[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, insbesondere zum Einführen von Spülgas,
in eine einen Schiebeverschluß aufweisende Ausgußöffnung metallurgischer Gefäße durch
im Schließbereich der Verschlußplatte angeordnete Düsen über eine von einer Gasquelle
ausgehende gesteuerte Leitung.
[0002] Im Prinzip dienen solche in Schließstellung des Verschlusses durchgeführte Gaseinführungsverfahren
dazu, etwaigen Einfrierungen bzw. Batzenbildungen infolge von beispielsweise an den
Wandungen der Ausgußöffnung erkaltete Schmelze vorzubeugen, zumindest aber die Schmelze
bis zur nächsten Öffnung des Verschlusses zum Selbstausfluß fließfähig zu halten.
Dies gelingt mit den bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht immer, vielmehr bleibt
die Ausgußöffnung nach Öffnen der Verschlußplatte in einer nicht befriedigenden Rate
verstopft und muß meist manuell mit einer Sauerstofflanze freigebrannt werden, was
umständlich, zeitraubend und kostspielig ist.
[0003] Aus der DE- 35 06 426 ist ferner ein Spülgasverfahren bekannt, mit dem während des
Gießens sich in der Ausgußöffnung aufbauenden Ablagerungen entgegengewirkt wird und
gebildete Zuschmierungen beseitigt werden. Hierzu ist neben einer kontinuierlichen,
eine impulsartige Gaseinführung vorgesehen, die beide durch gesteuerten Einsatz die
Ausgußöffnung freihalten sollen.
[0004] Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, Spülgaseinführungen durch geschlossene Verschlußplatten
dahingehend zu verbessern, daß nach jedem Öffnen des Schiebeverschlusses der Selbstausfluß
der Schmelze aus der Ausgußöffnung möglich ist.
[0005] Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Erreichen
eines vorbestimmten Spülgas-Gegendruckes und/oder unmittelbar vor dem Öffnen der Verschlußplatte
mindestens ein durch eine Druckgasquelle von wenigstens 12 bar erzeugter Druckstrahl
in der Ausgußöffnung entstehende Verstopfungen freimacht. Auf diese Weise kann die
heutzutage von den Gießbetrieben als unerläßlich geforderte, hundertprozentige Selbstflußrate
nach Öffnen des Schiebeverschlusses mit verhältnismäßig geringem Aufwand erreicht
und damit ein kostspieliger Gießabbruch vermieden werden.
[0006] Der Druckstrahl wird dabei über eine sehr kurze einstellbare Zeitspanne, vorzugsweise
nur über Sekundenbruchteile, eingeleitet.
[0007] Im einzelnen wird dabei zweckmäßig so vorgegangen, daß drei Düsenstrahlen symmetrisch
in die Ausgußöffnung wirken und die Schaltung der durch die Düsenstrahlen bewirkten
Druckwellen mit Hilfe des Spülgas-Gegendruckes bei einer zur Verfestigung neigenden
Konsistenz der Schmelze in der Ausgußöffnung erfolgt. Konkret bedeutet dies, je nach
Auslegung der Gaseinführungsanlage und des verwendeten Spülgasdruckes, dazugehörige
Gegendruckwerte von etwa 5 bis 50 %. Vorzugsweise ist die Druckwelle innerhalb eines
Druckstranges in einem volumetrisch abgestimmten Druckkessel gespeichert, der in offener
Leitungsverbindung zu einer Druckgasquelle und in geschlossener Leitungsverbindung
zu der Spülgasleitung steht, wobei bei Schaltung der Druckwelle gleichzeitig die offene
Verbindung zur Druckgasquelle geschlossen wird. Dadurch kommen auf einfache Art Druckwellen
mit gleichen Gasmengen zustande, die zudem problemlos steuerbar sind.
[0008] Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß für die fließfähige Aufbereitung
der Schmelze in die Ausgußöffnung Luft, Argon oder ein Gas-Feststoff-Gemisch eingedüst
wird.
[0009] Das zusätzliche Durchblasen des Düsenstrahles durch den porösen Stopfen sichert die
Verteilung des Spülgases über den gesamten Querschnitt der Ausgußöffnung.
[0010] Bei allfälliger Verstopfung der Düsen werden diese in Offenstellung des Verschlusses
durch Einleitung eines Düsenstrahles freigeblasen. Bedingung ist jedoch, daß der Stopfen
außerhalb der Bodenplatte zu liegen kommt.
[0011] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung ausführungsweise erläutert.
Figur 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch einen eine Gaseinführung
aufweisenden Schiebeverschluß mit Steuereinrichtung,
Figur 2 einen Schnitt durch einen Gaseinführungsstopfen, und
Figur 3 die Draufsicht zu Figur 2.
