DD251715A5 - Verbesserungen an oder bezueglich des abflussventils fuer metall mit hohlkoerpern - Google Patents

Abstract

Die Aufgabe besteht darin, den Abgabeschieber fuer ein metallaufnehmendes Gefaess so auszubilden, dass ein sicheres Schliessen selbst nach laengeren Giesszeiten und in den kritischen ersten Phasen des Giessens gewaehrleistet ist, ein beachtliches Mass an axialer Fehlausrichtung der miteinander zusammenwirkenden Teile ausgeglichen wird und er nur einem geringen Verschleiss unterliegt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Abgabeschieber aus einem Einsatzstueck, das in der Basis des Gefaesses angebracht ist und eine Austrittsbohrung hat, die von der Innenseite zur Aussenseite des Gefaesses durchgefuehrt ist und einer Laengswelle gebildet ist, die sich ueber dem unteren Einsatzstueck befindet und auf diese herabgedrueckt wird, wobei die Laengswelle eine untere Anlageflaeche hat, die an einer oberen Anlageflaeche des unteren Einsatzstueckes anliegt, wobei die Laengswelle im Verhaeltnis zum unteren Einsatzstueck um eine generell senkrechte Achse drehbar ist, wobei die Bohrung durch das untere Einsatzstueck zumindest an ihrem oberen Ende gegenueber der Drehachse versetzt ist und wobei die Laengswelle eine Seitenoeffnung an ihrem unteren Ende hat, die mit der Oberseite der Bohrung durch das untere Einsatzstueck in wenigstens einer Rotationsstellung ausgerichtet werden kann. Fig. 1

Description

Bei einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel ist das untere Einsatzstück festehend, und die Längswelle ist so angebracht" daß sie um eine generell senkrechte Achse um das untere Einsatzstück drehbar ist.

Vorzugsweise öffnet sich die Bohrung durch das Einsatzstück in der oberen Anlagefläche an einer Stelle, die von den Seitenkanten der darüberliegenden unteren Anlagefläche der Längswelle nach innen versetzt ist.

Die Längswelle kann als aus zwei Abschnitten bestehend betrachtet werden, einem unteren Ventilabschnitt mit der Seitenöffnung, die mit der Oberkante der Bohrung durch das untere Einsatzstück in wenigstens einer Rotationsstellung ausgerichtet werden kann, und einem oberen Abschnitt, der vom Ventiiabschnitt nach oben verläuft und auf diesen herabgedrückt wird, wobei der obere Wellenabschnitt zur Rotation betätigt werden kann, um wiederum den Ventilabschnitt zu drehen.

Der obere Abschnitt und der Ventilabschnitt können gemeinsam als ein einziges Element oder als getrennte Elemente, die miteinander verbunden werden, ausgeführt werden.

Die L'ängswelle und das untere Einsatzstück werden vorzugsweise aus feuerfestem Material hergestellt und können feuerfeste Verbundkörper sein, bei denen verschiedene Teile der Körper eine unterschiedliche Zusammensetzung haben, um den Anforderungen der Teile gerecht zu werden. So kann beispielsweise der obere Abschnitt der Längswelle aus einem billigen Feuerfestmaterial hergestellt werden, während die untere Anlagefläche des Ventilabschriitts aus einem erweitertem Feuerfestmaterial bestehen kann, um der Korrosion um die Bohrung standhalten zu können, und kann unterschiedlich für verschiedene Metalle und Metallgüten sein. Die Anlageflächen des Ventilabschnittes und unteren Einsatzstückes wiederum können eine spezielle Härte aufweisen, die der relativen Drehung beim gepreßten gegenseitigen Kontakt angepaßt ist. So bewirkt bei der Verwendung weicher Materialien die relative Drehung der Oberflächen ein Selbstabschleifen der Flächen, wodurch die Dichtung zwischen ihnen verbessert wird. Die untere Anlagefläche der Längswelle und die obere Anlagefläche des unteren Einsatzstückes sind aus einem weichen Graphitmaterial hergestellt.

Die Anlageflächen können jede gewünschte und geeignete Geometrie aufweisen, um zu gewährleisten, daß die Längswelle auf dem unteren Einsatzstück gehalten wird. So kann die untere Anlagefläche des Ventilabschnitts konkav und die obere Anlagefläche des Einsatzstückes konvex in einer angepaßten Form oder umgekehrt sein. Die Flächen können beispielsweise teilweise oder vollständig halbkugelförmig oder konisch sein, und auf der oberen Fläche des Einsatzstückes kann ein flacher oder gewölbter Abschnitt vorhanden sein, um das Selbstschleifen zu unterstützen.

Die Längswelle weist eine Vielzahl von Seitenöffnungen auf, die um ihren Umfang verteilt sind. Die Seitenöffnungen oder wenigstens eine Seitenöffnung weist einen Spalt auf, der innen durch die Längswelle zu ihrem unteren Ende führt.

