WO2023111202A1 - Schiebeverschluss für ein metallurgisches gefäss sowie ein wechselausguss - Google Patents

Schiebeverschluss für ein metallurgisches gefäss sowie ein wechselausguss Download PDF

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WO2023111202A1
WO2023111202A1 PCT/EP2022/086196 EP2022086196W WO2023111202A1 WO 2023111202 A1 WO2023111202 A1 WO 2023111202A1 EP 2022086196 W EP2022086196 W EP 2022086196W WO 2023111202 A1 WO2023111202 A1 WO 2023111202A1
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WO
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spout
interchangeable
interchangeable spout
stop
face
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/086196
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English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Baumgartner
Beat HEINRICH
Original Assignee
Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/24—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rectilinearly movable plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/26—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rotatively movable plate

Definitions

  • the invention relates to a slide closure for a metallurgical vessel, which is equipped with a slide unit or a mechanical part, a refractory closure plate that can be inserted therein, a refractory interchangeable spout that can be connected tightly to the closure plate or to a refractory sleeve, with an upper end face and with an outlet opening and a fastening means, through which the interchangeable spout can be pressed against a stop in the slide unit or in the mechanical part, according to the preamble of claim 1.
  • a device for a sliding closure of the aforementioned type is disclosed in the publication DE 34 23 191 C1, in which the refractory interchangeable spout is held in a fastening sleeve which is guided in the connection base of the slide frame and, when the interchangeable spout is attached to the slide plate, against an end face in the terminal base arranged metallic stop is pressed.
  • a disadvantage of this design of the stop is that the exchangeable spout is inadequately fixed in the lateral direction in the upper area and is therefore not held in a stable manner in the event of possible lateral forces. A secure centering of the interchangeable spout relative to the slide frame is therefore not guaranteed.
  • it is also disadvantageous that the tolerances of the refractory interchangeable spout can only be partially eliminated in the device with the stop used in this device.
  • the invention is based on the object of avoiding these disadvantages and creating a slide closure of the type mentioned at the outset that enables secure axial and lateral fixation of the same with simple means and also compensates for the refractory tolerances, in particular of the interchangeable spout. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 .
  • the stop in the slide unit or in the mechanical part and the interchangeable spout each have a stop surface that tapers conically towards the closure plate or the sleeve, which in the installed state is sealed with a refractory sealing material, preferably a layer of mortar between the interchangeable spout and the slide plate or Sleeve and between the interchangeable spout and the slide unit or the mechanical part are correspondingly pressed together, on the one hand an axial as well as a laterally or radially acting fixation of the interchangeable spout in the slide unit is realized, in which a kind of wedging occurs.
  • the fastening means thus presses the interchangeable spout against a stop in the slide unit or in the mechanical part.
  • the stop in the slide unit or in the mechanical has a stop surface that tapers conically towards the slide plate or the sleeve.
  • the interchangeable spout also has a stop surface that tapers conically towards the slide plate or the sleeve.
  • the conically tapering stop surfaces of the stop and of the interchangeable spout are expediently dimensioned at an angle, preferably between 5° and 45°, in relation to the axial direction of the outlet opening. Optimally, these angles are between 10° and 20°.
  • the angles for the interchangeable spout and for the mechanical stop can each be designed identically. In order to ensure the function, the angles of the conically tapered stop surfaces can be between 5° and 45°, with a smaller angle achieving better lateral fixation, while the axial fixation of the interchangeable spout is improved with an increasing angle.
  • the invention preferably provides that in the assembled state the joint thickness of the refractory sealing material between the conically tapered stop faces and/or the slide plate and the interchangeable spout on its upper face is preferably less than 0.5 mm. This makes it possible to connect the mortar joint on the face side with that between the stop surfaces.
  • the conically tapering stop surface of the stop extends from a top end of the slide unit and the conically tapering stop surface of the interchangeable spout from its top end, so that there is an advantageous sealing connection between this top end and the stop surfaces.
  • the conically tapering abutment surfaces are designed in such a way that, in the installed state, a joint is formed between them through the refractory sealing material, the joint thickness of which joint is preferably less than 0.5 mm.
  • the slide plate or the sleeve and the interchangeable spout are designed in such a way that, in the assembled state, a joint is formed between the slide plate or the sleeve and the end face of the interchangeable spout due to the refractory sealing material, the joint thickness of which is also preferably less than 0.5 mm.
  • the interchangeable spout is preferably provided with an external support shoulder below the stop surface, which rests on a corresponding clamping surface of the fastening means. In this way, the interchangeable spout is optimally braced with the stop surface.
  • An assembly device that can be placed on the interchangeable spout is advantageously provided, which is designed to apply the sealing material in a defined shape to the upper end face and the lateral stop surface of the interchangeable spout while the interchangeable spout is in the unmounted, detached state.
  • the interchangeable spout with the sealing material is then pushed into the slide unit of the slide closure and is pressed against the stop surface of the slide unit and braced by this fastening means. This achieves a defined connection between the interchangeable spout, the sealing material, the stop surface and the slide plate, see above that a very secure seal is created, by means of which the risk of breakthrough can be reduced in a simple manner.
  • the refractory interchangeable spout according to the invention is designed with a conically widening stop surface adjoining its upper end face, which is used for its wedging fixation in the sliding closure.
  • the external support shoulder below the conically widening stop surface is designed to extend inward, preferably conically, so that a resultant clamping force is generated in the axial direction of the outlet opening against the closure plate and this secure attachment of the interchangeable spout in the sliding closure is ensured.
