DE3319009C2 - Verschluß für einen geschmolzenes Material enthaltenden Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für einen geschmolzenes Material enthaltenden Behälter, der eine Auslaßöffnung besitzt.

Derartige Verschlüsse zur Steuerung eines Stromes von geschmolzenem Material aus einem Schmelzbehälter heraus sind aus den US-Patenten 33 52 465, 40 63 668 und 43 14 659 bekannt. Bei diesen bekannten Verschlüssen werden gegenüberliegende feuerfeste Platten des Verschlusses mit Druck beaufschlagt, so daß das Ausgießen des Materials, das Schließen des Verschlusses oder auch eine Drosselung des Stromes je nach der gewünschten Arbeitsweise möglich ist.

Seit etwa 100 Jahren sind Versuche unternommen worden, eine äußere Vorrichtung zur Steuerung eines Stromes von geschmolzenem Material aus einem Schmelzbehälter zu entwickeln. Eine der ältesten Vorrichtungen ist aus der US-Patentschrift 3 11 902 aus dem Jahre 1885 bekannt. Eine Anzahl von Verbesserungen dieser Vorrichtung sind im Laufe der Jahre patentiert worden, aber keine war bis etwa 1960 wirtschaftlich erfolgreich. Aus der sich zu diesem Zeitpunkt ergebenden Notwendigkeit, geschmolzenes Metall über längere Zeiträume in einem Behälter zu halten und über längere Zeiträume abzugießen, ergab sich ein Fortschritt durch die Einführung des Strang-Gießens von Stahl. Zu diesem Zeitpunkt wurden für die Steuerung Verschlüsse eingesetzt, die auf den US-Patenten 3 11 902 und 33 52 465 aufbauten. Seit dieser Zeit sind auf diesem Gebiet weitere Entwicklungen erfolgt, die insbesondere hinsichtlich der Mittel zur Anbringung der Vorrichtungen am Schmelzbehälter zwecks leichterer Wartung und hinsichtlich alternativer Verfahren zur Aufbringung des Dichtungsdruckes zu einer Reihe von Verbesserungspatenten führten. In diesem Zusammenhang ist die US-Patenschrift 36 04 603 zu nennen, die unter Flüssigkeitsdruck stehende Rohre zeigt, die unter den Rändern einer Gleitplatte parallel zu deren Weg angeordnet sind, und ferner ist in diesem Zusammenhang auf die US-Patentschrift 40 63 668 zu verweisen, die eine Gleitplatte offenbart, die von mehreren unter der Platte verteilten Druckvorrichtungen getragen wird. Physikalische Grenzen hinsichtlich des Ortes dieser Druckvorrichtungen verhindern einen gleichmäßigen Druck auf die gesamte Fläche der Gleitplatte. Mechanische Federvorrichtungen neigen zu einem Nachlassen der Federkraft bei hohen Temperaturen, und abgedichtete Druckeinheiten, die anstelle von mechanischen Federn verwendet werden, können zu übermäßigen Dichtungskräften bei erhöhten Temperaturen führen. Unkontrollierte Dichtungskräfte können zu hohen erforderlichen Kräften für die Gleitbewegung führen und das Öffnen und Schließen der Vorrichtung erschweren.

Aus der Offenlegungsschrift 30 07 758 ist eine Gasfederung als Andruckvorrichtung für aufeinanderliegende Ventilplatten bekannt. Die Andruckwand der Gasfeder, die an der zu beaufschlagenden Ventilplatte anliegt, besitzt jedoch die Form einer starren Endplatte und daher übt die Gasfeder keinen gleichmäßigen Druck auf die Ventilplatten aus, denn in der Praxis ist keine absolute Planparallelität von Andruckwand und Ventilplatten erreichbar. Zudem verziehen sich die Ventilplatten während ihrer Benutzung, so daß die Druckfeder lokal unterschiedliche Drücke auf die zu beaufschlagende Ventilplatte ausübt. Demzufolge ist die Lebensdauer der so druckbeaufschlagten Venilplatten weiterhin gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einwandfreie Dichtung an den Gleitflächen zwischen Ventilplatten zu erzielen, ohne daß die geschilderten mechanischen Schwierigkeiten auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, indem die Andruckwand aus einer flexiblen Membran besteht, die ununterbrochen an der zu beaufschlagenden Fläche der Ventilplatte anliegt.

Durch den gleichmäßig verteilten Druck erfolgt eine Anpassung der Plattenoberflächen aneinander, so daß das Eindringen von geschmolzenem Material zwischen die Platten verhindert wird. Eines der beschriebenen Ausführungsbeispiele sieht eine Unterstützung am Plattenanfang vor, um Störungen selbst dann zu verhindern, wenn die thermische und mechanische Abnutzung der Platten die Bildung eines Grates aus verfestigtem Material zwischen den Platten zuläßt.

