EP0040692B1 - Drehschiebeverschluss für metallurgische Schmelzegefässe - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rotary slide closure for metallurgical melting vessels according to the preamble of claim 1 (DE-A-1910247).
- the object of the present invention is a practical design of a rotary slide closure in such a way that easy maintenance of the closure and rapid replacement of the refractory closure body are possible even with the sliding surface shifted far towards the interior of the vessel.
- the invention offers the possibility of using the widespread and simple plate form of the refractory closure bodies even for deep installation. It can be adjusted with little effort, namely by adjusting the pipe length, the installation depth to the particular circumstances, such as. B. changing thickness of the vessel lining, etc.
- the mechanically more sensitive parts of the closure such as spring elements and bearings, can be accommodated outside the vessel jacket in the region of relatively low temperatures.
- fire-proof in the context of the present invention is of course generally to be understood in such a way that the relevant parts or materials that come into direct contact with the melt are sufficiently resistant to it should.
- the rotary slide closure shown in Fig. 1 is attached to a metallurgical melt vessel for the purpose of emptying the melt contained in it, by being detachably attached to the metallic vessel jacket 2 (or an intermediate plate inserted, e.g. welded in, for example, in the jacket plate) by means of several screws 19.
- a part of the refractory lining 4 lying inside the vessel jacket-2 is shown.
- a refractory sleeve 6 which is arranged above an opening 3 of the vessel jacket and to which an outlet stone 8 provided with a wide funnel opening 9 is connected via an annular mortar joint 7, is embedded in it.
- the refractory parts 6 and 8 can remain installed for a longer period of time and need z.
- the upper end face of the closure is separated from the underside of the outlet stone 8 by an annular mortar joint 1 which surrounds the opening 9 and an insulating layer 5 adjoining it on the outside, preferably made of a fireproof felt mat; Parts 1 and 5 must be replaced when the locking unit is reinstalled.
- the stationary, refractory pouring body 20 lying below the opening 9 and the rotatable, fireproof slide body 40 are designed as flat, preferably identical plates.
- the sliding surface 23, on which the slide plate 40 rests under prestress on the pouring plate 20, is located on the side of the vessel jacket 2 facing the interior of the vessel, as a result of which the pouring area is kept at a relatively high temperature by the melt contained in the vessel; this is further supported by the wide opening 9, which creates a large contact area between the melt and the plate 20.
- an opening 42 present in it can be brought into line with the stationary opening 22 or the latter opening can be closed; as usual, the slide plate 40 can also contain a plurality of openings.
- the stationary plate 20 and the slide plate 40 are each held at one end of a stationary or rotatable closure part.
- the stationary and also the rotatable closure part are essentially designed as coaxial tubular bodies; the slide plate 40 is held on the rotatable tubular body 30 indirectly via an intermediate carrier 34 the rotatable closure part are guided radially and axially to one another via two roller bearings 24, 25.
- the stationary closure part is divided into several tubular longitudinal sections 10, 11 and 12. At the connection points of these parts, heat-insulating layers 26 and 27, 28 are inserted, which greatly restrict the heat dissipation to the outside via the fixed, metallic tubular body from the closure area.
- the end section 10 is detachably connected to the middle section 11 by means of several screws 15 and has an end face 14 in which the plate 20 is inserted.
- the pipe sections 11 and 12 are each provided with a flange 16 and 17 and connected to this by means of a number of screws 18.
- One flange 16 is used for positioning and fastening (screws 19) the entire closure unit on the vessel jacket 2.
- the tubular body 30 of the rotatable closure part is mounted on the tube section 12 lying outside the vessel jacket.
- a tangential wedge 35 guided in the latter is used, which lies against a lateral driving surface of the otherwise circular plate 40.
- the stationary plate 20 is secured against rotation in the bottom surface 14 of the end section 10 by means of a wedge 21.
- a thermal insulation 43 is inserted in the intermediate carrier 34, which inhibits the heat radiation from the slide plate to the outside.
- a pouring tube 44 is also used, which protects the metallic components of the closure from the outflowing melt.
- the two parts 43 and 44 can be made in one piece or separately from light and porous, e.g. B. fibrous or flaky refractory material.
- the intermediate carrier 34 rests on the upper ends of three pressure rams 38, which, offset from the driving bolts 37, are guided so as to be longitudinally movable in the tubular body 30.
- a ring 46 which z. B.
- three circumferentially distributed spring members 48 is applied.
- These are preferably disc springs 48 which are stacked in packages on a stud bolt 47 and are preloaded with a nut 49.
- the intermediate support 34 with the plate 40 is able to perform a certain wobble movement relative to the tubular body 30, the full support of the plate 40 on the plate 20 (sliding surface 23) is maintained during the rotation even if the rotatable tubular body is not precise should be aligned coaxially to the stationary tubular body.
