EP0245580A2 - Verfahren zum Beherrschen des Auslaufkanales eines Giessgefässes für metallische Schmelzen und Giesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Beherrschen des Auslaufkanales eines Giessgefässes für metallische Schmelzen und Giesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0245580A2
EP0245580A2 EP87100137A EP87100137A EP0245580A2 EP 0245580 A2 EP0245580 A2 EP 0245580A2 EP 87100137 A EP87100137 A EP 87100137A EP 87100137 A EP87100137 A EP 87100137A EP 0245580 A2 EP0245580 A2 EP 0245580A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slide
plate
outlet channel
slide plate
head plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87100137A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0245580A3 (de
Inventor
Josef Lothmann
Friedhelm Paulus
Ludwig Walther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zimmermann and Jansen GmbH
Original Assignee
Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zimmermann and Jansen GmbH filed Critical Zimmermann and Jansen GmbH
Publication of EP0245580A2 publication Critical patent/EP0245580A2/de
Publication of EP0245580A3 publication Critical patent/EP0245580A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/38—Means for operating the sliding gate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/62—Pouring-nozzles with stirring or vibrating means

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the outlet channel of a casting vessel for metallic melts according to the preamble of claim 1, and a casting device for performing this method.
  • EP-A-66 118 it is proposed in EP-A-66 118 to drive the movable slide part of the slide closure in an oscillating manner in its closed position during pouring interruptions, namely in the direction of the opening and closing of the slide part.
  • the slide part is coupled to a vibrator controlled by an oscillator.
  • a still unsolved problem is the penetration of ambient air into the outlet channel between the contact surfaces of the top plate and bottom part of the casting vessel on the one hand and slide plate and head plate or slide plate and pouring part on the other.
  • the ambient air sucked into the outlet channel during the casting process is extremely problematic metallurgically, since the amount of additional Nitrogen and oxygen is uncontrolled.
  • the formation and possibly deposition of alumina is promoted by the sucked-in ambient air, especially in the somewhat cooler area of the pouring part (immersion tube).
  • the present invention is therefore also based on the object of solving this problem, at least considerably reducing it.
  • the meaning of the present invention thus lies in the two-dimensional relative movement between the slide part and head plate, this relative movement being obtained either by the slide part or the slide plate or head plate alone or by a correspondingly coordinated movement of the slide and head plate, the seal in the latter case between the contact surfaces both of the top plate and bottom of the casting vessel on the one hand and of the top plate and slide plate or slide plate and pouring part on the other hand is considerably improved.
  • the abovementioned contact surfaces are literally "ground in", a two-dimensional relative movement between the abovementioned contact surfaces resulting in an almost absolute seal.
  • the relative movement according to the invention also ensures that, in the closed position of the slide part, the melt in the outlet channel is at least close to the slide part, namely the slide plate, stirred or stirred. In this way, a much greater depth effect is obtained than by simply moving the slide part back and forth according to EP-A-66 118. Because of this greater depth effect freezing of the melt in the outlet channel can also be reliably avoided even in the event of prolonged interruptions in casting or operation. As a result of the relative movement according to the invention, there is even a slight vertical circulation of the melt in the outlet channel, which also contributes to preventing the melt from freezing.
  • the relative movement provided according to the invention constantly changes the position of a shadow corner or flow-free zone which forms below the head plate, with a constant large free cross section of the outlet channel in this area. Due to the "wandering" shadow corner, oxide deposits in the area of the slide closure are reliably avoided, since there is a constant rinsing off. Due to the fact that the pouring jet rotates constantly around the axis of the outlet channel in accordance with the change in position of the shadow corner, possible oxide deposits in the somewhat cooler pouring part, namely the immersion tube, are also better rinsed and thus largely avoided.
  • the solution according to the invention is also particularly advantageous because it can easily be used with conventional slide closures. Retrofitting the slide locks is very easy. In the case of slide closures with interchangeable and regulating cylinders, essentially only the hydraulics of these cylinders have to be "pulsed” so that the slide executes the intended movements. The most varied trajectories (Lissajous figures) can be obtained. Frequency and amplitude are preferably adjustable. This is also very important in the closed position; it can be advantageous, for example, that the frequency of the changing and regulating cylinders is increased accordingly with increasing duration of an interruption of operation, in order in this way to obtain an increased "stirring" of the melt and thus an increased depth effect of the moving slide part.
  • the frequency increase mentioned essentially means nothing more than an increased path speed of the slide part and / or the head plate. But even with relatively slow movements supply of slide part and / or head plate in the closed position a greater depth effect is achieved than in the known solution according to EP-A-66 118, due to the two-dimensional influence of the melt in the area near the slide plate in each movement point.
  • the reference number 10 denotes the lower part of a casting vessel, in the bottom 13 of which a pouring sleeve 14 made of refractory material is arranged.
  • the pouring sleeve 14 delimits an upper part of an outlet channel 15, which continues downward in the top plate 7 of a conventional slide closure, generally designated 12.
  • the slide closure 12 comprises a plate-shaped, movable slide part or a slide plate 8, as well as a pouring part rigidly connected to the head plate 7 in the form of a pouring plate 9, to which an immersion tube 16 is fastened.
  • the pouring plate 9 and the immersion tube 16 have a pouring opening 17 aligned with the outlet channel 15, while the slide plate 8 has a passage 18.
  • the between the head plate 7 and pouring plate 9 tightly clamped but displaceable transversely to the outlet channel 8 is movable by means of a diametrically arranged control cylinder 5 between an open position, in which the passage 18 is aligned with the outlet channel 15, and a closed position in which the Connection between the outlet channel 15 and the pouring opening 17 is interrupted.
  • the open position of the slide plate 8 is carried out by means of the hydraulic Actuable control cylinder 5 the regulation of the degree of opening of the passage 18th
  • the slide plate 8 is also assigned an exchangeable cylinder 6, by means of which the slide plate 8 and also the pouring part 9, 16 can be replaced without interrupting the casting.
  • control cylinders 5 By means of the effective regulating cylinders 5, which are arranged diametrically to the outlet duct 15, the slide plate - as already explained above - is brought into or out of the closed position, and the latter is regulated with regard to the degree of opening.
  • the control cylinders 5 define a slide plate movement axis X-X. It is also called the control axis.
  • the exchange cylinder 6 which is also effective transversely to the outlet channel 15, is activated, the direction of action Y of the exchange cylinder 6 extending perpendicular to the control axis X-X.
  • the direction of action Y of the interchangeable cylinder 6 defines the so-called interchangeable axis.
  • the changing of the slide plate 8 is done in such a way that a new slide plate 8 ⁇ is inserted from the right side of the slide lock housing in FIG. 2 to the middle. This slide plate 8 ⁇ then lies between the change cylinder 6 and the slide plate 8 in the casting position. By moving the change cylinder 6, the new slide plate 8 ⁇ is brought into the casting position within 0.2 s and the used slide plate 8 is ejected backwards (arrow 11) . Then the hydraulic change cycle runs linder 6 back and releases the slot for a new slide plate (or shut-off plate 8 ⁇ ).
  • the slide plate 8 or 8 ⁇ can be opened by the side regulating cylinder 5 in any throttle position between 0% and 100%.
  • the plate change takes place in FIG. 2 in the "level 2".
  • the "level 1" is defined by the head plate 7.
  • In the lowest “level 3” is the pouring or. Immersion tube holding plate 9.
  • the change of the slide plate 8 and the change of the dip tube holding plate 9 are carried out from the same change cylinder 6, but at different speeds.
  • the slide plate 8 is brought into the closed position by means of the regulating cylinder 5.
  • the replacement immersion tube holding plate 9rohr together with the new immersion tube 16 ⁇ is inserted from right to left into a lower lateral insert in FIG. 2 and by the Interchangeable cylinder 6 - this time with a much lower Ge speed - move to the pouring position.
  • the old dip tube 16 is pushed out backwards (arrow 20).
  • the locking pins are inserted and the watering vessel is lowered again.
  • the slide plate 8 is moved from the closed position into the open position and the casting process is continued.
  • the interruption of the casting process can be kept under 40 s with a tried and tested team. Nevertheless, even with such short interruptions in casting, there is a risk that the melt will freeze in the outlet channel 15. This risk is particularly great in the event of unforeseen long interruptions in the pouring.
  • the invention provides for the interchangeable cylinder 6 or the pressure plate 21 of the same to the guide frame 19 for the slide plates 8, 8 'to be coupled so that in cooperation with the control cylinders 5 of the guide frame 19 and thus the outlet channel 15 associated slide plate 8 or 8' can be moved in the X and Y directions are that the slide plate assigned to the outlet channel 15 executes a movement along a closed curved path, preferably a circular path with a center point offset with respect to the longitudinal axis of the outlet channel 15, both in the closed position and in the open or partially open position.
