DE3522134C2 - Feuerfeste Platte für einen Gleitschieber-Verschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer feuerfesten Platte mit einer Gleitfläche und einer Lagerfläche als Festplatte bzw. Schieberplatte für einen Gleitschieber-Verschluß, der in Stahlwerken zum Gießen von flüssigem Stahl eingesetzt wird.

Ein solcher Gleitschieber-Verschluß ist aus der US-PS 4,064,668 und aus der AT-PS 323 354 bekannt. Bei diesen bekannten Verschlüssen ist die ortsfeste Platte und die bewegbare Platte jeweils mittels eines Mörtels in einer Metallumhüllung angeord­ net. Die Metallumhüllung hat dabei den Zweck, die feuerfesten Platten während des Betriebes miteinander in Eingriff zu halten und einen Bruch zu vermeiden. Selbst wenn ein kleiner Bruch auf­ tritt, soll der von der Metallumhüllung erzeugte Druck bewirken, daß ein Austreten des flüssigen Metalls verhindert wird. Bei den bekannten Gleitschieber-Verschlüssen werden Federn verwendet, um die für die Anlage erforderlichen vertikalen Kräfte zu erzeugen. Bei diesen Verschluß-Konstruktionen ist die Festplatte und die Schieberplatte jeweils mit Mörtel mit Metallkörpern geringen Ge­ wichts verbunden, die die feuerfesten Platten mit Ausnahme der aneinander angrenzenden Flächen umschließen. Die Metallumhüllung dient zur Unterstützung der Verteilung des Federdrucks auf den Boden der feuerfesten Platten und zur seitlichen Einfassung der Platten. Bei einer Abwandlung eines solchen Verschlusses wird ein Metall oder eine Kombination aus einem Metall und einer kompres­ siblen feuerfesten Faserplatte verwendet, um den Federdruck auf den Boden des feuerfesten Elements zu verteilen. Dabei dient ein gespanntes Klemmband oder ein geschweißtes und dann geschrumpftes Band am Umfang der Platte dazu, diese seitlich zusammenzudrücken.

Bei den bekannten Verschlüssen und insbesondere bei deren feuer­ festen Platten war man ständig bestrebt, die Ebenheit der Flächen der feuerfesten Platten sicherzustellen. Oft führt dies zu teuren Formvorgängen und Schleifarbeiten. Ferner kann bei einer in einem Metallbehälter eingeschlossenen feuerfesten Platte, selbst wenn diese eine perfekte Ebenheit aufweist, diese Ebenheit beeinträch­ tigt werden, wenn die feuerfeste Platte in den Metallbehälter eingemörtelt wird. Außerdem werden dann, wenn die feuerfesten Platten von Metall umhüllt sind, oft große Abschnitte von ge­ branntem, feuerfestem Material verwendet, was beträchtlich teurer ist als ein monolithisches feuerfestes Material, das gegossen werden kann.

Bei der Herstellung von Stahl gehen in den Tonnenpreis verschiedene Elemente ein. Hierzu gehören auch die Kosten für den Betrieb der Gleitschieber-Verschlüsse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine feuerfeste Festplatte und Schieberplatte für einen Gleitschieber- Verschluß zu entwickeln, die eine hohe Zahl von Aufheizungen ver­ trägt, die hinsichtlich des feuerfesten Materials minimale Kosten erfordert, und die sich leicht auswechseln läßt.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens zwei einander gegenüberliegende Bereiche des Randes oder ein Seitenrand und ein Stirnrand der Festplatte und/oder Schieberplatte sich in Richtung Gleitfläche verjüngend ausgebildet sind, daß die sich verjüngenden Randbereiche für einen Eingriff mit einer angepaßten, abgeschrägten Fläche von Klemmelementen bestimmt sind, und daß die Abmessungen und Winkel der Festplatte und Schieberplatte im Bereich der abgeschrägten Flächen von der Gleitfläche zur Lagerfläche derart gewählt sind, daß die Klemmelemen­ te auf die Festplatte und Schieberplatte sowohl eine zu deren Mitte gerichtete Kraft als auch eine gegen das Auflager für die Festplatte und/oder Schieberplatte gerichtete Kraft ausüben.

Die Erfindung ermöglicht eine Ausbildung von Festplatte und Schieberplatte als sogenannte bandlose Elemente, d. h. Elemen­ te, die keine Einfassung in ein vorspannendes Metallband erfordern, und die leicht auswechselbar sind. In gleicher Weise ist auch die Einlaß­ hülse und die Ausgußhülse bandlos in Verbindung mit einer günsti­ gen Anordnung einer Spitze der Ausgußhülse.