  • the interchangeable spout has a refractory sleeve and, on its outer shell, a casing, preferably a sheet metal casing, extending approximately from its lower end at least to above the supporting shoulder, with the casing preferably extending to the upper end of the interchangeable spout.
  • this refractory sleeve is protected against selective compressive forces when the interchangeable spout is braced and it can be cast into this casing.
  • the casing achieves an optimal sealing effect against harmful air intake through the porous refractory material, in particular when there is a negative pressure in the outlet opening when the sliding closure is throttled.
  • the interchangeable spout could be designed differently in terms of its shape. For example, a flat, curved, spherical or other end face can be provided on the upper and/or lower end face. The stop surface would then connect to the outer circumference of the end face.
  • a different shape, for example a tongue and groove system, can also be arranged on the end face.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a partially illustrated sliding closure on a metallurgical vessel
  • FIG. 2 shows an enlarged partial section of the sliding closure according to FIG. 1 with a variant of a fastening means
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a jig for applying a sealant in the upper area of a refractory replacement nozzle.
  • FIG. 1 and 2 show details of a sliding closure 1 attached to a metallurgical vessel 30 for opening or closing an outlet opening 24 from the vessel 30, of which only the outer metal jacket 31 and a refractory perforated brick 32 are indicated.
  • This metallurgical vessel 30 is usually a steel casting ladle in a continuous casting plant for continuously feeding molten steel into a mold or the like. In principle, however, it could also be a vessel other than a steel ladle, such as a tundish barrel, a converter, an electric furnace or even a metallurgical vessel in the non-ferrous metal sector.
  • the slide closure 1 is provided with an upper fixed base plate 2 in a housing 36 and a slide plate 3 in a slide unit 7, the latter being guided in a longitudinally adjustable manner in the housing 36 and enabling this opening and closing of the outlet opening 24 in a known manner.
  • a refractory inlet sleeve 33 protruding into the vessel 30 and below the slide plate 3 there is an exchangeable spout 4 also made of refractory material.
  • the inlet sleeve 33 is mortared into the perforated brick 32 and positioned on the underside of the centering means 38 in the housing 36 .
  • the interchangeable spout 4 for its part can be clamped by a fastening means 8 in a receiving part 6 of the slide unit 7 .
  • a sleeve-shaped bayonet ring 5 that can be screwed into the receiving part 6 is expediently provided as a detachable closure, which can be a bayonet, a threaded closure or some other fastening means.
  • the mutual threaded bracing supports 5', 6' of this fastening means 8 can be seen in the tensioned state.
  • a connecting sleeve 35 for example a shroud, is indicated at the lower end of the interchangeable spout.
  • the stop 9 in the slide unit 7 and the interchangeable spout 4 are each formed with a stop surface 16, 17 that tapers conically towards the slide plate 3 a layer of mortar, in between corresponding and overlapping are pressed together.
  • the stop has a stop surface 16, and the interchangeable spout has a stop surface 17.
  • the stop faces 16, 17 of the stop 9 and the interchangeable spout 4 are preferably at an angle of between 5° and 45°, and particularly advantageously between 10° and 20°, in relation to the axial direction of the outlet opening 24.
  • the two angles can be identical or different. In the exemplary embodiment shown, both angles are 15° each. These angles can be varied according to the dimensions of the interchangeable spout. Smaller angles are more advantageous for more compact interchangeable nozzles.
  • These conically tapered stop surfaces 16, 17 each have the shape of a truncated cone and advantageously start at the upper end of the receiving part 6 or from the upper end face 15 of the interchangeable spout 4 and extend over a height of preferably 10 to 50 millimeters. In principle, these stop surfaces 16, 17 could be offset somewhat downwards and a ring surface or the like would be provided at the top.
  • the interchangeable spout 4 is advantageously provided with an external support shoulder 11 below its stop surface 17, which rests on the corresponding clamping surface of the bayonet ring 5 of the fastening means.
  • This support shoulder 11 is preferably in the form of a truncated cone or another shape, extending inwards and causes a resultant clamping force in the axial direction of the outlet opening 24 against the closure plate 3 .
  • the interchangeable spout 4 advantageously has a one-part or multi-part refractory sleeve and a casing, preferably a sheet metal jacket 14, which extends approximately from its lower end face 12 to the outer edge 13 above the supporting shoulder 11, which, if necessary, also covers the area up to the upper end face 15 of the Exchange spout 4 may include.
  • the refractory material for example concrete, can thus be poured directly into the metal jacket 14 during its production.
  • the stop 9 according to the invention in the slide unit 7 offers the considerable advantage of better lateral and axial fixing of the interchangeable spout 4 in the installed state.
  • This rigid wedging connection thus ensures that it is centered securely, even if lateral forces occur transversely to the direction of the axis.
  • a so-called open check i.e. an inspection of the slide plates 2, 3 when the slide unit 7 is swung out and thus the closure is open, with the interchangeable spout 4 remaining in the installed state, is made possible without the risk that the mortar layer 19 between the Interchangeable spout 4 and the closure plate 3 or the stop 9 would leak by breaking or tearing.
  • the sealing material is applied with a defined shape to the upper end face 15 and the lateral stop surface 17 of the interchangeable spout 4 by means of an assembly device 20 that can be placed on the interchangeable spout 4 .
  • the exchange spout is located in the unassembled, released state outside of the sliding lock 1.
