DE4012093C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ausgußverschluß für metallurgische, insbesondere Stahlschmelze enthaltende Gefäße, wobei in einem von Schmelze durchflossenen feuerfesten Verschleißteil ein Sieb eingefügt ist.

Aus der DE-PS 5 47 568 ist ein Bodenverschluß für Gießpfannen bekannt, in dessen Ausguß ein Stausieb aus Feuerfestmaterial eingefügt ist. Dieses Sieb dient dazu, den hohen hydrostatischen Druck zu mindern. Dabei findet zwangsläufig eine unbeabsichtigte Absiebung statt, die für ein gezieltes Reinigen von Schmelze nicht in Frage kommt.

In letzter Zeit gewinnt besonders das Reinigen von Stahlschmelzen immer mehr an Bedeutung. Dabei gilt es, nichtmetallische Verunreinigungen, wie Karbide und Oxide, aus der Stahlschmelze zu entfernen mit Hilfe an sich bekannter keramischer Filter, beispielsweise auf Zirkonbasis. Bisher finden hierzu aufwendige Filtervorrichtungen, beispielsweise gemäß der DE-PS 37 00 107, Anwendung, die im Strömungsweg der Schmelze liegen und deren Filter nur bei langwierigen Unterbrechungen des Gießprozesses austauschbar sind. Dies ist derart hinderlich, daß in vielen Fallen von vornherein auf die Filtration von Schmelze verzichtet wird.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, das Abfiltern insbesondere von Stahl unter Verwendung von beim Vergießen gebrauchter feuerfester Verschleißteile von Ausgußverschlüssen mit einfachen Mitteln zu erleichtern.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Als feuerfeste Verschleißteile für Ausgußverschlüsse gelten Hülsen, Rohre, Verschlußplatten und dergleichen, die infolge zerstörender Beanspruchungen durch die durchfließende Schmelze ersetzt werden müssen und deshalb im Verschluß austauschbar angeordnet sind. Unter Benutzung solcher Verschleißteile als Filterträger ist es bei kurzfristigem Abschalten des Gießprozesses möglich, verstopfte Filter problemlos zu ersetzen und dann den Gießprozeß fortzusetzen. Dadurch ergibt sich für die Anwendung von keramischen Stahlschmelzefiltern insbesondere beim Strang- und Blockgießen ein erheblich erweitertes Anwendungsgebiet. Dort benutzte Ausgußverschlüsse können mit ihren Verschleißteilen eine gewünschte Filtration von Schmelze leicht übernehmen, zumal ein Verschleißteil mit in der Durchflußöffnung festgehaltenen keramischen Filtern eine bequem handhabbare Baueinheit bildet.

Vorteilhaft sind die Filter in konischen und/oder zylindrischen Erweiterungen der Durchflußöffnungen der Verschleißteile angeordnet, um größeren Filterraum und sichere Auflagebasen für die Filter zu schaffen. Eine weitere zweckmäßige Ausbildung besteht darin, Filter austauschbar mit dem auswechselbaren Verschleißteil zu verbinden, so daß beispielsweise an einem noch gebrauchsfähigen Verschleißteil ein verstopfter Filter durch einen neuen Filter ersetzt werden kann. Dies gilt vor allem bei einer austauschbaren Filtereinheit, die am in Strömungsrichtung der Schmelze zuletzt liegenden Verschleißteil des Ausgußverschlusses angeordnet und somit vergleichsweise leicht zugänglich ist.

Mit Bezug auf die nähere Gestaltung der Erfindung schlägt die Erfindung vor, daß ein Verschleißteil mehrere, hintereinander geschaltete Filter unterschiedlicher Porosität aufweist, mit dem Ziel, eine gewünschte Filterkapazität bei stufenweiser Filtration herzustellen. Ferner kann vorzugsweise zum Entfernen von in der Schmelze aufgelösten Verunreinigungen ein Filter als Absorptions- bzw. Reaktionsfilter ausgebildet sein. Allgemein ist bei der Wahl der Filter darauf zu achten, daß die Filterkapazität dem gewünschten Filterungsgrad der zu filternden Schmelzenmenge gerecht wird und die Aufspeicherung der Filter mit der Abnutzung der Verschleißteile möglichst einher geht.

