EP0544997B1 - Einrichtung zum Halten eines Stopfens und Stopfen - Google Patents

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EP0544997B1
EP0544997B1 EP92113379A EP92113379A EP0544997B1 EP 0544997 B1 EP0544997 B1 EP 0544997B1 EP 92113379 A EP92113379 A EP 92113379A EP 92113379 A EP92113379 A EP 92113379A EP 0544997 B1 EP0544997 B1 EP 0544997B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stopper
retaining device
stopper rod
support surface
rod
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92113379A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0544997A1 (de
Inventor
Siegfried Pohl
Dirk Masurat
Ernst Lührsen
Gerd Bohndorf
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.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Didier Werke AG filed Critical Didier Werke AG
Publication of EP0544997A1 publication Critical patent/EP0544997A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0544997B1 publication Critical patent/EP0544997B1/de
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Expired - Lifetime 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
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor

Definitions

  • the invention relates to a holding device for a stopper rod in a refractory, ceramic stopper in a metallurgical vessel, the stopper rod protruding into and being fixed in an installation space of the stopper, an extension of the installation space forming a stop surface and a support surface being formed on the stopper rod, and foldable spreading segments rest with their upper edge on the stop surface in the stopper and with their lower edge on the support surface of the stopper rod and thereby hold the stopper on the stopper rod.
  • the invention also relates to a stopper for such a holding device.
  • Such a holding device is known from AT-B 249 895. This consists of a stopper rod with flange, an annular insert and spring pawls attached to it, which engage in corresponding grooves when the stopper rod is inserted into the stopper and thus hold the stopper on the stopper rod.
  • the disadvantage here is that the plug rod in the area of the holder is not inconsiderably enlarged compared to its other diameter by the flange and the additional insert.
  • the object of the invention is to provide an improved holding device for a stopper rod and a stopper for such a holding device.
  • the above object is achieved in a holding device of the type mentioned at the outset in that the stopper rod has a cylindrical taper which receives the foldable spreading segments in the unfolded position.
  • the invention makes it possible that the bore in the stopper for receiving the stopper rod must now be slightly larger than the general diameter of the stopper rod, so that the stopper is only insignificantly weakened.
  • the additional insert part is omitted, which simplifies the holding device according to the invention and makes it less prone to failure.
  • a disc is provided on the stopper rod, which can be pressed against the end face of the stopper by means of a thread of the stopper rod.
  • the spreading segments are firmly clamped between the stop surface and the support surface by the pressure of the disk acting on the end face.
  • the disc itself can be guided with an internal thread on the stopper rod.
  • the disk is preferably pressed against the end face of the stopper by means of a nut guided on the thread of the stopper rod.
  • a sealing packing is provided between the disc and the end face.
  • the spreading segments can preferably be folded into the extension by the restoring force of a spring ring.
  • the restoring force only needs to be given during assembly. It is therefore not a problem if the restoring force is lost during the operation of the stopper, since the spreading segments are clamped between the stop surface and the support surface after being unfolded.
  • the simple structure and ease of assembly are advantageous. It is also favorable that the stopper rod does not have to have any tightly toleranced designs in order to be able to be used for the stopper.
  • plug rod and the expansion segments can be used several times.
  • a stopper (1) made of refractory, ceramic material has an installation space (2) for a stopper rod (3).
  • the stopper rod (3) can be tubular and form a channel (4) for guiding purge gas through the stopper (1) into the melt of the metallurgical vessel (not shown).
  • An extension (5) is formed in the installation space (2), which forms an annular stop surface (6).
  • the stop surface (6) can lie in a plane radial to the longitudinal axis (L) (cf. FIG. 1). However, it can also be slightly conical (see FIG. 3).
  • the extension (5) is wedge-shaped in profile. It tapers from the stop surface (6) to the diameter of the installation space (2) necessary for the insertion of the plug rod (3). Overall, the extension (5) weakens the stopper (1) only slightly.
  • the stopper rod (3) is provided with a cylindrical taper (7). This forms a conical support surface (8).