Der gleichmäßige Druck wird der Gleitplatte durch die Druckbeaufschlagung einer Kammer im Gleitplattenträger zugeführt, die sich unmittelbar unter einer flexiblen Membran befindet, welche die Gleitplatte trägt. Die flexible Membran besteht vorzugsweise aus einem Material, das bei hohen Temperaturen eine hohe Festigkeit besitzt, z. B. Edelstahl, und wird so aus dünnem Blech gezogen, daß eine ausreichende Flexibilität gegeben ist. Die Dicke der Membran hängt von der Größe der verwendeten Ventilplatten ab und beträgt etwa zwischen 0,38 bis 1,9 mm. Der Druck wird von einer äußeren oder inneren Quelle zugeführt und kann während der Ablaß- und Gießphasen des Betriebszyklus gesteuert werden, und zusätzlich kann eine Druckentlastung erfolgen, um das Öffnen und Schließen der Vorrichtung in der Wartungsphase des Zyklus zu erleichtern.

Das Prinzip der Erfindung ist sowohl bei Verschlüssen mit einer hin- und herbewegten Gleitplatte entsprechend den US-Patentschriften 33 52 456 und 40 63 608 anwendbar als auch bei Verschlüssen mit einer drehbaren Gleitplatte entsprechend der US-Patentschrift 43 14 659. Eine Anwendung ist ferner bei Verschlüssen mit zwei oder mit drei Platten möglich. Das Prinzip ist ferner bei Verschlüssen eines Abfolgetyps anwendbar, die ebenfalls in der US-Patentschrift 33 52 465 beschrieben sind, und bei denen individuelle Platten nacheinander bei der Öffnung geschoben oder gezogen werden, um den Strom zu steuern. In gleicher Weise können verschiedene Verfahren zur Anbringung, Öffnung und Schließung des Verschlusses bei der Wartung vorgesehen werden, und auch die Mittel zur Hin- und Herbewegung oder Drehung der Gleitplatte können beliebig ausgebildet sein.

Das Prinzip des gleichmäßigen Druckes ist auf feuerfeste Verschlußelemente anwendbar, die von Metall eingeschlossen sind und darin verklebt oder sonstwie befestigt sind, und die feuerfesten Verschlußelemente können symmetrisch oder asymmetrisch sein. Die stationäre Platte und die Gleitplatte sind vorzugsweise identisch ausgeformt, sie können aber auch unterschiedliche Form und/oder Dicke aufweisen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Verschlusses in seiner geschlossenen Position. Die entsprechende Schnittebene F1-F1 ist in Fig. 3 dargestellt;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer abgewandelten Vorrichtung von Fig. 1 mit zwei Mündungen in der Gleitplatte, wobei sich der Verschluß ebenfalls in seiner geschlossenen Position befindet;

Fig. 3 einen Querschnitt von Fig. 1 und Fig. 2 entlang der Ebenen F3-F3 in Fig. 1 und 3;

Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang der Ebene F4-F4 in Fig. 1;

Fig. 5 einen Horizontalschnitt entlang der Ebene F5-F5 in Fig. 2;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung in geschlossenem Zustand des Verschlusses;

Fig. 7 einen Querschnitt der Vorrichtung von Fig. 6 entlang der Ebene F7-F7 in Fig. 6;

Fig. 8 einen Horizontalschnitt entlang der Ebene F8-F8 in Fig. 6 und 7;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung in geschlossener Position des Verschlusses;

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung entlang der Ebene F10-F10 in Fig. 9;

Fig. 11 einen Horizontalschnitt entlang der Ebene F11-F11 in Fig. 9 und 10;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen Verschluß mit drei Platten, der die Anwendung eines Trägers zeigt, welcher eine gleichmäßige Dichtungskraft rund um die Auslaßöffnung erzeugt;

Fig. 13 eine Explosionsdarstellung des Trägers, eines Gießrohrs, einer Gießrohrhalterung und einer Gießrohrdeckelplatte;

Fig. 14 einen Querschnitt entlang der Ebene F14-F14 in Fig. 12;

Fig. 15 einen Vertikalschnitt durch eine Gießpfanne mit einem Drehverschluß; und

Fig. 16 einen Horizontalschnitt entlang der Ebene F16-F16 in Fig. 15.

Der Längsschnitt in Fig. 1 zeigt ein Gefäß L, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Form einer Gießpfanne mit Bodenausguß aufweist, welche eine äußere Schale 1 aus Metall besitzt, deren Boden eine Richtplatte enthält, um eine Richtfläche zum Anbringen der Lagerplatte 4 des Verschlusses V zu schaffen. Das Gefäß L besitzt eine feuerfeste Auskleidung 2 mit einer Öffnung 3, die in der Mitte über dem Verschluß V angeordnet ist.

Die Lagerplatte 4 des Verschlusses V ist über Bolzen am Boden der äußeren Schale 1 befestigt. Durch Stützplatten 5 wird eine stationäre, feuerfeste, mit einer Öffnung versehene Platte 6 an der Lagerplatte 4 gehalten.

