NL7905219A - Vuurvaste plaat voor een schuifafsluiter aan metaal- smelt bevattende vaten. - Google Patents

Description

S % - 1 - ^ N.o. 27.964

Martin & Pagenstecher GmbH, te KEULEN,

Bondsrepubliek Duitsland | »

Vuurvaste plaat voor een schuifafsluiter aan metaalsmelt bevat-tende vaten.

De uitvinding heeft betrekking op een vuurvaste plaat voor een schuifafsluiter aan metaalsmelt bevattende vaten, waar- ' bij de teer bevattend materiaal bevattende vuurvaste plaat is ! voorzien van een vuurvaste binnenring.

Schuifafsluiters worden in het bijzonder bij staalgiet- 5 pannen toegepast· De schuifafsluiter bezit in een metalen huis twee vuurvaste platen, namelijk de vaste kopplaat en de verschuifbare schuifplaat. De vuurvaste platen staan direkt in verbinding met de vloeibare smelt.

. Een vuurvaste plaat van de hierboven genoemde soort be- 10 hoort tot de stand van de techniek bekend uit het Duitse Offen-legungsschrift 1.910.247. Als teerhoudend materiaal zijn de vuurvaste platen geïmpregneerd met teer. Hierbij kan zowel de kopplaat als de schuifplaat met teer worden geïmpregneerd of eventueel slechts één van de beide vuurvaste platen. Een impregnering 15 met teer is bijvoorbeeld ook in het Duitse Offenlegungsschrift 2.IO7.127 als voordelig gebleken.

Aan de impregnering met teer worden in hoofdzaak de volgende positieve invloeden op de slijtage toegeschreven: 1. Vermindering van slakken- en staalinfiltratie; 20 2. verbetering van het afsluit- en glijgedrag door aan de oppervlakte verdampende teerbestanddelen; 3* ket beter bestand zijn tegen temperatuurwisselingen van het keramische materiaal, bijvoorbeeld een verminderde neiging tot scheurvorming. 25

Bij deze voordelen wordt op de koop toegenomen, dat bij het toepassen van een gietpan aanzienlijke hoeveelheden teer ver- -I- 790 5 2 19 r 2 * ',J* * , dampen en condenseren in het schuifhuis tegen veren, afkoelkana-len en andere mechanische delen. Zo moet de schuiver vaak in onderhoud worden genomen, dat wil zeggen worden weggenomen en grondig worden gereinigd, hetgeen gepaard gaat met een aanzienlijke hoeveelheid werk en eventueel zelfs met produktie-uitval. 5

De schuifplaten zijn bij het begin van het gieten blootgesteld aan een buitengewoon grote en plotselinge temperatuurwisseling. Zo hebben bijvoorbeeld temperatuurmetingen aangetoond, dat over de lengte van de platen een temperatuurval van 1600°C tot ca. 300°C bestaat. Hierdoor ontstaan sterke warmtespanningen. Bij 10 bekende schüifers veroorzaken deze spanningen spinvormige scheuren.

De uitvinding heeft tot doel een vuurvaste plaat voor een· schuifafsluiter te ontwikkelen, die een langere levensduur bij een geringere neiging tot vervuiling bezit. 15

