Drehverschluss für ein metallurgisches Gefäss sowie Rotor bzw. Stator für einen solchen Drehverschluss

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehverschluß für einen im wesentlichen vertikalen Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß mit einem rotationssymmetri­schen, als Verschlußkörper dienenden feuerfesten Rotor (4), welcher um eine im wesentlichen horizontale Achse (A) drehbar in einem, einen Ausflußkanal (5) aufweisenden feuerfesten Stator (6) angeordnet ist, wobei der Rotor (4) einen durch Drehung des Rotors (4) gegenüber dem Stator (6) zu öffnenden und zu schließenden Durchflußkanal (7) aufweist, dessen Aus­lauföffnung (15) in der Mantelfläche des Rotors (4) angeordnet ist, wobei zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit, Bedien­barkeit und Zugänglichkeit der Stator (6) und der Rotor (4) im Gefäßinneren in und/oder an der feuerfesten Gefäßwandausklei­dung (3) und ggf. der Gefäßbodenauskleidung (2) im Bereich der Metallschmelze angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehverschluß für einen im wesentlichen vertikalen Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß mit einem rotationssymmetrischen, als Verschlußkörper dienenden feuerfesten Rotor, welcher um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar in einem, einen Ausflußkanal aufweisenden feuerfesten Stator angeordnet ist, wobei der Rotor einen durch Drehung des Rotors gegenüber dem Stator zu öffnenden und zu schließenden Durchflußkanal auf­weist, dessen Auslauföffnung in der Mantelfläche des Rotors angeordnet ist.

[0002] Ein solcher Drehverschluß ist beispielsweise aus Fig. 1 der DE-PS 33 42 836 bekannt. Der bekannte Drehverschluß ist teil­weise in einem Hohlraum der feuerfesten Auskleidung des Be­hälterbodens eingebaut. Dieser Hohlraum ist von einem aus feuerfesten Formsteinen und einer Lochplatte gebildeten feuer­festen Gehäuse ausgekleidet, in welches der Drehverschluß eingeschoben und damit teilweise vermörtelt wird. Abgesehen davon, daß bei einer Reparatur des Drehverschlusses auch dieses feuerfeste Gehäuse umständlich repariert werden muß, bildet das Gehäuse einerseits eine wärmeisolierende Abschir­mung zur Metallschmelze und andererseits ist der Drehverschluß einer gewissen Luftkühlung ausgesetzt, was die Gefahr des Ein­frierens des Drehverschlusses erhöht. Diese Gefahr des Ein­frierens ist bei dem Drehhverschluß gemäß Fig. 3 der DE-PS 33 42 836 noch größer, da dort der Drehverschluß zum Abschluß einer Rohrleitung dient. Ferner ist der Rotor nicht ohne den Stator austauschbar.

[0003] Bei dem aus der DE-PS 33 06 670 bekannten Drehverschluß er­folgt der Abstich horizontal, so daß der Rotor als verhältnis­mäßig lange, mit einer Durchgangsborung mit stirnseitiger Auslauföffnung versehener, seitlich horizontal aus dem Gefäß­boden herausragender Verschlußkörper ausgebildet sein muß.

[0004] Daher können kurze Gießwege nicht erreicht werden können. Da auch der Verschlußkörper mit axialer Durchgangsbohrung aus feuerfestem Material bestehen muß, ist die Übertragung von Drehmomenten bei einer hinreichend dichten Passung und unter­schiedlichen Wärmeausdehnungen der Teile im Sitz des Stators kaum möglich. Die durch die Durchflußkanalführung des Rotors erforderliche Dünnwandigkeit des Rotors führt ferner zu einem schnellen Verschleiß.

[0005] Bei dem aus der DE-OS 26 08 472 bekannten Drehverschluß besteht das Problem, daß die einander zugekehrten konischen Flächen von Rotor und Stator hohe Paßgenauigkeit haben müssen, damit einerseits eine gute Drehbarkeit des Rotors an dem Stator und andererseits eine gute Fugenabdichtung zwischen Rotor und Stator gewährleistet ist. Der Rotor wird ferner in nachteiliger Weise auf Zug beansprucht. Außerdem kann der Rotor nicht ohne den Stator durch den Gefäßboden bzw. die Gefäßwand ausgetauscht werden. Der Rotor unterliegt jedoch im Betrieb in der Regel einem höheren Verschleiß als der Stator, so daß er öfter als der Stator ausgetauscht werden muß. Die Geometrie von Stator und Rotor setzen außerdem eine Anordnung des Drehverschlusses und damit auch dessen Betätigung in unmittelbarer Nachbarschaft des Gießstrahls, also in einem Bereich sehr hoher Temperaturen voraus. Die Tatsache, daß die Einlauföffnung des Durchflußkanals in der Stirnfläche des kegeligen Rotors angeordnet ist, führt zu einem schnellen Ver­schleiß des Rotors insbesondere in dem einen Eckbereich in unmittelbarer Nachbarschaft des Durchflußkanals.

[0006] Der Drehverschluß nach der AT-PS 357 283 ist im Gefäßboden angeordnet, und zwar so, daß der Rotor nicht ohne den Stator durch den Gefäßboden ausgetauscht werden kann. Auch hier wird der Rotor in nachteiliger Weise auf Zug beansprucht und ist nur vom Boden aus betätigbar.

