DE4117588A1 - Kupplungseinrichtung fuer den anschluss einer leitung an metallurgische behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungseinrichtung für den Anschluß eines Gases an einen metallurgischen Behälter zur Gas­ behandlung flüssigen Stahls gemäß der im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 bezeichneten Art.

Eine derartige Kupplungseinrichtung ist nach der DE-PS 25 02 977 bekannt. Sie ist zum Anschluß von Blaslanzen oder dergl. vorge­ sehen, die von oben in eine Stahlschmelze eintauchen und darin gehalten sind. Eine solche Gelenkkupplung hat den Vorteil, daß ein dichtender Anschluß der Gasversorgung in jedem Falle gewährleistet ist, und zwar auch dann, wenn die Gasanschlußöffnung nicht präzise auf die Zuführungsöffnung der Gasversorgung ausgerichtet ist. Daher kommt es unter der Einwirkung der elastischen Beaufschlagung des Zwischenstückes zu einer zuverlässigen und schnell herstellbaren Verbindung. In der bekannten Ausführungsform endigt die Gasversor­ gungsleitung oberhalb des Anschlußstückes, welches seinerseits von der am Ende des gabelförmig ausgebildeten Hebels vorgesehenen Kugelpfanne gehalten ist. In diese Kugelpfanne wird die jeweils neue Blaslanze eingehängt, so daß bei Betätigung des Hebels das An­ schlußteil unten in fester Verbindung mit der neuen Blaslanze steht, während es oben an die Gasversorgung angepreßt wird. Da die Blaslanze in vertikaler Richtung beweglich ist, besteht bei beauf­ schlagtem Zwischenstück und gespanntem Hebel eine druckgasdichte Verbindung, so daß selbst ein häufiger Blaslanzenwechsel für den jeweiligen Anschluß an die Druckgasleitung nur wenig Zeit in An­ spruch nimmt. Da das Zwischenstück aus einem Druckzylinder besteht, der sich mit Druckgas betreiben läßt, ist gleichzeitig eine elastische Betriebsweise gewährleistet, bei welcher die in Berüh­ rung miteinander gelangenden Teile eine schonende Behandlung er­ fahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die beschriebene Vor­ richtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß sie sich für die Kupp­ lung von vom unteren Teil des Behälters her mit Gas zu beaufschla­ genden Stahlschmelzen eignet. Dabei wird versucht, durch ent­ sprechende Steuerung des Gießkrans eine möglichst vorzentrierte Stellung anzufahren. Die Ge­ nauigkeit, mit der dies möglich ist, hängt weitgehend von der be­ grenzten Wahrnehmbarkeit der jeweiligen Lage in bezug auf die Soll­ stellung ab. Somit sind im Ergebnis Toleranzen von der Sollstellung nicht vermeidbar.

Hier setzt nun die Lehre der Erfindung ein, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 1 dargestellt und in den Unteransprüchen 2 bis 10 in Form vorteilhafter Ausgestaltungsformen weiterentwickelt ist.

Grundsätzlich ist also erfindungsgemäß die Anschlußöffnung im unte­ ren Teil des Behälters, insbesondere der Gießpfanne, vorgesehen. Einerseits kann die untere Gießpfannenwand die Gasanschlußöffnung seitlich aufweisen. Andererseits ist auch der Boden der Gießpfanne selbst für die Anschlußöffnung geeignet. Das Gewicht der sich ab­ senkenden Gießpfanne wird durch eine Abstützung abgefangen.