An der Lagerplatte 4 ist der Rahmen 7 des Verschlusses V lösbar befestigt. Am Rahmen 7 ist die Betätigungsvorrichtung 8 angebracht, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Hydraulikzylinder besteht, der dazu dient, den Ventilträger 9 zu verschieben. Der Träger 9 verschiebt seinerseits die feuerfeste Gleitplatte 10, die nach unten weisende feuerfeste Mündung 11 und den gleitbaren Hitzeschild 12, so daß die gemeinsame Mittellinie der Mündung in der feuerfesten Gleitplatte 10 und der Mündung 11 in Flucht mit der Mittellinie B der Öffnung der stationären Platte 6 gebracht werden kann und dadurch eine Entleerung des Schmelzbehälters ermöglicht wird. Wenn der Träger 9 entweder in Richtung auf die Mittellinie A oder die Mittellinie C verschoben wird, wird die Öffnung der Gleitplatte 10 aus der Flucht mit der Öffnung der stationären Platte 6 herausgeschoben und der Strom geschmolzenen Materials zunächst gedrosselt, bis er schließlich vollständig unterbrochen wird und damit die Entleerung aufhört. Die Stützplatten 5 dienen ferner dazu, den Teil der Gleitplatte 10, der die stationäre Platte 6 überlappt, an einer Auslenkung nach oben zu hindern.

Der Ventilträger 9 besitzt einen starren Bodenteil 13, mit dessen innerem und äußerem Umfang fortlaufend ein flexibler, gefalteter Membranoberteil 14 verschweißt ist. Ein Durchlaß 15, der die in dem Träger 9 enthaltene Kammer mit einer äußeren Druckmittelquelle verbindet, erlaubt die Druckbeaufschlagung der Kammer innerhalb des Trägers. Wenn eine Kühlung erwünscht ist, wird eine Auslaßleitung, die mit einem Druckminderventil verbunden ist, an der gegenüberliegenden Seite beaufschlagt. Diese Auslaßleitung ist nicht dargestellt.

Die feuerfeste Mündung 11 ist an der Gleitplatte 10 mittels einer Haltevorrichtung 16 befestigt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine rohrförmige Gewindemutter ist, welche in den starren Trägerbodenteil 13 eingeschraubt ist. Ebenfalls am starren Trägerbodenteil 13 ist der gleitbare Hitzeschild 12 angebracht.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung aus Fig. 1, bei der ein gleitbares Element mit zwei Auslaßmündungen verwendet wird. Hier haben die beiden Mündungen einen unterschiedlichen Bohrungsdurchmesser, um bei jeweils maximaler Öffnung unterschiedliche Ausgußmengen zu erzielen. Jede der beiden Mündungen kann in Flucht mit der Mittellinie B der stationären Platte 6 gebracht oder zur Unterbrechung des Stromes aus geschmolzenem Material aus der Flucht, wie dargestellt, herausgeschoben werden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie F3-F3 in den Fig. 1 und 2 (dieser Querschnitt ist bei beiden Figuren identisch) mit der Scharniergelenkanordnung 17 und der Verriegelungsgelenkanordnung 18, mittels derer der Ventilrahmen 7 und dessen zugehörigen Teile einschließlich des Ventilträgers 9 in eine nicht justierbare Lage bezüglich der Lagerplatte 4 gebracht werden können. Die Scharniergelenkanordnung 17 enthält einen Stift 19, der die Lagerplatte 4 mit dem langen Verriegelungsgelenkhebel 20 verbindet. Der Stift 23 verbindet den kurzen Scharniergelenkhebel 21 mit dem langen Verriegelungsgelenkhebel 20, und der Stift 24 verbindet den kurzen Gelenkhebel 21 mit dem Rahmen 7. Die Verriegelungsgelenkanordnung 18 enthält ebenfalls einen Stift 19, der die Lagerplatte 4 mit dem langen Verriegelungsgelenkhebel 20 verbindet. Der Stift 23 verbindet die langen und kurzen Verriegelungsgelenkhebel, und der Stift 24 verbindet den kurzen Verriegelungsgelenkhebel mit dem Rahmen 7.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Kammer im Träger 9 der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Es sind der starre Bodenteil des Trägers 13, die gefaltete Membran 14 und der Durchlaß 15 zur Kammer dargestellt. Diese Abbildung veranschaulicht, wie die Kammer und ihre flexible, im unteren Bereich gefaltete Membran 14 die feuerfeste Gleitplatte 10 über dem ganzen Bereich der Platte 10, der die nach unten weisende Mündung umgibt, berühren.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Kammer im Träger 9A der abgewandelten Vorrichtung gemäß Fig. 2. Es sind hier die gleichen Komponenten wie in Fig. 4 dargestellt, wenn man davon absieht, daß zwei Mündungen vorhanden sind. Diese Darstellung zeigt, wie der gesamte Bereich der Gleitplatte 10A, der die Mündungen 11 umgibt, in Dichtungsbeziehung mit der stationären Platte 6 gehalten wird.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, bei der einstellbare Mittel vorgesehen sind, um den Ventilrahmen 7B an der Lagerplatte 4 anzubringen. Buckelförmige Lokalisierungsvorrichtungen 25, die sich innerhalb des Ventilträgers 9B befinden, lokalisieren und positionieren, den Ventilrahmen 7B und die daran angebrachten Komponenten in einer vorgegebenen Beziehung zur Lagerplatte 4, die durch die Gesamtdicke der stationären Platte 6 und der feuerfesten Gleitplatte 10 bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein minimaler Weg des flexiblen Membranoberteils des Trägers 14B erforderlich, und daher braucht dieser nicht gefaltet zu werden, was zu geringeren Kosten und größerer Lebensdauer führt. Die tatsächliche Dichtungskraft, die beim Ausgießen der Schmelze auf die Platten ausgeübt wird, wird weiterhin durch den Druck des Druckmediums innerhalb der Kammer des Ventilträgers 9B aufgebracht. Zusätzlich werden die stationäre und die gleitende Platte in einer unnachgiebigen benachbarten Beziehung gehalten, die ausreicht, um einen Leckverlust während der Zeit zu verhindern, in der geschmolzenes Material in die Gießpfanne eingelassen wird, wenn die Öffnung 3 in der feuerfesten Auskleidung der Gießpfanne nach üblicher Praxis mit Sand oder einem anderen körnigen feuerfesten Material gefüllt ist.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform mit einem als Scharnier wirkenden Schwenkbolzen 27, der durch ein Loch im Ventilrahmen 7B verläuft. Ein als Verriegelung dienender Schwenkbolzen 28, der mit dem Ventilrahmen 7B in Eingriff ist, verläuft durch eine Aussparung, so daß er gelöst und herausgeschwenkt werden kann und somit der Rahmen 7B mit dem Schwenkbolzen 27 scharnierartig geöffnet werden kann. Die Schwenkbolzen sind an der Lagerplatte 4 durch Stifte 29 befestigt.

