DE4042203C2 - Schieberplatte für Schieberverschlüsse von metallurgischen Gefäßen - Google Patents
Schieberplatte für Schieberverschlüsse von metallurgischen GefäßenInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
- B22D41/28—Plates therefor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schieberplatte für Schieberver
schlüsse von metallurgischen Gefäßen, wie Gießpfannen und Zwischen
behälter zum Gießen von Stahl, entsprechend der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.
Derartige Schieberverschlüsse bestehen üblicherweise aus einer am
Boden einer Gießpfanne befindlichen, ortsfesten Schieberplatte und
einer darunter befindlichen verschieblichen Schieberplatte, wobei
die beiden Schieberplatten mit ihren einander zugekehrten Seiten
die Verschlußebene bilden. Jede Schieberplatte hat mindestens eine
Durchgangsöffnung für den flüssigen Metallstrahl, den sie durch
Drehen oder geradlinige Verschiebebewegungen drosseln oder sogar
absperren kann. Als Folge dieser Betriebsweise unterliegen die ge
nannten Schieberplatten einer erheblichen thermischen, chemischen
und mechanischen Beanspruchung, so daß man oft bereits nach einem
einzigen Guß einen Austausch der Schieberplatten vornehmen muß. Der
Verschleiß tritt regelmäßig an der Umfangsstelle einer Öffnung auf,
die in Richtung der Verschiebeweges liegt, entlang welchen Weges
die Säule flüssigen Metalls auf der Schieberplatte lastet, wenn
letztere in ihre Schließstellung überführt wird. Bei einer Schie
berplatte mit Verschiebemöglichkeiten in beiden Richtungen treten
die genannten Verschleißerscheinungen daher an zwei sich gegenüber
liegenden Umfangsstellen der Öffnung auf. Neben diesen durch
Materialabtrag bedingten Beschädigungen kommt es zu weiteren
Schäden infolge Rißbildung im Werkstoff der Schieberplatte, die
indes, sofern der Materialzusammenhang erhalten bleibt, noch nicht
zum Unbrauchbarwerden führen.
Im Wege der Schieberplattenreparatur, wie sie beispielsweise nach
der DE-PS 32 43 305 bekannt ist, werden daher Schieberplatten durch
Austausch des im Öffnungsbereich verschlissenen feuerfesten
Material instandgesetzt. Hierbei läßt sich insbesondere
auch ein Ring in die entsprechend mit größerem Durchmesser ausge
führte Bohrung der Durchgangsöffnung einsetzen, der aus hochton
erdehaltigem feuerfestem Material besteht. Ein derartiger Ring bedarf
indes der Abstützung, damit er nicht nach unten herausgedrückt
werden kann. Dies kann durch Begrenzung des Ringeinsatzes auf die
sich unmittelbar an die Verschlussebene angrenzende Zone gesche
hen, wobei die Dicke des Ringes beträchtlich unter derjenigen der üb
rigen Schieberplatte liegt, welche den Eineinsatz mit einer Schulter
derart abstützt, dass eine glatte Verschlussebene erhalten bleibt. Noch
wirkungsvoller ist der Einsatz eines Ringes dann, wenn er, wie nach
der DE-OS 31 24 359 bekannt ist, die Schieberplatte entlang ihrer
Bauhöhe durchsetzt. In diesem Falle bedarf der eingesetzte Ring
besonderer Abstützmaßnahmen, um die Maßhaltigkeit der Ver
schlussebene durch Absinken des eingesetzten Ringes nicht zu be
einträchtigen. Wie sich gezeigt hat, ist feuerfester Mörtel im Hinblick
auf seine normalerweise zu berücksichtigende Schwindung nicht ge
eignet, eine hinreichende Sicherheit gegen Absinken eines eingesetz
ten Ringes zu schaffen, sofern eine sich horizontal erstreckende, mit
feuerfestem Mörtel ausgefüllte Fuge besteht, die vertikal belastet wird.