Als besonders für die Abfilterung von Stahlschmelze geeignet, bietet sich ein Ausgußverschluß in Form eines Durchstoßschieberverschlusses an, der gemäß der Erfindung mit Filtern ausgerüstete Öffnungsplatten hat, die mit anderen, unterschiedliche Funktionen ausübenden Schieberplatten auf Schienen in Reihe hintereinander unter eine Gefäßausgußöffnung stellbar und wieder herausschiebbar sind. Mit einem solchen Verschluß läßt sich ein Filterwechsel gegebenenfalls auch ohne kurzfristige Abschaltung eines Gießprozesses vornehmen, weil das Ausschieben einer verstopften Filter- bzw. Öffnungsplatte durch eine neue Filterplatte erfolgen kann, was einem optimalen Ablauf gleichkommt.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung erläutert.

Es zeigen im Schnitt,

Fig. 1 einen Magazinplattenschieber mit Filterplatte,

Fig. 2 einen Stopfenverschluß mit einem Filter aufweisenden Auslaufrohr,

Fig. 3 einen Abstichschieber mit Filter in der Auslaufhülse,

Fig. 4 den Wechselausguß eines Schieberverschlusses mit Filteranordnungen,

Fig. 5 eine Filtervariation des Wechselausgusses nach Fig. 4, und

Fig. 6 eine Filteranordnung in der ortsfesten Bodenplatte eines Schieberverschlusses.

In Fig. 1 ist mit 1 ein metallurgisches Gefäß, beispielsweise ein Verteilergefäß, bezeichnet. Der Boden des Gefäßes 1 hat eine Ausgußöffnung 2, die von einem Bodenstein 3 und der Einlaufhülse 5 eines Magazinschieberverschlusses 4 gebildet wird. Von dem der Einfachheit halber nicht im einzelnen dargestellten Verschluß 4 ist lediglich die der Einlaufhülse 5 nachgeordnete ortsfeste Bodenplatte 6 und ein Schienenstrang 7 erkennbar, auf dem dichtend unter die Ausgußöffnung 2 stellbare und wieder entfernbare rechteckige Schieberplatten bewegbar sind, z. B. eine Öffnungsplatte 8 und eine Schließplatte 9. Bekanntermaßen gelangen beide mit einem Blechmantel 10 und 11 versehene Platten 8 und 9 an dem durch den Pfeil A markierten Ende in den Schienenstrang 7, um diesen, bei bedarfsgerechter Weiterbewegung, am dem Pfeil A entgegengesetzten Ende zu verlassen. Gemäß Fig. 1 steht die Öffnungsplatte 8 funktionsausübend unter der Ausgußöffnung 2 und die Schließplatte 9 in Reserve, so daß der Verschluß im Bedarfsfalle geschlossen werden kann, durch Verstellen der Schließplatte 9 in die funktionsausübende Position unterhalb der Ausgußöffnung 2, unter gleichzeitigem Verdrängen der Öffnungsplatte 8 bis zur Entfernung aus dem Verschluß 4.

Bezeichnend am Verschluß 4 ist die Verwendung eines Filters 12 in der üblicherweise allein mit einer Durchflußöffnung 13 ausgestatteten Öffnungsplatte. Der Filter 12 ist quer zur Durchflußöffnung 13 zwischen zwei horizontal übereinanderliegenden, vom Blechmantel 10 gehaltenen Plattenstücken 14 und 15 in einer Ausnehmung 16 des oberen Plattenstückes 14 angeordnet und bildet mit der Öffnungsplatte 8 eine austauschbare Verschleißteil-Baueinheit, die aus dem Gefäß 1 auslaufende Schmelze abfiltert. Dies kann über eine volle Gefäßentleerung geschehen oder beispielsweise in der Endphase einer Entleerung, um zu verhindern, daß eventuell in stärkerem Maße vorhandene Verunreinigungen mit der Schmelze in eine zu füllende Form gelangen. Bei Gießbeginn läßt sich eine filterlose Öffnungsplatte 8 einsetzen, indem eine Schließplatte 9 aus der schließenden Funktionsstellung in Pfeilrichtung A verdrängt wird. Grundlegend ist die Öffnungsplatte 8 mit dem eingebauten Filter 12 so ausgebildet, daß die bis zum Verstopfen des Filters 12 vergangene Zeit in etwa der Lebensdauer des feuerfesten Plattenmaterials entspricht.

