DE3345247C2

DE3345247C2 - Drehduesenanordnung fuer metallurgische behaelter

Info

Publication number: DE3345247C2
Application number: DE3345247A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Yokohama Kanagawa Yoshihara
Original assignee: Nippon Rotary Nozzle Co Ltd; Nippon Kokan Ltd; Kokankikai Kogyo KK
Current assignee: Nippon Rotary Nozzle Co Ltd; JFE Engineering Corp; Kokankikai Kogyo KK
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1987-01-22
Also published as: FR2537473B1; LU85134A1; GB8333127D0; GB2133505A; GB2133505B; DE3345247A1; FR2537473A1; US4591080A; BE898457A

Abstract

In einer Doppelklappen-Drehdüsenanordnung für metallurgische Behälter kann eine am Boden des Behälters angebrachte Bodenplatte durch eine innere Klappe geöffnet und geschlossen werden, und eine in gleitender Oberflächenberührung mit der Bodenplatte stehende Schieberplatte kann ebenfalls mittels einer äußeren Klappe geöffnet und geschlossen werden. Die Bodenplatte ist mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen versehen und in einem Kasten gelagert, der in der inneren Klappe mittels eines Lagers derart drehbar gelagert ist, daß die Bodenplatte zusammen mit dem Kasten von Hand gedreht werden kann, wenn die innere Klappe geöffnet ist, wodurch eine Drehdüsenanordnung verwirklicht ist, bei der leicht und schnell der Auswechselvorgang der Düsenöffnungen der Bodenplatte durchgeführt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehdüsenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine solche Drehdüsenanordnung ist aus der DE-PS 32 07 831 bekannt. Sie ist allgemein an dem Basisteil befestigt und abgestützt, der an der Bodenwand eines Stahlschmelzenbehälters, wie einer Gießpfanne oder Zwischenpfanne befestigt ist. Der Basisteil ist an der Bodenwand des Behälters befestigt und umschließt eine obere Düse, die in den Behälter eingepaßt ist und eine Düsenöffnung aufweist, und eine Bodenplatte ist am Basisteil so befestigt, daß sie mit der Düsenöffnung ausgerichtet ist. Eine Schieberplatte mit einer Düsenöffnung wird in Oberflächenberührung gegen die Bodenplatte durch einen am Basisteil abgestützten Stützrahmen gedrückt und längs einer Seite der Anordnung ist ein Antrieb zum Drehen der Schieberplatte angeordnet, an deren unterem Teil innerhalb des Stützrahmens eine Sammeldüse befestigt ist. Auf diese Weise wird die Schieberplatte zur Einstellung des Öffnungsgrades der Düsenöffnung gedreht.
Die bekannte Drehdüsenanordnung ist eine Doppelklappen-Drehdüse, bei der eine eine Bodenplatte enthaltende innere Klappe und eine eine Schieberplatte enthaltende äußere Klappe durch Drehgelenke derart angelenkt sind, daß diese Platten geöffnet und geschlossen werden können, und diese Düsenart weist eine Anzahl von Merkmalen auf, wodurch die sich berührenden oder gleitenden Oberflächen der oberen Düse, der Bodenplatte und der Schieberplatte freigelegt werden können und irgendwelche Schäden der Plattenoberflächen durch das unbewaffnete Auge festgestellt werden können, keine Notwendigkeit für die Vorratshaltung eines Auswechsel- oder Reparatursatzes für die Platten besteht, die Betätigung einfach ist usw.
Allgemein weist diese Doppelklappen-Drehdüse ihre Bodenplatte in der an einem Basisteil schwenkbar angelenkten inneren Klappe auf und die in der Bodenplatte ausgebildete Düsenöffnung ist mit einer oberen Düse verbunden, die aus einem Stahlschmelzebehälter vorsteht, wenn die innere Klappe geschlossen ist. Wenn ferner die äußere Klappe geschlossen ist, wird die eine oder mehrere Düsenöffnungen aufweisende Schieberplatte in enger Berührung mit der unteren Fläche der Bodenplatte mittels Federn gehalten und die Schieberplatte wird so gedreht, daß das Ausmaß der Übereinstimmung zwischen den Düsenöffnungen (oder der Öffnungsgrad) eingestellt wird. Ferner ist kürzlich vorgeschlagen worden, zwei symmetrische Düsenöffnungen in der Bodenplatte vorzusehen, die so gedreht wird, daß zur Verwendung der Düsenöffnungen dieselben selektiv mit der oberen Düse verbunden und dadurch die Lebensdauer der kostspieligen Bodenplatten erhöht wird.
Bei Verwendung der Doppelklappen-Drehdüse der genannten Art trat jedoch folgendes Problem auf.
Bei der Doppelklappen-Drehdüse sind ihre Klappen durch das Drehgelenk am Basisteil schwenkbar angelenkt, der an der Bodenwand des Stahlschmelzbehälters befestigt ist, wie oben erwähnt, und der Abtrieb eines Untersetzungsgetriebes einer Antriebseinrichtung, beispielsweise eines Motors, wird über ein Zwischenrad oder Zahnrad eines die Schieberplatte enthaltenden und in der äußeren Klappe vorgesehenen Rotors übertragen, wodurch das Rotorzahnrad und infolgedessen die Schieberplatte zur Einstellung der Düsenöffnung gedreht wird.