In weiterer Ausbildung weist die Längswelle eine zusätzliche Seitenöffnung in Form einer Aussparung auf, die nach unten zur unteren Anlagefläche führt und von der Öffnung in der Längswelle getrennt ist, wobei die Aussparung mit dem oberen Ende der Bohrung durch das untere Einsatzstück in Eingriff bringbar ist.

Im Einsatzstück befindet sich eine zweigeteilte Bohrung, die zwei getrennte Öffnungen in deren oberer Anlagefläche hat.

Wenigstens eine der Bohrungen und/oder Öffnungen weist einen generell rechteckigen Aufbau auf.

Weiterhin ist eine Einspritzleitung vorhanden, die durch die Längswelle in wenigstens einen der Spalte oder Öffnungen führt. Die Einspritzleitung verläuft axial durch die Längswelle und ist mit einer gleichen Einspritzleitung in Form eines Stollen in dem Einsatzstück, die sich in die Bohrung im Einsatzstück öffnet, ausgerichtet.

Die Längswelle ist durch einen nach unten gedrückten Ausleger auf das untere Einsatzstück gedrückt, wobei der Ausleger über das Gefäß reicht und oben in die Längswelle eingreift. Die Drehung der Längswelle erfolgt von oben durch Gestänge, die dem Querarm oder Ausleger zugeordnet sind.

Den Anlageflächen des Ventilabschnittes der Längswelle und des unteren Einsatzstückes kann ein Gas, beispielsweise Argon, zugeführt werden. Das Gastritt in die Bohrung des unteren Einsatzstückes ein, und die resultierende Turbulenz verhindert, daß sich nichtmetallische Einschlüsse ablagern. Das Gas kann durch die Einspritzleitung zugeführt werden, die durch die Längswelle zum Ventilabschnitt führt, und/oder es kann dem Einsatzstück zugeführt werden. Das Gas kann auch durch einen oder mehrere Stollen oder poröse Stopfen in der Längswelle und/oder dem Einsatzstück zu den Anlagefiächen gelangen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Schiebers innerhalb einer Gießwanne, der ein einfaches mechanisches Betätigungselement aufweist;

Fig. 2: einen Grundriß eines Teils der Anordnung aus Fig. 1; Fig. 3: einen vergrößerten Längsschnitt eines Abschnittes des Schiebers;

Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung einer alternativen Ausbildung des Abschnittes des Schiebers nach Fig. 3; Fig. 5: die Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des mechanischen Befestigungselementes.

Der Abgabeschieber besteht aus einem feuerfesten unteren Einsatzstück (oder einer „Kappe") 1, das in einem Auflageblock in der Basis 2 einer Gießwanne 3 mit einer hindurchführenden Bohrung 4 (die rechteckig, oval oder rund im Querschnitt sein kann), die in ihrem oberen Ende 5 gegenüber der senkrechten Mittellinie des Einsatzstückes 1 versetzt und am unteren Ende mit einem untergetauchten Gießrohr 7 verbunden ist, befestigt ist.

Auf dem Einsatzstück 1 angebracht und auf diesem herabgedrückt ist eine feuerfeste Längswelle 8 mit einem oberen Abschnitt 6 und einem unteren Ventilabschnitt 13. Die untere Anlagefläche 9 des Ventilabschnitts 13 der Längswelle 8 und die obere Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 haben einen halbkugelförmigen Aufbau, so daß sie ein enges Paar Anlageflächen 9; 10 bilden, wenn die Längswelle 8 herabgedrückt wird. In der Praxis kann bei einer Anwendung die obere Fläche des Einsatzstückes 1 einen Krümmungsradius von etwa 150mm und einen Durchmesser über der Horizontalbreite von etwa 185mm haben. Die Längswelle 8 kann etwa 800 mm hoch sein.

Die Längswelle 8 wird auf dem Einsatzstück 1 durch einen Querarm 11 nach unten gedruckt, der auf einer Führung 60 angebracht ist, die durch ein feststehendes Lager 61 führt und mit einem Luft-oder Hydraulikkolben-Zylinder-Satz 62 verbunden ist, um eine abwärts gerichtete Kraft auf den Querarm 11 auszuüben und den Querarm 11 während des Einrichtens anheben zu können.

Der Ventilabschnitt 13 der Längswelle 8 ist mit einer Öffnung 14 (die einen rechteckigen Schnitt haben kann) versehen, so daß die Öffnung 14 mit und in dem oberen Ende 5 der Bohrung 4 im Einsatzstück 1 ausgerichtet werden kann, so daß Metall hindurchfließen kann, und als Alternative dazu so ausgerichtet werden kann, daß keine Verbindung besteht und das Ventil geschlossen ist.

Der Ventilabschnitt 13 ist auch mit einer Aussparung 55 oder einem Schlitz versehen, der ebenfalls mit dem oberen Ende der Bohrung 4 für den Metalldurchfluß ausgerichtet werden kann, wobei die Aussparung 55 der Öffnung 14 diametral gegenüber angeordnet ist. Die Längswelle 8 kann, um diese Ausrichtung zu erreichen, um 360° gedreht werden.

