DE4405082A1

DE4405082A1 - Ein-Aus-Ventilvorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit elektromagnetischer Durchflußregelungsvorrichtung, welche den Durchfluß eines flüssigen Metalls durch eine Austrittsöffnung steuert

Info

Publication number: DE4405082A1
Application number: DE4405082A
Authority: DE
Inventors: Irvin Lee Parker
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1994-08-25
Also published as: CN1094141A; SE9400276D0; JPH074556A; US5350159A; GB9402940D0; SE9400276L; KR940020444A; GB2275220B; GB2275220A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Durchflusses von flüssigem Metall und insbesondere ein Ein/Aus-Ventil zur Verwendung mit einer elektromagnetischen Durchflußregelungsvorrichtung.

Elektromagnetische Durchflußregelungsvorrichtungen oder Ven tile (EMVs) wurden in verschiedenen industriellen Anwendun gen eingesetzt. Zum Beispiel fand man heraus, daß EMVs ins besondere zur Steuerung des Durchflusses von flüssigem Me tall in kontinuierlichen Gießfertigungsstraßen geeignet sind. U.S.-Patent Nr. 4,842,170 beschreibt wie EMVs typi scherweise in solchen Anwendungen eingesetzt werden. EMVs können auch für Barren- oder Brammengießvorrichtungen ver wendet werden. Bei diesen Arten von Gießvorrichtungen können EMVs verwendet werden, um den Durchfluß des flüssigen Me talls durch eine Düse von einer Gießwanne aus zu einer Form zu regulieren.

EMVs sind nicht zur Verwendung als Absperrventile geeignet, um das fließende Metall zu unterbrechen. Das durch das EMV fließende flüssige Metall leitet die übermäßige Wärme ab, die durch das EMV erzeugt wird. Die Verwendung des EMV zum Unterbrechen des fließenden Materials, könnte dazu führen, daß sich das Metall überhitzt und sich zerstreut oder atomi siert, und dies ist bei einem Gießvorgang unerwünscht.

Bei den existierenden Gießvorgängen wurden verschiedene Vor richtungen verwendet, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch eine Düse zu stoppen. Eine Vorrichtung ist ein Kühl stopfen. Ein Kühlstopfen ist typischerweise ein kegelför miger Kupferstopfen, welcher in das untere Ende oder das Ausflußende der Düse eingeführt wird. Der Kühlstopfen er starrt das Metall in der Düse, so daß sich eine Säule aus festem Metall bildet, welche den Durchfluß unterbricht. Kühlstopfen können für offen vergossenen, kontinuierlichen Gießvorgänge verwendet werden, bei denen die Düse relativ klein ist. Kühlstopfen waren bisher nicht zur Verwendung in Brammengießvorrichtungen geeignet. Die Düse der Brammengieß vorrichtung ist häufig zu groß für den Kühlstopfen, daß eine ausreichende Menge an Metall erstarrt werden kann, um den Durchfluß durch die Düse entsprechend zu unterbrechen.

Damit ein Kühlstopfen verwendet werden kann, muß zusätzlich das Ausflußende der Düse zugänglich sein, wie bei den offe nen Gießvorgängen. Viele kontinuierliche Gießvorgänge ver wenden heute einen abgeschirmten Durchfluß, wobei sich eine Umhüllung von dem Ausflußende der Düse aus bis zu der Form erstreckt. Die Umhüllung bildet eine Leitung für das durch fließende Metall und verhindert, daß Verunreinigungen in den Metallstrom eindringen. Das Vorhandensein der Umhüllung macht das untere Ende der Düse unzugänglich, so daß die Verwendung des Kühlstopfens unpraktisch wird.

Nachdem der Durchfluß des Metalls unterbrochen wurde, ist es normalerweise notwendig, den Durchfluß nach einem bestimmten verstrichenen Zeitraum wieder in Gang zu setzen. Bei Ver fahren, die Kühlstopfen verwenden, wird das Wiederingang setzen des unterbrochenen Durchflusses unter Verwendung ei ner Sauerstofflanze ausgeführt. Die Flamme der Sauerstoff lanze wird auf das Ausflußende der Düse gerichtet, um die Säule des erstarrten Metalls zu schmelzen, so daß das Metall wieder zu fließen beginnt. Ein Nachteil der Verwendung einer Sauerstofflanze ist, daß diese das feuerfeste Material be schädigen kann, aus welchem die Düse hergestellt ist. Die Beschädigung der Düse kann die Größe der Düsenöffnung erhö hen. Jede Änderung der Größe der Düsenöffnung kann die Durchflußgeschwindigkeit des flüssigen Metalls durch die Dü se ändern, so daß Einstellungen bzw. Angleichungen der ge samten Gießdurchflußgeschwindigkeit erforderlich werden. Solche Einstellungen werden typischerweise durchgeführt, in dem der Füllstand des flüssigen Metalls in die Gießwanne verändert wird oder können unter Verwendung eines EMVs aus geführt werden. Zusätzlich verkürzt die Beschädigung der Dü se die Betriebslebensdauer der Düse und führt zu einer Erhö hung der Maschinenausfallzeit, die für Wartung und Wieder ingangsetzungsverfahren notwendig ist.