In diesem Falle ist es infolge der Nichtschwenkbarkeit der äußeren Klappe, die auf einer gegenseitigen Behinderung des Zahnrads des Rotors und des Zwischenrads beruht, beim Öffnen und Schließen der äußeren Klappe üblich, daß das Zwischenrad abgenommen oder das Zwischenrad verschoben wird, um es jedesmal, wenn die äußere Klappe geöffnet oder geschlossen werden soll, außer Eingriff mit dem Rotorzahnrad zu bringen. Es tritt jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf, nämlich daß das Gewicht des Zwischenrads groß und darüber hinaus seine Entfernung mühsam ist, wodurch ein großer Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich ist, daß in diesem Fall das Zwischenrad einer hohen Temperatur (ungefähr 300°C) infolge der Strahlungshitze der Stahlschmelze ausgesetzt und seine glatte Verschiebung häufig verhindert wird usw.
Durch die Erfindung soll eine Doppelklappen-Drehdüse geschaffen werden, bei der die äußere Klappe ohne Gefahr einer Behinderung beispielsweise durch ein Zwischenzahnrad, das in Eingriff mit einem Zahnrad eines in die äußere Klappe eingebauten Rotors steht, leicht geöffnet und geschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die die Schieberplatte enthaltende äußere Klappe ist zwar durch das Drehgelenk schwenkbar am Basisteil angelenkt, der am Boden des Stahlschmelzebehälters befestigt ist, so daß sie mittels des Drehgelenks geöffnet und geschlossen werden kann, es ist aber aus Gründen der Sicherheitskontrolle absolut notwendig, daß beim Schließen der äußeren Klappe die Bodenplatte und die Schieberplatte in enger gegenseitiger Berührung gehalten werden, um ein Auslecken von Stahlschmelze und das Eintreten von Luft zu verhindern, und außerdem müssen die innere und äußere Klappe sicher verriegelt sein, um ein Öffnen der Klappen während des Gießbetriebes zu verhindern. So war es in der Praxis üblich, daß nach dem Schließen der Klappen eine Schraubverriegelung mittels zweier oberer und unterer Bolzen vorgenommen wurde, die durch den Basisteil und die äußere Klappe auf der dem Drehgelenk der äußeren Klappe gegenüberliegenden Seite eingesetzt wurden. Bei dieser Art von Sperreinrichtung mit Verwendung von Bolzen tritt jedoch der Nachteil auf, daß es, wenn die äußere Klappe geöffnet werden soll, schwierig ist, die Zapfen infolge einer Schrägstellung zwischen den Zapfen und den in Eingriff stehenden Teilen zu entfernen und es darüber hinaus unmöglich ist, die durch die Hitze der Stahlschmelze erhitzten Zapfen innerhalb einer vernünftigen Zeit mit den Händen zu berühren, und infolgedessen ist die Betätigung schwierig und erfordert infolge der geringen Größe der Zapfen viel Zeit. Andere Nachteile bestehen darin, daß die Sperreinrichtung für die Zapfen kompliziert ist und leicht beschädigt werden kann usw.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden diese Schwierigkeiten durch die Merkmale des Anspruchs 2 beseitigt.
Da die Doppelklappen-Drehdüse am Boden des Stahlschmelzebehälters befestigt ist, wird bei Betrieb die Drehdüse auf eine Temperatur von etwa 300°C durch die Strahlungshitze der Stahlschmelze erhitzt. Dies hat die Wirkung, daß die Schraubenfedern zum Halten der Schieberplatte in enger Berührung mit der Bodenplatte durch den Rotor erhitzt und beeinträchtigt werden, und um diese Erscheinung zu verhindern, wird Luft durch das in der Außenwand des äußeren Klappenrahmens gebildete Einlaßloch geleitet, durch die Federkammer zirkuliert und nach außen durch die andere Belüftungsöffnung ausgestoßen, wodurch die Schraubenfedern gekühlt werden.
Dieses Kühlverfahren ist zwar geeignet, die Schraubenfedern in der Umgebung des Einlaßloches, durch das Luft zugeführt wird, ausreichend zu kühlen, aber infolge der Tatsache, daß während des Betriebes die Schraubenfedern zusammengedrückt sind und der Federdrahtabstand verkleinert ist (auf 1 bis 2 mm), wird die Luftströmung behindert, was zur Folge hat, daß die während ihres Durchströmens durch die Federkammer erhitzte Luft mit der Zeit eine ziemlich hohe Temperatur annimmt und nach außen durch die Belüftungsöffnung ausgestoßen wird, und infolgedessen werden die Schraubenfedern in der Umgebung der Belüftungsöffnung praktisch überhaupt nicht gekühlt, so daß sich Unterschiede in der Kühlwirkung in Abhängigkeit von der Lage ergeben. Deshalb verhalten sich die Schraubenfedern an Stellen mit guter Kühlwirkung und die Schraubenfedern an Stellen mit schlechter Kühlwirkung unterschiedlich, und die Preßkraft auf den Rotor ist von einer Stelle zur anderen unterschiedlich, so daß die Schieberplatte nicht gleichförmig in enger Berührung mit der Bodenplatte gehalten wird und dadurch ein Auslecken der Stahlschmelze, der Eintritt von Luft oder frühere Abnützung und Ausfall der zwei Platten hervorgerufen wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 werden diese Schwierigkeiten behoben.
