DE4339316C2 - Feuerfeste Verschlußplatte für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen und Verfahren zur Herstellung der Verschlußplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft feuerfeste Verschlußplatten mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen, die eine Metallschmelze aufnehmen, mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material und einem in den Grundkörper eingeformten Einsatz, der eine Durchflußöffnung für die Schmelze aufweist, den Verstellbereich der Platte abdeckt und aus einem hochhitze- und rißbeständigen, abschäl- und erosionsfesten sowie chemisch widerstandsfähigen Material besteht.

Aus der DE 35 38 499 C1 bekannte Verschlußplatten dieser Gattung weisen einen in einem verstellbaren Trägerrahmen gehaltenen Grundkörper aus feuerfestem Material und je nach Ausführung als Bodenplatte, Oberplatte oder Mittelplatte einen in die Oberseite oder die Unterseite des Grundkörpers eingesetzten Einsatz mit einer Durchflußöffnung für die Metallschmelze oder in die Ober- und Unterseite des Grundkörpers eingesetzte Einsätze aus hochhitzebeständigem, verschleißfestem Material im Verstellbereich auf. Zum Austausch der einem hohen Verschleiß unterliegenden Einsätze aus einem hochwertigen keramischen Material ist der aus einem weniger hochwertigen Material wie Zement hergestellte Grundkörper in Segmente unterteilt, die mit Andrückfedern, Druckgaskissen, Druckzylindern oder dgl. ausgestattet sind und die Einsätze klemmbackenartig einspannen. Diese von der Konstruktion her aufwendige Schieberplatte ist jeweils nur bei einem der verschiedenen auf dem Markt befindlichen Schiebersysteme einsetzbar und muß für jedes Schiebersystem entsprechend umgerüstet werden. Außer der aufwendigen Einspannvorrichtung für die verschleißfesten Einsätze zum Verschließen der Durchflußöffnung für die Stahlschmelze erfordert die Verschlußplatte eine gesonderte, die Durchflußöffnung für die Schmelze einfassende Einsatzhülse aus hochhitzebeständigem, verschleißfestem Material, die sich durch den Einsatz bzw. die Einsätze und den Grundkörper hindurcherstreckt und das weniger hochwertige Material des Grundkörpers gegen einen Kontakt mit der Schmelze schützt. Diese bekannte Verschlußplatte ist für einen Massenartikel mit einer kurzen Standzeit zu teuer.

Die DE 36 14 730 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Verschlußplatten für Schieberverschlüsse, bei dem eine aus hochhitzebeständigem, verschleißfestem Zirkoniumoxid vorgefertigte Einsatzplatte mit einer Gleitfläche auf eine glatte Unterlage gelegt und darauf mittels eines an der Stelle der späteren Durchflußöffnung für die Schmelze angeordneten Justierzylinders ein ebenfalls aus hochwertigem Material vorgefertigter Einsatzring aufgebaut wird. Darüber wird eine gesonderte Gießform mit Füllöffnungen justiert gestülpt, durch die der den Grundkörper bildende Feuerbeton eingefüllt wird, der aus einer Phosphatbinder enthaltenden Sintermagnesia besteht. Nach dem Verfestigen des eingefüllten Materials wird die Gießform abgehoben, und die gegossene Verschlußplatte wird anschließend bei 250 bis 300°C getempert. Für dieses Herstellungsverfahren wird eine gesonderte Gießform benötigt.

Schließlich ist aus der DE 33 37 105 A1 ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur von Verschlußplatten für den Schieberverschluß von Gießpfannen bekannt, bei dem das als Gießform dienende Stahlblechgehäuse der Verschlußplatten mit seinem umlaufenden Rand auf eine ebene Arbeitsplatte aufgelegt und eine mittig in dem Stahlblechgehäuse justierte Einsatzhülse aus hochhitzebeständigem, verschleißfestem Material, die die Durchflußöffnung für die Schmelze bildet, über eine zentrale Öffnung in dem Stahlblechgehäuse mit einem feuerfesten Beton umgegossen wird, der die Verschlußplatte bildet. Durch die zentrale kreisrunde Einfüllöffnung in dem Stahlblechgehäuse für den Beton, deren Durchmesser um ein bestimmtes Maß größer ist als der Durchmesser der Einsatzhülse, ist die Form des Einsatzes mit der Durchflußöffnung für die Materialschmelze auf eine zylindrische Hülse mit einem unter dem Durchmesser der Einfüllöffnung des Stahlblechgehäuses liegenden Durchmesser beschränkt und damit die hergestellte Verschlußplatte lediglich für einen Schieberverschlußtyp mit einer maßlich bestimmten Durchflußöffnung einsatzfähig. Nachteilig bei diesem bekannten Fertigungsverfahren ist ferner, daß die Verschlußplatten nicht mit der für eine einwandfreie Funktion eines Schieberverschlusses erforderlichen planen Gleitfläche gegossen werden können und ein Planschleifen der Verschlußplatten nicht möglich ist, da diese ohne Übermaß in dem Stahlblechgehäuse gegossen werden. Ferner ist das Einfüllen der dilatanten feuerfesten Betonmasse durch die zentrale, verhältnismäßig kleine Einfüllöffnung in das Stahlblechgehäuse der Verschlußplatte sehr zeitaufwendig. Schließlich ist das aus dünnem Stahlblech hergestellte Gehäuse der Verschlußplatte nur begrenzt als Gießform verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schieberverschlußplatte im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung und eine hohe Wirtschaftlichkeit durch die Möglichkeit eines vielfachen Einsatzes aufgrund einer Erneuerung des feuerfesten Grundkörpers mit dem die Durchflußöffnung für die Metallschmelze bildenden Einsatz weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schieberverschlußplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie das Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 2.