Ähnliche Funktionen wie die den Filter 12 tragende Öffnungsplatte 8 an einem Magazinschieberverschluß 4 übt das Gießrohr 21 am Stopfenverschluß 20 nach Fig. 2 aus. Dort verschließt ein Stopfen 22 einen Ausguß 23, an den über eine Dichtung 24 mittels einer angedeuteten Vorrichtung 25 das Gießrohr 21 auswechselbar angeschlossen werden kann. Das Rohr 21 besitzt am Einlaufende der Durchflußöffnung 26 eine konische Erweiterung 27, in die ein korbförmiger Vorfilter 28 für gröbere Verunreinigungen und in Strömungsrichtung darunter ein Filter 29 für feinere Verunreinigungen eingesetzt sind. Es ergibt sich eine Aufteilung der aufzubringenden Gesamtfilterleistung auf zwei Filter 28 und 29, deren Standzeit auf die Standzeit des Gießrohres 21 abgestimmt ist.

Bei dem Abstichverschluß 30 nach Fig. 3 ist ein plattenförmiger Filter 31 in der Auslaufhülse 32 der Schieberplatte 33 angeordnet, die mit der ortsfesten, das Ende des Gefäßauslaufkanals 34 bildenden Bodenplatte 35 verschlußgemäß zusammenwirkt. Der plattenförmige Filter 31 lagert diagonal in der Durchflußöffnung 36 in einer Paßnut 37 der Auslaufhülse 32 und hat umfangsseitig eine durch die Diagonallage gebotene Ellipsenform, so daß eine gegenüber dem Querschnitt der Durchflußöffnung 36 vergrößerte Filterfläche gegeben ist. Die gemeinsam im metallischen Schieberrahmen 38 untergebrachten Verschleißteile, Auslaufhülse 32 mit Filter 31 und Schieberplatte 33 sowie die Bodenplatte 35 können gleichzeitig ausgewechsel werden.

Der in Fig. 5 gezeigte, bei Linear-, Dreh- und Schwenkschieberverschlüssen übliche Wechselausguß 40 ermöglicht einen von den übrigen Verschleißteilen des Verschlusses unabhängigen Austausch der mit der Schieberplatte 41 an der Durchflußöffnung 42 verbindbaren Auslaufhülse 43. Zu diesem Zweck ist die mit einem Blechmantel 44 versehene Auslaufhülse 43 von einem metallischen Kupplungsteil 45 umgeben, der mit dem gegenprofilierten Kupplungsteil 46 des metallischen Schieberrahmens 47 koppelbar ist. Am Einlaufende weist die Auslaufhülse 43 eine Ausnehmung 48 mit einem in die Durchflußöffnung 49 hängenden korbförmigen Filter 50 auf, der gegebenenfalls zum freien ungefilterten Durchfluß der Schmelze durch einen in die Ausnehmung 48 passenden Dichtungsring ersetzt sein kann. Ferner trägt die Auslaufhülse 43 am Auslaufende eine Filtereinheit 51 mit einem kreisplattenförmigen Filter 52, der am Umfangsbereich von Dichtungsmaterial 53 umgeben in einer offenen Blechfassung 54 sitzt, die an der offenen Seite über Gewinde 55 mit dem Blechmantel 44 der Auslaufhülse 43 verschraubt ist. Der Wechselausguß 40 kann Schmelze wahlweise mit einem Filter oder mit zwei Filtern filtrieren, mit der bei Bedarf leicht einzusetzenden Filtereinheit 51.

