DE2527919A1

DE2527919A1 - Vorrichtung zum formen der moertel- fugendichtung zwischen einem kassettenschieberverschluss und einem gefaess fuer metallische schmelzen

Info

Publication number: DE2527919A1
Application number: DE19752527919
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Dipl Tinnes
Original assignee: Metacon AG
Current assignee: Metacon AG
Priority date: 1974-07-12
Filing date: 1975-06-23
Publication date: 1976-01-29
Also published as: SE7507929L; US3997090A; JPS5761507B2; JPS5118935A; FR2277643A1; SE416274B; GB1507158A; DE2527919C3; IT1040908B; ES439033A1; ATA485775A; FR2277643B1; CH571374A5; DE2527919B2; AT343301B

Description

1A-46

Beschreibung

METACON AG
Zürich / Schweiz
Oerlikonerstraße 88

Vorrichtung zum Formen der Mörtel-Fugendichtung zwischen einem Kassetten-Schieberverschluss und einem Gefäss für metallische Schmelzen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen der Mörtel-Fugendichtung zwischen einem Kassetten-Schieberverschluss und einem Gefäss für metallische Schmelzen.

Unter einem Kassetten-Schieberverschluss oder Kassettenschieber wird ein Absperr- und Regelorgan für Gefässe für metallische Schmelzen verstanden, das eine in sich geschlossene Einheit bildet und beispielsweise mittels Bolzen und Keilen, d.h. auf einfache Weise lösbar, mit dem jeweilen Gefäss verbunden wird. Der Vorteil des Kassettenschiabers liegt darin, dass das für die Erneuerung von dessen Feuerfestmaterial not-

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wendige Zerlegen und Wiederzusammenbauen nicht am Gefäss in der Giesshalle, sondern in einem zentralen Vorbereitungsraum erfolgen kann. Daraus resultiert unter anderem eine wesentliche Verkürzung der Stillstandszeiten der betreffenden Gefässe, d.h. zum Beispiel eine Erhöhung der Pfannenbereitschaft.

Die Trennstelle zwischen dem Kassetten-Schieberverschluss und dem Gefäss verläuft in bezug auf die Feuerfestteile zwischen der Bodenplatte des Schieberverschlusses und der sogenannten Lochsteinhülse des Gefässes. Die unmittelbar benachbarten Flächen der genannten Feuerfestteile bilden einen Zwischenraum von mehreren Millimetern Breite, der gegen das Austreten von Schmelze zuverlässig abgedichtet werden muss. Ein naheliegendes Vorgehen zur Abdichtung dieser Fuge besteht darin, einen feuerfesten Mörtel auf die betreffende Fläche der Bodenplatte und gegebenenfalls auch der Lochsteinhülse zu streichen und hierauf den Kassetten-Schieberverschluss am Gefäss anzubringen. Ueberschüssiger Mörtel wird dabei zur Hauptsache in Richtung zur Auslauföffnung des Schieberverschlusses verdrängt und muss von dort selbstverständlich wieder entfernt werden. Eine vorteilhafte Arbeitsweise im zentralen Vorbereitungsraum bedingt aber, dass sich der Kassettenschieber nach Beendigung des Zusammenbaus in geschlossener Stellung befindet und so auch am Gefäss befestigt wird. Das Säubern der Auslauföffnung ist deshalb zeltraubend und mühsam, weil der Kassettenschieber zu diesem Zweck geöffnet und hernach wieder geschlossen werden muss. Dies bedingt das Anbringen und Wegnehmen eines Antriebszylinders. Ausserdem ist die Stelle, wo die Fuge in die Aus lauf öffnung mündet, schlecht zugänglich.