Die DE 36 22 081 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reparatur von in
Schieberverschlüssen eingesetzten Schieberplatten aus feuerfestem
Material, bei welchen die Durchflußöffnung in den Schieberplatten
ausgearbeitet und in die so vorbereitete Öffnung ein vorgefertigter Ein
satz mit einer Durchflußöffnung eingesetzt und mit der Platte verkittet
wird. Im Bereich der Fuge zwischen dem Einsatz und dem Plattenkör
per solle in eine kraftschlüssige Verspannung zwischen dem Einsatz
und dem Plattenkörper bewirkendes Sicherungselemente eingeschla
gen werden, das als Sprengstift, Spreizhülse oder Sprengring ausge
bildet sein kann.
In der GB 2 060 842 A ist ein entsprechendes Reparaturverfahren
beschrieben, bei dem der verwendete Ringeinsatz eine Nut aufweist,
die ebenso wie die Fuge zwischen dem Einsatz und dem Plattenkörper
mit einem Feuerfestmaterial wie Aluminiumoxid oder Magnesit aufge
füllt werden soll.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Auf
gabe zugrunde, eine Schieberplatte der bezeichneten Art so auszufüh
ren, dass Vertikalverschiebungen eines eingesetzten Ringes bei gleich
zeitiger Zentrierung derselben in verbesserter Weise ausgeschlossen
werden.
Diese Aufgabenstellung wird durch die in den Patentansprüchen ge
machten Vorschläge gelöst.
Die in der erfindungsgemäßen Weise ausgeführte Schieberplatte führt
zu einer Verriegelung des eingesetzten Ringes in Bezug auf die Öff
nung innerhalb der Schieberplatte. Diese Verriegelung kann im ein
fachsten Fall für sich alleine bereits einen für viele Fälle ausreichenden
Widerstand gegenüber einer Vertikalverschiebung des Ringes dar
stellen. Der eingesetzte Ring, der nicht nur eine zylindrische Außen
wandung aufweisen muss, sondern außen auch konisch oder gestuft
ausgeführt sein kann, nimmt dabei mit seiner Nutbahn einen Teil des
aus erhärtetem feuerfestem Mörtel gebildeten Riegels auf, dessen
anderer Teil von der Nutbahn in der Innenwandung der
Schieberplatte aufgenommen ist. Der einmal erhärtete feuerfeste
Mörtel erweist sich in der vorgeschlagenen Stelle als sehr
beständig, denn an der vorgeschlagenen Stelle besteht der größtmög
liche Abstand von der an der Innenwandung des Ringes wirkenden Be
lastung. Seine Festigkeit wird daher nur wenig durch thermische
oder chemische Angriffe beeinträchtigt.
Von besonderem Vorteil ist dabei die Verwendung des thermisch
expandierenden, feuerfesten Mörtels. Die Expansion im von den Nut
bahnen gebildeten Hohlraum führt zu einer Beaufschlagung mit dem
Expansionsdruck, so daß ein besonders zuverlässiger unbeweglicher
Sitz erzielt werden kann.
Die mit dem feuerfesten Mörtel auszufüllenden, einen Hohlraum bil
denden Nutbahnen sind zweckmäßig dem Ring entsprechend umlaufend
ausgebildet. Man kann die Wirksamkeit der Verriegelung dadurch
steigern, daß mehrere derartiger Nutbahnen mit axialem Abstand
voneinander vorgesehen sind. Zweckmäßig werden in diesem Fall zwei
Nutbahnen gewählt, was den Vorteil hat, daß von dem zwischen Außen
umfang des Ringes und Innenumfang der Öffnung in der Schieberplatte
bestehenden Spalt noch eine gewisse Zugänglichkeit zum in die Nut
bahn eingefüllten Mörtel besteht. Der genannte Hohlraum kann, der
Nutausbildung entsprechend, von rundem, ovalem oder polygonalem
Querschnitt sein. Die feuerfeste Mörtelmasse wird im wesentlichen
bereits in die Nutbahn eingefüllt, bevor der Ring eingesetzt wird.