[0007] Der Drehverschluß nach der AT-PS 165 292 liegt zum größten Teil außerhalb des Gefäßinneren, und zwar unterhalb des Gefäßbodens. Dadurch ist die Gefahr des Einfrierens verhält­nismäßig groß und das Betätigungsaggregat liegt in verhältnis­mäßig enger Nachbarschaft zum Gießstrahl. Aufgrund der Kon­struktions ist der Rotor nur zusammen mit dem Stator aus­tauschbar und nur von unten betätigbar, da die Drehachse vertikal steht.

[0008] Bei dem Auslaßventil nach der GB-OS 2 174 069 sitzt ein Stator in der Auskleidung des Behälterbodens, während der obere Abschnitt des Ventilkörpers durch das gesamte Metallschmelze­bad hindurch bis zu einem Haltearm oberhalb des metallur­gischen Gefäßes ragt. Hierdurch ist ein erheblicher konstruk­tiver Aufwand erforderlich. Außerdem müssen Rotor und Stator aufeinander eingeläppt werden. Ferner ist der Anpreßdruck für den Tragarm einzustellen. Abgesehen von diesen Nachteilen grenzen Rotor und Stator lediglich mit Stirnflächen aneinander was zu Führungs- und Dichtungsproblemen führen kann.

[0009] Der Drehverschluß nach der GB-PS 1 177 262 befindet sich nicht in oder an der Gefäßwandauskleidung, sondern wird vielmehr von unten unterhalb des Gefäßbodens aus betätigt. Der Rotor, dessen Durchflußkanal als bloße Rinne ausgebildet ist, hat eine verhältnismäßig komplizierte Gestalt, welche zu schnellem Verschleiß führt. Außerdem ist der Rotor nicht ohne den Stator durch den Behälterboden austauschbar, sondern beide nur vom Behälterinnenraum aus.

[0010] Der Drehverschluß nach der US-PS 36 51 998 besteht im wesent­lichen aus zwei zylindrischen, ineinander passenden Rohr­körpern mit vertikaler Achse, welche den Gefäßboden durch­setzen. Die Rohrkörper sind mit einer besonderen Dichtanord­nung versehen. Die Betätigung muß auch hier aus unmittelbarer Nachbarschaft des Gießstrahles erfolgen. Die Ausbildung als Rohrkörper mit verhältnismäßig dünner Wandung führt zu einem schnellen Verschleiß.

[0011] Bei dem Zuflußstellglied für eine Kokillenfüllstandsregelung einer Stranggießanlage nach der DE-PS 35 40 202 werden, um ein Zusetzen einer Ausflußöffnung des Schmelzvorratsgefäßes zu vermeiden, wenigstens zwei konzentrisch zueinander angeord­nete, vertikal stehende, ins Vorratsgefäß hineinragende und gegeneinander bewegbare Rohren mit Durchbrüchen für den Schmelzendurchtritt verwendet. Durch Verstellen wenigstens eines Rohres von oberhalb der Metallschmelze aus werden die Durchbrüche mehr oder weniger zur Deckung gebracht, wodurch sich eine mehr oder weniger große Ausflußöffnung für die Schmelze ergibt. Das eine Rohr ist vertikal feststehend im Behälterboden angeordnet, während das andere Rohr demgegenüber drehbar und axial verstellbar ist. Auch hierfür ist eine ver­hältnismäßig aufwendige Betätigungsanordnung erforderlich, welche von oberhalb der Metallschmelze angreifen muß. Ferner ist das Auswechseln der Teile umständlich, was bei dem hohen Verschleiß, welchem derartige Verschleißteile unterliegen, nachteilig ist.

[0012] Aus der JP-OS 61-182 857 ist eine Vorrichtung zum Steuern der Ausflußrate eines Tundish für das kontinuierliche Gießen bekannt, welche zum Zwecke der Verringerung der Oxydation der Stahlschmelze und der Verbesserung der Stahlqualität der im Behälterboden festliegende Stator einen vertikalen Ausfluß­kanal aufweist, in welchen in geringem Abstand oberhalb des Behälterbodens seitliche Ausflußöffnungen münden. Die Aus­flußrate wird mit Hilfe eines vertikal in dem Ausflußkanal des Stators geführten Stössels vorgenommen, welcher von oberhalb der Metallschmelze zur vertikalen Verstellung betätigbar ist. Statt des Stössels kann auch ein rohrförmiger Verschlußkörper ähnlich der Lösung nach der DE-PS 35 40 202 verwendet werden.

[0013] Diese Verschlußvorrichtung kommt daher nicht ohne eine Betäti­gung von oberhalb der Metallschmelze in dem Gefäß aus. Die Verschleißteile Rotor und Stator sind ferner nur von oberhalb des Metallschmelzegefäßes aus austauschbar.

[0014] Bei der Vorrichtung zur Steuerung des Ausflusses einer Metall­schmelze aus einem Behälter nach der CH-PS 571 373 ist ein von unterhalb des Behälterbodens aus betätigbarer Verschlußkörper in einem Stator des Behälterbodens vertikal verstellbar geführt. Der Verschlußkörper hat einen senkrechten Durch­flußkanal, welcher sich nach oben in zwei Querbohrungen auf­teilt. In Öffnungsstellung befinden sich die Einlaßöffnungen dieser Querbohrungen oberhalb der Oberfläche des Behhälter­bodens in der Metallschmelze, in der Schließstellung des Verschlußkörpers dagegen innerhalb des Rotors. Die Betätigung muß hier von unterhalb des Behälterbodens aus erfolgen, also in unmittelbarer Nachbarschaft des Gießstrahles.

