DE2144824B2 - Schieberverschluß fur flüssiges Metall enthaltende Gefäße, insbe sondere fur Gießpfannen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieberverschluß für flüssiges Metall enthaltende Gefäße, insbesondere für Gießpfannen, mit einer unter einem Einlaufstein ortsfest gelagerten Bodenplatte und einer mit dieser zusammenwirkenden, in einem verschiebbaren Rahmen gelagerten Schieberplatte, unter der eine Auslaufhülse angeordnet ist.

Es ist bereits eine Gießpfanne mit im Boden angeordneten Ausgußstein und einer gegenüber diesem auf- und abbewegbaren Stange bekannt, die einen Stopfen trägt. Dabei werden die dem Verschleiß unterliegenden Teile mörtelfrei in die betreffenden Gefäße eingesetzt und mittels einer mit Graphit getränkten Asbestschnur gegen die keramische Zustellung der Gießpfanne sowie mittels einer oder mehrerer Asbestscheiben gegen den am Boden des Gießgefäßes befindlichen Spannrahmen abgedichtet (deutsches Gebrauchsmuster 6 919 829).

Es ist auch eine aus einzelnen feuerfesten Rohren bestehende Gießpfanne — Stopfenstange — bekannt, wobei als Abdichtung jeweils eine Ringscheibe aus hochhitzebeständigen Faserstoffen zwischen die einzelnen Rohre gelegt wird. Dabei dienen die Faserstoffe dazu, die Unregelmäßigkeil zwischen

ίο Nut und Feder der einzelnen Rohre auszugleichen (deutsche Offenlegungsschrift 1 959 685).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schieberverschluß für Gießpfannen die mit der Schmelze direkt in Berührung kommenden Teile des Schieberausgusses so zu gestalten, daß die einzelnen Teile bequem austauschbar sind und die aufzuwendende Zeit für den Austausch gegenüber herkömmlichen Schiebenerschlüssen verringert wnd.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge · löst, daß zwischen der Bodenplatte und dem Einlaufstein sowie zwischen der Schieberplatte und dem verschiebbaren Rahmen je ein wärmeisolierendes Formstück vorgesehen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das wärmeisolierende Formstück, das aus einzelnen Teilen bestehen kann, aus einem vorgeformten Formstück aus feuerfesten Keramikfasern. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die wärmeisolierenden Formstücke aus Kaolinfasern hergestellt.

Der erfindungsgemäße Schieberverschluß weist zwischen dem verschiebbaren Rahmen, der Schieberplatte und einer darunterliegenden Auslaufhülse zusätzlich nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ein wärmeisolierendes Formstück auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Formstückes aus feuerfesten Keramikfasern für einen Schieberverschluß besteht darin, daß zunächst Gemische verschiedener Keramikfasern zu einem mit Wasser angemachten Brei verarbeitet werden, dem anorganische und organische Bindemittel zugesetzt werden. Anschließend wird in diesen Brei entweder eine Matrizenform oder eine Patrizenform aus nichtrostendem Stahl getaucht, die entweder den Umrissen der Innenfläche oder denen der Außenfläche des gewünschten Formstückes angepaßt ist. Daraufhin wird die Form unter Unterdruck gesetzt, um eine Druckreduzierung herbeizuführen. Wenn die gewünschte Dicke erreicht ist, wird die Form mit dem daran befindlichen Formstück aus dem Brei genommen, das überschüssige Wasser entfernt, das Formstück von der Form gelöst und im Ofen getrocknet. Erfindungsgemäß kann das vorgeformte wärmeisolicrende Formstück dazu verwendet werden, um das feuerfeste Keramikformstück innerhalb des Metallrahmens anzuordnen. Dabei entsteht der Vorteil, daß sich die für das Auswechseln der feuerfesten Formstücke benötigte Zeit, erheblich verringert. Dies geschieht auf mehrfache Weise. Da kein feuerfester Mörtel zwischen dem Metallgehäuse und den Ausgußteilen verwendet wird, verringert sich der für den Ausbau der Ausgußteile und die Vorbereitung der Gehäuse zur Aufnahme neuer feuerfester Ausgußteile erforderliche Arbeitsaufwand. Auch wirken die vorgeformten Isolierformstücke, da sie die Ausgußteile teilweise umhüllen, wie Einrichtevorrichtungen und verringern somit die für die ordnungsgemäße Einrichtung benötigte Zeit. Außerdem kann in vielen