Weiterhin ist eine Stahlkappe 19 vorhanden, die auf den oberen Abschnitte der Längswelle 8 paßt. Die Stahl kappe 14 ist mit einem Lagerstift 21 versehen, um den nach unten drückenden Querarm 11 aufzunehmen und gleichzeitig die weitere Bewegung der Wellendrehung zu ermöglichen. Der obere Abschnitt 6 der Längswelle 8 hat einen konischen quadratischen Schnitt, ebenso wie die Stahlkappe 19. Die Stahlkappe 19 ist an diesem oberen Abschnitt 6 befestigt, und der Stift 21 befindet sich in einer tieferen Aussparung 22 im Querarm 11, die mit einer oberen Aussparung 23 zur Aufnahme von Hochtemperaturschmiermittel verbunden ist, um den Verschleiß zu senken und die Drehung der Längswelle 8 im Betrieb zu unterstützen.

Eine nach oben führende Verlängerung 25 des Stiftes 21 führt durch den Querarm 11 und wird an einem Kettenrad 56 befestigt, das durch eine Kette 57 mit einem Antriebskettenrad 58 verbunden ist. Es ist ein Handgriff 59 zum Drehen des Antriebskettenrades 58 vorhanden. Mit dieser Anordnung ist eine volle Drehung der Längswelle 8 um 360° möglich. Durch das Einspritzen eines tragen Gases, beispielsweise Argon, während des Stahlgießens verringert sich die Ablagerung von nichtmetallischen Einschlüssen in den feuerfesten Bohrungen und es verlängern sich die Gießzeigen. Aus diesem Grund ist eine Einspritzleitung 24 vorhanden, um das Gas von einem Argonspeiserohr (nicht gezeigt) durch die Längswelle 8 nach unten zuzuführen. Eine Anordnung zum Einspritzen des Argons am Ventilabschnitt 13 der Längswelle 8 ist in Fig. 3 und 4 gezeigt. Man kann dort erkennen, daß sich ein Stollen 53 von der Einspritzleitung 24 auf die Anlagefläche 9 des Ventilabschnittes 13 und die Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 öffnet. Die obere Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 kann mit einem gewölbten Abschnitt 52 am Austritt des Stollens 57 versehen sein, um das Argon aufzunehmen und dessen Verteilung zu unterstützen. Außerdem kann ein Stollen 54 durch das Einsatzstück 1 nach unten in das obere Ende 5 der Bohrung 4 führen, um einen Einlaß axial zur Längswelle 8 und zum Einsatzstück 1 zu schaffen, um während des Abgießens Reaktionsmittel in Drahtform oder als pulver- oder gasförmige Einspritzung zuzuführen. Der Vorteil dieses Bohrungsausgangs besteht darin, daß hier die ferrostatischen Drücke niedriger sind und nicht mit sehr hohen Gasdrücken gearbeitet werden muß, um einen Stahleintritt zu verhindern. Außerdem oder als Alternative dazu kann ein Querstollen (oder ein poröser Stopfen) 65 von der Einspritzleitung 24 zum exponierten oberen Abschnitt der Öffnung 14 führen. Bevorzugt wird ein poröser Stopfen, da der umgebende Metalldruck an dieser Austrittsstelle einen unerwünscht hohen Argonfluß erforderlich machen würde, um einen Stahleintritt und ein Blockieren, wenn mit einem offenen Stollen 53 gearbeitet würde, zu verhindern. Ebenso (siehe Fig.4) können eine Öffnung oder ein poröser Stopfen 26 von der Einspritzleitung 24 in der oberen Fläche 27 der Aussparung 55 gebildet sein, damit das Gas in das obere Ende 5 der Bohrung 4 im Einsatzstück 1 eingeführt werden kann, um durch Turbulenz den Aufbau nichtmetallischer Ansammlungen zu verhindern.

Der Abschnitt 52 oder die Wölbung in der Oberseite der Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 gewährleistet, daß dieser zentrale Kronenabschnitt faktisch keine Last trägt. Dadurch wird die Integrität der restlichen Zonen der Anlageflächen 9; 10, vor allem im Randbereich, stark verbessert. Die Anlagenflächen 9; 10 werden anfangs durch mehrere volle Umdrehungen der Längswelle 8 in beiden Richtungen eingeschliffen. Die resultierende ausgezeichnete Paßform zwischen den Flächen würde ohne diese gewölbte Absenkung in der Mitte etwas beeinträchtigt, da die Winkelrotationsgeschwindigkeit der mittleren halbkugelförmigen Flächen weit geringer ist als die der Kanten, was zum Vorstehen der Krone führen würde. Der Rotor (die Längswelle 8) würde dann auf der Mitte drehen, ohne vollständiges Anliegen an den Kanten. Diese Absenkung kann alternativ dazu auch ein flacher Kegel sein. Ein zusätzlicher Vorteil, der sich aus der Einführung des trägen Gases in der beschriebenen Weise ergibt, besteht darin, daß der partielle Unterdruck, der normalerweise entsteht, wenn der Fluß des Stahles aus einer Gießwanne in ein untergetauchtes Gießrohr 7 gedrosselt wird, erheblich vermindert wird, wodurch die Tendenz verringert wird, durch die Verbindung zwischen dem unteren Ende des Einsatzstückes 1 und dem Gießrohr 7 Luft anzuziehen. Ein besonderer Vorteil des in diesem Schieber verwendeten Argonsystems im Vergleich zu dem bei den Absperrstäben verwendeten besteht darin, daß das Gas oben in das Ende 5 der Bohrung 4 eingeführt wird, um die Wirkung zu maximieren. In eine Absperrvorrichtung eingespritzt, hat das Gas keinen Einfluß auf den Auflagebereich, und es sammeln sich leicht nichtmetallische Einschlüsse an, wodurch die Regulierbarkeit beeinträchtigt wird.

