DE3522134C3 - Feuerfeste Platte für einen Gleitschieber-Verschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer feuerfesten Platte mit einer Gleitfläche und einer Lagerfläche als Festplat­ te bzw. Schieberplatte für einen Gleitschieber-Ver­ schluß, der in Stahlwerken zum Gießen von flüssigem Stahl eingesetzt wird.

Ein solcher Gleitschieber-Verschluß ist aus der US- PS 4,064,668 und aus der AT-PS 323 354 bekannt. Bei diesen bekannten Verschlüssen ist die ortsfeste Platte und die bewegbare Platte jeweils mittels eines Mörtels in einer Metallumhüllung angeordnet. Die Metallumhül­ lung hat dabei den Zweck, die feuerfesten Platten wäh­ rend des Betriebes miteinander in Eingriff zu halten und einen Bruch zu vermeiden. Selbst wenn ein kleiner Bruch auftritt, soll der von der Metallumhüllung erzeug­ te Druck bewirken, daß ein Austreten des flüssigen Me­ talls verhindert wird. Bei den bekannten Gleitschieber- Verschlüssen werden Federn verwendet, um die für die Anlage erforderlichen vertikalen Kräfte zu erzeugen. Bei diesen Verschluß-Konstruktionen ist die Festplatte und die Schieberplatte jeweils mit Mörtel mit Metall­ körpern geringen Gewichts verbunden, die die feuerfe­ sten Platten mit Ausnahme der aneinander angrenzen­ den Flächen umschließen. Die Metallumhüllung dient zur Unterstützung der Verteilung des Federdrucks auf den Boden der feuerfesten Platten und zur seitlichen Einfassung der Platten. Bei einer Abwandlung eines sol­ chen Verschlusses wird ein Metall oder eine Kombina­ tion aus einem Metall und einer kompressiblen feuerfe­ sten Faserplatte verwendet, um den Federdruck auf den Boden des feuerfesten Elements zu verteilen. Dabei dient ein gespanntes Klemmband oder ein geschweißtes und dann geschrumpftes Band am Umfang der Platte dazu, diese seitlich zusammenzudrücken.

Bei den bekannten Verschlüssen und insbesondere bei deren feuerfesten Platten war man ständig bestrebt, die Ebenheit der Flächen der feuerfesten Platten sicher­ zustellen. Oft führt dies zu teuren Formvorgängen und Schleifarbeiten. Ferner kann bei einer in einem Metall­ behälter eingeschlossenen feuerfesten Platte, selbst wenn diese eine perfekte Ebenheit aufweist, diese Eben­ heit beeinträchtigt werden, wenn die feuerfeste Platte in den Metallbehälter eingemörtelt wird. Außerdem wer­ den dann, wenn die feuerfesten Platten von Metall um­ hüllt sind, oft große Abschnitte von gebranntem, feuer­ festem Material verwendet, was beträchtlich teurer ist als ein monolithisches feuerfestes Material, das gegos­ sen werden kann.

Bei der Herstellung von Stahl gehen in den Tonnen­ preis verschiedene Elemente ein. Hierzu gehören auch die Kosten für den Betrieb der Gleitschieber-Verschlüs­ se.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine feuerfeste Festplatte und Schieberplatte für einen Gleit­ schieber-Verschluß zu entwickeln, die eine hohe Zahl von Aufheizungen verträgt, die hinsichtlich des feuerfe­ sten Materials minimale Kosten erfordert, und die sich leicht auswechseln läßt.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung da­ durch gelöst, daß wenigstens zwei einander gegenüber­ liegende Bereiche des Randes oder ein Seitenrand und ein Stirnrand der Festplatte und/oder Schieberplatte sich in Richtung Gleitfläche verjüngend ausgebildet sind, daß die sich verjüngenden Randbereiche für einen Eingriff mit einer angepaßten, abgeschrägten Fläche von Klemmelementen bestimmt sind, und daß die Ab­ messungen und Winkel der Festplatte und Schieberplat­ te im Bereich der abgeschrägten Flächen von der Gleit­ fläche zur Lagerfläche derart gewählt sind, daß die Klemmelemente auf die Festplatte und Schieberplatte sowohl eine zu deren Mitte gerichtete Kraft als auch eine gegen das Auflager für die Festplatte und/oder Schieberplatte gerichtete Kraft ausüben.