  • Spreading segments (9) are provided between the support surface (8) and the stop surface (6). If, for example, three expansion segments (9) are provided, then they each do not extend by more than 120 ° around the circumference of the stopper rod (3). If four expansion segments (9) are provided, then each expansion segment (9) extends by approximately 90 ° around the circumference of the stopper rod (3).
  • the expansion segments (9) are made of steel. However, they can also consist of other, in particular ceramic, materials that can withstand the operating temperatures that occur.
  • Each spreading segment (9) forms an upper edge (10) which is assigned to the stop surface (6) and a lower edge (11) which is assigned to the support surface (8).
  • Each spreading segment (9) has a bevel (12) so that a tilting line (13) lying against the taper (7) is formed.
  • the spreading segments (9) are surrounded on the outside by a spring ring, for example a rubber ring (14). The spring ring (14) engages the spreading segments (9) between the tilt line (13) and the lower edge (11).
  • the lower edges (11) lie flat against the support surface (8).
  • a flat power transmission between the expansion segments (9) and the plug rod (3) is thereby achieved.
  • the bevels (12) abut the taper (7).
  • the angle (a) of the bevel (12) is approximately equal to the angle (b) of the conical support surface (8).
  • the angles (a, b) are each about 15 °. However, they can easily be larger or smaller than 15 °, namely between 5 ° and 30 °.
  • the upper edges (10) do not lie flat against the stop surface (6).
  • the stopper rod (3) is provided with an external thread (15) that carries a nut (16). Use the nut (16) to press a washer (17) against the end face (18) of the stopper (1).
  • an annular sealing packing (19) is arranged between the disc (17) and the end face (18). This is highly temperature-resistant and consists, for example, of ceramic fibers or glass fibers which are impregnated with graphite, molybdenum, water glass or the like.
  • a recess (20) is provided on the end face (18), which runs around the stopper rod (3) and in which the sealing packing (19) is also located.
  • the depression (20) can be conical or stepped.
  • An annular seal (22) is arranged on the stopper rod (3) below the support surface (8).
  • a channel (23) is formed in the stopper (1) and opens into the space between the seals (19, 22).
  • a pressure line (24) is connected to channel (23) through which inert gas is pressed into the space between the seals (19, 22) under pressure.
  • a pressure gauge (25) is connected to the pressure line (24) and indicates the pressure prevailing in the space between the seals (19, 22). As long as the pressure gauge (25) shows the setpoint value of the pressure, this is a sign that the seals (19, 22) are effective, ie no oxygen can get into the melt. If the pressure drops, this can be read on the manometer (25). In this case, the seals (19 and / or 22) are replaced, since the drop in pressure is a sign that the seals (19, 22) are no longer sufficiently tight, so that oxygen may leak out through the seal (19) the environment is sucked into the melt.
  • the distance (L1) of the end face (18) from the stop edge (6) is not less than the length (L2) of the expansion segments (9). It is achieved on the one hand that the stopper (1) above the stop surface (6) is sufficiently stable. On the other hand, there is some compensation for the thermal expansion in the direction of the longitudinal axis (L).
  • expansion segments (9) are attached to the taper rod (3) which is still free of the plug (1) and held together by means of the spring ring (14). You are in the position folded out about the tilt line (13).
  • the plug rod (3) is pushed in the direction of arrow (A) into the installation space (2) of the plug (1).
  • the spreading segments (9) first pivot into the taper (7). If the upper edge (10) then comes into the area of the extension (5) during further insertion, the expansion segments (9) pivot under the action of the spring washer (14) in front of the stop surface (6) until the bevels (12) of the expansion segments ( 9) rest in the area of the taper (7) on the plug rod (3).
  • the plug rod (3) is pushed into the plug (1), it is not important that the plug (1) and the plug rod (3) are in a rotational position that is related to the longitudinal axis (L).
  • the sealing packing (19) is then pressed firmly against the end face (18) by means of the nut (16) via the washer (17).