Eine alternative Anordnung zum Drehen der Längswelle 8 wird in Fig. 5 gezeigt. In diesem Fall werden der Querarm 11 und der dazugehörige Ketten- und Kettenraddrehmechanismus in einem Schutzgehäuse 66 geführt. Dieses befindet sich auf einer Führung 60 und ist durch eine Stützvorrichtung 67 gehalten, an der sie mit Muttern und Schrauben 68 angebracht ist, die in Schlitze in der Stützvorrichtung 67 eingreifen, um die Längs- und Quereinstellung des Querarmes zur richtigen Ausrichtung der Längswelle 8 mit dem unteren Einsatzstück 1 zu ermöglichen. Der nach abwärts gerichtete Druck wird auf die Längswelle 8 durch einen Antriebskopf 69 ausgeübt, der auch in diese eingreift und der eine Universalkupplung 70 aufweist, durch die der Rotationsantrieb übertragen wird. Der untere Abschnitt des Antriebskopfes 69 ist mit einer Aussparung 71 mit rechteckigem Querschnitt versehen, die mit dem rechteckigen Querschnitt des oberen Abschnitts 6 der Längswelle 8 zusammenwirken kann. Die Längswelle 8 und das Einsatzstück 1 können aus jedem geeigneten feuerfesten Material hergestellt werden, beispielsweise weichem Graphitmaterial, das die „Selbstbettungswirkung" zwischen den Anlageflächen 9; 10 der Längswelle 8 bzw. des Einsatzstückes 1 vergrößert. Alternativ dazu können die Oberflächen mit einem Belag aus einem verstärktem feuerfesten Material versehen werden. Es können Zirkoneinsätze um die Öffnung 14 und die Aussparung 55 der Längswelle 8 und die Bohrung 4 des Einsatzstückes 1 vorgesehen werden, um die Integrität dieser Flächen gegenüber korrosivem Verschleiß zu erhalten.

Es ist zu beachten, daß das Ventil in einigen Fällen einfach als Ein-Aus-Ventil verwendet werden kann. So kann bei Stranggußmaschinen für die Herstellung von Strängen, bei denen Stähle ohne Aluminiumgehalt gegossen werden, in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Schieber eine Dosiertülle verwendet werden, so daß der Schieber nur in seiner Wirkung als Ein-Aus-Ventil gebraucht wird. In Verbindung mit Stranggußmaschinen zur Herstellung von aluminiumhaltigen Stählen dagegen sind Bohrungen mit großem Durchmesser erforderlich, um das Problem der Ablagerung von aluminiumhaltigen Einschlüssen gerecht zu werden, und der Schieber selbst kann gleichermaßen gut als Drosselvorrichtung bei

teilweiser Öffnung eingesetzt werden. Beim Einsatz mit großen Bohrungstüllen auf diese Weise, zur starken Drosselung des Stroms flüssigen Metalls, ist (selbst beim Gießen in sehr kleine Formen) keine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung wie bei der herkömmlichen Absperrvorrichtung erforderlich. Ablagerungen um die Öffnung in die Bohrung aus der Aussparung werden bei diesem Drosselbetrieb durch die Anwendung der Argoneinspritzung verringert, und außerdem kann der Grad der Drosselung von Hand oder automatisch gesteuert werden, beispielsweise durch Nutzung eines Signals von einer Strahlungsquelle und eines Szintillationszählersystems, das auf der Stranggußform angebracht ist und den Metallpegel innerhalb der Form überwacht.

Durch die Verwendung halbkugelförmiger Anlagenflächen zwischen dem unteren Einsatzstück 1 und der Längewelle 8 kann ein erhebliches Maß an Längsfehlausrichtung der Längswelle 8 leicht aufgenommen werden, ohne daß die Leistung des Schiebers in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird, da die Oberfläche trotz dieser Fehlausrichtung weiter korrekt aneinanderliegen. Man kann feststellen, daß im gezeigten Ausführungsbeispiel zwar nur eine Bohrung 4 im unteren Einsatzstück 1 gezeigt wird, aber eine zweite Bohrung vorhanden sein kann, die sich in den unteren Teil der Bohrung 4 öffnet, wenn die erste Bohrung 4 durch die Ablagerung von Einschlüssen blockiert oder stark verstopft wird.

