DE3718890C1 - Verfahren zum Einfuehren von Spuelgas in eine einen Schiebeverschluss aufweisende Ausgussoeffnung metallurgischer Gefaesse - Google Patents
Verfahren zum Einfuehren von Spuelgas in eine einen Schiebeverschluss aufweisende Ausgussoeffnung metallurgischer GefaesseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, insbesondere zum
Einführen von Spülgas, in eine einen Schiebeverschluß aufweisende
Ausgußöffnung metallurgischer Gefäße durch im Schließbereich der
Verschlußplatte angeordnete Düsen über eine von einer Gasquelle
ausgehende gesteuerte Leitung.
Im Prinzip dienen solche in Schließstellung des Verschlusses
durchgeführte Gaseinführungsverfahren dazu, etwaigen Einfrierungen
bzw. Batzenbildungen infolge von beispielsweise an den Wandungen der
Ausgußöffnung erkaltete Schmelze vorzubeugen, zumindest aber die
Schmelze bis zur nächsten Öffnung des Verschlusses zum Selbstausfluß
fließfähig zu halten. Dies gelingt mit den bekannten Verfahren und
Einrichtungen nicht immer, vielmehr bleibt die Ausgußöffnung nach
Öffnen der Verschlußplatte in einer nicht befriedigenden Rate
verstopft und muß meist manuell mit einer Sauerstofflanze freigebrannt
werden, was umständlich, zeitraubend und kostspielig ist.
Aus der DE-35 06 426 ist ferner ein Spülgasverfahren bekannt, mit dem
während des Gießens sich in der Ausgußöffnung aufbauenden Ablagerungen
entgegengewirkt wird und gebildete Zuschmierungen beseitigt werden.
Hierzu ist neben einer kontinuierlichen, eine impulsartige
Gaseinführung vorgesehen, die beide durch gesteuerten Einsatz die
Ausgußöffnung freihalten sollen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, Spülgaseinführungen durch
geschlossene Verschlußplatten dahingehend zu verbessern, daß nach
jedem Öffnen des Schiebeverschlusses der Selbstausfluß der Schmelze
aus der Ausgußöffnung möglich ist.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei
Erreichen eines vorbestimmten Spülgas-Gegendruckes und/oder
unmittelbar vor dem Öffnen der Verschlußplatte mindestens ein durch
eine Druckgasquelle von wenigstens 12 bar erzeugter Druckstrahl in der
Ausgußöffnung entstehende Verstopfungen freimacht. Auf diese Weise
kann die heutzutage von den Gießbetrieben als unerläßlich geforderte,
hundertprozentige Selbstflußrate nach Öffnen des Schiebeverschlusses
mit verhältnismäßig geringem Aufwand erreicht und damit ein
kostspieliger Gießabbruch vermieden werden.
Der Druckstrahl wird dabei über eine sehr kurze einstellbare
Zeitspanne, vorzugsweise nur über Sekundenbruchteile, eingeleitet.
Im einzelnen wird dabei zweckmäßig so vorgegangen, daß drei
Düsenstrahlen symmetrisch in die Ausgußöffnung wirken und die Schaltung
der durch die Düsenstrahlen bewirkten Druckwellen mit Hilfe des
Spülgas-Gegendruckes bei einer zur Verfestigung neigenden Konsistenz
der Schmelze in der Ausgußöffnung erfolgt. Konkret bedeutet dies, je
nach Auslegung der Gaseinführungsanlage und des verwendeten
Spülgasdruckes, dazugehörige Gegendruckwerte von etwa 5 bis 50%.
Vorzugsweise ist die Druckwelle innerhalb eines Druckstranges in einem
volumetrisch abgestimmten Druckkessel gespeichert, der in offener
Leitungsverbindung zu einer Druckgasquelle und in geschlossener
Leitungsverbindung zu der Spülgasleitung steht, wobei bei Schaltung
der Druckwelle gleichzeitig die offene Verbindung zur Druckgasquelle
geschlossen wird. Dadurch kommen auf einfache Art Druckwellen mit
gleichen Gasmengen zustande, die zudem problemlos steuerbar sind.
Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß für die
fließfähige Aufbereitung der Schmelze in die Ausgußöffnung Luft, Argon
oder ein Gas-Feststoff-Gemisch eingedüst wird.
Das zusätzliche Durchblasen des Düsenstrahles durch den porösen
Stopfen sichert die Verteilung des Spülgases über den gesamten
Querschnitt der Ausgußöffnung.
Bei allfälliger Verstopfung der Düsen werden diese in Offenstellung
des Verschlusses durch Einleitung eines Düsenstrahles freigeblasen.