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de vuurvaste binnenring op radiale afstand ten opzichte van de deze omgevende vuurvaste plaat is aangebracht waarbij in de zo gevormde ringvormige ruimte een isolerende raortellaag en op afstand van het schuifvlak van de vuurvaste plaat ten minste een tearing zijn 20 aangebracht. De voorgestelde vuurvaste plaat kan zowel worden toegepast als kopplaat als voor schuifplaat, in de regel is het voldoende als ten minste een van de beide platen volgens de constructie volgens de uitvinding is uitgevoerd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de teermgin een 25 middelste gedeelte van de ringvormige ruimte, dat wil zeggen zowel op afstand ten opzichte van het bodemvlak van de vuurvaste plaat als op afstand van het schuifvlak van de vuurvaste plaat aangebracht, waarbij het middelste gedeelte van de ringvormige ruimte voor het opnemen van de teerrirgin radiale richting is ver- 30 breed. Er wordt aan een verbreding van de middelste ringvormige ruimte van ten minste het drievoudige ten opzichte van de andere ringvormige ruimte de voorkeur gegeven. Zo bedraagt de radiale dikte van de isolerende mortellaag bij voorkeur 0,5 tot 5 mm, in het bijzonder ongeveer 2 mm, terwijl voor de teerrhg de voorkeur 35 wordt gegeven aan een dikte van ten minste 5 mm, in het bijzonder 7905219 3 -> 10 tot 20 mm. Als voor het "bereiken van een "bijzonder groot teer-volume een nog gotere radiale dikte gewenst is, kan het doelmatig zijn de teerring in radiale richting te onderbreken door een vuurvaste ondersteuningsring. Deze vuurvaste ondersteuningsring, die uit hetzelfde vuurvaste materiaal als de vuurvaste plaat kan be- 5 staan, bezit aan de zijde van het schuifvlak over de omtrek verdeeld op doelmatige wijze radiale groeven, zodat de teerdampen tussen de ondersteuningsring en de binnenring in de richting van de mortellaag naar het schuifvlak kunnen ontwijken. Bij deze constructie zijn dan in de middelste ringvormige ruimte radiaal van 10 binnen een naar buiten een teerring, dan de vuurvaste ondersteuningsring en dan de tweede teerring aangebracht.

De teerring Isa. bestaan uit normaal in de handel verkrijgbaar staalfabriekteer (pek). Dit kan worden gekarakteriseerd door een pekgehalte van tussen 50 en 95 gew.%, bij voorkeur ongeveer 15 90 gev.%. Het weekpunt ligt tussen 20°C en 100°C, bij voorkeur bij ongeveer 50°C. In afhankelijkheid van het pekgehalte bevat het teer verschillende percentages lichte oliën, middelzware oliën, zware oliën en antraceenoliën.

Als isolatiemortel kunnen hydraulisch of ook chemisch af- 20 bindende materialen met gehalte aan aluminiumoxide van tussen 50 en 95 gew.%, bij voorkeur ongeveer 90 gev.% Al^0^ worden toegepast.

Het mortel moet een goede erosiebestendigheid ten opzichte van vloeibare smelten bezitten.

Yolgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm is ten min- 25 ste de van het schuifvlak afgekeerde helft van de teerring omgeven door een plaatmetalen mantel, bijvoorbeeld uit staal. Deze metalen mantel vermijdt een diffunderen van het teer in de omgevende plaatgedeelten, zodat in hoofdzaak een ontwijken van het · teer in de richting van het schuifvlak is gewaarborgd. De teerring kan in 30 radiale richting tegenover de binnenring en tegenover de omgevende vuurvaste plaat extra door een isolerende mortellaag zijn omgeven .

Yolgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm strekt de binnenring zich aan de zijde van het schuifvlak met een schouder 35 radiaal naar buiten uit tot over de buitendiameter van de teerring 6 7905219 Ίτ ^ terwijl de binnenring met het vrije einde ligt op e'eh schouder van de vuurvaste plaat. Daardoor is de binnenring van de bovenstaande schouder door de vuurvaste plaat - onafhankelijk van de teerring -afgesteund. Omdat de teerring geen ondersteuningsfunctie moet uitoefenen, is daardoor ook bij verdampend teer geen gevaar aanwezig 5 dat de bovenstaande schouder van de binnenring breekt.

Voor de vuurvaste plaat (kopplaten of schuifplaten) met inbegrip van de keramische binnenring worden de voor dergelijke vuurvaste platen bekende samenstellingen aanbevolen. Het keramiek kan bijvoorbeeld bestaan uit muliet, corund en klei en bij voor- 10 keur een Al^^-gehalte van ongeveer 90 % bezitten. In het bijzonder moet de keramiek van de binnenring zo dicht mogelijk zijn om een goede slijtvastheid te waarborgen.