Der erfindungsgemäße Schieber hat zahlreiche Vorteile. So ist die kritische Ausrichtung der Längswelle 8 auf dem unteren Einsatzstück 1 nicht notwendig, da die Konstruktion, die mit halbkugelförmigen Anlageflächen 9; 10 arbeitet, ein beachtliches Maß an axialer Fehlausrichtung ausgleicht, wodurch die Montage erleichtert wird. Außerdem besteht im Vergleich zu herkömmlichen Absperrstäben nicht die Anfälligkeit gegenüber Bruch bei der Montage, die sich andernfalls aus dem „Einpressen" des Absperrschiebers in einer fehlausgerichteten Lage ergeben kann. Außerdem wird ein positives, sicheres Schließen selbst nach längeren Gießzeiten und in den kritischen ersten Phasen des Gießens gewährleistet. Es bleibt keine Stahlsäule in der Bohrung 4 durch die Möglichkeit des Erstarrens in der Gießpfanne nach dem Schließen zurück, wie das beim herkömmlichen Schysbersystem der Fall ist, wenn sich beim Schließen Stahl durch das Erstarren in der Gießwanne ansammelt. Die Stahlsäule unter den Anlageflächen 9; 10 wird im vorliegenden Fall abgeleitet, und nach dem erneuten Öffnen ist die Bohrung 4 durch den Einsatz direkt dem Stahlbehälter in der Gießwanne gegenüber offen. Außerdem weisen die halbkugelförmigen Anlageflächen 9; 10 von Einsatz und Basis der Längswelle 8, da sie in unmittelbarer Nähe gehalten werden, nicht die hohe Erosionsrate von Absperrstabspitzen/Auflagen auf und können daher über lange Zeitspannen zufriedenstellend arbeiten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Öffnung 14 im Ventilabschnitt 13 direkt und vollständig mit der abgestimmten Öffnung des oberen Endes 5 der Bohrung 4 im Einsatzstück 1 ausgerichtet, ohne die obere Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 zu exponieren (was folglich dem Schutz dient). Diese Anordnung wird dann während des Vorwärmmodus angewendet, um die Anlagefläche 9 der Haube zu schützen. Nach dem Vorwärmen wird die Längswelle 8 gedreht, um die Bohrung 4 im Einsatzstück 1 zu schließen, und der Gießwanne wird Metallschmelze zugeführt. Es kann die Tendenz bestehen, daß der Stahl in der umschlossenen Öffnung 14 unter den verhältnismäßig kalten Bedingungen zu Beginn des Gießens stagniert und sich verfestigt, nicht aber in der weiter geöffneten Aussparung 55, so daß zum Beginn des Gießens die Längswelle 8 so gedreht wird, daß sie die Aussparung 55 mit dem oberen Ende 5 der Bohrung 4 ausrichtet. Bei langen Gießzeiten aber kann bei der Arbeit nach diesem Modus eine Erosion der oberen Anlagefläche 10 des Einsatzstückes 1 auftreten, weshalb nach der ersten Phase des Gießens, wenn sich der Ventilabschnitt 13 (und der Metallinhalt in der Öffnung 14) erhitzt hat (haben), die Längswelle 8 um 180° gedreht wird, um die Öffnung 14 mit dem oberen Ende 5 der Bohrung 4 auszurichten. Das Gießen wird dann mit konsequentem Erosionsschutz fortsetzt. Dieses Betriebsverfahren ist besonders vorteilhaft, wenn mit schwer zu drosselnden großen Bohrungen an Strang-/Blockgießanlagen gearbeitet wird.

Anstelle der einen Öffnung 14 und der Aussparung 55 kann mit zwei Öffnungen in der Längswelle 8 gearbeitet werden, z.B. kann anstelle der Aussparung 55 eine weitere Öffnung 15, wie das in Fig. 3 gezeigt wird, vorgesehen werden, und eine dieser Öffnung 14; 15 kann zunächst mit einem feuerfesten Füllpulver versehen werden. Beim Vorwärmen der Anlage kann die „freie" Öffnung mit der Bohrung 4 im Einsatzstück 1 ausgerichtet werden. Anschließend, beim Abgießen aus der Gießwanne, verhindert das Füllpulver den Stahleintritt in die zweite Öffnung, bis die Längswelle 8 gedreht wird, um diese Öffnung mit der Bohrung 4 im Einsatzstück 1 auszurichten. Das Pulver fällt dann durch die Bohrung 4 und der Stahl folgt mit einem sauberen Anfang. Diese Methode ist besonders wichtig, wenn der Schieber in Verbindung mit einem nichtabnehmbaren, untergetauchten Gießrohr 7 verwendet wird und zu Beginn des Gießens nicht mit Sauerstoff gearbeitet werden kann.

