DE1959957A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Fluessigkeitsabgabe an ein Vakuumgefaess - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Steuerung der Flüssigkeitsabgabe an ein Vakuumgefäß.

Die Erfindung befaßt sich mit einer verbesserten Vorrichtung zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung zu einem Vakuumbehandlungegefäß. Insbesondere eignet sich die hier beschriebene Vorrichtung zur Steuerung des Einströmens von geschmolzenem Stahl in ein unter Vakuum stehendes Entgasungsgefjtß. Gewöhnlich wird beim Entgasen von geschmolzenem Stahl der Stahl au· einer Gießpfanne in eine feuerfest ausgekleidete Zwischenpfanne gefüllt und durch eine Austritte-Öffnung im Boden der Zwischenpfanne dem Entgasungsgefäß zugeführt. Bei geschlossener Austritteöffnung wird der Stahl

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Patentanwälte Dipt.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phyi. Seijdsfian Herrmann

• MDNCHIN 2, THSRiSIENSTRASSE 33 · TeUfon. 281202 · Td«eramm-AdrtiMi Llpatli/München •oytr. Vtrainrfxmk MOndwn, Zwttgi». Oikar-von-Mill.r-Rine, Kfo.-Nr. 8« 495 · Pottichtck-Kontoi Mönchen Nr. 1633 97

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in die Zwischenpfanne bis zu dem Niveau ihrer Überlaufrinne eingefüllt. Wenn die Austrittsöffnung danach geöffnet wird, und der Stahl in das Entgasungsgefäß fließt wird der in der Zwischenpfanne befindliche Vorrat kontinuierlich aus der Gießpfanne aufgefüllt. Sobald die eine Gießpfanne geleert ist, wird Stahl aus einer anderen Gießpfanne in die Zwischenpfanne eingeleitet, und das Verfahren wiederholt sich solange, bis der Ofenvorrat ausgetragen ist. Aus dem Entgasungsgefäß kann der Stahl entweder in die Kokille einer kontinuierlichen Gießmaschine oder in eine Masselform abgegeben werden. Der in der Zwischenpfanne befindliche Stahl trägt eine Schicht aus geschmolzener Schlacke, die die Stahloberfläche gegen Oxidation schützt. Nachdem die letzte Gießpfanne einer Reihe von Gießpfannen geleert worden ist, und der Stahlspiegel in der Zwischenpfanne unter den Überlauf absinkt, wird die Zwischenpfannenaustrittsöffnung geschlossen, um die Schlacke von dem Entgasungsgefäß fernzuhalten, injdem sie den Stahl verunreinigen und auch die feuerfeste Auskleidung beschädigen würde. Die Zwischenpfanne wird daraufhin von dem Entgasungsgefäß entfernt. Die feuerfeste Auskleidung der Zwischenpfanne und ihr Inhalt werden geopfert.

Bekannt ist,für die Zwischenpfannenaustrittsöffnung einen Schieberverschluß zu verwenden, wie er beispielweise in der U.S.A.Patentschrift 3 352 Λ65 gezeigt ist. Der Schieberverschluß war bisher aus Abschnitten aufgebaut, die in Führungen auf der Außenseite der Bodenwand der Zwischenpfanne verschiebbar gelagert waren. Bestimmte Schieberabsohnitte bildeten Verschlüsse für die Austrittsöffnung, während andere mit Düsen versehen waren, die den Stahl auslaufen ließen. Die Zwischenpfanne trug einen Hydraulikzylinder oder eine mechanische Vorrichtung, mit der die verschiedenen Sohieberabschnitte wahlweise in Fluchtungslage

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■it der Austrittsöffnung gebracht werden konnten· Diese Anordnung ist jedoch insbesondere deshalb nachteilig, weil sie nicht zuläßt, daß die Zwischenpfanne von den Entgasungsgefäß entfernt wird, ohne daß das Vakuum unterbrochen wird, und weil es ferner umständlich ist, eine Zwischenpfanne zu handhaben, die einen Hydraulikzylinder und Anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit trägt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte S trttauingss teuer vorrichtung zu schaffen, mit der Flüssigkeit einen Vakuumbehandlungsgefäß zugeführt werden kann und die trotzdem ermöglicht, daIi die in einem Behälter befindliche Plüssigkeitsquelle jederzeit von dem Gefäß entfernt werden kann, ohne daß das Vakuum aufgehoben wird·

