DE3334914C2 - Verformbarer, verzehrbarer Absperrstopfen zum Abdichten eines Abstichlochs - Google Patents
Verformbarer, verzehrbarer Absperrstopfen zum Abdichten eines AbstichlochsInfo
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Abstract
Ein verbesserter Absperrstopfen zum Abdichten eines Abstichlochs (12) in einem Metallschmelzenbehälter (10) weist eine radial aufweitbare, hohle, längliche, konische Form (13) und ein darin angeordnetes kreisförmiges Scheibenbauteil (17) zum Aufweiten der konischen Form (13) innerhalb des Abstichlochs (12), wenn das kreisförmige Scheibenbauteil (17) einwärts desselben bewegt wird, auf, und eine Stange (19) mit einem erweiterten Teil (20) dient zur Anlage am kreisförmigen Scheibenbauteil (17) und zu dessen Bewegung innerhalb der konischen Form (13), um die konische Form (13) in dichtende Anlage mit dem Abstichloch (12) aufzuweiten.
Description
— einen in der hohlen länglichen ltegelform (13)
beweglichen konischen Aufweitteil (17) und
— eine Stange (19) mit einer daran angebrachten
Scheibe (20), die bei Bewegung der Stange (19) in Richtuc£ auf das Abstichloch (12) zur Anlage
an dem AuA^eitteil (17) und Bewegung desselben
innerhalb der hohlen Kegelform (13) unter Aufrechterhaltung des Querschnitts des Aufweitteils
(17) in Querrichtung zur hohlen Kegelform (13) und damit zur Aufweitung der hohlen
Kegelform (13) und dichten Anlage im Abstichloch (12) dient.
2. Absperrstopfen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß ein Metallstück (15) in der hohlen Kegelform (13) ingrenzend an deren geschlossenes
Ende (14) zur Begrenzung der Einwärtsbewegung der Stange (19) mit ihrer icheibt. (20) und des Aufweitteils
(17) bezüglich des geschlossenen Endes (14) der hohlen Kegelform (13) angebrav .u ist.
Die Erfindung betrifft einen verformbaren, verzehrbaren Absperrstopfen zum Abdichten eines Abstichlochs
in einem Metallschmelzenbehälter für eine vorbestimmte Zeil, wobei der Absperrstopfen eine hohle,
längliche Kegelform aufweist und aus feuerfestem Material. Fasermaterial. verzehrbarem und/oder zersetzbarem
Material und Bindemittel gebildet ist. und wobei eine Aufweitvorrichtung zum Aufweiten der Kegelform
im Abstichloch vorgesehen ist.
Einen derartigen Absperrstopfen zeigt die US-PS 35 40 627. Dabei ist ein starrer konischer Metallstopfen
am Ende einer Trägerslange angebracht.
Dieser konische Stopfen hat einen größeren Durchmesser als der größte Durchmesser des Abstichlochs.
Der starre konische Metallstopfen kann deshalb nicht wesentlich in das Abstichloch eindringen. Er ist mit einer
relativ dünnen konischen Schicht von elastischem Material aus Aluminiumsilikat bedeckt. Dieses dünne Material
ist zur Erzielung einer gewissen Elastizität auf einer Schicht aus Glasfa-sermaterial aufgebracht. Gegebenenfalls
kann auch noch eine weitere dünne Lage innen vorgesehen werden.
Die DE-OS 24 39 963 zeigt eine Absperrvorrichtung für den Boden einer Gießpfanne mit Ausgußöffnung
und Stopfstangc. Die Gießpfanne besteht aus einem Metallmantel, der mit feuerfesten Steinen belegt ist.
Die aus einem hitzebeständigem Material bestehende Gußöffnung wird durch einen Stopfstange mit feuerfester
Umhüllung und einem hitzebeständigen Kopf verschlossen. Eine verhältnismäßig dünne hitzebeständige
Umhüllung ist über der Hülle und dem Kopf angebracht Die Umhüllung ist allerdings nicht ausdehnbar.