[0012] In der Zeichnung bedeutet 1 die Ausgußöffnung eines nicht näher dargestellten metallurgischen
Gefäßes, die einlaufseitig am Lochstein 2 beginnt und ansonsten von der Einlaufhülse
3 sowie der ortsfesten Bodenplatte 4 gebildet wird. An der feuerfesten Bodenplatte
4 liegt eine in den Pfeilrichtungen 5 linear verstellbare feuerfeste Verschlußplatte
6 an, deren Durchflußöffnung 7 bei geöffnetem Verschluß die Ausgußöffnung 1 fortsetzt.
Hingegen wird in der in Figur 1 gezeigten Schließstellung durch Düsen 8 eines im Schließbereich
der Platte 6 angeordneten Stopfens 9, der aus gasdurchlässigem porösem oder hochfestem
Feuerfestmaterial hergestellt ist, Spülgas in die Ausgußöffnung 1 eingeführt zur Einfrierverhinderung
der über der Verschlußplatte 6 stehenden Schmelze.
[0013] Hierbei strömt das Gas den Stopfendüsen 8 aus einem in der Verschlußplatte 6 unterhalb
des Stopfens 9 angeordneten Gasraum 10 zu, der seinerseits mit einem zum Plattenumfang
führenden Gaskanal 11 in Verbindung steht, wobei der Stopfen 9 und der Gasraum 10
von einer mit dem Gaskanal 11 fest verbundenen Blechhülle 9′ umgeben sind und dadurch
Leckverluste weitgehend vermieden werden können. Es ist ein Gasanschluß 12 für eine
von einer Gasquelle 13 ausgehende Leitung 14 vorgesehen, in der in Strömungsrichtung
hintereinander ein Druckreduzierer 15, ein Absperrventil 16, ein Drosselventil 17
und gegebenenfalls ein Mengendurchflußregler 18 sowie ein Manometer 19, ein Druckschalter
20, ein Rückschlagventil 21 und ein Doppelrückschlagventil 22 angeordnet sind. Davon
wird das als Magnetventil ausgebildete Absperrventil 16 von einem Prozessor 23 gesteuert,
der seinerseits Meßwerte vom Druckschalter 20 und Stellungswerte des Stellungsmessers
24 der Schiebeverschlußbetätigung erhält.
[0014] Die Gasquelle 13 und die Leitung 14 sowie eine daran anschließende Anschlußleitung
25 dienen zum Zuführen eines konstanten Gasstromes über den Gasanschluß 12 zu den
Stopfendüsen 8 in einer gewünschten Gasmenge, die von Hand am Drosselventil 17 einstellbar
ist und durch den nachfolgenden Mengendurchflußregler 18 auf dem eingestellten Wert
gehalten wird, bei infolge von unterschiedlichen Strömungsbedingungen in der Ausgußöffnung
1 sich änderndem Gegendruck. Neben dieser üblichen konstanten Gaseinführung durch
die Leitung 14, die im allgemeinen mit einem Gasdruck nicht über 10 bar arbeitet und
die nach Öffnen des Schiebeverschlusses nicht in jedem Fall die Schmelze selbstfließend
aus der Ausgußöffnung 1 austreten läßt, ist zum Sicherstellen des Selbstauslaufes
eine weitere Gaseinführung vorgesehen, die mittels geschoßartiger, durch eine Druckwelle
an den Stopfendüsen 8 erzeugter Düsenstrahlen Ausflußhindernisse in der Ausgußöffnung
1 beseitigt. Hierzu dient ein Druckstrang 30, der von einer Druckgasquelle 31 mit
etwa 200 bar ausgeht und in das Doppelrückschlagventil 22 mündet. Dazwischen sind
angeordnet, ein Druckreduzierer 32, ein Absperrventil 33, ein Druckkessel 34 sowie
ein weiteres Absperrventil 35. Beide wiederum als Magnetventile ausgebildete Absperrventile
33 und 35 erhalten Schließ- und Öffnungsbefehle vom Prozessor 23.