Fig. 8 ist ein Horizontalschnitt durch die Kammer des Ventilträgers 9B der Vorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 und zeigt den starren Trägerbodenteil 13B, den flexiblen Membranoberteil 14B und die buckelförmige Lokalisierungsvorrichtungen 25.

Fig. 9 ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die die gleichen einstellbaren Mittel zur Anbringung des Ventilrahmens 7B an der Lagerplatte 4 aufweist wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel. Anstelle der dort vorhandenen buckelförmigen Lokalisierungsvorrichtungen sind jedoch durchgehende, peripherische, unnachgiebige äußere und innere Randunterstützungen 30 und 31 vorgesehen, um den Ventilrahmen 7B und seine zugehörigen Komponenten einschließlich des Ventilträgers 9c in einer vorgegebenen Beziehung zur Lagerplatte 4 zu lokalisieren und zu positionieren, wobei diese Beziehung wiederum durch die Gesamtdicke der stationären Platte 6 und der Gleitplatte 10 bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die inneren und äußeren Ränder der Membran 14C umgebördelt, so daß sie über die Randunterstützungen 30 und 31 des Trägerbodenteils 13C passen, wobei die Ränder der Membran mit dem Trägerbodenteil 13C verschweißt sind.

Fig. 10 ist ein Querschnitt des in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Schwenkbolzen 27 und 28 befestigen den Ventilrahmen 7B an der Lagerplatte 4. In dieser Querschnittsdarstellung sind auch die durchgehenden äußeren und inneren Randunterstützungen 30 und 31 sichtbar.

Fig. 11 ist ein Horizontalschnitt durch die Kammer des in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiels. Diese Ansicht zeigt, wie die äußere Randunterstützung 30 und die Randunterstützung 31, welche die nach unten weisende Mündung 11 umgibt, angeordnet sind, um sicherzustellen, daß die Platten 6 und 10 bei zufälligem oder absichtlichem Fehlen abgestützt werden.

Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen ein sequentiell drosselndes Dreiplatten-Trichterventil (tundish valve) TV. Fig. 12 ist ein Längsschnitt entlang der Linie F12-F12 in Fig. 14. Fig. 14 ist ein Querschnitt entlang der Linie F14-F14 in Fig. 12. Diese Ansichten zeigen ein Zwischengießgefäß T, das hauptsächlich beim Strang-Gießen verwendet wird und das sequentiell drosselnde Dreiplatten-Trichterventil TV. Das Gefäß T besitzt eine äußere Metallschale 32, eine feuerfeste Auskleidung 33 und eine Öffnung 34 in der feuerfesten Auskleidung 33. Das Trichterventil TV besitzt eine Lagerplatte 35, die mit der äußeren Metallschale 32 durch Bolzen verbunden ist, und an der Lagerplatte 35 ist durch Lagerstifte 36 der Ventilrahmen 37 aufgehängt. Am Rahmen 37 sind die Ventilplatte und ein Zylinder 38 zum Auswechseln des Gießrohres sowie die einander gegenüberliegenden Drosselzylinder 39 angebracht. Im Rahmen 37 befinden sich die stationäre, obere, feuerfeste Platte 40, die gleitbare Drosselplatte 41, eine gleitbare, nicht gelochte Platte 42, ein auswechselbarer Ventilplattenträger 43, der bei diesem Ausführungsbeispiel ein Gießrohr 48 trägt, das von dem nach unten ragenden Lagerflansch 47 gehalten ist, und eine Gießrohrplatte 49. Der auswechselbare Ventilplattenträger 43 besitzt ein starres Bodenteil 44 mit einem flexiblen, ringförmigen Membranoberteil 46. Das starre Bodenteil 44 besitzt ein Wegbegrenzungsteil 45, das einen Überhub der Falten des Membranoberteils 46 verhindert, der zu einer bleibenden Auslenkung führen könnte. Zum besseren Verständnis sind diese Teile in Fig. 13 als Explosionsdarstellung gezeigt.