- a turntable 31 is fastened by means of several screws 33, which with the toothing 32 serves the rotary drive (by means of a chain or spur gear) of the rotatable closure part.
- the slewing ring 31 is preferably bell-shaped and engages over the outer end of the stationary closure part, as a result of which the toothing 32 comes to lie axially between the bearings 24 and 25.
- the rotary slide closure described can be removed by loosening the screws 19 as a whole from the depression formed by the refractory parts 6 and 8. This makes the screws 15 accessible and the end section 10 of the fixed closure part can be loosened for the purpose of checking or replacing the plates 20 and 40. After the end section 10 has been reattached and any resetting of the spring members 48, the closure unit as a whole can be reinstalled. There is also the possibility of leaving the screws 19 and, on the other hand, loosening the screws 18 connecting the flanges 16 and 17, whereupon the pipe section 12 with the rotatable closure part mounted thereon can be removed, but the stationary pipe sections 10 and 11 and the plate 20 stay installed.
- the described closure construction enables particularly simple maintenance and, in particular, rapid replacement of the refractory closure bodies 20 and 40.
- the construction can also be very easily adapted to the respectively required installation depth or position of the sliding surface 23 with respect to the vessel shell, namely only by changing the length of the tube section 11 and of the rotatable tubular body 30; if necessary, this can be achieved by inserting intermediate rings of different lengths on these parts.
- the rotary slide closure according to the invention can be used for casting various melts, in particular also non-ferrous heavy metals or light metals from the respective melting vessels. Operation is not only possible in the vertical position shown, but also with a horizontal or inclined axis of rotation.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Drehschiebeverschluß für metallurgische Schmelzegefäße nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 (DE-A-1910247).
- Im Gegensatz zu der am meisten verbreiteten Bauweise von Schiebeverschlüssen, bei welcher alle Teile des Verschlusses sich außerhalb des Schmelzegefäßes befinden, sind auch Konstruktionen von Drehschiebeverschlüssen vorgeschlagen worden, deren Gleitfläche, d. h. die Dichtfläche zwischen den feuerfesten Ver- . schlußkörpern, innerhalb des metallischen Gefäßmantels, also auf der der Schmelze zugekehrten Seite desselben liegt (AT-PS 165 292, AT-PS 171 189, DE-A-1910247, DE-A-2043588). Mit diesen Anordnungen wurde u. a. angestrebt, den Ausgußbereich und die Gleitfläche des Verschlusses vom schmelzflüssigen Gefäßinhalt her dauernd warm zu halten und dadurch ein Erstarren der Schmelze in diesem Bereich zu vermeiden. Hierfür mußten bei den bekannten Konstruktionen allerdings schwerwiegende Nachteile in Kauf genommen werden, wie umständlicher Ein- und Ausbau sowie vor allem schwierig herzustellende und/oder voluminöse Feuerfestteile; zu einem praktischen Einsatz der genannten Vorschläge ist es bisher nicht gekommen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine praxisgerechte Gestaltung eines Drehschiebeverschlusses in der Weise, daß auch bei weit gegen das Gefäßinnere hin verlagerter Gleitfläche eine einfache Wartung des Verschlusses und ein rascher Wechsel der feuerfesten Verschlußkörper möglich sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung bietet einerseits die Möglichkeit, die verbreitete und für die Herstellung einfache Plattenform der feuerfesten Verschlußkörper auch beim tiefliegenden Einbau anzuwenden. Dabei läßt sich mit geringem Aufwand, nämlich durch Anpassung der Rohrlänge, die Einbautiefe den jeweiligen Gegebenheiten anpassen, wie z. B. wechselnder Dicke der Gefäßauskleidung usw. Die mechanisch empfindlicheren Teile des Verschlusses, wie Federorgane und Lager, lassen sich dabei außerhalb des Gefäßmantels im Bereich relativ geringer Temperaturen unterbringen.
- Im Hinblick auf die Anwendung mit verschiedenen (und unterschiedlich heißen) Schmelzen ist der Begriff »feuerfest« im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein natürlich so zu verstehen, daß die betreffenden, mit der Schmelze direkt in Berührung kommenden Teile bzw. Werkstoffe gegenüber dieser ausreichend beständig sein sollen.
- Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehschiebeverschlusses in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
- Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Verschluß und die angrenzenden Partien des Schmelzegefäßes und
- Fig. 2 ist eine Stirnansicht auf den Zwischenträger und den darin eingesetzten feuerfesten, plattenförmigen Schieberkörper.
