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Stopfenstange für Gießpfannen Beim Entleeren von Gießpfannen mit Boden-.
verschluß in die eigentlichen Gießformen wird die Ausgußöffnung, die bis dahin durch
einen Stopfenstein verschlossen war, durch Abheben des Stopfensteines freigelegt.
Dieses Abheben erfolgt in der üblichen Weise derart, daß die den Stopfenstein tragende
und zum Schutze gegen das flüssige Metall mit Stangensteinen umkleidete Stopfenstange
mit Hilfe eines Hebelgetriebes angehoben und so der Stopfenstein aus der Ausgußöffnung
nach oben, also in, das Innere der Gießpfanne hineingezogen wird. Beim Öffnen des
Ventils bildet-sich häufig ein saugender Strudel, der das Ventil aus seiner Lage
drücken und beschädigen kann, wodurch Undichtigkeiten entstehen. Die Aufgabe, einen
solchen Offnungsstrudel zu verhindern, ist bereits gelöst worden. Nach einem bekannten
Vorschlage werden die Schutzsteine für die Ventilstange, die sogenannten Stangensteine,
nach unten haubenartig verstärkt, so daß sie den Ventilkörper abdecken; hierdurch
wird ein gleichmäßiger Abfluß des flüssigen Eisens gewährleistet und die beim Öffnen
des Ventils sonst eintretende Strudelbildung verhindert. Die Beseitigung dieses,
kurz gesagt, Öffnungsstrudels ist nicht Zweck der Erfindung, wenngleich bei den
meisten Ausführungsformen der Erfindung auch dieses Ziel als erwünschte Nebenwirkung
erreicht wird.
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Der Offnungsstrudel verschwindet nach völligem Offnen des Ventils
von selbst, auch wenn die geschilderte Einrichtung zu seiner Beseitigung nicht verwendet
wird. Dagegen bildet sich, wenn der flüssige Inhalt der Gießpfanne bis . auf eine
gewisse Höhe entleert ist, um die Stopfenstange ein trichterförmiger Strudel, der
die an der Oberfläche befindlichen Schichten des Pfanneninhaltes mitreißt. Es ist
dies die bekannte Erscheinung, die man bei Entleerung jedes Gefäßes mit einer Bodenöffnung,
z. B. einer Badewanne, beobachten kann und die erst dann eintritt, wenn das Gefäß
zum größten Teil leergelaufen ist. Der am Ende der Entleerung der Gießpfanne auftretende
trichterförmige Strudel bringt durch das Mitreißen der Oberflächenschicht eine Reihe
schwerwiegender Nachteile mit sich, deren Beseitigung die Erfindung anstrebt. An
der Oberfläche des Pfanneninhaltes befindet sich bekanntlich die spezifisch leichtere
Schlacke, die auf diese Weise lange vor dem Vergießen des Restes des Pfanneninhaltes
in die Gießform mitgerissen wird. Abeä auch die obersten Schichten des eigentlichen
Pfanneninhaltes werden mitgerissen, und diese sind durchweg von andersartiger, und
zwar schlechterer- Beschaffenheit als der übrige Pfanneninhalt. Durch die Berührung
mit der oben schwimmenden Schlacke sind diese obersten Schichten, insbesondere beim
Stahlguß, stark mit Phosphor, Schwefel und ähnlichen Verunreinigungen angereichert,
während Bestandteile der Stahlmischung, wie z. B. Silicium, in erheblichem Maße
in die Schlacke abwandern und so diese obersten Schichten minderwertig gestalten.
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Auf Grund dieser allgemein bekannten und gefürchteten Erscheinungen
wurde, insbesondere beim Vergießen von Edelstählen, ernsthaft in Erwägung gezogen,
das Entleeren der Gießpfanne zu beenden, sowie sich die in Frage stehende Strudelbildung
zeigte. Je nach der Bauart der Gießpfanne selbst sowie der Art der Metallmischung
und der--Höhe der Temperaturen ist der Beginn dieser Strudelbildung verschieden,
doch zeigte sich als Durchschnittswert das Einsetzen der Strudelbildung, wenn die
Gießpfanne noch zu etwa 1/5 gefüllt war.
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Infolge der hierdurch eintretenden außerordentlich großen Verluste
an _ hochwertigen Rohstoffen sind die größten Anstrengungen ge= macht worden, das
geschilderte Mitreißen von Schlacke u. dgl. zu unterbinden oder wenigstens zu vermindern.
Bei keinem der zahlreichen Vorschläge aber wurde das Übel wirklich an der Wurzel
angepackt, .nämlich versucht, die Strudelbildung um die Stopfenstange selbst zu
verhindern. Diese Aufgabe, die mit einem Schlage alle erwähnten sehr schwerwiegenden
Übelstände beseitigt, wird durch die Erfindung in überraschend einfacher Weise gelöst.
Diese besteht im wesentlichen darin, daß an Stelle der bisher Üblichen zylindrischen
oder kegelförmigen Stopfensteine bzw. der darüber befindlichen Stangensteine Steine
von einem solchen Querschnitt verwendet werden, daß an dem die Gestalt eines Rotationskörpers
aufweisenden eigentlichen Steinkörper Ansätze in Gestalt von Nasen, Flügeln o. dgl.
vorgesehen werden.
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Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung derartiger
Stopfen- bzw. Stangensteine die bisher unvermeidliche Strudelbildung fast völlig
zum Verschwinden gebracht werden konnte. Es war nunmehr möglich, die Gießpfanne
so weit zu entleeren, daß nur noch die Schlacke bzw. die obersten, an sich minderwertigen
Metallschichten in der Pfanne verblieben.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht,
und zwar zeigt: Abb. i bis q. je eine Ausführungsform der in Betracht kommenden
Teile in Draufsicht und senkrechtem Querschnitt. Die Stangensteine nach Abb. i und
2 bestehen aus zylindrischen Steinkörpern a, die nach der Ausführungsform gemäß
Abb. i mit einem und nach der gemäß Abb. 2 mit zwei sich gegenüberliegenden Flügeln.
b versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist der Querschnitt des Stangensteines
quadratisch, wobei die vier Ecken des Quadrates an die Stelle der Flügel b der ersten
Ausführungsform treten, Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel könnte man. den
eigentlichen Steinkörper als dem quadratischen Prisma eingeschriebenen Zylinder
auffassen und die über diesen Zylinder hervorragenden Steinteile als Vorsprünge:
Bei den drei beschriebenen Ausführungsformen enthält der Steinkörper a eine durchgehende
Bohrung a1 für die (nicht gezeichnete) Stopfenstange, die nach unten hin durch einen
Stopfenstein c abgeschlossen wird. Die Formgebung dieses Stopfen- oder Ventilsteines
c richtet sich selbstverständlich nach der Ausgestaltung des Ventilsitzes.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. q. sind Stangenstein a und Stopfenstein
c zu einem einzigen Stein vereinigt, dessen Steinkörper a -in ganz ähnlicher . Weise
wie der Stangenstein gemäß Abb. z mit zwei gegenüberliegenden Flügeln versehen ist.
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Es lassen sich selbstverständlich noch zahlreiche andersartige Ausführungsformen
finden, doch muß grundsätzlich darauf geachtet werden, daß die Oberfläche des Stopfen-
bzw. Stangensteines möglichst von der Oberfläche eines Rotationskörpers abweicht
und irgendwelche, nicht allzu gleichmäßig auf den Umfang verteilte Vorsprünge, wie
Nasen, Flügel u. dgl., aufweist.