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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zur
Kontrolle der Gießmenge
einer Metallschmelze, die am Boden eines Metallschmelzebehälters wie
eines Gießtiegels
befestigt ist, und sie betrifft im Speziellen Schieberplatten zur Verwendung
in einer solchen Vorrichtung zum Steuern der Größe einer Düsenöffnung zwischen der Schieberplatte
und einer fixierten Platte, um die Strömungsrate der Metallschmelze
zu steuern.
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Eine
Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge einer Metallschmelze
weist im Allgemeinen eine fixierte Platte aus einem hitzebeständigen Material auf,
die lösbar
an einer Grundplatte befestigt ist, welche an einem Gießtiegel
oder dergleichen befestigt ist, der eine Düsenöffnung aufweist, und weist
eine Schieberplatte aus einem hitzebeständigen Material auf, die lösbar an
einem Schieberahmen befestigt ist und auch eine Düsenöffnung aufweist.
Durch Bewegen des Schieberahmens entlang der Grundplatte werden
die Proportionen der Düsenöffnungen
in der fixierten Platte und der Schieberplatte, die zueinander ausgerichtet
sind, so eingestellt, dass sie die Strömungsrate der Metallschmelze
steuern.
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Es
besteht jedoch das Risiko, dass Metallschmelze zwischen der fixierten
Platte und der Schieberplatte austritt, zumindest unter bestimmten
Bedingungen.
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Ein
Beispiel einer bekannten Schieberplatte zur Verwendung in einer
Vorrichtung zur Kontrolle die Gießmenge besitzt eine polygonale
Form und ist in Draufsicht und seitlicher Schnittansicht in 9 bzw. 10 gezeigt.
Ein zweites Beispiel ist eine ovale Platte 113, deren Draufsicht
und seitliche Schnittansicht in 11 bzw. 12 dargestellt
ist. Bezugsziffern 112, 114 bezeichnen Düsenöffnungen
der entspre chenden Platten. Bei der Verwendung überlagern sich diese Platten
und eine von ihnen wird als Schieberplatte verschoben, um das Öffnen/Schließen der
Düsenöffnung zu
steuern, um die Strömungsrate
der Metallschmelze einzustellen.
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US-A-5139237
offenbart eine Schieberplatte, deren Form in Draufsicht zwei kreisabschnittsförmige Enden
unterschiedlichen Durchmessers und zwei gerade Seiten, die die beiden
kreisabschnittsförmigen
Enden verbinden, besitzt. Wenn der Durchmesser der Düsenöffnung a
ist, eine Position, die vom Mittelpunkt der Düsenöffnung um einen Abstand s (=
2a + β)
entfernt ist, Y ist, der Abstand von der Kante der Düsenöffnung zur
nächsten
Kante der Platte d1 ist und der Abstand
von einem gedachten Kreis des Durchmessers a um die Position Y zur nächsten Kante
der Platte d2 ist, dann ist das Maßverhältnis α1 =
d1/a etwa 1.6 und das Maßverhältnis α2 =
d2/a etwa 0.8.
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Aus
der früheren
praktischen Erfahrung über einen
langen Zeitraum zeigt sich, dass die Metallschmelze am meisten leckt,
wenn die Düse
in der offenen Stellung angeordnet ist, und kaum, wenn sie in der
geschlossenen Stellung angeordnet ist. Der Grund hierfür liegt
darin, dass, obwohl eine Funktion zur Steuerung der Strömungsmenge
der Metallschmelze bei offener Stellung der Düse notwendig ist, die Funktion
bei der geschlossenen Stellung lediglich dazu notwendig ist, den
Strom der Metallschmelze zu stoppen.
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Üblicherweise
wurde jedoch die Form bei der offenen Stellung oder geschlossenen
Stellung der Düsenöffnung nicht
ausreichend unter Berücksichtigung
ihrer Funktion und Wirtschaftlichkeit bestimmt.
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Die
Schieberplatte wird somit aufgrund des Durchtritts von Metallschmelze
hoher Temperatur und dergleichen geschmolzen und erodiert. Deshalb besteht
die Gefahr, dass die Metallschmelze und dergleichen auslaufen kann,
wenn die Schieber platte zu häufig
benutzt wird. Deshalb wird die Schieberplatte nach wenigen Beladungen
ersetzt und als Verbrauchsprodukt behandelt. Da diese Schieberplatte wie
ein teurer Ziegel aus einem hitzebeständigen Material besteht, sind
jedoch die laufenden Kosten hoch, was eine Kostenreduzierung verhindert.
