Feuerfestteil für einen Giessrohrwechsler am Ausguss eines Metallschmelze enthaltenden Gefässes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Feuerfestteil für einen Giessrohrwechsler am Ausguss eines Metallschmelze enthaltenden Gefässes, das mit einer Dichtfläche und einem sie durchdringenden Durchflusskanal für die Metallschmelze versehen ist, wobei die Dichtfläche eine den Durchflusskanal umgebende Dichtrinne aufweist, in welche ein Gas/Feststoffgemisch- Zufuhrkanal mündet.
Bei Feuerfestteilen dieser Art handelt es sich insbesondere um Ein- und Auslaufhülsen sowie um Boden- und Schieberplatten des Wechslers oder bei Schiebeverschlüssen. Bei Giessrohrwechslern für Zwischenbehälter (Tundish) sind es auch die mit der Schieberplatte zusammenwirkenden Giessrohre.
Giessrohrwechsler der eingangs genannten Art dienen bekanntlich dazu, dass ein in Giessbetrieb befindliches Giessrohr nach einer bestimmten Dauer durch ein neues ersetzt werden kann. Dies erfolgt durch Nerschie-
ben der Schieberplatte mit dem Giessrohr bzw. der Auslaufhülse relativ zur ortsfesten Bodenplatte und der ebenfalls ortsfesten Einlaufhülse.
Um das Eindringen von Aussenluft oder Metallschmelze zwischen die Auflage- und Gleitflächen der Feuerfestteile zu verhindern, sind diese ausreichend gegeneinander angedrückt, womit sie gleichzeitig als Dichtflächen wirksam sind.
Zur Unterstützung dieser Aufgabe dient bei den gattungsgemässen Feuerfestteilen die ihren Durchflusskanal umgebende Dichtrinne. Durch Zuführen eines Gas/Feststoffgemisches in die Dichtrinne entsteht dort eine ringförmige Abdichtung, welche rundum die einwandfreie Dichtigkeit der Feuerfestteile im Betrieb gewährleistet. Hierfür muss aber die Dichtrinne stets gleichmässig und vollständig mit dem Gas/Feststoffgemisch beaufschlagt sein. Das lässt sich jedoch bei geschlossenen Dichtrinnen nicht ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen, da die besondere Zusammenset- zung des Gas/Feststoffgemisches leicht zu Verstopfungen im Zufuhrkanal und/oder in der Dichtrinne führen kann, so dass eine den Durchfluss um- schliessende Gasdichtung nicht mehr gewährleistet ist.
Aus diesem Grund ist man in der Praxis dazu übergegangen, die den Durchflusskanal umgebende Dichtrinne nicht als geschlossene Rinne, sondern als spiralförmige offene Ringrinne auszugestalten. Eine solche Dichtrinne erleichtert zwar die ungehinderte Zuführung des Gas/Feststoffgemisches in die Dichtrinne. Sie ist aber fertigungstechnisch sehr aufwendig, zumal wenn man berücksichtigt, dass der Dichtrinnenverlauf durch die gegebenen Platzverhältnisse eingeengt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Feuerfestteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch eine einfache Ausbildung der Dichtrinne samt Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal auszeichnet und dabei die einwandfreie Gas/Fest- stoffgemisch-Zuführung und somit die einwandfreie Funktion der Dichtrinnenabdichtung im Betrieb gewährleistet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal in die Dichtrinne in einer annähernd tangentia- len Ebene und in spitzem Einlaufwinkel zu ihr einmündet.
Durch die erfindungsgemässe Ausrichtung des Zufuhrkanals relativ zur Dichtrinne ist es möglich, zum einen diese als einfache, geschlossene Dichtrinne auszugestalten, und zum anderen die ungehinderte Zufuhr des Gas/Feststoffgemisches im Betrieb problemlos aufrechtzuerhalten, weil der erfindungsgemässe Verlauf des Zufuhrkanals die verstopfungsfreie Gas/Feststoffgemisch-Zirkulation durch das Dichtrinnensystem gewährleistet, denn durch diese tangentiale Einführung wird das Gas/Feststoffgemisch in dieser Rinne quasi in eine Rotation versetzt und es demnach mehrmals zirkulieren kann.
Es ist auch hierfür vorteilhaft, wenn erfindungsgemäss die Dichtrinne ringförmig ausgebildet ist und der Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal darin mittig zur Dichtrinnenbreite einmündet.