Praktische proefnemingen met het vuurvaste gedeelte volgens de uitvinding hebben aangetoond, dat de uit de teerring ver- 15 dampende vluchtige bestanddelen overwegend via de isolerende mor-tellaag terecht komen bij het schuifvlak. Het bijzondere voordeel van de constructie volgens de uitvinding moet daarin worden gezien, dat deteeiteing een na verhouding groot reservoir voor een langdurige, gelijkmatige teerafgifte vormt, zodat de teerafgifte ook nog 20 na meermalige toepassing is gewaarborgd. Dit voordeel wordt in het bijzonder verkregen als de holle ruimte radiaal verbreed is, zodat een voor wat betreft het volume grote teerring daarin kan worden ondergebracht· Een belangrijk voordeel ten opzichte van de tot nu toe bekende constructies, waarbij de gehele kop- en schuifplaat 25 met teer zijn geïmpregneerd, ligt in het feit, dat bij de constructie volgens de uitvinding in een zelfde lange tijdsperiode aanzienlijk geringe teerhoeveelheden naar het schuifvlak kunnen worden afgegeven. De teerverdamping wordt vertraagd respectievelijk ver-gelijkmatigd, omdat de teer eerst door de isolerende mortellaag 30 heen tot aan het schuifvlak moet diffunderen. Volgens de uitvinding is ten opzichte van de stand van de techniek met dezelfde hoeveelheid teer een veel langere toepassing mogelijk* Daarbij blijven de positieve invloeden van de verdampende teer behouden, zonder dat een frequent onderhoud nodig is. Voordelen worden ook 35 voor de gieter bereikt, omdat geen vuile teerslierten naar buiten treden en de gieters minder worden belast. De isolerende mortel- 7905219 5 * laag, die de teerverdamping vergelijkmatigt, heeft bovendien het voordeel, dat spanningen bij hoge temperatuurverschillen worden opgevangen, zodat de typische spinachtige scheuren niet meer optreden. Door de isolerende mortellaag is de binnenring van het overige plaatgedeelte gescheiden, zodat de temperatuurgradiënt in de 5 binnenring naar verhouding vlak verloopt. Daarentegen worden bij de stand der techniek inwendige scheuren door de te stijle tempe-ratuurgradienten veroorzaakt. De combinatie taa*ring en isolerende mortellaag is bijzonder voordelig gebleken, omdat enerzijds de vertraagde langdurige teerverdamping is gewaarborgd, anderzijds span- 10 ningen bij grote temperatuurverschillen door de isolerende mortellaag worden verlaagd en de isolerende mortellaag een direkte aantasting van het vloeibare metaal op de teeming verhinderd.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld enige uitvoe- 15 ringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn weergegeven.

Fig. 1 geeft in langsdoorsnede een gedeeltelijk aanzicht weer van de vuurvaste plaat.

Fig. 2 geeft een gedeelte weer van een gewijzigde uitvoe- 20 ringsvorm van de inrichting volgens fig. 1.

In de figuren is slechts de vuurvaste plaat 1 weergegeven, die op bekende wijze in een metalen freem van de schuifafsluiter is bevestigd. De weergegeven constructie is geschikt voor zowel de schuifplaat als voor de kopplaat, waarbij de figuren eenvoudig- 25 heidshalve slechts de schuifplaat weergeeft, waarbij het schuif-vlak 10 van de weergegeven plaat 1 zich aan de bovenrand van de tekening bevindt. Een overeenkomstige uitvoeringsvorm voor de kopplaat zou spiegelsymmetrisch ten opzichte van het schuifvlak 10 worden aangebracht. 30

De vuurvaste plaat 1 bezit een vuurvaste binnenring 2 terwijl de binnenring 2 op radiale afstand ten opzichte van de vuurvaste plaat 1 is aangebracht. In het middelste derde gedeelte is deze radiale afstand groter, zodat een driedelige ringvormige ruimte 3» 4, 5 wordt gevormd. In de radiale richting verbrede 35 middelste ringvormige ruimte k is eenfeerring 6 aangebracht, die 7905219

'V

r 6 , in het weergegeven voorbeeld volgens fig. 1 een dikte van ongeveer 15 mm heeft. Detaerring 6 is in axiale richting op een afstand 12 ten opzichte van het schuifvlak 10 en op een afstand 13 ten opzichte van het bodemvlak 11 van de vuurvaste plaat 1 aangebracht. In de daardoor overblijvende spieetvormige bovenste 5 ringvormige ruimte 3 is ie isolerende mortellaag 8 en in de spieetvormige onderste ringvormige ruimte 5 ie isolerende mortellaag 9 aangebracht.

7905219 4 7 v

Bij de in fig. 2 weerg3geven gewijzigde uitvoeringsvorm zijn in radiale richting gezien in de middelste ringvormige ruimte 4 een eerste teerring 6, een vuurvaste ondersteuningsring 20 en een tweede teerring 18 aangebracht. Be ondersteuningsring 20 Bezit aan zijn bovenvlak over de omtrek verdeeld zich radiaal uit- 5 strekkende groeven 21.