Die Zugänglichkeit durch die ebenfalls mit feuerfestem Mörtel
auszufüllenden Spalträume ist vor allem für die präzise Zentrierung
zweckmäßig.
Für den termisch expandierenden feuerfesten Mörtel kommen insbe
sondere Stoffe in Betracht, die infolge termischer Kristallumwand
lung eine Volumenausdehnung erfahren, so z. B. durch Mullitisie
rung, β-Korund oder Spinellisierung. Man erreicht dies vor allem
dann, wenn dem feuerfesten Mörtel ein Zusatz von Rohcyanit
(Disthen) von 4% bis 6% Gew.-% angemischt wird. Ein derartiger
Mörtel wird mit 2% Wasseranteil verarbeitet. Der Körnungsaufbau
kennzeichnet sich durch
75% bis 85% unter 0,09 mm und
15% bis 25% zwischen 0,09 mm und 0,5 mm.
75% bis 85% unter 0,09 mm und
15% bis 25% zwischen 0,09 mm und 0,5 mm.
Die chemische Zusammensetzung wird anhand eines Beispielfalls ange
geben, wobei die darin benannten Werte "ca."-Anteile sind:
87% Al2O3
4% CaCO3
3% P2O5
0,3% Fe2O3
5,7% Rohcyanit (Disthen).
87% Al2O3
4% CaCO3
3% P2O5
0,3% Fe2O3
5,7% Rohcyanit (Disthen).
Der bereits erwähnte Ringspalt zwischen Schieberplatte und Ring
entsteht in üblicher Weise dadurch, daß die Öffnung der Schieber
platte mit etwas größerem Durchmesser als der Ring gebildet wird.
Bei der Ausfüllung dieses Ringspaltes mit feuerfestem Mörtel ist
die Zentrierung des eingesetzten Ringes bereits weitgehend vorge
geben. Sie wird indes nochmals stabilisiert, indem sich der
genannte Spalt mit unter Druck eindringenden feuerfestem Mörtel
ausfüllt.
Die Nutbahnen können, vor allem bei einer Ausbildung zu mehreren,
bereits, wie erwähnt, alleine ausreichend sein, um eine vertikale
Fixierung des eingesetzten Ringes zu erzielen. Sie lassen sich
indes auch mit anderen, bekannten Mitteln zur Aufrechterhaltung
eines unbeweglichen Sitzes des eingesetzten Ringes gemeinschaftlich
anwenden. So kann vor allem die Außenwandung des Ringes mit einer
abgesetzten Stufe ausgeführt werden, mittels welcher er an einer
Schulter in der Wandung der Schieberplatte unmittelbar, also ohne
Zwischenlage von Mörtel, abgestützt ist. Diese Abstützung wird
zweckmäßig zwischen der Verschlußebene und der Nutbahn angeordnet,
und zwar grundsätzlich stets derart, daß die Schulter der Schieber
platte den eingesetzten Ring trägt. Man kann in diesem Fall die
radiale Erstreckung der Schulter bzw. der Stufe geringer wählen, so
daß die Unterschiede, die sich dadurch im Durchmesser beim Ring und
bei der Öffnung der Schieberplatte ergeben, geringer ausfallen. Man
kann auch mit axialen Abständen zu beiden Seiten der Abstützung
je eine Nutbahn verwirklichen. Auch in diesem Fall wird die Einbau
anordnung so getroffen, daß die Schieberplatte mit der in ihrer
Öffnung bestehenden Schulter den Ring trägt.
Zur weitergehenden Veranschaulichung der Erfindung wird auf die
sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden, schematischen Zeich
nungen Bezug genommen. Darin zeigen:
Fig. 1 zwei verschiedene Ausführungsformen einer Schieberplatte
mit eingesetztem Ring und zwei Nutbahnen im Längs
schnitt, und
Fig. 2 eine Schieberplatte mit eingesetztem Ring und einer Nut
bahn im Längsschnitt.