  • the expansion segments (9) are firmly clamped between the support surface (8) and the stop surface (6).
  • the stopper (1) is thereby held tightly and firmly on the stopper rod (3).
  • the holder does not loosen if the spring ring (14) loses its spring force. If the stopper (1) is worn, it can be knocked off the stopper rod (3) and a new stopper can be placed on it in the manner described.
  • edge (21) between the stop surface (6) and the installation space (2). educated.
  • the edge (21) prevents the expansion segment (9) from folding back into the taper (7) after it has been pressed against the stop surface (6). Such a folding back could otherwise take place when the contact pressure of the sealing packing (19) decreases, the spring ring (14) is ineffective and vibrations occur.
  • FIG. 4 shows a partial view of the stopper rod (3) and the stopper (1) in the region of its stop surface (6).
  • the spreading segment (9) is shown in several stages of its pivoting out.
  • the upper edge (10) of the expansion segment (9) is chamfered in this case so that it lies parallel to the radial stop surface (6) in the pivoted-out position of the expansion segment (9), so that when the plug rod (3) is tightened, a flat surface is formed Contact of the upper edge (10) on the stop surface (6) results. It is constructively favorable that the stop surface (6) only has to extend radially.
  • the flat contact of the upper edge (10) on the stop surface (6) prevents the spreading segment (9) or one of the spreading segments (9) from undesirably folding back.
  • the support surface (8) of the plug rod (3) is chamfered. However, this is not necessary. It is also possible to make the support surface (8) perpendicular to the longitudinal axis (L), radially. In this case, the lower edge (11) and the bevel (12) of the expansion segment (9) are formed as shown in FIG. 5. The spreading segment (9) is shown in FIG shown in its swung-out state. The lower edge (11) is flat on the support surface (8). The bevel (12) lies flat against the taper (7).
  • the simple design of the support surface (8) is particularly advantageous. In addition, there is a favorable transmission of force between the expansion segments (9) of the plug rod (3) in the tensioned state.
  • the holding device according to FIG. 6 differs from the holding device according to FIG. 1 only in that the gas supply channel (23) is not through a hole in the stopper (1) itself, but through an axial hole (27) and one or more radial holes (23). is formed in the stopper rod (3).
  • the gas supply line (24) with the pressure gauge (25) is connected to the axial bore (27).
  • the sealing arrangement (19, 22) is identical to the sealing arrangement according to FIG. 1.
  • both ring seals (19, 26) can be arranged above the expansion segments (9), in which case the ring seal (22) can be omitted.
  • the latter sealing arrangement can also be used in connection with the gas supply arrangement according to FIG. 1. It is only important that the channel (23) opens between the two ring seals (19, 26).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung einer Stopfenstange in einem feuerfesten, keramischen Stopfen bei einem metallurgischen Gefäß, wobei die Stopfenstange in einen Einbauraum des Stopfens hineinragt und in diesem festgelegt ist, wobei eine Erweiterung des Einbauraums eine Anschlagfläche bildet und an der Stopfenstange eine Abstützfläche gebildet ist, und klappbare Spreizsegmente mit ihrer Oberkante an der Anschlagfläche im Stopfen und mit ihrer Unterkante an der Abstützfläche der Stopfenstange anliegen und dadurch den Stopfen an der Stopfenstange halten.Außerdem betrifft die Erfindung einen Stopfen für eine solche Haltevorrichtung.
  • Aus der AT-B 249 895 ist eine derartige Haltevorrichtung bekannt. Diese besteht aus einer Stopfenstange mit Flansch, einem ringförmigen Einsatzteil und daran über Federn befestigten Sperrklinken, die beim Einschieben der Stopfenstange in den Stopfen in korrespondierende Nuten einrasten und so den Stopfen an der Stopfenstange halten.
  • Nachteilig hierbei ist, daß durch den Flansch und das zusätzliche Einsatzteil die Stopfenstange im Bereich der Halterung gegenüber ihrem sonstigen Durchmesser nicht unbeträchtlich vergrößert ist.
