DE3731600A1 - Drehschiebeverschluss fuer ein metallurigsches gefaess sowie rotor und/oder stator fuer einen solchen drehverschluss - Google Patents
Drehschiebeverschluss fuer ein metallurigsches gefaess sowie rotor und/oder stator fuer einen solchen drehverschlussInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschiebeverschluß für
den Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen
Gefäß mit einem rotationssymmetrischen, als Verschlußkörper
dienenden feuerfesten Rotor, welcher um eine Drehachse drehbar
in einem einen Ausflußkanal aufweisenden Stator angeordnet ist
und wenigstens einen unter Drehung des Rotors gegenüber dem
Stator durch Verbindung der Einlauföffnung des Ausflußkanals
des Stators mit der Auslauföffnung des Ausflußkanals des
Stators mit der Auslauföffnung des Ausflußkanals des Stators
zu öffnenden und durch Unterbrechung dieser Verbindung wieder
zu schließenden Durchflußkanal aufweist.
Ein reiner Drehverschluß ist bspw. aus der DE-PS 33 06 670
bekannt. Bei diesem ist als Rotor ein rohrförmiges Küken
vorgesehen, welches in einem konischen Ansatz eine radiale
Verbindungsöffnung aufweist. Der konische Ansatz ist in eine
entsprechend konische Sacklochbohrung eines in der Gefäßaus
kleidung fest angeordneten Formstücks mit einer Entnahmeöff
nung dichtend eingepaßt. Für die Erzielung der erforderlichen
Dichtigkeit ist eine hohe Flächenpressung zwischen dem ko
nischen Ansatz des Drehkükens und dem ausschließlich konischen
Dichtsitz des Formstückes erforderlich, welche durch einen
axialen Federdruck aufgebracht werden muß. Das Öffnen und
Schließen erfolgt durch Drehen des Kükens gegenüber dem Form
stück.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung
einen Drehverschluß der eingangs genannten Art mit zuverlässi
gerer und vielseitigerer Funktion auszustatten, ohne daß für
die Funktionsfähigkeit und die erforderliche Dichtigkeit die
aufeinander gleitenden Dichtflächen mittels Druckelementen
gegeneinander verspannt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß der Stator eine Aussparung mit einer als Dichtsitz
dienenden kreiszylindrischen Innenfläche aufweist, in welche
der Rotor mit einer kreiszylindrischen Mantelfläche dichtend
eingepaßt ist und innerhalb welcher der Rotor sowohl drehbar
als auch axial verschiebbar ist.
Hierbei liegen entweder wenigstens die Einlauföffnung des
Ausflußkanals des Stators in der kreiszylindrischen Innen
fläche seiner Aussparung und die Einlauföffnung des Durchfluß
kanals des Rotors in seiner kreiszylindrischen Mantelfläche
oder wenigstens die Auslauföffnung des Ausflußkanals des
Stators in der kreiszylindrischen Innenfläche seiner Aus
sparung und die Auslauföffnung des Durchflußkanals des Rotors
in der kreiszylindrischen Mantelfläche. Für die erforderliche
Dichtigkeit des Drehverschlusses sind keine Anpreßkräfte er
forderlich. Darüber hinaus kann ein Öffnen und Schließen des
Drehverschlusses sowohl durch Drehen des Rotors gegenüber dem
Stator als auch durch Axialverschieben des Rotors in dem
Stator erfolgen. So kann bspw. die Drosselung des Gießstrahles
über eine Drehung des Rotors gegenüber dem Stator und das
vollständige Öffnen und Schließen des Drehschiebeverschlusses
durch axiales Verschieben des Rotors gegenüber dem Stator
vorgenommen werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß bei
den beiden Funktionen unterschiedliche Schließflächenbereiche
des Rotors in Nachbarschaft des Durchflußkanals von der Man
telfläche beaufschlagt werden, wodurch die Standzeit des
Rotors als Steuer- und Schließelement gegenüber der bekannten
Lösung beachtlich erhöht wird.
Im einfachsten Fall sind wenigstens die Einlauf- oder die
Auslauföffnungen von Stator und Rotor in der kreiszylin
drischen Innenfläche des Stators bzw. der kreiszylindrischen
Mantelfläche des Rotors angeordnet.
Dabei können, zur vorteilhaften Lösung der gestellten Aufgabe,
sowohl die Einlauföffnung des Ausflußkanals des Stators in der
kreiszylindrischen Innenfläche der Aussparung und die Einlauf
öffnung des Durchflußkanals des Rotors in der kreiszylindri
schen Mantelfläche des Rotors als auch die Auslauföffnung des
Durchflußkanals des Rotors in der kreiszylindrischen Mantel
fläche des Rotors und die Auslauföffnung des Ausflußkanals des
Stators in der kreiszylindrischen Innenfläche der Aussparung
liegen.