Füllen die Lebensdauer der Ausgußteile über einen Pfannenguß hinaus dadurch verlängert werden, daß das Isolierformstück aus einem Material gefertigt wird, das die Wärmeübertragung von den Ausgußtei-Ien auf die Metallgehäuse so hemmt, daß der Wärmeschock bei den feuerfesten Ausgußteilen verhindert wird, der bisher zum Ausfall der aus feuerfestem Material bestehenden Teile führte.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführmgsbeispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil einer Stahlgießpfanne, der mit einem erfindungsgeuiäß konstruierten Schiebermechanismus ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine Darstellung eines vorgeformten, wärmeisolierenden Formstückes, das zur Verwendung in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bestimmt und in Fi g. 1 mit 44 bezeichnet ist und

F i g. 3 die feuerfesten Teile des in F i g. 1 dargestellten Schiehermechanismus in auseinandergezogener Anordnung.

F i g. 1 zeigt den unteren Teil der zur Aufnahme geschmolzenen Metalis dienenden konventionellen Gießpfanne 10, die mit einem Schiebermechanismus 12 versehen ist.

Die Darstellung der Gießpfanne 10 umfaßt einen metallischen Mantel 14, der durch eine feuerfeste Keramikauskleidung 16 geschützt ist. Sowohl der Metallmantel als auch die feuerfeste Auskleidung 16 sind mit einer öffnung zur Aufnahme eines feuerfesten Gießpfannenausgusses verschen, durch den geschmolzenes Metall aus der Gießpfanne 10 austreten kann. Der Gießpfannenausguß besteht aus einem Einlaul'stein 20 und einem Einsatzstück 18, die durch einen geeigneten feuerfesten Mörtel 22 verbunden sind.

Unmittelbar unter dem feuerfesten Gießpfannenausgjß ist der Schieberaustrittsmechanismus 12 angeordnet, der durch starre Befestigung, ?.. B. Veischraubung (nicht dargestellt) eines oberen feststehenden Rahmenteiles 24 mit dem Mantel 14 an der Gießpfanne 10 befestigt ist. Das Rahmenteil 24 ist mit einer Öffnung versehen, die etwas größer ist als der innere Gießpfannenausgußteil 18, und ist geeignet, einen oberen Schieberausguß zu umgeben und dadurch seitlich in Stellung zu bringen. Der obere Schieberausguß enthält eine Bodenplatte 26 und ein vorgeformtes, wärmeisolierendes Formstück 28, das teilweise die Bodenplatte 26 umhüllt und zwischen dem Rahmenteil 24 und der Bodenplatte 26 angeordnet ist. Die Bodenplatte 26 ist eine ovale Platte mit einer glatten Unterfläche und einer axial mit der Mündung des Gießpfannenausgusses ausgerichteten Öffnung. Für die Herstellung der Bodenplatte 26 werden feuerfeste keramische Materialien verwendet, die für die Berührung mit geschmolzenem Metall geeignet sind. Auch ist die Bodenplatte 26 geeignet, mit dem Gießpfannenausguß so verbunden zu weiden, daß eine Abdichtung gebildet wird. Eine abdichtende Verbindung erfolgt am besten an der Stelle 30 durch eine Keramikfaserdichtung; als Alternative kann die Bodenplatte 26 mit Mörtel an dem Gießpfannenausguß befestigt werden.