  • Dies bedingt, daß die Bohrung im Stopfen zur Aufnahme der Stopfenstange relativ groß sein muß, so daß der Stopfen in diesem Bereich durch die verbleibenden kleineren Wandstärken geschwächt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Haltevorrichtung einer Stopfenstange sowie einen Stopfen für eine solche Haltevorrichtung anzugeben.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Haltevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stopfenstange eine zylindrische Verjüngung aufweist, die die klappbaren Spreizsegmente in nicht ausgeklappter Stellung aufnimmt.
  • Durch die Erfindung wird es ermöglicht, daß die Bohrung im stopfen zur Aufnahme der Stopfenstange nun geringfügig größer sein muß als der generelle Durchmesser der Stopfenstange, so daß der Stopfen nur unbedeutend geschwächt wird. Außerdem entfällt das zusätzliche Einsatzteil, was die erfindungsgemäße Haltevorrichtung vereinfacht und weniger störanfällig macht.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist an der Stopfenstange eine Scheibe vorgesehen, die mittels eines Gewindes der Stopfenstange gegen die Stirnfläche des Stopfens drückbar ist. Durch den auf die Stirnfläche wirkenden Druck der Scheibe werden die Spreizsegmente fest zwischen die Anschlagfläche und die Abstützfläche gespannt. Die Scheibe selbst kann mit einem Innengewinde auf der Stopfenstange geführt sein. Vorzugsweise wird jedoch die Scheibe mittels einer am Gewinde der Stopfenstange geführten Mutter gegen die Stirnfläche des Stopfens gedrückt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Scheibe und der Stirnfläche eine Dichtpackung vorgesehen. Diese wird beim Anziehen der auf dem Gewinde der Stopfenstange geführten Mutter so komprimiert, daß eine gewünschte Gasdichtigkeit erreicht ist, so daß in den Stopfen durch die Stopfenstange eingeleitetes Spülgas nicht im Bereich der Haltevorrichtung austritt.
  • Vorzugsweise sind die Spreizsegmente durch die Rückstellkraft eines Federrings in die Erweiterung klappbar. Die Rückstellkraft braucht nur während der Montage gegeben sein. Es stört also nicht, wenn die Rückstellkraft im Betrieb des Stopfens verloren geht, da die Spreizsegmente nach dem Ausklappen zwischen die Anschlagfläche und die Abstützfläche eingespannt sind.
  • Insgesamt sind der einfache Aufbau und die leichte Montierbarkeit vorteilhaft. Günstig ist auch, daß die Stopfenstange keine engtolerierten Gestaltungen aufweisen muß, um für den Stopfen verwendet werden zu können.
  • Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Stopfenstange und die Spreizsegmente mehrfach verwendet werden können.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
    In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine Haltevorrichtung im Teilschnitt, in fixierter Stellung,
    Figur 2
    die Haltevorrichtung links bei der Montage und rechts in fixierter Stellung,
    Figur 3
    eine weitere Ausgestaltung der Erweiterung des Stopfens,
    Figur 4
    eine weitere Ausgestaltung des Spreizsegments im Bereich seiner Oberkante, vergrößert,
    Figur 5
    eine weitere Ausgestaltung des Spreizsegments im Bereich seiner Unterkante, vergrößert, und
    Figur 6
    eine weitere Ausgestaltung der Haltevorrichtung hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Dichtungs- und Inertgaszuführungselemente.
  • Ein Stopfen (1) aus feuerfestem, keramischem Material weist einen Einbauraum (2) für eine Stopfenstange (3) auf. Die Stopfenstange (3) kann rohrförmig ausgebildet einen Kanal (4) zur Führung von Spülgas durch den Stopfen (1) in die Schmelze des nicht näher gezeigten metallurgischen Gefässes bilden.
  • Im Einbauraum (2) ist eine Erweiterung (5) ausgebildet, die eine ringförmige Anschlagflache (6) gestaltet. Die Anschlagfläche (6) kann in einer zur Längsachse (L) radialen Ebene liegen (vgl. Figur 1). Sie kann jedoch auch leicht konisch verlaufen (vgl. Figur 3).