Die Erfindung ermöglicht eine Ausbildung von Fest­ platte und Schieberplatte als sogenannte bandlose Ele­ mente, d. h. Elemente, die keine Einfassung in ein vor­ spannendes Metallband erfordern, und die leicht aus­ wechselbar sind. In gleicher Weise ist auch die Einlaß­ hülse und die Ausgußhülse bandlos in Verbindung mit einer günstigen Anordnung einer Spitze der Ausgußhül­ se.

Aus der DE-OS 26 03 003 ist zwar eine Festplatte mit einer konischen Seitenwand bekannt, jedoch verläuft der Konus hier in einer solchen Richtung, daß beim Öffnen des Verschlusses die stationäre Platte heraus­ fällt. Es fehlt also das Merkmal, den Konus so auszubil­ den, daß die Platten durch Zusammenwirken mit äuße­ ren Klemmelementen selbsttätig in Richtung auf ihre Lagerflächen gepreßt werden.

Vorzugsweise sind die Festplatte und die Schieber­ platte identisch ausgebildet und haben eine rechteckige Form oder die Form eines ebenen Sechsecks, das aus zwei gleichschenkligen Trapezen mit gemeinsamer Ba­ sis gebildet ist. Hierdurch werden Lagerprobleme und die Herstellung betreffende wirtschaftliche Probleme vermindert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gießgefäß;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches F3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform des gleichen Bereichs, wobei jedoch die Platte an dem Träger un­ nachgiebig befestigt ist;

Fig. 5 eine Alternative von Fig. 3, jedoch mit einer Klemmschraube, die senkrecht zum Träger verläuft;

Fig. 6 eine andere Alternative, bei der die Fläche des feuerfesten Elements nicht konisch ausgebildet ist;

Fig. 7 eine asymmetrische Konstruktion der Schie­ berplatte;

Fig. 8 eine andere Ansicht einer Schieberplatte und einer Festplatte mit abgerundeten Enden;

Fig. 9 eine Ausführungsform mit einer rechteckigen Platte, die zwei Öffnungen aufweist;

Fig. 10 eine andere Plattenanordnung zur Verwen­ dung in einem drehbaren Ventil;

Fig. 11 eine vergrößerte Querschnitts-Darstellung durch die Verbindung zwischen der Ausgußhülse und der Festplatte und

Fig. 12 eine vergrößerte Querschnitts-Darstellung der Verbindung von der Ausgußhülse mit der Schieber­ platte.

In Fig. 1 ist eine Gießpfanne oder ein Gießgefäß 1 dargestellt, das eine Metallschale 2 mit einer feuerbe­ ständigen Auskleidung 3 aufweist. In der Mitte der feu­ erbeständigen Auskleidung 3, die die Metallschale 2 ge­ gen das zu gießende geschmolzene Material schützt, ist eine Gießöffnung 4 vorgesehen. Der untere Teil der Gießgefäßöffnung wird durch eine untere auswechsel­ bare Hülse 5 gebildet, die in der Lagerplatte 6 durch eine Klemmvorrichtung 23 befestigt ist. Die Lagerplatte 6 ist ihrerseits mit der Metallschale 2 des Gießgefäßes verschraubt.

An der Lagerplatte 6 sind metallische Klemmblöcke 7 befestigt, die Klemmvorrichtungen 8 abstützen, welche die feuerfeste Festplatte 9 festhalten und festklemmen, und welche ferner dazu dienen, eine Aufwärtsverschie­ bung des Endes der bewegbaren feuerfesten Platte 10 zu verhindern, wenn diese sich über die Grenzen der Festplatte 9 hinaus erstreckt.

Unterhalb der Lagerplatte 6 ist mittels einer Aufhän­ gung 11 der Verschlußrahmen 12 angebracht. Der Ver­ schlußrahmen 12 enthält und trägt seinerseits einen Trä­ ger 13 für die bewegbare feuerfeste Platte. Der Träger 13 wird durch einen Kraftmechanismus 14 aktiviert, der hier als Hydraulikantrieb dargestellt ist. Ferner ist ein Hitze- und Spritzschild 15 vorgesehen. Der Spritzschild 15 ist unterhalb der bewegbaren feuerfesten Platte 10 ebenso wie die feuerfeste Ausgußhülse 16 aufgehängt, die von einer Klemmvorrichtung 17 festgehalten und gelagert ist, die durch ein Gewinde mit dem Träger 13 in Eingriff steht.

Gegebenenfalls befindet sich unterhalb der Ausguß­ hülse 16 eine feuerfeste Hülsenspitze 18. Die Hülsen­ spitze 18 wird von einer Klemmvorrichtung 19 festge­ halten und gelagert, die durch ein Gewinde mit der Klemmvorrichtung 17 in Eingriff steht.