  • the path speed, here the circular speed of the slide plate 8 is preferably approximately constant.
  • the hydraulic system usually assigned to the regulating cylinders 5 and the exchangeable cylinder 6 comprises a 4/3-way valve 22, with which the change of dip tube and slide plate can normally be controlled, and a servo or proportional valve 23, with which the regulating movements of the slide plate 8 or 8 ⁇ can be controlled.
  • This known hydraulic system is now supplemented by a servo or proportional valve 24.
  • This is arranged in a hydraulic connection between the hydraulic connecting lines to the interchangeable cylinder 6 on the one hand and the hydraulic connecting lines to the regulating cylinders 5 on the other hand, the first-mentioned connection between the interchangeable cylinder 6 and the 4/3-way valve 22 and the other connection before the servo or proportional valve 23.
  • the fluid connection with the servo or proportional valve 24 is identified in FIG. 6 by the reference numbers 25, 26.
  • the information "P" and “T” refer to the connection to "pump" and "tank".
  • the servo or proportional valve 24 is responsible for the relative movement of the guide frame 19 or the slide plate 8 (or 8 ⁇ ) in the direction of the YY axis (change axis).
  • the movement of the slide plate in the XX axis is brought about by the control cylinders 5 which are present anyway.
  • the servo or proportional valve 23 is connected to a predetermined frequency. Accordingly, a frequency is applied to the valve 24, the valve 22 then remaining closed.
  • the valves 23 and 24 are preferably phase-shifted in frequency, the preferred circular movement of the guide frame 19 or the slide plate 8 being obtained with a phase shift of 90 °.
  • the rule cylinder lies 5 the so-called "master frequency f1 ⁇ and on the interchangeable cylinder 6 the so-called" slave frequency f2 ⁇ . Both oscillation movements are shifted by 90 °. This results in a uniform circular movement of the slide plate 8 in the closing and / or open or partially open position of the same.
  • the above-mentioned frequency lockups can therefore take place both in the closed and open or partially open position, that is to say in every position of the slide plate.
  • a predetermined time rhythm e.g. to postpone a signal every 5 s during the frequency feed-in to the valves 23 and 24, specifically to the valve 24, through which the piston 27 assigned to the interchangeable cylinder 6 is pushed to the lower stop in FIG. 6.
  • Fig. 8 the electronic control for the frequency application of the valves 23 and 24 is shown schematically.
  • the pilot valves of the servo or proportional valves 23, 24 are each assigned variable power amplifiers 28, 29, with a variable phase shifter 30 being connected upstream of the power amplifier 29.
  • Both power amplifiers are controlled by a common frequency generator 31, which can be changed with regard to frequency and preferably also amplitude, the amplitude 10 being in the open or partially open position of the slide plate 8 and with a center of the movement path of the slide plate arranged offset relative to the longitudinal axis of the outlet channel is chosen so that it corresponds at least to the distance between the center 44 of the (circular) movement path 43 of the slide plate and the longitudinal axis 45 of the outlet channel 15.
  • the outlet channel 15 is completely cleared at least once, ie is free of shadow corners.
  • the amplitude must be determined in the open or partial open position so that the movement path extends through the longitudinal axis 45 of the outlet channel 15. If the closed trajectory includes the longitudinal axis 45 of the outlet channel 15, a shadow corner 47 that is being formed moves along the periphery of the outlet channel 15.
  • Frequency and amplitude in the X and Y directions should be set so that the relative movement between slide plate 8 on the one hand and head plate 7 or immersion tube holding plate 9 on the other takes place along a closed circular path, the center of which lies on the longitudinal axis 45 of the outlet channel 15.
  • the movement path can also have a different shape, for example elliptical. Of particular interest in the closed position is that it is not lifted.
  • the power amplifier 28 is assigned to the valve 23 and the power amplifier 29 to the valve 24.
  • the valve 23 controls the movement of the slide plate in the X-X direction; the valve 24 is responsible for the movement of the slide plate in the Y-Y direction.
  • the shape of the cam track can also be influenced by the phase shifter.
  • reference Number 1 a mounting plate, reference number 2 the slide housing, reference number 3 a pressure system and the reference number 4 fastening screws.
  • FIGS. 3 to 5b the invention will now be illustrated with the aid of a second, known embodiment of a distributor gutter slide closure, parts which this slide closure has in common with that according to FIGS. 1 and 2 are identified by the same reference numerals. In this regard, reference is made to the preceding description.
  • the slide closure 12 of this embodiment comprises a base plate 35 in the bottom of the casting vessel (e.g. intermediate pan).
  • a mounting plate 1 is arranged below this.
  • An intermediate plate 34 adjoins this at the bottom.
  • the slide housing 2 is fastened to the underside of the same. This is followed by a protective plate 33 at the bottom.
  • the slide plate 8 can be moved in and out of the closed position transversely to the outlet channel 15 by means of a control cylinder 5 in the direction of the X-X axis (control axis).
  • the regulation of the throttle position of the slide plate 8 takes place in a manner similar to that in the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • Immersion tube holding plate 9 together with immersion tube 16 can be replaced by a separate manipulator. This is not shown in detail because it is well known.
  • Fig. 4 the functional principle of the slide closure according to Fig. 3 is shown schematically.
  • the slide plate 8 is mounted inside of the slide housing 2 modified in accordance with FIGS. 5a, 5b.
  • the slide plate 8 is held within a slide frame 36.
  • the control cylinder 5 or its piston rod is coupled to this.
  • the slide plate 8 together with the slide frame 36 can be moved back and forth in the direction of the control axis XX.
  • a further movement in the direction of the axis YY which is perpendicular thereto and also extends transversely to the outlet channel is to be superimposed on this movement.
  • pressure elements 37, 38 which act laterally on the slide frame 36 and can be acted upon hydraulically. These pressure elements are mounted in the slide housing 2 in a fluid-tight manner.
  • the control cylinders 5 and the side pressure elements 37, 38 are preferably controlled by separate fluid lines and servo valves, with control of the control cylinder 5 and the side pressure elements 37, 38 being followed by a 90 ° phase shift in order to achieve a circular movement of the slide plate within the slide housing 2 got to. If the lateral pressure elements 37, 38 are closed parallel to the regulating cylinder 5 (dashed line in FIG. 5a), only a 180 ° shift in the frequencies is possible. This results in only two possible, linear rectilinear movements, each inclined at 45 ° to the horizontal and perpendicular to each other.
  • the pressure element 37 accordingly comprises a pressure tappet 39 which bears on the one hand on the slide frame 36 and on the other hand on a membrane 40.
  • the membrane 40 delimits a fluid space 41 provided in the side wall of the slide housing 2, into which a pressure medium connection 42 opens. Pressure medium pulsations are thus caused by the Pressure medium connection 42 and fluid chamber 41 transferred to the membrane 40 and thus to the pressure tappet 39. Accordingly, the slide frame 36 and thus the slide plate 8 is laterally acted upon or moved.
  • the pressurization of the diametrically opposite pressure element 38 takes place in a manner opposite to that of the pressure element 37.
  • One of the two pressure elements 37 or 38 can be replaced by an elastic element, e.g. mechanical spring or gas spring.
  • FIG. 9 shows schematically the action on the head plate 7 in the X and / or Y direction, the movement of the head plate 7 being able to take place in the same way as the movement of the slide plate 8 in accordance with the preceding description.
  • the top plate 7 can be coupled to control cylinders acting in the X and / or Y direction.
  • the head plate 7 is preferably arranged in a plate frame corresponding to the slide frame 36 according to FIG. 5 a and the head plate frame is mounted so that it can move back and forth within the head plate housing in the X and Y directions, likewise, for example, corresponding to the slide frame 36 inside the slide housing 2 according to Fig. 5a.
  • pressure elements mounted within the head plate housing can act on it, corresponding to the pressure elements 37, 38 according to FIGS. 5a and 5b.
  • the hydraulic control of the pressure elements can take place according to FIG. 6. Accordingly, in extreme cases, an oscillating movement of the head plate 7 transversely to the outlet channel, but also a movement of the head plate 7 along a closed curved path, for example a circular or elliptical path, is possible.
  • the movement of the head plate 7 in the form described can likewise take place both in the closed and in the open position of the slide plate 8.
  • the slide plate 8 can be moved as described above, so that the movements of the head plate 7 and slide plate 8 as a whole are superimposed. If the circular movement is shifted in phase in the closed position of the slide plate, an even higher stirring effect can be exerted on the melt arranged above the slide plate 8.
