EP0429860A2 - Schliess- und/oder Regelorgan - Google Patents

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EP0429860A2
EP0429860A2 EP90120544A EP90120544A EP0429860A2 EP 0429860 A2 EP0429860 A2 EP 0429860A2 EP 90120544 A EP90120544 A EP 90120544A EP 90120544 A EP90120544 A EP 90120544A EP 0429860 A2 EP0429860 A2 EP 0429860A2
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tube
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sealing surfaces
regulating element
element according
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a closing and / or regulating element for tapping liquid molten metal from a metallurgical vessel with a vertical, ceramic inner tube with at least one lateral opening and with a ceramic outer tube with at least one lateral opening, one tube being stationary and the other tube this is rotatable and the tubes form circular-cylindrical main sealing surfaces next to the openings and have end faces which extend radially around the common longitudinal axis of the tubes.
  • Such a locking and / or regulating element is described in DE 35 40 202 C1.
  • the outer tube is rotated against the inner tube so that the openings no longer coincide.
  • the main sealing surfaces prevent further melt leakage.
  • the gap between the main sealing surfaces is dimensioned so narrow that it does not let melt through.
  • the object of the invention is to design a closing and / or regulating member of the type mentioned in such a way that a complete closure of the closing and / or regulating member is possible even if the main sealing surfaces wear out or the gap between them is widened.
  • the above object is achieved in a closing and / or regulating member of the type mentioned at the outset in that at least one end face of one pipe faces an end face of the other pipe in the axial direction, and in that the end face of the rotatable pipe, at least when the main sealing faces leak, onto the end face of the stationary tube can be pressed on in such a way that the end faces stand on one another in a melt-tight manner and thereby form replacement sealing faces.
  • the closing and / or regulating member can still be used even if, after prolonged operation, the sealing gap between the main sealing surfaces is widened to such an extent that the main sealing surfaces alone can no longer prevent melt from escaping.
  • a ceramic tube (3) is attached to the bottom (1) of a metallurgical vessel (2).
  • the tube (3) has a lateral opening (4) above the base (1).
  • a step (5) is provided on the inside of the tube (3) according to FIG. 1.
  • an end face (6) is formed on the tube (3) above the opening (4) and an end face (7) below the opening (4).
  • a circular cylindrical main sealing surface (8) lies between the end faces (6, 7).
  • a ceramic tube (9) forming an inner tube is inserted into the tube (3) forming an outer tube. This can be rotated about the common longitudinal axis (L) of the two tubes (3, 9). It has an opening (10) at the height of the opening (4). An end face (12) above the opening (10) and an end face (13) below the opening (10) are formed on the tube (9) by an outside step (11).
  • a circular cylindrical main sealing surface (14) runs between the two end faces (12, 13).
  • the end faces (6, 7, 12, 13) extend radially around the longitudinal axis (L) and run around it.
  • the upper end faces (12) face the upper end face (6).
  • the lower end face (13) is axially opposite the lower end face (7).
  • Figure 2 differs from that of Figure 1 in that the fixed tube (3) as an inner tube and the rotatable tube (9) are designed as an outer tube. Corresponding parts are provided with the same reference symbols.
  • the tube (9) is rotated about the longitudinal axis (L) so that the openings (4, 10) no longer coincide. A gap existing between these is dimensioned so small that melt does not pass between the main sealing surfaces (8, 14).
  • the gap between the main sealing surfaces (8, 14) can widen, so that the gap becomes permeable to melt.
  • the pipe (9) can be pressurized in the direction of the arrow (P).
  • the upper end face (12) of the tube (9) is pressed onto the upper end face (6) of the tube (3) by the pressure. pressed.
  • the lower end face (13) of the tube (9) is pressed onto the lower end face (7) of the tube (3).
  • the end faces become replacement sealing surfaces that prevent the melt from escaping. It may also be sufficient if only the upper end faces (12, 6) or the lower end faces (13, 7) are pressed together by the pressing pressure.
  • the pressure is between 0.1 bar and 10 bar.
  • the end faces (6, 7, 12, 13) can be made of the same material as the tubes (3, 9). However, it is also possible to provide inserts made of an oxide ceramic such as Al2O3 or ZrO2 on the end faces (6, 7, 12, 13).
