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