In Fig. 12 ist auch ein gestrichelter Umriß des Ventilplattenträgers 43, des Gießrohres 48 und der Gießrohrplatte 49 in ihrer Bereitschaftsstellung dargestellt. Diese Anordnung ist mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet. Im Ventilrahmen 37 ist ein Loch 51 für den Drosselplatten-Anschlagstift, ein Loch 52 für den Gießrohrplatten-Anschlagstift vorgesehen, und in das Loch 51 ist ein Anschlagstift 53 eingesetzt. In Fig. 14 sind Schienen 54 zu erkennen, die über die Drosselzylinder zur Verschiebung der Drosselplatte 41 betätigt werden.

Fig. 15 und 16 zeigen einen Drehverschluß V₂ für eine Gießpfanne. Fig. 15 ist ein Vertikalschnitt und Fig. 16 ein Horizontalschnitt entlang der Linie F16-F16 in Fig. 15. In diesen Ansichten sind die Gießpfanne L und der Drehverschluß V₂ dargestellt. Der Behälter bzw. die Gießpfanne L besitzt eine äußere Metallschale 1 und eine feuerfeste Auskleidung 2 mit einer Ausgießöffnung 3. Der Drehverschluß V₂ besitzt eine Lagerplatte 60, die über Bolzen mit dem Boden der äußeren Metallschale 1 verbunden ist. Die Lagerplatte 60 besitzt ein nach unten weisendes Teil 61, in dem eine Schneckenantriebswelle 62 gelagert ist. Der Ventilrahmen 64 hat einen Ansatz 65, der ebenfalls die Schneckenantriebwelle 62 umgibt. Somit stützt und positioniert die Schneckenantriebswelle 62 in Verbindung mit den Rahmenbefestigungsbolzen 66 den Rahmen 64 in einer vorgegebenen Lage in bezug auf die Lagerplatte 60.

Innerhalb des Ventilrahmens 64 befindet sich ein drehbarer Ventilplattenträger 67, der ein starres Bodenteil 68 und ein flexibles Membranteil 69 aufweist, das mit dem starren Bodenteil verschweißt ist. Am Träger 67 ist das angetriebene Zahnrad 70 angebracht. Wenn der Schneckenantriebswelle 62 eine antreibende Kraft zugeführt wird, (was manuell, elektrisch oder hydraulisch erfolgen kann), dreht sich das Schneckenrad 63 und treibt das Zahnrad 70 an, das seinerseits den Träger 67 in Drehung versetzt. Somit wird die feuerfeste Platte 71 relativ zur stationären feuerfesten Platte 72 gedreht, die von der Lagerplatte 60 gehalten wird.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Platte 71 drei Bohrungen mit unterschiedlichem Durchmesser. Sie kann eine, zwei, drei oder mehrere Bohrungen mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser aufweisen. Die Unterbrechung des ausfließenden Stroms geschmolzenen Materials wird durch die Drehung der Platte 71 bewirkt. Die Auslaßmengen können durch Wahl der jeweiligen Bohrungsgröße oder durch Drosselung gesteuert werden, indem eine der Öffnungen nur teilweise geöffnet wird.

Nach unten weisende feuerfeste Mündungen 73 sind durch Haltevorrichtungen 74, die in den starren Trägerbodenteil 68 eingeschraubt sind, an der feuerfesten Platte 71 befestigt. Am Bodenteil 68 ist ein nach unten weisender Hitze- und Spritzschild 75 angebracht.

Ein Durchlaß 76 ist mit einer Druckquelle schwenkbar über ein Schwenkelement 77 verbunden und erlaubt die Verbindung der Kammer innerhalb des Trägers 67 mit einer äußeren Druckmittelquelle, so daß eine gesteuerte Druckbeaufschlagung des flexiblen Membranteils 69 des Trägers möglich ist.

Aus Fig. 16 ist ersichtlich, wie der flexible Membranteil des Trägers 69 die Ausgießmündungen umgibt und einen gleichmäßigen, steuerbaren Dichtungsdruck auf die drehbare feuerfeste Platte 71 ausübt.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert.

Bei der ersten, in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform wird die Gießpfanne zunächst auf eine Seite gelegt, so daß die Mittellinien der Gelenkhebelstifte 19, 23 und 24 vertikal verlaufen.

Unter Verwendung eines Schraubenschlüssels wird die Haltevorrichtung 16 vom Träger 9 abgeschraubt und entfernt. Hierdurch kann die feuerfeste Mündung 11 entfernt werden. Eine Überprüfung der stationären Platte 6 beispielsweise durch Betrachtung kann durch die Mündung in der Gleitplatte 10 erfolgen, während der Verschluß über seinen Hub bewegt wird. Wenn die Platte für den weiteren Gebrauch zufriedenstellend ist, wird eine neue Mündung 11 installiert, wobei ein schwach klebender Mörtel zwischen der Gleitplatte 10 und dem oberen Ende der Mündung 11 benutzt wird. Dann wird die Haltevorrichtung 16 wieder aufgeschraubt, um die Mündung zu fixieren. Wenn die Platten für den weiteren Gebrauch nicht zufriedenstellend sind, wird der Träger vom Druck entlastet, und die Gelenkhebelanordnungen werden geöffnet. Der Ventilrahmen 7 und die daran angebrachten Komponenten können dann wie eine Tür aufgeschwenkt werden, so daß die Platten 6 und 10 inspiziert und gegebenenfalls ersetzt werden können.