  • a particularly simple construction is characterized in that the slide plate 8 and head plate 7 each oscillate transversely to the outlet channel 15, i.e. are moved back and forth, with the oscillation directions X, Y being perpendicular to one another and coordinated with one another in such a way that a relative movement along a closed curved path arises between the slide plate and the top plate, in particular in the open or partially open position of the slide plate 8 relative to the top plate 7 forms an approximately crescent-like shadow corner 47 which moves around the axis of the outlet channel 15, this relative movement of the slide and top plate also being able to be carried out in the closed position. In the closed position there is of course no real shadow corner, but only an "imaginary shadow corner".
  • an oscillating piston-cylinder unit (preferably hydraulically actuated) needs to be coupled to the head plate such that the head plate is moved back and forth in the Y direction and the slide plate in the X direction.
  • the same relative displacement between the head plate and slide plate can be obtained as can be obtained by moving the slide plate or head plate in each case solely in the manner described above.
  • the dip tube or the dip tube holding plate 9 can be used with one not shown Vibrator can be coupled to remove or vibrate alumina deposits in the pouring opening 17 of the dip tube 16. This is preferably done in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 by means of the interchangeable cylinder 6 with the slide plate 8 closed. After coupling the interchangeable cylinder 6 to the pouring part, consisting of an immersion tube holding plate 9 and an immersion tube 16, only a sufficiently high frequency has to be applied to the interchangeable cylinder 6 will. The frequency can be applied, for example, via the servo or proportional valve 24 described with reference to FIG. 6 together with the variable ballast valve.
  • ambient air is preferably sucked in, especially in the area of flow-free zones or from shadow corners, so that the sealing effect achieved by the relative movement provided according to the invention is of very essential importance in addition to avoiding static edges.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Verfahren zum Beherrschen des Auslaufkanales (15) eines Gießgefäßes (10) für metallische Schmelzen mit einem Schieberverschluß (12), bestehend aus einem zwischen einer an der Unterseite des Gießgefäßes (10) angeordneten Kopfplatte (7) und einem Ausgußteil (9, 16) beweglich gelagerten Schieberteil (Schieberplatte 8). Zur Erzielung einer besonders effektiven Verhinderung des Einfrierens der Schmelze und/oder zur Vermeidung von statischen Schattenecken wird der Schieberteil (Schieberplatte 8) und/oder die Kopfplatte (7) in Schließ- und/oder Offenbzw. teilweise Offenstellung so bewegt, daß quer zum Auslaufkanal (15) eine zwei-dimensionale Relativbewegung zwischen Schieberteil (8) und Kopfplatte (7) entsteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beherrschen des Aus­laufkanales eines Gießgefäßes für metallische Schmelzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine Gießeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Der Schwerpunkt aller Überlegungen beim Stranggießen liegt bisher in der Beherrschung des Auslaufkanales derart, daß eine vorbestimmte Höhe des Badspiegels in der Kokille, Verteiler­rinne und/oder im Gießgefäß (Zwischenbehälter) erreicht und beibehalten wird. Seit kurzem beschäftigt sich die Fachwelt da­mit, wie das Einfrieren des Auslaufkanales eines mit einem Schieber­verschluß ausgestatteten Gießgefäßes nicht nur vor dem Abstich, sondern auch während Gieß- bzw. Betriebsunterbrüchen kür­zerer Dauer vermieden werden kannn. Zu diesem Zweck ist in der US-PS 3 773 226 vorgeschlagen, in den Auslaufkanal im ge­schlossenen Zustand der Schieberplatte Inertgas einzublasen. Dadurch soll die im Auslaufkanal befindliche Schmelze um­gewälzt werden derart, daß kältere Schmelze mit wärmerer Schmelze vermischt wird. Auf diese Weise wird eine Erstar­rung der Schmelze im Auslaufkanal verhindert, zumindest ver­zögert. Nachteilig sind jedoch zum einen die relativ hohen Betriebskosten aufgrund der Verwendung teuren Inertgases und zum anderen die Tatsache, daß durch das eingeblasene kalte Gas die Schmelze abgekühlt wird. Durch den zuletzt genannten Effekt kann es sogar vorkommen, daß bei ungenügen­der Umwälzung der Schmelze diese nahezu schlagartig ein­friert, obwohl ein solches Einfrieren gerade verhindert werden soll. Schließlich muß darauf geachtet werden, daß das Gas stets mit einem solchen Druck eingeblasen werden muß, daß der ferrostatische Druck im Auslaufkanal über­wunden wird; andernfalls bestünde die Gefahr, daß die Gaseintrittsöffnungen durch Eindringen der Schmelze verstopfen.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile ist in der EP-A-66 118 vorgeschlagen, den beweglichen Schieberteil des Schieber­verschlusses während Gießunterbrüchen in seiner geschlos­senen Stellung oszillierend anzutreiben, und zwar in Richtung der Auf- und Zubewegung des Schieberteils. Zu diesem Zweck ist der Schieberteil mit einem von einem Oszillator gesteuerten Vibrator gekoppelt. Dieser zu­letzt genannte Vorschlag ist in vielen Fällen aus­reichend; in kritischen Phasen, d.h. bei einer unvorher­gesehen längeren Gieß- bzw. Betriebsunterbrechung kann auch bei dieser Lösung ein Einfrieren der Schmelze nicht immer mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
  • Es gilt also auf jeden Fall, das zuletzt genannte Verfahren sowie die dazugehörige Gießeinrichtung so weiterzuent­ wickeln, daß auch in kritischen Momenten längerer Gieß- bzw. Betriebsunterbrechungen ein Einfrieren der Schmelze im Auslaufkanal sicher vermieden werden kann.
  • Desweiteren gilt es, strömungstote Zonen im Auslaufkanal, insbesondere im Bereich des Schieberverschlusses, zu vermeiden, um beim Abgießen von z.B. aluminiumberuhigtem Stahl Oxydablagerungen in den genannten Zonen zu vermei­den. Zu diesem Zweck ist in der bereits erwähnten EP-A-­66 118 vorgeschlagen, den Schieberteil (Schieberplatte) von Zeit zu Zeit aus der gedrosselten Schieberstellung heraus in die voll geöffnete Stellung zu bewegen. Hier­durch wird der Strömungsweg der Schmelze durch den Schie­ber kurzfristig begradigt. Die Oxydablagerungen, welche sich im gedrosselten Zustand bevorzugt in den strömungs­toten Zonen (Schattenecken) gebildet haben, werden aus­gewaschen. Nachteilig ist bei diesem Vorgehen jedoch die nicht zu vermeidende Veränderung des freien Quer­schnittes des Auslaufkanales, wodurch eine entsprechen­de Nachregulierung der Badspiegelhöhe in der Kokille erforderlich wird. Außerdem ist die "Auswasch"-Wirkung relativ begrenzt, vor allem wenn etwas zu große Zeit­intervalle für das Auswaschen gewählt werden.
  • Demnach ist es weiter Ziel der Erfindung, den Auslaufka­nal eines Gießgefäßes für metallische Schmelzen so zu beherrschen, daß sich Ablagerungen in strömungstoten Zonen erst gar nicht ausbilden können.
  • Schließlich ist ein nach wie vor ungelöstes Problem das Eindringen von Umgebungsluft in den Auslaufkanal zwi­schen den Anlageflächen von Kopfplatte und Bodenteil des Gießgefäßes einerseits sowie Schieberplatte und Kopfplatte bzw. Schieberplatte und Ausgußteil anderer­seits. Die in den Auslaufkanal während des Gießvor­ganges angesaugte Umgebungsluft ist metallurgisch höchst problematisch, da der Mengenanteil an zusätzlichem Stickstoff und Sauerstoff unkontrolliert ist. Beim Ab­gießen aluminiumhaltigen Stahls wird durch die angesaugte Umgebungsluft die Ausbildung und gegebenenfalls Abla­gerung von Tonerde gefördert, insbesondere im etwas kühleren Bereich des Ausgußteiles (Tauchrohr). Der vorliegenden Erfindung liegt demnach desweiteren die Aufgabe zugrunde, auch dieses Problem zu lösen, zumin­dest ganz erheblich zu reduzieren.
  • Die gesteckten Ziele lassen sich in überraschend ein­facher Weise durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 bzw. der folgenden Ansprüche lösen.
  • Die Bedeutung der vorliegenden Erfindung liegt also in der zweidimensionalen Relativbewegung zwischen Schieber­teil und Kopfplatte, wobei diese Relativbewegung ent­weder durch den Schieberteil bzw. die Schieberplatte oder Kopfplatte jeweils allein oder durch entsprechend abgestimmte Bewegung von Schieber- und Kopfplatte er­halten wird, wobei im letztgenannten Fall die Dichtung zwischen den Anlageflächen sowohl von Kopfplatte und Boden des Gießgefäßes einerseits als auch von Kopf­platte und Schieberplatte bzw. Schieberplatte und Aus­gußteil andererseits ganz erheblich verbessert wird. Die genannten Anlageflächen werden regelrecht "einge­schliffen", wobei eine zwei-dimensionale Relativbewe­gung zwischen den genannten Anlageflächen eine nahezu absolute Abdichtung zur Folge hat.