  • the inserts can also consist of boron nitride and / or graphite.
  • the replacement sealing surfaces can be flat or profiled, a labyrinth shape being created for the replacement sealing surfaces.
  • the replacement sealing surfaces (6, 12) and / or (7, 13) do not need to be constantly pressed together by means of the pressing pressure required for sealing. It is sufficient to press the replacement sealing surfaces only when the main sealing surfaces (8, 14) themselves are no longer sufficiently tight. However, in In this case, the leakage of the main sealing surfaces (8, 14) can only be determined. In order to avoid this, the tube (9) can always be pressurized when the tube (9) is in its closed position. Applying the pressure to the tube (9) even when the tube (9) is rotated appears to be unfavorable, since it is then difficult to rotate and the replacement sealing surfaces would be stressed by the rotation.

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Abstract

Ein Schließ- und/oder Regelorgan für den Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß (2) mit einem Innenrohr und einem Außenrohr soll auch dann dicht abschließbar sein, wenn ein Spalt zwischen den kreiszylindrischen Hauptdichtflächen (8, 14) der Rohre (3, 9) erweitert hat. Es stehen sich hierfür wenigstens eine Stirnfläche (6, 7) des einen Rohres (3) und eine Stirnfläche (12, 13) des anderen Rohres (9) gegenüber. Bei Undichtigkeiten der Hauptdichtflächen (8, 14) werden die Stirnflächen (6, 12) und/oder 7, 13) aufeinandergedrückt und bilden Ersatzdichtflächen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schließ- und/oder Regelorgan für den Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß mit einem vertikalen, keramischen Innenrohr mit wenigstens einer seitlichen Öffnung und mit einem keramischen Außenrohr mit wenigstens einer seitlichen Öffnung, wobei das eine Rohr ortsfest und das andere Rohr diesem gegenüber drehbar ist und die Rohre neben den Öffnungen kreiszylindrische Hauptdichtflächen bilden und Stirnflächen aufweisen, die sich radial um die gemeinsame Längsachse der Rohre erstrecken.
  • Ein derartiges Schließ- und/oder Regelorgan ist in der DE 35 40 202 C1 beschrieben. Zum Schließen des Schließ- und/oder Regelorgangs wird das Außenrohr gegen das Innenrohr verdreht, so daß sich die Öffnungen nicht mehr decken. Die Hauptdichtflächen verhindern einen weiteren Schmelzenaustritt. Hierfür ist der Spalt zwischen den Hauptdichtflächen so schmal bemessen, daß er Schmelze nicht durchläßt.
  • Versuche haben gezeigt, daß sich bei langen Gießzeiten der Spalt zwischen den Hauptdichtflächen aufweiten kann. Dies hat zur Folge, daß auch in der Schließstellung der Rohre Schmelze auftreten kann. Dies ist unerwünscht. Ähnliche Schließ- und/oder Regelorgane sind auch in der DE 37 31 600 A1 beschrieben. Auch dort kann das genannte Problem auftreten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schließ- und/oder Regelorgan der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß auch bei einem Verschleiß der Hauptdichtflächen bzw. einer Aufweitung des zwischen diesen bestehenden Spaltes ein vollständiges Abschließen des Schließ- und/oder Regelorgans möglich ist.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Schließ- und/oder Regelorgan der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens eine Stirnfläche des einen Rohres einer Stirnfläche des anderen Rohres in Achsrichtung gegenübersteht, und daß die Stirnfläche des drehbaren Rohres zumindest bei Undichtigkeit der Hauptdichtflächen auf die Stirnfläche des ortsfesten Rohres so aufdrückbar ist, daß die Stirnflächen schmelzendicht aufeinanderstehen und dabei Ersatzdichtflächen bilden.
  • Dadurch ist erreicht, daß sich das Schließ- und/oder Regelorgan auch dann noch weiterverwenden läßt, wenn nach längerem Betrieb der Dichtspalt zwischen den Hauptdichtflächen so weit erweitert ist, daß die Hauptdichtflächen allein einen Schmelzenaustritt nicht mehr unterbinden können.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    ein Schließ- und/oder Regelorgan an einem metallurgischen Gefäß im Schnitt und
    Figur 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Fig. 1 entsprechenden Ansicht.
