EP4142965B1 - Schieberverschluss mit innenliegendem dichtkörper und verfahren zu dessen montage - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a slide closure for a metallurgical container, in particular a casting ladle, and to a method for assembling a slide closure for a metallurgical container.
- Slide valves for metallurgical containers are known per se. Such slide valves are typically attached to a metallurgical container, e.g. below a pouring ladle, and are used for the controlled pouring of liquid metals from a pouring outlet, whereby a pouring channel can be opened or closed by refractory plates that can be moved relative to one another. Such slide valves are also referred to as pouring ladle slide valves.
- a slide plate is arranged within a slide frame that can be moved in translation relative to the housing (closure housing) of the slide valve by means of a hydraulic cylinder.
- Slide valves can be designed as two-plate slide valves with a slide plate that can be moved relative to a stationary head plate, or as three-plate slide valves with a slide plate that can be moved relative to a stationary upper head plate and a stationary lower pouring plate.
- a protective gas atmosphere is often created in slide valves to prevent the melt discharged from the metallurgical vessel from Metal or a metal alloy reacts with the oxygen in the environment.
- the protective gas or inert gas atmosphere can in particular prevent ambient air from entering or being sucked into the pouring channel during pouring via the slide valve closure, e.g. between the head and slide plate.
- the addition of oxygen to the molten metal can lead to uncontrolled metallurgical reactions and impair the quality of the end product, which is in particular a steel product.
- the closure housing must be sealed from the environment.
- a slide valve with a protective gas or inert gas atmosphere is made, for example, of EN 40 07 993 A1 known.
- a gas-tight box is built around the slide frame and is closed by a cover plate.
- An inert gas line leads into the box to create an inert gas environment inside the box.
- a circumferential seal is provided in the edge of the box side walls.
- JP-S61-3653-A shows a slide closure in which a bellows is used to seal the central opening of a cover body of the closure housing on the pouring side.
- EN 20 2011 111055 U1 shows a valve housing with a box-like frame with a bottom wall, on the outside of which a seal is provided around the spout.
- connecting the shadow tube to the pouring sleeve can be problematic due to a sealing plate that has sunk below the closure housing.
- uncontrolled gas escape can lead to a deterioration in the shielding by protective gas inside the closure housing, increased reoxidation and thus to a deterioration in the quality of the steel.
- the slide valves with protective gas atmosphere known from the state of the art are susceptible to leaks and operational malfunctions due to material failure of the springs.
- the known arrangements for gas sealing i.e. sealing against (unwanted) gas leakage, increase the design effort and the construction volume of the slide valve.
- the present invention therefore has the object of providing a slide closure which has increased operational reliability, in particular with regard to possible escape of protective gas.
- the slide closure should also be as simple as possible in design and have as small a construction volume as possible.
- the invention is based on the idea that springs for applying a contact pressure of the sealing body are not absolutely necessary for an effective gas seal if the sealing body is arranged on an inner side of the closure housing. As a result, the risk of leakage due to material failure of the springs is also eliminated.
- a sealing body arranged on the inner side of the closure housing which could also be referred to as an internal sealing body, is pressed against the inner side of the closure housing due to gravity or the weight of the sealing body in a typical arrangement of the slide closure. Adequate gas sealing can be achieved simply due to the resulting contact pressure from an internal sealing body.
- the (additional) use of at least one compression spring, in particular to increase the sealing effect, is provided.
- An additional sealing body on an outer side of the closure housing is preferably not provided, but is not excluded by the invention.
- the sealing body is arranged on an inner side of the closure housing, which is opposite the metallurgical container.
- the closure housing can comprise a (box-shaped) slide housing and a housing cover (mounting plate or cover plate), whereby the housing cover or the slide housing can be fastened to the metallurgical container.
- the sealing body for gas sealing of the outlet opening can be arranged on an inner side of the slide housing or on an inner side of the Housing cover.
- the sealing body is arranged on an inner side of the closure housing between the slide frame and the inner side of the closure housing.
- gas seal does not mean a hermetic sealing of the entire closure housing against gas leakage at any point. Rather, a gas seal of the outlet opening is intended to prevent uncontrolled gas leakage from the outlet opening.
- the area of the passage opening of the sealing body can define or limit an area (partial area) of the outlet opening through which a (controlled or desired) gas leakage is possible, in particular a guided protective gas flow through a gap (circumferential gas guide gap) between the sealing body or the passage opening of the sealing body and an outside of the pouring sleeve.
- gas seal refers in particular to a seal against gas leakage between the inside of the closure housing and a side of the sealing body facing this inside (underside).
- the pouring sleeve is accommodated in particular in the slide frame, whereby the pouring sleeve is movable relative to the closure housing.
- the slide closure is preferably designed as a two-plate slide.
- the pouring sleeve can also be provided in a stationary manner (relative to the closure housing), whereby the slide closure could preferably be designed as a three-plate slide.
- the closure housing has in particular at least one gas supply for a protective gas (inert gas).
- the gas supply can be provided on the mounting plate and/or on the slide housing.
- the sealing body is in particular made of metal, preferably steel. The sealing body can be constructed in one or more parts.
- a slide closure according to the invention has the advantage that the springs required in the prior art to create the sealing effect can be omitted. This increases operational reliability, in particular against uncontrolled gas leakage due to spring failure and a resulting displacement of the sealing body.
- the structural design of the slide closure for gas sealing can be simplified. The construction volume of the slide valve can be reduced by an internal sealing body.
- the sealing body in particular an edge region of the sealing body, is supported against an inner surface of the closure housing.
- the sealing body is supported at least partially in an edge region of the outlet opening.
- An edge region of the outlet opening can be understood as an inner region of the closure housing that surrounds the outlet opening (at least partially).
- the sealing body does not have to lie directly, in particular not flatly, on the inside of the closure housing.
- a seal that is in direct contact with the inside of the closure housing can be arranged between the sealing body and the inside.
- the sealing body is arranged displaceably relative to the outlet opening, wherein the sealing body preferably comprises a sealing plate.
- the outlet opening is preferably designed as a recess in the closure housing, in particular a (lower) wall of the closure housing.
- the outlet opening can be formed in a wall of the closure housing opposite the metallurgical container, in particular in the bottom of a box-shaped closure housing.
- the outlet opening preferably extends in the direction of displacement of the slide frame in order to enable a longitudinal displacement of the pouring sleeve extending into or through the outlet opening when the slide frame moves.
- a longitudinal dimension of the sealing body (the sealing plate) is at least as large as a longitudinal dimension of the outlet opening in the direction of displacement plus the maximum displacement path of the slide frame.
- an inner surface of the closure housing forms a sliding surface for the sealing body, wherein areas of the sliding surface in particular have a lower surface roughness than areas outside the Sliding surface.
- the inner surface can be machined in some areas, in particular by machining, for example ground.
- the inner surface of the closure housing is (in the area of the sliding surface) particularly flat and allows a relative displacement of the sealing body to the inner surface. The sealing effect can be improved by a smooth sliding surface.
- the sealing body has a seal, preferably a flat seal, running around the passage opening on a sealing surface that faces an inner surface of the closure housing.
- a groove is preferably formed in the sealing surface of the sealing body, which runs around the passage opening and into which a seal, preferably a flat seal, is inserted.
- the seal preferably has an (approximately) rectangular cross-section.
- the sealing body has a seal, preferably a flat seal, which comprises a graphite mesh, which is preferably reinforced with steel mesh.
- a seal preferably a flat seal, which comprises a graphite mesh, which is preferably reinforced with steel mesh.
- Such a sealing material is stable even at high temperatures and is hard-wearing and abrasion-resistant.
- the sealing body is connected to the slide frame so that it can move in a pouring direction perpendicular to the displacement direction.
- the pouring direction runs in particular in the direction of gravity.
- a movement of the slide frame can be coupled to the sealing body, in particular transmitted to the sealing body, while a (small) relative displacement of the sealing body to the slide frame is possible.
- the sealing body (or a seal accommodated in the sealing body) can rest against the inside of the closure housing regardless of the position of the slide frame in the pouring direction, in particular in any position of the slide frame in the displacement direction. The sealing effect is thereby improved.
- an interchangeable ring accommodated in the slide frame for holding the pouring sleeve extends through the passage opening of the sealing body, wherein preferably an inner circumferential surface of the passage opening of the sealing body rests against an outer circumferential surface of the interchangeable ring.
- the pouring sleeve can be inserted into the interchangeable ring.
- the interchangeable ring is not firmly connected to the sealing body in the axial direction (longitudinal axis of the interchangeable ring or the pouring sleeve).
- the sealing body can preferably slide in relation to the interchangeable ring in the pouring direction.
- the sealing body is preferably positively coupled or connected to the interchangeable ring. This allows a sliding movement of the slide frame to be transferred to the sealing body, while the movement of the sealing body in the pouring direction is decoupled from it.
- a protective plate is attached to the sealing body, which extends along an outer side of the closure housing.
- the protective plate preferably extends (essentially) parallel to the outer surface (underside) of the closure housing.
- the (outer) protective plate is preferably connected to the (inner) sealing body via a protective plate connecting piece extending through the outlet opening of the closure housing.
- the protective plate is preferably screwed (directly) to the sealing body, with the protective plate connecting piece arranged in between.
- the protective plate could also be attached (directly), in particular screwed, to the protective plate connecting piece.
- the protective plate connecting piece extends in particular from an inner side of the closure housing to an outer side of the closure housing.
- the protective plate connecting piece can be designed as a (cylindrical or hollow cylindrical) sleeve (spacer sleeve), which is preferably connected, preferably welded, to the sealing body, in particular to an inner circumferential surface of the passage opening of the sealing body.
- a circumferential (annular) flat seal is preferably provided between the protective plate connecting piece and the protective plate.
- an interchangeable ring accommodated in the slide frame for holding the pouring sleeve has at least one radial gas feed-through channel, which preferably opens into a gas guide gap formed between the sealing body and the slide frame.
- the gas guide gap can be formed by a gap between the sealing body and the slide frame, in particular between an upper side of the sealing body and an underside of the slide frame.
- several gas discharge channels are provided (evenly) distributed over the circumference of the interchangeable ring, for example two, three, four, six, eight or more Gas discharge channels.
- the gas discharge channels are preferably designed as radial through holes in the interchangeable ring.
- a gas discharge channel connects the gas guide gap between the sealing body and the slide frame with a circumferential gas guide gap on the outside of the pouring sleeve.
- a circumferential gas guide gap serves to guide a gas flow (protective gas flow) out of the closure housing.
- Radial gas feed-through channels can ensure a more uniform flow on the pouring sleeve.
- the displacement of the slide frame can lead to (minor) changes in the position of the slide plate, the interchangeable ring and the pouring sleeve relative to one another (in the direction of displacement).
- the flow paths for the protective gas, in particular the (intended) outlet gap for the protective gas along an outer circumference of the pouring sleeve can thus become uneven.
- Gas feedthrough channels enable a more even distribution or flow of the protective gas over the circumference of the pouring sleeve and thus a reduced risk of ambient air penetrating the outflowing metallic melt.
- the sealing body is supported on the slide frame by at least one compression spring, preferably a helical compression spring.
- Compression springs can be arranged between the sealing body and the slide frame, in particular between an upper side of the sealing body and an underside of the slide frame.
- Several springs, preferably three, four, six or eight springs, can be arranged (evenly) distributed around the pouring sleeve.
- Compression springs can be used to achieve a resilient support of the sealing body against the slide frame. This can increase the pressure on the inside of the closure housing that is already generated by the weight of the sealing body.
- a uniform contact of the sealing body on the inside (inner surface or sliding surface) of the closure housing is promoted, in particular regardless of the position of the slide frame in the direction of displacement. The sealing effect is thereby further improved. Even in the event of material failure of the compression springs, the sealing effect is maintained (at least partially) by the internal sealing body. The operational safety and reliability of the slide closure is thereby increased.
- the sealing body has a receiving opening for a compression spring on a side facing the slide frame and/or the slide frame has a receiving opening for a compression spring on a side facing the sealing body.
- the receiving openings for the springs are provided in particular on an upper side of the sealing body or an underside of the slide frame.
- the receiving openings are preferably designed as bores into which the compression springs (compression coil springs) are or will be inserted. In the installed state (operating state), the compression springs are compressed. So that they exert a contact force of the sealing body on the inside (inner surface or sliding surface) of the closure housing.
- the sealing body is supported on the slide frame via a pressure spring arrangement, which can be pre-assembled in particular.
- the pressure spring arrangement which can be pre-assembled in particular, preferably comprises a spring holder for the captive holding of at least one compression spring.
- the pressure spring arrangement can be attached to the slide frame or to the sealing body.
- the compression spring is captive connected to the slide frame or the sealing body via a spring holder.
- the compression spring can be held loosely by the spring holder or can be braced against the slide frame or the sealing body.
- pre-assembled refers in particular to a point in time before the slide frame is assembled with the sealing body in the closure housing.
- a pre-assembled or pre-assemblable pressure spring arrangement facilitates the assembly of a spring (pressure springs) to support the sealing body on the slide frame.