[0015] Bei dem Drehverschluß nach der GB-PS 183 241 sind Stator und Rotor weitgehend unterhalb des Behälterbodens angeordnet, so daß eine erhebliche Gefahr des Einfrierens der Metallschmelze besteht. Auch die Betätigung des Rotors, dessen Drehachse senkrecht zum vertikalen Ausflußkanal des Stators steht und dessen Durchflußkanal senkrecht zu dieser Drehachse verläuft, muß unterhalb des Behälterbodens in unmittelbarer Nachbar­schaft des Gießstrahls erfolgen.

[0016] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Drehverschluß der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, bei welchem mit geringem konstruktivem Aufwand einerseits eine gute Zugänglichkeit des Drehverschlusses für eine einfache und den Gießprozeß wenig störende Betätigung und leichte Repa­raturmöglichkeit gewährleistet und andererseits das Problem des Einfrierens vermindert ist.

[0017] Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Stator und der Rotor im Gefäßinneren in und/oder an der feuerfesten Gefäßboden- und/oder Gefäßwand­auskleidung und ggf. der Gefäßbodenauskleidung im Bereich der Metallschmelze angeordnet sind.

[0018] Mit dem erfindungsgemäßen Drehverschluß kann die Metall­schmelze nach sehr kurzem Strömungsweg mit Hilfe des Stators senkrecht nach unten aus dem Gefäßinneren abgefünrt werden. Der Rotor selbst kann verhältnismäßig kompakt sein, so daß sein Durchflußkanal ebenfalls entsprechend kurz ist. Da die funktionellen, die Metallschmelze führenden Teile des Dreh­verschlusses sämtlich im Gefäßinneren in der Metallschmelze oder in unmittelbarer Angrenzung an die Metallschmelze ange­ordnet sind, werden diese von der Metallschmelze auf der er­forderlichen hohen Temperatur gehalten, so daß die Gefahr von Einfrierungen verringert ist. Ein Luftzutritt ist ausge­schlossen. Da die Gefäßauskleidung bereichsweise durch die funktionellen Teile des Drehverschlusses selbst ersetzt werden können, ist der bauliche Aufwand gegenüber bekannten metallur­gischen Gefäßen mit Drehverschluß verringert. Durch die An­ordnung von Stator und Rotor in und/oder an der feuerfesten Gefäßwandauskleidung und ggf. der Gefäßbodenauskleidung ist der Drehverschluß von der Seite her betätigbar, so daß das vertikale Abgießen nicht behindert wird. Aus dem gleichen Grunde ist der Weg für die Krafteinleitung und der Kraftauf­wand für die Betätigung des Rotors verhältnismäßig gering, so daß die Betriebsaggregate entsprechend schwach und kompakt ausgelegt sein können. Dies fördert die wirtschaftliche und funktionssichere Betriebsweise des erfindungsgemäßen Drehver­schlusses. Auch der Austausch von Rotor und Stator ist auf­grund der besonderen Anordnung dieser Teile zur Seite hin leicht möglich.

[0019] Wenn gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung der Rotor von außen mit einem konischen Abschnitt in einen ent­sprechend konischen Sitz des Stators gedrückt ist, ist ein schneller Austausch des Rotors mit der Möglichkeit, die Dich­tigkeit zwischen Stator und Rotor durch von außen aufgebrachte Kräfte zu erzielen, gegeben.

[0020] Wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Mantelfläche des Rotors kreiszylindrisch ausgebildet und in einem entsprechend kreiszylindrischen Sitz des Stators auf­genommen ist, sind derartige Andruckkräfte nicht erforderlich, jedoch bleiben der angestrebte geringe konstruktive Aufwand und die gute Zugänglichkeit der Verschleißteile des Drehver­schlusses erhalten.

[0021] Bei entsprechender Passung der Mantelfläche des Rotors in den Sitz des Stators hat die letztgenannte Weiterbildung den Vorteil, daß der Rotor in dem Stator - neben der Drehbarkeit - ­auch axial verschiebbar sein kann. Hierdurch ist es möglich, die Öffnungs- und Schließfunktion bzw. Steuerfunktion des Drehverschlusses wahlweise durch Drehung oder Axialverschie­bung des Rotors oder beide Bewegungen zu erzielen. Wenn beide Bewegungsmöglichkeiten bestehen, wird man die Steuerung des Gießstrahles vorzugsweise durch Drehung des Rotors und das vollständige Schließen und Öffnen durch axiales Verschieben des Rotors herbeiführen. Hierbei werden unterschiedliche Ver­schleißkanten beansprucht, so daß der Rotor eine größere Standzeit hat, als wenn er nur drehbar oder nur axial ver­schiebbar wäre.

[0022] Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist - neben der Aus­lauföffnung - auch die Einlauföffnung des Durchflußkanals des Rotors in dessen konischer oder zylindrischer Mantelfläche angeordnet. Dabei verläuft der Durchflußkanal des Rotors vor­zugsweise im wesentlichen senkrecht zur Drehachse, wodurch eine einfache Herstellbarkeit des Rotors gewährleistet ist. Bei besonderen räumlichen oder gießtechnischen Verhältnissen kann es aber auch zweckmäßig sein, den Durchflußkanal des Rotors abgewinkelt verlaufen zu lassen.