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Um die genannten Nachteile zu vermeiden, ist schon versucht worden, als Abdichtung eine Lochscheibe aus feuerfesten keramischen oder mineralischen Fasern zu verwenden. Sind solche Lochscheiben stark gepresst, so lassen sie sich unter den gegebenen Einbauverhältnissen praktisch nicht mehr plastisch verformen. Dadurch ist ein vollständiges Ausfüllen der durch Herstellungstoleranzen der Feuerfestteile bedingten, unterschiedlich breiten Fugen nicht mehr sicher gewährleistet. Die Lagerhaltung von Lochscheiben verschiedener Dicke hingegen ist aufwendig und teuer. Ebenso kann eine Fuge an verschiedenen Stellen ungleich breit sein, was einer zuverlässigen Abdichtung mit hartem Fasermaterial entgegensteht. Weiche Lochscheiben würden sich einer einfachen Form der Fuge wohl besser anpassen, nicht aber einer üblichen, durch Nut und Feder der benachbarten Flächen bestimmten Fuge. Ausserdem sind weiche Dichtungsmaterialien einer starken Erosion durch das flüssige Metall unterworfen und bieten daher keine Gewähr für eine lange Haltbarkeit, z.B. über mehrere Chargen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hilfsmittel für das Abdichten der Fuge zwischen einem Kassetten-Schieberverschluss und einem Gefäss für metallisches Schmelzen mittels eines feuerfesten Mörtels zu schaffen, welches ein nachträgliches Entfernen von aus der Fuge verdrängtem, überschüssigem Mörtel erübrigt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine dem Durchmesser der Durchlass-Bohrung in der Bodenplatte des Kassettenschiebers entsprechende zylindrische Hülse aus einem leicht schmelzenden oder brennbaren Material.

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In einer bevorzugten Ausführung besteht die vor dem Befestigen des Kassetten-Schieberverschlusses am Gefäss eingesetzte Hülse aus Pappkarton, der ausserdem zum Zwecke der Anreicherung mit Kohlenstoff oder der Verzögerung der Verbrennung oder der Erzeugung einer exothermen Reaktion mit geeigneten Mitteln imprägniert bzw. beschichtet sein kann.

Feuerfester, vorzugsweise chemisch-keramisch abbindender Mörtel ist unbestritten ein vorzügliches Dichtmaterial gegen flüssiges Metall. Durch die Erfindung ergeben sich die bisher nicht erreichten Vorteile einer einfachen Anwendung des Mörtels und eines sauberen Abschlusses der Fuge in Richtung zur Bohrung der Bodenplatte. Dadurch entfällt das nachträgliche Säubern der Auslauföffnung mit allen nachteiligen Nebenerscheinungen.

Ein weiterer überraschender Vorteil der Erfindung ergibt sich dadurch, dass überschüssiger Mörtel in den durch die Hülse und die Bohrung der Lochsteinhülse, wenn letztere durch Verschleiss einen grösseren Durchmesser erhalten hat, gebildeten Ringspalt eindringt und diesen ausfüllt. Die Auslauföffnung erhält also in einem Teilbereich der Bohrung der Lochsteinhülse immer wieder die ursprüngliche Form, wodurch die günstigen Strömungsverhältnisse des flüssigen Metalls erhalten bleiben. Dies hat zur Folge, dass in erster Linie die Standzeit der Lochsteinhülse wesentlich verlängert wird und aber auch eine Verminderung des Verechleisses in der Bohrung der Bodenplatte eintritt.

Bei allen bekannten Schieberverschlüssen ist es üblich, den durch die Bohrungen der Lochsteinhülse und der Bodenplatte ,