  • Durch die erfindungsgemäße Relativbewegung wird darüber­hinaus erreicht, daß in Schließstellung des Schieber­teils die Schmelze im Auslaufkanal zumindest nahe des Schieberteils, nämlich der Schieberplatte, regelrecht gerührt bzw. umgerührt wird. Auf diese Weise erhält man eine wesentlich größere Tiefenwirkung als durch die bloße Hin- und Herbewegung des Schieberteils nach der EP-A-66 118. Aufgrund dieser größeren Tiefenwirkung kann ein Einfrieren der Schmelze im Auslaufkanal auch bei längeren Gieß- bzw. Betriebsunterbrüchen sicher ver­mieden werden. Durch die erfindungsgemäße Relativbewegung stellt sich sogar eine geringe vertikale Umwälzung der Schmelze im Auslaufkanal ein, was zusätzlich beiträgt, ein Einfrieren der Schmelze zu vermeiden.
  • Desweiteren wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Relativbewegung die Lage einer sich unterhalb der Kopf­platte ausbildenden Schattenecke bzw. strömungstoten Zone ständig verändert, und zwar bei gleichbleibend großem freien Querschnitt des Auslaufkanales in diesem Bereich. Durch die "wandernde" Schattenecke werden Oxydablagerun­gen im Bereich des Schieberverschlusses sicher vermieden, da ständig eine Abspülung erfolgt. Dadurch, daß ent­sprechend der Lageveränderung der Schattenecke auch der Gießstrahl um die Achse des Auslaufkanales ständig rotiert, werden auch mögliche Oxydablagerungen im etwas kühleren Ausgußteil, nämlich Tauchrohr, besser abge­spült und damit weitgehend vermieden.
  • Die Vermeidung von Oxydablagerungen wird also in der Offen- bzw. teilweisen Offenstellung des Schieberver­schlusses sowohl durch die ständige Lageveränderung strömungstoter Zonen sowie um die Achse des Auslaufka­nales herum bewegte Strömung als auch durch die ver­besserte Dichtwirkung zwischen den oben genannten An­lageflächen erreicht.
  • Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere die Konkretisierung der Gießeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteran­sprüchen beschrieben.
  • Von besonderem Interesse - und zwar auch unabhängig von der Bewegung des Schieberteils und/oder der Kopfplatte - sind noch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 13 bis 16, durch die äußerst wirkungsvoll ein Abvibrieren von sich möglicherweise im kühleren Ausgußteil noch absetzenden Tonerdeprodukten möglich ist.
  • Im übrigen lässen sich in der Offen- bzw. teilweisen Offenstellung der Schieberplatte strömungstote Zonen im gesamten Bereich des Auslaufkanales dann vermeiden, wenn nur die Schieberplatte längs einer geschlossenen Kurvenbahn, insbesondere Kreisbahn, um die Achse des Auslaufkanales herum, bewegt wird, da sich dann sowohl die Schattenecke unterhalb der Kopfplatte als auch die Schattenecke unterhalb der Schieberplatte sich ständig lageverändert, wobei diese beiden Schattenecken diametral zueinander liegen.
  • Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lösung auch deshalb, weil sie sich ohne weiteres bei herkömm­lichen Schieberverschlüssen anwenden läßt. Die Nachrüstung der Schieberverschlüsse ist mit geringem Aufwand verbun­den. Bei Schieberverschlüssen mit Wechsel- und Regelzy­lindern muß im wesentlichen nur die Hydraulik dieser Zylinder so "pulsiert" werden, daß der Schieber die vor­gesehenen Bewegungen ausführt. Dabei können die unter­schiedlichsten Bewegungsbahnen (Lissajous-Figuren) er­halten werden. Frequenz und Amplitude sind vorzugsweise jeweils einstellbar. Dies ist auch in der Schließstel­lung durchaus von Bedeutung; so kann es z.B. von Vorteil sein, daß bei zunehmender Dauer einer Betriebsunterbre­chung die Frequenz von Wechsel- und Regelzylinder ent­sprechend erhöht wird, um auf diese Weise ein verstärk­tes "Umrühren" der Schmelze und damit eine erhöhte Tie­fenwirkung des bewegten Schieberteiles zu erhalten. Das gleiche gilt bei entsprechend vorgesehenen Betätigungsvor­richtungen für die Kopfplatte. Die erwähnte Frequenzstei­gerung bedeutet im wesentlichen nichts anderes als eine erhöhte Bahngeschwindigkeit des Schieberteiles und/oder der Kopfplatte. Doch selbst bei relativ langsamer Bewe­ gung von Schieberteil und/oder Kopfplatte wird in Schließ­stellung eine größere Tiefenwirkung erzielt, als bei der bekannten Lösung nach der EP-A-66 118, aufgrund der in jedem Bewegungspunkt zweidimensionalen Beeinflussung der Schmelze im Bereich nahe der Schieberplatte.
  • Aufgrund der konstruktionsbedingten Tiefenwirkung einer bewegten Kopfplatte genügt es in vielen Fällen, diese nur oszillierend, d.h. hin- und hergehend anzutreiben, entsprechend der Schieberplatte nach der EP-A-66 118. Doch auch dann ist eine Bewegung der Kopfplatte längs einer geschlossenen Kurvenbahn vorteilhafter aufgrund der dadurch bedingten Rotationsbewegung der Schmelze im Auslaufkanal oberhalb der Schieberplatte, die zu einer mehr oder weniger starken vertikalen Umwälzung der Schmelze führt.
  • Schließlich ist als weitere Alternative denkbar, die Schieberplatte und/oder Kopfplatte in Schließstellung um die Längsachse des Auslaufkanales herum rotieren zu lassen. Für diese Ausführungsform ist jedoch ein erhöhter Konstruktionsaufwand erforderlich; insbesondere ist eine Nachrüstung herkömmlicher Schieberverschlüsse aufwendig.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist also sowohl in der Schließ­stellung als auch Offen- bzw. teilweisen Offenstellung des Schieberteils von größtem Vorteil, wobei die entspre­chenden Maßnahmen in Schließstellung und Offen- bzw. teilweiser Offenstellung sowohl unabhängig voneinander als auch in Kombination miteinander als erfindungswesent­lich beansprucht werden.
  • Nachstehend werden Ausführungsformen einer nach dem er­findungsgemäßen Verfahren betreibbaren Gießeinrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Verteiler­rinnen-Schieberverschlusses herkömmlicher Bauart, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden kann;
    • Fig. 2 eine schematische Explosiv-Darstellung des Schieberverschlusses nach Fig. 1 unter Dar­stellung des Funktionsprinzipes desselben;
    • Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines herkömmli­chen Schieberverschlusses, bei dem das erfin­dungsgemäße Verfahren angewendet werden kann;
    • Fig. 4 eine schematische Explosiv-Darstellung des Schieberverschlusses nach Fig. 3 unter Dar­stellung des Funktionsprinzipes desselben;
    • Fig. 5a und 5b ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungs­gemäße Modifikation des Schieberverschlusses nach den Fig. 3 und 4 in schematischer Drauf­sicht und im schematischen Teilschnitt;
    • Fig. 6 hydraulischer Schaltplan für die Steuerung des Verteilerrinnen-Schieberverschlusses nach den Fig. 1 und 2 unter Darstellung eines Ausführungsbeispieles für eine erfindungsge­mäße Modifikation desselben, so daß die Schie­berplatte erfindungsgemäß bewegt werden kann;
    • Fig. 7 Darstellung der Erzeugung von Relativbewegun­gen der Kopf- und/oder Schieberplatte aus ei­ner X- und einer Y-Schwingbewegung (Erzeu­gung von Lissajous-Figuren);
    • Fig. 8 Blockschaltbild zur Darstellung der Erzeugung von Relativbewegungen von Kopf- und/oder Schie­berplatte, wobei dabei Relativbewegungen der unterschiedlichsten Art erhalten werden können;
    • Fig. 9 schematische Darstellung einer Ausführungsform mit längs einer geschlossenen Kurvenbahn be­wegbarer Kopfplatte; und
    • Fig. 10a und 10b schematische Darstellung der um die Längsachse des Auslaufkanales herumbewegten Schatten­ecke bei einer längs einer Kreisbahn bewegten Schieberplatte, wobei der Mittelpunkt der Kreisbahn zur Längsachse des Auslaufkanales konzentrisch liegt.