- the pressure spring arrangement in particular exerts an additional pressure force on the sealing body to improve the seal.
- the pressure spring arrangement which can in particular be pre-assembled, has a pressure tappet which is attached to the slide frame or the sealing body in a spring-like manner, preferably via a compression spring.
- the compression spring is preferably supported with one spring end against the slide frame or the sealing body and with another spring end against a spring contact surface of the pressure tappet.
- the spring holder holds the pressure tappet in the unassembled state of the sealing body.
- the pressure tappet can be clamped to the slide frame or to the sealing body via the compression spring, whereby the compression spring can be pre-tensioned in the pre-assembled state of the pressure spring arrangement.
- the contact pressure on the sealing body can be set or readjusted by the length of the compression spring or its pre-tension in the contact spring arrangement.
- the contact pressure tappet can be accommodated (when assembled) in a tappet recess in the slide frame or the sealing body.
- the slide frame and the sealing body are positively connected to one another via at least one connecting element, preferably via at least one driving pin, in particular in the direction of displacement and/or in a direction of rotation about the pouring direction.
- a rotation of the sealing body relative to the pouring sleeve or the interchangeable ring can be prevented via such a connecting element, which is arranged in particular eccentrically to the pouring sleeve or the interchangeable ring.
- lateral longitudinal guides (in the direction of displacement V) of the compressor body in the closure housing can be dispensed with or they can be designed with more play.
- the (internal) sealing body preferably the (internal) sealing plate, can be made narrower.
- a positive coupling or connection of the sealing body with the interchangeable ring or the pouring sleeve in the radial direction can be omitted or designed with a larger play.
- the displacement movement can be transferred (fully or partially) to the sealing body via the connecting elements (driving pins).
- the connecting elements can be arranged distributed around the interchangeable ring. For a complete transfer of the displacement force of the slide frame to the sealing body, several connecting elements are preferably provided.
- a single connecting element can be sufficient to prevent rotation.
- the displacement force (depending on the existing play between the components of the slide closure) can still be transferred via the interchangeable ring or (fully or partially) via the at least one connecting element.
- a single connecting element is preferably provided, while with larger embodiments several connecting elements are provided.
- the sealing body has a recess on a side facing the slide frame for a (positive) engagement with a connecting element (driving pin), which is preferably attached to the slide frame.
- the slide frame can also have a recess on a side facing the sealing body for a (positive) engagement with a connecting element (driving pin), which is attached to the sealing body.
- an internal sealing body is created, which is arranged on an inner side of the closure housing.
- the insertion of a sealing body and the insertion of the slidably mounted slide frame can be carried out together, ie in a single step, in particular as a pre-assembled assembly that includes the sealing body and the slide frame.
- the method has similar Advantages such as those already described in connection with the slide closure according to the invention. If the described assembly method were to completely or partially dispense with springs, which are required in the prior art to create the sealing effect, the gas seal would then be ensured (at least partially) by the weight of the sealing body (and the protective plate).
- the operational reliability can be increased by a slide closure assembled according to the method, in particular against uncontrolled gas leakage due to spring failure and a resulting displacement or misalignment of the sealing body.
- the assembly method can reduce the construction volume of the slide closure.
- the assembly method or parts of the assembly method can be carried out in a vertical or horizontal position of the closure housing, in particular in a position of the closure housing hanging on a mounting stand.
- the assembly method can comprise further steps, such as inserting a pouring sleeve and/or a slide plate into the slide frame and/or fastening a head plate to a mounting plate of the closure housing.
- the closure housing is fastened to the metallurgical container by means of the mounting plate.
- a (box-shaped) slide housing can also be fastened to the metallurgical container, wherein the sealing body is arranged on an inner side of a (pivotable) housing cover, in particular a cover plate.
- Closing the closure housing can comprise locking a slide housing to a mounting plate (or a housing cover), wherein the mounting plate (or the slide housing) serves to fasten the slide closure to a metallurgical container.
- the closure housing comprises in particular the mounting plate and the slide housing, in which the slide frame is mounted in a displaceable manner.
- the method comprises arranging at least one compression spring on a side of the sealing body facing away from the outlet opening after the sealing body has been inserted and before the slidingly mounted slide frame has been inserted.
- the arrangement of the compression springs can be provided as a step of pre-assembling an assembly which comprises the sealing body, the slide frame and the compression springs as a pre-assembled assembly which is inserted into the opened closure housing.
- the compression springs are particularly in the receiving openings.
- at least one compression spring is provided or installed. This further increases the sealing effect. Even if the springs fail, at least a partial sealing effect is maintained.
- the method comprises the pre-assembly of a pressure spring arrangement on the slide frame or on the sealing body, wherein the pressure spring arrangement preferably comprises a spring holder for the captive holding of at least one compression spring.
- the pressure spring arrangement serves in particular (in the assembled state of the slide closure) to support the sealing body (via the pressure spring arrangement) on the slide frame.
- the slidably mounted slide frame is inserted into the opened closure housing together with the pressure spring arrangement pre-assembled thereon, or the sealing body is inserted into the opened closure housing together with the pressure spring arrangement pre-assembled thereon.
- the stated object is also achieved in particular by the use of a sealing body for gas sealing of a closure housing of a slide closure according to the invention for a metallurgical container on an inner side of the closure housing, in particular on an inner side of the closure housing facing away from the metallurgical container.
- the sealing body used can comprise a sealing plate or be designed as a sealing plate.
- the sealing body can have a circumferential seal, preferably a seal (flat seal) running along an edge of the sealing body.
- the Figures 1a to 3 show an embodiment of a slide closure 100 according to the invention in different positions and sectional views.
- the slide lock 100 is shown in the open position and in the Figures 1b and 2 B in a closed position.
- the Figures 4a to 4d show a further embodiment of a slide closure 100 according to the invention.
- the figures in connection with the Figures 1 to 3 The structural and functional features of the slide closure 100, the method of assembly and the Use of a sealing body 20 also apply to the Figures 4a to 4d embodiment shown, unless otherwise stated.
- the slide valve closure 100 can be connected to a metallurgical container (not shown) and can be firmly mounted on the container, typically on its underside, e.g. as a pouring ladle valve. Such a container is suitable for keeping a metallic melt, i.e. a molten metal alloy such as liquid steel, ready for a casting process.
- the slide valve closure 100 serves to close or open an opening of the metallurgical container in order to allow liquid metal or a metal alloy to flow out of the container in a controlled manner.
- the slide valve closure 100 can be locked for the operating state via a locking mechanism 4.
- bottom and top refer to an orientation of the assembled slide valve 100 in the state of use, in which the slide valve 100 extends in a horizontal direction, so that the force of gravity G acts in a vertical direction away from the metallurgical container from top to bottom.
- the inlet opening 13 is arranged at the top and the outlet opening 19 for the metallic melt is arranged at the bottom.
- the orientation of the slide valve 100 in the state of use is not limited to a horizontal orientation, however.
- the pouring direction A runs in the direction of the force of gravity G.
- the slide valve closure 100 has a closure housing 1, which here comprises two housing parts in the form of a mounting plate 10 and the slide valve housing 11 that can be pivoted relative to one another about a pivot axis S.
- the mounting plate 10 serves to firmly connect the slide valve closure 100 to the container and, when assembled, forms a cover of the closure housing 1.
- the box-shaped slide valve housing 11 could also be attached to the metallurgical container, with the inlet opening 13 being provided in the slide valve housing 11 and the outlet opening 19 in a pivotable cover plate.
- the slide valve 100 designed as a two-plate slide valve, has a head plate 5 which is accommodated in or attached to the mounting plate 10.
- the mounting plate 10 has a wear ring 12 seated in the inlet opening 13 and the head plate 5 has a passage opening 50, through which liquid metal can flow from a drain opening of the container through the inlet opening 13.
- a slide frame 2 is arranged in a sliding direction V (see double arrows in the Figures 1a, 1b , 2a and 2 B ) is arranged so as to be displaceable relative to the closure housing 1 or slide housing 11.
- the slide frame 2 is displaced essentially parallel to the mounting plate 10.
- the slide frame 2 can be pushed back and forth in the displacement direction V by means of a suspendable hydraulic cylinder (not shown) via the cylinder bracket 3 with the push rod 30.
- the spacer element 31 limits the maximum displacement path.
- the slide frame 2 accommodates a slide plate 6 with a flow opening 60 and a pouring sleeve 7 with a flow channel 70.
- the pouring sleeve 7 is accommodated in the slide frame 2 via the interchangeable ring 24.
- the interchangeable ring 24 is fastened to the slide frame via the screw connection 23.
- the pouring sleeve 7 extends with its longitudinal axis in a pouring direction A from the metallurgical container through the outlet opening 19.
- the slide plate 6 is accommodated in the slide frame 2 and detachably fastened.
- the slide plate 6 is additionally held in the slide frame 2 via magnets 28, in particular to simplify assembly.
- the slide plate 6 closes the flow channel 70.
- the slide plate 6 is displaced relative to the head plate 5.
- liquid metal can flow out of the container, through the head plate 5, the slide plate 6 and the pouring sleeve 7 through the outlet opening 19, as shown in the Figures 1a , 2a and 3
- the pouring sleeve 7, the slide plate 6 and the head plate 5 are made of refractory material, while the closure housing 1 is made of steel.
- the slide frame 2 is supported in the slide housing 11 via the slide strips 27, the pressure strips 26 and the thermodynamic spring elements 14a, 14b, which are provided on both sides of the slide frame 2.
- the spring elements 14a, 14b generate a pressure force of the slide plate 6 on the head plate 5 in order to prevent the metallic melt from penetrating between the slide plate 6 and the hotplate 5.
- the spring elements 14a, 14b are to be distinguished from the springs required in the prior art for pressing an external sealing plate to seal the outlet opening 19 and from the compression springs 25 provided in the present invention for pressing an internal sealing body 20 to seal the outlet opening 19.
- the pressure force of the thermodynamic spring elements 14a, 14b is significantly greater than that of the compression springs 25 described below.
- the closure housing 1 has a gas supply 15, which opens into a gas supply channel 80 in the interior of the closure housing 1, in order to introduce a protective gas (inert gas), preferably argon, into the closed closure housing 1.
- a protective gas inert gas
- the closure housing 1 is sealed against an uncontrolled escape of protective gas into the environment via the mounting plate seal 91, the sliding cylinder seal 92 and the sealing body 20 with the seal 90.
- the sealing body 20 is arranged on an inner side 17 of the closure housing 1, which is opposite the mounting plate 10.
- the sealing body 20 has a, for example circular, passage opening 40 for the pouring sleeve 7.
- the pouring sleeve 7 protrudes from the closure housing 1 through the passage opening 40 and the outlet opening 19.
- the change ring 24 is received in the passage opening 40 in such a form-fitting manner, or extends into the passage opening 40, that a displacement of the slide frame 2 in the displacement direction V is transferred to the sealing body 20.
- the change ring 24 In the pouring direction A, however, the change ring 24 is not firmly connected to the sealing body 20, but can, if necessary, move (slightly) relative to it.
- the sealing body 20 is displaceable relative to the outlet opening 19 in the displacement direction V, wherein the sealing body 20 is supported indirectly, or alternatively directly, on the inner surface 17 via the seal 90.
- the seal 90 is inserted into a circumferential groove 42 which is provided in a sealing surface 41 formed on the underside of the sealing body 20, preferably along its edge.
- the sealing body 20 is supported in its edge area against the inner surface 17 of the closure housing 1 or the slide housing 11 via the seal 90.
- the seal 90 slides along an inner surface 16 of the closure housing 1 or the slide housing 11 when the slide frame 2 is displaced.
- the inner surface 16 can have a lower surface roughness than other inner surfaces of the closure housing 1, in particular it can be machined, to improve the sealing effect.
- the seal 90 runs around the passage opening 40 and is preferably designed as a flat seal made of a graphite mesh that is reinforced with steel mesh. Due to its own weight or the force of gravity G, the sealing body 20 presses itself from the inside against the inside 17 of the closure housing 1 and in this way creates a sealing effect against uncontrolled gas escape through the outlet opening 19.
- the sealing body 20 comprises a sealing plate which is arranged on the inside of the closure housing 1, i.e. on the inside.
- the sealing plate extends along the inner surface 16.
- a protective plate 21 is fastened to the sealing body 20 via the screw connection 22, with a protective plate connection piece 29 designed as a cylindrical sleeve being fastened to the sealing body 20, preferably welded.
- the hollow cylindrical protective plate connection piece 29 extends through the outlet opening 19 of the closure housing 1.
- the protective plate 21 extends on an outer side 18 of the closure housing 21 and is therefore on the outside.
- the protective plate seal 93 designed as an annular flat seal seals the connection between the protective plate 21 and the protective plate connection piece 29 against gas leakage.
- the protective plate 21 has a circular passage opening for the pouring sleeve 7, through which the latter protrudes.
- the sealing plate of the sealing body 20 as well as other components, such as the protective plate connecting piece 29 and the protective plate 21, are made of steel.
- Compression springs 25 here designed as helical compression springs, are arranged between an upper side of the sealing body 20 and an underside of the slide frame 2.