  • the mounting device 20 that can be inserted into the top of the loose interchangeable spout 4 preferably has a retaining ring 21 that surrounds the stop surface 17 and has an approximately cylindrical bore 21', which has a diameter approximately the same as that of the interchangeable spout 4 below the tapering stop surface 17.
  • a centering element 23 is provided which is connected to the retaining ring 21 via radial webs 22 and can be positioned in the outlet opening 24 of the interchangeable spout 4 with almost no play before the mortar is applied.
  • the centering element could also be designed in such a way that it could, for example, be positioned on the outside of the replacement spout.
  • An opening 19* with a V-shaped cross section is thus formed between the stop surface 17 and the retaining ring 21, in which the sealing material is pressed all around.
  • the assembly device 20 is pulled out of the interchangeable spout 4 and the sealing material adheres to the outside of the stop surface 17 and forms a cylindrical outside.
  • this assembly device 20 could be configured differently.
  • this assembly device 20 instead of webs 22, only one connecting element could be provided. Care should preferably be taken to ensure that the opening 19' and the upper end face 15 are easily accessible for grouting
  • the still deformable mortar of the stop 9 is then space between the interchangeable spout 4 and the receiving part 6 and formed there into a largely uniformly thick mortar joint between the stop surface 16, 17 of the stop 9 and the interchangeable spout 4, which preferably has a thickness of 3 to 5 mm to one of less than 0 .5 mm is reduced.
  • the interchangeable spout 4 could be clamped in a mechanical part instead of in the adjustable slide unit 7, which cannot be moved and could be designed, for example, as a cover unit for a three-plate sliding closure with a lower fixed closure plate. It could also be pressed against a refractory sleeve or the like, which would be arranged, for example, underneath the closure plate as a unit with it or independently of it. Furthermore, the interchangeable spout could be equipped in two parts with a lower and an upper sleeve.
  • a prefabricated ring-shaped sealing foil could also be placed on the interchangeable spout 4 before assembly, which would then also dry out in the assembled state when the melt is poured out and the resulting heating and would stick to the refractory sleeve and the closure plate.
  • the interchangeable spout could be designed differently in terms of its shape.
  • a curved, spherical or other shape could be provided on the outer circumference at the The widening stop surface.
  • a different shape could also be provided on the end face 15, for example a tongue/groove connection known per se with corresponding annular shoulders and grooves between the interchangeable spout and the closure plate or at the bottom between it and the subsequent sleeve.

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Abstract

Ein Schiebeverschluss (1) für ein metallurgisches Gefäss ist mit einer Schiebereinheit (7), einer darin einsetzbaren feuerfesten Verschlussplatte (3), einem dicht an die Verschlussplatte (3) anschliessbaren feuerfesten Wechselausguss (4) mit einer oberen Stirnseite (15) sowie einer Auslassöffnung (24) und einem Befestigungsmittel (8) versehen. Durch dieses Befestigungsmittel (8) ist der Wechselausguss (4) gegen einen Anschlag (9) in der Schiebereinheit (7) andrückbar. Dieser Anschlag (9) in der Schiebereinheit (7) und der Wechselausguss (4) sind mit je einer gegen die Schieberplatte (3) hin konisch verjüngenden Anschlagfläche (16, 17) derart ausgebildet, dass sie im montierten Zustand mit einem feuerfesten Dichtmaterial zwischen dem Wechselausguss (4) und der Schieberplatte (7) korrespondierend aneinandergedrückt sind. Damit wird zwischen diesen eine verbesserte axiale und laterale Fixierung erzielt und es ergibt sich dadurch eine Verringerung der Durchbruchsgefahr.

Description

Schiebeverschluss für ein metallurgisches Gefäss sowie ein Wechselausguss
Die Erfindung betrifft einen Schiebeverschluss für ein metallurgisches Gefäss, der mit einer Schiebereinheit oder einem mechanischen Teil, einer darin einsetzbaren feuerfesten Verschlussplatte, einem dicht an die Verschlussplatte oder an eine feuerfeste Hülse anschliessbaren feuerfesten Wechselausguss mit einer oberen Stirnseite sowie mit einer Auslassöffnung und einem Befestigungsmittel, durch welches der Wechselausguss gegen einen Anschlag in der Schiebereinheit oder im mechanischen Teil andrückbar ist, dies nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Einrichtung für einen Schiebeverschluss der eingangs genannten Gattung ist in der Druckschrift DE 34 23 191 C1 offenbart, bei welcher der feuerfeste Wechselausguss in einer Befestigungshülse gehalten, die in der Anschlussbasis des Schieberrahmens geführt ist und beim Befestigen des Wechselausgusses an die Schieberplatte gegen einen stirnseitig in der Anschlussbasis angeordneten metallischen Anschlag angedrückt wird. Es ist bei dieser Ausführung des Anschlages von Nachteil, dass der Wechselausguss im oberen Bereich in seitlicher Richtung mangelhaft fixiert und somit bei möglichen Lateralkräften zu wenig stabil gehalten ist. Eine sichere Zentrierung des Wechselausgusses gegenüber dem Schieberrahmen ist demnach nicht gewährleistet. Zudem ist auch nachteilig, dass bei der Einrichtung mit dem in dieser verwendeten Anschlag die Toleranzen des feuerfesten Wechselausgusses nur partiell eliminierbar sind.