Nach der Inspektion und/oder dem Ersatz der Platten wird der Ventilrahmen 7 wieder eingeschwenkt, und die Gelenkhebelanordnungen werden geschlossen, um den Rahmen in eine vorgegebene Position bezüglich der Lagerplatte 4 zu bringen. Diese Position ist eine solche, daß eine leichte Kraft, die durch das Zusammendrücken der Falten des Membranoberteils des Trägers 14 verursacht wird, die Platten in einer aneinander anliegenden Beziehung hält, bis ein Druckmedium durch den Durchlaß der Trägerkammer 15 eingeführt wird, das die Kammer unter Druck setzt und eine gleichmäßige Kraft auf im wesentlichen alle unteren Flächen der Gleitplatte 10 ausübt, welche die Mündung 11 umgibt. Diese Kraft reicht aus, um die Platte 10 auszulenken, die dann nachgibt, um sich an die Oberfläche der stationären Platte 6 anzupassen, und die dann einen nahezu gleichmäßigen Druck auf die stationäre Platte 6 ausübt, so daß auch diese nachgibt und sich an die Form der metallenen Lagerplatte 4 anpaßt. All diese Platten sind ursprünglich so eben, wie sie sich in der Praxis herstellen lassen, jedoch resultiert aus dem Betrieb bei starken Temperaturschwankungen ein Verziehen, so daß ihre Ebenheit sich verschlechtert und die Auslenkung notwendig ist, um eine abdichtende Anlage aufrechtzuerhalten. Dies trifft insbesondere zu, wenn die gleitenden, feuerfesten Komponenten sich in die Ausgieß- oder Absperrpositionen oder aus diesen Positionen heraus bewegen. Die gleichmäßig zugeführte, veränderbare Kraft dieser Vorrichtung hält die Abdichtung sehr gut aufrecht.

Wenn der Rahmen 7 geschlossen ist und die Platten durch den Druck des Mediums gesichert sind, wird eine neue Mündung 11 vorbereitet, indem zunächst Mörtel in ihre obere Ausnehmung eingebracht wird, und dann die Mündung in die Gleitplatte eingesetzt und durch Einschrauben der Haltevorrichtung 16 befestigt wird.

In der normalen Praxis ist die Öffnung 3 in der Verkleidung mit Sand oder einem körnigen feuerfesten Material gefüllt, wenn die Gießpfanne aufgenommen wird. Die Druckmittelverbindung wird entfernt, und ein Absperrventil hält den Druck im Träger aufrecht, während das Gefäß zum Ofen gebracht wird, um seine Charge aufzunehmen.

Wenn das Gefäß den Gießbereich erreicht, wird die Druckmittelverbindung wiederhergestellt, und mittels eines Druckregulators kann der der Gleitplatte 10 und der stationären Platte 6 zugeführte Druck verändert werden; und zu jeder Zeit kann der Druck überwacht werden, indem ein einfacher Druckmesser im System stromabwärts des Regulators beobachtet wird. Wenn eine Zirkulation des Mediums zur Kühlung erwünscht ist, kann der angelegte Druck gesteuert werden, indem der Auslaßdruck an einer Auslaßverbindung gesteuert wird, während das Medium mit einem höheren Druck in den Zuführungsdurchlaß 15 eingeführt wird.

Wenn das Gießen in einem nicht zugänglichen Bereich erfolgt, z. B. im Bereich der Ofenbeschickung, oder wenn das Gießen in ein zweites Verarbeitungsgefäß hinein erfolgt, braucht zum Gießen die Druckverbindung nicht wiederhergestellt zu werden. Im System mit geschlossenem Volumen erhöht sich der Druck, sowie sich die Temperatur der Vorrichtung erhöht, wenn diese der Konvektions- und Strahlungshitze ausgesetzt wird. Die Zunahme des Druckes unter diesen Bedingungen ist normalerweise klein, da das Gießen im allgemeinen auf eine einzelne Öffnung beschränkt wird und schnell erfolgt. Gegebenenfalls kann die Zunahme des Druckes durch Installation eines Druckminderventils begrenzt werden.