Als weitere Alternative wäre es möglich, mit einer einzigen Öffnung 14 in der Längswelle 8 und einer zweigeteilten Bohrung im Einsatzstück 1 zu arbeiten. Sollte eine der zweigeteilten Bohrungen während des Abgießens blockieren, kann man leicht auf die andere, ungenutzte Bohrung umschalten. Die einzelne Öffnung in der Längswelle 8 wäre gegen ein Blockieren weniger anfällig als die Einsatzbohrungen, da sie sich im heißen Stahlbehälter befindet. Man kann erkennen, daß bei dieser Variante des Schiebers mit einer einzigen Öffnung durch die Längswelle 8 in den Querstollen 65 Sauerstoff eingeführt werden kann, um den Beginn des Gießvorgangs zu unterstützen.

Es muß beachtet werden, daß die Öffnung 14 in der Längswelle 8 viel kleiner als die im Einsatzstück 1 sein kann. Die Drosselung kann auf jeder der Seiten der größeren Bohrung im Einsatz erfolgen. Rechteckige Bohrungen und Öffnungen werden bevorzugt, da sich eine gleiche Bohrungsfläche in runder Form zum äußeren Rand vom unteren Einsatzstück 1/Längswelle 8 weiter erstreckt, wodurch die „Dichtungsfläche" verringert wird.

Zwar werden für die Öffnungen 14; 15 rechteckige Schnittflächen beschrieben, es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, so runde, quadratische, trapezförmige oder ovale Querschnitte

Der erfindungsgemäße Abgabeschieber bringt folgende Vorteile:

a. Der Schieber ist selbstableitend und kann selbst über längere Zeitspannen wiederholt geöffnet und geschlossen werden, ohne daß die Gefahr eines Ausfalls beim erneuten Beginn besteht. Er ist daher ideal für die Anwendung mit einem Rohrwechselsystem beim Stranggießen. Die positive Wirkung des Drehschiebers verringert die Gefahr von Undichtigkeit auf ein Minimum und ermöglicht eine genaue Kontrolle über einen breiten Bereich von Stahlflußgeschwindigkeiten.

b. Der Drehschieber hat, sowohl hinsichtlich der Keramikkomponenten als auch des Betätigungssystems, geringere Anfangsanlagenkosten als die notwendigen Komponenten eines Gleitschiebersystems.

c. Ein Aufwendiges Diamentenschleifen der anliegenden Flächen, wie bei Gleitschiebern, ist nicht erforderlich.

d. Die Konstruktion ist robust — die Hauptkomponenten arbeiten unter Pressung, dem stärksten Modus der Materialien — und Bruch wird vermieden.

e. Das langsame und kontrollierte Füllen einer Stranggußform zu Beginn erfolgt präzise und sicher. Das ist wichtig, da ein schnelles Beginnen zu Ausbrüchen beim Gießen führen kann. Absperrstabsysteme dagegen versagen häufig zu diesem kritischen Zeitpunkt, was schwerwiegende Folgen hat.

f. Es kann ein hohes Maß an senkrechter Fehlausrichtung des Schaftes toleriert werden.

g. Unter dem Aufnahmebehälter ist kein Betätigungsmechanismus angebracht, der die Sicht des Gießers beeinträchtigen könnte. Außerdem besteht nicht, wie bei anderen, von unten betätigten Systemen die Gefahr einer Beschädigung in diesem anfälligen Bereich.

h. Da sich die Hauptabgießaustrittsöffnung innerhalb der Kante der Arbeitsflächen befindet, wird durch die selbsteinbettende Wirkung der Wellendrehung eine vollkommene Abdichtung erreicht; diese bleibt auch trotz des Auftretens von örtlichem

Verschleiß an der Abgießöffnung erhalten, i. Der Schieber braucht keine zusätzliche Sicherheits-„Fallvorrichtung", wie das bei herkömmlichen Absperrvorrichtungen der

Fall ist, um Fehlfunktionen im Gießbereich zur Vermeidung von Schäden gerecht werden zu können, k. Ansammlungen von Aluminiumoxid und Verstopfungen in den Bohrungen werden leichter als bei anderen

Durchflußregelsystemen aufgelöst

I. Im Falle einer Verstopfung der Einsatzbohrung ist eine starke Sauerstoffblasbehandlung des Schiebers möglich, um eine Fortsetzung des Gießens zu ermöglichen, ohne daß Schaden an den Anlageflächen entsteht. Die Spitzen von Stopper- oder

Absperrstäben können durch Sauerstoff stark beschädigt werden, m. Der Aufbau des Schiebersystems kann leicht von relativ wenig qualifiziertem Personal ausgeführt werden, und das System

ist einfach in der Anwendung, n. Bei Block-/Stranggußanlagen kann im Gegensatz zu den Absperrstäben eine Arbeitskraft leicht mehrere Stränge betätigen;

im Notfall ist eine Stillegung schnell und wirksam zu erreichen, p. Die Anordnung der Argoneinspritzvorrichtung kann so vorgenommen werden, daß sie nicht dem Sog in der teilweise gedrosselten unteren Bohrung ausgesetzt ist. Dadurch steüt der Lufteintritt in anfällige Rohrverbindungen bei dieser Absperrvorrichtung kein Problem dar.