Das vorgefonnte isolierende Formstück 28, das die feuerfeste Bodenplatte 26 teilweise umhüllt, ist dazu bestimmt, die Bodenplatte 26 innerhalb des Rahmens 24 in Stellung zu bringen und den Wärmestrom von der feuerfesten Bodenplatte 26 zum Rahmen 24 zu hemmen. Obgleich das Formstück 28 in verschiedenen Gemischen und in einer von mehreren Methoden geformt werden kann, verwendet man am besten ein vakuumgeformtes Keramikfaser-Formstück, und zwar vorzugsweise ein vakuumgeformtes Kaolinfaser-Formstück. Eine Beschreibung de? Vakuumfornn 'fahrens und einer zweckmäßigen Mischung folgt später. Wenn das Formstück 28 das bevorzugte vakuumgeformte Keramikfaser-Formstück

ίο ist, kann seine Dicke 3 bis 13 mm betragen — zweckmäßigerweise 6,4 mm.

Mittels der Befestigungsschrauben 32 ist ein unteres feststehendes Rahmenteil 34 in senkrechter Anordnung an dem oberen Rahmenteil 24 befestigt. Das untere Rahmenteil 24 trägt auf seiner ebenen Oberfläche einen verschiebbaren Rahmen 36 mit einer Steüstange 38, und dieser verschiebbare Rahmen 36 dient dazu, einen unteren Ausguß zu halten und kann durch eine an de· Stellstange 38 befestigte (nicht dargestellte) Steuertetätigung waagerecht verstellt werden.

Der untere Schieberausguß umiaßt einen zylindrischen Teil 40, eine Schieberplatte 42 und ein zweites vorgeformtes, wärmeisolierendes Formstück

44. Die Auslaufhülse 40 ist ein konischer Abschnitt mit einer Öffnung und ist aus einem für die Berührung mit geschmolzenem Metall geeigneten, feuerfesten Keramikmaterial gefonnt. Die Schieberplatte 42 ist oval mit einer glatten Oberfläche zur Berührung mit der Bodenplatte 26 und einer Öffnung in der Nähe des einen Endes und besteht ebenfalls aus einem für die Berührung mit geschmolzenem Metall geeigneten feuerfesten, keramischen Material. Diese Auslaufhülse 40 und die Schieberplatte 42 sind so angeordnet, daß sie einen Körper bilden, in dem die entsprechenden Öffnungen axial ausgerichtet sind. Diese Teile werden an der Stelle 46 durch Mörtel so verbunden, daß sie einen einzigen Körper bilden, jedoch wird am besten zwischen diesen Teilen an der Stelle 46 eine Keramikfaserdichtung angeordnet. Wenn es gewünscht wird, kann die Auslaufhülse 40 und die Schieberplatte 42 auch als ein einziger Körper ausgebildet werden, wodurch die Notwendigkeit der Mörtelverbindung oder der Dichtung entfällt.

Der durch die feuerfesten Keramikteile der Auslaufhülse 40 und der Schieberplatte 42 gebildete Körper wird teilweise von dem vorgeformten, wärmeisolierenden Formstück 44 eingehüllt. Das vorgeformte wärmeisolierende Formstück 44 dient der Anordnung der Teile 40 und 42 in dem Rahmen 36 und zur Hemmung des Wärmeflusses von den feuerfesten Keramikteilen 40 und 42 zum Rahmen 36.

Obwohl das vorgeformte, isolierende Formstück 44 ebenso wie das Formstück 28 aus verschiedenen Materialien und nach unterschiedlichen Verfahren geformt .,ein kann, sollte es auch am besten ein vakuunigeformtes Keramikfaser-Formstück in einer Dicke von 3 bis 13 mm sein. Ein zweckmäßiges Verfahren und Gemisch wird weiter unten beschrieben.

Die Bodenplatte 26 und die Schieberplatte 42 des Schieberme.chanismus werden durch die Versteilung der Befestigungsschrauben 32 in eine gegeneinander abdichtende Stellung gebracht. Auch in Abdichtstel lung sind diese Platten gegeneinander verschiebbar.