Insbesondere wenn ein wenigstens teilweise horizontaler Ab
stich erreicht werden soll, liegen die Einlauföffnung des
Ausflußkanals des Stators und die Einlauföffnung des Durch
flußkanals des Rotors vorzugsweise in je einer im wesentlichen
senkrecht zur Drehachse stehenden Stirnfläche des Stators bzw.
des Rotors oder die Auslauföffnung des Ausflußkanals des
Stators und die Auslauföffnung des Durchflußkanals des Rotors
je in einer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Rotors
stehenden Stirnfläche des Stators bzw. des Rotors.
Ein einlaufseitiges wie auslaufseitiges Verschließen und Öff
nen des Durchflußkanals des Rotors erreicht man dann, wenn der
Ausflußkanal des Stators als auch der Durchflußkanal des
Rotors insgesamt im wesentlichen senkrecht zur Drehachse ver
laufen. Rotor und Stator sind in diesem Fall sehr einfache
Formkörper.
Wenn sowohl der Ausflußkanal des Stators als auch der Durch
flußkanal des Rotors über einen wesentlichen Teil ihrer Länge
parallel zur Drehachse des Rotors verlaufen, sind Stator und
Rotor jedenfalls in diesem Teil ihrer Länge im wesentlichen
rohrförmig mit verhältnismäßig dünner Wandstärke ausgebildet,
was am Beginn des Gießvorganges ein verhältnismäßig schnelles
Aufheizen des Drehschiebeverschlusses auf die gewünschte
Betriebstemperatur gewährleistet.
Hierbei verlaufen vorzugsweise sowohl der Ausflußkanal des
Stators als auch der Durchflußkanal des Rotors - in Durchfluß
richtung gesehen - zunächst im wesentlichen in Richtung der
Drehachse des Rotors und dann im wesentlichen senkrecht zu der
Drehachse, oder umgekehrt.
Die Gefahr des Einfrierens des Drehschiebeverschlusses wird
dann wesentlich verringert, wenn Stator und Rotor - bei ge
fülltem Gefäß - ganz oder mindestens teilweise in der Metall
schmelze angeordnet sind.
Es ist aber auch möglich, Stator und Rotor außen an der Gefäß
wandung anzuordnen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn Stator
und Rotor wenigstens teilweise innerhalb der Gefäßwandung
liegen und dabei, in noch weiterer Ausgestaltung des Erfin
dungsgedankens der Stator ganz oder teilweise einen Bestand
teil der feuerfesten Gefäßbodenauskleidung und/oder der Gefäß
wandauskleidung bildet. Dadurch wird ein Teil der Gefäßwan
dungsauskleidung eingespart und der Drehverschluß in thermisch
günstiger Lage raumsparend untergebracht.
Wenn der Stator im Übergangsbereich zwischen Gefäßbodenaus
kleidung und Gefäßwandauskleidung angeordnet ist, ist der
Drehverschluß für die Betätigung des Rotors selbst in diesem
Fall leicht zugänglich, in welchem Stator und Rotor im un
mittelbaren Einwirkungsbereich der im Gefäß vorhandenen
Metallschmelze angeordnet sind.
Dabei kann der Rotor durch die Gefäßwand und die Gefäßwand
auskleidung hindurch antreibbar sein.
Steht die Drehachse des Rotors bspw. senkrecht, so ist dieser
vorzugsweise von unten durch den Gefäßboden und die Gefäß
bodenauskleidung hindurch oder von oben ggf. durch die Metall
schmelze hindurch antreibbar.
Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn der Rotor von zwei
unterschiedlichen Antrieben für Drehung und Axialverschiebung
betätigbar ist. Soll bspw. die Steuerung des Gießstrahls durch
Drehung erfolgen, ist hierfür eine verhältnismäßig präzise
Betätigung erforderlich, welche jedoch nicht besonders
schnell vonstatten zu gehen braucht. Andererseits ist für das
Öffnen und Verschließen des Drehschiebeverschlusses durch
Axialverschiebung des Rotors in der Aussparung des Stators
eine verhältnismäßig schnelle Bewegung erforderlich, die von
Anschlägen in Öffnungs- und Schließstellung begrenzt sein
kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Drehschiebeverschluß ist es auch
möglich, daß der Stator oder der Rotor oder ein Teil oder eine
Verlängerung derselben als Gießschutzrohr ausgebildet ist.