Im Sinne einer weiteren Erleichterung der Fertigung sieht die Erfindung ferner vor, dass der Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal durch eine von der Umfangsfläche des Feuerfestteils ausgehenden Radialbohrung und eine
sich mit dieser kreuzenden und in die Dichtrinne einmündenden Schrägbohrung gebildet ist.
Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Radialbohrung und die Schrägbohrung als Blind- oder Sacklochbohrungen ausgeführt sind, weil dadurch sonst erforderliche Verschlüsse am jeweils offenen Bohrungsende entbehrlich sind.
Bei Feuerfestteilen, die mit einem die Dichtfläche bildenden Flansch und einem sich daran anschliessenden Hals versehen sind, ist es gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Radialbohrung im Hals angeordnet ist und die Schrägbohrung vom Hals zum Flansch hin verlaufend ausgeführt ist. Dadurch ist es möglich, den Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal mit ver- hältnismässig kurzen Bohrungen und sanften Richtungswechseln auszugestalten. Es ist ausserdem dadurch möglich, die Bohrungen in einem verhält- nismässig massiven Bereich der Feuerfestkörpers zu unterbringen.
Um die Versorgung des Feuerfestteils mit dem Gas/Feststoffgemisch zu erleichtern, ist es zweckmässig, wenn die Radialbohrung an ihrem Einlassende mit einer Aufweitung für die Gas/Feststoffgemisch-Zufuhr versehen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. l einen Giessrohrwechsler mit einer erfindungsgemässen Einlaufhülse, im Längsschnitt dargestellt, Fig.2 eine Einlaufhülse aus Fig. l, perspektivisch dargestellt,
Fig.3 eine Einlaufhülse aus Fig. l, im Längsschnitt und vergrössert dargestellt,
Fig.4 eine Teilansicht der Einlaufhülse in Richtung des Pfeils IV in Fig.3,
Fig.5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig.4, und
Fig.6 ein Schema der Zuführeinrichtung des Gas-/Feststoffgemisches.
Der in Fig. l dargestellte Giessrohrwechsler weist ein Gehäuse 1 auf, das am Boden 2 eines metallurgischen Gefässes, wie beispielsweise einer Pfanne oder eines Zwischenbehälters (Tundish), befestigt ist. Mit diesem Giessrohrwechsler kann ein verbrauchtes Giessrohr durch ein neues ersetzt werden, indem dieses neue Giessrohr seitlich gegen das auszutauschende verschoben wird, bis dessen Durchflusskanal 15 konzentrisch zu derjenigen der Hülse 4 verläuft. Hierfür sind im Gehäuse 1 eine Einlaufhülse 4 und ein mit ihr zusammenwirkendes Giessrohr 5, beide aus feuerfestem keramischen Material, angeordnet.
Die Einlaufhülse 4 weist einen teilkegelförmigen Körper 6 mit einem zylindrischen Kragen 7 und einem sich daran anschliessenden Flansch 8 auf, und ist in einem Lochstein 9 oder in einer Stampfmasse des metallurgischen Gefässes eingebaut.
Das Giessrohr 5 weist einerseits ebenfalls einen oberen Flansch 10 auf, der durch Kipphebel 11a, 11b gegen den Flansch 8 der Einlaufhülse 4 angedrückt ist. Die Flansche 8 und 10 mit ihren als Auflage- und Gleitflächen dienenden Stirnflächen 12 bzw. 14 bilden die ortsfeste Bodenplatte bzw. die relativ zu ihr verschiebbare Schieberplatte des Wechslers.
Die Einlaufhülse 4 und das Giessrohr 5 weisen - wie bereits oben erwähnt - ausserdem je einen Durchflusskanal 14 bzw. 15 auf, durch welchen die Metallschmelze bei geöffnetem Wechsler hindurchfliesst.
Die Stirnflächen 12 und 13 dienen auch als von den Durchflusskanälen 14 bzw. 15 durchdrungene Dichtflächen, welche das Eindringen von Luft in die Metallschmelze sowie das Eindringen von Metallschmelze in den Zwischenraum zwischen die Einlaufhülse 4 und das Giessrohr 5 unterbindet.
Zur Unterstützung dieser Abdichtung ist die Einlaufhülse 4 mit einer den Durchflusskanal 14 umgebenden Dichtrinne 16 versehen, die über ein in sie mündenden Zufuhrkanal 17 und eine im Gehäuse 1 angeordnete Zufuhrleitung 18 mit einem Gas/Feststoffgemisch beaufschlagbar ist, welches von einer nicht näher gezeigten Gas- und Feststoffquelle zugeführt wird. Als Feststoff eignet sich insbesondere Graphitpulver.
