-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Entleerungsvorrichtung für eine Metallschmelze von einem
Behälter in
einen anderen, z. B. von einer Pfanne in eine Gießwanne oder
von einer Gießwanne
in eine untere Gießwanne
zur Beschickung einer Stranggusslinie.
-
Hintergrund
und Stand der Technik
-
Normalerweise
durchläuft
in einer Stranggießanlage
die Metallschmelze, die z. B. von einem Elektroofen oder einem Konverter
erzeugt wurde, eine Reihe von Gießkanälen zwischen Behältern, bevor
sie in die Kokille gegossen wird, um Blöcke, Brammen, Barren, Bänder und
dergleichen zu formen.
-
Ein
typisches Beispiel ist die Anwendung der Technik des Stranggießens, bei
der Stahl, der aus dem Produktionsofen kommt, in einer Pfanne gesammelt
wird, aus der er in eine oder mehrere Gießwanne/n abgeladen wird, von
denen jede eine oder mehrere Schmelzen über zwei gekühlten, in
entgegengesetzte Richtungen drehende Walzen, die die Kokille bilden,
in der das Metall fest wird und diese in der Form eines fertigen
Produkts z. B. eines Bandes, eines Barrens oder dergleichen, verlässt, beschickt. Zwischen
der Gießwanne
und der Kokille kann auch eine untere Gießwanne oder eine andere Entleerungsvorrichtung
vorgesehen sein, aus der das flüssige
Metall in die Kokille dosiert wird.
-
Es
ist bekannt, dass die Qualität
des Endprodukts und auch die Ausführung des Prozesses selbst durch
den Kontakt von Luft mit der Metall schmelze beeinträchtigt werden
kann. Beispielsweise kann sich der Sauerstoff in der Luft mit in
dem Stahl gelösten
Elementen verbinden und Einschlüsse
bilden, die die Qualität
des Stahls verschlechtern, wie es auch mit gelöstem Sauerstoff selbst der
Fall ist. In dem Fall, dass der Stahl beim Stranggießen verwendet wird,
wie z. B. in einer Doppelwalzenanlage, kann der mit dem Eisen kombinierte
Sauerstoff einen Zunder erzeugen, der sich auf den Walzen ablagert,
und unter anderem lokal den Wärmeaustausch ändern, mit schwerwiegenden
Folgen für
das Endprodukt. Stickstoff kann auch die Bildung von Niederschlägen bewirken,
die die Qualität
des Produkts beeinträchtigen.
-
In
den Behältern,
in die die Metallschmelze gelangt, wird im Allgemeinen eine Schutzatmosphäre, allgemein
durch Zufuhr eines Inertgases wie z. B. Argon, aufrechterhalten.
-
Die
verschiedenen Durchgänge
des Metalls von einem Behälter
zu einem anderen sind kritisch in Bezug auf das Problem einer möglichen
Verunreinigung mit Luft, wobei auch zu berücksichtigen ist, dass die verschiedenen
Behälter
zwischendurch sowohl für
die normale Bewegung während
des Metallerzeugungsbetriebes wie z. B. im Fall der Gießwannen
als auch um den Austausch der Teile des feuerfesten Materials wie
z. B. die Auslassmanschetten oder -rohre, durch die die Metallschmelze
fließt und
die einem schnellen Verschleiß und
einer schnellen Korrosion unterworfen sind, zu erlauben, entleert werden
müssen.
-
Entleerungsvorrichtungen
nach dem Stand der Technik sind nicht einfach zu bedienen und erfordern
eine feinfühlige
Bedienung, um ein Annähern von
zwei Behältern
für einen
Zusammenschluss zuzulassen. Manchmal beschädigen die während der Kopplung erzeugten
Stöße die Teile
der Entleerungsvorrichtung. Daher besteht ein Bedarf an Entleerungsvorrichtun gen,
die zwischen den verschiedenen Behältern, in die die Metallschmelze
gelangt, angeordnet sind, wobei ein Kontakt zwischen der Luft und
dem Metall vermieden wird, und eine schnelle und präzise Kopplung
zwischen den Behältern
zusätzlich
zu einer ebenso schnellen Entkopplung zulassen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile
zu überwinden, indem
eine Vorrichtung zum Entleeren einer Metallschmelze aus einem Behälter vorgesehen
ist, die ein schnelles und präzises
Koppeln des Behälters
mit einem weiteren Behälter
zulässt,
um einen Kanal für den
Durchgang der Metallschmelze zu bilden, der einen Kontakt des Metalls
mit der Luft vermeidet.