- Der in Fig. 1 dargestellte Drehschiebeverschluß ist an einem metallurgischen Schmelzegefäß zwecks Entleerung der in ihm enthaltenen Schmelze angebaut, indem er insgesamt mittels mehrerer Schrauben 19 lösbar am metallischen Gefäßmantel 2 (oder einer im Mantelblech eingesetzten, z. B. eingeschweißten Zwischenplatte) befestigt ist. Vom Schmelzegefäß ist ein Teil der innerhalb des Gefäßmantels-2 liegenden feuerfesten Auskleidung 4 dargestellt. In ihr ist zwecks Aufnahme des Verschlusses eine über einer Öffnung 3 des Gefäßmantels angeordnete, feuerfeste Hülse 6 eingelassen, mit welcher ein mit einer weiten Trichteröffnung 9 versehener Auslaufstein 8 über eine ringförmige Mörtelfuge 7 verbunden ist. In bekannter Weise können die Feuerfesttteile 6 und 8 jeweils während längerer Gebrauchsdauer eingebaut bleiben und brauchen z. B. nur zusammen mit der Auskleidung 4 erneuert zu werden. Von der Unterseite des Auslaufsteines 8 ist die obere Stirnseite des Verschlusses getrennt durch eine ringförmige Mörtelfuge 1, welche die Öffnung 9 umgibt sowie eine daran außen anschließende Isolierschicht 5, vorzugsweise aus einer feuerfesten Filzmatte; die Teile 1 und 5 sind jeweils beim Wiedereinbau der Verschlußeinheit zu erneuern.
- Der unterhalb der Öffnung 9 liegende, ortsfeste feuerfeste Ausgußkörper 20 und der drehbare, feuerfeste Schieberkörper 40 sind als ebene, vorzugsweise identische Platten ausgebildet. Die Gleitfläche 23, an welcher die Schieberplatte 40 an der Ausgußplatte 20 unter Vorspannung anliegt, befindet sich auf der dem Gefäßinnern zugewandten Seite des Gefäßmantels 2, wodurch der Ausgußbereich von der im Gefäß enthaltenen Schmelze auf einer relativ hohen Temperatur gehalten wird; dies wird noch unterstützt durch die weite Öffnung 9, weiche eine große Berührungsfläche zwischen der Schmelze und der Platte 20 schafft. In bekannter Weise läßt sich durch Drehen der Schieberplatte 40 eine in ihr vorhandene Öffnung 42 mit der ortsfesten Öffnung 22 in Übereinstimmung bringen oder die letztere Öffnung verschließen; die Schieberplatte 40 kann wie üblich auch mehrere Öffnungen enthalten.
- Die ortsfeste Platte 20 und die Schieberplatte 40 sind je am einen Ende eines ortsfesten bzw. drehbaren Verschlußteils gehalten. Dabei sind, wie ersichtlich, der ortsfeste wie auch der drehbare Verschlußteil im wesentlichen als koaxial ineinander liegende Rohrkörper gestaltet; die Halterung der Schieberplatte 40 am drehbaren Rohrkörper 30 erfolgt dabei mittelbar über einen Zwischenträger 34. Der ortsfeste und der drehbare Verschlußteil sind über zwei Wälzlager 24, 25 aneinander radial und axial geführt.
- Der ortsfeste Verschlußteil ist in mehrere rohrförmige Längsabschnitte 10, 11 und 12 unterteilt. An den Verbindungsstellen dieser Teile sind wärmeisolierende Schichten 26 bzw. 27, 28 eingefügt, welche die Wärmeableitung über den feststehenden, metallischen Rohrkörper aus dem Verschlußbereich nach außen stark einschränken. Der Endabschnitt 10 ist mit dem mittleren Abschnitt 11 mittels mehrerer Schrauben 15 lösbar verbunden und weist eine stirnseitige Bodenfläche 14 auf, in weicher die Platte 20 eingesetzt ist. Die Rohrabschnitte 11 und 12 sind mit je einem Flansch 16 bzw. 17 versehen und an diesen mittels einer Anzahl Schrauben 18 verbunden. Der eine Flansch 16 dient dabei zur Positionierung und Befestigung (Schrauben 19) der gesamten Verschlußeinheit am Gefäßmantel 2. An dem außerhalb des Gefäßmantels liegenden Rohrabschnitt 12 ist schließlich der Rohrkörper 30 des drehbaren Verschlußteils gelagert.