Eine ähnliche Anordnung ist zwar bereits aus der DE-OS 24 05 282 bekannt, jedoch ist diese Maßnahme insbesondere im Zusammenhang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 von besonderem Vorteil.
Die Bodenplatte kann infolge der Getriebekastenausbildung nicht am Getriebekasten mittels Schrauben oder dgl. befestigt werden, und ebenso kann die Schieberplatte infolge der Rotorkonstruktion nicht befestigt oder festgelegt werden. Daher besteht die Möglichkeit, daß jede dieser Platten aus dem Gehäuse oder Rotor herausfällt, wenn die innere oder äußere Klappe geöffnet wird, so daß große Gefahren auftreten und auch die Möglichkeit besteht, daß diese kostspieligen Platten beschädigt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird dafür gesorgt, daß diese Gefahren nicht mehr auftreten können.
Da der Basisteil am Boden des Stahlschmelzebehälters angeschweißt ist, kann, wenn der Wunsch besteht, die ganze Anordnung zur Inspektion oder Auswechslung vom Stahlschmelzebehälter abzunehmen, die ganze Anordnung nicht einfach entfernt werden und der Wartungsvorgang viel Zeit, so daß die Gefahr entsteht, daß die Verwendung des Stahlschmelzebehälters über eine lange Zeitdauer unmöglich und der Betrieb behindert wird.
Eine zweckmäßige Weiterbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht einen unbehinderten Betrieb über eine längere Zeitdauer.
Ähnliche Lösungen sind zwar bereits aus den DE-OS 30 14 054 und 30 13 975 vorbekannt. Hier ergibt sich aber durch die Anwendung der Merkmale im Zusammenhang mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wie dargelegt, ein besonderer Vorteil.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 1b eine Ansicht von unten in Richtung der Pfeile im wesentlichen längs der Linie B-B in Fig. 1a, wobei zur größeren Klarheit Teile weggebrochen bzw. geschnitten sind,
Fig. 2a eine Vorderansicht der Ausführungsform bei geschlossenem Zustand der Klappen,
Fig. 2b eine Vorderansicht der Ausführungsform bei geöffnetem Zustand der Klappen,
Fig. 3 eine Schrägansicht der Ausführungsform bei geöffnetem Zustand der Klappen, wobei zur größeren Klarheit Teile weggebrochen sind,
Fig. 4 und 5 Längsschnitte, die die Funktion einer erfindungsgemäßen Sperreinrichtung darstellen,
Fig. 6 eine Schrägansicht einer weiteren Ausführungsform des Sperrarms,
Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen der Beziehung zwischen dem Zahnrad des Rotors und dem Zwischenrad gemäß der Erfindung,
Fig. 9 einen Schnitt der Linie IX-IX in Fig. 1a,
Fig. 10 eine Schrägansicht des Hauptteils der Fig. 9,
Fig. 11 eine Aufsicht auf den Hauptteil einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fallverhinderungseinrichtung für die Schieberplatte und
Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 11.
Die Erfindung wird zuerst kurz mit Bezug auf die Fig. 1a, 1b, 2a, 2b und 3 beschrieben. In den Figuren ist mit 1 eine Zwischenplatte bezeichnet, die am Boden eines als Gießpfanne, Zwischenpfanne oder dergleichen ausgebildeten Behälter 11 befestigt ist, und mit 2 ein Basisteil, der an der Zwischenplatte 1 befestigt und mit zwei Paaren von Trägern 21, 21 a und 22, 22 a an seinen Seiten versehen ist. Mit 3 ist die innere Klappe mit einem Klappenrahmen 3 a bezeichnet, der Arme 35 und 35 a sowie einen Bodenplatten-Trägerkasten 31 aufweist, welcher innen über ein Kugellager 32 drehbar gelagert ist, und eine Bodenplatte 33 ist im Bodenplatten-Trägerkasten 31 in einer dagegen nicht drehbaren Lage aufgenommen. Mit 34 und 34 a sind Düsenbohrungen in der Bodenplatte 33 bezeichnet. Mit 23 bzw. 24 sind in einem bestimmten Abstand auf der Innenseite der Träger 21 bzw. 21 a vertikal angeordnete Arme und mit 27 und 27 a Sperrarme bezeichnet, deren jeder an einem Ende einen Teil mit verbreitertem Durchmesser trägt, wobei die Arme 35 und 35 a der inneren Klappe 3 und die Sperrarme 27 und 27 a an den Trägern 21 und 21 a durch Schraubbolzen 28 bzw. 28 a schwenkbar befestigt sind (diese Schwenkeinrichtung wird nachfolgende als erstes Drehgelenk 30 bezeichnet). Mit 12 ist eine obere Düse bezeichnet, deren unterer Teil durch die Öffnungen im Boden des Behälters 11, der Zwischenplatte 1 und des Basisteils 2 ragt und mit der Düsenbohrung 34 (oder 34 a) der Bodenplatte 33 verbunden ist.