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Es
ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schieberplatte
in wirtschaftlicher Form in einem Bereich zu schaffen, bei dem die
Metallschmelze nicht ausläuft,
während
der Preis einer Einheit minimiert wird, so dass eine Reduktion der
langfristigen Kosten erzielt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzt eine Schieberplatte die Merkmale, die in Anspruch
1 angegeben sind. Vorteilhafterweise weist sie auch die Merkmale
der abhängigen
Ansprüche
auf.
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Folglich
kann die Schieberplatte nicht nur in einer wirtschaftlichen Form
innerhalb des Bereichs ausgebildet werden, in dem die Metallschmelze
nicht ausläuft,
sondern die Platte kann auch leichter befestigt werden, indem die
geraden Seiten der polygonalen Form verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge,
bei der die Zugangsöffnung
geöffnet
ist;
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2 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 1, wobei die Zugangsöffnung geschlossen ist;
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3 ist
eine Längsschnittansicht,
die die Vorrichtung am Boden eines Metallschmelzebehälters befestigt
zeigt;
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4 ist
eine Ansicht der Vorrichtung von unten, wobei die Zugangsöffnung geöffnet ist;
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5 ist
eine Draufsicht, die eine Ausführungsform
einer Schieberplatte der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 5;
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7 ist
ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Maßverhältnis (α1, α2)
und dem Index zur Erzeugung einer Metallschmelzeleckage zeigt;
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8 ist
eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Schieberplatte
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Draufsicht auf eine konventionelle Schieberplatte;
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10 ist
eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 9;
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11 ist
eine Draufsicht auf eine weitere konventionelle Schieberplatte;
und
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12 ist
eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 11.
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In 1 bis 4 bezeichnet
Bezugsziffer 2 eine Grundplatte, die an einem Boden 60 eines
Metallschmelzebehälters
(im Folgenden als Gießtiegel bezeichnet)
befestigt ist und einen konkaven Abschnitt 3 aufweist.
Dieser konkave Abschnitt 3 enthält eine fixierte Platte 4 aus
hitzebeständigem
Material, die eine Düsenöffnung 5 aufweist
und mit einem metallenen Befestigungselement 6 fixiert
ist.
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Bezugsziffer 7a, 7b bezeichnen
einen Ausnehmungsabschnitt, in den ein Teil eines metallischen Klemmbefestigungselements
(das später
beschrieben wird) eingefügt
werden soll. Bezugsziffer 8 bezeichnet einen sich auf eine
Seite erstreckenden Träger,
an dem ein hydraulischer Zylinder 9 befestigt ist, der
als Antriebsmittel für
einen Schieberahmen dient, welcher später beschrieben wird. Ein Anpassungsabschnitt 10 ist
an einer Spitze eines Betätigungselements
davon vorgesehen. Bezugsziffern 11a, 11b bezeichnen
einen Schwenkarm, der an einer Seitenwand senkrecht zum Träger 8 angeordnet ist.
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Bezugsziffer 21 bezeichnet
einen kastenähnlichen
Rahmen, der über
Gelenkverbindungen 15 an der Grundplatte 2 befestigt
ist, so dass er geöffnet oder
geschlossen werden kann. Ein Öffnungsabschnitt 22 ist
in einer Seitenwand (auf der Seite des Trägers 8 der Grundplatte 2)
vorgesehen. Außerdem ist
eine senkrechte Wand 23 an jeder der beiden Seitenwände senkrecht
zu dieser Seitenwand vorgesehen, so dass sie von jeder Seitenwand
jeweils nach oben absteht. Diese senkrechte Seitenwand besitzt eine Öffnung 24 zum
Einführen
einer Klemmvorrichtung.
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Bezugsziffer 25 bezeichnet
einen Schieberahmen, der im Rahmen 21 enthalten ist, und
ein konkaver Abschnitt 26 ist auf einer oberen Oberfläche davon
vorgesehen. Dieser konkave Abschnitt 26 nimmt eine Schieberplatte 27 aus
einem hitzebeständigen
Material auf, die eine Düsenöffnung 28 aufweist
und mit einem metallischen Befestigungselement 29 befestigt
ist. Freie Oberflächen
der feststehenden Platte 4 und der Schieberplatte 27 sind
leicht höher
als die Oberflächen
der Grundplatte 2 und des Schieberahmens 25 angeordnet,
beispielsweise etwa 5 mm höher.
