen von den funktionswesentlichen Verschlussteilen fernzuhalten. Gemäss Anspruch 3 ist es möglich, einen wahlweise in beiden Drehrichtungen wirkenden Drehantrieb anzubringen, und zwar an beliebiger Stelle des Umfanges bezogen auf die Lage des Ausgusskanals. Die Ansprüche 4 und 5 betreffen vorteilhafte weitere Ausgestaltungen hinsichtlich gegenseitiger Zentrierung und axialer Verspannung des drehbaren und des ortsfesten Verschlussteils.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Ansicht, wobei Teile des drehbaren Verschlussteils und dessen Rahmen weggebrochen sind, und

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch den am Schmelzebehälter angebauten Verschluss in einer Ebene, die durch die Drehachse und den Ausgusskanal verläuft.

Der Drehschiebeverschluss gemäss Fig. 1 und 2 ist an einen Schmelzebehälter (nur in Fig. 2 dargestellt) angebaut, vorzugsweise an einen Zwischenbehälter in einer Stranggussanlage. Der Behälter weist wie üblich einen Blechmantel 1 auf, welcher mit einer feuerfesten Ausmauerung 2 versehen ist. In die Ausmauerung 2 und eine Oeffnung 6 im Blechmantel 1 ist ein Lochstein 3 eingesetzt, welcher mit einer Hülse 4 versehen ist; Lochstein 3 und Hülse 4 bilden in an sich bekannter Weise den Ausgusskanal 5 des Schmelzebehälters.

Der am Blechmantel 1 über eine Grundplatte 10 angebaute Drehschiebeverschluss weist im wesentlichen einen Statorteil und einen Rotorteil auf. Der Statorteil enthält als ortsfesten, feuerfesten Verschlussteil einen Ring 20, welcher mit einer Bohrung 21 den Ausgusskanal 5 fortsetzt. Dieser ist mittels einer Mörtelfuge 18 zwischen Hülse 4 und Ring 20 abgedichtet. Der Rotorteil enthält als drehbaren feuerfesten Verschlussteil einen Ring 30 mit einer Mehrzahl von Bohrungen 31, im vorliegenden Fall deren 8. Der drehbare Ring 30 liegt entlang der ebenen, ringförmigen Gleitfläche 40 am ortsfesten Ring 20 an und ist gegenüber diesem axial verspannt und zentriert, wie weiter unten näher beschrieben wird. Vorzugsweise haben die beiden feuerfesten Ringe 20 und 30 gleiche Aussenabmessungen.

Die Grundplatte 10 des Verschlusses ist mit einer Andrehung 11 in der Oeffnung 6 des Blechmantels 1 zentriert und mittels Schrauben 12 am Blechmantel befestigt. Sie bildet die Auflage für den Lochstein 3 und dient als Träger für die Verschlusseinheit; vorzugsweise kann auf ihr auch der Drehantrieb oder Teile davon (Getriebe) montiert sein (nicht dargestellt).

Jeder der beiden feuerfesten Ringe 20 und 30 ist in einem metallischen Rahmen 24 bzw. 34 gehalten. Beide Rahmen weisen tellerförmige Gestalt auf, mit einem Boden 25 bzw. 35, auf dem der jeweilige Ring stirnseitig aufliegt, und einem Rand 26 bzw. 36, welcher den Ring umgibt. Jeder Ring ist austauschbar in den betreffenden Rahmen eingesetzt und am Aussenumfang durch den Rand des Rahmens sowie mit der Mittelöffnung an einer Nabe 27 bezw. 37 des Rahmens geführt. Die Ringe 20 und 30 aus Feuerfestmaterial sind vorzugsweise von einem aufgeschrumpften Stahlreifen 22 bzw. 32 umspannt. Die Drehlage jedes Ringes in seinem Rahmen ist fixiert durch einen Keil 23 bzw. 33, welcher in den genannten Stahlreifen und in eine Keilbahn an der Innenseite des jeweiligen Randes 26 bzw. 36 eingreift. Der Rahmen 24 des ortsfesten Ringes 20 ist mit Hilfe von vier Spannpratzen 16 lösbar an der Grundplatte 10 befestigt, wobei die genaue Lagefixierung zwischen Rahmen und Grundplatte durch eine Eindrehung 14 an der Grundplatte und einen in der letzteren festsitzenden Führungsstift 15 erfolgt. Der Rahmen 34 des drehbaren Ringes 30 weist dagegen eine Umfangsverzahnung 39 auf, in welche ein Antriebszahnrad 49 eingreift. Der Eingriff kann an beliebiger Stelle des Umfangs (bezogen auf die Lage des Ausgusskanals) erfolgen, und der Antrieb ist abwechselnd in beiden Drehrichtungen möglich. Im Boden 35 ist zu jeder Bohrung 31 eine entsprechende Oeffnung 38 vorgesehen.

Der ortsfeste Ring 20 kann ausser der einen Bohrung 21 weitere Bohrungen aufweisen, wie in Fig. 2 angedeutet (strichpuntiert im Ringquerschnitt rechts), wobei natürlich entsprechende Keilbahnen für den Keil 23 vorzusehen sind.