Mit 4 ist eine äußere Klappe, mit 41 ein ringförmiger Tragrahmen mit L-förmigen Querschnitt und Armen 46 und 46 a und mit 42 ein beweglicher Ringteil mit L-förmigem Querschnitt bezeichnet, der innerhalb des Rahmens 41 vertikal beweglich ist, wobei der Rahmen 41 und der bewegliche Teil 42 eine ringförmige Federkammer 43 bilden, in der eine Mehrzahl Schraubenfedern 44 angeordnet ist, wodurch der bewegliche Ringteil 42 nach oben gedrückt wird. Die Schraubenfedern können natürlich auch durch Tellerfedern oder dergleichen ersetzt werden. Mit 45 ist ein Rotor bezeichnet, der im Rahmen 41 aufgenommen und auf dem beweglichen Ringteil 42 mittels eines Kugellagers 47 drehbar gelagert und mit einem Stirnzahnrad 48 versehen ist, welches ein einstückiger Teil der Außenfläche desselben ist. Mit 49 ist eine Schieberplatte, die nicht drehbar im Rotor 45 aufgenommen ist, mit 50 und 50 a Düsenbohrungen in der Schieberplatte 49 und mit 51 bzw. 51 a mit den Düsenbohrungen 50 bzw. 50 a verbundene Sammeldüsen bezeichnet.
Auf der Oberfläche des Rotors 45 sind Ausgleichskurvenführungen 52 und 52 a an gegenüberliegenden Stellen vorgesehen, die aus der Oberfläche des Rotors 45 vorstehen. Mit 53 und 53 a sind Klemmorganaufnahmen bezeichnet, die an den Seiten des Rahmens 41 vorgesehen sind und teilweise aus der Oberfläche des Rahmens 41 vorstehen, und es sind durchgehende Löcher 54 und 54 a zur Aufnahme von Klemmorganen 55 jeweils durch die Klemmorganaufnahmen 53 und 53 a längs der Radialrichtung des Rahmens 41 vorgesehen. Wie im oberen rechten Teil der Fig. 3 ersichtlich, weist das Klemmorgan 55 einen Keil 56, eine Führung 57 und einen Handgriff 58 auf. Mit 59 und 59 a sind Sperrplatten bezeichnet, die an den Seiten der Klemmorganaufnahme 53 vorgesehen sind und aus dem Außenumfang des Rahmens 41 vorstehen, und Kerben 60 und 60 a sind jeweils an den den Sperrarmen 27 bzw. 27 a entsprechenden Stellen vorgesehen.
Die äußere Klappe 4 ist schwenkbar an den Trägern 22 und 22 a des Basisteils 2 mittels durch die Arme 46 und 46 a des Rahmens 41 gehender Schraubenbolzen 61 und 61 a schwenkbar angelenkt (diese Schwenkeinrichtung wird nachfolgend als zweites Drehgelenk 62 bezeichnet). Mit 70 ist ein Zwischenrad bezeichnet, das mit einem Abtriebsrad 71 a eines Untersetzungsgetriebes 71 kämmt und durch einen nicht gezeigten Antrieb, wie einen Motor, angetrieben werden kann, so daß es seine Drehung auf das Zahnrad 48 des Rotors 45 durch den Fensterteil des Rahmens 41 übertragen kann.
Mit der oben beschriebenen Konstruktion wird die Doppelklappe-Drehdüse in der folgenden Weise zum Gießen von Stahlschmelze verwendet. Nach dem Schließen der inneren Klappe 3 mit der Bodenplatte 33 wird die äußere Klappe 4 geschlossen und die äußere Klappe 4 wird durch die Sperrarme 27 und 27 a verriegelt. Sodann wird der Rotor 45 durch die Leistung des Antriebs über das Zwischenrad 70 gedreht, und anschließend werden die Klemmorgane aus den Aufnahmen 53 und 53 a herausgezogen, wodurch die Schieberplatte 49 mit dem Rotor 45 gedreht wird und die Öffnung der Düsenbohrungen 34 und 50 derart eingestellt wird, daß die Stahlschmelze aus der oberen Düse 12 gegossen wird. Zur Durchführung einer Inspektion, Reparatur, Auswechslung oder dergleichen der Bodenplatte 33, der Schieberplatte 49 usw. werden die Klemmorgane 55 in die Aufnahmen 53 und 53 a eingesetzt und der Rotor 45 wird rückwärts gedreht, so daß der Rotor 45 nach unten gedrückt wird und die Federn 44 durch das Zusammenwirken der Kurvenführungen 52, 52 a und der Klemmorgane 55, 55 a zusammengedrückt werden. Sodann werden die Sperrarme 27 und 27 a von den Sperrplatten 59 und 59 a entfernt, und die äußere Klappe 4 wird um das zweite Drehgelenk 62 verschwenkt, wodurch die zweite Klappe 4 geöffnet wird. Um andererseits eine Inspektion, Reparatur, Auswechslung oder dergleichen der Bodenplatte 33, der oberen Düse 12 oder des Basisteils 2 durchzuführen, wird die innere Klappe 3 um das erste Drehgelenk 30 verschwenkt und geöffnet, wie in Fig. 3 gezeigt.