[0023] In weiterer Ausgestaltung dessen kann dabei vorgesehen sein, daß die Einlauföffnung des Durchflußkanals des Rotors in einer dem Gefäßinneren zugekehrten Stirnfläche des Rotors angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß der größte Teil des Rotors, nämlich derjenige Teil, welcher den horizontalen Abschnitt des Durchflußkanals aufweist, oberhalb der Oberseite der Gefäß­bodenauskleidung, d.h. thermisch günstig in Beziehung zur Metallschmelze angeordnet sein und dennoch die gesamte Metall­schmelze praktisch unbeschränkt aus dem Gefäßinneren aus­fließen kann.

[0024] Dabei steht die die Einlauföffnung des Durchflußkanals des Rotors aufweisende Stirnfläche des Rotors vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Rotors, so daß sich die Lage der Einlauföffnung bei Steuerung des Gießstrahles durch Verdrehen der Auslaßöffnung des Durchflußkanals des Rotors relativ zur Auslauföffnung des Ausflußkanals des Stators nicht verändert.

[0025] Montage und Demontage des Rotors, welcher besonderen Bean­spruchungen ausgesetzt ist und welcher daher dem stärksten Verschleiß unterliegen, wird bei dem erfundenen Drehverschuß dadurch gewährleistet, daß der Rotor unabhängig von dem Stator durch die Gefäßwand hindurch austauschbar ist.

[0026] Desgleichen kann vorgesehen sein, daß der Stator insgesamt oder wenigstens ein Teil von ihm durch den Gefäßboden und/oder die Gefäßwand hindurch austauschbar ist.

[0027] Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Stator zusammen mit dem in ihm aufgenommenen Rotor durch den Gefäßboden und/oder die Gefäßwand hindurch austauschbar ist, so daß bei Verschleiß diese beiden ineinandergepaßten Teile gemeinsam und daher schnell gegen eine neue Stator/Rotor-Einheit ausgetauscht werden können.

[0028] Da aus Gründen einer raumsparenden Bauweise es bei dem er­findungsgemäßen Drehverschluß von besonderem Vorteil ist, wenn der Stator in dem Übergangsbereich zwischen Gefäßwandausklei­dung und Gefäßbodenauskleidung angeordnet ist und die Ausspa­rungen in dem Gefäßboden für den vertikalen Abstich der Metallschmelze und die Aussparung in der seitlichen Gefäßwand für die Betätigung des Rotors möglichst dicht beeinander­liegen, kann der Rotor bei einfacher Konstruktion von der Gefäßwand aus durch die Gefäßwandauskleidung hindurch antreib­bar sein.

[0029] Eine konstruktiv einfache Betätigung des Rotors ist dann möglich, wenn er mittels eines Betätigungskopfes in dem Sitz des Stators gehalten ist, wobei der Betätigungskopf form­schlüssig mit dem antriebsseitigen Ende des Rotors zusammen­wirkt, um auch als Mitnahmevorrichtung zu dienen. Ferner soll der Rotor nur gedreht, jedoch nicht axial verschoben werden, greift der Betätigungskopf vorzugsweise nur lose antriebs­seitig in den Rotor ein, so daß er auch axial leicht und ein­fach wieder abgezogen werden kann, um die gute Zugänglichkeit des Rotors zu gewährleisten.

[0030] Um Toleranzen bei der Montage und aufgrund von Wärmeverschie­bungen zu vermeiden, ist gemäß einem weiteren Erfindungsmerk­mal der Rotor vorzugsweise über ein Kardangelenk mit dem Antrieb verbunden.

[0031] Stattdessen oder zusätzlich kann der Rotor über eine elastische Kupplung mit dem Antrieb verbunden sein, um vor­handene Achsverschiebungen bzw. Versetzungen auszugleichen.

[0032] Wenn der Antrieb und die auf den Rotor einwirkenden Antriebs­übertragungsmittel an einer von der Gefäßwand abschwenkbaren Trägervorrichtung gehalten sind, ist eine besonders leichte Zugänglichkeit des Rotors und ggf. auch des Stators gewähr­leistet. Da insbesondere der Rotor, welcher auch zur Drosse­lung des Gießstrahles verwendet wird, einem Verschleiß unter­liegt, ist die leichte Austauschbarkeit trotz des seitlichen Antriebes des Rotors von besonderem Vorteil.

[0033] Der erfundene Drehverschluß kann hinsichtlich zuverlässiger Funktion und eines einfachen und schnellen Austauschs der Verschleißteile weiterhin dadurch verbessert werden, daß der Stator mit seinen beiden Enden durch zwei einander gegenüber­liegende Gefäßseitenwände hindurchgeführt und dadurch der Rotor im Durchschub auswechselbar ist. Dabei wirkt die Mantel­fläche des Rotors mit seiner kreiszylindrischen, als Dichtsitz dienenden kreiszylindrischen Innenfläche des Stators zusammen. Der Rotor ist also in dem Stator sowohl drehbar als auch axial verschiebbar. Die Drehbewegung dient dem Öffnen und Schließen des Durchlaufkanals des Rotors, die Axialverschiebung in erster Linie dem Auswechseln des Rotors im Durchschub von dem Statorenden aus. Mittels Axialverschiebung kann aber auch ein Öffnen und Schließen des Durchflußkanals des Rotors erfolgen. Für die Abdichtung zwischen Rotor und Stator sind auch hier keine Anpreßkräfte erforderlich.