- the compression springs 25 are accommodated or inserted on both sides in receiving openings 43 designed as bores.
- four compression springs 25 are provided around the interchangeable ring 24 or the pouring sleeve 7.
- the compression springs 25 can increase the sealing effect of the internal sealing body 20 by pressing the sealing body 20 against the inner side 17 of the closure housing 1 in addition to its own weight. Due to the displaceability of the interchangeable ring 24 relative to the sealing body 20 perpendicular to the displacement direction V (ie in the pouring direction A), a possible variation in the thickness of the slide plate 6 and/or the head plate 5 can be compensated. The movement that the slide frame 2 carries out when the compression springs 25 are released is also compensated.
- the compression springs 25 can achieve the most uniform possible pressing of the sealing body 20 against the inner surface 16, thereby increasing the sealing effect.
- a gas guide gap which extends perpendicular to the pouring direction A.
- the compression springs 25 extend transversely to this gas guide gap.
- gas feedthrough channels 81 are provided as bores distributed over the circumference in order to ensure that the protective gas flows around the pouring sleeve 7 as evenly as possible.
- a gas feedthrough channel 81 opens into the gas guide gap between the top of the sealing body 20 and the bottom of the slide frame 2 and can have a diameter of approximately 10 mm.
- the gas feedthrough channels 81 facilitate an even distribution of the protective gas in order to prevent contact between the poured metallic melt and the ambient air.
- the suction of ambient oxygen can be prevented by an even and comprehensive flow of protective gas, preferably argon, around the pouring sleeve.
- the Figures 4a to 4d The embodiment of the slide closure 100 shown differs from that shown in the Figures 1a to 3 illustrated embodiment in the assembly, in particular the compression springs 25, and by the presence of additional connecting elements 44, whereby these two technical aspects can also be used independently in further embodiments. from each other.
- the protective plate seal 93 is designed here as a sealing cord.
- pre-assembled pressure spring arrangements 32 are provided, via which the sealing body 20 is supported on the slide frame 2.
- the pressure spring arrangement 32 can be pre-assembled on the slide frame 2 before the final assembly of the slide closure 100, in order to then be assembled together with the slide frame 2 in the closure housing 1 with the sealing body 20.
- the compression springs 25 are held captive by a spring holder 33.
- the spring holder 33 has a pressure tappet 35 which is attached to the slide frame 2 in a spring-loaded manner via the compression spring 25, i.e. displaceable in the longitudinal direction of the compression spring 25.
- the compression spring 25 is arranged between the pressure tappet 35 and the slide frame 2 and can be pre-tensioned in the pre-assembled state via the screw connection 36.
- the slide frame 2 has a through hole 34 for a screw, which is connected to a shaft of the pressure tappet 35.
- the through hole 34 can be designed as a threaded hole.
- the compression spring 25 rests with one end on a spring contact surface 38 of the pressure tappet 35 and is supported with the other end in a receiving opening 43 in the slide frame 2.
- the pressure tappet 35 is accommodated in a tappet recess 37 of the sealing body 20 or is guided axially therein.
- the pressure spring arrangement 32 exerts an additional pressure force on the sealing body 20 via the compression spring 25 in order to increase its sealing effect. Additional assembly aid can be dispensed with due to the ability to pre-assemble using the spring holder 33.
- pressure spring arrangements 32 each with a compression spring 25, are preferably provided.
- eight pressure spring arrangements 32 can be installed in order to be able to place them on a funnel hood made of flexible ceramic fiber material.
- four pressure spring arrangements 32 can be sufficient.
- a corresponding pressure spring arrangement with a compression spring 25 could also be pre-assembled on the sealing body 20, whereby a spring holder 33 would be attached to the sealing body 20 and the pressure tappet 35 would be supported on the slide frame 2.
- an additional sealing device would preferably be During assembly, the sealing body 20 would then first be inserted into the closure housing 1 together with the pre-mounted pressure spring arrangement.
- one or more connecting elements 44 are also provided, which connect the slide frame 2 and the sealing body 20 to one another in a form-fitting manner and are designed here as cylindrical driving pins.
- a recess 45 is provided in the sealing body 20 and a corresponding and matching recess 48 is provided in the slide frame 2, which form a form-fitting, not necessarily play-free, connection with a connecting element 44 designed as a cylindrical driving pin.
- a through hole 44 for a screw connection 46 is made in the slide frame 2.
- the driving pin 44 is screwed into the slide frame 2. To facilitate assembly, the driving pin 44 has a chamfer on its free end.
- connecting elements 44 can also be fastened to the sealing body 20.
- the displacement force in the displacement direction V is transmitted from the slide frame 2 via the outside of the change ring 24 (and the protective plate connection piece 29) to the sealing body 20, the displacement force in the embodiment of the Figures 4a to 4d be transferred in whole or in part by the connecting elements 44 from the slide frame 2 to the sealing body 20.
- the connecting elements 44 it is advantageous to arrange several sliding elements 44 distributed around the interchangeable ring 24.
- one (or several) connecting elements 44 ensure that the sealing body 20 is secured against rotation relative to the interchangeable ring 24.
- the sealing body 20 is designed to be sufficiently wide, i.e. with a sealing plate with a width adapted to the closure housing 1, if only a narrow remaining lateral gap is left, dirt can accumulate. If the sealing body 20 is secured against rotation, the width of the sealing body can be made narrower, whereby the accumulation of dirt on the sides is avoided and greater operational reliability is achieved.
- the displacement force is (essentially) transmitted to the sealing body (sealing plate) 20 via the interchangeable ring 24, while the sealing body 20 is secured against rotation by means of a connecting element (driving pin) 44.
- a connecting element driving pin
- several displacement elements 44 are preferably provided, the tolerances being dimensioned such that the displacement force is not transmitted via the interchangeable ring 24 but (exclusively) via the connecting elements 44. As a result, the sealing body 20 is simultaneously secured against rotation.
- the closure housing 1 is first opened or an opened closure housing 1 is provided.
- the closure housing 1 By pivoting the mounting plate 10 relative to the slide housing 11, or vice versa, the closure housing 1 can be opened and closed on the side of the inlet opening 13.
- the sealing body 20 is then inserted or placed into the opened closure housing 1, in particular from above, i.e. in the direction of gravity G. In this way, the sealing body 20 is arranged on the inside 17 of the closure housing 1 or inside.
- the compression springs 25 provided can now be inserted into the receiving openings 43 on the top side of the sealing body 20 facing away from the outlet opening 19.
- the sliding frame 2 is then inserted into the opened closure housing 1 such that it is mounted so as to be displaceable in the displacement direction V, as previously described.
- the closure housing 1 is now closed.
- This assembly method allows a sealing body 20 to be easily mounted on the inside in order to seal the outlet opening 19 against the escape of the protective gas.
- the slide housing 11 is pivoted onto the mounting plate 10, or vice versa, and then pressed against it, e.g. by a hydraulic cylinder. This pre-tensions the spring elements 14a, 14b and the compression springs 25 to their working dimensions, ie compresses them.
- the slide closure 100 is locked via the locking mechanism 4 and is now in the operating state.
- the connecting elements 44 which are preferably fastened to the slide frame 2, are inserted into corresponding recesses 45 in the sealing body 20.
- simplified assembly is possible by pre-assembling the pressure spring arrangements 32, with a spring holder 33 holding the compression spring 25 captive.
- the slide frame 2 is then inserted together with the pre-assembled pressure spring arrangement 32 and joined to the sealing body 20.
- the sealing body 20 can also have a pre-assembled pressure spring arrangement in 32. Additional assembly aid is then not necessary.
- the described slide closure 100, the described assembly method and the described use of the sealing body 20 for gas sealing of the closure housing 1 of the slide closure 100 on the inner side 17 of the closure housing 1 can achieve increased operational reliability of the slide closure 100, in particular with regard to possible (uncontrolled) escape of protective gas.
- the slide closure 100 is simple in construction and can be easily assembled.
- the internal sealing body 20 also means that the slide closure has a small construction volume, in particular a lower construction height.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schieberverschluss für einen metallurgischen Behälter, insbesondere eine Gießpfanne, sowie ein Verfahren zur Montage eines Schieberverschlusses für einen metallurgischen Behälter.
- Schieberverschlüsse für metallurgische Behälter sind an sich bekannt. Solche Schieberverschlüsse werden typischerweise an einem metallurgischen Behälter, z.B. unterhalb einer Gießpfanne, befestigt und dienen zum geregelten Vergießen von flüssigen Metallen aus einem Ausguss, wobei ein Ausgusskanal durch zueinander verschiebliche feuerfeste Platten geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Solche Schieberverschlüsse werden auch als Gießpfannenschieber bezeichnet. Typischerweise ist eine Schieberplatte innerhalb eines Schieberrahmens angeordnet, der relativ zum Gehäuse (Verschlussgehäuse) des Schieberverschlusses mittels eines Hydraulikzylinders translatorisch beweglich ist. Schieberverschlüsse können als Zweiplattenschieber mit einer gegenüber einer ortsfesten Kopfplatte verschieblichen Schieberplatte oder als Dreiplattenschieber mit gegenüber einer ortsfesten oberen Kopfplatte und einer ortfesten unteren Ausgussplatte verschieblichen Schieberplatte ausgeführt sein.
- Häufig wird in Schieberverschlüssen eine Schutzgasatmosphäre erzeugt, um zu verhindern, dass die aus dem metallurgischen Behälter abgeleitete Schmelze aus Metall bzw. einer Metalllegierung mit dem Sauerstoff der Umgebung reagiert. Die Schutzgas- bzw. Inertgasatmosphäre kann insbesondere verhindern, dass beim Abguss über den Schieberverschluss, z.B. zwischen Kopf- und Schieberplatte hindurch, Umgebungsluft in den Ausgusskanal eintritt bzw. angesaugt wird. Die Beimischung von Sauerstoff zur Metallschmelze kann zu unkontrollierten metallurgischen Reaktionen führen und die Qualität des Endprodukts, das insbesondere ein Stahlerzeugnis ist, beeinträchtigen. Um zu verhindern, dass das Schutzgas unkontrolliert, insbesondere zu schnell oder an ungewollten Stellen, aus dem Inneren des Schieberverschlusses entweicht, muss das Verschlussgehäuse gegenüber der Umgebung abgedichtet werden.
- Ein Schieberverschluss mit einer Schutzgas- bzw. Inertgasatmosphäre ist beispielsweise aus
DE 40 07 993 A1 bekannt. Um den Schieberrahmen herum ist ein gasdicht abschliessbarer Kasten gebaut, der durch eine Deckelplatte verschlossen ist. In den Kasten mündet eine Inertgasleitung ein, um innerhalb des Kastens eine Inertgasumgebung herzustellen. Im Rand der Kastenseitenwände ist eine umlaufende Dichtung vorgesehen. -
JP S61 3653 A -
DE 20 2011 111055 U1 zeigt ein Schiebergehäuse mit einem kastenartigen Rahmen mit einer Bodenwand, an deren Außenseite eine um den Ausguss umlaufende Dichtung vorgesehen ist. - Aus
DE 20 2015 103079 U1 ist ein Schieberverschluss bekannt, bei dem eine außenliegende Dichtplatte zur Gasabdichtung mittels Federn an die dem metallurgischen Behälter abgewandte Seite des Verschlussgehäuses angepresst wird. - Bei einer außenliegenden Dichtplatte, die typischerweise an der Unterseite des Behälters angeordnet ist, besteht die Gefahr der Undichtheit wenn die zur wirksamen Abdichtung notwendige Anpresskraft der Dicht- bzw. Deckelplatte abnimmt oder verloren geht. Infolgedessen kann es zum ungewollten Austritt des Schutzgases kommen. Die auftretende Strahlungshitze kann zum Materialversagen der die Anpresskraft aufbringenden Federn führen, die die Dichtplatte (nach oben) an das Verschlussgehäuse heranziehen. Bei einem Überkochen der Schlacke ist die Hitzebelastung für die Federn beispielsweise besonders hoch. Auch Federn aus hochtemperaturbeständigen Spezialstählen verlieren bei entsprechend hohen Temperaturen ihre Festigkeit. Infolge des Materialversagens einzelner oder aller Federn kann es zu einem ungleichmäßigen bzw. schiefem Sitz der Dichtplatte und einem ungewollten Gasaustritt kommen. Um die Federn auszutauschen, muss der Schieberverschluss geöffnet werden. Beim Stranggussverfahren kann der Anschluss des Schattenrohrs an die Ausgusshülse aufgrund einer gegenüber dem Verschlussgehäuse abgesunkenen Dichtplatte problematisch sein. Außerdem kann ein unkontrollierter Gasaustritt zu einer Verschlechterung der Abschirmung durch Schutzgas im inneren des Verschlussgehäuses, einer erhöhten Reoxidation und somit zu einer Beeinträchtigung der Stahlqualität führen.
- Die aus dem Stand der Technik bekannten Schieberverschlüsse mit Schutzgasatmosphäre sind anfällig für Undichtheiten und Betriebsstörungen aufgrund eines Materialversagens der Federn. Außerdem erhöhen die bekannten Anordnungen zur Gasabdichtung, d.h. einer Abdichtung gegen (ungewollten) Gasaustritt, den konstruktiven Aufwand und das Bauvolumen des Schieberverschlusses.
- Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Aufgabe, einen Schieberverschluss bereitzustellen, der eine erhöhte Betriebssicherheit, insbesondere im Hinblick auf möglichen Austritt von Schutzgas, aufweist. Der Schieberverschluss soll außerdem möglichst einfach aufgebaut sein und ein möglichst kleines Bauvolumen haben.
- Diese Aufgabe wird jeweils durch einen Schieberverschluss nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 14gelöst.
- Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch einen Schieberverschluss für einen metallurgischen Behälter, insbesondere eine Gießpfanne, umfassend
- ein Verschlussgehäuse, das an dem metallurgischen Behälter befestigbar ist, wobei das Verschlussgehäuse eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für eine metallische Schmelze aufweist,
- einen Schieberrahmen, der in dem Verschlussgehäuse in einer Verschieberichtung verschieblich gelagert ist und eine Schieberplatte aufnimmt, die eine Durchflussöffnung für die metallische Schmelze aufweist,
- eine Ausgusshülse zum Ableiten der metallischen Schmelze durch die Austrittsöffnung und
- einen Dichtkörper zur Gasabdichtung der Austrittsöffnung, wobei der Dichtkörper eine Durchtrittsöffnung für die Ausgusshülse aufweist,
- Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass Federn zum Aufbringen einer Anpresskraft des Dichtkörpers für eine wirksame Gasabdichtung nicht unbedingt notwendig sind, wenn der Dichtkörper auf einer Innenseite des Verschlussgehäuses angeordnet ist. Infolgedessen fällt auch die Gefahr der Undichtheit aufgrund eines Materialversagens der Federn weg. Ein auf der Innenseite des Verschlussgehäuses angeordneter Dichtkörper, der auch als innenliegender Dichtkörper bezeichnet werden könnte, wird, bei einer typischen Anordnung des Schieberverschlusses, aufgrund der Schwerkraft bzw. des Eigengewichts des Dichtkörpers gegen die Innenseite des Verschlussgehäuses gedrückt. Bereits aufgrund der resultierenden Anpresskraft durch einen innenliegendem Dichtkörper kann eine ausreichende Gasabdichtung erreicht werden. Der (zusätzliche) Einsatz von mindestens einer Druckfeder, insbesondere zur Erhöhung der Abdichtungswirkung, ist vorgesehen. Ein zusätzlicher Dichtkörper an einer Außenseite des Verschlussgehäuses (außenliegender Dichtkörper) ist vorzugsweise nicht vorgesehen, durch die Erfindung aber nicht ausgeschlossen.
- Vorzugsweise ist der Dichtkörper an einer Innenseite des Verschlussgehäuses angeordnet, die dem metallurgischen Behälter gegenüberliegt. Das Verschlussgehäuse kann ein (kastenförmiges) Schiebergehäuse und einen Gehäusedeckel (Montageplatte bzw. Deckelplatte) umfassen, wobei der Gehäusedeckel oder das Schiebergehäuse am metallurgischen Behälter befestigbar sein kann. Der Dichtkörper zur Gasabdichtung der Austrittsöffnung kann an einer Innenseite des Schiebergehäuses oder an einer Innenseite des Gehäusedeckels angeordnet sein. Insbesondere ist der Dichtkörper auf einer Innenseite des Verschlussgehäuses zwischen dem Schieberrahmen und der Innenseite des Verschlussgehäuses angeordnet. In einem am metallurgischen Behälter befestigten Zustand des Schieberverschlusses, befindet sich der Dichtkörper insbesondere an einer unteren Innenseite des Schieberverschlusses, wobei "unten" die Richtung der Schwerkraft bezeichnet.
- Unter dem Begriff "Gasabdichtung" ist kein hermetisches Abschließen des gesamten Verschlussgehäuses gegen Gasaustritt an irgendeiner Stelle zu verstehen. Vielmehr soll eine Gasabdichtung der Austrittsöffnung einen unkontrollierten Gasaustritt aus der Austrittsöffnung unterbinden. Dabei kann insbesondere der Bereich der Durchtrittsöffnung des Dichtkörpers einen Bereich (Teilbereich) der Austrittsöffnung definieren bzw. begrenzen, durch den ein (kontrollierter bzw. gewollter) Gasaustritt möglich ist, insbesondere ein geführter Schutzgasstrom durch einen Spalt (Umfangsgasführungsspalt) zwischen dem Dichtkörper bzw. der Durchtrittsöffnung des Dichtkörpers und einer Außenseite der Ausgusshülse. Insofern bezieht sich der Begriff "Gasabdichtung" insbesondere auf eine Abdichtung gegen einen Gasaustritt zwischen der Innenseite des Verschlussgehäuses und einer dieser Innenseite zugewandten Seite (Unterseite) des Dichtkörpers.
- Die Ausgusshülse ist insbesondere im Schieberrahmen aufgenommen, wobei die Ausgusshülse insbesondere relativ zum Verschlussgehäuse verschieblich ist. Insofern ist der Schieberverschluss vorzugsweise als Zweiplattenschieber ausgeführt. Die Ausgusshülse kann aber auch (relativ zum Verschlussgehäuse) ortsfest vorgesehen sein, wobei der Schieberverschluss vorzugsweise als Dreiplattenschieber ausgeführt sein könnte. Das Verschlussgehäuse weist insbesondere mindestens eine Gaszuführung für ein Schutzgas (Inertgas) auf. Die Gaszuführung kann an der Montageplatte und/oder am Schiebergehäuse vorgesehen sein. Der Dichtkörper ist insbesondere aus Metall, vorzugsweise aus Stahl. Der Dichtkörper kann ein- oder mehrteilig aufgebaut sein.
- Ein erfindungsgemäßer Schieberverschluss hat den Vorteil, dass die im Stand der Technik erforderlichen Federn zur Erzeugung der Dichtwirkung entfallen können. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht, insbesondere gegen einen unkontrollierten Gasaustritt aufgrund von Federversagen und einer resultierenden Verlagerung des Dichtkörpers. Der konstruktive Aufbau des Schieberverschlusses zur Gasabdichtung kann sich vereinfachen. Das Bauvolumen des Schieberverschlusses kann durch einen innenliegendem Dichtkörper reduziert werden.
- In einer Ausführungsform stützt sich der Dichtkörper, insbesondere ein Randbereich des Dichtkörpers, gegen eine Innenfläche des Verschlussgehäuses ab. Insbesondere stützt sich der Dichtkörper zumindest teilweise in einem Randbereich der Austrittsöffnung ab. Ein Randbereich der Austrittsöffnung kann als ein innenliegender Bereich des Verschlussgehäuses verstanden werden, der die Austrittsöffnung (zumindest teilweise) umgibt. Der Dichtkörper muss nicht direkt, insbesondere nicht flächig, an der Innenseite des Verschlussgehäuses anliegen. Zwischen dem Dichtkörper und der Innenseite kann beispielsweise eine Dichtung angeordnet sein, die im direkten Kontakt mit der Innenseite des Verschlussgehäuses ist.
- In einer Ausführungsform ist der Dichtkörper relativ zur Austrittsöffnung verschieblich angeordnet, wobei der Dichtkörper vorzugsweise eine Dichtplatte umfasst. Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise als Ausnehmung im Verschlussgehäuse, insbesondere einer (unteren) Wand des Verschlussgehäuses, ausgeführt. Die Austrittsöffnung kann in einer dem metallurgischen Behälter gegenüberliegenden Wand des Verschlussgehäuses, insbesondere in dem Boden eines kastenförmigen Verschlussgehäuses ausgebildet sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Austrittsöffnung in der Verschiebungsrichtung des Schieberrahmens, um bei Bewegung des Schieberrahmens eine Längsverschiebung der sich in die Austrittsöffnung hinein bzw. durch die Austrittsöffnung hindurch erstreckende Ausgusshülse zu ermöglichen. Insbesondere ist eine Längsabmessung des Dichtkörpers (der Dichtplatte) mindestens so groß wie eine Längsabmessung der Austrittsöffnung in Verschiebungsrichtung zuzüglich des maximalen Verschiebungswegs des Schieberrahmens. Durch einen relativ zur Austrittsöffnung verschieblichen Dichtkörper kann der Schieberverschluss als Zweiplattenschieber ausgeführt werden, bei dem die Schieberplatte relativ zu einer im Verschlussgehäuse feststehend gelagerten Kopfplatte verschieblich ist.
- In einer Ausführungsform bildet eine Innenfläche des Verschlussgehäuses eine Gleitfläche für den Dichtkörper aus, wobei Bereiche der Gleitfläche insbesondere eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweisen als Bereiche außerhalb der Gleitfläche. Die Innenfläche kann bereichsweise bearbeitet sein, insbesondere spanend, beispielsweise geschliffen. Die Innenfläche des Verschlussgehäuses ist (im Bereich der Gleitfläche) insbesondere eben und ermöglicht eine relative Verschiebung des Dichtkörpers zur Innenfläche. Durch eine glatte Gleitfläche kann die Dichtwirkung verbessert werden.
- In einer Ausführungsform weist der Dichtkörper an einer Dichtungsfläche, die einer Innenfläche des Verschlussgehäuses, zugewandt ist, eine um die Durchtrittsöffnung herumlaufende Dichtung, vorzugsweise Flachdichtung, auf. Vorzugsweise ist in der Dichtungsfläche des Dichtkörpers eine Nut ausgebildet, die um die Durchtrittsöffnung herumläuft und in die eine Dichtung, vorzugsweise Flachdichtung, eingelegt ist. Die Dichtung weist vorzugsweise einen (annähernd) rechteckigen Querschnitt auf.
- In einer Ausführungsform, insbesondere in Kombination mit der vorherigen Ausführungsform, weist der Dichtkörper eine Dichtung, vorzugsweise Flachdichtung, auf, die ein Graphitgeflecht umfasst, das vorzugsweise mit Stahlgewebe verstärkt ist. Eine solches Dichtungsmaterial ist auch bei hohen Temperaturen beständig sowie strapazierfähig und abriebfest.
- In einer Ausführungsform ist der Dichtkörper in einer Ausgussrichtung senkrecht zur Verschieberichtung verschieblich mit dem Schieberrahmen verbunden. Die Ausgussrichtung verläuft insbesondere in Richtung der Schwerkraft. Auf diese Weise kann eine Bewegung des Schieberrahmens mit dem Dichtkörper gekoppelt sein, insbesondere auf den Dichtkörper übertragen werden, während eine (geringe) relative Verschiebung des Dichtkörpers zum Schieberrahmen möglich ist. Auf diese Weise kann die der Dichtkörper (oder eine im Dichtkörper aufgenommene Dichtung) unabhängig von der Lage des Schieberrahmens in Ausgussrichtung, insbesondere in jeder Position des Schieberrahmens in Verschieberichtung, an der Innenseite des Verschlussgehäuses anliegen. Die Abdichtwirkung wird dadurch verbessert.
- In einer Ausführungsform erstreckt sich ein im Schieberrahmen aufgenommener Wechselring zum Halten der Ausgusshülse durch die Durchtrittsöffnung des Dichtkörpers hindurch, wobei vorzugsweise eine Innenumfangsfläche der Durchtrittsöffnung des Dichtkörpers an einer Außenumfangsfläche des Wechselrings anliegt. Die Ausgusshülse kann in den Wechselring eingesetzt sein.
- Insbesondere ist der Wechselring in axialer Richtung (Längsachse des Wechselrings bzw. der Ausgusshülse) nicht fest mit dem Dichtkörper verbunden. Der Dichtkörper kann in Ausgussrichtung vorzugsweise gegenüber dem Wechselring gleiten. In radialer Richtung des Wechselrings bzw. der Ausgusshülse ist der Dichtkörper vorzugsweise formschlüssig mit dem Wechselring gekoppelt bzw. verbunden. Dadurch kann eine Verschiebebewegung des Schieberrahmens auf den Dichtkörper übertragen werden, während die Bewegung des Dichtkörpers in Ausgussrichtung davon entkoppelt ist.
- In einer Ausführungsform ist an dem Dichtkörper eine Schutzplatte befestigt, die sich entlang einer Außenseite des Verschlussgehäuses erstreckt. Die Schutzplatte erstreckt sich vorzugsweise (im Wesentlichen) parallel zur Außenfläche (Unterseite) des Verschlussgehäuses. Vorzugsweise ist die (außenliegende) Schutzplatte über ein sich durch die Austrittsöffnung des Verschlussgehäuses hindurch erstreckendes Schutzplattenverbindungsstück mit dem (innenliegenden) Dichtkörper verbunden. Vorzugsweise ist die Schutzplatte (direkt) mit dem Dichtkörper verschraubt, wobei das Schutzplattenverbindungsstück dazwischen angeordnet ist. Die Schutzplatte könnte aber auch (direkt) am Schutzplattenverbindungsstück befestigt, insbesondere verschraubt, sein. Das Schutzplattenverbindungsstück erstreckt sich insbesondere von einer Innenseite des Verschlussgehäuses zu einer Außenseite des Verschlussgehäuses hin. Das Schutzplattenverbindungsstück kann als (zylindrische bzw. hohlzylindrische) Hülse (Abstandshülse) ausgeführt sein, die vorzugsweise mit dem Dichtkörper, insbesondere einer Innenumfangsfläche der Durchtrittsöffnung des Dichtkörpers, verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist. Zwischen dem Schutzplattenverbindungsstück und der Schutzplatte ist vorzugsweise eine umlaufende (ringförmige) Flachdichtung vorgesehen.