Es ist auch bekannt, dass feuerfeste Wechselausgüsse üblicherweise mit Mörtel an ihrer oberen Stirnseiten direkt an die Verschlussplatte angedrückt werden. Damit sind diese möglichen auf den Wechselausguss wirkenden Lateralkräfte ebenfalls nicht ausreichend gesichert, nebst dem, dass auf die Verschlussplatte und Mörtelfuge unbestimmte Scherkräfte wirken, die nachteilig sein können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Schiebeverschluss der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der mit einfachen Mitteln eine sichere axiale und laterale Fixierung desselben ermöglicht und ausserdem die Feuerfesttoleranzen insbesondere des Wechselausgusses ausgleicht. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
Mit dieser erfindungsgemässen Lösung, den Anschlag in der Schiebereinheit oder im mechanischen Teil und den Wechselausguss mit je einer gegen die Verschlussplatte oder die Hülse hin konisch verjüngenden Anschlagfläche auszubilden, die im montierten Zustand mit einem feuerfesten Dichtmaterial vorzugsweise einer Mörtelschicht zwischen dem Wechselausguss und der Schieberplatte oder Hülse und zwischen dem Wechselausguss und der Schiebereinheit oder dem mechanischen Teil korrespondierend aneinandergedrückt sind, wird zum einen sowohl eine axiale als auch eine lateral bzw. radial wirkende Fixierung des Wechselausgusses in der Schiebereinheit verwirklicht, bei der eine Art Verkeilung entsteht. Dies verringert die Durchbruchsgefahr zwischen der Verschlussplatte und dem Wechselausguss und zudem kann ein sogenannter Open-Check des Schiebeverschlusses durchgeführt werden, bei dem zumindest eine Kontrolle des Zustandes der Schieberplatten bei geöffnetem Schiebeverschluss mit ausgeschwenkter Schiebereinheit erfolgt, ohne dass der Wechselausguss demontiert werden muss.
Das Befestigungsmittel drückt also den Wechselausguss gegen einen Anschlag in der Schiebereinheit oder im mechanischen Teil an. Der Anschlag in der Schiebereinheit oder im mechanischen weist eine gegen die Schieberplatte oder die Hülse hin konisch verjüngende Anschlagfläche auf. Der Wechselausguss weist ebenso eine gegen die Schieberplatte oder die Hülse hin konisch verjüngende Anschlagfläche auf. Diese Anschlagflächen sind dabei derart ausgebildet, dass sie im montierten Zu- stand mit einem feuerfesten Dichtmaterial, vorzugsweise einer Mörtelschicht, dazwischen korrespondierend aneinandergedrückt sind.
Mit dieser zusätzlichen Axialfixierung des Wechselausgusses im verbindenden Bereich mit der Platte resultiert eine bessere Zentrierung desselben. Durch diese korrespondiere Anordnung des Wechselausgusses mit dem Anschlag wird zudem der Einfluss der Feuerfesttoleranzen kompensiert, so dass der Schiebeverschluss gegebenenfalls auch ohne ein stirnseitiges Dichtmaterial, zum Beispiel eine Mörtelfuge, zwischen der Schieberplatte und dem Wechselausguss, sondern nur durch das Dichtmaterial zwischen den seitlichen Anschlagflächen arbeiten kann.
Zweckmässigerweise sind die konisch verjüngenden Anschlagflächen des Anschlags und des Wechselausgusses in Bezug auf die Achsrichtung der Auslassöffnung mit je einem Winkel, vorzugsweise zwischen 5° und 45°, bemessen. Optimalerweise betragen diese Winkel jeweils zwischen 10° und 20°. Die Winkel beim Wechselausguss und beim mechanischen Anschlag können jeweils identisch ausgebildet sein. Um die Funktion zu gewährleisten, können die Winkel der konisch verjüngten Anschlagsflächen zwischen 5° und 45° liegen, wobei bei einem kleinen Winkel eine bessere laterale Fixierung erreicht wird, während mit zunehmenden Winkel die axiale Fixierung des Wechselausgusses verbessert wird.
Die Erfindung sieht vorzugsweise vor, dass im montierten Zustand die Fugendicke des feuerfesten Dichtmaterials zwischen den konisch verjüngten Anschlagflächen und/oder der Schieberplatte und dem Wechselausguss auf seiner oberen Stirnseite vorzugsweise weniger als 0,5 mm beträgt. Dadurch ist es möglich, die stirnseitige Mörtelfuge mit derjenigen zwischen den Anschlagflächen zu verbinden.
Vorzugsweise gehen die konisch verjüngende Anschlagfläche des Anschlags von einem oben befindlichen Ende der Schiebereinheit und die konisch verjüngende Anschlagfläche des Wechselausgusses von seiner oben befindlichen Stirnseite aus, so dass eine vorteilhafte Dichtverbindung zwischen dieser oberen Stirnseite und den Anschlagflächen besteht.
Vorteilhafterweise sind die konisch verjüngenden Anschlagflächen derart ausgestaltet, dass sich im montierten Zustand zwischen ihnen durch das feuerfeste Dichtmaterial eine Fuge ausbildet, deren Fugendicke vorzugsweise weniger als 0,5 mm beträgt. Damit kann mit wenig Dichtmaterial, wie Mörtel, eine optimale Dichtung in dieser Verbindungszone gebildet werden. Daher ist auch im Kontext dazu vorgesehen, dass die Schieberplatte oder die Hülse und der Wechselausguss derart ausgestaltet sind, dass sich im montierten Zustand zwischen der Schieberplatte oder der Hülse und der Stirnseite des Wechselausgusses durch das feuerfeste Dichtmaterial eine Fuge ausbildet, deren Fugendicke ebenfalls vorzugsweise weniger als 0,5 mm beträgt.