Bezugsziffer 30 bezeichnet einen Eingriffsabschnitt, der
im Schieberahmen 25 auf der Seite des Öffnungsabschnitts 22 des
Rahmens 21 vorgesehen ist und mit dem Eingriffsabschnitt
des hydraulischen Zylinders 9 in Eingriff steht. Bezugsziffer 31 bezeichnet
ein Einlagestück
(Schulter), das eine schräge
Fläche
auf einer Seite aufweist und in der Nähe der senkrechten Wand 23 des
Rahmens 21 und auf einer oberen Fläche des Schieberahmens 25 vorgesehen
ist.
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Bezugsziffer 35 bezeichnet
eine Führungseinheit,
die unterhalb des Schieberahmens 25 und an beiden Seiten
des konkaven Abschnitts 26 angeordnet ist.
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Bezugsziffer 40 bezeichnet
einen Federsitz, der zwischen dem Rahmen 21 und dem Schieberahmen 25 vertikal
beweglich angeordnet ist, Bezugsziffer 46 bezeichnet eine
Mehrzahl von Federführungen,
die an einem Boden des Rahmens 21 vorgesehen sind, so dass
sie nach oben abragen, und Bezugsziffer 47 bezeichnet eine
Schraubenfeder, die über
der Federführung 46 zwischen
dem Rahmen 21 und dem Federsitz 45 befestigt ist.
Die obere Schiene 40 der Führungseinheit 35 ist
an einer Bodenfläche des
Schieberahmens 25 befestigt und die untere Schiene 42 ist
an einer oberen Fläche
des Federsitzes 45 befestigt, so dass die Kugeln, die von
der Halterung 37 aufgenommen werden, eingeklemmt sind. Die
Schraubenfedern 47 drücken
den Schieberahmen 25 durch den Federsitz 45 und
die Führungseinheit 35 nach
oben, um die Schieberplatte 27 an der Befestigungsplatte 4 passfest
anzupassen. Ein Zugangsmechanismus 20 besteht aus dem Rahmen 21,
dem Schieberahmen 25, der Führungseinheit 35 und
dergleichen.
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Bezugsziffer 50 bezeichnet
eine metallische Befestigungsklemmvorrichtung, die aus Seitenplatten 51a, 51b,
welche im Wesentlichen eine umgedrehte L-Form aufweisen, und einer
Befestigungsplatte 52, die zwischen den Seitenplatten 51a und 51b befestigt
ist, besteht. Die Befestigungsplatte 52 besitzt Klemmführungslöcher 53 derselben
Größe wie die
im Rahmen 21 vorgesehene Öffnung 23 zum Einführen der
Klemmvorrichtung. Die Befestigungsplatte 52 der metallischen
Befestigungsklemmvorrichtung 50 wird in Kontakt mit der
Seitenplatte des Rahmens 21 gebracht, und die Klemmführungslöcher werden
mit den Öffnungen 23 zum
Einführen der
Klemmvorrichtung abgeglichen. Dann werden Schrauben durch Schraubeneinführlöcher 54 einge führt und
in Gewindelöcher,
die in der Seitenwand vorgesehen sind, geschraubt.
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Bezugsziffer 55 bezeichnet
eine Klemmvorrichtung, die in die Öffnung 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung
durch das Klemmführungsloch 53 eingeführt werden
soll und einen Griff 56 besitzt. Obwohl 2, 3 die
metallische Befestigungsklemmvorrichtung 50 und die Klemmvorrichtung 55 lediglich
auf einer Seite zeigen, sind diese auch auf der anderen Seite angeordnet.
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Bezugsziffer 61 bezeichnet
eine obere Düse, die
eine Düsenöffnung 62 aufweist
und am Boden des Gießtiegels
oder dergleichen befestigt ist, und Bezugsziffer 63 bezeichnet
eine Sammeldüse,
die eine Düsenöffnung 64 besitzt
und am Seitenrahmen 25 befestigt ist.
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5 und 6 zeigen
eine Schieberplatte gemäß der Erfindung,
die besonders geeignet ist zur Verwendung bei der oben beschrieben
Vorrichtung zur Steuerung der Gießmenge. Diese Schieberplatte kann
nicht nur für
die oben erwähnte
Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge verwendet werden, sondern
auch für
eine andersartige Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge.
