DE2043588A1

DE2043588A1 - Drehschieberverschluß an Behältern für flüssige Schmelze

Info

Publication number: DE2043588A1
Application number: DE19702043588
Authority: DE
Inventors: Rolf 4140 Rheinhausen. P C03b 5-14 Hoffmann
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1970-09-03
Filing date: 1970-09-03
Publication date: 1972-03-09
Also published as: US3710992A; DE2043588C3; CH551826A; DE2043588B2; FR2105215A1; SE369583B; FR2105215B1; GB1314746A

Description

VXR/P/Rfd/Gä Pall 2472

62 Wiesbaden, lessing-Straße 16

Drehschieberverschluß an Behältern für flüssige Schmelze·

Die Erfindung betrifft einen Drehschieberverschluß an Behältern für flüssige Schmelze, bestehend aas einer unbeweglichen Lochplatte und einer außen an dieser dicht anliegenden, drehbeweglichen Schieberplatte mit jeweils wenigstens einem Durchflußkanal.

Durch die in den letzten Jahren erfolgten Veränderungen in der Vergießtechnik und in den metallurgischen Zusammensetzungen der Schmelzen werden an das Feuerfeatmaterial vornehmlich bei Stahlgießpfannen erhebliche zusätzliche Anforderungen gestellt. Der konventionelle, sich während des Gießprozesses innerhalb der flüssigen Schmelze befindliche Stopfenstangenverschluß unterliegt dadurch ständig steigenden Beanspruchungen, was nicht zuletzt durch längere Verweilzeiten der Stopfenstange in der Schmelze sowie höhere Abstich- und Gießtemperaturen bedingt ist. Schieberverschlüsse, die wegen ihrer Anordnung außerhalb des flüssigen Metalls diesen Beanspruchungen nicht ausgesetzt sind, verdrängen deshalb mehr und mehr die bekannte Stopfenstange.

Bei Schieberverschlüssen nach dem Stand der Technik tritt aber das Problem auf, daß sich bei der Verstellung der Schieberplatte in Richtung stärkerer oder geringerer Drosselung mit der Schieberplatte auch die AamflaßSffnnng und damit die lage des auefließenden Strahle· seitlich verschiebt.

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Zur Beseitigung dieses Kachteils ist bereits ein Linearschieber vorgeschlagen worden (OS 1 458 18O), bei welchem die Schieberplatte zwischen zwei unbeweglichen Platten geführt ist. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß ausser Loch- und Schieberplatte eine weitere Steinplatte zusätzlich erforderlich ist. Ausserdem ist ein weiteres Paar Dicht- und Gleitflächen, die Verschleißflächen darstellen, vorhanden. Dadurch wird überdies die Führung der Schieberplatte überbestinmt, und eine saubere Anlage alfer Dichtflächen ist wegen der Fertigungs- und Montageungenauigkeiten bei der Herstellung der vierfachen Planparal·· lelität praktisch nicxht möglich.

Eine weitere bekannte Lösung des genannten Problems besteht darin, bei einem Drehschieber unterhalb der Schieberplatte einen Trichter anzuordnen, der in einer solchen Lage mit der Drehschieberplatte verbunden ist, daß die Mittelachse seiner Ausflußöffnung mit der Drehachse der Schieberplatte zusammenfällt (Schweiz. Mentschrift 370 454). Bei dieser Ausführung tritt der Hangel auf, daß der aus der Schieberplatte austretende Strahl, auf die Trichterwand fällt, welche deshalb sehr schnell beschädigt wiy_d· Da der Trichter verhältnismäßig kühl ist, muß hier ausserdem mit Ablagerungen des erkalteten Metalls gerechnet werden. Schließlich stellt auch der Trichter wieder ein zusätzliches Bauteil dar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschieberverschluß der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher das Problem, trotz Verstellung der Schieberplatte die Lage der Ausflußöffnung nicht zu verändern, mit einfacheren Mittel¹¹ ohne die aufgezeigten Nachteile dadurch löst, daß der Durchflußkanal der Schieberplatte eine mit Bezug auf deren Drehachse koaxiale Auslauföffnung aufweist·