-
Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entleerungsvorrichtung
auszuführen, die
eine schnelle, zuverlässige
und dauerhafte Kopplung von zwei Behältern in der Gegenwart einer
Metallschmelze mit hoher Temperatur zulässt und die darüber hinaus
nicht anfällig
für die
Stöße ist,
die während
des Kopplungsvorgangs der Behälter
auftreten können.
-
Die
obigen Probleme wurden gemäß dem übergeordneten
Anspruch mit Hilfe einer Entleerungsvorrichtung für eine Metallschmelze
zwischen einem ersten oberen Behälter
und einem zweiten unter dem ersten angeordneten Behälter gelöst, wobei die
Vorrichtung umfasst: eine Schiebeventildüse mit einer oberen und einer
unteren Düse,
die in Bezug auf die obere beweglich ist, eine zylindrische Klinge, die
an der Basis der Schiebeventildüse
um eine Entleerungsöffnung
für Metallschmelze
herum befestigt ist, wobei die untere Düse derart in die Öffnung eingesetzt
ist, dass das untere Ende aus dieser vorsteht, und einen zylindrischen
Mantel, der eine vertikale Achse definiert und der an seinem oberen
Ende mit einem Gasabdichtungsmittel ausgestattet ist, das mit der
zylindrischen Klinge gekoppelt ist und im Betrieb das untere Ende
der unteren Düse
umgibt, wobei der zylindrische Mantel derart ausgebildet ist, dass
er über
dem zweiten Behälter
befestigt ist.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung werden die zuvor angeführten Probleme
gelöst durch
ein Kopplungsverfahren mittels einer Vorrichtung wie oben beschrieben,
mit einem ersten Behälter,
an dem die Schiebeventildüse
befestigt ist und der auf einer höheren Höhe mit einer Metallschmelze gefüllt ist,
wobei ein zweiter Behälter
auf einer niedrigeren Höhe
als der erste angeordnet ist, umfassend, dass:
- a)
der zweite Behälter
in eine Betriebsstellung gebracht wird, um Metallschmelze aus dem
ersten Behälter
aufzunehmen;
- b) der erste Behälter
in einer vorbestimmten Stellung auf dem zweiten Behälter mittels
einer Bewegung gekoppelt wird, die eine absteigende Komponente umfasst,
um die zylindrische Klinge in dem Gasabdichtungsmittel zu versenken.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden
detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform einer Entleerungsvorrichtung,
die als nicht einschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben
ist, ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt/zeigen:
-
1 die
schematische Darstellung eines vertikalen Schnitts einer Fertigungsanlage
für Stahlbänder und
-barren durch Stranggießen;
-
2 einen
vergrößerten Schnitt
der Entleerungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
-
3 schematisch
eine Vorderansicht teilweise im Schnitt des oberen Teils der Vorrichtung
von 2;
-
4 schematisch
eine Ansicht von oben eines Details des oberen Teils der Vorrichtung
von 3;
-
5, 6, 7 verschiedene
Stufen einer bevorzugten Montageabfolge der Vorrichtung von 2.
-
Detaillierte
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
-
1 zeigt
schematisch ein Beispiel einer Fertigungsanlage für Stahlbänder und
-barren mit einem Schmelzprozess durch Stranggießen.
-
Die
Stahlschmelze oder ein anderes Bad aus flüssigem Metall wird aus der
Pfanne 1 durch eine erste Kastenvorrichtung 2 und
eine erste Entleerungsvorrichtung 4, auch als „Schüttkasten" bezeichnet, in die
Gießwanne 3 gegossen.
-
Aus
der Gießwanne 3 wird
die Schmelze in die untere Gießwanne 6 durch
den zweiten Entleerungskasten oder „Schüttkasten" 10 entleert und mit einer
Pufferwelle 5 oder mit einer Schiebeventildüse geregelt
und von hier in die durch die in entgegengesetzten Richtungen drehenden
Gießwalzen 7 gebildete
Kokille entleert. Aus der Kokille wird das Band mit einer unbestimmten
Länge durch
Ausführen
des Stranggussprozesses hergestellt. Es ist offensichtlich, dass
mittels einer anderen Art von Kokille die Anlage andere metallische
Produkte wie z. B. Brammen, Knüppel,
Walzblöcke
etc. herstellen kann.
-
2 zeigt
ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in der der untere Teil, kollektiv durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet,
der Entleerungsvorrichtung 4 von 1 gezeigt
ist.