- An der oberen Stirnseite des Rohrkörpers 30 sind mehrere, z. B. drei Mitnehmerbolzen 37 eingesetzt, welche zwecks Drehmitnahme des Zwischenträgers 34 in entsprechende Bohrungen an demselben passend eingreifen (siehe auch Fig. 2). Zur Drehsicherung der Schieberplatte 40 im Zwischenträger 34 dient ein im letzteren geführter Tangentialkeil 35, welcher an einer seitlichen Mitnahmefläche der im übrigen kreisrunden Platte 40 anliegt. In gleicher Weise ist auch die ortsfeste Platte 20 in der Bodenfläche 14 des Endabschnittes 10 mit Hilfe eines Keils 21 drehgesichert. Unterhalb der Schieberplatte 40 ist im Zwischenträger 34 eine Wärmeisolierung 43 eingesetzt, welche die Wärmeabstrahlung von der Schieberplatte nach außen hemmt. In einem Rohransatz 36 des Zwischenträgers ist ferner ein Ausgußrohr 44 eingesetzt, welches die metallischen Bestandteile des Verschlusses vor der ausfließenden Schmelze schützt. Die beiden Teile 43 und 44 können einteilig oder getrennt aus leichtem und porösem, z. B. faserigem oder flockigem Feuerfestmaterial hergestellt sein.
- Der Zwischenträger 34 liegt an den oberen Enden von drei Druckstößeh 38 auf, welche, zu den Mitnehmerbolzen 37 versetzt, im Rohrkörper 30 längsbeweglich geführt sind. Gegen das untere bzw. außenliegende Ende der Stößel 38 drückt ein Ring 46, welcher von z. B. drei am Umfang verteilten Federorganen 48 beaufschlagt ist. Es handelt sich vorzugsweise um Tellerfedern 48, die paketweise auf einen Stehbolzen 47 geschichtet und mit einer Mutter 49 vorgespannt sind. Mittels dieser Federorgane, welche wie der Ring 46 auf dem drehbaren Verschlußteil angeordnet sind, läßt sich über die Stößel 38 und den Zwischenträger 34 die gewünschte Flächenpressung zwischen den Verschlußplatten 20 und 40 einstellen. Da der Zwischenträger 34 mit der Platte 40 in der Lage ist, relativ zum Rohrkörper 30 eine gewisse Taumelbewegung auszuführen, bleibt die satte Auflage der Platte 40 an der Platte 20 (Gleitfläche 23) während der Drehung auch dann erhalten, wenn der drehbare Rohrkörper nicht genau koaxial zum ortsfesten Rohrkörper ausgerichtet sein sollte.
- Am außenliegenden Ende des drehbaren Rohrkörpers 30 ist mittels mehrerer Schrauben 33 ein Drehkranz 31 befestigt, welcher mit der Verzahnung 32 dem Drehantrieb (mittels Kette oder Stirnrad) des drehbaren Verschlußteils dient. Vorzugsweise ist der Drehkranz 31 glockenartig gestaltet und übergreift das außenliegende Ende des ortsfesten Verschlußteils, wodurch die Verzahnung 32 axial zwischen die Lager 24 und 25 zu liegen kommt.
- Der beschriebene Drehschiebeverschluß läßt sich durch Lösen der Schrauben 19 als Ganzes aus der durch die Feuerfestteile 6 und 8 gebildeten Vertiefung ausbauen. Dadurch werden die Schrauben 15 zugänglich, und der Endabschnitt 10 des ortsfesten Verschlußteils läßt sich zwecks Kontrolle oder Auswechslung der Platten 20 und 40 lösen. Nach erneutem Befestigen des Endabschnittes 10 und allfälliger Neueinstellung der Federorgane 48 kann die Verschlußeinheit als Ganzes wieder eingebaut werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Schrauben 19 zu belassen und dagegen die die Flanschen 16 und 17 verbindenden Schrauben 18 zu lösen, worauf der Rohrabschnitt 12 mit dem daran gelagerten drehbaren Verschlußteil ausgebaut werden kann, die ortsfesten Rohrabschnitte 10 und 11 sowie die Platte 20 jedoch eingebaut bleiben.
- Die beschriebene Verschlußkonstruktion ermöglicht eine besonders einfache Wartung und insbesondere einen raschen Wechsel der feuerfesten Verschlußkörper 20 und 40. Auch läßt sich die Konstruktion sehr einfach der jeweils erforderlichen Einbautiefe bzw. Lage der Gleitfläche 23 bezüglich des Gefäßmantels anpassen, nämlich lediglich durch Längeänderung des Rohrabschnittes 11 und des drehbaren Rohrkörpers 30; dies kann gegebenenfalls durch Einsetzen von verschieden langen Zwischenringen an diesen Teilen erreicht werden.
- Der erfindungsgemäße Drehschiebeverschluß kann zum Vergießen verschiedener Schmelzen, insbesondere auch von Nichteisen-Schwermetallen oder Leichtmetallen aus den jeweiligen Schmelzegefäßen verwendet werden. Der Betrieb ist nicht nur in der dargestellten vertikalen Lage, sondern auch mit horizontaler oder schiefer Drehachse möglich.
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