  • Am Boden (1) eines metallurgischen Gefäßes (2) ist ein keramisches Rohr (3) befestigt. Das Rohr (3) weist oberhalb des Bodens (1) eine seitliche Öffnung (4) auf. Am Rohr (3) nach Figur 1 ist innenseitig eine Stufung (5) vorgesehen. Dadurch ist am Rohr (3) eine Stirnfläche (6) oberhalb der Öffnung (4) und eine Stirnfläche (7) unterhalb der Öffnung (4) gebildet. Zwischen den Stirnflächen (6, 7) liegt eine kreiszylindrische Hauptdichtfläche (8).
  • In das ein Außenrohr bildendes Rohr (3) ist ein ein Innenrohr bildendes, keramisches Rohr (9) eingesetzt. Dieses ist um die gemeinsame Längsachse (L) der beiden Rohre (3, 9) drehbar. Es weist in der Höhe der Öffnung (4) eine Öffnung (10) auf. Am Rohr (9) ist durch eine außenseitige Stufung (11) eine Stirnfläche (12) oberhalb der Öffnung (10) und eine Stirnfläche (13) unterhalb der Öffnung (10) gebildet. Zwischen den beiden Stirnflächen (12, 13) verläuft eine kreiszylindrische Hauptdichtfläche (14). Die Stirnflächen (6, 7, 12, 13) erstrecken sich radial um die Längsachse (L) und laufen um diese um. Die obere Stirnflächen (12) steht der oberen Stirnfläche (6) gegenüber. Die untere Stirnfläche (13) steht der unteren Stirnfläche (7) axial gegenüber.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich von dem der Figur 1 dadurch, daß das ortsfeste Rohr (3) als Innenrohr und das drehbare Rohr (9) als Außenrohr ausgebildet sind. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Drehstellung des Rohres (9) decken sich die Öffnungen (4, 10), so daß im Gefäß (2) enthaltene Schmelze durch die Öffnungen (4, 10) durchtritt und nach unten aus dem Gefäß (2) ausströmt.
  • Soll der Schmelzenaustritt unterbrochen werden, dann wird das Rohr (9) um die Längsachse (L) gedreht, so daß sich die Öffnungen (4, 10) nicht mehr decken. Ein zwischen diesen bestehender Spalt ist so klein bemessen, daß Schmelze zwischen den Hauptdichtflächen (8, 14) nicht hindurchtritt.
  • Im Laufe der Zeit kann sich der Spalt zwischen den Hauptdichtflächen (8, 14) erweitern, so daß der Spalt schmelzendurchlässig wird.
  • Um auch in diesem Fall einen Schmelzenaustritt zu verhindern, ist das Rohr (9) mit einem Preßdruck in Richtung des Pfeiles (P) beaufschlagbar. Durch den Preßdruck wird die obere Stirnfläche (12) des Rohres (9) auf die obere Stirnfläche (6) des Rohres (3) gedrückt. Die untere Stirnfläche (13) des Rohres (9) wird auf die untere Stirnfläche (7) des Rohres (3) gedrückt. Dadurch werden die Stirnflächen zu Ersatzdichtflächen, die einen Schmelzenaustritt verhindern. Es kann auch genügen, wenn durch den Preßdruck nur die oberen Stirnflächen (12, 6) oder die unteren Stirnflächen (13, 7) aufeinandergedrückt werden.
  • Der Preßdruck liegt zwischen 0,1 bar und 10 bar. Der notwendige Preßdruck ist immer größer als der Druck (Ds) in der Schmelze. Dieser hängt von der Badspiegelhöhe (h) der Schmelze ab, wobei
    Ds = h x Rs x g
    Figure imgb0001
     , wobei
    Rs die Dichte der Schmelze und g die Erdbeschleunigung ist.
  • Die Stirnflächen (6, 7, 12, 13) können aus dem gleichen Material wie die Rohre (3, 9) bestehen. Es ist jedoch auch möglich, an den Stirnflächen (6, 7, 12, 13) Einsätze aus einer Oxidkeramik, wie Al₂O₃ oder ZrO₂ vorzusehen. Die Einsätze können auch aus Bornitrit und/oder Graphit bestehen.