Eine andere Vorrichtungsart, die verwendet wird, um den Durchfluß des flüssigen Metalls zu unterbrechen, ist ein Schiebetor bzw. Gleittor. Ein Schiebetor ist an dem unteren Ende oder dem Ausflußende der Düse solchermaßen befestigt, daß eine sich durch das Schiebetor erstreckende Öffnung in Verbindung mit der sich durch die Düse erstreckenden Öffnung steht. Eine Schiebeplatte kann über der sich durch das Schiebetor erstreckenden Öffnung angeordnet sein, um den Durchfluß des Metalls durch diese zu blockieren. Die Schie beplatte kann des weiteren eine Vielzahl von sich durch diese erstreckenden Öffnungen aufweisen, welche es ermögli chen, daß das Metall durch die Schiebeplatte durchfließt, um den Metalldurchfluß beizubehalten und zu regulieren.

Ein Schiebetor, das zum Blockieren des Metalldurchflusses verwendet wird, kann nur verwendet werden, um den Metall durchfluß für kurze Zeiträume zu unterbrechen. Wenn ein Er starren des Metalls an den Schiebetorplatten auftritt, gibt es keine Möglichkeit, den Durchfluß wieder in Gang zu brin gen, ohne das Schiebetor zu zerlegen. Zusätzlich verwendet ein Schiebetor typischerweise einen schwerfälligen und kom plizierten Betätigungsmechanismus, um die Schiebeplatte zu betreiben. Ein Grund dafür, daß solch ein Mechanismus not wendig ist, ist, daß die Schiebeplatte häufig in einer kon stanten Vibrationsbewegung gehalten werden muß, um zu ver hindern, daß das Metall in der Nähe der Schiebeplatte er starrt und um so die Betätigung des Schiebetors zu verhin dern. Aufgrund des schwerfälligen Steuermechanismus sind die Schiebetore relativ große Vorrichtungen, die nicht zur Ver wendung für kontinuierliche Gießvorgänge mit kleiner Düse geeignet sind, insbesondere bei solchen Gießvorgängen, die einen umhüllten bzw. abgeschirmten Durchfluß einsetzen.

Eine andere Vorrichtungsart, die herkömmlicherweise einge setzt wird, um den Durchfluß des flüssigen Metalls zu unter brechen, ist ein Absperrstab. Ein Absperrstab wird in das obere Ende der Düse eingeführt. Diese Vorrichtungsart kann in kontinuierlichen Gießvorgängen verwendet werden, die umhüllten Durchfluß einsetzen, da kein Zutritt zu dem unte ren Ende der Düse notwendig ist. Diese Vorrichtungsart er fordert jedoch mechanische Verbindungen oberhalb der Gieß wanne, um den Absperrstab zu positionieren und zu aktivie ren. Die Verbindung und der Absperrstab erfordern Wartung, und ihre Lebensdauer ist relativ kurz. Zusätzlich kann die Verwendung eines Absperrstabes das feuerfeste Material am Eingang der Düse beschädigen.

Es besteht ein Bedarf nach einer kompakten Vorrichtung, die mit einer EMV-Durchflußregelungsvorrichtung verwendet werden kann, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch eine Düse zu unterbrechen und wieder in Gang zu bringen, ohne eine Be schädigung der Düse zu bewirken oder einen komplexen Betäti gungsmechanismus zum Betrieb zu erfordern. Die Vorrichtung sollte es ermöglichen, daß der Durchfluß wieder in Gang ge setzt werden kann, nachdem das Metall in der Düse erstarrt ist. Der Betrieb der Vorrichtung sollte den Zugang zu dem unteren Ende oder dem Ausflußende der Durchflußdüse nicht erfordern, so daß die Vorrichtung in Gießvorrichtungen ein gesetzt werden kann, die offenes oder abgeschirmtes Vergießen einsetzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung erfüllt den oben beschriebenen Bedarf.