Aufgrund der Toleranzen kann es vorkommen, dass zwischen der Stirnseite des Wechselausgusses und der Verschlussplatte oder der Hülse im montierten Zustand keine Schicht des Dichtmaterials vorhanden ist, weil der Mörtel beim Andrücken des Wechselausgusses an die Platte oder an die Hülse in Abhängigkeit der Toleranzen nach aussen und in die Auslassöffnung weggedrückt werden kann. Mit der Wahl einer möglichst geringen Fuge, idealerweise eine Fuge ohne Dichtmaterial darin, wird die Durchbruchgefahr zwischen Wechselausguss und Schieberplatte oder der Anschlagfläche im mechanischen Teil im kritischen Umlenkbereich der Strömung erheblich reduziert. Sollte trotzdem eine Erosion des Dichtmateriales auftreten, wird wegen der sehr geringen Spaltdicke zwischen Wechselausguss und Schieberplatte und der daraus resultierenden geringen Menge der durchfliessenden Metallschmelze eine schnelles Einfrieren derselben und somit eine erneute Dichtwirkung bewirkt, wodurch ein weiterer Ausfluss von metallischer Schmelze durch diesen Spalt verhindert wird.
Vorzugsweise ist der Wechselausguss unterhalb der Anschlagfläche mit einer aussenseitigen Stützschulter versehen, die an einer korrespondierenden Spannfläche des Befestigungsmittels aufliegt. Damit wird der Wechselausguss mit der Anschlagfläche optimal verspannt.
Vorteilhaft ist eine auf den Wechselausguss aufsetzbaren Montagevorrichtung vorgesehen, welche ausgestaltet ist, das Dichtmaterial mit einer definierten Form auf die obere Stirnseite und die seitliche Anschlagfläche des Wechselausgusses aufzutragen, während sich der Wechselausguss im unmontierten gelösten Zustand befindet. Anschliessend wird der Wechselausguss mit dem Dichtmaterial in die Schiebereinheit des Schiebeverschlusses eingeschoben und durch dieses Befestigungsmittel an die Anschlagfläche der Schiebereinheit angedrückt und verspannt. Damit wird eine definierte Verbindung zwischen dem Wechselausguss, dem Dichtmaterial, der Anschlagfläche und der Schieberplatte erzielt, so dass eine sehr sichere Dichtung entsteht, mittels der die Durchbruchsgefahr auf einfache Weise reduziert werden kann.
Der erfindungsgemässe feuerfeste Wechselausguss ist mit einer von seiner oberen Stirnseite anschliessenden konisch erweiternden Anschlagfläche ausgebildet, welche für seine verkeilende Fixierung im Schiebeverschluss dient.
Vorzugsweise ist die aussenseitige Stützschulter unterhalb der konisch erweiternden Anschlagfläche, vorzugsweise kegelförmig, nach innen er- steckend ausgebildet, so dass eine resultierende Spannkraft in axialer Richtung der Auslassöffnung gegen die Verschlussplatte hin entsteht und damit diese sichere Befestigung des Wechselausgusses im Schiebeverschluss gewährleistet ist.
Es ist vorteilhaft, wenn der Wechselausguss eine feuerfeste Hülse und an ihrem Aussenmantel eine sich annähernd von seiner unteren Stirnseite zumindest bis oberhalb der Stützschulter erstreckenden Umhüllung, vorzugsweise einen Blechmantel, aufweist, wobei sich die Umhüllung vorzugsweise bis zur oberen Stirnseite des Wechselausgusses erstreckt.
Mit dieser Umhüllung ist diese feuerfeste Hülse beim Verspannen des Wechselausgusses gegen punktuelle Druckkräfte geschützt und sie kann in diese Umhüllung eingegossen werden. Zudem wird mit der Umhüllung eine optimale Dichtwirkung gegen schädliches Luftansaugen durch das poröse Feuerfestmaterial erzielt, insbesondere wenn bei gedrosseltem Schiebeverschluss in der Auslassöffnung Unterdrück herrscht. Der Wechselausguss könnte in seiner Form unterschiedlich ausgestaltet sein. Es kann beispielsweise an der oberen und/oder unteren Stirnseite jeweils eine flache, gewölbte, kugel- oder andersförmige Stirnfläche vorgesehen sein. Am Aussenumfang der Stirnseite würde dann die Anschlagfläche anschliessen. Es kann an der Stirnseite auch eine andere Formgebung, z.B. ein Feder-Nut-System, angeordnet sein.
Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen teilweise dargestellten Schiebeverschluss an einem metallurgischen Gefäss;
Fig. 2 einen vergrösserten Teilschnitt des Schiebeverschlusses nach Fig. 1 mit einer Variante eines Befestigungsmittels; und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Lehre zum Anbringen von einem Dichtmittel im oberen Bereich eines feuerfesten Wechselausgusses.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ausschnittweise einen an einem metallurgischen Gefäss 30 befestigten Schiebeverschluss 1 zum Öffnen bzw. Schliessen einer Auslassöffnung 24 aus dem Gefäss 30, von welchem nur der äussere Metallmantel 31 und ein feuerfester Lochstein 32 angedeutet sind. Bei diesem metallurgischen Gefäss 30 handelt es sich üblicherweise um eine Stahlgiesspfanne bei einer Stranggiessanlage für ein kontinuierliches Zuführen von Stahlschmelze in eine Kokille oder dergleichen. Im Prinzip könnte es sich aber auch um einen anderes Gefäss als um eine Stahlgiesspfanne handeln, wie zum Beispiel um ein Verteilerge- fass, einen Konverter, einen Elektroofen oder auch um ein metallurgisches Gefäss im Nichteisenmetallbereich.