  • Die Erweiterung (5) ist im Profil keilförmig. Sie läuft von der Anschlagfläche (6) zu dem für die Einführung der Stopfenstange (3) notwendigen Durchmesser des Einbauraumes (2) konisch zu. Insgesamt schwächt die Erweiterung (5) den Stopfen (1) nur geringfügig.
  • Die Stopfenstange (3) ist mit einer zylindrischen Verjüngung (7) versehen. Diese bildet eine konische Abstützfläche (8).
  • Zwischen der Abstützfläche (8) und der Anschlagfläche (6) sind Spreizsegmente (9) vorgesehen. Sind beispielsweise drei Spreizsegmente (9) vorgesehen, dann erstrecken sie sich jeweils um nicht mehr als 120° um den Umfang der Stopfenstange (3). Sind vier Spreizsegmente (9) vorgesehen, dann erstreckt sich jedes Spreizsegment (9) um etwa 90° um den Umfang der Stopfenstange (3). Die Spreizsegmente (9) bestehen aus Stahl. Sie können aber auch aus sonstigen, insbesondere keramischen, Werkstoffen bestehen, die den auftretenden Betriebstemperaturen standhalten.
  • Jedes Spreizsegment (9) bildet eine Oberkante (10), die der Anschlagfläche (6) zugeordnet ist und eine Unterkante (11), die der Abstützfläche (8) zugeordnet ist. Jedes Spreizsegment (9) weist eine Abschrägung (12) auf, so daß eine an der Verjüngung (7) anliegende Kipplinie (13) gebildet wird. Die Spreizsegmente (9) sind von einem Federring, beispielsweise Gummiring (14), gemeinsam außen umfaßt. Der Federring (14) greift zwischen der Kipplinie (13) und der Unterkante (11) an den Spreizsegmenten (9) an.
  • In der ausgeklappten Stellung der Spreizsegmente (9) liegen die Unterkanten (11) flächig an der Abstützfläche (8) an. Dadurch wird eine flächige Kraftübertragung zwischen den Spreizsegmenten (9) und der Stopfenstange (3) erreicht. Außerdem liegen auch die Abschrägungen (12) an der Verjüngung (7) an. Dabei ist der Winkel (a) der Abschrägung (12) etwa gleich dem Winkel (b) der konischen Abstützfläche (8). Die Winkel (a, b) betragen in diesem Fall jeweils etwa 15°. Sie können aber ohne weiteres auch größer oder kleiner als 15° sein, nämlich zwischen 5° und 30° liegen.
  • Nach der Darstellung in den Figuren 1, 2 liegen die Oberkanten (10) zwar nicht flächig an der Anschlagfläche (6) an. Es ist jedoch möglich, die Anschlagfläche (6) so konisch anzuordnen, oder die Oberkante (10) so schräg zu gestalten, daß auch hier eine flächige Anlage erreicht wird, um die Kraftübertragung zwischen den Spreizsegmenten (9) und der Anschlagfläche (6) zu verteilen.
  • Die Stopfenstange (3) ist mit einem Außengewinde (15) versehen, daß eine Mutter (16) trägt. Mittels der Mutter (16) ist eine Scheibe (17) gegen die Stirnfläche (18) des Stopfens (1) zu drücken. Um Gasdichtigkeit zu erreichen, ist zwischen der Scheibe (17) und der Stirnfläche (18) eine ringförmige Dichtpackung (19) angeordnet. Diese ist hoch temperaturbeständig und besteht beispielsweise aus keramischen Fasern bzw. Glasfasern, die mit Graphit, Molybdän, Wasserglas oder desgleichen getränkt sind. Zur Verbesserung der Dichtung ist an der Stirnfläche (18) eine Vertiefung (20) vorgesehen, die um die Stopfenstange (3) umläuft und in der ebenfalls die Dichtpackung (19) liegt. Die Vertiefung (20) kann konisch oder stufenförmig gestaltet sein.