Um die Offenbarung zu vereinfachen, werden die Ausdrücke "stromaufwärts gelegen" und "stromabwärts gelegen" verwen det, um die Richtungen relativ zu der Durchflußrichtung des flüssigen Metalls durch die Vorrichtung zu beschreiben.

Die Erfindung stellt eine Ventilkombination zur Verfügung, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch eine Austritts öffnung in einer Düse zu steuern. Das Ventil umfaßt eine nicht-leitende Düse mit einer Öffnung, welche sich durch dieses erstreckt und die eine Austrittsöffnung definiert, durch welche das flüssige Metall fließt. Das stromaufwärts gelegene Ende der Düse steht in Verbindung mit einer Quelle des flüssigen Metalls, typischerweise einer Gießwanne. Eine elektromagnetische Durchflußregelungsvorrichtung oder ein Ventil (EMV) liegt in der Nähe der Düse und umschließt diese. Ein Ein/Aus-Ventil ist mit dem stromabwärts gelegenen Ende der Düse verbunden. Das Ein/Aus-Ventil weist im allge meinen eine sich durch dieses erstreckende längliche Öffnung auf, welche in Verbindung mit der sich durch die Düse er streckenden Öffnung steht. Das Ein/Aus-Ventil umfaßt des weiteren eine elektrisch leitfähige Schiebeplatte mit wenig stens einer sich durch diese erstreckenden Öffnung. Die Schiebeplatte ist ausreichend nah an dem EMV angeordnet, so daß sie induktiv durch ein elektromagnetisches Feld erwärmt wird, welches von dem EMV erzeugt wird.

Wenn die Öffnung der Schiebeplatte mit der Öffnung des Ven tils ausgerichtet ist, kann flüssiges Metall durchfließen. Wenn die Öffnung der Schiebeplatte nicht mit der Öffnung des Ventils ausgerichtet ist, wird der Durchfluß des Metalls blockiert. Schiebeeinrichtungen sind vorgesehen, um die Schiebeplatte in einer Ebene senkrecht zu der Öffnung des Ventils zu bewegen, um die Öffnung der Schiebeplatte selek tiv mit der Öffnung des Ventils auszurichten.

Es ist ein Gegenstand dieser Erfindung, ein Ein/Aus-Ventil zur Steuerung des Durchflusses von flüssigem Metall durch eine Düse zur Verfügung zu stellen, welche mit einer elek tromagnetischen Durchflußregelungsvorrichtung verwendet wer den kann.

Es ist ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, welches zum Start bzw. zur Unterbrechung des Metalldurchflusses verwendet wer den kann, ohne daß ein Zugang zu dem stromabwärts gelegenen Ende der Düse, an welcher es verwendet wird, notwendig ist.

Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, das in einem Gieß betrieb verwendet werden kann, welcher abgeschirmten Durch fluß einsetzt.

Es ist noch ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, welches mit Dü sen verwendet werden kann, die Öffnungen mit verschiedenen Größen aufweisen, z. B. Barren-, Block- und Brammengießvor richtungen und Gießpfannen.

Es ist noch ein Gegenstand dieser Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, welches unter Ver wendung eines relativ einfachen Schiebemechanismus akti viert werden kann.

Es ist ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, welches verwendet werden kann, um den Metalldurchfluß über einen ausgedehnten Zeitraum ohne Bedenken zu unterbrechen, daß das flüssige Me tall in der Öffnung der Düse erstarrt.

Es ist ein anderer Gegenstand dieser Erfindung, solch ein Ein/Aus-Ventil zur Verfügung zu stellen, welches induktiv durch ein EMV erwärmt werden kann, so daß das Metall, wel ches innerhalb der Austrittsöffnung der Düse erstarrt ist, geschmolzen werden kann und um so den Metalldurchfluß wieder in Gang zu bringen.

Diese und andere Gegenstände der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in bezug auf die be gleitenden Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

Fig. 1 einen länglichen Querschnitt entlang der Mittellinie der Erfindung, welche eine Ausführungsform der Er findung darstellt,

Fig. 2 ist ein länglicher Querschnitt einer Ausführungsform dieser Erfindung, aufgenommen 90° relativ zu Fig. 1,

Fig. 3a ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig. 1, welche die Schiebeplatte dieser Erfindung in ei ner offenen Position darstellt,

Fig. 3b ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig. 1, welche die Schiebeplatte dieser Erfindung in ei ner geschlossenen Position darstellt, und

Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 aus Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist in dieser eine Ausführungsform einer Ventilkombination 2 dieser Erfindung dargestellt, die in einem kontinuierlichen Gießvorgang eingesetzt wird. Die Ventilkombination 2 umfaßt eine Düse 4 mit einer ersten, sich im allgemeinen durch diese erstreckenden länglichen Öffnung 5, die eine im allgemeinen zylindrische Austritts öffnung 6 definiert, eine elektromagnetische Durchflußrege lungsvorrichtung (EMV) 8 und ein Ein/Aus-Ventil 10. Ein stromaufwärts gelegenes Ende 12 der Düse 4 steht in Verbin dung mit einer Quelle des flüssigen Metalls, so daß das flüssige Metall durch die Austrittsöffnung 6 fließen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Quelle des flüssigen Metalls eine Gießwanne 14, und das flüssige Metall ist Stahl. Es wird jedoch anerkannt werden, daß diese Erfin dung mit jedem geeigneten Behälter zur Aufnahme des flüssi gen Metalls durchgeführt werden kann und mit jeder geeigne ten Art eines flüssigen Metalls. Düse 4 besteht vorzugsweise aus einem nicht-leitenden Material, z. B. Zirconium.

EMV 8 ist nahe der Düse 4 angeordnet und umgibt diese. Das EMV 8 umfaßt vorzugsweise eine elektrische Wechselstromspule 16 in der Nähe der und umgebend die Düse 4 und eine nicht- leitende Struktur 18, die innerhalb und entlang eines Berei ches der Spule 16 innerhalb der Düse 4 angeordnet ist. Die Struktur 18 besetzt vorzugsweise einen axialen Bereich der Austrittsöffnung 6 und benachbarte Bereiche der Austritts öffnung 6 sind unbesetzt bzw. leer. Die unbesetzten Bereiche der Austrittsöffnung definieren Durchflußbereiche, und die besetzten Bereiche definieren Nicht-Durchflußbereiche. Die Nicht-Durchflußbereiche sind vorzugsweise im allgemeinen in der Nähe rund um die Durchflußbereiche angeordnet. Ein be vorzugtes EMV ist in dem U.S.-Patent Nr. 4,842,170 offen bart, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist. Es wird jedoch anerkannt werden, daß jedes geeignete EMV verwendet werden kann.

Das EMV 8 wird verwendet, um den Durchfluß der flüssigen Me talls durch die Düse 4 zu steuern. Ein elektrischer Wechsel strom wird der Spule 16 über Erregereinrichtungen 20 zuge führt, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Das durch die Spule 16 erzeugte elektromagnetische Feld kann verwendet werden, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch die Düse 4 selektiv zu unterstützen oder zu unter drücken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule 16 im Inneren des Gehäuses 22 angeordnet, welches an der unteren Seite der Gießwanne 14 befestigt ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 befindet sich ein Ein/Aus-Ventil 10 in Verbindung mit dem stromabwärts gelege nen Ende 23 der Düse 4. Das Ein/Aus-Ventil 10 umfaßt eine sich im wesentlichen durch dieses hindurch erstreckende längliche Öffnung 24 und eine elektrisch leitfähige Schiebe platte 26. Die Öffnung 24 befindet sich in Verbindung mit der Öffnung 5 der Düse 4. Die Schiebeplatte 26 ist ausrei chend nahe an dem EMV 8 angeordnet, so daß diese induktiv durch das von dem EMV erzeugte elektromagnetische Feld er wärmt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Schiebeplatte 26 aus Graphit hergestellt. Alternativ kann die Schiebeplatte 26 mit Graphit beschichtet sein. Gra phit hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen nied rigen Reibungskoeffizienten.

Bezugnehmend auf Fig. 2, 3a und 3b weist die Schiebe platte 26 eine sich durch diese im allgemeinen zylindrisch erstreckende Öffnung 30 auf. Die Öffnung 30 kann selektiv mit der Öffnung 24 ausgerichtet werden. Die Fig. 2 und 3a zeigen die Öffnungen 24 und 30 in ausgerichteter Position und Fig. 3b zeigt die Öffnungen in der nicht-ausgerichteten Position. Wenn die Öffnungen 24 und 30 ausgerichtet sind, kann das flüssige Metall frei durch die Ventilkombination 2 fließen. Sind die Öffnungen 24 und 30 nicht ausgerichtet, wird der Durchfluß des Metalls blockiert. Die Öffnung 24 ist vorzugsweise etwas kleiner als die Öffnung 30.