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Bei der neu vorgeschlagenen Lösung ist der Trichter durch einen schrägen Kanal in der Schieberplatte ersetzt, wodurch ^einerseits bereits der Vorteil gewonnen wird, daß die ausfließende Schmelze nicht mehr nach einem freien Fall auf eine verhältnismäßig kühle, schräge Wand auftrifft, andererseits immer noch als ein gewisser Nachteil zu verzeichnen ist, daß die ausfließende Strömung an oder in der Schieberplatte mit dem darin befindlichen schrägen Durchflußkanal ihre Richtung ändern muß.

Zur Behebung des letztgenannten Mangels wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Drehachse der Schieberplatte mit den Mittelachsen der Durchflußkanäle einen spitzen Winkel bildet. Da die Dicht- und Gleitfläche zwischen Loch- und Schieberplatte zwangsläufig senkrecht zur Drehachse liegen muß, ergibt sich bei vertikaler Lage des geöffneten Durchflußkanals eine von der Horizontalen abweichende Lage der Dicht- und Gleitfläche. Dies bringt die weiteren Vorteile mit sich, daß in einer Drosselstellung des Verschlusses die zusammenwirkenden Kanten der bei der Drosselung gegeneinander versetzten Öffnungen der Durchflußkanäle in Loch- und Schieberplatte ebenfalls schräg zur Strömungsrichtung verlaufen und daher weniger zur Verwirbelung der Strömung neigen als ein senkrechter stufenförmiger Absatz» Die Schräglage der Dicht- und Gleitfläche ist auch insofern günstig, als das von der Schieberplatte auf die festgehaltene Lochplatte, deren Mittelachse die Drehachse im spitzen Winkel schneidet, in Folge Reibung an der Dicht- und Gleitfläche ausgeübte Drehmoment geringer ist als bei achsparalleler Anordnung der Platten.

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Es bereitet in der Praxis ohnehin große Schwierigkeiten, bei der MOntage der Einzelteile eines SchieberverSchlusses am Auslauf im Behälterboden eine gleichmässige Anlage der Schieberplatte an die Lochplatte über den gesamten Umfang zu erzielen. Diese Schwierigkeiten würden bei einer schrägen Dicht- und Gleitfläche, so wie hier vorgeschlagen, noch vergossert werden. Es wird deshalb eine praktische Ausführung der Erfindung bevorzugt, bei welcher Loch- und Schieberplatte in an sich bekannter Weise als kegelstumpfförmige Körper mit der grösseren Endfläche auf Seiten der gemeinsamen Dicht- und Gleitfläche ausgebildet und über innere Konusflächen von Gehäuseteilen, mit denen sie eine Montageeinheit bilden, gehalten und gegeneinander verspannt sind, wobei die Lochplatte unabhängig vom Andruck der Schieberplatte im Gehäuse eingespannt und abgestützt ist. Hierbei liegt zweckmässigerweise die Lochplatte auf einem Gehäuseunterteil auf, welches mit einem den Aussenkonus der Lochplatte erfassenden Gehäuseoberteil lösbar verbunden ist. Der statische Druck der Schmelze, welcher auf der Lochplatte ruht, wird dadurch unmittelbar vom Schiebergehäuse aufgefangen und belastet nicht die schräge Dicht- und Gleitfläche.

Damit nicht erkaltendes Material an der Dicht- und Gleitfläche erstarrt und die Punktion des Schieberverschlußes beeinträchtigt, ist es erwünscht, diesen kritischen Bereich möglichst nah an die Schmelze heran zu legen. Ohne auch mit den Befestigungselementen der Schieberplatte sehr weit nach innen zu gelangen, wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dem genannten V/unsch dadurch Rechnung getragen, daß die Schieberplatte in einem mit passendem Innenkonus und einer zylindrischen Mantelfläche versehenen Tragring aufgenommen ist, der in einer zylindrischen Innenbohrung des Gehäuseunterteils radial gelagert

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ist und von außen mittels einer stirnseitig anliegenden Spannscheibe und auf diese wirkenden, in das Gehäuseunterteil einschraubbaren Spannschrauben bis zur dichten Anlage der Schieberplatte an die Lochplatte in die Innenbohrung einschiebbar ist.