Die erfindungsgemäße Schieberverschlußplatte zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
Das Eingießen des Grundkörpers aus Zement oder dgl. einfachem feuerfestem Material in den als Gießform dienenden massiven Metallrahmen um den aus hochwertigem Feuerfestmaterial vorgefertigten Einsatz mit der Durchflußöffnung für die Metallschmelze stellt ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für Schieberverschlußplatten dar. Nach einem Einsatz in einem Schieberverschluß kann die Verschlußplatte durch Herausschlagen oder Herausdrücken des Grundkörpers aus dem Metallrahmen und Eingießen eines neuen Grundkörpers um einen neuen Einsatz in den Rahmen für einen erneuten Einsatz überholt werden. Durch eine entsprechende Formgebung sowohl des Rahmens, der vorzugsweise aus einer Stahlplatte ausgebrannt oder ausgefräst wird, als auch des Einsatzes mit der Durchflußöffnung für die Metallschmelze kann die Verschlußplatte allen auf dem Markt befindlichen Schiebersystemen angepaßt werden. Schließlich kann das Herstellungsmaterial für den Grundkörper der Platte ohne Schwierigkeiten entsorgt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer verschiebbaren Mittelplatte eines Dreiplatten-Schieberverschlusses einer Verteilerrinne,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Verschlußplatte nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht einer weiteren Plattenausführung,

Fig. 4 eine durch den Rahmen einer Verschlußplatte gebildete Gießform für den Grundkörper der Platte im Längsschnitt, die

Fig. 5 und 6 die Draufsicht und den Längsschnitt einer dritten Plattenausführung und die

Fig. 7 und 8 Draufsichten von zwei weiteren Plattenausführungen.

Die Verschlußplatte 1a nach Fig. 1 und 2, die z. B. als Mittelplatte bei einem Dreiplatten-Schieberverschluß einer Verteilerrinne für Metallschmelzen eingesetzt wird, besitzt einen massiven, einteiligen Stahlrahmen 2 mit einer Ovalform, der sich durch eine hohe mechanische Festigkeit und eine große thermische Widerstandsfähigkeit auszeichnet. In den Rahmen 2 sind Aussparungen 3 beliebiger Formgebung und Löcher 4 zu Kühlzwecken und zur Gewichtseinsparung eingearbeitet.

Der Stahlrahmen 2 faßt einen feuerfesten Grundkörper 5 aus Zement oder dgl. Material ein, in den ein als Ring ausgebildeter Einsatz 6 mit einer Durchflußöffnung 7 für die Stahlschmelze eingeformt ist. Der Einsatz 6 besteht aus einem hochhitze- und rißbeständigen, abschäl- und erosionsfesten sowie chemisch widerstandsfähigen Material, z. B. einem oxidkeramischen Material. Die Verschlußplatte 1a kann mittels der Kopfkeile 8 und der Seitenkeile 9 in den nicht dargestellten, verschiebbaren Trägerrahmen des Schieberverschlusses eingespannt werden.

Die Schieberverschlußplatte Ib nach Fig. 3 hat einen Rahmen 2 mit einer durch eine Wellenform zu Kühlzwecken vergrößerten äußeren Umfangsfläche 10.

Durch die in Fig. 3 strichpunktiert angedeutete wellenförmige Ausbildung der Öffnung 12 des Rahmens 2 wird die innere Umfangsfläche 21 des Rahmens vergrößert und die Wärmeableitung vom eingegossenen Grundkörper 5 auf den Rahmen 2 verbessert.

Abweichend von den vorbeschriebenen Verschlußplattenausführungen 1a, 1b kann der Rahmen 2 mehrteilig ausgeführt sein, und die Einzelteile des Rahmens können miteinander verschweißt, verschraubt oder verklebt werden.

Der Rahmen 2 der Verschlußplatten 1a, 1b wird bevorzugt aus Plattenmaterial aus Stahl mit einer dem jeweiligen Schiebersystem angepaßten Form ausgebrannt oder ausgefräst.

Die Aussparungen 3 des Rahmens 2 werden ebenfalls ausgebrannt oder ausgefräst, und die Löcher 4 werden je nach Größe ausgebrannt bzw. ausgefräst oder gebohrt.