[0015] In der Schließstellung der Verschlußplatte 6 hat der Prozessor 23 das Absperrventil
16 der Leitung 14 des konstanten Gasstromes geöffnet, so daß Spülgas dem Düsenstopfen
9 mit einem am Druckreduzierer 15 eingestellten Gasdruck zufließt, der, falls keine
anderen Betriebsweisen höheren Drucks vorrangig sind, wenigstens die Düsen 8 vor Eindringen
der Schmelze schützt. Ändert sich während des Betriebes der Zustand der Schmelze in
der Ausgußöffnung 1 durch Erkalten, so baut sich in der Strangleitung 14 ein immer
größer werdender Druck auf, der bei Erreichen eines am Druckschalter 20 eingestellten
Maximums den Prozessor 23 veranlaßt, das Absperrventil 35 im Druckstrang 30 zu öffnen
und damit eine Druckwelle freizugeben, die an den Düsen 8 Düsenstrahlen von solcher
Wucht form, daß erstarrte Schmelze auf- bzw. von den Wänden der Ausgußöffnung 1 losbricht
und Schmelzebatzen in wärmere Schmelzezonen am Ausgußeinlauf abgeführt werden. Die
Druckwelle, die auf dem Weg zu den Düsen 8 den am Druckstrang 35 gelegenen Teil des
gemeinsamen Doppelrückschlagventils 22 und die gemeinsame Anschluß 25 passiert, wird
aus dem Druckkessel 34 entlassen, der im Normalbetrieb offene Verbindung zur Druckgasquelle
31 hat und mit dem am Druckreduzierer 32 eingestellten Druck von etwa 15 bis 30 bar
belastet wird, während sein Volumen einer dazu abgestimmten Druckgasmenge entspricht.
Sobald das Absperrventil 35 hinter dem Druckkessel 34 zur Freigabe der Druckwelle
öffnet, schließt das sich davor befindliche, ansonsten offene Absperrventil 33 und
sperrt die Verbindung zur Druckgasquelle 31 ab. Weiterhin schließt beim Auslösen der
Druckwelle der zur Leitung 14 gehörende Teil des Doppelrückschlagventils 22, der bei
entsprechender Ausbildung des Ventils aber auch offen bleiben kann, so daß die Druckwelle
den konstanten Gasstrom der Leitung 14 überlagert.
[0016] Damit die Blechhülle 9′ bei der Erzeugung einer Druckwelle nicht nach unten herausgestoßen
wird, ist ein an der Platte 6 befestigtes Verstärkungsblech 6′ unterhalb des mit der
Blechhülle 9′ zusammengeschweißten Gaskanals 11 vorgesehen.
[0017] Gemäß Figuren 2 und 3 ist ein Stopfen 9 verwendet, der drei durch Bohrungen gebildete
Düsen 8 aufweist, die mit den Mündungen achsensymmetrisch zur Achse der Ausgußöffnung
1 stehen, jedoch wie Figur 3 strichpunktiert zeigt, zum Erzeilen eines Dralleffektes
in der Längsachse geneigt sein können. Je nach Verschlußleistung kann der Durchmesser
der Düsen 8 zwischen 2 und 7 mm betragen.
[0018] Wiederum umgibt eine Blechhülle 9′ den Stopfen 9 sowie den darunter befindlichen
Gasraum 10.
[0019] Bewährt haben sich auch Stopfen mit 5 nicht symmetrisch angeordneten Düsen, wobei
die Stopfen aus einem porösen gasdurchlässigen Feuerfestmaterial bestehen.
1. Verfahren zum Einführen, insbesondere von Spülgas, in eine einen Schiebeverschluß
aufweisende Ausgußöffnung metallurgischer Gef°ße durch im Schließbereich der Verschlußplatte
angeordnete Düsen über eine von einer Gasquelle ausgehende gesteuerte Leitung, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines vorbestimmten Spülgas-Gegendruckes und/oder
unmittelbar vor dem Öffnen der Verschlußplatte mindestens ein durch eine Druckgasquelle
von wenigstens 12 bar erzeugter Düsenstrahl in der Ausgußöffnung (1) entstehende Verstopfungen
freimacht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenstrahl jeweils
über eine sehr kurze einstellbare Zeitspanne, vorzugsweise nur über Sekundenbruchteile
eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Düsenstrahlen symmetrisch
in die Ausgußöffnung (1) wirken.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung
der durch den Düsenstrahl bewirkten Druckwelle mit Hilfe des Spülgas-Gegendruckes
bei einer zur Verfestigung neigenden Konsistenz der Schmelze in der Ausgußöffnung
erfolgt.
5. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwelle
innerhalb eines Druckstranges (30) in einem volumetrisch abgestimmten Druckkessel
(34) mit einer offenen Leitungsverbindung zu einer Druckgasquelle (31) und einer geschlossenen
Leitungsverbindung zu der Spülgasleitung (14) gespeichert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schaltung der Druckquelle
die offene Verbindung des Druckkessels (34) zur Druckgasquelle (31) geschlossen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9ekennzeichnet, daß
Luft, Argon oder ein Gas-Feststoff-Gemisch eingedüst wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Düsenstrahl aus dem durch die Düsen (8) sowie dem durch den porös hergestellten
Stopfen geleitete Spülgas zusammensetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Offenstellung
des Schiebeverschlusses mindestens ein Düsenstrahl zum Freiblasen der Düsen (8) erzeugt
wird.