Wird wegen der besonderen geometrischen Verhältnisse bei der Ausführung mit schräger Dicht- und Gleitfläche die Konstruktion des erfindungsgemäßen Schieberverschlusses als vormontierbare Baueinheit bevorzugt, so knüpft hieran ein weiterer Vorschlag zur Ausgestaltung "

der Erfindung an, wonach zur schnellen und einfachen Montage der Baueinheit am Behälter das Gehäuse flansehförmige Umfangssegmente trägt, welche mit einer entsprechenden am Behälter angebrachten Passung nach Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken. Hierbei kann sur Erzielung optimaler Gleit- und Dichteigenschaften zwischen Loch- und Schieberplatte mit Hilfe von Zwischenringen die axiale Lage der Umfangssegmente mit Bezug auf das Gehäuse veränderbar gestaltet werden. Die erfindungsgemäß bevorzugte Anwendung des Schieberverschlusses als vormontierte Baueinheit bietet ferner den außerordentlichen Vorteil, daß beim Einbau des Schieberverschlusses Füllmittel bekannter Art von außen in diesen Verschluß eingebracht werden können. Dadurch entfällt der unangenehme Arbeitsgang, den Lochstein vom Pfanneninneren her zu füllen. Es ergibt sich daraus, daß die Püllung,auch wenn sie aus verschiedenen Stoffen zusammengesetzt ist, exakt in der gewünschten Form und Schichtung vorgenommen werden kann.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen am Boden eines Behälters für flüssige Schmelze angebrachten Dreh schieberverschluß gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch

die Antriebsvorrichtung des Drehantriebs der Schieberplatte nach Linie H-II in Pig. 1

Der in der Zeichnung dargestellte Drehschieberverschluß wird am Metallmantel 1o eines Behälters für flüssige Schmelze, insbesondere einer Gießpfanne oder eines Zwischenbehälters (tundish) von Stranggußanlagen angebracht, wobei im übrigen in der Zeichnung nur die feuerfeste Auskleidung des Behälters im Bereich der Auslaßöffnung gezeigt ist. Der Schieberverschluß selbst gliedert sich in eine ortsfest gehaltene Lochplatte H und eine drehbewegliche Schieberplatte 16 jeweils mit einem Durchflußkanal 18 bzw. 2o.

Das besondere an dem dargestellten Schieberverschluß ist die Lage der Durchllußkanale 18 und 2ο mit Bezug auf die mit 22 bezeichnete Drehachse der Schieberplatte. Abweichend von der bisher üblichen achsparallelen Ausführung mit senkrechter Drehachse schneiden sich bei dem Ausführungsbeispiel die letztere und die Mittelachse der Durchflußkanäle 18 und 2o in der'Ebene der äusseren Mündungsöffnung 24 und laufen zum Behälterinneren hin spitzwinkelig auseinander. Es ist sofort einzusehen, daß bei einer Drehung der Schieberplatte 16 um die Achse 22 die auf der Innenseite gelegene Öffnung

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des Durchlaufkanals 2o im Kreisbogen geführt wird und dabei den Durchlaufkanal 18 ganz oder zum Teil öffnet bzw. absperrt, während die Mundungsöffnung 24 ihre lage beibehält, so daß auch der austretende Strahl der Schmelze nicht wandert.