  • Die Ersatzdichtflächen können flächig eben oder profiliert sein, wobei für die Ersatzdichtflächen eine Labyrinthform entsteht.
  • Die Ersatzdichtflächen (6, 12) und/oder (7, 13) brauchen nicht ständig mittels des zum Abdichten erforderlichen Preßdrucks aufeinandergedrückt zu sein. Es genügt, die Ersatzdichtflächen nur dann aufeinanderzudrücken, wenn die Hauptdichtflächen (8, 14) selbst nicht mehr hinreichend dicht sind. Allerdings muß in diesem Fall die Undichtigkeit der Hauptdichtflächen (8, 14) erst festgestellt werden. Um dies zu vermeiden, kann das Rohr (9) immer dann mit dem Preßdruck beaufschlagt sein, wenn das Rohr (9) in seiner Schließstellung steht. Das Rohr (9) auch dann mit dem Preßdruck zu beaufschlagen, wenn das Rohr (9) verdreht wird, erscheint ungünstig, da die Verdrehbarkeit dann erschwert ist und die Ersatzdichtflächen durch die Drehung beansprucht würden.

Claims (8)

  1. Schließ- und/oder Regelorgan für den Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß mit einem vertikalen, keramischen Innenrohr mit wenigstens einer seitlichen Öffnung und mit einem keramischen Außenrohr mit wenigstens einer seitlichen Öffnung, wobei das eine Rohr ortsfest und das andere Rohr diesem gegenüber drehbar ist und die Rohre neben den Öffnungen kreiszylindrische Hauptdichtflächen bilden und Stirnflächen aufweisen, die sich radial um die gemeinsame Längsachse der Rohre erstrecken,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine Stirnfläche (6, 7) des einen Rohres (3) einer Stirnfläche (12, 13) des anderen Rohres (9) in Achsrichtung gegenübersteht, und daß die Stirnfläche (12, 13) des drehbaren Rohres (9) zumindest bei Undichtigkeit der Hauptdichtflächen (8, 14) auf die Stirnfläche (6, 7) des ortsfesten Rohres (3) so aufdrückbar ist, daß die Stirnflächen (6, 12 und/oder 7, 13) schmelzendicht aufeinanderstehen und dabei Ersatzdichtflächen bilden.
  2. Schließ- und/oder Regelorgan nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das drehbare Rohr (9) mit seiner Stirnfläche (12 und/oder 13) nur dann auf die zugeordnete Stirnfläche 6 und/oder 7) des ortsfesten Rohres (3) aufgedrückt ist, wenn es in Schließstellung steht.
  3. Schließ- und/oder Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Preßdruck, mit dem das drehbare Rohr (9) auf das ortsfeste Rohr (3) aufgedrückt wird, zwischen 0,1 bar und 10 bar liegt.
  4. Schließ- und/oder Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Preßdruck, mit dem das drehbare Rohr (9) auf das ortsfeste Rohr (3) aufgedrückt wird, größer als der in der Schmelze herrschende Druck ist.
  5. Schließ- und/oder Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stirnflächen (6, 7, 12, 13) von Stufungen (5, 11) der Rohre (3, 9) gebildet sind, wobei jeweils eine Stirnfläche (6, 12) oberhalb der Öffnung (4, 10) und eine Stirnfläche (7, 13) unterhalb der Öffnung (4, 10) liegt und zwischen den oberen (6, 12) und den unteren Stirnflächen (7, 13) die Hauptdichtflächen (8, 14) verlaufen.
  6. Schließ- und/oder Regelorgan nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ersatzdichtflächen von den unteren (7, 13) und/oder den oberen Stirnflächen (6, 12) gebildet sind.
  7. Schließ- und/oder Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an den Stirnflächen (6, 7, 12, 13) Einsätze angeordnet sind.
  8. Schließ- und/oder Regelorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stirnflächen (6, 7, 12, 13) profiliert sind.
EP19900120544 1989-11-28 1990-10-26 Shut-off and/or control element Withdrawn EP0429860A3 (en)

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