Die US-PS 40 10 936 offenbart einen Absperrstopfcn mit einer genau der Form des Abstichlochs enisprcchenden
Form, der aus nichtporösem feuerfestem Material,
einem organischen Fasermaterial und einen1 anorganischen
Fasermaterial zusammen mit einem brennbaren
Material gebildet ist, wobei das Material ein poröses
Formstück bildet, das elastisch und zur Schrumpfung ίο und Verformung geeignet ist, so daß es im Abstichloch
des Schmelzengefäßes unter Nenndruck der Metallschmelze bleibt und durch den wachsenden Druck der
Metallschmelze beim Kippsn des Schmelzengefäßes verfirmt und extrudiert wird
Die US-PS 40 30 709 offenbart die Verwendung eines keramischen Stopfens in der Form eines hohlen Kegels
über einem festen Versteifungsstopfen, der an Ort und Stelle gehalten wird, bis die Metallschmelze am Stopfen
erstarrt, um das Abstichloch abzudichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verformbaren, verzehrbaren Absperrstopfen der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er sich gut an das Abstichloch, auch wenn dieses unregelmäßig
verschlissen ist. anpassen läßt, eine zuverlässige Abdichtung bewirkt, und dessen Lebensdauer bei Berührung
mit der Metallschmel/e.'iicht einstellbar ist
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauplanspruch gekennzeichneten Merkmale. Der Unteranspruch
betrifft eine zweckmäßige weitere Ausbildung. Abstichlöcher werden bekanntlich in Metallschmelzbehältern
durch Verschleiß infolge der Einwirkung der durchfließenden Metallschmelze zu unregelmäßigen
Formen vergrößert Der erfindungsgemäße verormbare verzehrbare Absperrstopfen paßt sich solchen unregelmäßig
geformten Abstichlöchern leicht an. da der Aufbau, die Materialien und die Anordnung der Wände
und des Nasenteils des Stopfenkörpers als Ergebnis des
auf den Stopfen im Abstichloch, wie beschrieben, einwirkenden
Vorwärtsdrucks verformt unü aufgeweitet werden. Die Aufweitung und Verformung des Stopfens
führen so zur Ausfüllung jeden Hohlraums, der nur durch die anfängliche Durchmesserbemessung des
Stopfens selbst begrenzt ist. wobei das gefüllte Abstichloch für die gewünschte vorbestimmte Zeit gefüllt
bleibt, wonach die Verzehrbarkeits- und/oder Zersetzbarkeitseigenschaften
des Materials des Stopfens sich so auswirken, daß sich das Abstichloch öffnet.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispic' der
Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsseitenansicht des Absperr
Stopfens;
Fig. 2 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht in
auseinandergezogener Anordnung, wobei Teile weggebrochen sind, zur Veranschaulichung des Absperrstopfens
und eines Werkzeugs /u dessen Aufweitung;
F ι g. 3 eine Querschnittsseitenansicht des aufweitbaren Absperrstopfens und des Werkzeugs zu dessen Aufweitung
mit gestrichelten Linien, die den Stopfen und
das Werkzeug bei nicht aufgeweitetem Stopfen zeilen. und ausgezogene Linien, die den Stopfen und dai Werk
zeug nach Aufweitung des Stopfens zeigen; und
F i g. 4 einen Schnitt durch den Teil einer Wand eines
Mclallschmclzenbehältcrs und ein Abstichloch darin
mit Veranschaulichung des Absperrstopfens im Abstichloch.
Nach Fig. 1 besieht der Absperrstopfen aus einer stumpfnasigen, hohlen Kegelform 13, deren Nasenteil
14 relativ dicker als die davon ausgehenden Wandteile
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ist. Kin Stahlkappeneinsat/ 15 ist im Hohlraum 16. der
durch die hohle Kegelform 13 begrenzt wird, und unmittelbar innerhalb des und im Kontakt mit dem Material
des Nasenteils 14 des Absperrstopfens angeordnet Ein in Richtung zum Nasenteil 14 konischer Aufweitteil 17
mit einer mittigen Bohrung 18 ist einwärts des offenen Endes der Kegelform 13 des Absperrstopfens angeordnet
und in den Hohlraum 16 in Richtung zum Stahlkappeneinsatz 15 jo beweglich, daß die Kegelforr.i 13 aufgeweitet
und erweitert wird, wobei die Wandteile in einem Vorgang deformiert werden, der mit Sicherheit
den Absperrstopfen in der zylindrischen Öffnung 12 im erwähnten Metallschmelzenbehälter 10 positioniert.