Bij beide uitvoeringsvormen (fig. 1 en 2) strekt zich de schouder 17 van de binnenring 2 uit tot boven de teerringen terwijl deze steunt op een schouder 22 van de vuurvaste plaat 1.

Baardoor is de oplegging van de binnenring 2 en daardoor de breuk- 10 vastheid gegeven, omdat de teerringen 6, 18 niet voor de oplegging maatgevend zijn.

Be teerring 6 is omgeven door een plaatmetalen mantel 14 en de teerring 18 door een plaatmetalen mantel 19 (fig.2), waarbij telkens het naar de schouder 17 gelegen oppervlak van de teer- 15 ringen 6 en 8 vrij blijft. Zowel de buitenmantel 15 van de plaatmetalen mantel 14 als de buitenmantel 23 van de plaatmetalen mantel 19 eindigen voor de schouder 17 (in de figuren niet te zien), zodat de teer dampen ongehinderd in de richting van de mortellaag 8 en naar het schuif vlak 10 kunnen diffunderen. Tussen de binnen- 20 wand 16 van de plaatmetalen mantel' 14 en de binnenring 2 loopt de isolerende mortellaag 9 wigvormig uit. Be aan de binnenzijde liggende doorloopopening voor het vloeibare metaal draagt het verwijzingscijfer 7·

Be teerring 6, 18 zijn vervaardigd uit teer (bijvoorbeeld 25 staalfabrieksteer), dat ongeveer 1 % middelzware olie met een kooktraject van tussen 170° tot 270°C bevat, ongeveer 2 % zware olie met een kooktraject van 270 tot 300°C en ongeveer 8 % antra-ceenoliën, die boven 300°C koken,

Be weergegeven constructie zorgt ervoor, dat de teerdampen 30 gelijkmatig overwegend door de isolerende mortellaag 8 tot aan het schuif vlak 10 diffunderen. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm met de plaatmetalen mantel 14 en 19 wordt de diffusie in de plaat-gebieden, die zijn af gekeerd van het schuif vlak 10, door de plaatmetalen mantels verhinderd. Baarentegen is evenwijdig aan de 35 schouder 17 een ongehinderd diffunderen tot aan de mortellaag 8 7905219 v- * 8 mogelijk. De mortellaag 8 in de ringvormige ruimte 3 en de mortellaag 9 in de ringvormige ruimte 3 en de mortellaag 9 in de ringvormige ruimte 5 vermijden spannings scheur en, die bij de tot nu toe bekende platen zonder mortel-isolering optreden.

0 *> · 7905219

Claims (4)

9 '*

1. Vuurvaste plaat voor een schuifafsluiter aan metaalsmelt bevattende vaten, waarbij de teer-bevattende materiaal-bevattende vuurvaste plaat is voorzien van een vuurvaste binnenring, met het kenmerk, dat de vuurvaste binnenring (2) op radiale 5 afstand van de deze omgevende vuurvaste plaat (1 ) is aangebracht terwijl in de zo gevormde ringvoxmige ruimte (3, 4, 5) een isolerende mortellaag (8, 9) en op afstand (12) van het schuif vlak (10) van de vuurvaste plaat (1) ten minste een teerring (6, 18) zijn aangebracht. 10 f

2. Vuurvaste plaat volgens 'conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de teerring (6, 18) in een middelste gedeelte (4) van de ringvormige ruimte (3, 4» 5) op afstand (13) van het bodemvlak (11) en op afstand (12) van het schuifvlak (10) is aangebracht terwijl het middelste deel (4) van de ringvormige 15 ruimte (3, 4> 5) in radiale richting is verbreed.

3· Vuurvatse plaat volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat ten minste de van het schuifvlak (10) af gekeerde helft van de teerring (6, 18) is omgeven door een plaat-metalen mantel (14, 19)· 20

4· Vuurvaste plaat volgens één der conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat de binnenring (2) aan de zijde van het schuifvlak zich met een schouder (17) radiaal naar buiten tot over de buit en diameter van de teerring (6, 18) uit-s trekt. 25 790 5 2 19