Alternativ dazu hat die in einem Wechselausguß verwendbare Auslaufhülse 60 nach Fig. 5 einen paketartig zusammengefaßten Mehrstufenfilter 61. Er lagert in einer Erweiterung 62 der Durchflußöffnung 63 und besteht, in Strömungsrichtung 8 der Schmelze gesehen, aus einem grobporösen Filter 64, einem Absorptionsfilter 65 und einem feinporösen Filter 66, so daß zusätzlich zum mechanischen Abfiltern von Feststoffen durch Filter 64 und 66 auch gelöste Verunreinigungen aus der Schmelze entfernt werden durch den Filter 65.

Obwohl die ortsfeste Bodenplatte und die Einlaufhülse eines Schieberverschlusses weniger gut zugänglich sind als die vorstehend behandelten übrigen Verschleißteile eines Ausgußverschlusses, kann es fallweise von Interesse sein, auch dort Filter zu installieren. Nach Fig. 6 ist ein konischer Filter 70 in einer ortsfesten Bodenplatte 71 eines Schieberverschlusses eingebaut. Zu diesem Zweck hat deren Durchflußöffnung 72 einlaufseitig eine konische Erweiterung 73, die spiegelbildlich ist, zu einer auslaufseitigen Erweiterung 74 der Durchflußöffnung 75 der Einlaufhülse 76. Unterhalb der ortsfesten Bodenplatte 71 liegt die zum Öffnen, Schließen und Drosseln des Verschlusses verstellbare Schieberplatte 77 dichtend an. Der durch die Verschleißteile 71, 76, 77 fließende Schmelzestrom erfährt an der Erweiterung 74 der Durchflußöffnung 75 der Einlaufhülse 76 eine Ausdehnung auf eine Querschnittsfläche, die sich mit der eingangsseitigen Fläche des durch die Konizität in der Kapazität erhöhten Filters 70 deckt.

Im Rahmen der Erfindung ist es offen, die in den Ausführungsbeispielen den einzelnen Verschleißteilen zugeordneten Filter, Filterkombinationen und deren Anordnungsart im gegenseitigen Austausch an anderen Verschleißteilen zu verwenden.

Claims (8)

1. Ausgußverschluß für metallurgische, insbesondere Stahlschmelze enthaltende Gefäße, wobei in einem von Schmelze durchflossenen feuerfesten Verschleißteil ein Sieb eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb als Verunreinigungen aus der Schmelze ausscheidender keramischer Filter (12, 28, 29, 31, 50, 52, 61, 70) ausgebildet und wenigstens ein Filter in Zuordnung zu einem Verschleißteil (8, 21, 32, 43, 60, 71) gut auswechselbar vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschleißteil (8, 21, 32, 43, 60, 71) und wenigstens ein in dessen Durchflußöffnung (13, 26, 36, 49, 63, 72) in Strömungsrichtung der Schmelze festgelegter Filter (12, 28, 29, 31, 50, 61, 70) eine Baueinheit bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (28 und 29, 61, 70) in Erweiterungen (27, 62, 73) der Durchflußöffnungen (26, 63, 72) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (52) austauschbar einem auswechselbaren Verschleißteil (43) zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine austauschbare Filtereinheit (52) am Auslaufende des letzten Verschleißteils (43) der in Strömungsrichtung der Schmelze liegenden Verschleißteile des Ausgußverschlusses angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschleißteil (21, 43, 60) mehrere hintereinander geschaltete Filter (28, 29 bzw. 50, 52 bzw. 64 bis 66) unterschiedlicher Filterporosität aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Filter als Absorptions- bzw. Reaktionsfilter (65) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrere unterschiedliche Funktionen ausübenden Schieberplatten (8, 9) eines Durchstoßschieberverschlusses (4) auf Schienen (7) in Reihe hintereinander unter eine Gefäßausgußöffnung (2) stellbar und wieder herausschiebbar sind.