Claims (16)

1. Abgabeschieber für ein metallaufnehmendes Gefäß, gekennzeichnet dadurch, daß ein unteres Einsatzstück (1), das in der Basis des Gefäßes angebracht ist und eine Austrittsbohrung hat, die von der Innenseite zur Außenseite des Gefäßes durchgeführt ist und eine Längswelle (8) vorgesehen sind, wobei sich diese über dem unteren Einsatzstück (1) befindet und auf dieses herabgedrückt ist und eine untere Anlagefläche (9) aufweist, die zu einer oberen Anlagefläche (10) des unteren Einsatzstückes (1) paßt, die Längswelle (8) im Verhältnis zum unteren Einsatzstück (1) um eine generell senkrechte Achse drehbar ist, die Bohrung (4) durch das untere Einsatzstück (1) zumindest am oberen Ende (5) gegenüber der Drehachse versetztest und die Längswelle (8) im unteren Ende eine seitliche Öffnung (14) aufweist, die mit dem oberen Ende (5) der Bohrung (4) durch das untere Einsatzstück (1) in wenigstens einer Rotationsstellung ausgerichtet ist.

2. Abgabeschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das untere Einsatzstück (1) feststehend und die Längswelle (8) auf dem unteren Einsatzstück (1) um eine generell senkrechte Achse drehbar ist.

3. Abgabeschieber nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Bohrung (4) durch das Einsatzstück (1) in einer Position in die obere Anlagefläche (10) öffnet, die von den Seitenkanten der überlagernden unteren Anlagefläche (9) der Längswelle (8) nach innen liegt.

4. Abgabeschieber nach Punkt 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Längswelle (8) und das Einsatzstück (1) aus feuerfestem Material hergestellt sind.

5. Abgabeschieber nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Längswelle (8) und das Einsatzstück (1) feuerfeste Verbundkörper sind, wobei die untere Anlagefläche (9) der Längswelle

(8) und die obere Anlagefläche (10) des unteren Einsatzstückes (1) aus verstärktem Feuerfestmaterial gebildet sind.

6. Abgabeschieber nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die untere Anlagefläche (9) der Längswelle (8) und die obere Anlagefläche (10) des unteren Einsatzstückes (1) aus einem weichen Graphitmaterial hergestellt sind.

7. Abgabeschieber nach einemder Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Anlagefläche (9) der Längswelle (8) und die Anlagefläche (10) des Einsatzstücks (1) zumindest teilweise halbkugelförmig sind.

8. Abgabeschieber nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Längswelle (8) eine Vielzahl von Seitenöffnungen aufweist, die um ihren Umfang verteilt sind.

9. Abgabeschieber nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die oder wenigstens eine Seitenöffnung der Längswelle (8) einen Spalt aufweist, der innen durch die Längswelle (8) zu ihrem unteren Ende führt.

10. Abgabeschieber nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Längswelle (8) eine zusätzliche Seitenöffnung in Form einer Aussparung (55) aufweist, die nach unten zur unteren Anlagefläche

(9) führt und von der Öffnung in der Längswelle (8) getrennt ist, wobei die Aussparung (55) mit den oberen Ende (5) der Bohrung (4) durch das untere Einsatzstück (1) in Eingriff bringbar ist.

11. Abgabeschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich im Einsatzstück (1) eine zweigeteilte Bohrung befindet, die zwei getrennte Öffnungen in deren oberer Anlagefläche (10) aufweist.

12. Abgabeschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der Bohrungen und/oder Öffnungen einen generell rechteckigen Aufbau aufweist.

13. Abgabeschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Einspritzleitung (24) vorhanden ist, die durch die Längswelle (8) in wenigstens einen der Spalte oder Öffnungen führt.

14. Abgabeschieber nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Einspritzleitung (24) axial durch die Längswelle (8) verläuft und mit einer gleichen Einspritzleitung in Form eines Stollen (54) in dem Einsatzstück (1), die sich in die Bohrung (4) im Einsatzstück (1) öffnet, ausgerichtet ist.

15. Abgabeschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Längswelle (8) auf das untere Einsatzstück (1) durch einen nach unten gedrückten Ausleger in Form eines Querarmes (11) gedrückt ist, der über das Gefäß reicht und oben in die Längswelle (8) eingreift.

16. Abgabeschieber nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehung der Längswelle (8) von oben durch Gestänge erfolgt, die dem Querarm (11) oder Ausleger zugeordnet sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Abgabeschieber für ein metallaufnehmendes Gefäß, das geschmolzenes Material, z. B. Metall oder Glas aufnimmt, insbesondere einen Abgabeschieberfür den Einsatz in Gießwannen und Gießpfannen für das Gießen von Metall, z. B. Stahl, in Stranggußformen oder Blockformen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher erfolgte die Mengenregelung von flüssigem Metall, z. B. Stahl, in Stranggußformen aus Gießwannen nach einer von einer begrenzten Zahl von-Methoden. So wurden Dosiertüllen mit einem festgelegten und kritischen Durchmesser der Innenbohrung als dem steuernden Faktor für die Durchflußmenge verwendet. Diese Tüllen haben den Nachteil, daß sie erstens nicht für Aluminiumstähle eingesetzt werden können, bei denen eine beachtliche Tendenz besteht, an Durchflußstellen, wie sie diese Tüllen darstellen, nichtmetallische Einschlüsse abzusetzen, zweitens jeder Verschleiß in der kritischen Bohrung der Tülle zu einer erhöhten Fließgeschwindigkeit führt, die für Strangußbedingungen zu schnell werden kann, drittens bei den Tüllen zu Beginn die Tendenz zum Erstarren besteht oder eine Verstopfung auftreten kann, wenn sauerstoffarmer Stahl gegossen wird oder wenn die Stahltemperatur generell sich der Liquiduskurve annähert, viertens sind sie tendentiös schwer mit untergetauchten Gießrohren zu betreiben, die unter der Dosiertülle angeordnet sind.