Es sei nun zunächst Fig. 3 betrachtet, die die Klemm­ vorrichtung 8 und eine Schraube 20 zeigt, um, die feuer­ feste Schieberplatte 10 mit dem nachgiebigen mem­ branartigen Träger 13 zu verklemmen. Zugleich wird dadurch die Schieberplatte an einer thermischen Aus­ dehnung gehindert und das Material der Schieberplatte konstant unter Druck gehalten.

Fig. 4 ist mit Fig. 3 vergleichbar. Die Klemmanord­ nung 8 übt einen Druck auf die Platte 10 aus, die auf einem entfernbaren Träger 21 von hier jedoch nicht nachgiebiger Art gelagert ist.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Darstellung einer weiteren Abwandlung mit einer Klemmvorrichtung 22, die in ei­ ner Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche wandert. Diese Klemmvorrichtung kann sowohl eine Klemm­ kraft als auch eine seitliche Haltekraft auf die Platte 10 ausüben. Nachteilig ist bei ihr, daß sie vollständig ent­ fernt werden muß, wenn die Platte ersetzt, wird, wäh­ rend die Klemmvorrichtung 8 in Fig. 3, die schräg zur Plattenoberfläche wandert, ausreichend weit verscho­ ben werden kann, um ohne vollständige Entfernung und einen Ersatz der Platte zu ermöglichen. Die senkrechte Klemmvorrichtung ist jedoch wirksamer, wenn sie an dem gekrümmten Rand einer Platte oder Hülse ange­ bracht wird, wie die Klemmvorrichtung 23 in Fig. 1 und die Klemmvorrichtungen 22 bzw. 22" in Fig. 8 bzw. 10. Die senkrechte Klemmvorrichtung wird für die ge­ krümmte Konfiguration verwendet, da bei Benutzung einer schrägen Klemmvorrichtung ausreichend Flexibi­ lität vorhanden sein muß, um eine Anpassung an eine Änderung im Radius zu ermöglichen, wenn die Schrau­ be 20 angezogen wird.

Fig. 6 zeigt eine andere Alternative mit einer schräg wandernden, eine gerade Fläche aufweisenden Klemm­ vorrichtung 24, die eine nicht konische feuerfeste Platte 25 mit senkrechtem Rand und einen bewegbaren Träger 21 der nicht nachgiebigen Art festlegt. Eine solche Klemmvorrichtung kann eine angemessene seitliche Haltekraft ausüben, jedoch nur eine sehr geringe verti­ kale Klemmkraft. Sie ist daher mehr für einen Träger der nicht nachgiebigen Art geeignet.

Die Festplatte 9 und die Schieberplatte 10 können identisch ausgebildet sein, was einer Konstruktion ent­ spricht, bei der die stromaufwärtigen bzw. stromabwär­ tigen feuerfesten Elemente (untere Hülse 5 bzw. Aus­ gußhülse 16) in identischer Weise mit ihrer jeweils zuge­ hörigen Platte in Eingriff stehen. Beispielsweise ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Verbindungsansatz 30 an der Rückseite jeder Platte angebracht, wobei die Verbin­ dungstasche 31 der unteren Hülse 5 unter Verwendung von Mörtel in Eingriff mit der Festplatte ist. In gleicher Weise ist die Verbindungstasche 32 der Ausgußhülse 16 in Eingriff mit dem Verbindungsansatz 30 der Schieber­ platte 10.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist hier ein nachgiebiger Träger vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 ist eine Membran 35 vorgesehen, die im we­ sentlichen den Bereich unterhalb der Schieberplatte 10 bedeckt, wobei die Membran über einer Kammer 36 liegt, die von einer externen Gasquelle über eine Druck­ mittel-Zuführung 38 aktiviert wird und für einen kon­ stanten nachgiebigen Eingriff sorgt.

Der Spritzschild 15 besitzt einen Metallrücken 40, in den ein feuerfester Schild 41 vorzugsweise monolithisch eingegossen ist, und der mittels Lagerungen 42 am Trä­ ger 13 befestigt ist.

Beispiele für den Fall, daß die beiden Flächen der Festplatte 9 oder der Schieberplatte 10 geschliffen wer­ den sollen, sind in Fig. 11 und 12 dargestellt. Es ist er­ sichtlich, daß an der Festplatte 9', die in Eingriff mit der unteren Hülse 5' ist, eine Nut- und Feder-Verbindung 30' vorgesehen ist. In gleicher Weise ist gemäß Fig. 12 die Ausgußhülse 16' mittels einer ähnlich bemessenen Nut- und Feder-Verbindung 30' in Eingriff mit dem un­ teren Teil der Schieberplatte 10'.