  • An der Stopfenstange (3) ist unterhalb der Abstützfläche (8) eine ringförmige Dichtung (22) angeordnet. Im Stopfen (1) ist ein Kanal (23) ausgebildet, der in den zwischen den Dichtungen (19, 22) liegenden Raum mündet. Außen ist an Kanal (23) eine Druckleitung (24) angeschlossen, durch die unter Druck Inertgas in den zwischen den Dichtungen (19, 22) liegenden Raum eingepreßt wird. Mit der Druckleitung (24) ist ein Manometer (25) verbunden, das den im Raum zwischen den Dichtungen (19, 22) herrschenden Druck anzeigt. Solange das Manometer (25) den Sollwert des Drucks anzeigt, ist dies ein Zeichen dafür, daß die Dichtungen (19, 22) wirksam sind, also kein Sauerstoff in die Schmelze gelangen kann. Sinkt der Druck ab, dann ist dies am Manometer (25) ablesbar. In diesem Fall werden die Dichtungen (19 und/oder 22) ausgetauscht, da das Absinken des Druckes ein Zeichen dafür ist, daß die Dichtungen (19, 22) nicht mehr hinreichend dicht sind, so daß möglicherweise Sauerstoff über die Dichtung (19) aus der Umgebung in die Schmelze angesaugt wird.
  • Der Abstand (L1) der Stirnfläche (18) von der Anschlagkante (6) ist nicht kleiner als die Länge (L2) der Spreizsegmente (9). Dadurch ist einerseits erreicht, daß der Stopfen (1) oberhalb der Anschlagfläche (6) hinreichend stabil ist. Andererseits ergibt sich dabei ein gewisser Ausgleich der Wärmedehnungen in Richtung der Längsachse (L).
  • Die Montage der beschriebenen Haltevorrichtung geschieht etwa folgendermaßen:
  • An die noch vom Stopfen (1) freie Stopfenstange (3) werden an deren Verjüngung (7) die Spreizsegmente (9) angesetzt und mittels des Federrings (14) zusammengehalten. Sie befinden sich dabei in um die Kipplinie (13) ausgeklappter Stellung.
  • Anschließend wird die Stopfenstange (3) in Richtung des Pfeiles (A) in den Einbauraum (2) des Stopfens (1) eingeschoben. Dabei schwenken die Spreizsegmente (9) zunächst in die Verjüngung (7). Wenn dann beim weiteren Einschieben die Oberkante (10) in den Bereich der Erweiterung (5) gelangt, schwenken die Spreizsegmente (9) unter der Wirkung des Federrings (14) vor die Anschlagfläche (6), bis die Abschrägungen (12) der Spreizsegmente (9) im Bereich der Verjüngung (7) an der Stopfenstange (3) anliegen. Ersichtlich kommt es beim Einschieben der Stopfenstange (3) in den Stopfen (1) nicht auf eine besondere, auf die Längsachse (L) bezogene Drehstellung des Stopfens (1) und der Stopfenstange (3) an.
  • Anschließend wird mittels der Mutter (16) über die Scheibe (17) die Dichtpackung (19) fest gegen die Stirnfläche (18) gepreßt. Dabei werden gleichzeitig die Spreizsegmente (9) fest zwischen die Abstützfläche (8) und die Anschlagfläche (6) gespannt. Der Stopfen (1) ist dadurch dicht und fest an der Stopfenstange (3) gehalten.
  • Im Betrieb lockert sich die Halterung nicht, wenn der Federring (14) seine Federkraft verliert. Ist der Stopfen (1) verschlissen, dann läßt er sich von der Stopfenstange (3) abschlagen und auf diese läßt sich in der beschriebenen Weise ein neuer Stopfen aufsetzen.