[0034] Der Rotor kann von einem seitlichen, in einer Gefäßseitenwand liegenden und daher gut zugänglichen Ende des Stators bis in seine Position verschoben werden, in welcher Durchflußkanal und Ausflußkanal durch Drehung, aber auch durch Axialverschie­bung mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können. Der Antrieb zur Drehung und/oder Axialverschiebung setzt an einem Ende des Rotors an, welches zu diesem Zweck auch seitlich aus dem Stator herausragen kann. Die gesamte Verschlußanordnung von Stator und Rotor liegt auch hier unmittelbar in der Metallschmelze oder in unmittelbarer Angrenzung derselben, so daß die Gefahr des Einfrierens gering ist.

[0035] Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es zur Lösung der ge­stellten Aufgabe von besonderem Vorteil, wenn der Rotor insge­samt bzw. Teile des Rotors, wenn er mehrteilig ausgebildet ist, auch bei gefülltem Gefäß im Durchschub durch einen neuen Rotor bzw. neue Teile des Rotors auswechselbar ist, bzw. sind.

[0036] Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn der Stator zylin­derrohrförmig ausgebildet ist, da sich dann wegen gleich­mäßiger Wandstärke des Stators gleichmäßige thermische Ver­hältnisse im Drehverschluß einstellen, was zu einer geringst­möglichen Beanspruchung der feuerfesten Verschleißteile des Drehverschlusses bei weiter verringerter Gefahr des Einfrie­rens führt.

[0037] Während normalerweise der Ausflußkanal und der Durchflußkanal den Stator bzw. den Rotor gerade durchqueren, können im Rahmen der Erfindung die beiden Kanäle in besonderen Fällen auch abgewinkelt sein, z.B. wenn die Metallschmelze aus dem Über­gangsbereich zwischen Gefäßboden und Gefäßseitenwand abge­leitet werden soll.

[0038] Sowohl für die Herstellung als auch für den Austausch der Teile kann es zweckmäßig sein, wenn in dem Stator mehrere stirnseitig aneinandergrenzende, z.B. mit Nut-Feder-Anordnung, formschlüssig ineinandergreifende Rotorteile mit mindestens je einem Durchflußkanal angeordnet sind. Die Rotorteile können im Verhältnis zum Gesamtrotor verhältnismäßig kurz und daher ein­ fach herzustellen, zu transportieren, zu montieren und auszu- tauschen sein. Durch das stirnseitige Ineinandergreifen mittels Nut-Feder-Anordnungen braucht nur das jeweilige axial äußerste Rotorteil vom einen Ende des Stators an der Gefäßsei­tenwandung aus angetrieben zu werden, so daß sich die anderen Rotorelemente synchron mitdrehen oder mitverschieben. Die Nut-Feder-Anordnungen stellen außerdem die richtige Drehlage der Rotorelemente zueinander sicher.

[0039] Auch bei dem Stator kann der Vorteil kleinerer Baueinheiten dadurch verwirklicht werden, daß er aus mehreren stirnseitig aneinandergrenzenden, z.B. mit Nut-Feder-Anordnungen form­schlüssig ineinandergreifenden Statorteilen zusammengesetzt ist. Hier dienen die Nut-Feder-Anordnungen zur gegenseitigen Arretierung der Statorteile.

[0040] Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann der Stator oder ein Teil oder eine Verlängerung desselben als Eintauchausguß mit Ausgußrohr ausgebildet sein.

[0041] Da zumindest der Rotor einfach auswechselbar ist, kann eine gute Abdichtung des Rotors gegenüber dem Stator dadurch er­zielt werden, daß der Rotor aus verhältnismäßig weichem, verschleißfähigem und der Stator aus verhältnismäßig hartem, verschleißfestem Feuerfestmaterial besteht. Insbesondere wenn auch der Stator durch die seitliche Gefäßwand oder den unteren Gefäßboden hindurch austauschbar ist, können die Verhältnisse auch umgekehrt sein.

[0042] Da der erfindungsgemäße Drehverschluß im Betrieb von Metall­schmelze umgeben ist, d.h. kein Sauerstoff Zutritt hat, kann das Feuerfestmaterial des Rotors und/oder des Stators an zu­mindest der dem Stator und/oder dem Rotor zugekehrten Ober­fläche(n) Kohlenstoff oder Graphit o.dgl. Dauerschmier­ mittel enthalten. Stattdessen oder zusätzlich kann auch eine zwischen diesen beiden Drehverschlußteilen angeordnete Gleit­hülse aus solchem die Dauerschmierung gewährleistenden Ma­terial bestehen.

[0043] Ferner ist es möglich, daß das Feuerfestmaterial des Rotors und/oder des Stators keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoffe oder Graphit enthält.

[0044] Die Erfindung bezieht sich auch auf einen feuerfesten Rotor insbesondere für einen Drehverschluß der zuvor näher erläuter­ten Art. Er zeichnet sich erfindungsgemäß im wesentlichen da­durch aus, daß er beispielsweise einen konischen oder zylin­drischen Abschnitt aufweist, der einem konischen oder zylin­drischen Sitz eines feuerfesten Stators entspricht und daß er - bezogen auf das feuerfeste Material des Stators - aus ver­hältsnimäßig weichem, verschleißfähigem feuerfestem Material besteht.