Die gemäß Fig. 1 geschnitten wiedergegebene Schieberplatte 1 kann
unterschiedlich ausgebildet werden. Der Bildteil rechts der
Symmetrieachse 16 zeigt einen eingesetzten Ring 6 mit zylindrischer
Mantelfläche, dem eine gleichfalls zylindrische Innenwandung 19 der
Schieberplatte 1' entspricht. Die Außenwandung des Ringes 6 weist
mit axialem Abstand voneinander angeordnete Nutbahnen auf, von
denen die untere mit 18 bezeichnet ist. Diesen Nutbahnen entspre
chen spiegelbildlich gestaltete Nutbahnen in der Innenwandung der
Öffnung der Schieberplatte 1', von denen eine mit 17 benannt ist.
Beide Nutbahnen sind mit einem feuerfesten Mörtel ausgefüllt, der
ohne Bezugszeichen durch schwarze Kreisflächen wiedergegeben wurde.
Abweichend von dieser Ausführungsform zeigt Fig. 1 im linken Teil
bild eine Schieberplatte 1, deren Innenwandung mittels einer Schul
ter abgestuft ist. Diese Schulter trägt die Stufe 25 des Ringes 5.
Oberhalb und unterhalb dieser Stufe ist der Ring 5 mit je einer
Nutbahn versehen, auf deren untere das Bezugszeichen 7 weist.
Spiegelbildlich hierzu ist die Innenwand des Ringes 1 mit Nutbahnen
versehen, deren obere mit 4 bezeichnet ist. Die von den genannten
Nutbahnen gebildeten Hohlräume sind mit feuerfestem Mörtel, wie bei
der Ausführungsform entsprechend dem rechten Teilbild der Fig. 1,
ausgefüllt. Man erkennt weiterhin den Ringspalt 20, der gleichfalls
mit feuerfestem Mörtel ausgefüllt ist, wobei der Ring 5 zentriert
ist.
Die Verschlußebene 2 wird auf diese Weise als eine glatte Fläche
ausgebildet, so daß bei der Verschiebung der Schieberplatte in Be
zug auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Bodenplatte kein
flüssiger Stahl mitgenommen werden kann und demgemäße betriebliche
Gefährdungen vermieden werden. Ergänzend zeigt der Belastungspfeil
26, in welcher Richtung der Stahl die Schieberplatte durchfließt
und beim Drosseln oder Absperren derselben Belastungen auftreten.
Hierfür ist nicht nur der über der Schieberplatte lastende Stahl
maßgeblich, sondern auch Erschütterungen, deren Kraft noch be
trächtlich größer sein kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine Schieberplatte 9 für
den Boden sowie eine Schieberplatte 10 für die Verschlußbetätigung
dargestellt. In die Schieberplatte 9 ist der Ring 11 eingesetzt,
während die Schieberplatte 10 den Ring 12 trägt. Der Einfachheit
halber wurde lediglich die rechts der Symmetrieachse 15 liegende
Zeichnungshälfte wiedergegeben. Sowohl die Schieberplatte 9 als
auch die Schieberplatte 10 sind mit Innenschultern 22 und 21 ausge
bildet. Zwischen diesen Innenschultern, die die Stufen 23 bzw. 24
der zugehörigen Ringe 11 bzw 12 tragen, und den jeweils außen lie
genden, der Verschlußebene abgewandten Seiten bestehen bei den
Schieberplatten Nutbahnen 13 bzw. 14, denen Nutbahnen in der Außen
wandung der eingesetzen Ringe 11 bzw. 12 entsprechen. In die Nut
bahnen sowie in die Spalten 20 zwischen Ring und Schieberplatte
ist ein feuerfester Mörtel eingepreßt, der in hydraulisch sowie
später keramisch verfestigtem Zustand zu der beabsichtigten Ver
riegelung der eingesetzten Ringe im Hinblick auf vertikale
Verschiebungen führt. Auch im Falle dieses Anwendungsbeispieles
wirkt der durchfließende flüssige Stahl in Richtung des Pfeiles 26
auf die Anordnung ein, die darüber hinaus, wie auch bei den Aus
führungsformen der Fig. 1, der Einwirkung mechanischer Erschüt
terungen ausgesetzt ist. Die vorgeschlagene Art der Verriegelung
läßt indes ein senkrechtes Ausweichen der Ringe gegenüber ihrer
Schieberplatten nicht zu, so daß die Verschlußebenen glatt bleiben.