Eine Schiebeeinrichtung 28 ist zur Bewegung der Schiebe platte 26 in einer im allgemeinen senkrechten Ebene zu der Öffnung 24 vorgesehen. Die Schiebeeinrichtung 28 kann aus einem oder mehreren hydraulischen oder pneumatischen Zylin dern in Verbindung mit der Schiebeplatte 26 bestehen. Alter nativ kann jede geeignete Schiebeeinrichtung verwendet wer den, z. B. kann die Schiebeplatte 26 manuell bewegt werden, sofern ausreichend Kraft ausgeübt werden kann. In einer be vorzugten Ausführungsform werden hydraulische Zylinder ver wendet.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2, umfaßt das Ein/Aus-Ventil 10 in einer bevorzugten Ausführungsform einen ersten nicht leitfähigen Einsatz 40 in Verbindung mit dem stromabwärts gelegenen Ende 23 der Düse 4. Der Einsatz 40 weist eine sich durch diesen erstreckende Öffnung 41 auf, welche einen Be reich der zweiten, im allgemeinen länglichen Öffnung 24 de finiert. Der stromabwärts gelegene Bereich des Einsatzes 40 befindet sich in Oberfläche-an-Oberfläche-Verbindung mit der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Schiebeplatte 26. Ein zweiter nicht-leitfähiger Einsatz 42 befindet sich in Ober fläche-an-Oberfläche-Verbindung mit der stromabwärts gelege nen Oberfläche der Schiebeplatte 26. Der zweite Einsatz 42 weist eine sich durch diesen erstreckende Öffnung 44 auf, welche einen Bereich der zweiten im allgemeinen länglichen Öffnung 24 definiert. Befestigungseinrichtungen 46 sind vor gesehen, um den ersten Einsatz 40 in Verbindung mit der Düse 4 zu halten. Die Befestigungseinrichtung 46 umfaßt Kompres sionseinrichtungen 48, um den ersten Einsatz 40, die Schie beplatte 26 und den zweiten Einsatz 42 in der Oberfläche-an- Oberfläche-Verbindung zu halten. Es ist erwünscht, einen großen Anteil an Kompressionskraft auszuüben, um diese Kom ponenten zusammenzuhalten, um dem Eindringen des flüssigen Metalls in die Zwischenflächen zwischen den Komponenten zu widerstehen. Die Einsätze 40 und 42 bestehen vorzugsweise aus Aluminiumoxid, einem nicht-leitfähigem feuerfestem Mate rial. Es wird jedoch anerkannt werden, daß jedes andere ge eignete, nicht-leitfähige feuerfeste Material auch verwendet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Kompres sionseinrichtung 48 eine Sicherungsplatte 50 und eine Kol lektordüse 52. Die Sicherungsplatte 50 umgibt den und befin det sich in Verbindung mit dem ersten Einsatz 40 und der Schiebeplatte 26. Die Sicherungsplatte 50 umfaßt vorzugs weise einen Kanal 53 in welchem die Schiebeplatte 26 ange ordnet ist. Der Kanal 53 weist vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Breite wie die Schiebeplatte 26 auf. Die Schie beplatte 26 ist in der Länge kürzer als das Ausmaß des Ka nals 53, so daß eine ausreichende Bewegung der Schiebeplatte 26 ermöglicht wird, um die Öffnungen 24, 30 auszurichten und um sicherzustellen, daß die Schiebeplatte 26 die Öffnung 24 vollständig bedeckt, wenn die Öffnungen nicht ausgerichtet sind. Die Kollektordüse 52 befindet sich in Verbindung mit dem und umgibt den zweiten Einsatz 42. Eine Vielzahl von Be festigungseinrichtungen 54 zur Verbindung der Kollektordüse 52 mit der Sicherungsplatte 50 sind vorgesehen. Befesti gungseinrichtungen 54 umfassen vorzugsweise eine Vielzahl von herkömmlichen Gewindebolzen (vgl. Fig. 1 bis 3). Befe stigungseinrichtungen 54 umfassen vorzugsweise an diesen Fe dereinrichtungen 56, um die Kompressionskraft zwischen der Kollektordüse 52 und den Sicherungsplatten 50 beizubehalten, um den ersten Einsatz 40, die Schiebeplatte 26 und den zwei ten Einsatz 42 unter Druck in Kontakt miteinander zu halten und den ersten Einsatz 40 unter Druck in Kontakt mit der Dü se 40 zu halten. Die Federeinrichtungen 56 sind vorzugsweise Belleville-Federn (belleville springs) oder Wellenfedern (wave washer), welche Fachleuten bekannt sind. Es wird je doch anerkannt werden, daß jede geeignete Federeinrichtung verwendet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberfläche des zweiten Einsatzes 42 und die Oberfläche des Kollektordüse 52, welche sich in Verbindung miteinander befinden, im we sentlichen kegelförmig, um so zu ermöglichen, daß die ge wünschte Kompressionskraft beibehalten wird. Entsprechend sind die Oberfläche des ersten Einsatzes 40 und die Oberflä che der Sicherungsplatte 50, welche sich in Verbindung mit einander befinden, kegelförmig, so daß die gewünschte Kom pressionskraft beibehalten wird. Die Sicherungsplatte 50 und die Kollektordüse 52 bestehen vorzugsweise aus nicht-magne tischem rostfreien Stahl. Es wird jedoch anerkannt werden, daß jedes ähnliche korrosionsbeständige unmagnetische Mate rial verwendet werden kann.