Der Schiebeverschluss 1 ist mit einer oberen fixen Bodenplatte 2 in einem Gehäuse 36 und einer Schieberplatte 3 in einer Schiebereinheit 7 versehen, wobei letztere längsverstellbar im Gehäuse 36 geführt und dieses Öffnen bzw. Schliessen der Auslassöffnung 24 auf bekannte Weise ermöglichen. Oberhalb der als feuerfeste Verschlussplatten ausgebildeten Bodenplatte 2 ist eine in das Gefäss 30 ragende feuerfeste Einlaufhülse 33 und unterhalb der Schieberplatte 3 ist ein ebenfalls aus feuerfestem Material hergestellter Wechselausguss 4 angeschlossen. Die Einlaufhülse 33 ist im Lochstein 32 eingemörtelt und unterseitig von Zentriermitteln 38 im Gehäuse 36 positioniert.
Der Wechselausguss 4 seinerseits ist von einem Befestigungsmittel 8 in einem Aufnahmeteil 6 der Schiebereinheit 7 einspannbar. Zweckmässigerweise ist ein beim Aufnahmeteil 6 einschraubbarer hülsenförmiger Bajonettring 5 als lösbarer Verschluss vorgesehen, bei dem es sich um so einen Bajonett-, einen Gewindeverschluss oder um einen anderes Befestigungsmittel handeln kann. Von diesem Befestigungsmittel 8 sind die gegenseitigen gewindeförmigen Verspannauflagen 5‘, 6‘ im gespannten Zustand ersichtlich. Am unteren Ende beim Wechselausguss ist eine anschliessende Hülse 35, zum Beispiel ein Schattenrohr angedeutet.
Erfindungsgemäss sind der Anschlag 9 in der Schiebereinheit 7 und der Wechselausguss 4 mit je einer gegen die Schieberplatte 3 hin konisch verjüngenden Anschlagfläche 16, 17 ausgebildet, die im dargestellten montierten Zustand mit einem feuerfesten Dichtmaterial, vorzugsweise einer Mörtelschicht, dazwischen korrespondierend und sich dabei überdeckend aneinandergedrückt sind. Der Anschlag weist eine Anschlagfläche 16 auf, und der Wechselausguss eine Anschlagfläche 17.
Die Anschlagflächen 16, 17 des Anschlags 9 und des Wechselausgusses 4 sind in Bezug auf die Achsrichtung der Auslassöffnung 24 vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 5° und 45°, und besonders vorteilhaft zwischen 10° und 20°, bemessen. Die beiden Winkel können identisch oder auch unterschiedlich sein. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel betragen beide Winkel je 15°. Diese Winkel sind nach den Abmessungsverhältnissen des Wechselausgusses variierbar. Kleinere Winkel sind für kompaktere Wechselausgüsse vorteilhafter.
Diese konisch verjüngten Anschlagflächen 16, 17 weisen jeweils die Form eines Kegelstumpfes auf und gehen vorteilhaft vom oberen Ende des Aufnahmeteils 6 bzw. von der oberen Stirnseite 15 des Wechselausgusses 4 aus und erstrecken sich über eine Höhe von vorzugsweise 10 bis 50 Millimetern. Im Prinzip könnten diese Anschlagflächen 16, 17 etwas nach unten versetzt angeordnet sein und oben wäre je eine Ringfläche oder ähnliches vorgesehen.
Der Wechselausguss 4 ist vorteilhafterweise unterhalb seiner Anschlagfläche 17 mit einer aussenseitigen Stützschulter 11 versehen, die an der korrespondierenden Spannfläche des Bajonettrings 5 des Befestigungsmittels aufliegt. Diese Stützschulter 11 ist vorzugsweise kegelstumpf- oder andersförmig nach innen ersteckend ausgebildet und bewirkt eine resultierende Spannkraft in axialer Richtung der Auslassöffnung 24 gegen die Verschlussplatte 3 hin. Vorteilhaft weist der Wechselausguss 4 eine ein- oder mehrteilige feuerfeste Hülse und eine sich annähernd von seiner unteren Stirnseite 12 bis zur Aussenkante 13 oberhalb der Stützschulter 11 erstreckenden Umhüllung, vorzugsweise einen Blechmantel 14, auf, die gegebenenfalls auch den Bereich bis zur oberen Stirnseite 15 des Wechselausgusses 4 umfassen kann. Somit kann bei seiner Herstellung das Feuerfestmaterial, zum Beispiel Beton, direkt in den Blechmantel 14 eingegossen werden.
Wie oben erwähnt bietet der erfindungsgemässe Anschlag 9 in der Schiebereinheit 7 den erheblichen Vorteil einer besseren lateralen und axialen Fixierung des Wechselausgusses 4 im montierten Zustand. Somit ist durch diese starre verkeilende Verbindung eine sichere Zentrierung desselben gegeben, auch wenn Lateralkräfte quer zur Achsrichtung auftreten. Zudem wird ein sogenannter Open-Check, d.h. eine Kontrolle der Schieberplatten 2, 3 bei ausgeschwenkter Schiebereinheit 7 und damit dem geöffneten Verschluss, bei dem der Wechselausguss 4 im montierten Zustand verbleibt, ermöglicht, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Mörtelschicht 19 zwischen dem Wechselausguss 4 und der Verschlussplatte 3 bzw. dem Anschlag 9 durch Brechen oder Reissen undicht würde.