Bedingung ist jedoch, daß der Stopfen außerhalb der Bodenplatte zu
liegen kommt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung ausführungsweise
erläutert.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch einen
eine Gaseinführung aufweisenden Schiebeverschluß mit
Steuereinrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Gaseinführungsstopfen, und
Fig. 3 die Draufsicht zu Fig. 2.
In der Zeichnung bedeutet 1 die Ausgußöffnung eines nicht näher
dargestellten metallurgischen Gefäßes, die einlaufseitig am Lochstein 2
beginnt und ansonsten von der Einlaufhülse 3 sowie der ortsfesten
Bodenplatte 4 gebildet wird. An der feuerfesten Bodenplatte 4 liegt
eine in den Pfeilrichtungen 5 linear verstellbare feuerfeste
Verschlußplatte 6 an, deren Durchflußöffnung 7 bei geöffnetem
Verschluß die Ausgußöffnung 1 fortsetzt. Hingegen wird in der in Fig.
1 gezeigten Schließstellung durch Düsen 8 eines im Schließbereich der
Platte 6 angeordneten Stopfens 9, der aus gasdurchlässigem porösem
oder hochfestem Feuerfestmaterial hergestellt ist, Spülgas in die
Ausgußöffnung 1 eingeführt zur Einfrierverhinderung der über der
Verschlußplatte 6 stehenden Schmelze.
Hierbei strömt das Gas den Stopfendüsen 8 aus einem in der
Verschlußplatte 6 unterhalb des Stopfens 9 angeordneten Gasraum 10 zu,
der seinerseits mit einem zum Plattenumfang führenden Gaskanal 11 in
Verbindung steht, wobei der Stopfen 9 und der Gasraum 10 von einer mit
dem Gaskanal 11 fest verbundenen Blechhülle 9′ umgeben sind und dadurch
Leckverluste weitgehend vermieden werden können. Es ist ein
Gasanschluß 12 für eine von einer Gasquelle 13 ausgehende Leitung 14
vorgesehen, in der in Strömungsrichtung hintereinander ein
Druckreduzierer 15, ein Absperrventil 16, ein Drosselventil 17 und
gegebenenfalls ein Mengendurchflußregler 18 sowie ein Manometer 19,
ein Druckschalter 20, ein Rückschlagventil 21 und ein
Doppelrückschlagventil 22 angeordnet sind. Davon wird das als
Magnetventil ausgebildete Absperrventil 16 von einem Prozessor 23
gesteuert, der seinerseits Meßwerte vom Druckschalter 20 und
Stellungswerte des Stellungsmessers 24 der Schiebeverschlußbetätigung
erhält.
Die Gasquelle 13 und die Leitung 14 sowie eine daran anschließende
Anschlußleitung 25 dienen zum Zuführen eines konstanten Gasstromes
über den Gasanschluß 12 zu den Stopfendüsen 8 in einer gewünschten
Gasmenge, die von Hand am Drosselventil 17 einstellbar ist und durch
den nachfolgenden Mengendurchflußregler 18 auf dem eingestellten Wert
gehalten wird, bei infolge von unterschiedlichen Strömungsbedingungen
in der Ausgußöffnung 1 sich änderndem Gegendruck. Neben dieser
üblichen konstanten Gaseinführung durch die Leitung 14, die im
allgemeinen mit einem Gasdruck nicht über 10 bar arbeitet und die nach
Öffnen des Schiebeverschlusses nicht in jedem Fall die Schmelze
selbstfließend aus der Ausgußöffnung 1 austreten läßt, ist zum
Sicherstellen des Selbstauslaufes eine weitere Gaseinführung
vorgesehen, die mittels geschoßartiger, durch eine Druckwelle an den
Stopfendüsen 8 erzeugter Düsenstrahlen Ausflußhindernisse in der
Ausgußöffnung 1 beseitigt. Hierzu dient ein Druckstrang 30, der von
einer Druckgasquelle 31 mit etwa 200 bar ausgeht und in das
Doppelrückschlagventil 22 mündet. Dazwischen sind angeordnet, ein
Druckreduzierer 32, ein Absperrventil 33, ein Druckkessel 34 sowie ein
weiteres Absperrventil 35. Beide wiederum als Magnetventile
ausgebildete Absperrventile 33 und 35 erhalten Schließ- und
Öffnungsbefehle vom Prozessor 23.