Für die Einleitung in die Schmelze können Düsen, poröser Stein oder dergleichen in den Boden oder in die Wand der Gießpfanne eingesetzt sein. Die Ausführung des Hebels als eine Säule für die Verbindung mit dem dazu koaxialen Zwischenstück und dem gleichfalls koaxialen Anschlußstück führt als Folge der elastischen Beaufschlagung zu einer Merkmalsgruppe, deren Längserstreckung veränderlich ist, und deren Neigungsrichtung als Folge der kugelgelenkigen Säulenabstüt­ zung so gewählt ist, daß die Positionstoleranzen der abgesenkten Gießpfanne ausgeglichen werden können. Das Anschlußstück legt sich bei einer im Boden vorgesehenen Gasanschlußöffnung während des Ab­ senkens der Gießpfanne weitgehend selbsttätig die Gasanschlußöffnung an. Bei der an der Wand der Gießpfanne am Ende eines nach unten ab­ gewinkelten Rohransatzes bestehenden Gasanschlußöffnung bedarf die Herstellung der Verbindung gleichfalls der Beaufschlagung durch die elastischen Kräfte der Kupplung, wobei im Ergebnis ebenfalls das Anschlußstück an der Gasanschlußöffnung zur Anlage kommt. Mit zu­ nehmendem Absenken der Gießpfanne bzw. zunehmender Annäherung des Anschlußstückes an die Gasanschlußöffnung stellt sich das Anschluß­ stück derart ein, daß sich die direkt oder indirekt anliegenden verschwenkbaren Teile der Kupplung schräg zur Grundplatte der Kupp­ lungseinrichtung stellen. Dabei sind der eindringende Bereich des Anschlußstückes sowie die Umgebung der Gasanschlußöffnung relativ zueinander so ausgestaltet, daß sich ein Gaseintritt in die Gasanschlußöffnung auch in Schräglage des Anschlußstückes ergibt. Letzteres besitzt im Innern eine Druckgaskammer, in welche einer­ seits die Gaszuführung einmündet, und aus welcher andererseits das Gas durch eine Gasbohrung austreten und in die Gaseintrittsöffnung eintreten kann. Die unterschiedliche Längerstreckung der hierfür in Betracht kommenden Kupplungsteile setzt für den dichtenden Anschluß des Anschlußstückes eine entsprechende Einstellung voraus. Diese vollzieht sich unter der Einwirkung der elastischen Beaufschlagung. Zur Erleichterung der Einstellung des Anschlußstückes ist die Gas­ anschlußöffnung in der Seite oder im Boden des Behälters außen von einem Kupplungsstück umgeben, welches kegelstumpfförmig nach unten geöffnet ist. Das demgegenüber mit einem kugelförmigen Kopf ausge­ führte Anschlußstück ist so bemessen, daß sich der Kugelmantel unter dem Einfluß eines Dichtungsringes dichtend am Konus des er­ wähnten Kupplungsstückes anlegt, sowie er unter einer bestimmten Anpressung steht.

Die erwähnte Anpressung wird zweckmäßig durch eine Schraubendruck­ feder hergestellt. Diese wird einseitig von der Grundplatte abge­ stützt, während die andere Seite an der Schulter eines mit dem Zwischenstück verbundenen Ringes abgestützt ist. Der Ring, mit welchem die Federabstützung eingeleitet wird, ist zweckmäßig ein Bestandteil des Anschlußstückes. Mittels des Ringes werden also die Federkräfte übertragen, um das Anschlußstück an der Gasan­ schlußöffnung bzw. dem Konusstück zur Anlage zu bringen.

Der gelenkigen Lagerung der Gelenkkugel der Säule dient eine Kugel­ pfanne innerhalb der Grundplatte.

Der Verschiebungsbegrenzung zwischen der Säule einerseits und dem Zwischenstück andererseits dient eine Haltescheibe, die mittels einer zentralen Schraube oben stirnseitig an der Säule befestigt ist und diese ringartig überragt. Diese Haltescheibe erfährt ihrerseits eine Abstützung an einer inneren Schulter des Zwischen­ stückes.