Claims (8)
1. Schieberplatte für Schieberverschlüsse von metallurgischen Gefäßen, wie
Gießpfannen und Zwischenbehälter zum Stranggießen von Stahl, die wahl
weise je nach ihrer Schieberstellung einen Strahl flüssigen Metalles mit einer
Durchgangsöffnung völlig freigibt, drosselt oder ihn mit einem geschlossenen
Abschnitt unterbricht, wobei die Durchgangsöffnung von einem in die Schieber
platte eingesetzten Ring aus feuerfestem Material mit erhöhtem Verschleiß
widerstand gebildet ist und die Außenwandung des Ringes mit einer Nutbahn
versehen ist, die sich wenigstens entlang eines Teiles der Peripherie des
Ringmantels erstreckt, und zu der spiegelbildlich eine Nutbahn in der Innen
wandung der für den Ringeinsatz in der Schieberplatte befindlichen Öffnung
derart ausgeführt ist, dass sich beide Nutbahnen zu einem Hohlraum ergänzen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ringspalt (20) zwischen der Schieberplatte (1, 9, 10) und dem Ring
einsatz (5, 11, 12) einschließlich des durch beide Nutbahnen (7, 18; 4, 13, 14,
17) gebildeten Hohlraumes mit einem darin thermisch expandierenden feuer
festen Mörtel ausgefüllt ist, der einen Zusatz von Rohcyanid (Disthen) in einem
Anteil von 4 bis 6 Gew.-% aufweist.
2. Schieberplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in
der Schieberplatte (1, 9, 10) für den Einsatz des Ringes (5, 11, 12) mit größe
rem Durchmesser als letzterer ausgeführt ist, und dass der nach dem Ringein
satz verbleibende Spalt (20) mit dem expandierenden feuerfestem Mörtel derart
ausgeführt ist, dass der Ring zentriert ist.
3. Schieberplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nutbahnen dem Ring (5, 11, 12) entsprechend umlaufend ausgeführt sind.
4. Schieberplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Nutbahnen (4, 7, 17, 18) mit axialem Abstand vorgesehen sind.
5. Schieberplatte nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Ring (5) eine mit Ausnahme seiner Nutbahn (18) zylindrische Mantelfläche
aufweist, dem eine gleichfalls zylindrische Öffnungsfläche in der Schieber
platte (1) entspricht.
6. Schieberplatte nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in
axialer Richtung zwischen der Verschlussebene der Schieberplatte und der
Nutbahn die Außenwandung des Ringes (11, 12) zusätzlich mit einer abge
setzten Stufe (23, 24) ausgebildet ist, mittels der er an einer Schulter (21, 22) in
der Wandung der in der Schieberplatte (9, 10) für den Ring (11, 12) vorgesehe
nen Öffnung aufliegt.
7. Schieberplatte nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
mit axialem Abstand zwei Nutbahnen (17, 18) vorgesehen sind.
8. Schieberplatte nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausbildung einer Stufe (25) und Schulter mit axialem Abstand zwischen
zwei Nutbahnen (4, 7) besteht.
Priority Applications (2)
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DE19904042203 DE4042203C2 (de) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | Schieberplatte für Schieberverschlüsse von metallurgischen Gefäßen |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4042203A1 DE4042203A1 (de) | 1992-07-02 |
DE4042203C2 true DE4042203C2 (de) | 2003-03-20 |
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DE19904042203 Expired - Fee Related DE4042203C2 (de) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | Schieberplatte für Schieberverschlüsse von metallurgischen Gefäßen |
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1991
- 1991-12-24 AU AU90064/91A patent/AU638369B2/en not_active Ceased
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