Erfindungsgemäß wird dies nun mit Hilfe einer Vorrichtung zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung von einem Behälter zu einem Vakuumbehandlungsgefäß erreicht, das oben auf dem Vakuumgefäß entfernbar angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit durch «ine im Boden des Behälters befindliche Austrittsöffnung und eine senkrecht dazu fluchtend angeordnete Eintritt«Öffnung des Vakuumgefäßes strömt. Dabei ktfnaea massive und mit Düsen versehene Schieber durch Antriebsmittel wahlweise so verschoben werden, daß sie senkrecht miteinander fluchten, wobei dieEintritts- und die Auetritteöffnung mit dem Behälter und dem Gefäß in dichter Berührung steht, so daß eine Flüssigkeitsströmung entweder unterbunden oder zugelassen wird. Die Schieber weisen eine zweiteilige Schiebereinrichtung auf, die mit abtrennbaren oberen und unteren Teilen versehen ist, von denen jeder einen Verschlußkörper bildet. Außerdem sind auf dem Boden des Behälters Mittel vorgesehen, die den oberen Teil verschiebbar aufnehmen und ihn in Schließstellung halten, während der untere Teil mit dem oberen Teil in die Schließstellung gleitet, und zwar über die Eintrittsöffnung hinweg, und so beschaffen ist, daß er sich von dem oberen Teil trennen läßt und nach

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den Entfernen dee Behälters durch das.in dem Gefäß herrschende Vakuum in Schließstellung zurückgehalten wird.

Erflndungsgenäß werden die Bedienungsnittel oben auf den Gefäß montiert, woduroh auf den tragbaren Behälter keine Anschlüsse, beispielsweise Schläuche benötigt werden.

Ein Aueführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht j schenatisoh dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig«, 1 eine senkrecht© Schnittansicht eines Vakuiuaentgssusägsgsfäßes, einer Zwischenpfanne, die so angeordnet ist j, «J.aßi4iQ das Gefäß nit geschmolzenen Metall beschickt, und eimer erfindungsgenäß aufgebauten Strönungssteuervorrichtung,

Fig. 2 eine waagrechte Schnittansicht längs der Linie 1I=II in Figur 1, in einen größeren Maßstab,

Fig β 3 eine senkrechte Schnittansicht längs der Linie III-III in Figur 2,

Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Figur 2, die jedoch den erfindungsgenäßen zweiteiligen Schieber in Schließstellung der Zwisohenpfannenaustrittsöffnung zeigt,

Fig. 5 eine Bodendraufsicht des oberen Teils des zweiteiligen Schiebers,

Fig. 6 eine senkrechte Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Figur 5,

Fig. 7 eine Draufsicht des unteren Teils des zweiteiligen Schiebers und

Fig. 8 eine senkreckte Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII in Figur 7.

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um.

Figur 1 zeigt ein Vakuumentgasungsgefäß 10 und eine tragbare Zwischenpfanne 12, die das Gefäß »it geeohfflolζenee Metall besohiokt. Das Gefäß 10 besitzt eine feuerfeste Auskleidung 13, einen Ansohluß 14 an eine nicht dargestellte VakuuHquelle sowie Zulauf-und AuslaufÖffnungen 15 und 16 in seiner Oeokelwand bzw. seiner Bodenwand· Die AuslaufÖffnung 16 weist einen nur schematisch dargestellten Verschluß 17 auf. Eine Form 18, die entweder ein Teil einer Stranggießmasohine oder eine Masselform sein kann, ist unter der AuslaufÖffnung 16 angeordnet, um entgastes Metall aufzunehmen, das aus der Öffnung 16 austritt. Die Zwischenpfanne 12 weist eine feuerfeste Auskleidung 19» eine Austrittsöffnung 20 in ihrer Bodenwand sowie einen Oberlauf 21 in ihrem oberen Rand auf. Geschmolzenes Metall wird durch eine in dem Deckel befindliche Öffnung in die Zwischenpfanne eingegossen. Wenn die Zwischenpfanne so angeordnet ist, daß sie Metall dem Gefäß 10 zuführt, sind die Austrittsund ZulaufÖffnungen 20 und 15 der Zwischenpfanne bzw. des Gefäßes in der gezeigten Weise fluohtend ausgerichtet. Der soweit beschriebene Aufbau und seine Betriebsweise sind bekannt und werden deshalb nicht im einzelnen dargestellt.