Bei zur Senkrechten geneigter Drehachse 22 ist zwangsläufig auch die senkrecht zu dieser liegende Dicht- und Gleitfläche 26 zur Horizontalen geneigt.

loch- und Schieberplatte werden in der gewünschten Lage in einem einbaufertigen Schiebergehäuse vormontiert, dessen wesentliche Bestandteile ein zweiteiliges Gehäuseoberteil 28, ein Gehäuseunterteil 3o und ein Tragring 32 sind. Das Gehäuseoberteil 28 astzt sich zusammen aus einer mit Innengewinde versehenen Ringhülse und einem an ihrem konischen Außenmantel anschraubbaren ebenfalls konisch ausgebildeten Rohrstück 28*. Die Zweiteiligkeit des Gehäuseoberteils bietet den Vorteil, daß beim Austausch ff. Teile gegebenenfalls lediglich das Bohrstück 28' im Austausch ersetzt zu werden braucht· Das Gehäuseunterteil 3o ist mittels eines Gewindes 34 in das Gehäuseoberteil einschraubbar. Im Zusammenwirken mit konischen Mantelflächen der Lochplatte 14 und des Gehäuseoberteils 28 (bzw. 28')t welche ein Hindurchschieben der lochplatte durch das letztere hindurch in Richtung nach innen verhindern, kann nach dem Einsetzen der Lochplatte in das Gehäuseoberteil 28 (28') durch Einschrauben des Gehäuseunterteils 3o über das Gewinde 34 dia Lochplatte 14 zwischen den beiden Gehäuseteilen 28 und 3o festgespannt werden. Sie stützt sich also unter der Belastung des statischen Drucks der Schmelze zum wesentlichen Teil unmittelbar am Gehäuse ab.

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Die als Konu3 ausgebildete Schieberplatte 16 wird bei der Montage in die im oberen Bereich konische und im unteren Bereich zylindrische Bohrung 36, deren Mittslachse mit der Drehachse 22 zusammenfällt, des Gehäuseunterteils von oben her lose eingehängt, bevor das letztere in das Gehäuseoberteil 28 bis zur Verspannung mit der Lochplatte 14 eingeschraubt wird. Dann wird von unten her der Tragring 32, welcher innen konisch, außen zylindrisch ausgeführt ist, auf den Konus der Schieberplatte 16 geschoben und mittels einer Spannscheibe 38 und mehrerer über den Umfang verteilter, in das Gehäuseunterteil 3o einschraubbarer Spannschrauben 4o (versetzt gezeichnet) mit Tellerfedern 42 festgezogen. Da hierbei der Tragring 32 die Schieberplatte 16 erfaßt und gegen die Lochplatte 14 presst, kann mit Hilfe der Spannschrauben 4o_t unbeeinflußt von den äußeren Kräften auf die Lochplatte 14, eine bestimmte gewünschte Flächenpressung an der Dicht- und Gleitfläche 26 eingestellt werden.

Das außenx zylindrische Gehäuseunterteil 3o trägt einen Hing 44 mit Umfangs segment en 45, die mit einer am Behältermantel 1o befestigten Passung 46 mit den Umfangs-Segmenten 45 entsprechenden Einschiebeöffnungen nach Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken. Der Ring 44 wird auf dem Gehäuseunterteil 3o zwisehen^ev8n^m der Zahnstange durchgriffenen, am Gehäuseunterteil 3o angeordneten Abschlußdeckel 48 und einem Plansch 5o gehalten, wobei sich durch Zwischenringe 52 zwischen dem Flansch 5o und dem Hing 44 die axiale Lage des Schiebergehäuses mit Bezug auf die öffnung im Behälterboden einstellen läßt. Wenn sich also mit der Zeit die konische öffnung im feuerfesten Putter 12, in die das ebenfalls konische Gehäuseoberteil 28 eingemörtelt wird, durch mehrmaliges Abnehmen und Wiedereinsetzen des Schiebers erweitert, genügt es, zusätzliche oder einen stärkeren Zwischenring 52 einzulegen, um wieder die gewünschten Verhältnisse zu bekommen.