Bei dem anhand von Fig. 4 erläuterten Herstellungsverfahren für die Verschlußplatten 1a, 1b wird der Grundkörper 5 aus Zement oder dgl. Material in den als Gießform dienenden Rahmen 2 eingegossen, wobei auf der Ober- und Unterseite des Rahmens 2 jeweils eine Gießschablone 11 mit einer der Rahmenöffnung 12 entsprechenden Öffnung 13 mittels Schrauben 14 befestigt wird, die durch die Löcher 4 im Rahmen 2 gesteckt und durch Muttern 15 gesichert werden, und der Einsatz 6 auf einem Fixierdorn 16 einer Bodenplatte 17 gehalten wird, auf die der Rahmen 2 mit den Gießschablonen 11 aufgelegt wird. Anschließend wird die Verschlußplatte 1a, 1b bei Temperaturen in einem Bereich von 150 bis 400°C getrocknet.

Nach dem Lufttrocknen der Verschlußplatten 1a, 1b werden Ober- und Unterseite der mit einem Dickenübermaß gegossenen, von dem Rahmen 2 gehaltenen Grundkörper 5 auf das Nenn-Dickenmaß 18 der Platte plan bzw. planparallel geschliffen, so daß die Platten eine obere und eine untere Gleitfläche 19, 20 erhalten.

Abgenutzte und beschädigte Verschlußplatten können nach dem vorbeschriebenen Verfahren verhältnismäßig einfach und kostengünstig erneuert werden.

Ober- und Unterplatte eines Dreiplatten-Schieberverschlusses und die beiden Platten eines Zweiplatten-Schieberverschlusses werden in der gleichen vorbeschriebenen Weise hergestellt.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele 1c, 1d, 1e von Verschlußplatten.

Bei der Verwendung einer Verschlußplatte 1e der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform mit einer der Form des verschiebbaren Trägerrahmens eines Schieberverschlusses angepaßten Außenform übernimmt die Verschlußplatte 1e die Funktion des bisher üblichen Trägerrahmens, so daß dieser entfallen kann.

Bezugszeichenliste

1a Verschlußplatte (Fig. 1 und 2)
1b Verschlußplatte (Fig. 3)
1c-1e Verschlußplatte (Fig. 5-8)
2 Rahmen von 1
3 Aussparung in 2
4 Loch in 2
5 Grundkörper
6 Verschleißteil
7 Durchflußöffnung
8 Kopfkeil zum Einspannen von 1a
9 Seitenkeil zum Einspannen von 1a
10 äußere Umfangsfläche von 1b
11 Gießschablone
12 Öffnung von 2
13 Öffnung von 11
14 Befestigungsschraube für 11
15 Sicherungsmutter für 14
16 Fixierdorn für 6
17 Bodenplatte zum Auflegen von 2
18 Nenn-Dickenmaß von 1a, 1b
19 obere Gleitfläche von 1a, 1b
20 untere Gleitfläche von 1a, 1b
21 innere Umfangsfläche von 1b

Claims (2)

1. Feuerfeste Verschlußplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen, die eine Metallschmelze aufnehmen, mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material und einem in den Grundkörper eingeformten Einsatz, der eine Durchflußöffnung für die Schmelze aufweist, den Verstellbereich der Platte abdeckt und aus einem hochhitze- und rißbeständigen, abschäl- und erosionsfesten sowie chemisch widerstandsfähigen Material besteht, gekennzeichnet durch einen massiven, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen (2) aus Stahl oder dergleichen hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und einer großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines nach Verschleiß herausnehmbaren und neu einzugießenden Grundkörpers (5), wobei Ober- und Unterseite des Grundkörpers (5) über den Rahmen (2) vorstehen, der in den Grundkörper (5) eingebettete Einsatz (6) mit der Durchflußöffnung (7) für die Schmelze eine der jeweiligen Schieberverschlußkonstruktion angepaßte Formgebung aufweist und die Außenform der Verschlußplatte (1e) der äußeren Form des verschiebbaren Trägerrahmens einer Schieberverschlußplatte entspricht.

2. Verfahren zur Herstellung von Verschlußplatten für Schieberverschlüsse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (5) in den als Gießform dienenden massiven Rahmen (2) eingegossen wird, wobei auf der Ober- und der Unterseite des Rahmens (2) jeweils eine Gießschablone (11) mit einer der Rahmenöffnung (12) entsprechenden Öffnung (13) lösbar befestigt und der Einsatz (6) auf dem Fixierdorn (16) einer Bodenplatte (17) gehalten wird, auf die der Rahmen (2) mit den Gießschablonen (11) aufgelegt wird, die Verschlußplatte (1a-1e) anschließend bei Temperaturen in einem Bereich von 150 bis 400°C getrocknet wird und danach Ober- und Unterseite des mit einem Dickenübermaß gegossen, von dem Rahmen (2) gehaltenen Grundkörpers (5) auf das Nenn-Dickenmaß (18) der Verschlußplatte (1a-1e) plan bzw. planparallel geschliffen werden.