Hinsichtlich der Festplatte 9, der Schieberplatte 10 und der Ausgußhülse 16 mit der Spitze 18 werden opti­ male Winkel verwendet. Der Konus entlang der Ränder liegt im wesentlichen zwischen 5° und 20°. Ein Winkel von weniger als 5° führt zu einer beträchtlich geringe­ ren Klemmwirkung und einer zentralen Druckwirkung. Wenn der Winkel 45° übersteigt, liegt die Klemmwir­ kung bei nahezu 100%, ohne daß eine Druckwirkung vorhanden ist. Einerseits kann dort, wo die Ausgußhülse 16 in Eingriff mit der Klemmvorrichtung 17 ist, der Win­ kel am unteren Ende des Bereiches zwischen 5° und 20° liegen. Andererseits ist bei der Festplatte 9 und der Schieberplatte 10 ein Durchschnittswinkel von etwa 7° bis 15° vorgesehen, jedoch auf jeden Fall ein Winkel innerhalb des Bereiches von 5° bis 20°, um die zentrale Druckkraft mit der abwärts gerichteten Klemmwirkung zu optimieren. Dadurch, daß die Platte 9 stationär ist genügt eine etwas niedrigere Klemmwirkung. Anderer­ seits sind die Reibungskräfte, die bestrebt sind, die Schieberplatte 10 zu verlagern, so groß, daß eine größe­ re Klemmwirkung erforderlich ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird sowohl die Festplatte 9 als auch die Schieberplatte 10 an ihrem zugehörigen Lagerteil mittels einer Druck­ kraft in Klemmeingriff gehalten, wodurch die Platten in ihrer Position gehalten werden, und wodurch zugleich eine zentral gerichtete Kraft-Komponente erzeugt wird, um die feuerfesten Elemente zusammenzudrüc­ ken. Die feuerfesten Elemente 9 und 10 sind vorzugs­ weise identisch ausgeformt. Wenn der Benutzer mit identischen Platten versorgt wird, benötigt er weniger Lagerraum, und die Anpassung der beiden Platten ist leichter bestimmbar.

In den Fig. 7 bis 10 sind verschiedene Konfiguratio­ nen von feuerfesten Platten dargestellt. Darin zeigt Fig. 7 eine asymmetrische Platte 26, Fig. 8 eine Platte 27 mit zwei abgerundeten Seiten, Fig. 9 eine rechteckige Platte 28 mit zwei Öffnungen und Fig. 10 eine Platt 29, die für einen drehbaren Verschluß bestimmt ist.

Claims (4)

1. Feuerfeste Platte mit einer Gleitfläche und einer Lagerfläche als Festplatte und/oder Schieberplatte für einen Gleitschieberverschluß, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei einander gegenüberliegende Bereiche des Randes oder ein Seitenrand und ein Stirnrand der Festplatte (9) und/oder der Schieberplatte (10) sich in Richtung Gleitfläche ver­ jüngend ausgebildet sind, daß die sich verjüngenden Randbereiche für einen Eingriff mit einer angepaßten abgeschrägten Fläche von Klemmelementen (8) bestimmt sind und daß die Abmessungen und Winkel der Festplatte (9) und Schieberplatte (10) im Bereich der abgeschrägten Flächen von der Gleit­ fläche zur Lagerfläche derart gewählt sind, daß die Klemmelemente (8) auf die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) sowohl eine zu deren Mitte gerichtete Kraft als auch eine gegen das Auflager für die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) gerichtete Kraft ausüben, wobei die sich verjüngenden Randbereiche einen Winkel zwischen 5° und 20° zu einer Achse aufweisen, die senkrecht zur Gleit- oder Lagerfläche verläuft.

2. Feuerfeste Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter kreisförmiger Ansatz (30) an jener Fläche der Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) vorgesehen ist, die der Lagerfläche im Gleitschieberverschluß zugekehrt ist, und daß der Ansatz (30) zur Aufnahme eines vorstehenden Ringes (30') der Einlaßhülse (5) bzw. der Ausgußhülse (16') bemessen ist.

3. Feuerfeste Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festplatte (9) und/oder die Schieberplatte (10) rechteckig ist.

4. Feuerfeste Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Festplatte (9) und/oder die Schieberplatte (10) die Form eines ebenen Sechsecks aufweist, das aus zwei gleichschenkligen Trapezen mit gemeinsamer Basis gebildet ist.