EP1437186A1 - Feuerfeste Verschlussplatte für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefässen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Feuerfeste Verschlussplatte für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefässen und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

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EP1437186A1
EP1437186A1 EP03020687A EP03020687A EP1437186A1 EP 1437186 A1 EP1437186 A1 EP 1437186A1 EP 03020687 A EP03020687 A EP 03020687A EP 03020687 A EP03020687 A EP 03020687A EP 1437186 A1 EP1437186 A1 EP 1437186A1
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EP
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frame
ceramic plate
ceramic
plate
closure plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03020687A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Antonio Cantarin
Rudolf Handler
Rolf Himmler
Peter Schrader
Roland Strumpen
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.)
Pa-Ha-Ge Feuerfeste Erzeugnisse & Co KG GmbH
Original Assignee
Pa-Ha-Ge Feuerfeste Erzeugnisse & Co KG GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B22D41/28—Plates therefor
    • B22D41/34—Supporting, fixing or centering means therefor

Definitions

  • the invention relates to a refractory closure plate at least one sliding surface for slide closures on metallurgical Vessels such as ladles and on distribution channels for Metal melting with a base made of refractory material, which has a flow opening for the melt, which the Hub of the plate covers and that with a multi-part, for one multiple use of certain frames made of steel or the like high strength material with high mechanical strength and great thermal resistance to accommodate an interchangeable ceramic body is provided and a method for their manufacture.
  • Such a fireproof closure plate is made of, for example known from DE 43 39 316 C2, in which a highly heat-resistant, wear-resistant ceramic insert with a pouring opening with a less high quality casting compound in a steel frame is poured.
  • the use of two different materials is costly and on the other hand it carries the risk of tension or other undesirable reactions in the contact area of both materials, the two materials shouldn't match each other exactly be coordinated.
  • the invention is based on the object slide closure plate mentioned at the beginning and described in more detail above with a view to cost-effective production and a high level of economy thanks to the possibility of one multiple use due to the renewal of the refractory Basic body with the flow opening for the molten metal to further develop educational use.
  • the invention offers such Design of the metallic frame that a recording Ceramic that can be removed after wear and used again Plate is made possible in a simple manner.
  • the frame consists of two parts that swivel with a solid hinge are interconnected.
  • the stable folding hinge is designed that the two halves of the frame are not separated can to interchange different metal frame halves reliably excluded (risk of tolerance differences due to the manufacturing process).
  • Another embodiment of the invention provides that the Division of the frame into two parts in the longitudinal direction, preferably a screw connection on the hinge opposite side of the frame as a connection of its the Serves ceramic plate encompassing parts.
  • the slide lock under operating conditions ensure is both the joint between the two frame parts as well as the simple locking mechanism of the metal frame trained (torque screw or the like.) That both a "spanning" of the two halves of the metal frame (becoming belly) as well as an integrity (too "loose”) tensioning the frame halves is excluded.
  • the ceramic plate has a substantially rectangular shape rounded end faces and preferably has chamfered edges on, which preferably have an angle of 45 °. on the other hand the edges can also be rounded.
  • Your surface is already ground ready for use plane-parallel and it stands due to their larger size according to a further teaching of the invention Starch with its top and bottom over the metallic Frame in front, so that a sliding of the ceramic surface on the ceramic surface the other plate (s) of the slide lock reliable is guaranteed.
  • the slide closure plate according to the invention stands out through the following advantages:
  • the solid metal frame is in the longitudinal direction, in the transverse direction or divided horizontally.
  • the two frame halves are by means of a solid hinge that opens at least 180 ° allowed, releasably or inextricably linked.
  • the halves are releasably connected to each other, can the halves preferably individualized in pairs that two matched halves only together are usable. This can e.g. through pens and compatible Drilled holes or by suitable shaft / bushing pairings become.
  • the locking plate can by simply opening the locking device of the metal frame and opening the two halves of the metal frame removed and replaced by a new ceramic plate become. This makes it very fast and therefore inexpensive Change the ceramic wear plates Given to customers directly on site.
  • the metal frame needs to Do not change the ceramic wear plates into an (external) Workshop to be transported.