Um die Kräfte, die für ein Drehen und/oder Axialverschieben
des Rotors in der Aussparung des Stators dauerhaft auch unter
Berücksichtigung eventueller unterschiedlicher Wärmeausdeh
nungskoeffizienten von Rotor und Stator zu gewährleisten, ist
es von Vorteil, den Stator bzw. Rotor mittels einer feuer
festen Gleithülse zur Führung des Rotors bzw. Stators auszu
statten. Der Rotor bewegt sich dadurch schwimmend im Stator.
Hinsichtlich der Materialauswahl wird mit der Erfindung vor
geschlagen, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Rotors und
ggf. dessen Gleithülse gleich oder kleiner als der Wärmeaus
dehnungskoeffizient des Stators und ggf. dessen Gleithülse
ist. Hierdurch kann eine Verklemmung des Rotors gegenüber dem
Stator beim Gießvorgang unter Betriebstemperaturen zuverlässig
vermieden werden.
Stator und Rotor können vorzugsweise aus unterschiedlich
harten, insbesondere keramischen Werkstoffen bestehen.
Vorzugsweise bestehen Rotor und/oder Stator und/oder deren
Gleithülse aus Oxidkeramik.
Um das Gleitvermögen des Rotors gegenüber dem Stator zu ver
bessern, enthält das Feuerfestmaterial des Rotors und/oder des
Stators und/oder der Gleithülse wenigstens in den einander
zugekehrten Oberflächenbereichen Kohlenstoff, Graphit od. dgl.
Dauerschmiermittel.
Insbesondere ist mit der Erfindung auch vorgesehen, daß das
Feuerfestmaterial des Rotors und/oder des Stators und/oder der
Gleithülse keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern
aus Kohlenstoff oder Graphit enthält.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Rotor sowie einen
Stator insbesondere für einen Drehverschluß der erfindungs
gemäßen Art.
Der Rotor ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine kreiszylin
drische Mantelfläche aufweist, welche einer als Sitz dienenden
kreiszylindrischen Innenfläche einer Aussparung eines feuer
festen Stators entspricht und in welcher wenigstens eine Ein
lauföffnung und/oder wenigstens eine Auslauföffnung eines
Durchflußkanals liegen/liegt.
Andererseits ist der Stator erfindungsgemäß dadurch gekenn
zeichnet, daß er eine Aussparung mit einer als Sitz dienenden
kreiszylindrischen Innenfläche aufweist, welche einer kreis
zylindrischen Mantelfläche eines feuerfesten Rotors entspricht
und in welcher wenigstens eine Einlauföffnung und/oder wenig
stens eine Auslauföffnung eines Ausflußkanals liegen/liegt.
Einlauföffnung oder Auslauföffnung des Durchflußkanals des
Rotors liegen bei einer besonders einfachen Ausgestaltung in
der kreiszylindrischen Mantelfläche, die eine oder andere
Öffnung kann aber auch in einer zur Drehachse im wesentlichen
senkrecht stehenden Stirnfläche liegen.
Entsprechend liegen Einlauföffnung und Auslauföffnung des
Ausflußkanals des Stators vorzugsweise in der kreiszylindri
schen Innenfläche der Aussparung, während die beiden Öffnungen
wahlweise aber auch in einer zur Längsachse der Aussparung im
wesentlichen senkrecht stehenden Stirnfläche liegen können.
Die einfachste Ausführung des Rotors bzw. des Stators erhält
man dann, wenn der Durchflußkanal im wesentlichen senkrecht
zur Drehachse des Rotors bzw. der Ausflußkanal im wesentlichen
senkrecht zur Längsachse der Aussparung des Stators verläuft.
Wenn es die Raumverhältnisse erfordern, kann aber auch vorge
sehen sein, daß der Durchflußkanal des Rotors - in Durchfluß
richtung gesehen - zunächst im wesentlichen in Richtung der
Drehachse und dann im wesentlichen senkrecht zu der Drehachse
verläuft oder umgekehrt, während entsprechend der Ausflußkanal
des Stators - in Durchflußrichtung gesehen - zunächst im
wesentlichen in Richtung der Längsachse der Aussparung und
dann im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse verläuft oder
umgekehrt, wobei die Drehachse des Rotors mit der Längsachse
des Stators zusammenfällt.
Der Stator kann so ausgebildet sein, daß ein Teil oder eine
Verlängerung von ihm als Gießschutzrohr dient.
Rotor bzw. Stator bestehen vorzugsweise aus Oxidkeramik.