  • In den Fig. 1 und 3 ist mit der Bezugsziffer 10 der untere Teil eines Gießgefäßes bezeichnet, in dessen Boden 13 ei­ne Ausgußhülse 14 aus Feuerfest-Material angeordnet ist. Die Ausgußhülse 14 begrenzt einen oberen Teil eines Aus­laufkanales 15, der sich nach unten in der Kopfplatte 7 eines allgemein mit 12 bezeichneten, konventionellen Schieberverschlusses fortsetzt. Der Schieberverschluß 12 umfaßt einen plattenförmigen, beweglichen Schieberteil bzw. eine Schieberplatte 8, sowie einen mit der Kopfplatte 7 starr verbundenen Ausgußteil in Form einer Ausgußplatte 9, an der ein Tauchrohr 16 befestigt ist. Die Ausguß­platte 9 sowie das Tauchrohr 16 weisen eine mit dem Aus­laufkanal 15 fluchtende Ausgußöffnung 17 auf, während die Schieberplatte 8 einen Durchlaß 18 besitzt.
  • Die zwischen Kopfplatte 7 und Ausgußplatte 9 dichtend eingespannte, jedoch quer zum Auslaufkanal 8 verschieb­bare Schieberplatte 9 ist mittels diametral angeordneter Regelzylinder 5 zwischen einer offenen Stellung, in wel­cher auch der Durchlaß 18 mit dem Auslaufkanal 15 fluch­tet, und einer geschlossenen Stellung beweglich, in wel­cher die Verbindung zwischen dem Auslaufkanal 15 und der Ausgußöffnung 17 unterbrochen ist. In der Offenstellung der Schieberplatte 8 erfolgt mittels der hydraulisch be­ tätigbaren Regelzylinder 5 die Regelung des Öffnungsgra­des des Durchlasses 18.
  • Der Schieberplatte 8 sind bei der in den Fig. 1 und 2 dar­gestellten Ausführungsform noch ein Wechselzylinder 6 zugeordnet, mittels dem ohne Gießabbruch die Schieber­platte 8 und auch der Ausgußteil 9, 16 ausgewechselt werden können.
  • Die Funktion der Regelzylinder 5 sowie des Wechselzylin­ders 6 sind anhand der Fig. 2 näher dargestellt:
  • Mittels der diametral zum Auslaufkanal 15 angeordneten und wirksamen Regelzylinder 5 wird die Schieberplatte - wie bereits oben ausgeführt - in oder außer Schließstel­lung gebracht, sowie in letzterer hinsichtlich des Öff­nungsgrades geregelt. Die Regelzylinder 5 definieren eine Schieberplatten-Bewegungsachse X-X. Sie wird auch als Regelachse bezeichnet.
  • Zum Wechseln einer Schieberplatte 8 wird der ebenfalls quer zum Auslaufkanal 15 wirksame Wechselzylinder 6 akti­viert, wobei die Wirkrichtung Y des Wechselzylinders 6 sich senkrecht zur Regelachse X-X erstreckt. Die Wirk­richtung Y des Wechselzylinders 6 definiert die sogenannte Wechselachse.
  • Das Wechseln der Schieberplatte 8 geschieht in der Form, daß von der in Fig. 2 rechten Seite des Schieberver­schluß-Gehäuses eine neue Schieberplatte 8ʹ bis zur Mitte eingeführt wird. Diese Schieberplatte 8ʹ liegt dann zwi­schen dem Wechselzylinder 6 und der in der Gießposition befindlichen Schieberplatte 8. Durch das Verfahren des Wechselzylinders 6 wird innerhalb von 0,2 s die neue Schieberplatte 8ʹ in Gießposition gebracht und die ver­brauchte Schieberplatte 8 nach rückwärts (Pfeil 11) aus­geworfen. Anschließend fährt der hydraulische Wechselzy­ linder 6 zurück und gibt den Einschub für eine neue Schieberplatte (oder Absperrplatte 8ʺ) frei.
  • In der eingefahrenen Stellung kann die Schieberplatte 8 bzw. 8ʹ durch die seitlichen Regelzylinder 5 in jede Drosselposition zwischen 0 % und 100 % offen gebracht werden.
  • Da die Führungsrahmen 19 (Führungsschienen) für die Rege­lung auch bei Plattenwechsel in derselben Stellung bleibt, wird die neue Schieberplatte 8ʹ in die gleiche Position eingefahren, wie die vorhergegangene Schieberplatte 8. Auf diese Weise wird eine spontane Durchflußänderung vermieden. Der Plattenwechsel erfolgt in Fig. 2 in der "Ebene 2". Die "Ebene 1" ist durch die Kopfplatte 7 de­finiert. In der untersten "Ebene 3" liegt die Ausguß-­bzw. Tauchrohrhalteplatte 9.
  • Das Wechseln der Schieberplatte 8 und das Wechseln der Tauchrohrhalteplatte 9 werden vom selben Wechselzylinder 6 aus durchgeführt, jedoch mit unterschiedlicher Geschwin­digkeit. Im normalen Betrieb befinden sich vor und hinter der Tauchrohrhalteplatte Arretierbolzen, die das Tauch­rohr stationär halten und verhüten, daß es beim Wechseln der Schieberplatte durch die Reibung zwischen Tauchrohr­halteplatte und Schieberplatte aus der Gießposition verfahren wird.
  • Beim Tauchrohrwechsel in der "Ebene 3" nach Fig. 2 wird die Schieberplatte 8 mittels der Regelzylinder 5 in die Schließposition gebracht. Nachdem der Gießstrahl unter­brochen ist und das Gießgefäß hydraulisch so weit ange­hoben ist, daß das Tauchrohr 16 aus dem Bad herausragt, wird in Fig. 2 von rechts nach links in einen unteren seitlichen Einschub die Ersatz-Tauchrohrhalteplatte 9ʹ samt neuem Tauchrohr 16ʹ eingeschoben und von dem Wech­selzylinder 6 - diesmal mit wesentlich geringerer Ge­ schwindigkeit - in die Gießposition verfahren. Dabei wird gleichzeitg das alte Tauchrohr 16 nach rückwärts (Pfeil 20) ausgestoßen. Sobald das neue Tauchrohr in dieser Position ist, werden die Arretierstifte einge­setzt und das Gießgefäß wieder abgesenkt. Gleichzeitig wird die Schieberplatte 8 aus der Schließstellung in die Auf-Stellung gefahren und der Gießvorgang fortgesetzt. Die Unterbrechung des Gießvorganges kann mit erprobter Mannschaft unter 40 s gehalten werden. Dennoch besteht bereits bei derartig kurzen Gießunterbrüchen die Gefahr, daß die Schmelze im Auslaufkanal 15 einfriert. Besonders groß ist diese Gefahr bei unvorhergesehen längeren Gieß­unterbrüchen.
  • Um diese Gefahr auszuräumen und um während des Betriebes, d.h. in Offen- oder teilweiser Offenstellung der Schie­berplatte 8 "statische" Schattenecken (strömungstote Zonen) sowohl unterhalb der Kopfplatte 7 als auch unter­halb der Schieberplatte 8 zu vermeiden, ist erfindungs­gemäß vorgesehen, den Wechselzylinder 6 bzw. die Druck­platte 21 desselben am Führungsrahmen 19 für die Schie­berplatten 8, 8ʹ fest anzukoppeln, so daß in Zusammen­wirkung mit den Regelzylindern 5 der Führungsrahmen 19 und damit die dem Auslaufkanal 15 jeweils zugeordnete Schieberplatte 8 bzw. 8ʹ so in X- und Y-Richtung beweg­bar sind, daß die dem Auslaufkanal 15 jeweils zugeordne­te Schieberplatte sowohl in Schließstellung als auch in Offen- bzw. teilweiser Offenstellung eine Bewegung längs einer geschlossenen Kurvenbahn, vorzugsweise Kreisbahn mit gegenüber der Längsachse des Auslaufkanales 15 ver­setzt angeordnetem Mittelpunkt, ausführt. In den Fig. 10a, 10b ist diese Relativbewegung zwischen Schieber­platte 8 einerseits und Kopfplatte 7 bzw. Tauchrohrhal­teplatte 9 andererseits in schematischer Draufsicht dargestellt. Die Schieberplatte 8 wird dabei längs einer Kreisbahn 43 bewegt, deren Mittelpunkt 44 gegenüber der Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 seitlich versetzt liegt. Die um die Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 in Richtung des Pfeiles 46 herumwandernde Schattenecke unterhalb der Kopfplatte 7 ist mit der Bezugsziffer 47 gekennzeichnet. Diametral zu dieser Schattenecke 47 bildet sich unterhalb der Schieberplatte 8 eine entspre­chende Schattenecke aus. Auch diese bewegt sich in Rich­tung des Pfeiles 46, so daß statische Kanten vermieden sind.
  • Vorzugsweise ist die Bahn-, hier Kreisgeschwindigkeit der Schieberplatte 8, etwa konstant.