  • the ceramic closure plate becomes such manufactured that a highly refractory casting or vibration compound based on tweeter, tweeter spinel, magnesite, zirconium oxide, Mixtures of the named or other highly refractory ceramic raw materials poured into a mold or compacted by vibration and after a heat treatment of 120 - 500 ° C be ground plane-parallel to the insert dimension.
  • FIG. 1 to 3 show a metallic frame 1, the both parts 1A and 1B via a hinge 2 only indicated “hinged” are connected.
  • the frame 1 points also a bore 3, two serving as guide rails Longitudinal grooves 4 and an inner circumferential groove 5 on which to receive a ceramic shaped body designed as a ceramic plate 6 serves.
  • the bore 3 ensures simple and secure closure the ceramic plate 6 clamped in the frame 1, which is provided with a flow opening 7.
  • FIGS. 4 to 6 show the ceramic plate 6 of a central plate a 3-plate slide without frame.
  • the plate 6 is there Ready-to-use, i.e. the two sliding surfaces 6A and 6B are ground plane-parallel to the final dimension.
  • chamfered Edges 8A and 8B ensure a defined outer Shape of the ceramic plate 6 and thus ensure a positive and non-positive Connection to the frame 1, the groove 5 accordingly is trained.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper (6) aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung (7) für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen (1) aus Stahl oder dgl. aus hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist und ein Verfahren zu deren Herstellung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen aus Stahl od. dgl. aus hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Eine solche feuerfeste Verschlussplatte ist beispielsweise aus der DE 43 39 316 C2 bekannt, bei der ein hochhitzebeständiger, verschleißfester eine Gießöffnung aufweisender Keramikeinsatz mit einer weniger hochwertigen Gießmasse in einen Stahlrahmen eingegossen wird. Die Verwendung zweier unterschiedlicher Materialien (hochhitzebeständiger, verschleißfester Keramikeinsatz und weniger hochwertige Gießmasse) ist zum einen kostenaufwendig und zum anderen birgt es die Gefahr von Spannungen oder anderen unerwünschten Reaktionen im Kontaktbereich beider Materialien, sollten die beiden Materialien nicht genau aufeinander abgestimmt sein.
Des weiteren entsteht zwischen dem hochhitzebeständigen, verschleißfesten Keramikeinsatz und der weniger hochwertigen Gießmasse eine Fuge, die bei Kontakt mit der Säule der Metallschmelze infolge Schiebebewegung der Verschlussplatte eine potentielle Gefahr darstellt, da aufgrund des erhöhten Verschleißes ein Totalausfall des Schiebesystems durch Blockage der Schieberplatte möglich ist.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Schieberverschlussplatte im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung und eine hohe Wirtschaftlichkeit durch die Möglichkeit eines vielfachen Einsatzes aufgrund der Erneuerung des feuerfesten Grundkörpers mit dem die Durchflussöffnung für die Metallschmelze bildenden Einsatz weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schieberverschlussplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie das Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 11.
Im Gegensatz zu der aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannten Verschlussplatte bietet die Erfindung eine solche Ausgestaltung des metallischen Rahmens, dass eine Aufnahme einer nach Verschleiß herausnehmbaren und neu einzusetzenden keramischen Platte auf einfache Weise ermöglicht wird.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung besteht der Rahmen aus zwei Teilen, die mit einem massiven Scharnier verschwenkbar miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich der Austausch einer verschlissenen Keramikplatte unmittelbar vor Ort leicht durchführen. Das stabile Klappscharnier ist so ausgeführt, dass die beiden Hälften des Rahmens nicht getrennt werden können, um ein Vertauschen verschiedener Metallrahmenhälften zuverlässig auszuschließen (Gefahr von Toleranzunterschieden aufgrund des Fertigungsverfahrens).
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Teilung des Rahmens in zwei Teile in Längsrichtung erfolgt, wobei bevorzugt eine Schraubverbindung auf der dem Scharnier gegenüber liegenden Seite des Rahmens als Verbindung seiner die Keramikplatte umgreifenden Teile dient. Um ein sicheres Funktionieren des Schieberverschlusses unter Einsatzbedingungen zu gewährleisten, ist sowohl die Fuge zwischen den beiden Rahmenteilen als auch die einfache Verschlussmechanik des Metallrahmens so ausgebildet (Drehmomentschraube od. dgl.), dass sowohl ein "Überspannen" der beiden Hälften des Metallrahmens (Bauchigwerden) als auch ein nicht einwandfreies (zu "loses") Spannen der Rahmenhälften ausgeschlossen ist.