Aus der DE-OS 26 03 003 ist zwar eine Festplatte mit einer konischen Seitenwand bekannt, jedoch verläuft der Konus hier in einer solchen Richtung, daß beim Öffnen des Verschlusses die stationäre Platte herausfällt. Es fehlt also das Merkmal, den Konus so auszubilden, daß die Platten durch Zusammenwirken mit äußeren Klemmelementen selbsttätig in Richtung auf ihre Lagerflä­ chen gepreßt werden.

Vorzugsweise sind die Festplatte und die Schieberplatte identisch ausgebildet und haben eine rechteckige Form oder die Form eines ebenen Sechsecks, das aus zwei gleichschenkligen Trapezen mit gemeinsamer Basis gebildet ist. Hier­ durch werden Lagerprobleme und die Herstellung betreffende wirt­ schaftliche Probleme vermindert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gießgefäß;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches F3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform des gleichen Bereichs, wobei jedoch die Platte an dem Träger unnachgiebig befestigt ist;

Fig. 5 eine Alternative von Fig. 3, jedoch mit einer Klemmschraube, die senkrecht zum Träger verläuft;

Fig. 6 eine andere Alternative, bei der die Fläche des feuerfesten Elements nicht konisch ausgebildet ist;

Fig. 7 eine asymmetrische Konstruktion der Schieber­ platte;

Fig. 8 eine andere Ansicht einer Schieberplatte und einer Festplatte mit abgerundeten Enden;

Fig. 9 eine Ausführungsform mit einer rechteckigen Platte, die zwei Öffnungen aufweist;

Fig. 10 eine andere Plattenanordnung zur Verwendung in einem drehbaren Ventil;

Fig. 11 eine vergrößerte Querschnitts-Darstellung durch die Verbindung zwischen der Ausgußhülse und der Festplatte und

Fig. 12 eine vergrößerte Querschnitts-Darstellung der Verbindung von der Ausgußhülse mit der Schieberplatte.

In Fig. 1 ist eine Gießpfanne oder ein Gießgefäß 1 dar­ gestellt, das eine Metallschale 2 mit einer feuerbeständigen Aus­ kleidung 3 aufweist. In der Mitte der feuerbeständigen Auskleidung 3, die die Metallschale 2 gegen das zu gießende geschmolzene Mate­ rial schützt, ist eine Gießöffnung 4 vorgesehen. Der untere Teil der Gießgefäßöffnung wird durch eine untere auswechselbare Hülse 5 gebildet, die in der Lagerplatte 6 durch eine Klemmvorrichtung 23 befestigt ist. Die Lagerplatte 6 ist ihrerseits mit der Metallschale 2 des Gießgefäßes verschraubt.

An der Lagerplatte 6 sind metallische Klemmblöcke 7 befestigt, die Klemmvorrichtungen 8 abstützen, welche die feuer­ feste Festplatte 9 festhalten und festklemmen, und welche ferner dazu dienen, eine Aufwärtsverschiebung des Endes der bewegbaren feuerfesten Platte 10 zu verhindern, wenn diese sich über die Grenzen der Festplatte 9 hinaus erstreckt.

Unterhalb der Lagerplatte 6 ist mittels einer Aufhängung 11 der Verschlußrahmen 12 angebracht. Der Verschlußrahmen 12 ent­ hält und trägt seinerseits einen Träger 13 für die bewegbare feuer­ feste Platte. Der Träger 13 wird durch einen Kraftmechanismus 14 aktiviert, der hier als Hydraulikantrieb dargestellt ist. Ferner ist ein Hitze- und Spritzschild 15 vorgesehen. Der Spritzschild 15 ist unterhalb der bewegbaren feuerfesten Platte 10 ebenso wie die feuerfeste Ausgußhülse 16 aufgehängt, die von einer Klemmvor­ richtung 17 festgehalten und gelagert ist, die durch ein Gewinde mit dem Träger 13 in Eingriff steht.

Gegebenenfalls befindet sich unterhalb der Ausgußhülse 16 eine feuerfeste Hülsenspitze 18. Die Hülsenspitze 18 wird von einer Klemmvorrichtung 19 festgehalten und gelagert, die durch ein Gewinde mit der Klemmvorrichtung 17 in Eingriff steht.