  • Die anhand der Fig. 10a, 10b dargestellte zwei-dimen­sionale Relativbewegung zwischen Schieberplatte einer­seits und Kopfplatte bzw. Tauchrohrhalteplatte anderer­seits wird auch in Schließstellung der Schieberplatte 8 ausgeführt. Dadurch erhält man eine relativ große mecha­nische Beeinflussung der Schmelze nahe der Schieberplatte derart, daß die Schmelze in Bewegung gehalten wird und nicht einfriert. Der Schmelze wird im Auslaufkanal ober­halb der Schieberplatte eine Rotationsbewegung aufgeprägt mit der Folge, daß sich dabei eine mehr oder weniger starke vertikale Umwälzung der Schmelze einstellt. Da­durch wird die Gefahr eines Einfrierens der Schmelze zu­sätzlich vermindert.
  • Selbstverständlich ist es denkbar, die Druckplatte 21 direkt an der Schieberplatte 8ʹ angreifen zu lassen. Dia­metral dazu müßte dann ein Gegenzylinder angeordnet sein, an dessen Kolbenstange sich die Schieberplatte 8 abstützt, dadurch können die Schieberplatten 8, 8ʹ in Y-Y-Richtung hin- und herbewegt werden, und zwar innerhalb der schon vorhandenen Führungsschienen 19. Statt des nicht darge­stellten Gegenzylinders kann auch ein elastisch wirksames Element vorgesehen sein. Dadurch wird die Gesamtkonstruk­tion zusätzlich vereinfacht.
  • Die den Regelzylindern 5 und dem Wechselzylinder 6 üb­licherweise zugeordnete Hydraulik umfaßt ein 4/3-Wege­ventil 22, mit dem normalerweise das Wechseln von Tauch­rohr und Schieberplatte steuerbar ist, sowie eine Servo- bzw. Proportionalventil 23, mit dem die Regelbewegungen der Schieberplatte 8 bzw. 8ʹ gesteuert werden.
  • Diese bekannte Hydraulik wird nunmehr ergänzt durch ein Servo- bzw. Proportionalventil 24. Dieses ist in einer hydraulischen Verbindung zwischen den hydraulischen Ver­bindungsleitungen zum Wechselzylinder 6 einerseits und den hydraulischen Verbindungsleitungen zu den Regelzylin­dern 5 andererseits angeordnet, wobei der erstgenannte Anschluß zwischen dem Wechselzylinder 6 und dem 4/3-Wege­ventil 22 und der andere Anschluß vor dem Servo- bzw. Proportionalventil 23 liegt. Die Fluidverbindung mit dem Servo- bzw. Proportionalventil 24 ist in Fig. 6 mit den Bezugsziffern 25, 26 gekennzeichnet. Die Angaben "P" und "T" betreffen den Anschluß zu "Pumpe" bzw. zum "Tank".
  • Das Servo- bzw. Proportionalventil 24 ist zuständig für die Relativbewegung des Führungsrahmens 19 bzw. der Schieberplatte 8 (oder 8ʹ) in Richtung der Y-Y-Achse (Wechselachse). Die Bewegung der Schieberplatte in X-X-­Achse wird durch die ohnehin vorhandenen Regelzylinder 5 bewirkt. Um nun der Schieberplatte 8 bzw. 8ʹ eine Be­wegung längs einer geschlossenen Kurvenbahn, z.B. Kreis­bahn 43 entsprechend Fig. 10a, 10b bzw. Fig. 7, aufzu­prägen, wird dem Servo- bzw. Proportionalventil 23 eine vorgegebene Frequenz aufgeschaltet. Entsprechend wird dem Ventil 24 eine Frequenz aufgeschaltet, wobei dann das Ventil 22 geschlossen bleibt. Die Ventile 23 und 24 werden vorzugsweise phasenverschoben frequenzaufge­schaltet, wobei bei einer Phasenverschiebung von 90° die bevorzugte Kreisbewegung des Führungsrahmens 19 bzw. der Schieberplatte 8 erhalten wird. Es wird dazu insbesondere auf Fig. 7 hingewiesen. Demnach liegt den Regelzylin­ dern 5 die sogenannte "Masterfrequenz f₁ʺ und auf dem Wechselzylinder 6 die sogenannte "Slavefrequenz f₂ʺ. Beide Oszillations-Bewegungen sind um 90° verschoben. Dadurch erhält man eine gleichförmige Kreisbewegung der Schieberplatte 8 in Schließ- und/oder Offen- bzw. teil­weise Offentellung derselben. Die genannten Frequenzauf­schaltungen können also sowohl in der Schließ- als auch Offen- bzw. teilweise Offenstellung, also bei jeder Stel­lung der Schieberplatte erfolgen.
  • Wird ein Platten- oder Tauchrohrwechsel vorgenommen, so werden die Frequenzaufschaltungen der Ventile 23 und 24 abgeschaltet und das Ventil 22 in Fig. 6 auf das rechte Schaltsymbol geschaltet. Erst nach dem Rücklauf des Wech­selzylinders 6 (linkes Schaltsymbol des Ventiles 22) sol­len die genannten Frequenzen auf die Ventile 23 und 24 wieder aufgelegt werden können.
  • Um ein allmähliches Wegdriften des Kolbens 27 zu ver­hindern, kann es vorteilhaft sein, in vorgegebenem Zeit­rhythmus, z.B. alle 5 s, während der Frequenzaufschal­tungen auf die Ventile 23 und 24, ein Signal aufzuschie­ben, und zwar auf das Ventil 24, durch das der dem Wech­selzylinder 6 zugeordnete Kolben 27 zum in Fig. 6 unteren Anschlag geschoben wird.
  • In Fig. 8 ist schematisch die elektronische Steuerung für die Frequenzbeaufschlagung der Ventile 23 und 24 dar­gestellt. Dementsprechend sind den Vorsteuerventilen der Servo- bzw. Proportionalventile 23, 24 jeweils veränder­bare Endverstärker 28, 29 zugeordnet, wobei dem Endver­stärker 29 ein veränderbarer Phasenschieber 30 vorge­schaltet ist. Beide Endverstärker werden durch einen ge­meinsamen Frequenzgenerator 31 gesteuert, der hinsicht­lich Frequenz und vorzugsweise auch Amplitude veränder­bar ist, wobei in Offen- bzw. teilweiser Offenstellung der Schieberplatte 8 und bei einem gegenüber der Längsachse des Auslaufkanals versetzt angeordneten Zentrum der Bewegungs­bahn der Schieberplatte, die Amplitude 10 so gewählt ist,daß sie mindestens dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt 44 der (Kreis-) Bewegungsbahn 43 der Schieberplatte und der Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 entspricht. Dadurch ist auf jeden Fall gewährleistet, daß bei Bewegung der Schieberplatte 8 längs der geschlossenen Bahn der Aus­laufkanal 15 zumindest einmal vollständig freigegeben wird, d.h. frei ist von Schattenecken. Mit anderen Worten, die Amplitude muß in der Offen- bzw. teilweisen Offenstel­lung so bestimmt sein, daß die Bewegungsbahn sich durch die Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 hindurch er­streckt. Schließt die geschlossene Bewegungsbahn die Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 ein, bewegt sich eine sich ausbildende Schattenecke 47 längs der Peripherie des Auslaufkanales 15. Um in der Offen- oder teilweisen Offenstellung der Schieberplatte 8 eine Veränderung des freien Strömungsquerschnittes bei sich fortbewegenden Schattenecken 47 zu vermeiden, sollten Frequenz und Am­plitude in X- und Y-Richtung so eingestellt werden, daß die Relativbewegung zwischen Schieberplatte 8 einerseits und Kopfplatte 7 bzw. Tauchrohrhalteplatte 9 anderer­seits längs einer geschlossenen Kreisbahn erfolgt, deren Mittelpunkt auf der Längsachse 45 des Auslaufkanales 15 liegt. In der Schließstellung der Schieberplatte 19 kann die Bewegungsbahn auch eine andere Form besitzen, z.B. elliptisch, sein. In Schließstellung ist vor allem von Interesse, daß diese nicht aufgehoben wird.
  • Zurückkommend auf Fig. 8 ist der Endverstärker 28 dem Ventil 23 und der Endverstärker 29 dem Ventil 24 zuge­ordnet. Durch das Ventil 23 wird die Bewegung der Schie­berplatte in X-X-Richtung gesteuert; das Ventil 24 ist für die Bewegung der Schieberplatte in Y-Y-Richtung ver­antwortlich. Durch den Phasenschieber kann ebenfalls die Kurvenbahn hinsichtlich ihrer Form beeinflußt werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform, wie sie insbeson­dere auch in Fig. 1 dargestellt ist, betreffen die Bezugs­ ziffer 1 eine Montageplatte, Bezugsziffer 2 das Schie­bergehäuse, Bezugsziffer 3 ein Anpreßsystem und die Be­zugsziffer 4 Befestigungsschrauben.