  • Bei der Ausführung nach Figur 3 ist zwischen die Anschlagfläche (6) und dem Einbauraum (2) ein Rand (21) ausgebildet. Der Rand (21) verhindert, daß das Spreizsegment (9) in die Verjüngung (7) zurückklappen kann, nachdem es gegen die Anschlagfläche (6) gedrückt wurde. Ein solches Zurückklappen könnte sonst dann erfolgen, wenn der Anpreßdruck der Dichtpackung (19) abnimmt, der Federring (14) unwirksam ist und Erschütterungen auftreten.
  • In Figur 4 ist eine Teilansicht der Stopfenstange (3) und des Stopfens (1) im Bereich seiner Anschlagfläche (6) gezeigt. Das Spreizsegment (9) ist in mehreren Stufen seines Ausschwenkens gezeigt. Die Oberkante (10) des Spreizsegments (9) ist in diesem Fall so geschrägt, daß sie in der ausgeschwenkten Stellung des Spreizsegments (9) parallel zu der radialen Anschlagfläche (6) liegt, so daß sich beim Festziehen der Stopfenstange (3) eine flächige Anlage der Oberkante (10) an der Anschlagfläche (6) ergibt. Konstruktiv günstig ist dabei, daß sich die Anschlagfläche (6) nur radial erstrecken muß. Außerdem ist durch die flächige Anlage der Oberkante (10) an der Anschlagfläche (6) vermieden, daß das Spreizsegment (9) bzw. eines der Spreizsegmente (9) unerwünschterweise zurückklappt.
  • In den Figuren 1 und 2 ist die Abstützfläche (8) der Stopfenstange (3) abgeschrägt gestaltet. Dies ist jedoch nicht notwendig. Es ist auch möglich, die Abstützfläche (8) zur Längsachse (L) senkrecht, radial zu gestalten. In diesem Fall werden die Unterkante (11) und die Abschrägung (12) des Spreizsegmentes (9) wie in Figur 5 gezeigt ausgebildet. Dabei ist in Figur 5 das Spreizsegment (9) in seinem ausgeschwenkten Zustand dargestellt. Die Unterkante (11) steht flächig auf der Abstützfläche (8) auf. Die Abschrägung (12) liegt flächig an der Verjüngung (7) an. Günstig dabei ist vor allem die einfache Gestaltbarkeit der Abstützfläche (8). Außerdem ergibt sich dabei eine günstige Kraftübertragung zwischen den Spreizsegmenten (9) der Stopfenstange (3) im angespannten Zustand.
  • Die Haltevorrichtung gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der Haltevorrichtung gemäß Fig. 1 lediglich darin, daß der Gaszuführungskanal (23) nicht durch eine Bohrung im Stopfen (1) selbst, sondern durch eine Axialbohrung (27) und eine oder mehrere Radialbohrungen (23) in der Stopfenstange (3) gebildet ist. An die Akialbohrung (27) ist die Gaszufuhrleitung (24) mit dem Manometer (25) angeschlossen.
  • Die Dichtungsanordnung (19, 22) ist identisch mit der Dichtungsanordnung gemäß Fig. 1. Alternativ dazu können beide Ringdichtungen (19, 26) oberhalb der Spreizsegmente (9) angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Ringdichtung (22) entfallen kann.
  • Die letztgenannte Dichtungsanordnung ist auch in Verbindung mit der Gaszuführungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendbar. Wichtig ist hierbei nur, daß der Kanal (23) zwischen den beiden Ringdichtungen (19, 26) mündet.

Claims (21)

  1. Haltevorrichtung einer Stopfenstange (3) in einem feuerfesten, keramischen Stopfen (1) bei einem metallurgischen Gefäß, wobei die Stopfenstange (3) in einen Einbauraum (2) des Stopfens (1) hineinragt und in diesem festgelegt ist, wobei eine Erweiterung (5) des Einbauraums (2) eine Anschlagfläche (6) bildet und an der Stopfenstange (3) eine Abstützfläche (8) gebildet ist, und klappbare Spreizsegmente (9) mit ihrer Oberkante (10) an der Anschlagfläche (6) im Stopfen (1) und mit ihrer Unterkante (11) an der Abstützfläche (8) der Stopfenstange (3) anliegen und dadurch den Stopfen (1) an der Stopfenstange (3) halten,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stopfenstange (3) eine zylindrische Verjüngung (7) aufweist, die die klappbaren Spreizsegmente (9) in nicht ausgeklappter Stellung aufnimmt.