[0045] Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Rotors besteht darin, daß er an seinem antriebsseitigen Ende eine z.B. als Querschlitz ausgebildete Aussparung für den Eingriff eines von einem Antrieb betätigbaren Betätigungskopf aufweist. Dies erlaubt eine schnelle Herstellung der Antriebsverbindung beim Auswechseln des Rotors und/oder des Stators.

[0046] Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Rotor wenigstens einen Durchflußkanal aufweist, dessen Einlauföffnung und Auslauf­öffnung in einer konischen oder kreiszylindrischen Mantel­fläche liegen.

[0047] Die Einlauföffnung des wenigstens einen Durchflußkanals kann aber auch in einer zur Drehachse im wesentlichen senkrecht stehenden Stirnfläche angeordnet sein.

[0048] Die Erfindung bezieht sich auch auf einen feuerfesten Stator, insbesondere für einen Drehverschluß der zuvor erörterten Art. Dieser Stator zeichnet sich erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch aus, daß er einen konischen oder kreiszylindrischen Sitz aufweist, der einem konischen oder kreiszylindrischen Abschnitt eines feuerfesten Rotors entspricht und daß er - ­bezogen auf das feuerfeste Material des Rotors - aus ver­hältsnimäßig hartem, verschleißfestem feuerfesten Material besteht.

[0049] Der Stator weist vorzugsweise wenigstens einen Ausflußkanal auf, welcher eine kreiszylindrische Aussparung für die Auf­nahme eines Rotors durchquert.

[0050] Das feuerfeste Material des Rotors und/oder des Stators ent­hält vorzugsweise zumindest an deren dem Stator bzw. dem Rotor zugekehrten Oberfläche(n) Kohlenstoff, Graphit od. dgl. Dauerschmiermittel.

[0051] Das feuerfeste Material des Rotors und/oder des Stators kann auch keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthalten.

[0052] Rotor und/oder Stator können auch aus Kohlenstoff oder Graphit oder aus Kohlenstoff enthaltendem feuerfesten Beton bestehen.

[0053] Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich darge­stellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

[0054] Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Vertikalschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehverschlusses,

Fig. 1a in gleicher Darstellung wie in Fig. 1 den antriebs­seitigen Abschnitt des Rotors mit Betätigungskopf, um 90° gegenüber der Stellung von Fig. 1 gedreht,

Fig. 2 im Vertikalschnitt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehverschlusses,

Fig. 3 eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungs­gemäßen Drehverschlusses,

Fig. 4 eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungs­gemäßen Drehverschlusses,

Fig. 5 teilweise im Vertikalschnitt eine noch weitere Aus­führungsform eines die Erfindung aufweisenden Dreh­verschlusses,

Fig. 6 eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungs­gemäßen Drehverschlusses in gleicher Darstellung wie in Fig. 5,

Fig. 7a im Vertikalschnitt eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehverschlusses,

Fig. 7b einen Schnitt durch den Drehverschluß nach Fig. 7a entlang der Linie Ib-Ib von Fig. 7a,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungs­form eines erfindungsgemäßen Drehverschlusses, welcher im Übergangsbereich zwischen Gefäßseiten­ wandung und Gefäßboden angeordnet ist,

Fig. 9a schematisch in Schrägansicht einen rohrförmigen Stator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für einen Drehverschluß nach den Fig. 7a und 7b oder 8,

Fig. 9b schematisch in Schrägansicht einen zu dem in Fig. 9a dargestellten Stator passenden Rotor nach einer Aus­führungsform der Erfindung und

Fig. 10 schematisch einen Gesamtschnitt durch ein metallur­gisches Gefäß mit einem die Erfindung aufweisenden Drehverschluß besonderer Ausgestaltung.

[0055] Der Drehverschluß 1 gemäß Fig. 1 ist im Winkelbereich zwischen einer feuerfesten Gefäßbodenauskleidung 2 und einer feuer­festen Gefäßwandauskleidung 3 als Bestand der feuerfesten Aus­kleidung eines metallurgischen Gefäßes im Bereich der Metall­schmelze angeordnet. Die Gefäßbodenauskleidung 2 schützt einen metallenen Gefäßboden 33 und die Gefäßwandauskleidung 3 eine Gefäßwand 34. Der Gefäßboden 33 hat eine Aussparung 20 für den Abstich der Metallschmelze nach unten, während die metallene seitliche Gefäßwand 34 eine Aussparung 25 für die seitliche Zugänglichkeit und Antriebbarkeit des Drehverschlusses 1 hat. Die feuerfeste Boden- und Seitenwandauskleidung 2, 3 ist also im Bereich des Drehverschlusses 1 durch dessen Teile ersetzt. Der Drehverschluß 1 hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen mit einem kegeligen Abschnitt ausgestatteten als Verschlußkör­per dienenden Rotor 4, mit welcher er in einen entsprechend konischen Sitz 17 eines Stators 6 gedrückt wird. Der Stator 6 besteht aus zwei Teilen, der eine Teil des Stators 6 hat einen im wesentlichen vertikalen Ausflußkanal 5; seine Verlängerung nach unten ist durch den metallenen Gefäßboden 2 als Ausguß­rohr 10 einstückig hindurchgeführt. Der Stator 6 bildet damit gleichzeitig einen Eintauchausguß. Ein seitlich angeordneter Teil 6′ des Stators 6 ist hohlkegelig ausgebildet zur Aufnahme des antriebsseitigen Endes des Rotors 4. Der Rotor 4 hat bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen geraden Durchflußkanal 7, welcher in der in Fig. 1 dargestellten Dreh­stellung (Öffnungsstellung) mit dem Ausflußkanal 5 des Stators 6 fluchtet. Dargestellt ist also die volle Öffnungsstellung des Rotors 4. Einlauföffnung 14 und Auslauföffnung 15 des Durchflußkanals 7 des Rotors 4 liegen in der Mantelfläche des Rotors 4. Auslauföffnung 13 und Einlauföffnung 16 des Stators 6 liegen bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen senk­recht übereinander, so daß in Öffnungsstellung des Rotors 4 ein durchgehender, im wesentlichen vertikaler und gerader Metallschmelzefluß für einen vertikalen Abstich gewährleistet ist.