Stator bzw. Rotor können auch mehrere Einlauf- oder Auslauf
öffnungen aufweisen, um die Standzeit dieser Teile zu ver
größern. Sind die Öffnungen verschieden groß, dann kann z.B.
beim Ausgießen eine Öffnung mit großem Querschnitt durch
Verschieben freigegeben werden, um z.B. einen Tundish schnell
zu füllen, während im Gießbetrieb die Regelung der Gießge
schwindigkeit durch Verdrehen und/oder Verschieben von Öff
nungen kleineren Querschnitts verhältnismäßig genau erfolgen
kann.
Weitere Ziele, Merkmale. Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestell
ten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombi
nation den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unab
hängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung.
Die Fig. 1 bis 8 veranschaulichen jeweils schematisch im
Vertikalschnitt ein metallurgisches Gefäß mit einem die Er
findung aufweisenden Drehschiebeverschluß verschiedener Aus
gestaltung, wobei nach den Fig. 1 bis 3 die Drehachse des
Rotors horizontal und nach Fig. 4 bis 8 vertikal verläuft. Bei
der Ausgestaltung der Fig. 1 und 3 liegt der Drehverschluß
außen an der Gefäßwandung, wobei die flüssige Metalkschmelze
dem Drehschiebeverschluß über einen Einlaufstein in der Gefäß
bodenauskleidung zugeführt wird, während bei der Ausführung
gemäß Fig. 2 der Drehverschluß in die Gefäßwan
dungsauskleidung integriert und im Übergangsbereich von Ge
fäßboden zu Gefäßwandung angeordnet ist. Bei der Ausgestaltung
gemäß Fig. 4 bis 8 nimmt der Drehschiebeverschluß zwar eben
falls einen Teil der Gefäßwandungsauskleidung ein, jedoch
steht er im mittleren Bereich des Gefäßbodens vertikal.
Der Drehschiebeverschluß 1 für den Abstich flüssiger Schmelze
aus einem metallurgischen Gefäß 2 hat einen rotationssymmetri
schen, als Verschlußkörper dienenden feuerfesten Rotor 3. Der
Rotor 3 ist um eine in diesem Fall horizontale Drehachse A
drehbar in einem eine Aussparung 4 aufweisenden Stator 5
angeordnet. Der Rotor 3 weist wenigstens einen unter Drehung D
des Rotors 3 gegenüber dem Stator 5 durch Verbindung der
Einlauföffnung 6 des Ausflußkanals 4 des Stators 5 mit der
Auslauföffnung 7 des Ausflußkanals 4 des Stators 5 zu öffnen
den und durch Unterbrechung dieser Verbindung wieder zu
schließenden Durchflußkanal 8 auf. Der Stator 5 hat eine
Aussparung 9 mit einer als Sitz dienenden kreiszylindrischen
Innenfläche 10, in welche der Rotor 4 mit seiner kreiszylin
drischen Mantelfläche 11 dichtend eingepaßt ist. Der Rotor 3
ist innerhalb der Aussparung 9 sowohl drehbar als auch axial
verschiebbar. Die Einlauföffnung 6 des Ausflußkanals 4 des
Stators 5 liegt in der kreiszylindrischen Innenfläche 10 der
Aussparung 9 und die Einlauföffnung 12 des Durchflußkanals 8
des Stators 3 in der kreiszylindrischen Mantelfläche 11 des
Rotors 3. Ferner liegen die Auslauföffnung 13 des Durchfluß
kanals 8 des Rotors 3 in der kreiszylindrischen Mantelfläche
11 des Rotors 3 und die Auslauföffnung 7 des Ausflußkanals 4
des Stators 5 in der kreiszylindrischen Innenfläche 10 der
Aussparung 9. Der Stator 5 und Rotor 3 sind insgesamt außen an
der Gefäßwandung, nämlich an dem Gefäßboden 18 angeordnet. Ein
Einlaufstein 20, welcher in der Gefäßbodenauskleidung 14
angeordnet ist, hat eine konische Durchflußöffnung 21, welche
in die Einlauföffnung 6 des Ausflußkanals 4 des Stators 5
mündet. Sowohl der Ausflußkanal 4 des Stators 5 als auch der
Durchflußkanal 8 des Rotors 3 verlaufen insgesamt im wesent
lichen senkrecht zur Drehachse A, also in diesem Fall ver
tikal. Wie durch Doppelpfeile angedeutet, kann der Rotor nicht
nur einer Drehung D um die Drehachse A unterworfen werden,
sondern einer axialen Längsverschiebung V. Hierzu können zwei