Es sei nun zunächst Fig. 3 betrachtet, die die Klemm­ vorrichtung 8 und eine Schraube 20 zeigt, um die feuerfeste Schieberplatte 10 mit dem nachgiebigen membranartigen Träger 13 zu verklemmen. Zugleich wird dadurch die Schieberplatte an einer thermischen Ausdehnung gehindert und das Material der Schieber­ platte konstant unter Druck gehalten.

Fig. 4 ist mit Fig. 3 vergleichbar. Die Klemmanordnung 8 übt einen Druck auf die Platte 10 aus, die auf einem entfernbaren Träger 21 von hier jedoch nicht nachgiebiger Art gelagert ist.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Darstellung einer weiteren Abwandlung mit einer Klemmvorrichtung 22, die in einer Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche wandert. Diese Klemmvorrichtung kann sowohl eine Klemmkraft als auch eine seitliche Haltekraft auf die Platte 10 ausüben. Nachteilig ist bei ihr, daß sie voll­ ständig entfernt werden muß, wenn die Platte ersetzt,wird, wäh­ rend die Klemmvorrichtung 8 in Fig. 3, die schräg zur Platten­ oberfläche wandert, ausreichend weit verschoben werden kann, um ohne vollständige Entfernung und einen Ersatz der Platte zu ermögli­ chen. Die senkrechte Klemmvorrichtung ist jedoch wirksamer, wenn sie an dem gekrümmten Rand einer Platte oder Hülse angebracht wird, wie die Klemmvorrichtung 23 in Fig. 1 und die Klemmvorrichtungen 22 bzw. 22′′ in Fig. 8 bzw. 10. Die senkrechte Klemmvorrichtung wird für die gekrümmte Konfiguration verwendet, da bei Benutzung einer schrä­ gen Klemmvorrichtung ausreichend Flexibilität vorhanden sein muß, um eine Anpassung an eine Änderung im Radius zu ermöglichen, wenn die Schraube 20 angezogen wird.

Fig. 6 zeigt eine andere Alternative mit einer schräg wandernden, eine gerade Fläche aufweisenden Klemmvorrichtung 24, die eine nicht konische feuerfeste Platte 25 mit senkrechtem Rand und einen bewegbaren Träger 21 der nicht nachgiebigen Art festlegt. Eine solche Klemmvorrichtung kann eine angemessene seitliche Halte­ kraft ausüben, jedoch nur eine sehr geringe vertikale Klemmkraft. Sie ist daher mehr für einen Träger der nicht nachgiebigen Art geeignet.

Die Festplatte 9 und die Schieberplatte 10 können identisch ausgebil­ det sein, was einer Konstruktion entspricht, bei der die stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen feuerfesten Elemente (untere Hülse 5 bzw. Ausgußhülse 16) in identischer Weise mit ihrer jeweils zugehörigen Platte in Eingriff stehen. Beispielsweise ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Verbindungsansatz 30 an der Rückseite jeder Platte angebracht, wobei die Verbindungstasche 31 der unteren Hülse 5 unter Verwendung von Mörtel in Eingriff mit der Festplatte ist. In gleicher Weise ist die Verbindungstasche 32 der Ausgußhülse 16 in Eingriff mit dem Verbindungsansatz 30 der Schieberplatte 10.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist hier ein nachgiebiger Träger vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine Membran 35 vorgesehen, die im wesentlichen den Bereich un­ terhalb der Schieberplatte 10 bedeckt, wobei die Membran über einer Kammer 36 liegt, die von einer externen Gasquelle über eine Druckmittel-Zuführung 38 aktiviert wird und für einen konstanten nachgiebigen Eingriff sorgt.

Der Spritzschild 15 besitzt einen Metallrücken 40, in den ein feuerfester Schild 41 vorzugsweise monolithisch einge­ gossen ist, und der mittels Lagerungen 42 am Träger 13 befestigt ist.

Beispiele für den Fall, daß die beiden Flächen der Fest­ platte 9 oder der Schieberplatte 10 geschliffen werden sollen, sind in Fig. 11 und 12 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß an der Fest­ platte 9′, die in Eingriff mit der unteren Hülse 5′ ist, eine Nut- und Feder-Verbindung 30′ vorgesehen ist. In gleicher Weise ist gemäß Fig. 12 die Ausgußhülse 16′ mittels einer ähnlich bemessenen Nut- und Feder-Verbindung 30′ in Eingriff mit dem unteren Teil der Schieberplatte 10′.