  • Unter Bezug auf die Fig. 3 bis 5b soll nun die Erfindung anhand einer zweiten, bekannten Ausführungsform eines Verteilerrinnen-Schieberverschlulsses dargestellt werden, wobei Teile, die dieser Schieberverschluß mit demjenigen nach den Fig. 1 und 2 gemeinsam hat, mit denselben Be­zugsziffern gekennzeichnet sind. Diesbezüglich wird auf die vorangehende Beschreibung verwiesen.
  • Dementsprechend umfaßt der Schieberverschluß 12 dieser Ausführungsform eine im Boden des Gießgefäßes (z.B. Zwischenpfanne) eine Grundplatte 35. Unterhalb derselben ist eine Montageplatte 1 angeordnet. Daran schließt sich nach unten eine Zwischenplatte 34 an. An der Unterseite derselben ist das Schiebergehäuse 2 befestigt. Daran schließt sich nach unten eine Schutzplatte 33 an. Im Schiebergehäuse 2 ist die Schieberplatte 8 quer zum Aus­laufkanal 15 mittels eines Regelzylinders 5 in Richtung der X-X-Achse (Regelachse) in und aus der Schließstel­lung verfahrbar. Die Regelung der Drosselposition der Schieberplatte 8 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2. Mangels eines gesondert vorgesehenen Wechselzylinders ist ein Platten­wechsel während des Gießens nicht möglich. Tauchrohrhal­teplatte 9 samt Tauchrohr 16 können durch einen separaten Manipulator ausgewechselt werden. Dies ist im einzelnen nicht näher dargestellt, da hinlänglich bekannt. In Fig. 4 ist das Funktionsprinzip des Schieberverschlusses nach Fig. 3 schematisch dargestellt.
  • Um nun eine Bewegung der Schieberplatte längs einer ge­schlossenen Kurvenbahn ähnlich wie bei der Ausführungs­form nach den Fig. 1, 2 und 6 - 8, 10a, 10b zu erhal­ten, wird die Lagerung der Schieberplatte 8 innerhalb des Schiebergehäuses 2 entsprechend den Fig. 5a, 5b mo­difiziert. Die Schieberplatte 8 ist innerhalb eines Schie­berrahmens 36 gehalten. An diesem ist der Regelzylinder 5 bzw. dessen Kolbenstange gekoppelt. Mittels des Regelzy­linders 5 kann die Schieberplatte 8 samt Schieberrahmen 36 in Richtung der Regelachse X-X hin- und herbewegt wer­den. Erfindungsgemäß soll dieser Bewegung jedoch eine weitere Bewegung in Richtung der senkrecht dazu stehen­den und sich ebenfalls quer zum Auslaufkanal erstrecken­den Achse Y-Y überlagert werden. Dies erfolgt durch seitlich am Schieberrahmen 36 angreifende Druckelemente 37, 38, die hydraulisch beaufschlagbar sind. Diese Druckelemente sind im Schiebergehäuse 2 fluiddicht ge­lagert. Vorzugsweise werden die Regelzylinder 5 und die seitlichen Druckelemente 37, 38 durch voneinander ge­trennte Fluidleitungen und Servoventile angesteuert, wobei zur Erzielung einer Kreisbewegung der Schieber­platte innerhalb des Schiebergehäuses 2 die Ansteuerung von Regelzylinder 5 und den seitlichen Druckelementen 37, 38 mit einer 90°-Phasenverschiebung verfolgen muß. Schließt man die seitlichen Druckelemente 37, 38 paral­lel zum Regelzylinder 5 (gestrichelte Linie in Fig. 5a), so ist nur eine 180°-Verschiebung der Frequenzen möglich. Damit ergeben sich nur zwei mögliche, jeweils geradlini­ge Oszillationsbewegungen, die jeweils um 45° gegen die Horizontale geneigt sind sowie senkrecht zueinander stehen.
  • In Fig. 5b ist ein Ausführungsbeispiel für die konstruk­tive Ausbildung des seitlichen Druckelementes 37 im Schnit und in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das Druckelement 37 umfaßt demgemäß einen Druckstößel 39, der einerseits am Schieberrahmen 36 und andererseits an einer Membran 40 anliegt. Die Membran 40 begrenzt ei­nen in der Seitenwandung des Schiebergehäuses 2 vorge­sehenen Fluidraum 41, in den ein Druckmittelanschluß 42 mündet. Druckmittel-Pulsationen werden somit durch den Druckmitelanschluß 42 und Fluidraum 41 auf die Membran 40 und damit auf den Druckstößel 39 übertragen. Dement­sprechend wird der Schieberrahmen 36 und damit die Schie­berplatte 8 seitlich beaufschlagt bzw. bewegt. Die Druck­beaufschlagung des diametral gegenüberliegenden Druckele­mentes 38 erfolgt jeweils konträr zu derjenigen des Druckelementes 37.
  • Eines der beiden Druckelemente 37 oder 38 kann durch ein elastisches Element, z.B. mechanische Feder oder Gasfe­der, ersetzt werden.
  • In Fig. 9 ist schematisch die Beaufschlagung der Kopf­platte 7 in X- und/oder Y-Richtung dargestellt, wobei die Bewegung der Kopfplatte 7 in derselben Weise erfol­gen kann, wie die Bewegung der Schieberplatte 8 entspre­chend der vorangehenden Beschreibung. Die Kopfplatte 7 kann zu diesem Zweck mit in X- und/oder Y-Richtung wir­kenden Regelzylindern gekoppelt sein. Vorzugsweise ist die Kopfplatte 7 in einem Plattenrahmen entsprechend dem Schieberrahmen 36 nach Fig. 5a angeordnet und der Kopf­platten-Rahmen innerhalb eines Kopfplatten-Gehäuses in X- und Y-Richtung hin- und herbewegbar gelagert, eben­falls z.B. entsprechend dem Schieberrahmen 36 innerhalb des Schiebergehäuses 2 nach Fig. 5a. Zur Bewegung der Kopfplatte in X- und/oder Y-Richtung können an dieser innerhalb des nicht dargestellten Kopfplatten-Gehäuses gelagerte Druckelemente angreifen, entsprechend den Druckelementen 37, 38 nach Fig. 5a bzw. 5b. Die hydrau­lische Steuerung der Druckelemente kann entsprechend Fig. 6 erfolgen. Dementsprechend ist im Extremfall eine oszillierende Bewegung der Kopfplatte 7 quer zum Aus­laufkanal, aber auch eine Bewegung der Kopfplatte 7 längs einer geschlossenen Kurvenbahn, z.B. Kreis- oder Ellipsenbahn, möglich. Die Bewegung der Kopfplatte 7 in der beschriebenen Form kann ebenfalls sowohl in Schließ- als auch Offenstellung der Schieberplatte 8 erfolgen.
  • Gleichzeitig kann die Schieberplatte 8 wie oben beschrie­ben bewegt werden, so daß die Bewegungen von Kopfplatte 7 und Schieberplatte 8 insgesamt überlagert werden. Bei Phasenverschiebung der Kreisbewegung kann in Schließ­stellung der Schieberplatte ein noch höherer Rühreffekt auf die oberhalb der Schieberplatte 8 angeordnete Schmel­ze ausgeübt werden.
  • Eine besonders einfache Konstruktion zeichnet sich da­durch aus, daß die Schieberplatte 8 und Kopfplatte 7 jeweils quer zum Auslaufkanal 15 oszillieren, d.h. hin- und herbewegt werden, wobei die Oszillationsrichtungen X, Y senkrecht zueinander stehen und so aufeinander ab­gestimmt sind, daß zwischen Schieber- und Kopfplatte eine Relativbewegung längs einer geschlossenen Kurven­bahn entsteht, insbesondere in Offen- bzw. teilweiser Offenstellung der Schieberplatte 8 relativ zur Kopfplatte 7 eine sich um die Achse des Auslaufkanales 15 herum bewegte, etwa mondsichelartige Schattenecke 47 ausbildet, wobei diese Relativbewegung von Schieber- und Kopfplatte auch in Schließstellung ausgeführt werden kann. In Schließstellung liegt natürlich keine echte Schatten­ecke, sondern lediglich eine "gedachte Schattenecke" vor. Bei dieser Ausführungsform braucht lediglich an die Kopfplatte noch eine oszillierend angetriebene Kol­ben-Zylinder-Einheit (vorzugsweise hydraulisch betätigt) angekoppelt zu werden derart, daß die Kopfplatte in Y-­Richtung und die Schieberplatte in X-richtung hin- und herbewegt werden. Man kann auf diese Weise dieselbe Re­lativverschiebung zwischen Kopf- und Schieberplatte er­halten, wie man sie durch die Bewegung der Schieberplatte oder Kopfplatte jeweils allein nach der oben beschrie­benen Weise erhält.