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gebildeten Teil der Auslauföffnung sowie den Trichter des Lochsteins mit einem feuergetrockneten, feinkörnigen Quarzsand aufzufüllen. Diese Massnahme hat zum Zweck zu verhindern, dass flüssiges Metall in den genannten Teil der Auslassöffnung gelangen kann, wo es rasch erstarren würde. An dieser Stelle erstarrtes Metall würde das Freilegen der offenen Auslauföffnung erschweren oder verunmöglichen. Selbst bei der Verwendung von Quarzsand kommt es aber vor, dass die Auslauf-Öffnung bei Beginn des Abstiches mit Sauerstoff freigebrannt werden muss, weil die Sandkörner infolge einer chemischen Reaktion mit den umliegenden Feuerfestteilen bei hohen Temperaturen zusammenbacken. Die Erfindung sieht deshalb vor, vorzugsweise Hülsen aus Pappkarton oder einem ähnlichen im wesentlichen zu Kohlenstoff verbrennenden Material zu verwenden. Die bei der Verbrennung der Hülse entstehenden Kohlenstoffrückstände wirken der unerwünschten chemischen Reaktion des Quarzsandes mit den Feuerfestteilen entgegen, wodurch die Fliessfähigkeit des Quarzsandes bis zum Oeffnen des Schieberverschlusses erhalten bleibt. Die Menge der Kohlenstoffrückstände kann dadurch vergrössert werden, indem die Hülse beispielsweise mit Graphit imprägniert oder beschichtet wird. Die Erfindung beinhaltet also auch den Vorteil, dass die Notwendigkeit des Aufbrennens der AuslaufÖffnung entfällt.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Hülse mit Wasserglas zu tränken, um eine Verzögerung der Verbrennung zu erreichen.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: »

Fig. 1, einen Kassettenschieber vor der Befestigung an einem teilweise dargestellten Gefäss im Querschnitt,

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Fig. 2, Detail einer Fuge in zusammengebautem Zustand von Kassettenschieber und Gefäss,

Fig. 3, Detail einer Fuge wie in Fig. 2, jedoch mit einer erweiterten Bohrung der Lochsteinhülse.

In Fig. 1 ist der Kassettenschieber mit 10, der Boden eines Gefässes für metallische Schmelzen mit 11, die Mauerung des Gefässes mit 12, der Lochstein mit 13 und die Lochsteinhülse mit 14 bezeichnet. Die benachbarten Flächen der Lochsteinhülse 14 und der Bodenplatte 15 bilden, wenn der Kassettenschieber 10 mit Hilfe der Bolzen 16 und Keile 17 am Boden 11 des Gefässes befestigt ist, die in Fig. 2 mit 20 bezeichnete Fuge. Der Kassettenschieber 10 ist in geschlossener Stellung dargestellt, wie dies in der gezeigten Phase vor der Befestigung am Gefäss üblich ist. Die Bohrung 18 der Lochsteinhülse 14, die Bohrung 19 der Bodenplatte 15 und die Bohrung 20 des beweglichen Schieberteiles 22 bilden in geöffneter Stellung des Schiebers zusammen die Auslauföffnung. In der Bohrung 19 ist eine passende Hülse 20 eingesetzt, die wesentlich länger ist als die Dicke der Bodenplatte 15. Mit 21 ist ein Mörtel bezeichnet, der zur Abdichtung der vorstehend erwähnten Fuge dient. Bereits hier wird ein grosser Vorteil der Erfindung offensichtlich. Das Aufbringen des Mörtels 21 auf die betreffende Fläche der Bodenplatte wird durch die Hülse 20 wesentlich erleichtert, indem sie erübrigt, dass besondere Sorgfalt verwendet werden muss, um ein Eindringen von Mörtel in die Bohrung 19 zu verhindern.

Damit die Fuge 30 nach der Befestigung des Kassettenschiebers 10 am Gefäss gleichmässig mit Mörtel 21 ausgefüllt ist, er-

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ν:·:ist es sich als zwec):inässig, diesen Mörtel vermittels einer Schablone in eine Form und Verteilung zu bringen, die der Form und Verteilung in der Fuge (Fig. 2} angenähert entspricht, Die Schablone orientiert sich bei deren Rotation um die Hülse 20 an geeigneten Bezugsflächen ausserhalb des Fugenbereiches.