Die Dichtrinne 16 ist koaxial zum Durchflusskanal 14 angeordnet. Sie ist eine geschlossene Ringrinne mit einem annähernd halbkreisförmigen Querschnitt.
Der Zufuhrkanal 17 ist durch eine Radialbohrung 19 und eine sich mit dieser kreuzende Schrägbohrung 20 gebildet. Beide Bohrungen sind als Blind- oder Sacklochbohrungen ausgebildet. Die Radialbohrung 19 ist im Hals 7 der Einlaufhülse 4, von deren Umfangsfläche hin ausgehend angeordnet. Die Schrägbohrung 20 ist vom Hals 7 zum Flansch 8 hin verlaufend ausgeführt. Die Radialbohrung 19 ist an ihrem Einlassende mit einer Aufweitung 21 versehen, die im eingebauten Zustand mit einem ihr gege-
nüberliegenden, ringförmigen Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal im Gehäuse 1 zusammenwirkt.
Die Schrägbohrung 20 ist in der Einlaufhülse 4 so ausgerichtet, dass sie in die Dichtrinne 16 mittig zur Dichtrinnenbreite 22 annähernd tangential und in spitzem Winkel 23 zu ihr mündet. Auf diese Weise ist eine ungehinderte, verstopfungsfreie Zufuhr des Gas/Feststoffgemisches in die Dichtrinne 16 und um dieser herum gewährleistet.
Fig.5 zeigt noch ein Schema einer Zuführeinrichtung 50 von Gas- und oder einem Gas/Feststoffgemisch in die Dichtrinne. Diese Einrichtung 50 weist eine Gasquelle 52 auf, zum Beispiel einen Gasdruckbehälter, der vorzugsweise mit Argon gefüllt ist. Eine von dieser Gasquelle 52 ausgehende Leitung führt zu einem Behälter 60 und von diesem in die Dichtrinne 16 des Feuerfestteils. Der Behälter 60 ist teilweise mit einem Feststoffpulver 63, zum Beispiel Graphit gefüllt und am oberen Ende ist ein Einlass 61 für das Gasmedium vorgesehen.
Mittels eines Druckspeichers 57 und entsprechenden Ventilen 56, 58 ist das Gasmedium als weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung durch eine Leitung 54 und den Einlass 61 mit wenigstens einem Druckstoss in den Behälter 60 einleitbar, so dass das im Behälter 60 befindliche Fest- stoffpulver aufgewirbelt wird und sich mit dem nachfolgend zur Dichtrinne geleiteten Gasmedium durchmischt. Dies ermöglicht eine einfache und effiziente Anordnung für die Speisung des Gas/Feststoffgemisches.
Es kann aber auch eine gleichmässige Gaszuführung via den Behälter 60 erfolgen, mittels welcher das Gas durch den Behälter 60 ohne Aufwirbe-
lung des Feststoffpulvers und Vermischung mit demselben in die Dichtrinne 16 leitbar ist. Zu diesem Zwecke ist eine parallele Leitung 53 zu derjenigen mit dem Druckspeicher 57 vorgesehen, an der ein Regulierventil 59 mit einem einstellbaren Gasdruck vorgesehen ist. Durch dieses Regulierventil 59 wird das Gas mit einer konstanten dosierten Strömungsgeschwindigkeit durch Behälter geleitet.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Dichtrinne 16 und der Zufuhrkanal 17 in der Einlaufhülse 4 des Giessrohrwechslers angeordnet. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, die Dichtrinne und den Zufuhrkanal im Giessrohr 5 anzuordnen. Es ist ebenfalls ohne weiteres möglich, sie bei Giessrohrwechslern mit einzelnen Ein- und Auslaufhülsen sowie einzelnen Boden- und Schieberplatten einem oder mehreren dieser Feuerfestteile zuzuordnen.
Die Erfindung ist mit dem erläuterten Ausführungsbeispiel ausreichend dargetan. Sie könnte jedoch noch in anderen Varianten veranschaulicht sein. So könnte es sich beim Giessrohrwechsler auch um einen Schiebe- verschluss handeln, bei dem derselbe Aufbau wie beim Wechsler besteht, nämlich eine ebene Gleitfläche zwischen zwei Feuerfestteilen, die es gilt abzudichten.