Hinsichtlich der Festplatte 9, der Schieberplatte 10 und der Ausgußhülse 16 mit der Spitze 18 werden optimale Winkel verwendet. Der Konus entlang der Ränder liegt im wesentlichen zwischen 5° und 20°. Ein Winkel von weniger als 5° führt zu einer beträchtlich geringeren Klemmwirkung und einer zentralen Druckwirkung. Wenn der Winkel 45° übersteigt, liegt die Klemmwirkung bei nahezu 100%, ohne daß eine Druckwirkung vorhanden ist. Einerseits kann dort, wo die Ausgußhül­ se 16 in Eingriff mit der Klemmvorrichtung 17 ist, der Winkel am unteren Ende des Bereiches zwischen 5° und 20° liegen. Andererseits ist bei der Festplatte 9 und der Schieberplatte 10 ein Durchschnittswinkel von etwa 7° bis 15° vorgesehen, jedoch auf jeden Fall ein Winkel innerhalb des Berei­ ches von 5° bis 20°, um die zentrale Druckkraft mit der abwärts gerichteten Klemmwirkung zu optimieren. Dadurch, daß die Platte 9 stationär ist genügt eine etwas niedrigere Klemmwirkung. Andererseits sind die Reibungs­ kräfte, die bestrebt sind, die Schieberplatte 10 zu verlagern, so groß, daß eine größere Klemmwirkung erforder­ lich ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird so­ wohl die Festplatte 9 als auch die Schieberplatte 10 an ihrem zugehörigen Lagerteil mittels einer Druckkraft in Klemmeingriff gehalten, wodurch die Platten in ihrer Position gehalten werden, und wodurch zugleich eine zentral gerichtete Kraft-Komponente erzeugt wird, um die feuerfesten Elemente zusammenzudrücken. Die feuerfesten Elemente 9 und 10 sind vorzugsweise identisch ausgeformt. Wenn der Benutzer mit identischen Platten versorgt wird, benötigt er weniger Lagerraum, und die Anpassung der beiden Platten ist leichter bestimmbar.

In den Fig. 7 bis 10 sind verschiedene Konfigurationen von feuerfesten Platten dargestellt. Darin zeigt Fig. 7 eine asymmetrische Platte 26, Fig. 8 eine Platte 27 mit zwei abgerun­ deten Seiten, Fig. 9 eine rechteckige Platte 28 mit zwei Öffnun­ gen und Fig. 10 eine Platt 29, die für einen drehbaren Verschluß bestimmt ist.

Claims (5)

1. Feuerfeste Platte mit einer Gleitfläche und einer Lagerfläche als Festplatte und/oder Schieberplatte für einen Gleitschieberverschluß, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei einander gegenüberliegende Bereiche des Randes oder ein Seitenrand und ein Stirnrand der Festplatte (9) und/oder der Schieberplatte (10) sich in Richtung Gleitfläche verjüngend ausgebildet sind, daß die sich verjüngenden Randbereiche für einen Eingriff mit einer angepaßten, abgeschrägten Fläche von Klemmelementen (8) bestimmt sind und daß die Abmessungen und Winkel der Festplatte (9) und Schieberplatte (10) im Bereich der abgeschrägten Flächen von der Gleitfläche zur Lagerfläche derart gewählt sind, daß die Klemmelemente (8) auf die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) sowohl eine zu deren Mitte gerichtete Kraft als auch eine gegen das Auflager für die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) gerichtete Kraft ausüben.

2. Feuerfeste Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngenden Randbereiche einen Win­ kel zwischen 5° und 20° zu einer Achse aufweisen, die senkrecht zur Gleit- oder Lagerfläche der Festplatte (9) und Schieberplatte (10) verläuft.

3. Feuerfeste Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter kreis­ förmiger Ansatz (30) an jener Fläche der Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) vorgesehen ist, die der Lagerfläche im Gleit­ schieberverschluß zugekehrt ist, und daß der Ansatz (30) zur Auf­ nahme eines vorstehenden Ringes (30′) der Einlaßhülse (5′) bzw. der Ausgußhülse (16′) bemessen ist.

4. Feuerfeste Platte nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) rechteckig ist.

5. Feuerfeste Platte nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festplatte (9) und/oder Schieberplatte (10) die Form eines ebenen Sechsecks aufweist, das aus zwei gleischschenkligen Trapezen mit gemeinsamer Basis gebildet ist.