  • Unabhängig von der beschriebenen Erfindung, jedoch auch in Kombination mit dieser, kann das Tauchrohr bzw. die Tauchrohrhalteplatte 9 mit einem nicht dargestellten Vibrator gekoppelt sein, um Tonerde-Ablagerungen in der Ausgußöffnung 17 des Tauchrohres 16 zu entfernen bzw. abzuvibrieren. Vorzugsweise erfolgt dies bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 mittels des Wech­selzylinders 6 bei geschlossener Schieberplatte 8. Nach Ankoppelung des Wechselzylinders 6 an den Ausgußteil, bestehend aus Tauchrohrhalteplatte 9 und Tauchrohr 16, muß lediglich eine ausreichend hohe Frequenz auf den Wechselzylinder 6 aufgeschaltet werden. Die Frequenz­aufschaltung kann z.B. über das anhand der Fig. 6 be­schriebene Servo- bzw. Proportionalventil 24 samt variab­lem Vorschaltventil erfolgen.
  • Es sei im übrigen noch darauf hingewiesen, daß gerade im Bereich strömungstoter Zonen bzw. von Schattenecken bevorzugt Umgebungsluft angesaugt wird, so daß die durch die erfindungsgemäß vorgesehene Relativbewegung erziel­te Dichtwirkung neben der Vermeidung statischer Kanten von ganz wesentlicher Bedeutung ist.
  • Sämtliche in den Unterlagen offenbarte Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims (16)

1. Verfahren zum Beherrschen des Auslaufkanales (15) eines Gießgefäßes (10) für metallische Schmelzen, mit einem Schieberverschluß (12), bestehend aus einem, zwischen einer an der Unterseite des Gießgefäßes (10) angeordne­ten Kopfplatte (7) und einem Ausgußteil (9, 16) beweg­lich gelagerten Schieberteil (Schieberplatte 8)
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schieberteil (Schieberplatte 8) und/oder die Kopf­platte (7) in Schließ- und/oder Offen- bzw. teilweiser Offenstellung so bewegt wird bzw. werden, daß quer zum Auslaufkanal (15) eine zwei-dimensionale Relativbewegung zwischen Schieberteil (Schieberplatte 8) und Kopfplatte (7) entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatte (8) und/oder die Kopfplatte (7) längs einer geschlossenen Kurvenbahn, insbesondere längs einer konzentrisch zur Längsachse (45) des Auslauf­kanals (15) angeordneten Kreisbahn, bewegt wird bzw. werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatte (8) und Kopfplatte (7) jeweils quer zum Auslaufkanal (15) oszillierend bzw. hin- und herbewegt werden, wobei die Oszillationsrichtungen (X, Y) sich unter einem Winkel, insbesondere von 90°, zueinander erstrecken, und wobei die Oszillationsbewe­gungen so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen Schieber- und Kopfplatte eine resultierende Relativ­bewegung längs einer geschlossenen Kurvenbahn, insbe­sondere längs einer konzentrisch zur Längsachse (45) des Auslaufkanales (15) angeordneten Kreisbahn, ent­steht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Schieberplatte (8) und/oder Kopf­platte (7) im wesentlichen gleichförmig, d.h. mit etwa konstanter Bahngeschwindigkeit, durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatte (8) und/oder Kopfplatte (7) je­weils in zwei, sich unter einem vorbestimmten Winkel, insbesondere von 90°, zueinander erstreckenden Rich­tungen (X, Y) so hin- und herbewegt werden, daß unter Überlagerung dieser Bewegungen die Schieber- und/oder Kopfplatte jeweils eine vorgegebene Lissajous-Bahn beschreibt.
6. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß insbesondere zum Verhindern des Einfrierens von metallischer Schmelze im Auslaufkanal (15) die Schie­berplatte (8) um die Achse des Auslaufkanales (15) herum rotierend bewegt wird.
7. Gießeinrichtung für metallische Schmelzen, insbeson­dere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Auslaufka­nal (15) für ein Gießgefäß (10), der in einem Schie­berverschluß (12) endet, dessen beweglicher Schieber­teil (Schieberplatte 8) zwischen einer am Boden (13) des Gießgefäßes (10) angeordneten Kopfplatte (7) und einem Ausgußteil (9, 16) quer zum Auslaufkanal (15) in eine und aus einer den Auslaufkanal (15) absperren­den Schließstellung beweglich gelagert ist, und mit einer Betätigungsvorrichtung für den beweglichen Schieberteil (Schieberplatte 8),
dadurch gekennzeichnet,
daß
die Betätigungsvorrichtung (5, 6, 37, 38) derart aus­gebildet ist, daß der bewegliche Schieberteil (Schie­berplatte 8) in Schließ- und/oder Offen- bzw. teil­weiser Offenstellung so bewegbar ist, daß quer zum Auslaufkanal (15) eine zwei-dimensionale Relativbe­wegung zwischen Schieber- und Kopfplatte entsteht, wobei die Schieberplatte dabei vorzugsweise längs einer geschlossenen Kurvenbahn, insbesondere sich konzentrisch zur Längsachse (45) des Auslaufkanales (15) erstreckenden Kreisbahn, bewegt ist.
8. Gießeinrichtung für metallische Schmelzen, insbeson­dere nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfplatte (7) eine Betätigungsvorrichtung zugeordnet ist, durch die die Kopfplatte (7) in Schließ- und/oder Offen- bzw. teilweiser Offenstel­lung so bewegbar ist, daß quer zum Auslaufkanal (15) eine zwei-dimensionale Relativbewegung zwischen Schieber- und Kopfplatte entsteht, wobei die Kopf­platte (7) dabei vorzugsweise längs einer geschlosse­nen Kurvenbahn, insbesondere sich konzentrisch um die Längsachse (45) des Auslaufkanales (15) er­streckende Kreisbahn, bewegt ist (Fig. 9).
9. Gießeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieberplatte (8) durch die ihr zugeordnete Betätigungsvorrichtung in Richtung ihrer Schließ- bzw. Öffnungsbewegung oszillierend bewegbar ist, und daß der Kopfplatte (7) ebenfalls eine Betätigungsvorrich­tung, vorzugsweise in Form einer hydraulisch betätig­ten Kolben-Zylinder-Einheit, zugeordnet ist, durch die die Kopfplatte (7) quer zum Auslaufkanal (15) und quer zur Oszillationsbewegung der Schieberplatte (8) oszillierend bewegbar ist, wobei die beiden Oszil­lationsbewegungen in Schließ- und/oder Offen- bzw. teilweiser Offenstellung der Schieberplatte (8) so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen Schieber- und Kopfplatte eine resultierende Relativbewegung längs einer geschlossenen Kurvenbahn, vorzugsweise längs einer sich konzentrisch zur Längsachse (45) des Auslaufkanales (15) erstreckenden Kreisbahn, entsteht.
10. Gießeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, mit einem beweglichen Schieberteil (Schieberplatte 8), dem ein Hydraulik-Wechselzylinder (6) sowie Hydraulik-Regel­zylinder (5) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechselzylinder (6) sowie der bzw. die Regel­zylinder (5) frequenzbeaufschlagbar sind, und zwar vorzugsweise phasenverschoben, insbesondere 90°-­phasenverschoben.
11. Gießeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, mit einem be­weglichen Schieberteil (Schieberplatte 8), dem ein Hydraulik-Regelzylinder zum Öffnen und Schließen zu­geordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bewegliche Schieberteil (Schieberplatte 8) durch einen quer zum Auslaufkanal (15) sowie quer zur Wirkrichtung des Regelzylinders (5) wirksamen Antrieb (Druckelemente 37, 38) oszillierend beauf­schlagbar ist, wobei die Frequenzaufschaltung von Regelzylinder (5) und die Frequenzaufschaltung des weiteren Antriebs (37, 38) vorzugsweise phasenver­schoben, insbesondere 90°-phasenverschoben, sind,
12. Gießeinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopfplatte (7) innerhalb eines Rahmens durch quer zum Auslaufkanal (15) sowie gegebenenfalls rechtwinkelig zueinander wirksame Antriebe, insbe­sondere hydraulisch betätigte Kolben-Zylinder-Einhei­ten, bewegbar ist.
13. Gießeinrichtung, insbesondere nach einem der An­sprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgußteil (9, 16) mit einem Vibrator koppel­bar ist.
14. Gießeinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vibrator von einem Oszillator gesteuert ist.
15. Gießeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vibrator in mindestens einer Richtung quer zum Auslaufkanal (15) wirksam ist.
16. Gießeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vibrator ein Ultraschall-Vibrator ist.
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