[0056] Antriebsseitig greift an dem Rotor 4 zu dessen Drehantrieb um eine im wesentlichen horizontale Achse A ein Betätigungskopf 18 an, welcher mit einem leistenförmigen Vorsprung 23 in eine als Querschlitz 24 ausgebildete Aussparung des Verschluß­körpers 4 eingreift. Hierdurch ist eine Drehmomentübertragung möglich. Am äußeren Rand übergreift der Betätigungskopf 18 das antriebsseitige Ende des Rotors 4 mit einem Ringflansch 25. An den Betätigungskopf 18 schließt sich nach außen über ein Kardangelenk 19 die Antriebswelle 11 eines Antriebs 20 an. Mittels eines Federpaketes 12 und über ein an der Antriebs­welle 11 angreifendes Axiallager wird der Betätigungskopf 18 in Richtung des Stators 6 und damit der Rotor 4 mit seinem konischen Abschnitt in den entsprechenden konischen Sitz 17 des Stators 6 gedrückt. Zwischen dem Axiallager und dem An­trieb 20 befindet sich in der Antriebswelle 11 noch eine elastische Kupplung 21. Antriebswelle 11, Federpaket 12, Betätigungskopf 18, Kardangelenk 19, elastische Kupplung 21 und Antrieb 20 sind gemeinsam an einer Trägervorrichtung 22 gehalten, welche über ein an der Außenseite des metallur­gischen Gefäßes angebrachtes Gelenk 26 nach unten abschwenkbar ist, nachdem ein Schnellverschluß 27 gelöst worden ist. Damit wird der Rotor 4 einfach und schnell für ein Auswechseln zugänglich. Nach Wegklappen der Trägervorrichtung 22 läßt sich auch der eine Teil 6′ des Stators 6 seitlich aus der Aus­kleidung 2, 3 herausziehen. Der andere Teil des Stators 6 mit dem Ausgußrohr 10 läßt sich nach dem Entfernen des Rotors 4 vom Gefäßinneren 8 aus herausnehmen.

[0057] Während bei der Ausführungsform von Fig. 1 der Stator 6 mit dem einstückig ausgebildeten Ausgußrohr 10 von dem für die Aufnahme der Metallschmelze bestimmten Gefäßinneren 8 aus in die Gefäßbodenauskleidung 2 und der seitliche Teil 6′ des Stators 6 durch die Gefäßwand 34 hindurch in die Gefäßwandaus­kleidung 3 einsetzbar ist, besteht der Stator 6 bei der Aus­führungsform gemäß Fig. 2 aus einem insgesamt durch die Gefäß­wand 34 einsetzbaren Block mit einer Aussparung für die Auf­nahme des antriebsseitigen Endes des Rotors 4, des Betäti­gungskopfes 18, des Kardangelenks 19 und des ersten Teils der Antriebswelle 11. Das Ausgußrohr 10, welches bspw. aus den beiden Teilen 10a und 10b zweiteilig ausgebildet sein kann, wird jedoch von unten durch eine Aussparung des metallenen Gefäßbodens 2 an die Auslauföffnung 13 des Ausflußkanals 5 des Stators 6 angesetzt und dort mittels einer Spannvorrichtung 28 gehalten. Eine Abdichtung der Fuge 29 zwischen dem Stator 6 und dem selbständigen Ausgußrohr 10 erfolgt durch Einpressen einer Abdichtmasse über eine Anschlußleitung 30 in einem die Fuge 29 umgebenden Freiraum, in welchem der konische Kopfteil des Ausgußrohres 10 liegt. Wie aus Fig. 2 zu erkennen, ist auch der Stator 6 leicht keilförmig ausgebildet, um das Aus­wechseln durch die seitliche Gefäßwand 34 hindurch zu erleich­tern.

[0058] Die Ausführungsform des Drehverschlusses 1 nach Fig. 3 unter­scheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der Durchflußkanal 7 des Rotors 4 nicht gerade, sondern übereck verläuft, so daß die Einlauföffnung 14′ des Rotors 4 in der metallschmelzeseitigen Stirnfläche des Rotors 4 liegt, während die Auslauföffnung 15 des Rotors 4 nach wie vor in seiner Mantelfläche liegt. Demzufolge wird der Ausfluß­kanal 5 des Stators 6 praktisch nur durch einen Abschnitt gebildet, welcher in die Auslauföffnung 13 mündet. Ferner ist hier zwischen dem kegelig ausgebildeten Abschnitt des Rotors 4 und dem entsprechend kegeligen Sitz 17 des Stators 6 eine Gleit- bzw. Verschleißhülse 9 eingefügt. Der Stator 6 hat ferner einen äußeren Flanschabschnitt 32, welcher auf der Außenseite der metallenen Gefäßwand 34 anliegt, und auf welchen von außen der plattenförmige Teil der Trägervorrich­tung 22 in Verschlußstellung einwirkt, um den Stator 6 an Ort und Stelle gesichert zu halten.