Gemäss Fig. 3 wird das Dichtmaterial mittels einer auf den Wechselausguss 4 aufsetzbaren Montagevorrichtung 20 mit einer definierten Form auf die obere Stirnseite 15 und die seitliche Anschlagfläche 17 des Wechselausgusses 4 aufgetragen. Der Wechselausguss befindet sich dabei im unmontierten gelösten Zustand ausserhalb des Schiebeverschlusses 1.
Die oben in den losen Wechselausguss 4 einsteckbare Montagevorrichtung 20 weist vorzugsweise einen die Anschlagfläche 17 umgebenden Haltering 21 mit einer annähernd zylindrischen Bohrung 21 ‘ auf, die annähernd mit einem Durchmesser wie der Wechselausguss 4 unterhalb der sich verjüngenden Anschlagfläche 17 dimensioniert ist. Es ist ein mit dem Haltering 21 über radiale Stege 22 verbundenes Zentrierelement 23 vorgesehen, welches annähernd spielfrei vor dem Aufträgen des Mörtels in der Auslassöffnung 24 des Wechselausgusses 4 positionierbar ist. Das Zentrierelement könnte auch so ausgebildet sein, dass es zum Beispiel aussen beim Wechselausguss positionierbar wäre. Damit ist eine im Querschnitt V-förmige Öffnung 19* zwischen der Anschlagfläche 17 und dem Haltering 21 gebildet, in der das Dichtmaterial rundherum eingedrückt wird. Vor dem Montieren wird die Montagevorrichtung 20 aus dem Wechselausguss 4 herausgezogen und das Dichtmaterial haftet aussen bei der Anschlagfläche 17 und bildet eine zylindrische Aussenseite.
Selbstverständlich könnte diese Montagevorrichtung 20 anders ausgestaltet sein. So könnten beispielsweise anstelle von Stegen 22 zum Beispiel nur ein Verbindungselement vorgesehen sein. Es sollte vorzugsweise darauf geachtet werden, dass die Öffnung 19‘ und die obere Stirnseite 15 für das Mörteln gut zugänglich sind
Beim Anschliessen des Wechselausgusses 4 an die Schieberplatte 3 wird dann der noch verformbare Mörtel des Anschlags 9 in den Zwi- schenraum zwischen dem Wechselausguss 4 und dem Aufnahmeteil 6 eingedrückt und dort zu einer weitgehend gleichmässig starken Mörtelfuge zwischen der Anschlagfläche 16, 17 des Anschlags 9 und des Wechselausgusses 4 umgeformt, der vorzugsweise von einer Dicke von 3 bis 5 mm auf eine solche von weniger als 0,5 mm reduziert wird.
Im Prinzip könnte der Wechselausguss 4 statt in der verstellbaren Schiebereinheit 7 in einem mechanischen Teil einspannbar sein, der nicht verschiebbar ist und zum Beispiel als eine Deckeleinheit bei einem Dreiplat- ten-Schiebeverschluss mit einer aufgenommenen unteren fixen Verschlussplatte ausgebildet sein könnte. Ebenso könnte er gegen eine feuerfeste Hülse oder ähnlichem andrückbar sein, die zum Beispiel unterhalb der Verschlussplatte mit dieser als Einheit oder unabhängig von dieser angeordnet wäre. Ferner könnte der Wechselausguss zweiteilig mit einer unteren und einer oberen Hülse ausgestattet sein.
Anstelle von dieser Mörtelschicht 19 als Dichtmaterial könnte auch eine vorgefertigte ringförmige Dichtfolie vor dem Montieren auf den Wechselausguss 4 aufgelegt werden, die dann ebenfalls im montierten Zustand beim Abgiessen der Schmelze und der entstehenden Aufwärmung austrocknen und mit der feuerfesten Hülse und der Verschlussplatte verkleben würde.
Der Wechselausguss könnte in seiner Form unterschiedlich ausgestaltet sein. Anstelle der an der oberen und/oder der unteren Stirnseite 15 angeordneten oberen und/oder der unteren ebenen Stirnfläche, wie in den Figuren dargestellt, könnte jeweils eine gewölbte, eine kugel- oder eine andersförmige Formgebung vorgesehen sein. Am Aussenumfang bei der oberen Stirnseite des Wechselausgusses würde dann die sich erweiternde Anschlagfläche anschliessen. Zudem könnte an der Stirnseite 15 auch eine andere Formgebung z.B. eine an sich bekannte Fe- der/Nutverbindung mit entsprechenden ringförmigen Absätzen und Nuten zwischen dem Wechselausguss und der Verschlussplatte bzw. unten zwischen ihm und der anschliessenden Hülse vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schiebeverschluss für ein metallurgisches Gefäss, der mit einer Schiebereinheit (7) oder einem mechanischen Teil, einer darin einsetzbaren feuerfesten Verschlussplatte (3), einem dicht an die Verschlussplatte (3) oder an eine feuerfeste Hülse anschliessbaren feuerfesten Wechselausguss (4) mit einer oberen Stirnseite (15) sowie einer Auslassöffnung (24) und einem Befestigungsmittel (8), durch welches der Wechselausguss (4) gegen einen Anschlag (9) in der Schiebereinheit (7) oder im mechanischen Teil andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (9) in der Schiebereinheit (7) oder im mechanischen Teil mit einer gegen die Schieberplatte (3) oder die Hülse hin konisch verjüngenden Anschlagfläche (17) sowie der Wechselausguss (4) mit einer gegen die Schieberplatte (3) oder die Hülse hin konisch verjüngenden Anschlagfläche (16) versehen ist, wobei der Anschlag (9) in der Schiebereinheit (7) oder im mechanischen Teil und der Wechselausguss (4) derart ausgebildet sind, dass die Anschlagfläche (16) des Wechselausgusses (4) und die Anschlagfläche (17) des Anschlags (9) in der Schiebereinheit (7) oder im mechanischen Teil im montierten Zustand mit einem feuerfesten Dichtmaterial, vorzugsweise einer Mörtelschicht, zwischen diesen Anschlagflächen (16, 17) korrespondierend aneinandergedrückt sind.