Als Alternative dazu kann der Stahlfluß durch den Einsatz von Absperrstäben gesteuert werden, die von oben eingeführt werden und die Abgabeschieber blockieren sollen. Die Nachteile dieser Absperrstäbe bestehen erstens darin, daß sie eine genaue Einstellung verlangen und nur schwer zu regulieren sind, um eine genaue Steuerung zu Beginn des Gußes zu gewährleisten, und sich zweitens an der Spitze der Absperrvorrichtung oder dem Ventilsitz Pfannenbär bildet, der vor allem zu Beginn das Schließen verhindern kann, was häufig zu einem Ausfall der Regelung und zum Überlaufen in der Gießform, besonders bei Strangblockanlagen, führt, die eine verhältnismäßig geringe Formkapazität haben. Drittens ist über längere Folgen die Zuverlässigkeit schlecht.

Eine weitere Alternative für die Steuerung des Stahlflusses sind Schieberventile. Diese sind zwar viel zuverlässiger als Absperrstäbe beim Absperren, es kann jedoch geschehen, daß sie sich nach dem Schließen nicht wieder öffnen. Tatsächlich reicht schon das Drosseln eines Stahlflusses in Gießwannenbehältern aus, um das Erstarren und das Blockieren von Trümmern in den Bohrungen des Schiebersystems einzuleiten. Sie haben den Nachteil, daß sie teuer, schwer, unhandlich und kompliziert sind, eine präzise Einstellung und sorgfältige Wartung von hochqualifiziertem Personal verlangen und aufwendig in den Betriebskosten sind.

Vorgeschlagen wurde auch, einen Abgabeschieber in der Basis eines metallaufnehmenden Gefäßes anzubringen, der aus einer ringförmigen Ventilelementfeder besteht, die von unterhalb des Gefäßes in einen ringförmigen Trog gedrückt wird, der in der Innenauskleidung der Basis gebildet wird, wobei die Kante des Ventilelementes von unten drehbar ist, um die Kerbe in den und aus dem Eingriff mit einer Gefäßabgabeöffnung aus dem Trog durch die Basis zu bringen. Diese letztgenannte Anordnung weist eine Reihe von Nachteilen auf. So birgt die Verbindung für den Federbetätigungsmechanismus durch die Basis unvermeidlich Undichtigkeitsprobleme mit der Gefahr des Lufteintritts und/ oder des Erstarrens des Stahls in sich. Eine senkrechte Fehlausrichtung des Ventilelementes ist nicht zulässig, und die Anordnung des Ventilmechanismus unter dem Gefäß bedeutet, daß jeder Bruch sehr großen Schaden anrichten könnte. Außerdem treten an der Kerbe und dem Austritt während des Abgießens starke Verschleißerscheinungen auf, was zu einem unzureichenden Schließen und anschließenden Erstarren führen kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine hohe Standzeit für einen Abgabeschieber für ein metallaufnehmendes Gefäß zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgabeschieber für ein metallaufnehmendes Gefäß so auszubilden, daß ein sicheres Schließen selbst nach längeren Gießzeiten und in den kritischen ersten Phasen des Gießens gewährleistet ist, ein beachtliches Maß an axialer Fehlausrichtung der miteinander zusammenwirkenden Teile ausgeglichen wird und er nur einem geringen Verschleiß unterliegt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Abgabeschieber aus einem unteren Einsatzstück, das in der Basis des Gefäßes angebracht ist und eine durchführende Austrittsbohrung von der Innenseite zur Außenseite des Behälters hat, und aus einer Längswelle besteht, die sich über dem unteren Einsatzstück befindet und auf dieses herabgedrückt wird, wobei die Längswelle eine untere Anlagefläche hat, die auf die obere Anlagefläche des unteren Einsatzstückes abgestimmt ist, und im Verhältnis zum unteren Einsatzstück um eine generell senkrechte Achse drehbar ist, wobei die durch das untere Einsatzstück führende Bohrung zumindest am oberen Ende gegenüber der Rotationsachse versetzt ist, und die Längswelle an ihrem unteren Ende eine Seitenöffnung aufweist, die mit dem oberen Rand der Bohrung durch das untere Einsatzstück in wenigstens einer Rotationsstellung ausgerichtet werden kann.