- In einer Ausführungsform weist ein im Schieberrahmen aufgenommener Wechselring zum Halten der Ausgusshülse mindestens einen radialen Gasdurchführungskanal auf, der vorzugsweise in einen zwischen dem Dichtkörper und dem Schieberrahmen ausgebildeten Gasführungsspalt mündet. Der Gasführungsspalt kann durch einen Zwischenraum zwischen dem Dichtkörper und dem Schieberrahmen, insbesondere zwischen einer Oberseite des Dichtkörpers und einer Unterseite des Schieberrahmens, gebildet sein. Vorzugsweise sind mehrere Gasabführkanäle (gleichmäßig) über den Umfang des Wechselrings verteilt vorgesehen, beispielsweise zwei, drei, vier, sechs, acht oder mehr Gasabführkanäle. Die Gasabführkanäle sind vorzugsweise als radiale Durchgangsbohrungen im Wechselring ausgeführt. Insbesondere verbindet ein Gasabführkanal den Gasführungsspalt zwischen dem Dichtkörper und dem Schieberrahmen mit einem Umfangsgasführungsspalt an der Außenseite der Ausgusshülse. Ein solcher Umfangsgasführungsspalt dient zur Leitung eines Gasstroms (Schutzgasstroms) aus dem Verschlussgehäuse heraus. Radiale Gasdurchführungskanäle können eine gleichmäßigere Strömung an der Ausgusshülse gewährleisten. Die Verschiebung des Schieberrahmens kann zu (geringen) Lageänderungen der Schieberplatte, des Wechselrings und der Ausgusshülse relativ zueinander (in der Verschieberichtung) führen. Die Strömungswege für das Schutzgas, insbesondere der (vorgesehene) Austrittsspalt für das Schutzgas entlang eines Außenumfangs der Ausgusshülse, kann so ungleichmäßig werden. Insbesondere kann es zu einer einseitigen Spaltverengung kommen. Gasdurchführungskanäle ermöglichen eine gleichmäßigere Verteilung bzw. Strömung des Schutzgases über den Umfang der Ausgusshülse und damit eine reduzierte Gefahr des Eindringens von Umgebungsluft in die ausfließende metallische Schmelze.
- Der Dichtkörper stützt sich über mindestens eine Druckfeder, vorzugsweise Schraubendruckfeder, am Schieberrahmen ab. Druckfedern können zwischen dem Dichtkörper und dem Schieberrahmen, insbesondere zwischen einer Oberseite der Dichtkörpers und einer Unterseite des Schieberrahmens, angeordnet sein. Es können mehrere Federn, vorzugsweise drei, vier, sechs oder acht Federn, (gleichmäßig) um die Ausgusshülse herum verteilt angeordnet sein. Durch Druckfedern kann eine federnde Abstützung des Dichtkörpers gegen den Schieberrahmen erreicht werden. Dadurch kann die bereits durch das Eigengewicht des Dichtkörpers erzeugte Anpressung an die Innenseite des Verschlussgehäuses verstärkt werden. Außerdem wird ein gleichmäßiges Anliegen des Dichtkörpers an der Innenseite (Innenfläche bzw. Gleitfläche) des Verschlussgehäuses gefördert, insbesondere unabhängig von der Position des Schieberrahmens in der Verschieberichtung. Die Abdichtungswirkung wird dadurch weiter verbessert. Auch im Falle eines Materialversagens der Druckfedern bleibt die Abdichtwirkung durch den innenliegenden Dichtkörper (zumindest teilweise) erhalten. Die Betriebssicherheit bzw. -zuverlässigkeit des Schieberverschlusses wird dadurch erhöht.
- In einer Ausführungsform weist der Dichtkörper an einer dem Schieberrahmen zugewandten Seite und/oder der Schieberrahmen an einer dem Dichtkörper zugewandten Seite eine Aufnahmeöffnung für eine Druckfeder auf. Die Aufnahmeöffnungen für die Federn sind insbesondere an einer Oberseite des Dichtkörpers bzw. einer Unterseite des Schieberrahmens vorgesehen. Die Aufnahmeöffnungen sind vorzugsweise als Bohrungen ausgeführt, in die die Druckfedern (Druckschraubenfedern) eingesetzt sind bzw. werden. Im eingebauten Zustand (Betriebszustand) sind die Druckfedern komprimiert. So dass sie eine Anpresskraft des Dichtkörpers an die Innenseite (Innenfläche bzw. Gleitfläche) des Verschlussgehäuses ausüben.
- In einer Ausführungsform stützt sich der Dichtkörper über eine, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung am Schieberrahmen ab. Die, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung umfasst vorzugsweise eine Federhalterung zur unverlierbaren Halterung mindestens einer Druckfeder. Die Anpressfederanordnung kann am Schieberrahmen oder am Dichtkörper befestigt sein. Insbesondere ist die Druckfeder im unmontierten Zustand des Dichtkörpers über eine Federhalterung unverlierbar mit dem Schieberrahmen oder dem Dichtkörper verbunden. Die Druckfeder kann durch die Federhalterung lose gehalten oder gegen den Schieberrahmen bzw. den Dichtkörper verspannt sein. Der Begriff "vormontiert" bezieht sich insbesondere auf einen Zeitpunkt vor dem Zusammenbau des Schieberrahmens mit dem Dichtkörper im Verschlussgehäuse. Eine vormontierte bzw. vormontierbare Anpressfederanordnung erleichtert die Montage einer Federung (Druckfedern) zur Abstützung des Dichtkörpers am Schieberrahmen. Die Anpressfederanordnung übt insbesondere eine zusätzliche Anpresskraft auf den Dichtkörper zur Verbesserung der Abdichtung aus.
- In einer Ausführungsform weist die, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung einen Anpressstößel auf, der federnd, vorzugsweise über eine Druckfeder, am Schieberrahmen oder am Dichtkörper befestigt ist. Vorzugsweise stützt sich die Druckfeder mit einem Federende gegen den Schieberrahmen oder den Dichtkörper und mit einem anderen Federende gegen eine Federanlagefläche des Anpressstößels ab. Insbesondere hält die Federhalterung den Anpressstößel im unmontierten Zustand des Dichtkörpers. Der Anpressstößel kann über die Druckfeder mit dem Schieberrahmen oder mit dem Dichtkörper verspannt sein, wobei die Druckfeder im vormontierten Zustand der Anpressfederanordnung vorgespannt sein kann. Über eine geeignet gewählte Länge der Druckfeder bzw. deren Vorspannung in der Anpressfederanordnung kann die Anpresskraft an den Dichtkörper eingestellt bzw. nachjustiert werden. Der Anpressstößel kann (im montierten Zustand) in einer Stößelausnehmung des Schieberrahmens bzw. des Dichtkörpers aufgenommen sein.
- In einer Ausführungsform sind der Schieberrahmen und der Dichtkörper über mindestens ein Verbindungselement, vorzugsweise über mindestens einen Mitnahmezapfen, insbesondere in der Verschieberichtung und/oder in einer Verdrehrichtung um die Ausgussrichtung, formschlüssig miteinander verbunden. Über ein derartiges Verbindungselement, das insbesondere exzentrisch zur Ausgusshülse bzw. zum Wechselring angeordnet ist, kann eine Verdrehung des Dichtkörpers relativ zur Ausgusshülse bzw. zum Wechselring verhindert werden. Demzufolge kann auf seitliche Längsführungen (in Verschieberichtung V) des Verdichterkörpers im Verschlussgehäuse verzichtet oder diese können mit mehr Spiel ausgeführt werden. Konkret kann der (innenliegende) Dichtkörper, vorzugsweise die (innenliegende) Dichtplatte, schmäler ausgeführt werden. Durch einen größeren Abstand zur (seitlichen) Innenwand des Verschlussgehäuses kann die Ansammlung von Schmutz an diesen Stellen reduziert werden, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Schieberverschlusses erhöht wird. Außerdem kann bei dieser Ausführungsform auf eine formschlüssige Kopplung bzw. Verbindung des Dichtkörpers mit dem Wechselring bzw. der Ausgusshülse in radialer Richtung entfallen bzw. mit einem größeren Spiel ausgeführt sein. Anstelle der oder zusätzlich zur Übertragung der Verschiebebewegung (Verschiebekraft) des Schieberrahmens auf den Dichtkörper über den Wechselring kann die Verschiebebewegung (ganz oder teilweise) über die Verbindungselemente (Mitnahmezapfen) auf den Dichtkörper übertragen werden. Es können mehrere solcher Verbindungselemente um den Wechselring herum verteilt angeordnet sein. Für eine vollständige Übertragung der Verschiebekraft des Schieberrahmens auf den Dichtkörper sind vorzugsweise mehrere Verbindungselemente vorgesehen. Für eine Verdrehsicherung kann ein einzelnes Verbindungselement ausreichend sein. Dabei kann die Verschiebekraft (je nach vorhandenem Spiel zwischen den Komponenten des Schieberverschlusses) weiterhin über den Wechselring oder (ganz oder teilweise) über das mindestens eine Verbindungselement übertragen werden. Insbesondere bei kleineren Dimensionierung des Schieberverschlusses ist vorzugsweise ein einziges Verbindungselement vorgesehen, während bei größeren Ausführungsformen mehrere Verbindungselemente vorgesehen sind.
- In einer Ausführungsform weist der Dichtkörper an einer dem Schieberrahmen zugewandten Seite eine Ausnehmung für einen (formschlüssigen) Eingriff mit einem Verbindungselement (Mitnahmezapfen) auf, das vorzugsweise am Schieberrahmen befestigt ist. Umgekehrt kann auch der Schieberrahmen an einer dem Dichtkörper zugewandten Seite eine Ausnehmung für einen (formschlüssigen) Eingriff mit einem Verbindungselement (Mitnahmezapfen) aufweisen, das am Dichtkörper befestigt ist.
- Die genannte Aufgabe wird außerdem insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Schieberverschlusses für einen metallurgischen Behälter, insbesondere eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines geöffneten Verschlussgehäuses, das an einer zur Befestigung an dem metallurgischen Behälter vorgesehenen Seite öffenbar und schließbar ist und eine Eintrittsöffnung für eine metallische Schmelze aufweist, wobei das Verschlussgehäuse an einer vom metallurgischen Behälter abgewandten Seite eine Austrittsöffnung für eine metallische Schmelze aufweist;
- Einsetzen eines Dichtkörpers in das geöffnete Verschlussgehäuse zur Gasabdichtung der Austrittsöffnung, wobei der Dichtkörper eine Durchtrittsöffnung für eine Ausgusshülse zum Ableiten der metallischen Schmelze durch die Austrittsöffnung aufweist;
- Einsetzen eines verschieblich gelagerten Schieberrahmens in das geöffnete Verschlussgehäuse;
- Schließen des Verschlussgehäuses.
- Durch das Einsetzen des Dichtkörpers in das geöffnete Verschlussgehäuse wird konstruktiv ein innenliegender Dichtkörper geschaffen, der auf einer Innenseite des Verschlussgehäuses angeordnet ist. Das Einsetzen eines Dichtkörpers und das Einsetzen des verschieblich gelagerten Schieberrahmens kann gemeinsam, d.h. in einem einzigen Schritt, erfolgen, insbesondere als vormontierte Baugruppe, die den Dichtkörper und den Schieberrahmen umfasst. Das Verfahren hat ähnliche Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Schieberverschluss beschrieben wurden. Wenn bei dem beschriebenen Montageverfahren auf Federn, die im Stand der Technik zur Erzeugung der Dichtwirkung erforderlich sind, ganz oder teilweise verzichtet würde,wäre die Gasabdichtung dann (zumindest teilweise) durch das Eigengewicht des Dichtkörpers (und der Schutzplatte) gewährleistet. Die Betriebssicherheit kann durch einen gemäß dem Verfahren montierten Schieberverschluss erhöht werden, insbesondere gegen einen unkontrollierten Gasaustritt aufgrund von Federversagen und einer resultierenden Verlagerung bzw. Schiefstellung des Dichtkörpers. Das Montageverfahren kann das Bauvolumen des Schieberverschlusses reduzieren.