In der Zulauföffnung 15 des Entgasungsgefißes 10 ist eine Faltenbalgdichtung angebracht, die aber nioht Teil des Erfindungsgegenstandes ist. Die Dichtung weist eine von einem Metallgehäuse umgebene, feuerfeste Hülse 23 auf, die sioh durch die ZulaufÖffnung 15 erstreckt und senkrecht beweglich ist (Figur 3). Die Deckelwand des Gefäßes 10 trägt einen ringförmigen, unteren Lagerkörper 24, der die Hülse 23 umgibt und an einem Teil eines Rahmens befestigt ist, der zu dem Gefäß gehört. Das obere Ende der Hülse trägt einen ringförmigen, oberen Lagerkörper 25. Ein ausdehnbarer Balg 26 ist zwischen den beiden Lagerkörpern 24 und 25 gehaltert und umgibt die Hülse 23, Eine Druckfeder 27 umgibt

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den Balg und.liegt an den beiden Lagerkörpern an, um auf diese Weise die Hülse nach oben zu drücken.

Erfindungsgemäß trägt nun die Deckelwand des latgaeungsgefäßes 10 einen aufrechten Rahmen 30, auf den ein doppelt wirkender Druckmittelzylinder 31 (Figuren 2 und 3) gelagert ist. Der Zylinder weist nioht gezeigte, gewöhnliche Anschlüsse zur Zu- und Abführung von Antriebsmittel auf und enthält einen hin— und herbewegliohen Kolben sowie eine Kolbenstange 32, die radial zur Hülse 23 bewegbar ist. Das freie Ende der Kolbenstange trägt einen Stössel 33. Auf

™ der Deckelwand des Gefäßes 10 sind eine Heihe nach oben ragender Lager 34 angeordnet, in denen entsprechende Rollen 35 geführt werden. Diese Rollen stützen eine langgestreckte, waagrechte Schale 36, die zwischen den Zylinder 31 und der Hülse 23 angeordnet ist und sich quer zu der Kolbenstange 32 bewegen kann. Die Unterseite der Schale trägt eine Zahnstange 37* In einer anderen Reihe Lager 39» die sich von der Deckelwand des Gefäßes 10 erheben, ist eine Welle 38 geführt. Auf der Welle 38 sitzt ein Ritzel 40, das mit der Zahnstange 37 kämmt. Der eine Rand der Schale 36 ist mit einer Reihe Einkerbungen 41 versehen. Auf dem Rahmen 30 ist eine federbelastete Rastklinke 42 so angeordnet, daß sie

P ' in eine beliebige dieser Einkerbungen 41 eingreifen kann.

Die Welle 38 wird gedreht, um dadurch die Schale 36 entlang der Rollen 35 in bestimmt® Lagen vorwärts zu treiben, die sich dadurch bestimmen, daß die Rastklinke 42 mit einer Einkerbung 41 ein Eingriff kommt.

Die Oberseite der Schale 36 trägt raehrere_s von einander mit Abstand getrennte, parallele, nach oben ragende Trennwände 43 und 43a, die sich quer zu der Schale oder parallel zu der Kolbenstange 32 erstrecken· Die Trennwände 43 weisen einen gleichen Abstaue! voneinander auf und bilden eine Reihe Kammern 44 zur gleiSenutaa Aufnahme Massiver Schieber 45 und Düsenschieber 46. Die freaavead 43« i&* ficmpolt ramd

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bildet «ine Kauer 44a zur gleitenden Aufnahme eines zweiteiligen Sohiebers 47 der hier beschriebenen Art. In Figur 1 ist eine Rutsche 48 dargestellt, die zur Zuführung der Schieber zu der Schale 36 benutzt werden kann. laser wenn die Rastklink· 42 in eine Einkerbung 41 eingreift, ist die Mittellinie einer entsprechenden Kammer 44 oder 44a mit dem Stussel 33 und der Hülse 23 waagrecht ausgerichtet. Bann kann der Zylinder 3I betätigt werden, um die Kolbenstange 32 auszufahren und einen Schieber aus dieser Kammer in senkrechte Fluchtungslage mit der Hülse 23 zu stoeseii, woraufhin die Kolbenstange wieder zurückgezogen wird« Me Deckelwand des Gefäßes 10 trägt nooh einen anderen Rahmen 49 auf der der Hülse 23 entgegengesetzten Seite. Sofeald der Stusse1 einen neuen Schieber in senkrechte Fluchtungslage mit der Hülse stußt, stößt der neue SoMeaer seinerseits den alten auf den Rahmen 49.