Bezugnehmend auf die Fig. 1, 2 und 4 umfaßt die Befesti gungseinrichtung 46 vorzugsweise eine Bajonett-Halterung mit einem Außenbereich 58 an der Sicherungsplatte 50 und einem Innenbereich 60 an dem Gehäuse 22 des EMV 8. Der Außenbe reich 58 wird auf den Innenbereich 60 aufgesteckt und das Ein/Aus-Ventil 10 wird ungefähr 1/8 bis 1/4 um ihre längli che Achse in einer Drehung rotiert. Die Rotation des Ventils 10 beaufschlagt den Flansch 62 der Sicherungsplatte 50 mit dem Flansch 64 des Gehäuses 22, so daß das Ventil 10 in der Position und in Kontakt mit der Düse 4 gehalten wird. Wie oben beschrieben unterstützt die Kompressionseinrichtung 48 das Halten des ersten Einsatzes 40 in Kompressionskontakt mit der Düse 4. Das Entfernen des Ventils 10 kann durch das Rotieren des Ventils in die entgegengesetzte Richtung und durch das Entkuppeln des Außenbereiches 58 von dem Innenbe reich 60 durchgeführt werden. Die Befestigungseinrichtung 46 vereinfacht vorzugsweise die leichte Installierung und Ent fernung des Ein/Aus-Ventils 10 aus dem Gehäuse 22.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 sind in einer bevorzugten Ausführungsform Dichtungseinrichtungen 66 zwischen der Düse 4 und dem ersten Einsatz 40 vorgesehen. Die Dichtungsein richtungen 66 widerstehen dem Eindringen des flüssigen Me talls in die Zwischenfläche zwischen der Düse 4 und dem er sten Einsatz 40. Zweite Dichtungseinrichtungen 68 sind vor zugsweise zwischen dem zweiten Einsatz 42 und der Kollektor düse 52 vorgesehen, um dem Eindringen des flüssigen Metalls in die Zwischenfläche zwischen diesen Komponenten zu wider stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Dichtungseinrichtungen 66 und 68 aus einem Mörtel mit nied rigem Gewicht oder einer entsprechenden feuerfesten Verbin dungsdichtungverbindung mit niedrigem Gewicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind Umhüllungseinrich tungen 70 mit dem stromabwärts gelegenen Ende des Ventils 10 verbunden. Die Umhüllung 70 definiert eine Leitung für das flüssige Metall von der Ausflußseite der Ventilkombination 2 aus zu einer Gießform (nicht dargestellt). Eine Umhüllung, wie die Umhüllung 70, wird herkömmlicherweise bei Umhül lungsgießbetrieben verwendet. Die Umhüllung 70 ist vorzugs weise von einer Art, die Fachleuten bekannt ist und wird an dem Ventil 10 in einer geeigneten Weise befestigt, die Fach leuten bekannt ist. In der bevorzugten Ausführungsform er streckt sich die Dichtungseinrichtung 68 zwischen der Umhül lung 70 und dem zweiten Einsatz 42, um dem Eindringen des flüssigen Metalls in die Zwischenfläche zwischen diesen zu widerstehen.