So kann bei der oben beschriebenen Ausführungsform nicht nur die äußere Klappe 4, welche die Schieberplatte 49 usw. enthält, sondern auch die innere Klappe 3, welche die Bodenplatte 33 usw. enthält, jeweils vom Basisteil 2 mittels des Drehgelenks geöffnet werden, und so läßt sich eine Drehung von Hand der Bodenplatte zum Auswechseln der Düsenöffnung und zur Inspektion, Einstellung oder dergleichen der Bodenplatte, der oberen Düse, des Basisteils usw. leicht und schnell durchführen.
Anschließend wird die Klappen-Klemmeinrichtung gemäß der Erfindung anhand der Fig. 3 bis 5 geschildert.

(1) Im Fall des Öffnens der äußeren Klappe 4:
Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die Klemmorgane 55 in die Löcher 54 und 54 a der Klemmorganisationen eingesetzt, und sodann wird der Rotor 45 um 90° gedreht, wodurch die Düsenöffnung 34 in ihre vollständig geschlossene Stellung gebracht wird. Infolgedessen kommen die Kurvenführungen 52 und 52 a unter die Klemmorgane 55, so daß der Rotor 45 nach unten gedrückt und die Schraubenfedern 44 zusammengedrückt werden. Wenn dies eintritt, wird ein Spalt g zwischen der Bodenplatte 33 und der Schieberplatte 49 erzeugt. Wenn daher die Sperrseite des Rahmens 41 beispielsweise von Hand nach oben gedrückt wird, werden die Sperrarme 27 und 27 a leicht in der Richtung eines Pfeiles a gedreht und die Sperrung wird aufgehoben. Sodann wird die äußere Klappe 4 um das zweite Drehgelenk 62 verschwenkt und so die äußere Klappe 4 geöffnet.
(2) Im Fall des Schließens der äußeren Klappe 4 zum Gießen von Stahlschmelze:
Im Zustand der Fig. 4 wird die Sperrseite des Rahmens 41 nach oben gedrückt, so daß die Sperrarme 27 und 27 a in Richtung eines Pfeils b, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, gedreht und in die Kerben 60 bzw. 60 a der Sperrplatten 59 bzw. 59 a eingesetzt werden. Sodann wird der Rotor 45 rückwärts um 90° gedreht, so daß die Klemmorgane 55 außer Eingriff mit den Kurvenführungen 52 und 52 a kommen, und die Klemmorgane 55 werden entfernt. Infolgedessen werden die Schraubenfedern 44 gemäß Fig. 5 ausgedehnt, so daß der Rotor 45 nach oben gedrückt wird, und die Gleitflächen der Bodenplatte 33 und der Schieberplatte 49 werden in enge Berührung gebracht. Die resultierende Reaktionskraft bewegt den Rahmen 41 nach unten, so daß die einen verbreiterten Durchmesser aufweisenden Teile der Sperrarme 27 und 27 a dicht an die Sperrplatten 59 bzw. 59 a gepreßt werden, und die äußere Klappe 4 vollständig verriegelt wird.

Indem man die einen verbreiterten Durchmesser besitzenden Teile jedes Sperrarms 27 und 27 a mit einem Block 63 versieht, der gemäß Fig. 6 einen Vorsprung 64 an der Oberseite aufweist, und indem man jede Sperrplatte 59 und 59 a mit einem Loch 65 versieht, um die Vorsprünge 64 in Eingriff mit den Löchern 65 der Sperrplatten 59 und 59 a zu bringen, ist es möglich, die Sperrwirkung noch zu verbessern.
Mit der Sperreinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, eine Drehdüse zu verwirklichen, die mit einer Sperreinrichtung versehen ist, welche einfach aufgebaut und leicht, vorteilhaft und sicher betätigbar ist. Während bei einer Klappe nach dem Stand der Technik, die mittels Zapfen gesperrt ist, etwa 60 Sekunden für das Öffnen der Klappe erforderlich sind, sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur etwa 25 Sekunden erforderlich, so daß die Arbeitszeit auf weniger als die Hälfte verkürzt ist. Während in der Vergangenheit die Bedienungsperson die Anlage 49 Sekunden lang direkt berühren mußte, ist diese Zeitspanne gemäß der Erfindung auf etwa 10 Sekunden oder ein Viertel gekürzt.
Nunmehr wird eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen der äußeren Klappe ohne Störung des Zwischenrades geschildert, das mit dem Zahnrad des Rotots kämmt.