Die Unterseite der Bodenwand der Zwischenpfanne 12 trägt zwei fest angeordnete FUhrungsetangen 52, die sich auf entgegengesetzten Seiten ihrer Austrittsoffnung 20 befinden (Figuren 3 und 4). Von diesen Führungsstangen ragen Kopfaohraubenpaare 53 nach unten. Zwei senkrecht bewegliche FUhrungsetangen 54 sind auf den Kopfsohrauben unter den entsprechenden, festliegenden Führungsstangen gelagert. Die Kopfsohrauben werden von Druckfedern 55 umfaßt und drücken die beweglichen Stangen nach oben. Die einander zugewendeten Flächen der FUhrungastangen 52 und 54 sind an jedem Ende, wie bei 56 gezeigt, abgekantet oder abgeschrägt, so daß sich nach außen erweiternde Führungawegβ zur Aufnahme eines Sohiebers bilden, wie dies im folgenden beschrieben ist. Wie Figur 4 zeigt, trägt die Oberseite des Lagerktirpers 25 ein Paar Winkeleisenführungen 57 für einen Schieber.

Wie aus den Figuren 4 bis 8 ersichtlich ist, besteht der neuartige, zweiteilige Schieber 47 e«s trennbaren, ineinanderpassenden, rechteckigen, oberen und unteren

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Metallrahmen 60 und 61. Der ober· Rahmen 60 ist entlang seines oberen Randes Hit nach außen ragenden, waagrechten Flanschen 62 versehen. Die Unterseite des oberen Rahmens hat eine Umfangsnut 63. Die Oberseite des unteren Rahmens

61 bestitzt einen senkrechten Umfangeflansch 64, der in die Nut 63 hineinpaßt. Die Rahmen 60 und 61 sind mit feuerfesten Auskleidungen 65 bzw. 66 versehen. ·

Für den Betrieb werden massive, mit Düsen versehene und zweiteilige Schieber 45, 46 und 47 in geeignete Kammern W 44 und 44a der Sohale 36 angeordnet« Die DoppeItrennwand 43a der Kammer 44a bietet Spiel für den waagrechten Flansch

62 des zweiteiligen Schiebers. Die anderen Schieber sind mit geraden Seiten versehen und sitzen freibeweglich in den Kammern 44. Bevor die Zwischenpfanne 12 auf das Entgasungsgefäß 10 das erste Mal aufgesetzt wird, wird die Welle 38 so gedreht, daß ein massiver und damit undurchlässiger Sohieber 45 alt dem Stttssel 33 and der Hülse 23 waagrecht fluchtet, woraufhin der Zylinder 31 betätigt wird, um diesen Schieber Über die Hülse zu stossen. Die Zwischenpfanne wird

: angeordnet, die Kammer evakuiert und die Zwischenpfanne mit

; geschmolzenem Metall gefüllt. Als nächstes wird dann die Bk _r Welle 36 ao gedreht, daß ein Düsenschieber 46 in waagrechter

\ Richtung mit dem Stussel und der Hülse fluchtet, woraufhin der Zylinder 31 betätigt wird, um diesen Düsenschieber über

^; die Hülse zu stossen und dadurch den massiven Schieber 45 auf den Rahmen 49 zu schieben. Xn beiden Fällen drückt die

j Feder 27 das obere Ende der Hülse dicht an^en Boden des Schiebers an, um das in dem Gefäß 10 vorhandene Vakuum aufrecht zu erhalten. Dann wird geschmolzenes Metall in das Gefäß 10 eingelassen und aus diesem Gefäß in die Gießform 18 ausgetngen. Der Metallvorrat in der Zwischenpfanne wird in der üblichen Weise wieder aufgefüllt.