In der Nabe 27 ist ein Stehbolzen 42 eingepresst, welcher die Drehachse für den Rotorteil bildet. In der Nabe 37 des Rahmens 34 ist eine Gewindehülse 44 eingeschraubt. Sie bildet einen

axial einstellbaren Federteller zur Abstützung eines Federpakets 45. Eine Zentrierhülse 46, welche die radiale Führung des Rahmens 34 auf dem Stehbolzen 42 bildet, ist gegenüber dem Rahmen und dem Bolzen axial verschiebbar, befindet sich aber durch einen Bund im Anschlag an der Innenseite des Bodens 35; in dieser Lage steht sie unter der starken, einstellbaren Vorspannung durch das Federpaket 45. Eine Mutter 43 ist über eine Scheibe 47 gegen die Hülse 46 festgezogen und auf dem Bolzen 42 gegen Verdrehung gesichert. Die Hülse 4 6 steht um ein geringes Mass über die Aussenseite des Bodens 35 vor, so dass zwischen dem Boden und der Scheibe 47 ein definiertes Axialspiel besteht. Bei der Montage des Verschlusses wird die Mutter 43 mit einem vorbestimmten, begrenzten Drehmoment gegen die Hülse 46 festgezogen, wobei die starke Vorspannung der Federn 45 nicht überwunden wird. Das genannte Drehmoment bestimmt somit die Flächenpressung zwischen den Ringen 20 und 30 an der Gleitfläche 40. Die Federn 45 dienen dazu, während des Betriebes auftretende Wärmedehnung vor allem der feuerfesten Ringe 20 und 30 aufzunehmen, wobei der Federweg jedoch auf das erwähnte Axialspiel zwischen Scheibe 47 und Boden 35 begrenzt ist.

Für den Unterhalt des Drehverschlusses, insbesondere zur Ueberprüfung bzw. Auswechslung der feuerfesten Ringe, kann die Mutter 43 vom Bolzen 42 gelöst und der Rotorteil hierauf abgenommen werden, während der Statorteil an der Grundplatte 10 verbleibt. Vorzugsweise wird jedoch durch Lösen der Spannpratzen 16 jeweils eine ganze Verschlusseinheit, bestehend aus Statorteil und Rotorteil ausgewechselt. Die Verschlusseinheit kann abseits des Schmelzebehälters bequem und zuverlässig vormontiert werden, und das Auswechseln mit Hilfe der Spannpratzen 16 erfolgt sehr rasch, wobei lediglich die Mörteldichtung 18 jeweils erneuert werden muss. Die Grundplatte 10 (zusammen mit dem Antriebsteil) verbleibt normalerweise am Schmelzebehälter. Eine Schutzhaube

gegen Hitzestrahlung und Metallspritzer von unten ist in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet.

Das Oeffnen und Schliessen des Verschlusses im Betrieb erfolgt in bekannter Weise durch Drehen des Rotorteils, wodurch jeweils eine Bohrung 31 mit dem Ausgusskanal in Uebereinstimmung bzw. dagegen versetzt wird. Die beschriebene Konstruktion, insbesondere die genaue Führung des Rotorteils am Statorteil bzw. der beiden feuerfesten Verschlussteile 20 und 30 aneinander gewährleistet eine hohe Sicherheit gegen Durchbrüche der Schmelze und ermöglicht auch eine genaue Ausrichtung der Bohrungen 31 und 21 in der Oeffnungsstellung. Dies ist im Stranggussbetrieb an einem Zwischenbehälter wichtig für das genaue Einhalten der Durchflussmenge der Schmelze. Wenn nach anhaltendem Schmelzedurchfluss eine Bohrung 31 infolge Erosion aufgeweitet worden ist, wird durch Drehen des Rotors eine neue Bohrung 31 unter die Oeffnung 21 gebracht; dank der Mehrzahl von Bohrungen 31 ist dadurch eine lange Betriebsdauer ohne Wartung des Verschlusses gewährleistet. Beim Betrieb des Verschlusses kommt es vor, dass der Giesskanal 5 mittels einer Sauerstofflanze von unten her aufgebrannt werden muss, wobei Beschädigungen der Durchflussbohrungen unvermeidlich sind. Zu diesem Zweck kann jedoch durch Drehen des Rotorteils in umgekehrter Drehrichtung eine bereits "verbrauchte" Bohrung 31 unter den Giesskanal gebracht werden, bei welcher eine solche Beschädigung gleichgültig ist.

Claims (5)

Patentanprüche

1. Drehschiebeverschluss für einen Schmelzebehälter, mit einem in Fortsetzung eines Ausgusskanals am Schmelzebehälter ortsfest angeordneten, feuerfesten Verschlussteil und einem drehbaren feuerfesten Verschlussteil, welcher als Ring ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Durchflussöffnungen aufweist und mit einer ebenen Gleitfläche am ortsfesten Verschlussteil anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste Verschlussteil (20) ebenfalls ringförmig gestaltet ist und wie der drehbare Verschlussteil (30) in einem tellerförmigen metallischen Rahmen (24) gehalten ist, und dass die beiden tellerförmigen Rahmen (24,34) mittels einer durch die Mittelöffnung beider Ringe (20,30) hindurchgreifenden, am einen der Rahmen (24) verankerten Bolzenanordnung (42,43) gegeneinander zentriert und axial verspannt sind.

2. Drehschiebeverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tellerförmige Rahmen (24) des ortsfesten Verschlussteils (20) mit einer am Schmelzebehälter befestigten Grundplatte (10) des Verschlusses lösbar verbunden ist.

3. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der tellerförmige Rahmen (34) des drehbaren Verschlussteils (30) eine Umfangsverzahnung (39) für den Eingriff eines Antriebszahnrades (49) aufweist.

4. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem Stehbolzen (42) und in einer Bohrung des Rahmens (34) des drehbaren Verschlussteils (30) geführte Zentrierhülse (46), welche mit einem Axialanschlag (47) an der Bolzenanordnung zusammenwirkt und gegen den genannten Rahmen (34) durch Federmittel (45) axial vorgespannt ist.

5. Drehschiebeverschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (45) über einen einstellbaren Federteller (44) am genannten Rahmen (34) abgestützt sind und der Rahmen zum Axialanschlag (47) ein definiertes Axialspiel aufweist.