unterschiedliche Antriebe verwendet werden, wobei bspw. durch
Drehung des Rotors 3 eine Steuerung des Gießstrahles und durch
Axialverschiebung das Öffnen und Schließen des Drehverschlus
ses 1 bewerkstelligt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
der Rotor 3 in der Aussparung 9 des Stators 5 mittels einer
feuerfesten Gleithülse 17 geführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2, bei welchem der Stator
5 und der Rotor 3 teilweise in dem für die Metallschmelze be
stimmten Gefäßinnenraum und teilweise innerhalb der Gefäßwan
dung angeordnet ist, bilden der Stator 5 und der Rotor 3
wenigstens teilweise einen Bestandteil der feuerfesten Gefäß
bodenauskleidung 14 und der Gefäßwandauskleidung 15. Die
Einlauföffnung 6 des Ausflußkanals 4 des Stators 5 und die
Einlauföffnung 12 des Durchflußkanals 8 des Rotors 3 liegen in
je einer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse A stehenden
Stirnfläche des Stators 5 bzw. des Rotors 3, so daß die Metall
schmelze zunächst im wesentlichen horizontal zur Drehachse A
und dann vertikal, senkrecht zur Drehachse A aus dem Gefäß
inneren herausgeführt wird. Der Rotor 3 ist durch die Gefäß
wand 19 und die Gefäßwandauskleidung 15 hindurch von der Seite
her antreibbar. Der Stator 5 hat eine Verlängerung, die als
Eintauchausguß mit Ausgußrohr 16 ausgebildet ist.
Der Drehschiebeverschluß 1 nach Fig. 3 liegt ähnlich wie
derjenige nach Fig. 1 außen an dem Gefäßboden 18. Im Gegensatz
zur Ausführung gemäß Fig. 1 verlaufen jedoch der Ausflußkanal
4 des Stators 5 und der Durchflußkanal 8 des Rotors 3 zunächst
im wesentlichen vertikal, senkrecht zur Drehachse A und dann
im wesentlichen horizontal, parallel zur Drehachse A. Auf
diese Weise wird der Gießstrahl zunächst vertikal und dann
horizontal aus dem Gefäßinneren herausgeführt. Die Betätigung
des Rotors 3 erfolgt vorzugsweise an dem der Ausflußöffnung 13
des Durchflußkanals 8 gegenüberliegenden Ende. Ebenso wie bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind hier also Rotor 3 und
Stator 5 wenigstens über einen Teil ihrer Länge mit rohrförmi
gen Abschnitten ineinandergepaßt. Die Auslauföffnung 7 des
Ausflußkanals 4 des Stators 5 und die Auslauföffnung 13 des
Durchflußkanals 8 des Rotors 3 liegen je in einer im wesent
lichen senkrecht zur Drehachse A des Rotors 3 stehenden Stirn
fläche des Stators 5 bzw. des Rotors 3.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 steht die Drehachse A
des Rotors 3 vertikal, also senkrecht zum Gefäßboden 18. Der
Rotor 3 wird über eine feuerfest umkleidete Betätigungsstange
22 sowohl gedreht als auch axial gegenüber dem vertikal
stehenden hülsenförmigen Stator 5 verschoben. Stator 5 und
Rotor 3 liegen auch hier teilweise im Gefäßinnenraum, welcher
von der Metallschmelze eingenommen wird, und teilweise bilden
sie einen Bestandteil der Gefäßbodenauskleidung 14. Sowohl der
Ausflußkanal 4 des Stators 5 als auch der Durchflußkanal 8 des
Rotors 3 verlaufen zunächst horizontal und dann vertikal, weil
die Einlauföffnung 6 des Ausflußkanals 4 in der kreiszylindri
schen Innenfläche 10 der Aussparung 9, die Einlauföffnung 12
des Durchflußkanals 8 in der kreiszylindrischen Mantelfläche
11 des Rotors 3, die Auslauföffnung 13 des Durchflußkanals 8
in der nach unten weisenden Stirnfläche des Rotors 3 und die
Auslauföffnung 7 des Ausflußkanals 4 in der nach unten wei
senden Stirnfläche des Stators 5 liegen.
Ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 liegt bei dem
Drehverschluß gemäß Fig. 4 die Einlauföffnung 6 des Ausfluß
kanals 4 des Stators 5 etwas oberhalb der Innenfläche der
Gefäßbodenauskleidung 14, so daß unerwünschte Schlackenreste
im Gefäßinneren zurückgehalten werden.