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Der Antrieb der Drehbewegung der Schieberplatte 16 erfolgt über eine Zahnstange 54» die im Gehäuseunterteil 3o gelagert ist und mit einer Außenversahnung 56 des Tragrings 32 känmt. Während der Drehbewegung werden Tragring 32 und Schioberplatte 16 im zylindrischen Teil der Bohrung 36 radial geführt. Da die Zahnstange 54 mit zur Baueinheit des Schiebergehäuses gehört, ist gemäß Pig. 2 vorgesehen, daß ihr hinteres Ende durch eine schnell lösbare Kupplung 58 mit der Kolbenstange 6o eines hydraulischen Betätigungszylinders 62 zu verbinden ist, der ebenfalls durch eine leicht lösbare Kupplung 64 mit einem Ansatz 66 am Gehäuseunterteil 3o verbunden «erden kann.

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Claims

Patentansprüche:

1. Drehschieberverachluß an Behältern für flüssige Schmelze, bestehend aus einer unbeweglichen Lochplatte und einer außen an dieser dicht anliegenden, drehbev/eglichen Schieberplatte mit jeweils wenigstens einem zum gegenseitigen Anschluß zu bringenden Durchflußkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (2o) der Schieberplatte (16) eine mit Bezug auf deren Drehachse (22) koaxiale Auslauföffnung aufweist.

2. Drehschieberverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dio Drehachse (22) der Schieberplatte (16) mit den senkrechten Mittelachsen der Durchflußkanäle (18, 2o) einen spitzen Winkel bildet.

3. Drehschieberverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht- und Gleitfläche der Schieberplatte (16) senkrecht zu ihrer Drehachse (22) liegt.

4. Drehschieberverschluß nach einem der Ansprüche 1 bia dadurch gekennzeichnet, daß Loch- und Schieberplatte (14, 16) in an 3ich bekannter V/eise als kegelstunpfförmige Körper mit der größeren Endfläche auf Seiten der gemeinsamen Dicht- und Gleitfläche (26) ausgebildet und über innere Konusflächen von Gehäuseteilen (28, 3o, 32), mit denen sie eine Montageeinheit bilden, κ gehalten und gegeneinander verspannt sind, wobei die Lochplatte (H) unabhängig vom Andruck der Schieberplatte (16) im Gehäuse (28, 3o) eingespannt und abgestützt ist.

5. Drehschieberverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (14) auf einem Gehäuseunterteil (3o) aufliegt, welches mit einem den Außenkonus der Lochplatte erfassenden Gehäuseoberteil (28) lösbar verbunden ist.

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6. Drehnchieberverschluß noch einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieb;·rplatte (i6) in einen nit pausendem Innenkonus und ei:;er zylindrischen Llantelfläche versehenen Tragring (32) aufgenommen ist, der in einer zylindrischen Innenbchrung (36jde3 Gehäuseunterteil3 (2>o) radial gelagert ist und von außen mittels einer stirnseitig anliegenden Spannscheibe (38) und auf diese wirkenden, in das Gehäuseunterteil (3o) einschraubbaren Spannschrauben (4o) bis zur dichten Anlage der Schieberplatte (16) an die Lochplatte (14) in die Innenbohrung (36) einschiebbar ist.

7. Drehschieberverochluß nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß da3 Gehäuse (3o) flanschförmige Unfangssegmente (44, 45) trägt, welche mit einer entsprechenden am Behälter (io) angebrachten Fassung (46) nach Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken.

8. DrehschieberverßchluQ nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale lage der Umfangssegmente (44, 45) nit Bezug auf das Gehäuse (3o) mittels Zwischen-' ringen (52) veränderbar ist.

9» Drehschieberverschluß nach einem cder mehreren der vor- | hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehantrieb der Schieberplatte (16) ein Betätigungszylinder(6o, 62) dient, der über eine im Gehäuseunterteil (30) gelagerte Zahnstange (54) auf eine Außenversahnung (56) des Tragringes (32) wirkt.

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