- Das Montageverfahren oder Teile des Montageverfahrens kann bzw. können in vertikaler oder horizontaler Lage des Verschlussgehäuses ausgeführt werden, insbesondere in einer an einem Montagebock hängenden Lage des Verschlussgehäuses. Das Montageverfahren kann weitere Schritte umfassen, wie das Einsetzen einer Ausgusshülse und/oder einer Schieberplatte in den Schieberrahmen und/oder das Befestigen einer Kopfplatte an einer Montageplatte des Verschlussgehäuses. Typischerweise wird das Verschlussgehäuse mittels der Montageplatte an dem metallurgischen Behälter befestigt. Es kann allerdings auch ein (kastenförmiges) Schiebergehäuse an dem metallurgischen Behälter befestigt werden, wobei der Dichtkörper an einer Innenseite eines (schwenkbaren) Gehäusedeckels, insbesondere einer Deckelplatte, angeordnet wird. Das Schließen des Verschlussgehäuses kann das Verriegeln eines Schiebergehäuses an einer Montageplatte (oder eines Gehäusedeckels) umfassen, wobei die Montageplatte (oder des Schiebergehäuses) zur Befestigung des Schieberverschlusses an einem metallurgischen Behälter dient. Das Verschlussgehäuse umfasst insbesondere die Montageplatte und das Schiebergehäuse, in dem der Schieberrahmen verschieblich gelagert montiert wird.
- Das Verfahren umfasst ein Anordnen von mindestens einer Druckfeder an einer von der Austrittsöffnung abgewandten Seite des Dichtkörpers nach dem Einsetzen des Dichtkörpers und vor dem Einsetzen des verschieblich gelagerten Schieberrahmens. Insbesondere kann das Anordnen der Druckfedern als Schritt einer Vormontage einer Baugruppe vorgesehen sein, die den Dichtkörper, den Schieberrahmen und die Druckfedern als vormontierte Baugruppe umfasst, die in das geöffnete Verschlussgehäuse eingesetzt wird. Die Druckfedern werden insbesondere in die Aufnahmeöffnungen eingesetzt. Zusätzlich ist mindestens eine Druckfeder vorgesehen bzw. eingebaut. Die Abdichtungswirkung wird dadurch weiter erhöht. Auch bei einem Versagen der Federn bleibt zumindest eine teilweise Abdichtwirkung erhalten.
- In einer (alternativen) Ausführungsform umfasst das Verfahren die Vormontage einer Anpressfederanordnung am Schieberrahmen oder am Dichtkörper, wobei die Anpressfederanordnung vorzugsweise eine Federhalterung zur unverlierbaren Halterung mindestens einer Druckfeder umfasst. Die Anpressfederanordnung dient insbesondere (im montierten Zustand des Schieberverschlusses) zur Abstützung des Dichtkörpers (über die Anpressfederanordnung) am Schieberrahmen. Bei der Montage wird insbesondere der verschieblich gelagerte Schieberrahmen zusammen mit der daran vormontierten Anpressfederanordnung in das geöffnete Verschlussgehäuse bzw. der Dichtkörper zusammen mit der daran vormontierten Anpressfederanordnung in das geöffnete Verschlussgehäuse eingesetzt.
- Die genannte Aufgabe wird außerdem insbesondere gelöst durch die Verwendung eines Dichtkörpers zur Gasabdichtung eines Verschlussgehäuses eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses für einen metallurgischen Behälter an einer Innenseite des Verschlussgehäuses, insbesondere an einer vom metallurgischen Behälter abgewandten Innenseite des Verschlussgehäuses. Der verwendete Dichtkörper kann eine Dichtplatte umfassen oder als Dichtplatte ausgeführt sein. Der Dichtkörper kann eine umlaufende Dichtung, vorzugsweise eine entlang eines Randes des Dichtkörpers verlaufende Dichtung (Flachdichtung) aufweisen. Die Verwendung hat ähnliche Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Schieberverschluss und dem Montageverfahren beschrieben wurden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
- Figur 1a
- eine Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses in einer geöffneten Stellung in einer Draufsicht;
- Figur 1b
- eine Darstellung der Ausführungsform nach
Figur 1a in einer geschlossenen Stellung in einer Draufsicht; - Figur 2a
- eine Darstellung der Ausführungsform nach
Figur 1a in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A; - Figur 2b
- eine Darstellung der Ausführungsform nach
Figur 1b in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B; - Figur 3
- eine Darstellung der Ausführungsform nach
Figur 1a in einer Schnittansicht entlang der Linie C-C; - Figur 4a
- eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses in einer geöffneten Stellung in einer Schnittansicht;
- Figur 4b
- eine Darstellung der Ausführungsform nach
Figur 4a in einer Seitenansicht; - Figur 4c
- eine Detaildarstellung einer Anpressfederanordnung gemäß der Ausführungsform nach
Figur 4b in einer Schnittansicht; - Figur 4d
- eine Detaildarstellung einer formschlüssigen Verbindung des Schieberrahmens mit dem Dichtkörper über ein Verbindungselement gemäß der Ausführungsform nach
Figur 4b in einer Schnittansicht. - In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
- Die
Figuren 1a bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses 100 in verschiedenen Stellungen und Schnittansichten. In denFiguren 1a ,2a und3 ist der Schieberverschluss 100 geöffneten Stellung dargestellt und in denFiguren 1b und2b in einer geschlossenen Stellung. DieFiguren 4a bis 4d zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schieberverschlusses 100. Die im Zusammenhang mit der in denFiguren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform beschriebenen strukturellen und funktionellen Merkmale des Schieberverschlusses 100, des Verfahrens zur Montage und die Verwendung eines Dichtkörpers 20 gelten auch für die in denFiguren 4a bis 4d gezeigte Ausführungsform, sofern nicht anders beschrieben. - Der Schieberverschluss 100 ist mit einem metallurgischen Behälter (nicht dargestellt) verbindbar und an dem Behälter fest montierbar, typischerweise an dessen Unterseite, z.B. als Gießpfannenschieber. Ein solcher Behälter ist dazu geeignet, eine metallische Schmelze, d.h. eine geschmolzene Metalllegierung wie z.B. flüssigen Stahl, für einen Gießprozess bereitzuhalten. Der Schieberverschluss 100 dient dazu, eine Öffnung des metallurgischen Behälters zu verschließen bzw. zu öffnen, um flüssiges Metall bzw. eine Metalllegierung kontrolliert aus dem Behälter abfließen zu lassen. Über einen Verriegelungsmechanismus 4 kann der Schieberverschluss 100 für den Betriebszustand verriegelt werden.
- Nachfolgend beziehen sich die Begriffe "unten" und "oben" auf eine Ausrichtung des montierten Schieberverschlusses 100 im Gebrauchszustand, in dem sich der Schieberverschluss 100 in horizontaler Richtung erstreckt, so dass die Schwerkraft G in vertikaler Richtung von dem metallurgischen Behälter weg von oben nach unten wirkt. Insofern sind die Eintrittsöffnung 13 oben und die Austrittsöffnung 19 für die metallische Schmelze unten angeordnet. Die Orientierung des Schieberverschlusses 100 im Gebrauchszustand ist aber nicht auf eine horizontale Ausrichtung beschränkt. Die Ausgussrichtung A verläuft in Richtung der Schwerkraft G.
- Der Schieberverschluss 100 weist ein Verschlussgehäuse 1 auf, das hier zwei um eine Schwenkachse S gegeneinander verschwenkbare Gehäuseteile in Form einer Montageplatte 10 und des Schiebergehäuses 11 umfasst. Die Montageplatte 10 dient zur festen Verbindung des Schieberverschlusses 100 mit dem Behälter und bildet im montierten Zustand einen Deckel des Verschlussgehäuses 1. Alternativ könnte auch das kastenförmige Schiebergehäuse 11 an dem metallurgischen Behälter befestigt sein, wobei die Eintrittsöffnung 13 im Schiebergehäuse 11 und die Austrittsöffnung 19 in einer schwenkbaren Deckelplatte vorgesehen wäre.
- Der als Zweiplattenschieber ausgeführte Schieberverschluss 100 weist eine Kopfplatte 5 auf, die in der Montageplatte 10 aufgenommen bzw. an dieser befestigt ist. Die Montageplatte 10 weist einen in der Eintrittsöffnung 13 sitzenden Verschleißring 12 und die Kopfplatte 5 eine Durchtrittsöffnung 50 auf, durch die flüssiges Metall von einer Abflussöffnung des Behälters durch die Eintrittsöffnung 13 abfließen kann.
- Im Verschlussgehäuse 1 bzw. im Schiebergehäuse 11 ist ein Schieberrahmen 2 in einer Verschieberichtung V (siehe Doppelpfeile in den
Figuren 1a, 1b ,2a und2b ) relativ zum Verschlussgehäuse 1 bzw. Schiebergehäuse 11 verschieblich angeordnet. Die Verschiebung des Schieberrahmens 2 erfolgt im Wesentlichen parallel zur Montageplatte 10. Über die Zylinderkonsole 3 mit der Schiebestange 30 kann der Schieberrahmen 2 mittels eines einhängbaren Hydraulikzylinders (nicht gezeigt) in der Verschieberichtung V hin und her geschoben werden. Das Abstandselement 31 begrenzt den maximalen Verschiebeweg. Der Schieberrahmen 2 nimmt eine Schieberplatte 6 mit einer Durchflussöffnung 60 und eine Ausgusshülse 7 mit einem Durchflusskanal 70 auf. Die Ausgusshülse 7 ist über den Wechselring 24 in dem Schieberrahmen 2 aufgenommen. Der Wechselring 24 ist über die Verschraubung 23 am Schieberrahmen befestigt. Die Ausgusshülse 7 erstreckt sich mit ihrer Längsachse in einer Ausgussrichtung A vom metallurgischen Behälter durch die Austrittsöffnung 19 hindurch. Die Schieberplatte 6 ist in dem Schieberrahmen 2 aufgenommen und lösbar befestigt. Über Magnete 28 wird die Schieberplatte 6 zusätzlich im Schieberrahmen 2 gehalten, insbesondere um die Montage zu vereinfachen. - Ein in die Zylinderkonsole 3 einhängbarer Hydraulikzylinder, der sich in der Zylinderkonsole 3 abstützt, schiebt den Schieberrahmen 2 in die gewünschte Position, um die Durchflussöffnung 60 durch die Schieberplatte 6 freizugeben bzw. zu verschließen. In der in den
Figuren 1b und2b dargestellten verschlossenen Stellung des Schieberverschlusses 100 verschließt die Schieberplatte 6 den Durchflusskanal 70. Die Schieberplatte 6 wird relativ zur Kopfplatte 5 verschoben. Wenn die Durchflussöffnungen 50, 60 und der Durchflusskanal 70 durch eine entsprechende Verschiebung des Schieberrahmens 2 in einer geöffneten Stellung in Übereinstimmung gebracht sind, kann flüssiges Metall aus dem Behälter, durch die Kopfplatte 5, die Schieberplatte 6 und die Ausgusshülse 7 durch die Austrittsöffnung 19 fließen, wie in denFiguren 1a ,2a und3 dargestellt. Die Ausgusshülse 7, die Schieberplatte 6 und die Kopfplatte 5 sind aus feuerfestem Material hergestellt, während das Verschlussgehäuse 1 aus Stahl ist. - Der Schieberrahmen 2 stützt sich über die Gleitleisten 27, die Anpressleisten 26 und die thermodynamischen Federelemente 14a, 14b, die an beiden Seiten des Schieberrahmens 2 vorgesehen sind, im Schiebergehäuse 11 ab. Die Federelemente 14a, 14b erzeugen eine Anpresskraft der Schieberplatte 6 an die Kopfplatte 5, um ein Eindringen der metallischen Schmelze zwischen die Schieberplatte 6 und die Kochplatte 5 zu verhindern. Die Federelemente 14a, 14b sind von den im Stand der Technik notwendigen Federn zum Anpressen einer außenliegenden Dichtplatte zum Abdichten der Austrittsöffnung 19 und von den bei der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Druckfedern 25 zum Anpressen eines innenliegendem Dichtkörpers 20 zum Abdichten der Austrittsöffnung 19 zu unterscheiden. Die Anpresskraft der thermodynamischen Federelemente 14a, 14b ist deutlich größer als die der nachfolgend beschriebenen Druckfedern 25.