Fig. 7 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem Zahnad 48 des Rotors 45 und dem Zwischenrad 70. Gemäß dieser Ausführungsform ist das vordere Ende jeder Zahnform der Zahnräder 48 und 70 in schräger Richtung etwas abgeschnitten. Da in diesem Fall die Eingriffsstellung zwischen dem Zahnrad 48 und dem Zwischenrad 70 zum Öffnen der äußeren Klappe 4 im wesentlichen fest ist, können beim Zahnrad 48 nur 6 von 7 der Zähne, die zum Öffnen der äußeren Klappe 4eingreifen, schräg abgeschnitten werden. Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Mittenabstand a&sub1; zwischen den Zahnrädern 48 und 70 etwas größer gewählt als der normale Mittenabstand a =@W:°KZ°kÉ¤+¤°KZ°kÊ:2&udf54; (wobei Z&sub1; den Radius des Wälzkreises des Zahnrades 48 und Z&sub2; den Radius des Wälzkreises des Zwischenrades 70 bezeichnet), und die Kopfspiele (top clearances) 48 a und 70 a der Zahnräder 48 und 70 werden etwas größer gewählt als normalerweise.
Versuche zeigten, daß ausgezeichnete Ergebnisse erzielt wurden, wenn der Mittenabstand a&sub1; zwischen den Zahnrädern 48 und 70 um 0,6 bis 1,0% größer gewählt wurde als der normale Mittenabstand a und die Kopfspiele 48 a und 70 a der Zahnräder 48 und 70 zwei- bis dreimal größer gewählt wurden als die normalen.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die Zahnräder 48 und 70 in folgender Weise ausgebildet. &udf53;np120&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz11&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Aber sogar wenn die Zahnräder 48 und 70 in der oben beschriebenen Weise ausgebildet sind, kann der Versuch, die äußere Klappe 4 um das zweite Drehgelenk 62 zu schwenken, beim Freigeben des Zahnrads 48 infolge Beeinflussung durch das Zwischenrad 70fehlschlagen. Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird das Zahnrad 48 leicht abgesenkt durch das Zusammenwirken der Kurvenführungen und der Klemmorgane, so daß das Zahnrad 48 ohne Störung durch das Zwischenrad 70 freigegeben und dadurch die äußere Klappe 4 leicht geöffnet und geschlossen wird. Die Versuche zeigten, daß hervorragende Ergebnisse durch Absenken des Zahnrades 48 um einen etwa 10 bis 15% seiner Zahnbreite entsprechenden Betrag erzielt wurden.
Wie oben anhand der Fig. 3 bis 5 erläutert, wird die Absenkwirkung des Zahnrads 48 durch Einsetzen der Klemmorgane 55 in die Löcher 54 und 54 a der Klemmorganaufnahmen 53 und 53 a der äußeren Klappe 4, Drehen des Rotors 45 um 90°, damit die Kurvenführungen 52 und 52 a unter die Klemmorgane 55 gelangen, Nachuntendrücken des Rotors 45 mit der Schieberplatte 49 (um etwa 6 mm bei der vorliegenden Ausführungsform) und Zusammenpressen der Schraubenfedern 44 hervorgerufen.
Um die äußere Klappe 4 mit eingesetzten Klemmorganen 55 zu schließen, wird die äußere Klappe 4 so verschwenkt, daß die Sperrarme 27 und 27 a in Richtung des Pfeils b verschwenkt werden und in die Kerben 60 bzw. 60 a der Sperrplatten 59 bzw. 59 a eingreifen und so die äußere Klappe 4 verriegeln (Zustand der Fig. 4). In diesem Zeitpunkt wird das Zahnrad 48 nicht durch das Zwischenrad 70 behindert und die äußere Klappe 4 läßt sich leicht schließen, wodurch das Zahnrad 48 in Eingriff mit dem Zwischenrad 70 gebracht wird. Sodann wird das Zahnrad 48 durch den Antrieb über das Zwischenrad 70 um 90° rückwärts gedreht, so daß die Klemmorgane 55 außer Eingriff mit den Kurvenführungen 52 und 52 a kommen, und die Klemmorgane 55 entfernt werden. Infolgedessen werden gemäß Fig. 5 die Schraubenfedern 44 ausgedehnt, so daß der Rotor 45 nach oben gedrückt und die Schieberplatte 49 dicht gegen die Gleitfläche der Bodenplatte 33 gepreßt wird, wodurch das Zahnrad 48 vollständig in Eingriff mit dem Zwischenrad 70 gebracht wird. Andererseits drückt die resultierende Reaktionskraft den Rahmen 41 nach unten, so daß die vergrößerten Durchmesser besitzenden Teile der Sperrarme 27 und 27 a dicht gegen die Sperrplatten 59 und 59 a gepreßt werden, und die äußere Klappe 4 vollständig verriegelt wird.
Infolge der Tatsache, daß die geschilderte Ausführungsform einfach aufgebaut, leicht zu betätigen und in der Lage ist, die äußere Klappe ohne Abnehmen oder Verschieben des Zwischenrades zu öffnen und zu schließen, hat daher im Betrieb große Wirkungen, indem die Anzahl von Bedienungspersonen verringert wird, die Betriebszeit stark verkürzt wird usw.