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Vorausgesetzt,
dass die Mittelposition einer Düsenöffnung 72 in
der Platte 71 X ist, der Durchmesser der Düsenöffnung 72a ist,
ein Abstand von einer Kante der Düsenöffnung 72 zur nächsten Kante der
Platte 71 d1 ist, eine Position,
die von der Mittelposition X der Düsenöffnung 72 um einen
Abstand S (= 2a + β)
entfernt ist, Y ist und ein Abstand von einem gedachten Kreis 72 mit
einem Durchmesser a um die Position Y zur nächsten Kante der Platte d2 ist, liegt bei der Schieberplatte der vorliegenden
Erfindung das Maßverhältnis α1 =
d1/a zwischen 0.8 und 1.2, das Maßverhältnis α2 =
d2/a zwischen 0.4 und 0.6 und der Sicherheitsabstand β zwischen
0–60 mm. Ihre äußere Form
ist polygonal, wie in 5 dargestellt ist. Der Abstand
S zwischen den Positionen X und Y ist der Schiebeversatz der Schieberplatte.
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(a) Maßverhältnis α1
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Obwohl
die Erhöhung
des Verhältnisses α1 das
Auslaufen von Metallschmelze verhindert, wird die Platte vergrößert und
somit geht der wirtschaftliche Effekt verloren. Wenn andererseits
das Verhältnis α1 verringert
wird, steigt die Häufigkeit
des Auslaufens von Metallschmelze, obwohl die Kosten für die Platte
fallen. Wenn das Verhältnis α1 unter
0.8 fällt,
wie in 7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit der
Leckage von Metallschmelze.
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(b) Maßverhältnis α2
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Wenn
das Verhältnis α2 erhöht wird,
geht die Wirtschaftlichkeit verloren, und wenn das Verhältnis α2 zu
sehr reduziert wird, steigt die Häufigkeit der Leckage von Metallschmelze
lediglich dann, wenn der Metallschmelzestrom gestoppt wird. Wenn
das Verhältnis α2 unter
0.4 fällt,
wie in 7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit
des Auslaufens von Metallschmelze.
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(c) Verschiebung S
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Der
Bewegungsabstand der Platte beträgt wenigstens
das Zweifache des Durchmessers der Düsenöffnung 72.
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(d) Sicherheitsabstand β
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Obwohl
dieser einen Verschiebungsbereich für die Platte 71 sicherstellt,
in dem diese sicher arbeitet; wird die Platte bei gleichzeitiger
Steigerung der Kosten vergrößert, wenn
er zu groß ist.
Deshalb beträgt
der Sicherheitsabstand 0–60
mm.
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In 5 ist
d1/a = 1, d2 = d1/2 und d2/a = 0.5. Außerdem sind
fünf Seiten
eines Achtecks, die den gedachten Kreis 74 des Durchmessers
(a + 2d1) um die Position X in ihrem Inneren
berühren,
und drei Seiten eines Achtecks, die einen gedachten Kreis 75 eines
Durchmessers (a +2d2) um die Position Y
in ihrem Inneren berühren,
mit geraden Linien A, B verbunden, um eine Platte mit zehnseitiger
Form zu bilden.
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Obwohl
das Maßverhältnis α1 =
d1/a 1.0 ist, muss dies lediglich größer sein
als 0.8, um das Auslaufen von Metallschmelze zu verhindern, und
aus dem wirtschaftlichen Standpunkt heraus muss es kleiner als 1.2
sein.
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Obwohl
in 5 das Maßverhältnis α2 =
d2/a 0.5 ist, muss es außerdem lediglich größer als
0.4 sein, um das Auslaufen von Metallschmelze zu verhindern, wie
in 7 dargestellt ist, und aus dem wirtschaftlichen
Standpunkt heraus muss es kleiner als α1 sein
und einen Wert von 0.4 bis 0.6 besitzen.
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Obwohl
die Schieberplatte in 5 eine zehnseitige Platte ist,
ist jede polygonale Form erlaubt, solange die Schieberplatte befestigt
werden kann. Die Ecken dieses Polygons können abgerundet sein, wie in 8 dargestellt
ist.
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Obwohl
in diesem Beispiel die Plattendicke konstant ist, wie in 6 dargestellt
ist, ist es erlaubt, die Platte so zu konstruieren, dass die Dicke
des Abschnitts in der Nähe
der Düsenöffnung,
insbesondere um die Düsenöffnung herum,
größer ist
als beim Rest.