- Das Verschlussgehäuse 1 weist eine Gaszuführung 15, die in einen Gaszuführkanal 80 in das Innere des Verschlussgehäuses 1 mündet, auf, um ein Schutzgas (Inertgas), vorzugsweise Argon, in das geschlossene Verschlussgehäuse 1 einzuleiten. Über die Montageplattendichtung 91, die Schiebezylinderdichtung 92 und den Dichtkörper 20 mit der Dichtung 90 ist das Verschlussgehäuse 1 gegen einen unkontrollierten Austritt von Schutzgas in die Umgebung abgedichtet. Der Dichtkörper 20 ist auf einer Innenseite 17 des Verschlussgehäuses 1 angeordnet, die der Montageplatte 10 gegenüberliegt. Der Dichtkörper 20 weist eine, beispielsweise kreisförmige, Durchtrittsöffnung 40 für die Ausgusshülse 7 auf. Die Ausgusshülse 7 ragt durch die Durchtrittsöffnung 40 und die Austrittsöffnung 19 aus dem Verschlussgehäuse 1 hinaus. Der Wechselring 24 ist in der Durchtrittsöffnung 40 so formschlüssig aufgenommen, bzw. erstreckt sich in die Durchtrittsöffnung 40 hinein, dass eine Verschiebung des Schieberrahmens 2 in Verschieberichtung V sich auf den Dichtkörper 20 überträgt. In der Ausgussrichtung A hingegen ist der Wechselring 24 nicht fest mit dem Dichtkörper 20 verbunden, sondern kann sich, falls notwendig, relativ dazu (geringfügig) verschieben. Der Dichtkörper 20 ist relativ zur Austrittsöffnung 19 in der Verschieberichtung V verschieblich, wobei der Dichtkörper 20 sich über die Dichtung 90 mittelbar, oder alternativ unmittelbar, an der Innenfläche 17 abstützt. Die Dichtung 90 ist in eine umlaufende Nut 42 eingesetzt, die in einer an der Unterseite des Dichtkörpers 20 ausgebildeten Dichtungsfläche 41 vorgesehen ist, vorzugsweise entlang deren Rand. Über die Dichtung 90 stützt sich der Dichtkörper 20 in seinem Randbereich gegen die Innenfläche 17 des Verschlussgehäuses 1 bzw. des Schiebergehäuses 11 ab. Auf der Innenseite 17 gleitet die Dichtung 90 bei einer Verschiebung des Schieberrahmens 2 entlang einer Innenfläche 16 des Verschlussgehäuse 1 bzw. des Schiebergehäuse 11. Die Innenfläche 16 kann zur Verbesserung der Dichtwirkung eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweisen als andere Innenflächen des Verschlussgehäuses 1, insbesondere spanend gearbeitet sein. Die Dichtung 90 läuft um die Durchtrittsöffnung 40 herum und ist vorzugsweise als eine Flachdichtung aus einem Graphitgeflecht ausgebildet, das mit Stahlgewebe verstärkt ist. Durch sein Eigengewicht bzw. die Schwerkraft G drückt sich der Dichtkörper 20 von innen an die Innenseite 17 des Verschlussgehäuses 1 an und erzeugt auf diese Weise eine Abdichtwirkung gegen unkontrollierten Gasaustritt durch die Austrittsöffnung 19.
- Der Dichtkörper 20 umfasst eine Dichtplatte, die an der Innenseite des Verschlussgehäuses 1, d.h. innenliegend, angeordnet ist. Die Dichtplatte erstreckt sich entlang der Innenfläche 16. Eine Schutzplatte 21 ist über die Verschraubung 22 am Dichtkörper 20 befestigt, wobei ein als zylindrische Hülse ausgebildetes Schutzplattenanschlussstück 29 am Dichtkörper 20 befestigt, vorzugsweise verschweißt. Das hohlzylindrische Schutzplattenanschlussstück 29 erstreckt sich durch die Austrittsöffnung 19 des Verschlussgehäuses 1 hindurch. Die Schutzplatte 21 erstreckt sich an einer Außenseite 18 des Verschlussgehäuses 21 und ist insofern außenliegend. Die als ringförmige Flachdichtung ausgeführte Schutzplattendichtung 93 dichtet die Verbindung zwischen der Schutzplatte 21 und dem Schutzplattenanschlussstück 29 gegen Gasaustritt ab. Die Schutzplatte 21 weist eine kreisförmige Durchtrittsöffnung für die Ausgusshülse 7 auf, durch die diese hindurchragt. Die Dichtplatte des Dichtkörpers 20 sowie weitere Bestandteile, wie das Schutzplattenanschlussstück 29 und die Schutzplatte 21, sind aus Stahl.
- Zwischen einer Oberseite des Dichtkörpers 20 und einer Unterseite des Schieberrahmens 2 sind Druckfedern 25, hier als Schraubendruckfedern ausgeführt, angeordnet. Die Druckfedern 25 sind beidseitig in als Bohrungen ausgeführten Aufnahmeöffnungen 43 aufgenommen bzw. eingesteckt. Um den Wechselring 24 bzw. die Ausgusshülse 7 herum sind beispielsweise vier Druckfedern 25 vorgesehen. Die Druckfedern 25 können die Abdichtwirkung des innenliegenden Dichtkörpers 20 erhöhen, indem sie den Dichtkörper 20 zusätzlich zu seinem Eigengewicht gegen die Innenseite 17 des Verschlussgehäuses 1 pressen. Durch die Verschieblichkeit des Wechselrings 24 relativ zum Dichtkörper 20 senkrecht zur Verschieberichtung V (d.h. in Ausgussrichtung A) kann eine mögliche Variation der Dicken der Schieberplatte 6 und/oder der Kopfplatte 5 ausgeglichen werden. Ebenso wird die Bewegung, die der Schieberrahmen 2 beim Entspannen der Druckfedern 25 ausführt, ausgeglichen. Die Druckfedern 25 können eine möglichst gleichmäßige Anpressung des Dichtkörpers 20 an die Innenfläche 16 erreichen, wodurch die Dichtwirkung erhöht wird.
- Zwischen dem Dichtkörper 20 und dem Schieberrahmen 2 besteht ein Gasführungsspalt, der sich senkrecht zur Ausgussrichtung A erstreckt. Die Druckfedern 25 erstrecken sich quer zu diesem Gasführungsspalt. Zwischen dem Wechselring 24 und dem Dichtkörper 20 bzw. dem Schutzplattenanschlussstück 29 besteht beispielsweise ein Umfangsspalt von 3-4 mm, so dass der Dichtkörper 20 relativ zum Schieberrahmen 2 und in Ausgussrichtung A verschieblich ist. Zwischen dem Äußeren der Ausgusshülse 7 und dem Inneren des Wechselrings 24 verbleibt ebenfalls ein vorgesehener Umfangsspalt für die kontrollierte Führung des Schutzgasstroms an der Außenseite der Ausgusshülse 7 durch die Durchtrittsöffnung 40 und die Austrittsöffnung 19 hindurch in die Umgebung. Aufgrund des vorhandenen Spiels kann sich insbesondere der Umfangsspalt zwischen dem Wechselring 24 und dem Dichtkörper 20 bei Verschiebung des Schieberrahmens 2 ungleichmäßig lokal verengen. In dem Wechselring 24 sind über den Umfang verteilt mehrere, beispielsweise acht, Gasdurchführungskanäle 81 als Bohrungen vorgesehen, um eine möglichst gleichmäßige Umströmung der Ausgusshülse 7 mit Schutzgas zu gewährleisten. Ein Gasdurchführungskanal 81 mündet in den Gasführungsspalt zwischen der Oberseite des Dichtkörpers 20 und der Unterseite des Schieberrahmens 2 und kann einen Durchmesser von ungefähr 10 mm haben. Die Gasdurchführungskanal 81 erleichtern eine gleichmäßige Verteilung des Schutzgases, um einen Kontakt zwischen der ausgegossenen metallischen Schmelze und der Umgebungsluft zu verhindern. Insbesondere kann beim Anschließen eines Schattenrohrs an die Ausgusshülse 7 das Einsaugen von Umgebungssauerstoff durch eine gleichmäßige und umfassende Umströmung der Ausgusshülse mit Schutzgas, vorzugsweise Argon, verhindert werden.
- Die in den
Figuren 4a bis 4d dargestellte Ausführungsform des Schieberverschlusses 100 unterscheidet sich von der in denFiguren 1a bis 3 dargestellten Ausführungsform in der Montage, insbesondere der Druckfedern 25, und durch das Vorhandensein zusätzlicher Verbindungselemente 44, wobei diese beiden technischen Aspekte in weiteren Ausführungsformen auch unabhängig voneinander vorgesehen sein können. Außerdem ist die Schutzplattendichtung 93 hier als Dichtschnur ausgeführt. - In dieser Ausführungsform sind vormontierbare Anpressfederanordnungen 32 vorhanden, über die sich der Dichtkörper 20 am Schieberrahmen 2 abstützt. Die Anpressfederanordnung 32 kann vor der Endmontage des Schieberverschlusses 100 am Schieberrahmens 2 vormontiert werden, um dann gemeinsam mit dem Schieberrahmen 2 im Verschlussgehäuse 1 mit dem Dichtkörper 20 zusammengesetzt zu werden. Dabei werden die Druckfedern 25 im vormontierten Zustand von einer Federhalterung 33 unverlierbar gehalten. Die Federhalterung 33 weist einen Anpressstößel 35 auf, der über die Druckfeder 25 federnd, d.h. in Längsrichtung der Druckfeder 25 verschieblich, am Schieberrahmen 2 befestigt ist. Die Druckfeder 25 ist zwischen dem Anpressstößel 35 und dem Schieberrahmen 2 angeordnet und kann im vormontierten Zustand über die Verschraubung 36 vorgespannt sein. Der Schieberrahmen 2 weist eine Durchgangsbohrung 34 für eine Schraube auf, die mit einem Schaft des Anpressstößels 35 verbunden ist. Die Durchgangsbohrung 34 kann als Gewindebohrung ausgeführt sein. Die Druckfeder 25 liegt mit einem Ende an einer Federanlagefläche 38 des Anpressstößels 35 an und stützt sich mit dem anderen Ende in einer Aufnahmeöffnung 43 im Schieberrahmen 2 ab. Der Anpressstößel 35 ist im montierten Zustand in einer Stößelausnehmung 37 des Dichtkörpers 20 aufgenommen bzw. ist darin axial geführt. Die Anpressfederanordnung 32 übt über die Druckfeder 25 eine zusätzliche Anpresskraft auf den Dichtkörper 20 aus, um dessen Dichtwirkung zu erhöhen. Auf eine zusätzliche Montagehilfe kann aufgrund der Vormontierbarkeit mithilfe der Federhalterung 33 verzichtet werden. Vorzugsweise sind, je nach Anwendungsfall, 4 bis 8 Anpressfederanordnungen 32 mit je einer Druckfeder 25 vorgesehen. So können beim Blockguss beispielsweise acht Anpressfederanordnungen 32 installiert sein, um damit auf eine Trichterhaube aus flexiblem Keramikfasermaterial aufsetzen zu können. Beim Strangguss können vier Anpressfederanordnungen 32 ausreichend sein.
- Umgekehrt könnte eine entsprechende Anpressfederanordnung mit einer Druckfeder 25 auch am Dichtkörper 20 vormontiert sein, wobei eine Federhalterung 33 am Dichtkörper 20 befestigt wäre und sich der Anpressstößel 35 am Schieberrahmen 2 abstützen würde. Für eine Durchgangsbohrung im Dichtkörper wäre in diesem Fall vorzugsweise eine zusätzliche Dichtvorrichtung vorzusehen. Bei der Montage würde dann zunächst der Dichtkörper 20 zusammen mit der daran vormontierten Anpressfederanordnung in das Verschlussgehäuse 1 eingesetzt werden.
- Bei der gezeigten Ausführungsform ist bzw. sind außerdem ein oder mehrere Verbindungselemente 44 vorgesehen, die den Schieberrahmen 2 und den Dichtkörper 20 formschlüssig miteinander verbinden, und hier als zylindrische Mitnahmezapfen ausgeführt sind. Im Dichtkörper 20 ist eine Ausnehmung 45 und im Schieberrahmen 2 eine dazu korrespondierende und passende Ausnehmung 48 vorgesehen, die mit einem als zylindrischer Mitnahmezapfen ausgeführten Verbindungselemente 44 eine formschlüssige, nicht notwendigerweise spielfreie, Verbindung bilden. Im Schieberrahmen 2 ist eine Durchgangsbohrung 44 für einen Verschraubung 46 gefertigt. Der Mitnahmezapfen 44 ist im Schieberrahmen 2 verschraubt. Zur leichteren Montage weist der Mitnahmezapfen 44 an seinem freien Ende eine Fase auf.
- Umgekehrt können die Verbindungselemente 44 auch am Dichtkörper 20 befestigt sein.
- Während bei der Ausführungsform in den
Fig. 1a bis 3 die Verschiebekraft in Verschieberichtung V vom Schieberrahmen 2 über die Außenseite des Wechselrings 24 (und das Schutzplattenanschlussstück 29) auf den Dichtkörper 20 übertragen wird, kann die Verschiebekraft in der Ausführungsform derFiguren 4a bis 4d ganz oder teilweise durch die Verbindungselemente 44 von dem Schieberrahmen 2 auf den Dichtkörper 20 übertragen werden. Dafür ist es vorteilhaft, mehrere Verschiebeelemente 44 um den Wechselring 24 herum verteilt anzuordnen. Zusätzlich gewährleistet ein (oder mehrere) Verbindungselement(e) 44 eine Verdrehsicherung des Dichtkörpers 20 gegenüber dem Wechselring 24. Bei einer Betätigung des Schieberverschlusses 100 kann es zur Verkantung des Dichtkörpers 20 kommen, wenn der Dichtkörper 20 nicht ausreichend in der Verschieberichtung V geführt ist. Während eine Verdrehsicherung bei entsprechend breit ausgeführtem Dichtkörper 20, d.h. bei einer Dichtplatte mit an das Verschlussgehäuse 1 angepasster Breite, prinzipiell auch durch die seitlichen Innenwände des Verschlussgehäuses 1 gewährleistet sein kann, kann es bei einem nur schmalen verbleibenden seitlichen Spalt zur Ablagerung von Schmutz kommen. Bei einer Verdrehsicherung des Dichtkörpers 20 kann die Breite des Dichtkörpers hingegen schmaler ausgelegt sein, wodurch die seitliche Schmutzansammlung vermieden und eine größere Betriebssicherheit erreicht wird. - Bei kleineren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schieberverschlusses 100 wird die Verschiebekraft (im Wesentlichen) über den Wechselring 24 auf den Dichtkörper (Dichtplatte) 20 übertragen, während der Dichtkörper 20 mittels eines Verbindungselements (Mitnahmezapfen) 44 gegen Verdrehen gesichert ist. Bei größeren Ausführungsformen des Schieberverschlusses 100 sind vorzugsweise mehrere Verschiebeelemente 44 vorgesehen, wobei die Toleranzen so bemessen sind, dass die Verschiebekraft nicht über den Wechselring 24 sondern (ausschließlich) über die Verbindungselemente 44 übertragen wird. Dadurch ist der Dichtkörper 20 gleichzeitig gegen Verdrehen gesichert.