  2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spreizsegmente (9) durch die Rückstellkraft eines Federrings (14) in die Erweiterung (5) klappbar sind.
  3. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spreizsegmente (9) mittels einer Abschrägung (12) eine an der Stopfenstange (3) anliegende Kipplinie (13) bilden.
  4. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Stopfenstange (3) eine Scheibe (17) vorgesehen ist, die mittels eines Gewindes (15) der Stopfenstange (3) gegen die Stirnfläche (18) des Stopfens (1) drückbar ist.
  5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Scheibe (17) mittels einer an dem Gewinde (15) der Stopfenstange (3) geführten Mutter (16) gegen die Stirnfläche (18) des Stopfens (1) drückbar ist.
  6. Haltevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen der Scheibe (17) und der Stirnfläche (18) eine Dichtpackung (19) vorgesehen ist.
  7. Haltevorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Stirnfläche (18) eine Vertiefung (20) für die Dichtpackung (19) vorgesehen ist.
  8. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abstützfläche (8) konisch gestaltet ist, so daß in der aufgeklappten Stellung der Spreizsegmente (9) deren Unterkanten (11) an der Abstützfläche (8) flächig anliegen.
  9. Haltevorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Winkel (b) der konischen Abstützfläche (8) etwa gleich dem Winkel (a) der Abschrägung (12) der Spreizsegmente (9) ist.
  10. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erweiterung (5) im Profil sich keilförmig von der Anschlagfläche (6) im Stopfen (1) nach unten verjüngt.
  11. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die ringförmige Anschlagfläche (6) in einer zur Längsachse (L) radialen Ebene liegt oder konisch verläuft.
  12. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen der Anschlagfläche (6) und dem Einbauraum (2) ein Rand (21) vorgesehen ist.
  13. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand (L1) zwischen der Anschlagfläche (6) und der Stirnfläche (18) nicht kleiner ist als die Länge (L2) der Spreizsegmente (9) in Richtung der Längsachse (L).
  14. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die in der Erweiterung (5) des Stopfens (1) gebildete Anschlagfläche (6) in einer zur Längsachse (L) radialen Ebene liegt und daß die Oberkante (10) des Spreizsegments (9) so abgeschrägt ist, daß sie in der ausgeklappten Stellung parallel zur Anschlagfläche (6) steht.
  15. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abstützfläche (8) der Stopfenstange (3) in einer zur Längsachse (L) radialen Ebene liegt und daß die Unterkante (11) des Spreizsegments (9) so abgeschrägt ist, daß sie in der ausgeklappten Stellung parallel zur Abstützfläche (8) steht.
  16. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Stopfenstange (3) zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Ringdichtungen (19, 22 bzw. 19, 26) vorgesehen sind und zwischen den Ringdichtungen (19,22 bzw. 19, 26) im Stopfen(1) ein Kanal (23) zur Einleitung von Inertgas unter Druck vorgesehen ist, wobei sich beim Undichtwerden ein Druckabfall ergibt.
  17. Haltevorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ringdichtungen (19, 22) oberhalb und unterhalb der Spreizsegmente (9) angeordnet sind.
  18. Haltevorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Ringdichtungen (19, 26) oberhalb der Spreizsegmente (9) angeordnet sind.
  19. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kanal zur Einleitung von Inertgas unter Druck durch eine oder mehrere in der Stopfenstange (3) vorgesehene Bohrungen (23, 27) gebildet ist.
  20. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kanal zur Einleitung von Inertgas unter Druck durch eine im Stopfen (1) vorgesehene Bohrung (23) gebildet ist.
  21. Stopfen (1) aus einem feuerfesten, keramischen Material,
    zur Verwendung in einer Haltevorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20.
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