Nunmehr wird ein Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung für die Schraubenfedern beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist gemäß den Fig. 9 und 1a ein Auflagering 66 mit einer Federauflage 66 a und einer Mehrzahl von Führungsteilen 66 b, deren jeder eine durch seinen Mittelteil gehende Bohrung 66 c aufweist, für die Anzahl von Federn 44 innerhalb der vom Rahmen 41 und dem beweglichen Teil 42 gebildeten Federkammer 43 vorgesehen, und eine Öffnung 67 ist im Bodenteil des Rahmens 41 so ausgebildet, daß sie mit der Bohrung 66 c jeder Führung 66 b in Verbindung steht. Mit 69 ist ein Ringrohr bezeichnet, das längs der unteren Fläche des Rahmens 41 angeordnet ist, so daß es mit den im Bodenteil des Rahmens 41 ausgebildeten Öffnungen 67 in Verbindung steht, und über einen Schlauch 68 an eine gezeigte Druckluftquelle angeschlossen ist.
Bei der in der beschriebenen Weise ausgebildeten Schraubenfeder- Kühleinrichtung wird die von der Druckluftquelle zu Kühlzwecken zugeführte Luft vom Ringohr 69 in die Federkammer 43durch die jeweiligen Öffnungen 67 des Rahmens 41 und die Bohrungen 66 c der Führungen 66 b zugeleitet. Diese Luft tritt durch den Zwischenraum zwischen den Federdrähten jeder Schraubenfeder 44 (dieser Zwischenraum wird bei dieser Ausführungsform 1 bis 2 mm beim Zusammendrücken) und sie wird nach außen durch die Spalte zwischen dem beweglichen Teil 42 und dem Rahmen 41 ausgestoßen und hält dadurch die jeweiligen Springfedern auf einer bestimmten Temperatur.
Diese Kühlwirkung wird für alle Schraubenfedern in gleicher Weise durchgeführt, und daher stehen alle Schraubenfedern stets unter den gleichen Bedingungen. Daher besteht keine Gefahr, daß Änderungen der Wirkungsweise zwischen den Schraubenfedern eintreten, und der Rotor und daher die Schieberplatte werden mit gleichförmiger Kraft gedrückt, wodurch die Schieberplatte dicht gegen die Bodenplatte gedrückt wird.
Die Schraubenfedern werden zwar bei der beschriebenen Ausführungsform durch Luft gekühlt, sie können jedoch auch durch irgendein anderes Kühlmedium als Luft gekühlt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform kann die große Anzahl von Schraubenfedern getrennt und gleichfömig gekühlt werden, so daß die Schraubenfedern unter den gleichen Bedingungen arbeiten, und die Schieberplatte wird dicht gegen die Bodenplatte mit gleichförmiger Kraft gepreßt, wodurch ein Auslecken von Stahlschmelze und ein Eintritt von Luft verhindert und die Lebensdauer der beiden Platten erhöht wird.
Fig. 11 zeigt eine Teildraufsicht zur Erläuterung einer Fallverhinderungseinrichtung für die Boden- oder Schieberplatte, und Fig. 12 zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 11. In den Figuren ist mit 45 der Rotor, mit 48 das Zahnrad und mit 49 die Schieberplatte bezeichnet. Mit 49 a ist ein Stahlband bezeichnet, das zwischen der Schieberplatte 49 und dem Rotor 45 angeordnet, jedoch nicht wesentlich ist. Mit 45 a ist eine Ausnehmung im Innenumfang des Rotors 45 bezeichnet, und diese kann an zwei oder mehreren Stellen vorgesehen werden, obwohl in den Figuren nur eine einzige Ausnehmung gezeigt ist. Mit 78 ist ein Keil bezeichnet, der beispielsweise aus mit Kohlenstoff angereicherten Bakelit oder einem hitzebeständigen Kunstharz besteht, der im unteren Teil dünner ist als im oberen Teil und bei Stoßbelastung verhältnismäßig zerbrechlich ist.
Nachdem bei dieser Ausführungsform die Schieberplatte 49 im Rotor 45 aufgenommen ist, wird der Keil 78 in die Ausnehmung 45 a eingetrieben, um die Schieberplatte 49 fest in ihrer Lage zu halten, und sodann wird sein oberer Teil von der Seite her, wie durch einen Pfeil in Fig. 12 angedeutet, mit einem Hammer oder dgl. angeschlagen, so daß er im wesentlichen in der gleichen Höhe wie die Oberfläche des Rotors 45 abbricht. Der Keil 78 kann zwar aus anderem hitzebeständigem Material als mit Kohlenstoff angereichertem Bakelit und hitzebeständigen Kunstharzen hergestellt werden, er sollte jedoch vorzugsweise aus einem Material bestehen, das leicht zerbrochen werden kann, wenn es herausfällt und in irgendeinen Teil des Getriebes 48 eindringt. Ferner kann der Keil 78 zwar eine derartige Größe besitzen, daß er im wesentlichen bündig mit der Oberfläche des Rotors 45 wird, seine Wirksamkeit beim Betrieb wird aber durch Verwendung eines übergroßen Keils 78 verbessert, wobei nach dem Eintreiben des Keils 78 in die Ausnehmung 45 a der vorstehende Teil von der Seite durch den Schlag eines Hammers oder dgl. abgebrochen wird.