Die Ausführungsform eines Drehschieberverschlusses nach Fig. 5
unterscheidet sich von dem in Fig. 4 dargestellten im wesent
lichen dadurch, daß der Rotor 3 wie der Stator 5 als durch
gehendes Rohr ausgebildet ist und von oberhalb des Badspiegels
betätigt wird. Der rohrförmige Stator 5 ist mit seinem unteren
Ende in die Gefäßbodenauskleidung 14 einbezogen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Stator 5 ein
oben geschlossenes Rohr, welches mit seinem unteren Ende in
der Gefäßbodenauskleidung 14 aufgenommen ist. Der Rotor 3 ragt
nach unten durch die Gefäßbodenauskleidung 14 und den Ge
fäßboden 18 in Form eines Gießschutzrohres 16 heraus und ist
von unten betätigbar. Rotor 3 und Stator 5 haben je zwei dia
metral einander gegenüberliegende Einlauföffnungen 6 und 12.
Zwischen Rotor 3 und Stator 5 können Führungsleisten 23 aus
gleitfähigem Material untergebracht sein. Zur Verringerung des
Reibungswiderstandes zwischen Rotor 3 und Stator 5 ist im
unteren Bereich des Stators 5 dessen Innenquerschnitt gering
fügig größer als der Außenquerschnitt des Rotors 3 in diesem
Bereich, so daß der Rotor 3 nur über den oberen Teil seiner
Länge in dem Stator 5 geführt ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist dem von Fig. 6 ähn
lich. Der Stator hat jedoch außer zweier diametral einander
gegenüberliegender kleiner Einlauföffnungen 6 noch eine andere
weiter unten liegende Einlauflöffnung 6′ größeren Quer
schnitts, die vollständig geöffnet werden kann, wenn der Rotor
3 weit genug nach unten gezogen wird.
Ähnlich ist es bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8, bei
welchem die größere Einlauföffnung 6′ des Stators 5 voll
ständig freigegeben werden kann, wenn der Rotor 3 weit genug
nach oben gezogen wird.
Bezugszeichenliste:
1 Drehschiebeverschluß
2 Gefäß
3 Rotor
4 Ausflußkanal des Stators
5 Stator
6, 6′ Einlauföffnung des Ausflußkanals
7 Auslauföffnung des Ausflußkanals
8 Durchflußkanal des Rotors
9 Aussparung
10 Innenfläche des Stators
11 Mantelfläche des Rotors
12 Einlauföffnung des Durchflußkanals
13 Auslauföffnung des Durchflußkanals
14 Gefäßbodenauskleidung
15 Gefäßwandauskleidung
16 Gießschutzrohr
17 Gleithülse
18 Gefäßboden
19 Gefäßwand
20 Einlaufstein
21 Durchflußöffnung
22 Betätigungsgestänge
23 Führungsleisten
A Drehachse
D Drehung
V Verschiebung
2 Gefäß
3 Rotor
4 Ausflußkanal des Stators
5 Stator
6, 6′ Einlauföffnung des Ausflußkanals
7 Auslauföffnung des Ausflußkanals
8 Durchflußkanal des Rotors
9 Aussparung
10 Innenfläche des Stators
11 Mantelfläche des Rotors
12 Einlauföffnung des Durchflußkanals
13 Auslauföffnung des Durchflußkanals
14 Gefäßbodenauskleidung
15 Gefäßwandauskleidung
16 Gießschutzrohr
17 Gleithülse
18 Gefäßboden
19 Gefäßwand
20 Einlaufstein
21 Durchflußöffnung
22 Betätigungsgestänge
23 Führungsleisten
A Drehachse
D Drehung
V Verschiebung
Claims (36)
1. Drehschiebeverschluß für den Abstich flüssiger Metall
schmelze aus einem metallurgischen Gefäß (2) mit einem rota
tionssymmetrischen, als Verschlußkörper dienenden z.B. feuer
festen Rotor (3), welcher um eine Drehachse (A) drehbar in
einem einen Ausflußkanal (4) aufweisenden z.B. feuerfesten
Stator (5) angeordnet ist und wenigstens einen unter Drehung
(D) des Rotors (3) gegenüber dem Stator (5) durch Verbindung
der Einlauföffnung (6) des Ausflußkanals (4) des Stators (5)
mit der Auslauföffnung (7) des Ausflußkanals (4) des Stators
(5) zu öffnenden und durch Unterbrechung dieser Verbindung
wieder zu schließenden Durchflußkanal (8) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stator (5) eine Aussparung (9) mit
einer als Dichtsitz dienenden kreiszylindrischen Innenfläche
(10) aufweist, in welche der Rotor (4) mit einer kreiszylin
drischen Mantelfläche (11) dichtend eingepaßt ist und inner
halb welcher der Rotor (3) sowohl drehbar als auch axial
verschiebbar ist.
2. Drehschiebeverschuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß wenigstens die Einlauf- oder die Auslauföffnungen (6,
12; 7, 13) von Stator (5) und Rotor (3) in der kreiszylindri
schen Innenfläche (10) des Stators (5) bzw. der kreiszylindri
schen Mantelfläche (11) des Rotors (3) angeordnet sind.
3. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einlauföffnung (6) des
Ausflußkanals (4) des Stators (5) in der kreiszylindrischen
Innenfläche (10) der Aussparung (9) und die Einlauföffnung
(12) des Durchflußkanals (8) des Rotors (3) in der kreiszy
lindrischen Mantelfläche (11) des Rotors (3) als auch die Aus
lauföffnung (13) des Durchflußkanals (8) des Rotors (3) in der
kreiszylindrischen Mantelfläche (11) des Rotors (3) und die
Auslauföffnung (7) des Ausflußkanals (4) des Stators (5) in
der kreiszylindrischen Innenfläche (10) der Aussparung (9)
liegen (Fig. 1).
4. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnung (6) des Aus
flußkanals (4) des Stators (5) und die Einlauföffnung (12) des
Durchflußkanals (8) des Rotors (3) in je einer im wesentlichen
senkrecht zur Drehachse (A) stehenden Stirnfläche des Stators
(5) bzw. des Rotors (3) liegen (Fig. 2).
5. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslauföffnung (7) des Aus
flußkanals (4) des Stators (5) und die Auslauföffnung (13) des
Durchflußkanals (8) des Rotors (3) je in einer im wesentlichen
senkrecht zur Drehachse (A) des Rotors (3) stehenden Stirn
fläche des Stators (5) bzw. des Rotors (3) liegen (Fig. 3 bis
8).
6. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Ausflußkanal (4) des
Stators (5) als auch der Durchflußkanal (8) des Rotors (3)
insgesamt im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (A) ver
laufen (Fig. 1).
7. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurchgekennzeichnet, daß sowohl der Ausflußkanal (4) des
Stators (5) als auch der Durchflußkanal (8) des Rotors (3)
über einen wesentlichen Teil ihrer Länge parallel zur Dreh
achse (A) des Rotors (3) verlaufen (Fig. 2 bis 4 bis 8).
8. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Ausflußkanal (6) des
Stators (5) als auch der Durchflußkanal (8) des Rotors (3)
in Durchflußrichtung gesehen - zunächst im wesentlichen in
Richtung der Drehachse (A) des Rotors (3) und dann im wesent
lichen senkrecht zu der Drehachse (A) verlaufen oder umgekehrt
(Fig. 2 bis 8).
9. Drehschiebeverschluß nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß Stator (5) und Rotor (3) - bei gefülltem Gefäß
(2) - ganz oder wenigstens teilweise in der Metallschmelze
angeordnet sind (Fig. 2 und 4 bis 8).
10. Drehschiebeverschluß nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß Stator (5) und Rotor (3) außen an der Gefäß
wandung (18, 19) angeordnet sind (Fig. 1 und 3).
11. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß Stator (5) und Rotor (3) wenigstens
teilweise innerhalb der Gefäßwandung (18, 19) angeordnet sind
(Fig. 2 und 4 bis 8).
12. Drehschiebeverschluß nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stator (5) und der Rotor (3) ganz oder teil
weise einen Bestandteil der feuerfesten Gefäßbodenauskleidung
(14) und/oder der Gefäßwandauskleidung (15) bilden (Fig. 2 und
4 bis 8).
13. Drehschiebeverschluß nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stator (5) in dem Übergangsbereich zwischen
Gefäßbodenauskleidung (14) und Gefäßwandauskleidung (15)
angeordnet ist (Fig. 2).
14. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) durch die Gefäßwand
(19) und die Gefäßwandauskleidung (15) hindurch antreibbar ist
(Fig. 2).
15. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) von unten durch den
Gefäßboden (18) und die Gefäßbodenauskleidung (14) hindurch
oder von oben ggf. durch die Metallschmelze hindurch antreib
bar ist (Fig. 4 bis 8).
16. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) von zwei unter
schiedlichen Antrieben für Drehung und Axialverschiebung
betätigbar ist.
17. Drehschiebeverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) oder der Rotor (3)
oder ein Teil oder eine Verlängerung derselben als Gießschutz
rohr (16) ausgebildet ist (Fig. 2, 6 und 7).
18. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch
eine feuerfeste Gleithülse (17) zur Führung des Rotors (3)
bzw. in dem Stator (5).
19. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach An
spruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeausdehnungs
koeffizient des Rotors (3) und ggf. dessen Gleithülse (17)
gleich oder kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des
Stators (5) und ggf. dessen Gleithülse (17) ist.
20. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach An
spruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß Stator (5) und
Rotor (3) aus unterschiedlich harten, insbesondere keramischen
Werkstoffen bestehen.
21. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem
der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Stator
(5) und/oder Rotor (3) und/oder deren Gleithülse (17) aus
Oxidkeramik bestehen.
22. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem
der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
Feuerfestmaterial des Rotors (3) und/oder des Stators (5)
und/oder der Gleithülse (17) wenigstens in den einander zuge
kehrten Oberflächenbereichen Kohlenstoff, Graphit od. dgl.
Dauerschmierungsmittel enthält.
23. Stator bzw. Rotor insbesondere für einen Drehschiebever
schluß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem
der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das
Feuerfestmaterial des Rotors (3) und/oder des Stators (5)
und/oder der Gleithülse (17) keramische Fasern oder keramische
Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthält.
24. Rotor insbesondere für einen Drehverschluß (1) nach einem
der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem der Ansprüche 18 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß er eine kreiszylindrische
Mantelfläche (11) aufweist, welche einer als Sitz dienenden
kreiszylindrischen Innenfläche (10) einer Aussparung (9) eines
Stators (5) entspricht und in welcher wenigstens eine Einlauf
öffnung (12) und/oder wenigstens eine Auslauföffnung (13)
eines Durchflußkanals (8) liegen/liegt.
25. Stator insbesondere für einen Drehverschluß (1) nach einem
der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem der Ansprüche 18 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Aussparung (9) mit
einer als Sitz dienenden kreiszylindrischen Innenfläche (10)
aufweist, welche einer kreiszylindrischen Mantelfläche (11)
eines feuerfesten Rotors (3) entspricht und in welcher we
nigstens eine Einlauföffnung (6) und/oder wenigstens eine
Auslauföffnung (7) eines Ausflußkanals (4) liegen/liegt.
26. Rotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß Ein
lauföffnung (12) und Auslauföffnung (13) des Durchflußkanals
(8) in der kreiszylindrischen Mantelfläche (11) liegen.
27. Rotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einlauföffnung (12) oder die Auslauföffnung (13) des Durch
flußkanals (8) in einer zur Drehachse (A) im wesentlichen
senkrecht stehenden Stirnfläche liegt.
28. Stator nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
Einlauföffnung (6) und Auslauföffnung (7) des Ausflußkanals
(4) in der kreiszylindrischen Innenfläche (10) der Aussparung
(9) liegen.
29. Stator nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einlauföffnung (6) oder die Auslauföffnung (7) des Ausfluß
kanals (4) in einer zur Längsachse der Aussparung (9) im
wesentlichen senkrecht stehenden Stirnfläche liegt.
30. Rotor nach einem der Ansprüche 24, 26 oder 27, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (8) im wesentlichen
senkrecht zur Drehachse (A) verläuft.
31. Stator nach einem der Ansprüche 25, 28 oder 29, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausflußkanal (4) im wesentlichen
senkrecht zur Längsachse der Aussparung (9) verläuft.
32. Rotor nach einem der Ansprüche 24, 26 oder 27, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (8) - in Durchfluß
richtung gesehen - zunächst im wesentlichen in Richtung der
Drehachse (A) und dann im wesentlichen senkrecht zu der Dreh
achse verläuft oder umgekehrt.
33. Stator nach einem der Ansprüche 25, 28 oder 29, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausflußkanal (4) - in Durchflußrich
tung gesehen - zunächst im wesentlichen in Richtung der Längs
achse der Aussparung (9) und dann im wesentlichen senkrecht zu
der Längsachse verläuft oder umgekehrt.
34. Stator bzw. Rotor für einen Drehschieberverschluß nach
einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem der Ansprüche 18
bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder eine Ver
längerung von ihm als Gießschutzrohr (16) ausgebildet ist.
35. Stator bzw. Rotor für einen Drehschiebeverschluß (1) nach
einem der Ansprüche 1 bis 17 oder nach einem der Ansprüche 18
bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß Stator (5) und/oder Rotor
(3) mehrere Einlauf- oder Auslauföffnungen (6, 6′, 12; 7, 13)
aufweisen. (Fig. 6 bis 8).
36. Stator bzw. Rotor nach Anspruch 35, dadurch gekennzeich
net, daß die mehreren Einlauföffnungen (6, 6′, 12) bzw.
mehreren Auslauföffnungen (7, 13) untereinander unterschied
lich großen Querschnitt aufweisen.
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