-
Der
untere Teil 20 umfasst ein Rohr aus feuerfestem Material 21,
das von einem Mantel oder einer zylindrischen Stahlschweißkonstruktion 22 umgeben
und gestützt
und mit einer geeigneten Verrippung 23 verstärkt ist;
vorzugsweise ist zwischen dem zylindrischen Mantel 22 und
dem feuerfesten Rohr 21 ein Hohlraum 26 vorgesehen,
der mit Inertgasen, die unter anderem zur Wärmeisolierung dienen, gefüllt ist.
-
In 2 ist
der untere Teil 20 der Entleerungsvorrichtung 4,
hierin nachfolgend auch als untere Vorrichtung 20 bezeichnet,
bereits an den Deckel der Gießwanne 3 befestigt
dargestellt.
-
Der
obere Teil des zylindrischen Mantels 22 definiert einen
ringförmigen
Behälter,
der mit Sand gefüllt
ist, um den unteren Teil einer Sandverbindung 24 zu bilden.
-
In
dem unteren Teil des zylindrischen Mantels 22 ist die Kupplung
einer Leitung 25 zum Einlassen von Inertgasen in den Hohlraum 26 eingesetzt.
-
Die 3 und 4 beziehen
sich auf die oberen Teile der Entleerungsvorrichtung 4 mit
der Sandverbindung und dem Kasten der Pfanne.
-
Die
in den 2 – 4 veranschaulichte Vorrichtung 4 besitzt
zwei Platten, wobei die untere Platte 41 beweglich in Bezug
auf die Pfanne 1 ist.
-
Die
Anordnung von 3 umfasst die obere Düse 42 der
Schiebeventildüse,
die an der feuerfesten Beschichtung der Pfanne 1 befestigt – z. B.
anzementiert – ist.
-
Die
obere Düse 42 steht
in Kontakt mit der unteren Düse 43,
die an der Düse 42 anliegen
kann und die untere, auf einer Stahlplatte 44 mit vertikalen Rändern sitzende,
feuerfeste Platte 41 zieht. Die untere Düse 43 kann
mit einem geeigneten Mittel wie z. B. einem Hydraulikzylinder bewegt
werden, um das Lumen mit dem der oberen Düse 42 auszurichten, wodurch
ein Durchgang für
die Metallschmelze geöffnet
wird, oder um die Kanäle
durch Hin- und Herbewegen zu verdecken und den Durchgang zu verschließen und
somit die Zufuhr zu regeln.
-
Die
untere Düse 43 sitzt
auf einem feuerfesten Block 41, der wiederum auf der Platte 44 sitzt,
die den Bewegungen der unteren Düse 43 folgt
und auf der feststehenden Platte 45, vorzugsweise in einem an
die Platte 45 gegossenen präzisen Gehäuse läuft.
-
An
die Unterseite der feststehenden Platte 45 ist eine zylindrische
Klinge 46 geschweißt,
die das zweite Element der Sandverbindung 24 bildet.
-
Vorteilhafterweise
ist die feststehende Platte 45 an der Pfanne 1 mit
einer Verbindung von sich bewegenden Drehzapfen 47 befestigt.
Die zwei unteren Befestigungseinrichtungen 48 sind aus
zwei Stahlplatten, die zwei Augen definieren, hergestellt; analoge
Augen sind durch die oberen Befestigungseinrichtungen 49 definiert;
es ist möglich,
die zwei Paare von Augen auszurichten und die Paare von Drehzapfen 50 in
diese einzusetzen, um zwei Scharnierverbindungen herzustellen, ein
Vorgang, der mit der Hand oder automatisch mit geeigneten Vorrichtungen
durchgeführt
werden kann.
-
Unter
Bezugnahme auf die 5 und 6 ist eine
bevorzugte Montageabfolge der Schiebeventildüse der Pfanne 4 beschrieben.
-
Der
obere Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
d. h., die Schiebeventildüse,
wird z. B. durch ein hydraulisches Mittel auf die Hebeplattform 100 gesetzt.
-
Die
Plattform 100 wird gehoben, um den oberen Teil der Vorrichtung
mit den an der Basis der Pfanne 1 befestigten oberen Befestigungseinrichtungen 49 zu
koppeln (5).
-
Die
Drehzapfen 50 werden nacheinander (6) in die
Augen gedrückt,
um die Befestigungseinrichtungen 48, 49 auszurichten.
Die Hebeplattform 100 wird dann entfernt.
-
Die
Pfanne kann auf die Gießwanne
in der Gießstellung
gesenkt werden (7), um die zylindrische Klinge 46 zu
drücken
und in den Sand der Sandverbindung 24 zu versenken, um
eine zufrieden stellende Gasabdichtung zu gewährleisten.