Im Betrieb wird der Schieber 12 im allgemeinen entweder die Offenstellung oder die Geschlossenstellung einnehmen. Vor dem Gießen ist der Schieber 12 in Geschlossenstellunc. d. h. der obere und der im-

5 6

tere Ausgußteil sind so angeordnet, daß die Mund- entweder eine Matrizenform oder eine Patrizenform

stücke seitlich gegeneinander verschoben sind und aus gelochtem nichtrostendem Stahl getaucht, die

daher ein Durchfluß nicht möglich ist. Während des entweder den Umrissen der Innenfläche oder denen

Gießens ist der Schieber in der Offenstellung, d. h., der Außenfläche des gewünschten Formstückes ent-

die Ausgußteile sind in einer Stellung, in der die 5 spricht. Dann wird ein Ventil zwischen einer mit der

Mundstücke in Strömungsrichtung ausgerichtet sind, Form verbundenen Vakuumquelle und der Form ge-

so daß das Ausströmen aus der Gießpfanne durch öffnet. Die Druckreduzierung führt dazu, daß die

die Ausgußteile möglich wird. Eine Drosselung der Flüssigkeit in die entleerte Form eintritt und daß sich

Ausströmung kann durch Teilbetätigung des Schie- eine Schicht aus Fasern und Bindemittel auf der

bers erfolgen, so daß die Mundstücke nur teilweise io Formoberfläche absetzt. Wenn die gewünschte Dicke

fluchtend ausgerichtet sind. erreicht ist, wird die Form mit dem noch daran be-

Das zuvor erwähnte Vakuumformverfahren ist ein findlichen Formstück aus dem Brei genommen und

bekanntes Verfahren zum Formen umhüllender das überschüssige Wasser entfernt. Dann wird das

Formstücke, daher beschränkt sich diese Erläuterung Formstück von der Form gelöst und im Ofen ge-

nur auf eine kurze Beschreibung. Zuerst werden 15 trocknet.

zweckentsprechende Gemische verschiedener Kera- Dieses Verfahren kann bei einer großen Auswahl

mikfasern in Wasser eingetaucht, so daß sie einen von Faser- und Bindemittel-Mischungen angewendet

Brei bilden. Dem Brei werden dann anorganische werden. Außerdem kann man, wie bekannt ist, ver-

und organische Bindemittel zugesetzt, wobei die Fa- schiedene Dichtegrade erzielen und somit unter-

sern und Bindemittel flockig werden und als Schwe- ao schiedliche Festigkeitsgrade, Formbeständigkeiten

bestoffe im Wasser verbleiben. In diesen Brei wird und Druckfestigkeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sciiieberverschluß für flüssiges Metall enthaltende Gefäße, insbesondere für Gießpfannen, mit einer unter einem Einlaufstein ortsfest gelagerten Bodenplatte und einer mit dieser zusammenwirkenden, in einem verschiebbaren Rahmen gelagerten Schieberplatte, unter der eine Auslaufhülse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bodenplatte (26) und dem Einlaufstein (20) sowie zwischen der Schieberplatte (42) und dem verschiebbaren Rahmen (36) je ein wärmeisolierendes Formstück (28, 44) vorgesehen ist.

2. Schieberverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Formstück (28. 44) ein vorgeformtes Formstück auf feuerfesten Keramikfasern ist.

3. Schieberverschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Formstück (28, 44) ein vorgefc;mtes Formstück aus Kaolinfasern ist.

4. Schieberverschluß nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verschiebbaren Rahmen (36), der Schieberplatte (42) und einer darunterliegenden Auslaufhülse (40) ein wärmeisolierendes Formstück (28, 44) vorgesehen ist.

5. Verfahicn zum Herstellen eines Formstückes aus feuerfesten Keramikfasern für einen Schieberverschluß nach den Ansprücnen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst gemische verschiedener Keramikfasern zu einem mit Wasser angemachten Brei zubereitet werden, dem anorganische und organische Bindemittel zugesetzt werden und anschließend in diesen Brei entweder eine Matrizenform oder eine Patrizenform aus nichtrostendem Stahl getaucht wird, die entweder den Umrissen der Innenfläche oder denen der Außenfläche des gewünschten Formstückes entspricht, worauf ein Ventil zwischen einer mit der Form verbundenen Vakuumquelle und der Form geöffnet wird, um eine Druckreduzierung herbeizuführen und, wenn die gewünschte Dicke erreicht ist, die Form mit dem daran befindlichen Formstück aus dem Brei genommen, das überschüssige Wasser entfernt, das Formstück von der Form gelöst und im Ofen getrock. :°.t wird.