Details der Fuge in zusammengebautem Zustand von Kassettenschieber und Gefäss zeigen die Figuren 2 und 3, worin die

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Y-

Fuge selbst mit 30, die durch die Fuge voneinander getrennten Bereiche des Gefässes mit Pfeil 31 und des Schiebers mit Pfeil 32 bezeichnet sind. In Fig. 2 weist die für Mehrfachverwendung bestimmte Lochsteinhülse 14 eine Bohrung 18 auf, die, weil die Lochsteinhülse neu ist, gleichen Durchmesser hat wie die Bohrung 19 der Bodenplatte 15. Die Hülse 20 überdeckt benachbarte Bereiche der Fuge 30 in den Bohrungen und verhindert, dass Mörtel in die Bohrungen eindringen kann. Dementsprechend verteilt sich der Mörtel gleichmässig in der Fuge 30. Die Temperatur der feuerfesten Mauerung 12 des Gefässes 11 beträgt zum Zeitpunkt der Befestigung des Kassettenschiebers 10 am Gefäss mehrere hundert C, sei es durch eine gezielte Vorheizung oder durch die Restwärme von der vorausgegangenen Füllung mit schmelzflüssigem Metall. Die Hülse 20 wird in dieser Hitze schmelzen oder verbrennen und beim Oeffnen des Kassettenschiebers werden die Ueberreste der Hülse durch die Auslauföffnung hinausgespült.

Fig. 3 zeigt die Gestalt der Fuge nach der Befestigung des Kassettenschiebers an einem Gefäss mit einer bereits ausgewaschenen, im Durchmesser gegenüber dem Neuzustand grösseren Bohrung 18', die auch grosser als die Bohrung 19 in der Bodenplatte 15 ist. Der zwischen der Hülse 20 und der ausgewaschenen Bohrung 18' entstandene Ringspalt 33 ist durch aus der Fuge 30 verdrängten Mörtel aufgefüllt worden. In gleicher Weise wie vorstehend beschrieben, wird die Hülse durch Hitzeeinwirkung zerstört,. Die Aus lauf öffnung im Bereich der Fuge 30 weist wieder einen sauberen gleichmässigen Verlauf auf und ermöglicht optimale Strömungsverhältnisse für das flüssige Metall. Die* Bodenplatte 15 im Bereich der Bohrung 19 wird dadurch geschont und erreicht eine längere Standzeit. Ebenso

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wird die Haltbarkeit der Lochsteinhülse 14 verlängert, weil zuerst im Ringspalt 33 befindlicher Mörtel abgetragen werden muss bevor der ursprüngliche Zustand der Bohrung 18' wieder erreicht ist.

Gegebenenfalls kann es auch bei einer neuen Lochsteinhülse 14 mit einer nicht ausgewaschenen Bohrung 18 gemäss Fig. 2 wünschenswert sein, einen mit Mörtel auszufüllenden Ringspalt zwischen dem Aussendurchmesser der Hülse 20 und der Bohrung 18 zu erhalten. In diesem Falle hat die Hülse 20 zwei verschiedene Aussendurchmesser aufzuweisen, nämlich ein zur Bohrung 19 der Bodenplatte 15 passender Durchmesser, und ein, entsprechend der gewünschten Breite des Ringspaltes geringerer Durchmesser. Eine dergestalt abgesetzte Hülse erleichtert deren Einführung in die Bohrung 18 der Lochsteinhülse 14 beim Befestigen des Kassettenschiebers 10 am Gefäss.

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Claims

- € MO. Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Formen der Mörtel-Fugendichtung zwischen einem Kassetten-Schieberverschluss und einem Gefäss für metallische Schmelzen, gekennzeichnet durch eine dem Durchmesser der Durchlass-Bohrung in der Bodenplatte des Kassettenschiebers entsprechende zylindrische Hülse aus einem leicht schmelzenden oder brennbaren Material.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse aus Pappkarton besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Karton beschichtet oder imprägniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung aus Wasserglas besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einen im Durchmesser verjüngten Teil zum Eingriff in den Lochstein bzw. dessen Hülse aufweist.

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