Die Keramikplatte hat eine im wesentlichen rechteckige Form mit abgerundeten Stirnflächen und weist bevorzugt gefaste Kanten auf, die bevorzugt einen Winkel von 45° haben. Andererseits können die Kanten auch abgerundet sein. Ihre Oberfläche ist bereits einsatzfertig planparallel geschliffen und sie steht aufgrund ihrer nach einer weiteren Lehre der Erfindung größeren Stärke mit ihrer Ober- und Unterseite über den metallischen Rahmen vor, so dass ein Gleiten der Keramikfläche auf der Keramikfläche der anderen Platte(n) des Schieberverschlusses zuverlässig gewährleistet wird.
Die erfindungsgemäße Schieberverschlussplatte zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
Der massive Metallrahmen ist in Längsrichtung, in Querrichtung oder horizontal geteilt. Die beiden Rahmenhälften sind mittels eines massiven Scharniers, das eine Öffnung auf mindestens 180° erlaubt, lösbar oder unlösbar miteinander verbunden.
Wenn die Rahmenhälften lösbar miteinander verbunden sind, können die Hälften vorzugsweise derart paarweise individualisiert werden, dass zwei aneinander angepasste Hälften nur miteinander verwendbar sind. Dies kann z.B. durch Stifte und kompatible Bohrungen oder durch geeignete Wellen/Buchsenpaarungen vorgenommen werden.
Am gegenüberliegenden Ende des Scharniers des Metallrahmens befindet sich eine Verschlussvorrichtung, die es erlaubt, eine in den geöffneten Metallrahmen in vorgegebene Haltenuten einzulegende keramische Platte so einzuspannen, dass sie sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig unverrückbar fixiert ist. Nach einem Einsatz in einem Schieberverschluss kann die Verschlussplatte durch einfaches Öffnen der Verschlussvorrichtung des Metallrahmens und Aufklappen der beiden Hälften des Metallrahmens entnommen und durch eine neuwertige Keramikplatte ersetzt werden. Dadurch ist ein sehr schnelles und dadurch kostengünstiges Wechseln der keramischen Verschleißplatten bei Kunden direkt vor Ort gegeben. Der Metallrahmen braucht zum Wechseln der keramischen Verschleißplatten nicht in eine (externe) Werkstatt transportiert zu werden.
Die keramische Verschlussplatte wird erfindungsgemäß derart hergestellt, dass eine hochfeuerfeste Gieß- bzw. Vibrationsmasse auf Basis Hochtonerde, Hochtonerdespinell, Magnesit, Zirkonoxid, Gemische der genannten oder anderer hochfeuerfester Keramikrohstoffe in eine Form gegossen oder durch Vibration verdichtet werden und nach einer Wärmebehandlung von 120 - 500°C planparallel auf Einsatzmaß geschliffen werden.
Die klassische Herstellung durch Pressen von Mischungen der zuvor genannten hochfeuerfesten Keramikrohstoffe mit anschließendem Sintern durch keramischen Brand bei Temperaturen über 1000°C ist ebenfalls vorstellbar.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße feuerfeste Verschlussplatte in Draufsicht,
Fig. 2
die Verschlussplatte aus Fig. 1 im Längsschnitt entlang der Linie II-II,
Fig. 3
die Verschlussplatte aus Fig. 1 im Querschnitt entlang der Linie III-III,
Fig. 4
eine erfindungsgemäße Keramikplatte ohne Rahmen in Draufsicht,
Fig. 5
die Keramikplatte aus Fig. 4 in Seitenansicht und
Fig. 6
die Keramikplatte aus Fig. 4 im Querschnitt entlang der Linie VI-VI.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen metallischen Rahmen 1, dessen beide Teile 1A und 1B über ein nur angedeutetes Scharnier 2 "aufklappbar" miteinander verbunden sind. Der Rahmen 1 weist ferner eine Bohrung 3, zwei als Führungsschienen dienende Längsnuten 4 und eine innere umlaufende Nut 5 auf, die zur Aufnahme eines als Keramikplatte 6 ausgebildeten keramischen Formkörpers dient.