Während in den Fig. 11 und 12 die Schieberplatte 49 durch den Keil 78 fest am Rotor 45 gehalten wird, ist es natürlich auch möglich, daß die Bodenplatte 33 durch den Keil fest am Trägerkasten 31 gehalten wird.
Bei der beschriebenen Bauweise ist diese Ausführungsform in der Lage, die Boden- oder Schieberplatte mit einem einfachen Aufbau fest an ihrer Stelle zu halten und ein Herausfallen dieser Platten während des Öffnens und Schließens der inneren oder äußeren Klappe zu verhindern. So hat diese Ausführungsform vom Standpunkt der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit eine große Wirkung.

Claims

1. Doppelklappen-Drehdüsenanordnung für einen metallurgischen Behälter, mit einem Basisteil, der am Boden des Behälters befestigt ist, einer inneren Klappe, die eine Bodenplatte mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen enthält, einem Trägerkasten, der die Bodenplatte relativ dazu nicht-drehbar enthält, einem Klappenrahmen, der den Trägerkasten umgibt, einem ersten Lager zur drehbaren Unterstützung des Trägerkastens innerhalb des Klappenrahmens, so daß die Bodenplatte zusammen mit dem Trägerkasten von Hand drehbar ist, wenn die innere Klappe geöffnet ist, und einem ersten Drehgelenk zur schwenkbaren Anlenkung des Klappenrahmens am Basisteil, einer äußeren Klappe, welche eine mit der Bodenplatte zusammenwirkende Schieberplatte enthält, einem Rotor, der die Schieberplatte relativ dazu nicht-drehbar enthält und mit einem Zahnrad an seinem Außenumfang versehen ist, einem Rahmen, welcher den Rotor mittels eines zweiten Lagers drehbar stützt, einer innerhalb des Rahmens angeordneten Druckeinrichtung, welche Kräfte auf die untere Fläche des Rotors ausübt und dadurch die Schieberplatte gegen die Bodenplatte drückt, und einem zweiten Drehgelenk, welches den Rahmen am Basisteil schwenkbar anlenkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (48) des Rotors (45) von einem Untersetungsgetriebe (71) eines Antriebs über ein Zwischenrad (70) antreibbar ist, das am Boden des Behälters (11) angebracht ist, daß ein Mittenabstand zwischen dem Zahnrad (48) und dem mit dem Zahnrad kämmenden Zwischenrad (70) um 0,6 bis 1,0% größer gewählt ist als die Summe des Radius eines Wälzkreises des Zahnrades (48) und des Radius eines Wälzkreises des Zwischenrades (70), daß der Rotor (45) mit einer Mehrzahl von Kurvenführungen (52, 52 a) versehen ist, daß der Rahmen (41) mit einer Mehrzahl von Klemmorganaufnahmen (53, 53 a) versehen ist, so daß beim Einsetzen eines Klemmorgans (55) in jede der Klemmorganaufnahmen (53, 53 a) und Drehung des Rotors (45) jede Kurvenführung (52, 52 a) in Eingriff mit einem der Klemmorgane (55) kommt und der Rotor (45) zusammen mit der Schieberplatte (49) mindestens um einen 10 bis 15% einer Zahnbreite des Zahnrads (48) entsprechenden Betrag abgesenkt wird, somit das Zahnrad (48) gegen die Druckeinrichtung (42-44) abgesenkt und die äußere Klappe (4) ohne Beeinflussung durch das mit dem Zahnrad (48) kämmende Zwischenrad (70) geöffnet und geschlossen wird.

2. Doppelklappen-Drehdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (41) mit einer Sperrplatte (59, 59 a) versehen ist und daß der Basisteil (2) mit einem Sperrarm (27, 27 a) versehen ist, der zum Eingriff mit der Sperrplatte schwenkbar angelenkt ist.

3. Doppelklappen-Drehdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung eine Mehrzahl von Federn (44) aufweist, die innerhalb des Rahmens (41) angeordnet sind und daß ein Kühlmedium getrennt zu jeder der Federn (44) geleitet wird und somit alle Federn im wesentlichen gleichmäßig gekühlt werden.

4. Doppelklappen-Drehdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkasten (31) oder der Rotor (45) mit wenigstens einer Ausnehmung (45 a) in einer inneren Umfangsfläche desselben versehen ist und daß ein Keil (78) aus einem hitzebeständigen Material zwischen die Ausnehmung und die Bodenplatte (33) oder Schieberplatte (49) eingetrieben ist und dadurch diese Platte fest in ihrer Lage gehalten ist.

5. Doppelklappen-Drehdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenplatte (1) am Boden des Behälters (11) durch Anschweißen oder dgl. befestigt ist, wobei eine Mehrzahl von Zapfen (13) vertikal in die Zwischenplatte (1) eingesetzt ist, und daß eine Mehrzahl von Löchern (83) im Basisteil (2) vorgesehen ist, wobei jeder Zapfen (13) in eines der Löcher (83) eingesetzt ist und dadurch den Basisteil (2) fest in seiner Lage hält.