Das zweite und dritte Ausführungsbeispiel verwenden Schwenkbolzen und feste Positionierungsvorrichtungen, um den Rahmen relativ zu den anliegenden Platten zu positionieren. Diese Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Position des geschlossenen Rahmens bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgegeben und unabhängig von der Dicke der individuellen Gruppe von Platten ist, die im Verschluß installiert sind. Bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ist die Position des geschlossenen Rahmens durch Lokalisierungsvorrichtungen 25, 30 und 31 bestimmt, die über die Membran 14 auf die Gleitplatte 10 einwirken, und somit ist die Position des geschlossenen Rahmens durch die Dicke der tatsächlichen Gruppe von Platten bestimmt, die im Verschluß installiert sind. Im Betrieb wird der Rahmen bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel geschlossen, indem die als Scharnier wirkenden Schwenkbolzen 27 um den Stift 29 geschwenkt werden und dadurch der Rahmen 7 in Richtung auf die Lagerplatte 4 bewegt wird. Die als Verriegelung dienenden Schwenkbolzen 28 werden dann in ihre Betriebslage geschwenkt, und anschließend werden die Muttern der Schwenkbolzen von Hand angezogen, um die stationäre feuerfeste Platte 6, die gleitende feuerfeste Platte 10 und den Träger 9 in angrenzende Positionen zu bringen. Die Schwenkbolzen dienen nicht zur Aufbringung der Dichtungskraft, da hierfür die mit Druck beaufschlagte Membran 14 dient, sondern sie dienen zur Positionierung des Rahmens 7 und seines umschlossenen Trägers 9 in angrenzender Beziehung zu den angrenzenden Platten und sorgen somit für eine unnachgiebige Lagerung der Platten. Daher brauchen die Schwenkbolzen nicht mit hohem Drehmoment angezogen zu werden, sondern es genügt eine Befestigung, die ausreicht, um eine angemessene Positionierung des Rahmens sicherzustellen.

Die Lokalisierungsvorrichtungen 25 des zweiten, in Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiels sorgen für eine unnachgiebige Lagerung der Platten an zahlreichen Punkten (vier Punkte bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel), während die kontinuierliche äußere Randunterstützung 30 und die innere Randunterstützung 31 die nach unten ragende Mündung 11 bei dem dritten, in Fig. 9, 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel umgeben und gemeinsam eine unnachgiebige Lagerung für die kritischen Bereiche der Platte bilden.

Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens der Positionierung des Rahmens besteht darin, daß bei Druckbeaufschlagung im Betrieb die Membran sich nur um einen geringen Betrag zu bewegen braucht und daher im Gegensatz zur Membran bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Membranen bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel nicht gefaltet werden müssen, um diese Bewegung zu ermöglichen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, 13 und 14 ist ein Drosselventil mit drei Platten. Während die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 11 an einen Dreiplatten-Betrieb und das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, 13 und 14 an einen Zweiplatten- Betrieb angepaßt werden können, dient diese Darstellung dazu, ein Abfolgetypventil zu zeigen, bei dem Ersatzplatten während des Ausgießens eingesetzt werden können.

Das Ventil TV ist, wie dargestellt, an der Gießpfanne T befestigt. Die Ventilplatte 41 wird in eine voll geschlossene Lage verschoben, und die Gießpfanne wird dann über eine kontinuierliche Gießform gebracht und abgesenkt, so daß das Gießrohr 48 sich unterhalb des normalen Flüssigkeitspegels der Form befindet. Geschmolzenes Metall wird dann in die Gießpfanne eingefüllt, und wenn die Gießpfanne zur Hälfte bis zu zwei Dritteln gefüllt ist, wird das Ventil in die voll geöffnete Lage gebracht, um die Form schnell zu füllen und das Herausnehmen der Bramme einzuleiten.

Die Ventilplatte wird dann entweder durch manuelle oder durch automatische Steuerung in eine gedrosselte Position zurückbewegt, um den Strom auf eine passende Menge einzustellen und den Pegel in der Form bei Aufrechterhaltung der gewünschten Herausziehrate oder Gießgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Wie dargestellt, wird eine nicht gelochte gleitbare Platte 42 in der Bereitschaftslage gehalten, so daß das Ausgießen gestoppt werden kann, sobald hierfür die Notwendigkeit besteht.

Sollte es erwünscht sein, die Arbeitsmündung entweder infolge ihrer Erosion oder aufgrund des Wunsches, die Gießgeschwindigkeit stark zu verändern, auszuwechseln, wird die nicht gelochte Platte aus ihrer Bereitschaftslage entfernt und eine Lochplatte stattdessen eingesetzt. Der Anschlagstift 53 verbleibt im Loch 52, und es wird dann der Zylinder 38 aktiviert, der die neue Platte in ihre Betriebsposition bringt und die verschlissene Platte auswirft.

Wenn es erwünscht ist, das Gießrohr entweder aufgrund seines Verschleißes oder aufgrund einer Verstopfung infolge der Enstehung von Aluminiumoxid zu ersetzen, erfolgt der nachfolgend beschriebene Ablauf:
Das Ventil TV wird in die volle Schließstellung geschoben; dann wird die nicht gelochte Platte eingesetzt; darauf wird die Gießpfanne angehoben, wodurch das Rohr aus der Form angehoben wird; anschließend wird der Anschlagstift 53 aus dem Loch 52 entfernt und eine neue Lochplatte mit Gießrohranordnung und Träger wird in die Bereitschaftsposition eingesetzt, worauf der Träger mit Druck beaufschlagt wird. Der Zylinder für den Trägerwechsel wird aktiviert, wodurch die neue Platte mit der Rohranordnung und dem Träger in ihre Lage unter der Öffnung der stationären oberen Platte geschoben wird und die alten Komponenten ausgestoßen werden. Nach Druckentlastung in dem ausgestoßenen Träger können die ausgestoßenen Einheiten vom Rahmen entfernt und der Anschlagstift 53 wieder in das Loch 52 eingesetzt werden. Die Gießpfanne wird dann abgesenkt und der Strom erneut gestartet, indem die Gleitplatte 41 in die geöffnete Position bewegt wird. Dann wird eine neue nicht gelochte Platte 42 in die Bereitschaftsstellung eingesetzt, um für den nächsten Wechsel bereit zu sein. Die mit Druck beaufschlagte Kammer im Träger hält ständig einen gleichmäßigen Druck in der Umgebung der Mündung aufrecht.