Die Bohrung 3 sorgt dabei für den einfachen und sicheren Verschluss der im Rahmen 1 eingespannten Keramikplatte 6, welche mit einer Durchflussöffnung 7 versehen ist.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Keramikplatte 6 einer Mittelplatte eines 3-Platten-Schiebers ohne Rahmen. Die Platte 6 ist dabei fertig einsatzbereit konfektioniert, d.h., die beiden Gleitflächen 6A und 6B sind auf Endmaß planparallel geschliffen. Gefaste Kanten 8A und 8B sorgen dabei für eine definierte äußere Form der Keramikplatte 6 und sichern so eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Rahmen 1, dessen Nut 5 entsprechend ausgebildet ist.
Es ist schnell ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Keramikplatte als "einfaches Ersatzteil" verwendet und ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann, wodurch eine besonders einfache 'Erneuerung' eines verschlissenen keramischen Formkörpers in kürzester Zeit möglich wird.

Claims (13)

  1. Feuerfeste Verschlussplatte mit mindestens einer Gleitfläche für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefäßen wie Gießpfannen sowie an Verteilerrinnen für Metallschmelzen mit einem Grundkörper aus feuerfestem Material, der eine Durchflussöffnung für die Schmelze aufweist, der den Hub der Platte abdeckt und der mit einem mehrteiligen, für einen mehrfachen Einsatz bestimmten Rahmen aus Stahl od. dgl. aus hochfestem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und großen thermischen Widerstandsfähigkeit zur Aufnahme eines austauschbaren keramischen Körpers versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (1) zur formschlüssigen Aufnahme einer als Grundkörper dienenden konfektionierten aus einem hochhitzebeständigen, abschäl- und erosionsfesten sowie chemisch widerstandsfähigen Material bestehenden Keramikplatte (6) ausgebildet ist.
  2. Verschlussplatte nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (1) aus zwei Teilen (1A, 1B) besteht, die mit einem Scharnier (2) verschwenkbar und unlösbar miteinander verbunden sind.
  3. Verschlussplatte nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (1) in Längsrichtung in zwei Teile (1A, 1B) geteilt ist.
  4. Verschlussplatte nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Schraubverbindung (3) als Verbindung der die Keramikplatte (6) umgreifenden Teile (5) des Rahmens (1) dient.
  5. Verschlussplatte nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schraubverbindung (3) eine Sicherung vor "Überspannen" aufweist.
  6. Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keramikplatte (6) eine im wesentlichen rechteckige Form mit abgerundeten Stirnseiten hat und gefaste Kanten (8A, 8B) aufweist.
  7. Verschlussplatte nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kanten (8A, 8B) unter einem Winkel von 45° gefast sind.
  8. Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keramikplatte (6) geschliffene Oberflächen (6A, 6B) aufweist.
  9. Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keramikplatte (6) eine gebohrte Durchflussöffnung (7) aufweist.
  10. Verschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stärke der Keramikplatte (6) größer ist als die Stärke des Rahmens (1).
  11. Verfahren zum Herstellen einer feuerfesten Verschlussplatte mit einem ausgebrannten bzw. ausgefrästen oder gegossenen Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    Teilen des Rahmens in zwei Teile,
    Verbinden beider Teile mittels einem stabilen Klappscharnier,
    Herstellen der Keramikplatte durch Gießen oder Verdichten,
    Wärmebehandlung der Keramikplatte
    Schleifen der Oberflächen der Keramikplatte und
    Einspannen der Keramikplatte in den Rahmen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wärmebehandlung der Keramikplatte bei Temperaturen zwischen 120 und 500 °C erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Keramikplatte durch Pressen von Mischungen hochfeuerfester Keramikrohstoffe hergestellt bei Temperaturen über 1000 °C gesintert wird.
EP03020687A 2003-01-13 2003-09-11 Feuerfeste Verschlussplatte für Schieberverschlüsse an metallurgischen Gefässen und Verfahren zu ihrer Herstellung Withdrawn EP1437186A1 (de)

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