2. Schiebeverschluss nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die konisch verjüngenden Anschlagflächen (16, 17) des Anschlags (9) und des Wechselausgusses (4) in Bezug auf die Achsrichtung der Auslassöffnung (24) mit je einem Winkel, vorzugsweise zwischen 5° und 45°, bemessen sind.
3. Schiebeverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Winkel jeweils zwischen 10° und 20° betragen und vorzugsweise gleich oder annähernd gleich sind.
4. Schiebeverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konisch verjüngende Anschlagfläche (16) des Anschlags (9) von einem oben befindlichen Ende der Schiebereinheit (7) und die konisch verjüngende Anschlagfläche (17) des Wechselausgusses (4) von seiner oben befindlichen Stirnseite (15) ausgehen, welche an der Verschlussplatte (3) oder an der feuerfesten Hülse anschliessen.
5. Schiebeverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konisch verjüngenden Anschlagflächen (16, 17) derart ausgestaltet sind, dass im montierten Zustand zwischen ihnen durch das feuerfeste Dichtmaterial eine Fuge gebildet ist, deren Fugendicke vorzugsweise weniger als 1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,5 mm, beträgt. - 17 -
6. Schiebeverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (3) oder die Hülse und der Wechselausguss (4) derart ausgestaltet sind, dass im montierten Zustand zwischen der Schieberplatte (3) oder der Hülse und der Stirnseite (15) des Wechselausgusses (4) durch das feuerfeste Dichtmaterial eine Fuge gebildet ist, deren Fugendicke vorzugsweise weniger als 0,5 mm beträgt.
7 Schiebeverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stirnseite (15) des Wechselausgusses (4) und der Verschlussplatte (3) oder der feuerfesten Hülse im montierten Zustand keine Schicht des Dichtmaterials vorhanden ist.
8. Schiebeverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselausguss (4) unterhalb der Anschlagfläche (17) mit einer aussenseitigen Stützschulter (11) versehen ist, die an einer korrespondierenden Spannfläche des Befestigungsmittels (8) aufliegt.
9. Montagevorrichtung für die Montage eines Schiebeverschlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (20) auf den Wechselausguss (4) aufsetzbar und ausgestaltet ist mit einer definierten Form das Dichtmaterial auf die obere Stirnseite (15) und die seitliche Anschlagfläche (17) des Wechselausgusses (4) aufzutragen, während sich der Wechselausguss (4) im unmontierten gelösten Zustand befindet. - 18 -
10. Montagevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den unmontierten Wechselausguss (4) aufsetzbare Montagevorrichtung (20) einen die Anschlagfläche (17) umgebenden Haltering (21) mit einer zylindrischen oder annähernd zylindrischen Bohrung (21‘) und zentrisch ein mit dem Haltering über radiale Stege (22) oder dergleichen verbundenes Zentrierelement (23) aufweist, welches annähernd spielfrei in der Auslassöffnung (24) des Wechselausgusses (4) positionierbar ist.
11. Feuerfester Wechselausguss für einen Schiebeverschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, welcher mit einer oberen Stirnseite (15) und einer aussenseitigen Stützschulter (11) für die Befestigung in der Schiebereinheit (7) oder im mechanischen Teil im Schiebeverschluss (1) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselausguss (4) mit einer von seiner oberen Stirnseite (15) anschliessenden konisch erweiternden Anschlagfläche (17) ausgebildet ist, welche für seine Fixierung im Schiebeverschluss dient.
12. Wechselausguss nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die aussenseitige Stützschulter (11) unterhalb der konisch erweiternden Anschlagfläche (17) vorzugsweise kegel- oder andersförmig nach innen ersteckend ausgebildet ist, so dass eine resultierende Spannkraft in axialer Richtung der Auslassöffnung (24) gegen die Verschlussplatte (3) hin entsteht. - 19 -
13. Wechselausguss nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselausguss (4) eine feuerfeste Hülse (4‘) und an ihrem Aussenmantel eine sich annähernd von seiner unteren Stirnseite (12) zumindest bis oberhalb der Stützschulter (11) erstreckenden Umhüllung, vorzugsweise einen Blechmantel (14), aufweist, wobei sich die Umhüllung vorzugsweise bis zur oberen Stirnseite (15) des Wechselausgusses erstreckt.
14. Wechselausguss nach Anspruch 11 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselausguss an der oberen Stirnseite (15) eine obere ebene oder gewölbte, kugel- oder andersförmige Stirnfläche aufweist.
15. Wechselausguss nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselausguss an der unteren Stirnseite (12) eine untere ebene, gewölbte, kugel- oder andersförmige Stirnfläche aufweist.
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