Im Betrieb fließt das flüssige Metall durch das Ein/Aus-Ven til 10, wenn die Öffnung 30 mit der Öffnung 24 ausgerichtet ist. Das Ein/Aus-Ventil 10 wird verwendet, um den Durchfluß des flüssigen Metalls zu unterbrechen, indem die Schiebe platte 26 so bewegt wird, daß die Öffnung 30 nicht mit der Öffnung 24 ausgerichtet ist, so daß der Durchfluß der flüs sigen Metalls blockiert wird. Der Durchfluß kann für einen ausgedehnten Zeitraum unterbrochen werden, da das induktive Erwärmen des Metalls und der Schiebeplatte 26, welches durch das von dem EMV 8 erzeugte elektromagnetische Feld bewirkt wird, das Metall in einem flüssigen Zustand beibehält. Wird das EMV 8 abgeschaltet, kann das Metall in der Düse 4 und in dem oberen Bereich der Öffnung 24 zu einer Säule erstarren. Die erstarrte Metallsäule kann jedoch durch das erneute Er regen von dem EMV 8 aufgeschmolzen werden, durch welches das induktive Erwärmen des Metalls und der Schiebeplatte 26 be wirkt wird. Dringt das flüssige Metall in die Zwischenfläche zwischen der Schiebeplatte 26 und einem oder beiden der Ein sätze 40, 42 ein, bleibt das Metall aufgrund der induktiven Erwärmung der Schiebeplatte 26 flüssig. Daher wird das Ein dringen des flüssigen Metalls in diese Zwischenfläche den Betrieb des Ein/Aus-Ventils 10 nicht nachteilig beeinflus sen, indem die Schiebeplatte 26 an einer fixierten Position festgesetzt wird. Gestattet man, daß das Metall, welches in die Zwischenfläche zwischen der Schiebeplatte 26 und den Einsätzen 40, 42 eingedrungen ist, erstarrt, aufgrund der Abschaltung von dem EMV 8, wird das erstarrte Metall durch die induktive Erwärmung der Schiebeplatte 26 beim erneuten Erregen von EMV 8 schmelzen, so daß die Schiebeplatte 26 be freit wird und bewegt werden kann. Dieses Merkmal eliminiert die Notwendigkeit, die Schiebeplatte in einer konstanten vi brierenden Bewegung zu halten, um zu verhindern, daß diese an einer Stelle durch erstarrtes Metall festgesetzt wird und eliminiert daher den Bedarf nach einem komplexen Betäti gungsmechanismus für die Schiebeplatte 26.

Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß bei Einsatz dieser Vorrichtung der Zugang zu der Ausflußseite der Düse 4 nicht notwendig ist, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch diese zu unterbrechen oder wieder in Gang zu setzen. Entsprechend ist die Möglichkeit, daß die Düse aufgrund der Anwendung einer Sauerstofflanze beschädigt wird, wirkungs voll eliminiert. Des weiteren ist der Zeitraum, in welchem der Durchfluß unterbrochen wird, bei dieser Vorrichtung nicht begrenzt, da die induktive Erwärmung, welche durch das von dem EMV 8 erzeugte elektromagnetische Feld bewirkt wird, das Schmelzen des Metalls unterstützt, welches innerhalb der Düse 4 oder in der Ventilkombination 2 erstarrt ist. Es wird anerkannt werden, daß diese Erfindung des weiteren die Not wendigkeit eines komplexen Betätigungsmechanismus elimi niert, um die Schiebeplatte zu steuern, da die Schiebeplatte nicht in einer konstanten Bewegung gehalten wird, um zu ver hindern, daß diese durch erstarrtes Metall festgesetzt wird.

Während bestimmte Ausführungsformen der Erfindung zum Zweck der Illustration beschrieben wurden, ist es für Fachleute klar, daß verschiedene Variationen der Details durchgeführt werden können, ohne sich von der Erfindung, wie in den bei gefügten Ansprüchen beschrieben, zu entfernen.

Claims

1. Ventilkombination zum Steuern des Durchflusses eines flüssigen Metalls durch eine Austrittsöffnung, umfas send:
eine Düse bestehend aus einem nicht-leitenden Material, mit einer ersten sich durch diese erstreckende im we sentlichen länglichen Öffnung, welche eine Austritts öffnung für den Durchfluß des flüssigen Metalls durch diese definiert, wobei ein stromaufwärts gelegenes Ende der Düse in Verbindung mit einer Quelle des flüssigen Metalls steht;
eine elektromagnetische Durchflußregelungsvorrichtung in der Nähe der und umgebend die Düse, um den Durchfluß des flüssigen Metalls durch die Düse zu steuern, wobei die elektromagnetische Durchflußregelungsvorrichtung eine Spule aufweist, die betrieben werden kann, um ein elektromagnetisches Feld innerhalb der Düse und in dem flüssigen Metall, welches durch diese fließt, zu erzeu gen;
ein Ein/Aus-Ventil, welches mit einem stromabwärts ge legenen Ende der Düse verbunden ist; und
wobei das Ein/Aus-Ventil eine zweite sich durch diese erstreckende im wesentlichen längliche Öffnung umfaßt, in Verbindung mit der ersten im wesentlichen länglichen Öffnung, eine Schiebeplatte in Verbindung mit der zwei ten im allgemeinen länglichen Öffnung und mit wenig stens einer Öffnung, die sich durch diese erstreckt und Schiebeeinrichtungen, um diese Schiebeplatte in einer im allgemeinen senkrechten Ebene zu diesen im allgemei nen länglichen Öffnungen zu bewegen, um die Öffnung in der Schiebeplatte mit der zweiten im allgemeinen läng lichen Öffnung selektiv auszurichten, wobei das flüssi ge Metall frei durch die zweite im wesentlichen längli che Öffnung fließen kann, wenn die Öffnung in der Schiebeplatte mit dieser ausgerichtet ist und wobei der Durchfluß des flüssigen Metalls blockiert wird, wenn die Öffnung in der Schiebeplatte nicht mit der zweiten im wesentlichen länglichen Öffnung ausgerichtet ist.

2. Ventilkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schiebeplatte elektrisch leitfähig ist und ausreichend nah an der elektromagnetischen Durchflußre gelungsvorrichtung angeordnet ist, um durch diese in duktiv erwärmt zu werden.

3. Ventilkombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß
das Ein/Aus-Ventil einen ersten nicht-leitfähigen Ein satz umfaßt, in Verbindung mit dem stromabwärts gelege nen Ende der Düse und mit einer sich durch dieses er streckenden Öffnung, welche einen Bereich der zweiten im wesentlichen länglichen Öffnung definiert;
sich ein stromabwärts gelegenes Ende des ersten Ein satzes in Oberfläche-an-Oberfläche-Verbindung mit einer stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Schiebeplatte befindet;
sich ein zweiter nicht-leitfähiger Einsatz mit einem stromaufwärts gelegenen Ende, das sich in Oberfläche an-Oberfläche-Verbindung mit einer stromabwärts ge legenen Oberfläche der Schiebeplatte befindet und wel cher eine sich durch diesen erstreckende Öffnung auf weist, die einen Bereich der zweiten im wesentlichen länglichen Öffnung definiert; und
gekennzeichnet durch Befestigungseinrichtungen, um den ersten Einsatz in Verbindung mit der Düse zu halten, wobei die Befestigungseinrichtungen Kompressionsein richtungen umfassen, um den ersten Einsatz, die Schie beplatte und den zweiten Einsatz unter Druck in Ober fläche-an-Oberfläche-Verbindung zu halten.

4. Ventilkombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Kompressionseinrichtung umfaßt:
eine Sicherungsplatte umgebend den und in Verbindung mit dem ersten Einsatz und der Schiebeplatte,
eine Kollektordüse in Verbindung mit dem und umgebend den zweiten Einsatz und
eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen, um die Kollektordüse mit der Sicherungsplatte zu verbinden, wobei die Befestigungseinrichtungen Federeinrichtungen an diesen aufweisen, um die Kompressionskraft zwischen der Kollektordüse und der Sicherungsplatte beizubehal ten, so daß der erste Einsatz, die Schiebeplatte und der zweite Einsatz unter Druck in Verbindung miteinan der gehalten werden und wobei der erste Einsatz unter Druck in Verbindung mit der Düse gehalten wird.

5. Ventilkombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Kompressionseinrichtung umfaßt:
den ersten Einsatz, mit einer kegelförmigen (sich ver jüngenden) Oberfläche in Verbindung mit einer kegelför migen (sich verjüngenden) Oberfläche der Sicherungs platte und den zweiten Einsatz mit einer kegelförmigen (sich verjüngenden) Oberfläche in Verbindung mit einer kegelförmigen (sich verjüngenden) Oberfläche dieser Kollektordüse, so daß die Kompressionskraft beibehalten wird.

6. Ventilkombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß sie des weiteren umfaßt:
Umhüllungseinrichtungen, welche mit einem stromabwärts gelegenen Ende des Ein/Aus-Ventils verbunden sind, um eine Leitung für das flüssige Metall zu definieren, welches von der Ventilkombination in eine Gießform fließt.

7. Ventilkombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß sie des weiteren umfaßt:
Dichtungseinrichtungen, um dem Durchfluß des flüssigen Metalls zu widerstehen, welche zwischen der Düse und dem ersten Einsatz angeordnet sind und zwischen dem zweiten Einsatz und der Kollektordüse und den Umhül lungseinrichtungen.

8. Ventilkombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Befestigungseinrichtungen eine Bajonett- Halterung umfassen, mit einem Außenbereich an der Si cherungsplatte und einem Innenbereich an einem Gehäuse, in welchem die elektromagnetische Durchflußvorrichtung angeordnet ist.

9. Ventilkombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Gleitplatte aus Graphit hergestellt ist.

10. Ventilkombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der erste Einsatz und der zweite Einsatz aus Aluminiumoxid besteht; und
daß die Sicherungsplatte und die Kollektordüse aus rostfreiem Stahl bestehen.