Die konstruktive Gestaltung einer erfindungsgemäßen Kupplung führt dazu, daß sich das Anschlußstück, das Zwischenstück, die Halte­ scheibe und die Säule gemeinsam um die Mitte der Gelenkkugel der Säule verschwenken lassen. Dabei hält die Druckfeder diese Anord­ nung normalerweise in ihrer zur Grundplatte senkrechten Lage, aus der die notwendige Neigung zum Zwecke der Kupplung selbsttätig beim Verschieben des Anschlußstückes erreicht wird. Die Gießpfanne steht insbesondere bei im Boden bestehender Gasanschlußöffnung auf dem tischähnlichen Gestell mittels unterer Stützen derart auf, daß sich eine Beschädigung der Kupplung vermeiden läßt.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeich­ nungen Bezug genommen, die die neue Kupplung schematisch wiederge­ ben. Darin zeigen:

Fig. 1 die neue Kupplung in ihrer Vertikalstellung, während

Fig. 2 die neue Kupplung in einer Schräglage wiedergibt.

In den Zeichnungen ist lediglich die neue Kupplung dargestellt, da das tischähnliche Gestell, auf welchem die Bodenplatte 14 ange­ ordnet ist, sowie die Gießpfanne, an der sich das obere Kupplungs­ stück 1 befindet, nach dem Stande der Technik bekannt sind und nicht zur Erfindung gehören.

Das obere Kupplungsstück 1 mit der Gasanschlußöffnung 10 ist als nach unten abgewinkeltes Ansatzrohr an der Wand einer Gießpfanne angebracht. Nach unten weist das Kupplungsstück einen sich öffnen­ den Konus auf, der so bemessen ist, daß er mit dem kugelförmigen Kopf des Anschlußstückes 2 dichtend zusammenwirkt. Dabei wird ein Dichtungsring 11 zwischen den beiden Dichtungsflächen unter den Druck der elastischen Abstützung des Anschlußstückes 2 gesetzt, der sich aufbaut, wenn die Gießpfanne auf dem tischähnlichen Gestell abgesetzt wird. Im Scheitel ist der kugelförmige Kopf des Anschluß­ stückes 2 mit einer Gasbohrung 9 versehen, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Gasanschlußöffnung 10. Auf diese Weise kann, wie Fig. 2 erkennen läßt, die Kupplung in einem be­ trächtlichen Ausmaß schräg eingestellt werden, ohne daß der Gaslei­ tungsquerschnitt dadurch eingeschränkt wird.

Das Anschlußstück 2 ist ferner mit dem Druckgasraum 17 ausgebildet, der vorteilhaft im Innern der Kugel des Kopfes vorgesehen ist. In diesen Druckgasraum 17 mündet die von einem Ventil der Gasversor­ gung herkommende Gaszuführung 8 ein.

Das Anschlußstück 2 ist seinerseits getragen vom Zwischenstück 3, welches zur Säulenachse 15 konzentrisch ausgebildet ist und insbe­ sondere für die Säule 6 eine innere Gleitführung besitzt, so daß die Säule 6 sich in das Zwischenstück 3 hinein verschieben läßt. Dabei ist die Stirnseite der Säule 6 mit einer Haltescheibe 5 ver­ sehen, die zweckmäßig zentral mittels einer stirnseitig in die Säule 6 eingreifenden Schraube 5 befestigt ist. Die Halteschei­ be 5 überragt den Querschnitt der Säule 6 derart, daß sie sich mit dem überstehenden Ringquerschnitt in der Endlage an der inneren Schulter des Zwischenstückes 3 anlegt. Das Zwischenstück 3 ist fer­ ner vorteilhaft mit einem seinen oberen Rand überragenden Ring 18 verschraubt, der Teil des Anschlußstückes 2 ist. An der nach unten weisenden Schulterfläche dieses Ringes liegt die Schraubendruckfe­ der 4 einendig an, wohingegen sich ihr anderes Ende unten an der Grundplatte 14 abstützt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Kupplung im Normalfall in ihrer Endlage zunächst in der Vertikal­ stellung stabilisiert ist. Wenn sich die Gießpfanne mit dem Kupp­ lungsstück 1 absenkt, wird das Anschlußstück 2 nach unten gegen die Wirkung der Feder 4 verschoben. Sofern, wie in Fig. 1 dargestellt, die Absenkung genau zentriert war, bleibt es bei dieser Verschie­ bung, und der Druck der Feder 4 hält das Anschlußstück 2 in dich­ tender Anlage am Kupplungsstück 1. Sollte aber eine Abweichung aus der Zentrierungsrichtung gegeben sein, wie es normalerweise der Fall ist, kommt es zu einer Schrägstellung der Kupplungsteile, wie dies Fig. 2 darstellt. Dabei schiebt sich die Säule 6 in zeichner­ isch nicht wiedergegebener Weise ein Stück aus der zentralen Boh­ rung des Zwischenstückes 3 heraus, wobei das Ausmaß dieser Ver­ schiebung von dem Abstand abhängig ist, den die Gießpfanne im Rah­ men der Einstelltoleranzen von ihrer Sollstelle ausgehend einnimmt.