- Zur Montage des Schieberverschlusses 100 wird zunächst das Verschlussgehäuse 1 geöffnet bzw. ein geöffnetes Verschlussgehäuse 1 bereitgestellt. Durch Verschwenken der Montageplatte 10 gegenüber dem Schiebergehäuse 11, oder umgekehrt, ist das Verschlussgehäuse 1 auf der Seite der Eintrittsöffnung 13 öffenbar und schließbar. Anschließend wird der Dichtkörper 20 in das geöffnete Verschlussgehäuse 1 eingesetzt bzw. eingelegt, insbesondere von oben, d.h. in Richtung der Schwerkraft G. Auf diese Weise wird der Dichtkörper 20 auf der Innenseite 17 des Verschlussgehäuses 1 bzw. innenliegend angeordnet. Die vorgesehenen Druckfedern 25 können nun in die Aufnahmeöffnungen 43 an der von der Austrittsöffnung 19 abgewandten Oberseite des Dichtkörpers 20 eingesetzt werden. Daraufhin wird der Schieberahmen 2 so in das geöffnete Verschlussgehäuse 1 eingesetzt, dass er, wie zuvor beschrieben, in Verschieberichtung V verschieblich gelagert ist. Dabei werden die oberen Enden der Druckfedern 25 in entsprechend ausgebildete Aufnahmeöffnungen 43 an der Unterseite des Schieberrahmens 2 eingeführt. Das Verschlussgehäuse 1 wird nun geschlossen. Durch dieses Montageverfahren kann ein Dichtkörper 20 einfach innenliegend montiert werden, um die Austrittsöffnung 19 gegen Austritt des Schutzgas abzudichten. Zum Schließen des Schieberverschlusses 100 bzw. des Verschlussgehäuses 1 wird das Schiebergehäuse 11 an die Montageplatte 10 geschwenkt, bzw. umgekehrt, und dann, z.B. von einem Hydraulikzylinder, angepresst. Hierdurch werden die Federelemente 14a, 14b sowie die Druckfedern 25 auf ihr Arbeitsmaß vorgespannt, d.h. komprimiert. Der Schieberverschluss 100 wird über den Verriegelungsmechanismus 4 verriegelt und ist nun im Betriebszustand.
- Bei der Montage des Schieberverschlusses 100 werden die bevorzugt am Schieberrahmen 2 befestigten Verbindungselemente 44 in korrespondierende Ausnehmungen 45 im Dichtkörper 20 eingeführt.
- Eine vereinfachte Montage ist gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens durch Vormontage der Anpressfederanordnungen 32 möglich, wobei eine Federhalterung 33 die Druckfeder 25 unverlierbar hält. Bei geöffnetem Verschlussgehäuse 1 wird dann der Schieberrahmen 2 gemeinsam mit der vormontierten Anpressfederanordnung 32 eingesetzt und mit dem Dichtkörper 20 zusammengefügt. Umgekehrt kann auch der Dichtkörper 20 vormontierte Anpressfederanordnung in 32 aufweisen. Eine zusätzliche Montagehilfe ist dann nicht notwendig.
- Durch den beschriebenen Schieberverschluss 100, das beschriebene Montageverfahren und die beschriebene Verwendung des Dichtkörpers 20 zur Gasabdichtung des Verschlussgehäuses 1 des Schieberverschlusses 100 an der Innenseite 17 des Verschlussgehäuses 1 kann eine erhöhte Betriebssicherheit des Schieberverschlusses 100 erreicht werden, insbesondere im Hinblick auf möglichen (unkontrollierten) Austritt von Schutzgas. Außerdem ist der Schieberverschluss 100 einfach aufgebaut bzw. kann einfach montiert werden. Durch den innenliegenden Dichtkörper 20 weist der Schieberverschluss außerdem ein kleines Bauvolumen, insbesondere eine geringere Bauhöhe, auf.
- An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Aspekte der Erfindung für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, zur Erfindung gehören. Entsprechendes gilt für erläuterte Verfahrensschritte.
-
- 1
- Verschlussgehäuse
- 2
- Schieberrahmen
- 3
- Zylinderkonsole
- 4
- Verriegelungsmechanismus
- 5
- Kopfplatte
- 6
- Schieberplatte
- 7
- Ausgusshülse
- 10
- Montageplatte
- 11
- Schiebergehäuse
- 12
- Verschleißring
- 13
- Eintrittsöffnung
- 14a, 14b
- Federelement
- 15
- Gaszuführung
- 16
- Innenfläche
- 17
- Innenseite
- 18
- Außenseite
- 19
- Austrittsöffnung
- 20
- Dichtkörper
- 21
- Schutzplatte
- 22
- Verschraubung
- 23
- Verschraubung
- 24
- Wechselring
- 25
- Druckfeder
- 26
- Anpressleiste
- 27
- Gleitleiste
- 28
- Magnet
- 29
- Schutzplattenanschlussstück
- 30
- Schiebestange
- 31
- Abstandselement
- 32
- Anpressfederanordnung
- 33
- Federhalterung
- 34
- Durchgangsbohrung
- 35
- Anpressstößel
- 36
- Verschraubung
- 37
- Stößelausnehmung
- 38
- Federanlagefläche
- 40
- Durchtrittssöffnung
- 41
- Dichtungsfläche
- 42
- Nut
- 43
- Aufnahmeöffnung
- 44
- Verbindungselement
- 45
- Ausnehmung
- 46
- Verschraubung
- 47
- Durchgangsbohrung
- 48
- Ausnehmung
- 50
- Durchflussöffnung
- 60
- Durchflussöffnung
- 70
- Durchflusskanal
- 80
- Gaszuführkanal
- 81
- Gasdurchführungskanal
- 90
- Dichtung
- 91
- Montageplattendichtung
- 92
- Schiebezylinderdichtung
- 93
- Schutzplattendichtung
- 100
- Schieberverschluss
- V
- Verschieberichtung
- A
- Ausgussrichtung
- G
- Richtung der Schwerkraft
- S
- Schwenkachse
Claims (15)
- Schieberverschluss (100) für einen metallurgischen Behälter, insbesondere eine Gießpfanne, umfassend- ein Verschlussgehäuse (1), das an dem metallurgischen Behälter befestigbar ist, wobei das Verschlussgehäuse (1) eine Eintrittsöffnung (13) und eine Austrittsöffnung (19) für eine metallische Schmelze aufweist,- einen Schieberrahmen (2), der in dem Verschlussgehäuse (1) in einer Verschieberichtung (V) verschieblich gelagert ist und eine Schieberplatte (6) aufnimmt, die eine Durchflussöffnung (60) für die metallische Schmelze aufweist,- eine Ausgusshülse (7) zum Ableiten der metallischen Schmelze durch die Austrittsöffnung (19) und- einen Dichtkörper (20) zur Gasabdichtung der Austrittsöffnung (19), wobei der Dichtkörper (20) eine Durchtrittsöffnung (40) für die Ausgusshülse (7) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) auf einer Innenseite (17) des Verschlussgehäuses (1) angeordnet ist und sich über mindestens eine Druckfeder (25) am Schieberrahmen (2) abstützt.
- Schieberverschluss (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Dichtkörper (20), insbesondere ein Randbereich des Dichtkörpers (20), gegen eine Innenfläche (16) des Verschlussgehäuses (1) abstützt. - Schieberverschluss (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) relativ zur Austrittsöffnung (19) verschieblich angeordnet ist, wobei der Dichtkörper (20) vorzugsweise eine Dichtplatte umfasst. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenfläche (16) des Verschlussgehäuses (1) eine Gleitfläche für den Dichtkörper (20) ausbildet, wobei Bereiche der Gleitfläche insbesondere eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweisen als Bereiche außerhalb der Gleitfläche. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) an einer Dichtungsfläche (41), die einer Innenfläche (16) des Verschlussgehäuses (1), zugewandt ist, eine um die Durchtrittsöffnung (40) herumlaufende Dichtung (90), vorzugsweise Flachdichtung, aufweist. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) in einer Ausgussrichtung (A) senkrecht zur Verschieberichtung (V) verschieblich mit dem Schieberrahmen (2) verbunden ist. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schieberrahmen (2) aufgenommener Wechselring (24) zum Halten der Ausgusshülse (7) sich durch die Durchtrittsöffnung (40) des Dichtkörpers (20) hindurch erstreckt, wobei vorzugsweise eine Innenumfangsfläche der Durchtrittsöffnung (40) des Dichtkörpers (20) an einer Außenumfangsfläche des Wechselrings (24) anliegt. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schieberrahmen (2) aufgenommener Wechselring (24) zum Halten der Ausgusshülse (7) mindestens einen radialen Gasdurchführungskanal (81) aufweist, der vorzugsweise in einen zwischen dem Dichtkörper (20) und dem Schieberrahmen (2) ausgebildeten Gasführungsspalt mündet. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) an einer dem Schieberrahmen (2) zugewandten Seite und/oder der Schieberrahmen (2) an einer dem Dichtkörper (20) zugewandten Seite eine Aufnahmeöffnung (43) für eine Druckfeder (25) aufweist. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Dichtkörper (20) über eine, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung (32) am Schieberrahmen (2) abstützt, wobei die, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung (32) vorzugsweise eine Federhalterung (33) zur unverlierbaren Halterung mindestens einer Druckfeder (25) umfasst. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere vormontierbare, Anpressfederanordnung (32) einen Anpressstößel (35) aufweist, der federnd, vorzugsweise über eine Druckfeder (25), am Schieberrahmen (2) oder am Dichtkörper (20) befestigt ist, wobei sich die Druckfeder (25) vorzugsweise mit einem Federende gegen den Schieberrahmen (2) oder den Dichtkörper (20) und mit einem anderen Federende gegen eine Federanlagefläche (38) des Anpressstößels (35) abstützt. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberrahmen (2) und der Dichtkörper (20) über mindestens ein Verbindungselement (44), vorzugsweise über mindestens einen Mitnahmezapfen, insbesondere in der Verschieberichtung (V) und/oder in einer Verdrehrichtung um die Ausgussrichtung (A), formschlüssig miteinander verbunden sind. - Schieberverschluss (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (20) an einer dem Schieberrahmen (2) zugewandten Seite eine Ausnehmung (45) für einen Eingriff mit einem Verbindungselement (44) aufweist, das vorzugsweise am Schieberrahmen (2) befestigt ist. - Verfahren zur Montage eines Schieberverschlusses (100) für einen metallurgischen Behälter, insbesondere eines Schieberverschlusses (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines geöffneten Verschlussgehäuses (1), das an einer zur Befestigung an dem metallurgischen Behälter vorgesehenen Seite öffenbar und schließbar ist und eine Eintrittsöffnung (13) für eine metallische Schmelze aufweist,
wobei das Verschlussgehäuse (1) an einer vom metallurgischen Behälter abgewandten Seite eine Austrittsöffnung (19) für eine metallische Schmelze aufweist;- Einsetzen eines Dichtkörpers (20) in das geöffnete Verschlussgehäuse (1) zur Gasabdichtung der Austrittsöffnung (19),
wobei der Dichtkörper (20) eine Durchtrittsöffnung für eine Ausgusshülse (7) zum Ableiten der metallischen Schmelze durch die Austrittsöffnung (19) aufweist;- Einsetzen eines verschieblich gelagerten Schieberrahmens (2) in das geöffnete Verschlussgehäuse (1);- Anordnen von mindestens einer Druckfeder (25) an einer von der Austrittsöffnung (19) abgewandten Seite des Dichtkörpers (20) nach dem Einsetzen des Dichtkörpers (20) und vor dem Einsetzen des verschieblich gelagerten Schieberrahmens (2);- Schließen des Verschlussgehäuses (1). - Verfahren nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch Vormontage einer Anpressfederanordnung am Schieberrahmen (2) oder am Dichtkörper (20), wobei die Anpressfederanordnung vorzugsweise eine Federhalterung (33) zur unverlierbaren Halterung mindestens einer Druckfeder (25) umfasst.
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Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED |
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Effective date: 20240605 |
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U07 | Unitary effect registered |
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