In der Schließstellung der Verschlußplatte 6 hat der Prozessor 23 das
Absperrventil 16 der Leitung 14 des konstanten Gasstromes geöffnet, so
daß Spülgas dem Düsenstopfen 9 mit einem am Druckreduzierer 15
eingestellten Gasdruck zufließt, der, falls keine anderen
Betriebsweisen höheren Drucks vorrangig sind, wenigstens die Düsen 8
vor Eindringen der Schmelze schützt. Ändert sich während des Betriebes
der Zustand der Schmelze in der Ausgußöffnung 1 durch Erkalten, so
baut sich in der Strangleitung 14 ein immer größer werdender Druck
auf, der bei Erreichen eines am Druckschalter 20 eingestellten
Maximums den Prozessor 23 veranlaßt, das Absperrventil 35 im
Druckstrang 30 zu öffnen und damit eine Druckwelle freizugeben, die an
den Düsen 8 Düsenstrahlen von solcher Wucht formt, daß erstarrte
Schmelze auf- bzw. von den Wänden der Ausgußöffnung 1 losbricht und
Schmelzebatzen in wärmere Schmelzezonen am Ausgußeinlauf abgeführt
werden. Die Druckwelle, die auf dem Weg zu den Düsen 8 den am
Druckstrang 35 gelegenen Teil des gemeinsamen Doppelrückschlagventils
22 und die gemeinsame Anschluß 25 passiert, wird aus dem Druckkessel
34 entlassen, der im Normalbetrieb offene Verbindung zur
Druckgasquelle 31 hat und mit dem am Druckreduzierer 32 eingestellten
Druck von etwa 15 bis 30 bar belastet wird, während sein Volumen einer
dazu abgestimmten Druckgasmenge entspricht. Sobald das Absperrventil
35 hinter dem Druckkessel 34 zur Freigabe der Druckwelle öffnet,
schließt das sich davor befindliche, ansonsten offene Absperrventil 33
und sperrt die Verbindung zur Druckgasquelle 31 ab. Weiterhin schließt
beim Auslösen der Druckwelle der zur Leitung 14 gehörende Teil des
Doppelrückschlagventils 22, der bei entsprechender Ausbildung des
Ventils aber auch offen bleiben kann, so daß die Druckwelle den
konstanten Gasstrom der Leitung 14 überlagert.
Damit die Blechhülle 9′ bei der Erzeugung einer Druckwelle nicht
nach unten herausgestoßen wird, ist ein an der Platte 6 befestigtes
Verstärkungsblech 6′ unterhalb des mit der Blechhülle 9′
zusammengeschweißten Gaskanals 11 vorgesehen.
Gemäß Fig. 2 und 3 ist ein Stopfen 9 verwendet, der drei durch
Bohrungen gebildete Düsen 8 aufweist, die mit den Mündungen
achsensymmetrisch zur Achse der Ausgußöffnung 1 stehen, jedoch wie
Fig. 3 strichpunktiert zeigt, zum Erzielen eines Dralleffektes in
der Längsachse geneigt sein können. Je nach Verschlußleistung kann der
Durchmesser der Düsen 8 zwischen 2 und 7 mm betragen.
Wiederum umgibt eine Blechhülle 9′ den Stopfen 9 sowie den darunter
befindlichen Gasraum 10.
Bewährt haben sich auch Stopfen mit 5 nicht symmetrisch angeordneten
Düsen, wobei die Stopfen aus einem porösen gasdurchlässigen
Feuerfestmaterial bestehen.
Claims (9)
1. Verfahren zum Einführen insbesondere von Spülgas in eine einen
Schiebeverschluß aufweisende Ausgußöffnung metallurgischer Gefäße
durch im Schließbereich der Verschlußplatte angeordnete Düsen über
eine von einer Gasquelle ausgehende gesteuerte Leitung, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines vorbestimmten
Spülgas-Gegendruckes und/oder unmittelbar vor dem Öffnen der
Verschlußplatte mindestens ein durch eine Druckgasquelle von
wenigstens 12 bar erzeugter Düsenstrahl in der Ausgußöffnung (1)
entstehende Verstopfungen freimacht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Düsenstrahl jeweils über eine sehr kurze einstellbare Zeitspanne,
vorzugsweise nur über Sekundenbruchteile eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei
Düsenstrahlen symmetrisch in die Ausgußöffnung (1) wirken.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltung der durch den Düsenstrahl bewirkten Druckwelle
mit Hilfe des Spülgas-Gegendruckes bei einer zur Verfestigung
neigenden Konsistenz der Schmelze in der Ausgußöffnung erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwelle innerhalb eines Druckstranges (30) in einem
volumetrisch abgestimmten Druckkessel (34) mit einer offenen
Leitungsverbindung zu einer Druckgasquelle (31) und einer
geschlossenen Leitungsverbindung zu der Spülgasleitung (14)
gespeichert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Schaltung der Druckquelle die offene Verbindung des Druckkessels
(34) zur Druckgasquelle (31) geschlossen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Luft, Argon oder ein Gas-Feststoff-Gemisch
eingedüst wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Düsenstrahl aus dem durch die
Düsen (8) sowie dem durch den porös hergestellten Stopfen geleitete
Spülgas zusammensetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
Offenstellung des Schiebeverschlusses mindestens ein Düsenstrahl
zum Freiblasen der Düsen (8) erzeugt wird.
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