Bei der erwähnten Schrägstellung der Kupplung wird die Säule 6 mit ihrer Gelenkkugel 19 in der Kugelpfanne 13 verschwenkt, wobei sie von der Kugelscheibe 12 im oberen Teil gehalten ist. Die Kugelpfan­ ne 13 ist mit der Kugelscheibe 12 verschraubt und weiterhin mit der Grundplatte 14 verbunden, die ihrerseits auf dem tischähnlichen Ge­ stell oder einem Rahmen neben der Gießpfannenanlage angeordnet ist.

Claims (8)

1. Kupplungseinrichtung für den Anschluß einer ein Gas zur Behand­ lung von flüssigem Stahl führenden Leitung an metallurgische Be­ hälter, insbesondere an Gießpfannen, mit einer Grundplatte, die ein ortsfestes Gelenkteil für die gelenkige Lagerung eines Hebels aufweist, der mit einem relativ zum Hebel elastisch be­ aufschlagbaren Zwischenstück zusammenwirkt, dessen Längser­ streckung sich in Richtung der elastischen Beaufschlagung ver­ ändert, durch welche ein das Gas führendes Anschlußstück mit Kugelgelenksitz dichtend an eine Gasanschlußöffnung anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasanschlußöffnung (10) am unteren Teil des Be­ hälters besteht, und daß der Hebel als Säule (6) ausgeführt ist, in bezug auf welche das zur Säulenachse (15) koaxiale und von der Säule (6) geführte Zwischenstück (3) und das von ihm ge­ tragene Anschlußstück (2) in Richtung der Säulenachse (15) bis zur Anlage an der Gasanschlußöffnung (10) unter Druck verschieblich ist, wobei das Anschlußstück (2) eine Druckgaskammer (17) aufweist, in welche die Gaszu­ führung (8) mündet, und aus der das Gas durch eine Gas­ bohrung (9) austritt.

2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gasanschlußöffnung an der Seitenwand des Behälters in Nähe dessen Boden befindet.

3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gasanschlußöffnung am Boden des Behälters befindet.

4. Kupplungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasanschlußöffnung (16) von einem Kupplungsstück (1) koaxial umschlossen ist, welches eine kegelstumpf­ förmige Öffnung aufweist, an der das Anschlußstück (2) mit einem kugelförmigen Kopf unter Einfluß eines Dich­ tungsringes (11) anpreßbar ist.

5. Kupplungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die elastische Beaufschlagung des Zwischenstücks (3) eine Schraubendruckfeder (4) einerseits an der Grundplatte (14) und andererseits an der Schulter eines mit dem Zwischenstück verbundenen Ringes (18) abgestützt ist.

6. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) Bestandteil des Anschlußstücks (2) ist.

7. Kupplungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (6) für ihre gelenkige Lagerung mit einer endseitigen Gelenkkugel (19) versehen ist, der eine Kugelpfanne (13) an oder in der Grundplatte (14) ent­ spricht.

8. Kupplungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (2), das Zwischenstück (3), eine Haltescheibe (5) und die Säule (6) gemeinsam um den Mittelpunkt der Gelenkkugel (19) der Säule (6) ver­ schwenkbar sind.