Damit die den Absperrstopfen bildende Kegelform 13 schnell und wirksam in dichtende Anlage in einem Abstichloch
oddgL aufgeweitet werden kann, ist eine
Stange 19 vorgesehen, wie aus F ig. 2 und 3 erkennbar ist. Einwärts eines Endes 21 der Stange 19 ist eine Scheibe
20 fest angeordnet, wobei das andere Ende der Stange 19 mit einer geeigneten Griffgestaltung 22 versehen
sein kann.
Die Länge der Stange 19 zwischen der Schübe 20 und dem Ende 21 ist so vorbestimmt, daß nach dem Durchstecken
des Endes 21 der Stange 19 durch die mittige Bohrung 18 in dem zum stumpfnasigen Ende 14 der
Kegflform 13 verjüngten Aufweitteil 17 und nach Bewegen
des Endes 21 in Richtung zum Stahlkappeneinsatz 15 die Scheibe 20 den Aufweitteil 17 erfaßt und
diesen weiter in die Kegelform 13 im Hohlraum 16 bis zu der mit ausgezogenen Linien in F i g. 3 gezeigten
Lage bewegt, wodurch die Kegelform 13 verformt und aufgeweitet wird, bis das Ende 21 der Stange 19 den
Stahlkappeneinsatz 15 erreicht, wonach jede weitere der Stange 19 erteilte Bewegung das Material des
stumpfen Nasenteils 14 der Kegelform 13 verformt und die Bewegung des Aufweitteüs 17 und die Aufweitung
und Verformung der Kegelform 13 begrenzt.
Der verformbare, verzehrbare Absperrstopfen wird somit in das Abstichloch bewegt und durch die der hohlen
Kegelform 13 durch den Aufweitteil 17 erteilte Keilwirkung
verformt und aufgeweitet, wenn der Aufweitteil 17 durch die Stange 19 bewegt wird, die nachher
wieder zurückgezogen wird.
In l'ig. 4 ist ein Teil eines Metallschmelzenbehaiters
IO mn einem Abslichblock 11 dann /u sehen, in welchem
cmc zylindrische Öffnung 12 begrenz! ist. Ein verformbaren verzehrbarer Absperrstopfen 13 ist in aufgeweiteter
Lage in der zylindrischen Öffnung 12 gezeigt.
Damit die hohle Kegelform 13 des Absperrstopfens ihre gewünschte Konsistenz und Metallschmelzensperreigenschaften
für eine bestimmte Zeitdauer beibehält, wird .ie vorzugsweise aus einem bekannten Material
gebilc et. das aus einer Mischung von faserförmigem feuerfestem Material (z. B. nach der US-PS 31 24 854), in
einem Bereich von angenähert 8 bis angenähert 25 Gew.-%. wobei es sich um Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Fasern
handelt. Dolomit in einen Bereich von angenähert 32 bis angenähert 64 Gew.-% Natriumsilikat
in einem Bereich von angenähert 8 bis angenähert 16 Gew-% und Sägemehl in einem Bereich von angenähert
18 bis angenähert 27 Gew.-% besteht.
Das Material, aus dem der Absperrstopfen gebildet wird, wird vollständig zu einer gleichmäßigen Konsistenz
vermischt, die bei der Aufweitung und Verformung des Material? wesentlich ist, wenn der Stopfen in
das Abstichloch eingesetzt wird, wie vorstehend beschrieben, aufgeweitet wird.