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Bevor der Gießvorgang beendet wird, wird die Welle 38 nooh einmal gedreht, so daß der zweiteilige Schieber in waagrechter Riohtung mit dem Stössel und der Hülse -fluchtet. Wenn alles fertig ist, um die Zwischenpfanne zu entfernen, wird der Zylinder Jl betätigt, um den zweiteiligen Sohieber über die Hülse zu stossen und dadurch den Düsenschieber 46 auf den Rahmen 49 zu befördern. Die Flansche 62 auf dem oberen Rahmen 60 des zweiteiligen Schiebers treten in die Zwischenräume zwischen den FUhrungsstangen 52 und 54 ein. Die abgeschrägten Flächen 56 der FUhrungsstangen erleichtern diesen Eintritt, und die Federn 55 halten den oberen Teil des Schiebers in dichter Anlage an dem Boden der Zwischenpfanne, wodurch ihre Austrittsöffnung 20 abgedichtet wird. Sobald die Zwischenpfanne abgehoben wird, trennen sich die beiden Teile des Schiebers, und der Bodenteil bleibt Über der Hülse 23. Das in dem Gefäß herrschende Vakuum hält den Bodenteil in dichter Anlage, so daß eine Abdichtung geschaffen wird, und das Vakuum aufrechterhalten bleibt. Wenn der nächste Entgasungsvorgang beginnt, brauchen nur die Sohieber in der oben beschriebenen Weise gewechselt zu werden. Die bei der Evakuierung der Kammer bei jedem Gießvorgang sonst auftretende zeitliche Verzögerung wird auf diese Weise vermieden.

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1. Vorrichtung zur Steuerung der Abgabe einer Flüssigkeit an ein Vakuumgefäß aus einem Behälter, der oben auf dem Vakuumgefäß entfernbar angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit durch eine Austrittsöffnung im Boden des Behälters und durch eine senkrecht dazu flüchtende Zulauföffnung des Vakuumbehälters strömt, dadurch gekennzeichnet, daß massive Schieber (45) und Düsenschieber (46) wahlweise mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung (30,31,33) in senkrechte Fluchtungslage verschiebbar sind, wobei die Zulauföffnung (15) und die Austrittsöffnung (20) mit dem Behälter (12) und dem Gefäß (10) in dichter Berührung stehen, um ein Ausströmen von Flüssigkeit zu verhindern oder zu ermöglichen, und wobei zu den Schiebern (45,46) ein zweiteiliger Schieber (47) gehört, der voneinander trennbare, obere und untere Teile (6O,6i) aufweist, von denen jeder einen Verschlußkörper bildet und von denen der obere

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Teil (60) τ·η auf dea Boden des Behälter· (IS) vorhandenen Mitteln (52,53>5**55) In der SohlieBstellung verschiebbar aufgeneaaen und gehaltert wird, während der untere Teil (61) luiamn «it deai oberen Teil (60) in die Schließstellung ttber die Zulaufttffnung (15) schiebbar ist und von de» •beren Teil getrennt werden kann, sowie nach dem Entfernen dee Behälters (12) durch das in dem GefäB herrschende Vakuua (10) in Sohlieflstellung haltbar 1st.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi der zweiteilige Schieber (%7) ineinander £ passende, rechteckige, obere und untere Sahnen (60,61) beeltst, wobei der obere Bahaen (60) entlang seiner Ränder alt Flanschen (62) versehen ist, die alt der Halterungseinriohtuiig In Eingriff bringbar sind.

3. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, *»B ^di· Betätlgungaaittei (30,31,33) oben auf dem GefäB (10) angeordnet sind.

%. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennseiohnet, daß die Betätigung«!ttel eine Sehale (36) aufweisen, Ale alt Kaaaern (%4,44a) x«r Aufnahae der vor- _ sohledenen Sohlebar (45,%6,«7) rersehen ist und eben auf " dea QefäB (10) getragen wird, daß ferner oben auf diesea ftefäB ein Sttteeel (33) gelagert ist, alt daa ein Schieber (45,%6,%7) aus der Schale (36 ) in senkrechte Fluohtungalage alt dea Austritts- und Zulauf öffnungen (20,15) stofibar ist, and deß oben auf dea GefäB (10) Mittel (37,40) angeordnet aind, durch die die Schale (36) quer zu dea Sttfascl (33) bewegbar ist, ua irgendeinen ausgewählten Schieber alt dea StBssel in Fluchtungelage zu bringen.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der alt des Behälter (12) und dem Gefäß (10) in abdichtender Berührung stehende Schieber (45,46) durch einen folgenden Schieber entfernbar ist, der von dem Stössel (33) gestossen wird, und daß oben auf de« Gefäß eine Einrichtung (49) zur Aufnahme des entfernten Schiebers gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafi die Halterungsmittel in senkrechtes Abstand angeordnete Ftthrungsstangenpaare (52,54) aufweisen, die

™ die Plansche (62) aufnahmen, sowie Federn (55) die die Führungsstangen zusammendrücken» .

7. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1-6₉ Sadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (45_s46,47) aus

_: feuerfesten Material gefertigt sind, das zur Steuerung des Stahlsohaelzenflusses geeignet ist.

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