Die Wirkungsweise der Anordnung mit dem drehbaren Ventil gemäß Fig. 15 und 16 ist ähnlich wie die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele von Fig. 1 bis 11, wobei ein grundsätzlicher Unterschied darin besteht, daß die Steuerung des Gießstromes durch die Drehung einer Gleitplatte anstelle einer Hin- und Herbewegung einer Gleitplatte bewirkt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt eine flüssigkeitsdichte Abdichtung der Gleitfläche eines Gleitplattenverschlusses, indem auf nahezu die gesamte Bodenfläche der Gleitplatte mit Ausnahme des Mündungsbereiches ein gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, durch den die Gleitplatte gleichmäßig nach oben gegen die stationäre Platte ausgelenkt wird und somit ihrerseits die stationäre Platte aufwärts gegen eine starre Stützfläche auslenkt. Wenn die Gleitplatte zwischen der offenen und geschlossenen Position bewegt wird, läuft die Dichtungsfläche der Gleitplatte auf der Dichtungsfläche der stationären Platte, selbst wenn diese Fläche nicht absolut eben ist und selbst wenn die Platten nicht von absolut gleicher Dicke sind.

Somit können die bei kommerziellen Platten zugelassenen Toleranzen bezüglich Ebenheit und Dicke erhöht werden, und die meisten oder sogar alle Schleifvorgänge können entfallen, so daß sich eine Kosteneinsparung bei verbesserter Wirkungsweise ergibt.

Das Prinzip des gleichmäßigen Druckes ist auf feuerfesten Materialien anzuwenden, die von Metall umschlossen sind und darin verklebt oder verankert sind und auf feuerfeste Materialien, die symmetrisch oder asymmetrisch sind. Die stationäre Platte und die Gleitplatte sind vorzugsweise identisch, jedoch können sie auch unterschiedliche Form und/oder unterschiedliche Dicke aufweisen.

Claims (10)

1. Gleitschieberverschluß für den Auslaß eines Schmelzebehälters, mit mindestens zwei flächig aneinander anliegenden Ventilplatten, von denen jede mit wenigstens einer Auslaßöffnung versehen ist und von denen wenigstens eine relativ zu der anderen Platte oder den anderen Platten verschiebbar oder verdrehbar ist, und mit einer Gasfedereinrichtung, die eine mit Druckgas gefüllte, axial elastische Kammer mit einer Andruckwand enthält, welcher an einer der Ventilplatten im Bereich mindestens einer der Auslaßöffnungen anliegt und die aufeinanderliegenden Ventilplatten wenigstens im Bereich der diese Auslaßöffnung umgebenden Flächen in gegenseitige Flächenanlage drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckwand aus einer flexiblen Membran (14, 46) besteht, die ununterbrochen an der zu beaufschlagenden Fläche der Ventilplatte anliegt.

2. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung des Gasdruckes in der Kammer vorgesehen sind.

3. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Zirkulieren des Druckgases innerhalb der Gasfedereinrichtung vorgesehen sind.

4. Gleitschieberverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (9) zur Lagerung der Gleitplatte (10) vorgesehen ist, und daß die Membran (14, 46) den oberen Teil des Trägers bildet.

5. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (8) zur Bewegung der Ventilplatte (10) vorgesehen sind, die mit dem Träger (9) verbunden sind.

6. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Positionierung der Gleitplatte (10) auf dem Träger (9) vorgesehen sind, daß ein Trägerrahmen (7) und der Träger (9) lösbar an dem Schmelzebehälter angebracht sind, und daß die Ventilplatten lösbar im Gleitschieberverschluß befestigt sind.

7. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Lokalisierungsvorrichtungen (25, 30, 31) vorgesehen sind, die auf die Membran (14) einwirken und die Position des Rahmens (7) in Abhängigkeit von der Gesamtdicke der Ventilplatten festlegen.

8. Gleitschieberverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer ringförmig die Auslaßöffnung(en) der anliegenden Ventilplatte umgibt.

9. Gleitschieberverschluß nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß justierbare Mittel zur lösbaren Befestigung des Trägers (9) und des Trägerrahmens (7) am Schmelzebehälter vorgesehen sind.

10. Gleitschieberverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch (47) vorgesehen ist, der ein integraler Bestandteil der flexiblen Membran (46) ist oder auf dieser ruht, wobei der Flansch (47) wenigstens ein mit einer Auslaßöffnung versehenes Element des Gleitschieberverschlusses stützt.