Zusätzlich zu den obenerwähnten Materialien kön-
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55 ncn in bekannter Weise Mineralwolle, wie /. B. Hochofenschlackefasern,
zugesetzt werden, und Sitiziumox-d, Quarz, Magnesiumoxid, Olivin, Mullii, Aluminiumoxid,
Schamotte, Magnesit oder Perlit können mit dem Dolomit oder an seiner Stelle zugesetzt werden. Harzbindemittel,
wie z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze. Harnstoff Formaldehyd-Harze und Furanharze, können anstelle
des Natriumsilikats verwendet werden, und zwar alle in im wesentlichen den gleichen Anteilen. Andere brennbare
Stoffe, wie z. B. Papierbrei und Hohlzmehl, können zusätzlich zum Sägemehl und/cder an dessen Stelle,
ebenfalls in etwa gleichen Anteilen, verwendet werden. Es ist wesentlich, daß die Anteile des Dolomits oder
dessen alternative Stoffe in jeder der Mischungen ausreichend sind, um die gewünschte Konsistenz des Materials
zu sichern, aus dem die hohle Kegelform 13 des Absperrstopfens gebildet wird, und um ihre Verformung
und Aufweitung, wie vorstehend beschrieben, zu ermöglichen.
Die Anteile der brennbaren und'"der zersetzbaren
Materialien sind derart, daß die Lec?nsdauer des Absperrstopfens,
wenn er einer Metallschmelze ausgesetzt ist, ohne weiteres vorausbestimmt werden kann. Die
Konsistenz und/oder Dichte des Materials stelii auch
einen Faktor bei der Bestimmung der Lebenserwartung des Stopfens dar. wenn er einer Metallschmelze ausgesetzt
ist.
Wie erläutert, wird der Absperrstopfen aus den erwähnten
Materialien so gebildet, daß er eine vorbestimmte Lebensdauer hat, wonach die verzehrbaren
und/oder zersetzbaren oder brennbaren, ihm zugesetzten Materialien reagieren und/oder oxidieren und damit
eine Schwächung oder Veränderung einschließlich Zersetzung des Materials des Stopfens hervorrufen, wodurch
das Abstichloch, das durch den Stopfen abgedichtet war. geöffnet wird.
In einem typischen Metallbehälter stellt man Variationen des Abstichlochs von 50.8 bis 101,6 mm in seinem
Anfangsdurchmesser fest. Der erfindungsgemäße verformbare verzehrbare Absperrstopfen wird beispielswe.ae
so ausgebildet, daß die stumpfe Nase einen Durchmesser von angenähert von 76.2 mm hat, das entgegengesetzte
offene Ende der Kegelform einen Durchmesser von 203 bis 254 mm hat und die Wände des
konischen Körpers angenähert 50,8 mm dick sind während
die Gesamtlänge des Absperrstopfens zwischen 635 und 762 mm ist.
Eine typische und befriedigende Analyse der feuerfesten Materialien, aus denen der Absperrstopfen gebildet
wird, kann Siliziumoxid in einer Menge zwischen 31 und 36Gew.-%, Kalziumoxid in einer Menge zwischen 21
und 26 Gew.-%. Aluminiumoxid in einer Menge zwischen i 1 und 15 Gew.-%. Magnesiumoxid in einer Menge
zwischen 3 und 6 Gew.-% aufweisen, wobei die Mengen der verschiedenen Bestandteile ausreichend sind,
um einen Brennverlust von 25 bis 28% zu liefern, und wobei die Dichte zwischen 0,2 und 0.29 g/cmJ ist.
Hieizu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)
1. Verformbarer, verzehrbarer Absperrstopfen zum Abdichten eines Abstichlochs in einem Metallschmelzenbehälter
für eine vorbestimmte Zeit, wobei der Absperrstopfen eine hohle, längliche Kegelform
aufweist und aus feuerfestem Material, Fasermaterial, verzehrbarem und/oder zersetzbarem Material
und Bindemittel gebildet ist, und wobei eine Aufweitvorrichtung zum Aufweiten der Kegelform
im Abstichloch vorgesehen ist, gekennzeichnet durch
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