[0059] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Rotor 4 an seinem dem Antrieb 20 abgewandten Ende ballig ausgebildet und der Sitz 17 des Stators 6 entsprechend angepaßt. Einlauföff­nung 14 und Auslauföffnung 15 des Rotors 4 sind zwar in der Mantelfläche des Rotors 4 angeordnet. Der Durchflußkanal 7 des Rotors 4 ist in diesem Falle jedoch leicht abgewinkelt, so daß die Auslauföffnung 13 des Ausflußkanals 5 des Stators 6 zwar im wesentlichen nach unten, die Einlauföffnung 16 des Aus­flußkanals 5 des Stators 6 aber nahezu horizontal zur Seite weist. Stator 6 und Ausgußrohr 10 sind auch hier gesonderte Teile. Der Stator 6 ist wiederum leicht keilförmig ausgebildet und trägt an seinem äußeren Ende einen Flanschabschnitt 32 wie bei der Ausgestaltung nach Fig. 3

[0060] Ersichtlich können einzelne Merkmale, mit welchen sich die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 4 voneinander unterschei­den, auch miteinander kombiniert werden.

[0061] Der Drehverschluß 1 gemäß Fig. 5 ist im Winkelbereich zwischen einer feuerfesten Gefäßbodenauskleidung 2 und einer feuer­festen Wandauskleidung 3 als Bestandteil der Gefäßauskleidung eines metallurgischen Gefäßes im Bereich der Metallschmelze angeordnet. Die Gefäßbodenauskleidung 2 schützt einen me­tallenenen Gefäßboden 33 und die Gefäßbodenauskleidung 3 eine metallene Gefäßwand 34. Die feuerfesten Boden- und Seiten­wandauskleidungen 2, 3 sind also im Bereich des Drehver­schlusses 1 durch dessen Teile ersetzt. Der untere Gefäßboden 33 hat eine Aussparung 50 für den Abstich der Metallschmelze nach unten, während die seitliche Gefäßwand 34 eine Aussparung 55 für die seitliche Zugänglichkeit und Antreibbarkeit des Drehverschlusses 1 hat. Der Drehverschluß 1 hat einen mit einer zylindrischen Mantelfläche 35 ausgestatteten, als Ver­schlußkörper dienenden Rotor 4, mit welcher er mit einem ent­sprechend zylindrischen Sitz 17 eines Stators 6 dichtend zu­sammenwirkt. Der Stator 6 verjüngt sich zum Gefäßinneren 8 hin. Er kann sowohl durch die Aussparung 50 des Gefäßbodens 33 als auch durch die Aussparung 55 der Gefäßwand 34 in die in Fig. 1 dargestellte Arbeitsposition gesetzt werden. Der Stator 6 hat einen im wesentlichen vertikalen Ausflußkanal 5 mit einer vom Gefäßinneren 8 ausgehenden Einlauföffnung 16. An die Auslauföffnung 13 des Ausflußkanals 5 des Stators 6 schließt sich ein in diesem Fall als gesondertes Bauteil ausgebildetes Ausgußrohr 10 mit im wesentlichen vertikalem Ausflußkanal 36 an. Das Ausgußrohr 10 liegt also im oberen Bereich in der Aussparung 50 des Gefäßbodens 33. Das Ausgußrohr 10 ist mittels Spannvorrichtungen 28 am Gefäßboden 33 gehalten. Die Fuge 29 zwischen Stator 6 und Ausgußrohr 10 erfolgt durch Ein­pressen einer Abdichtmasse über eine Anschlußleitung 30 in einen die Fuge 29 umgebenden Freiraum 31, in welchem der konische Kopfteil des Ausgußrohrs 10 liegt.

[0062] Zur Aussparung 55 der Gefäßwand 34 hin schließt sich an den Stator 6 ein im wesentlichen hohlzylindrisches Halteteil 62 an, welches ebenfalls aus feuerfestem Material bestehen kann. Er dient der Aufnahme von Antriebselementen 11, 18, 19 für den in dem zylindrischen Sitz 17 des Stators 6 aufgenommenen Rotor 4 mit der zylindrischen Mantelfläche 35. Der Rotor 4 hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen geraden, senkrecht zur Dreh­achse A des Rotors 4 verlaufenden Durchflußkanal 7, dessen Einlauföffnung 14 und Auslauföffnung 15 jeweils in der zylin­ drischen Mantelfläche 35 liegen. Der Durchflußkanal 7 fluchtet in er in Fig. 1 dargestellten Drehstellung (Öffnungsstellung) mit dem Ausflußkanal 5 des Stators 6. Da die Auslauföffnung 13 und die Einlauföffnung 16 des Stators 6 bei diesem Ausfüh­rungsbeispiel im wesentlichen senkrecht übereinander liegen, wird in Öffnungsstellung des Rotors 4 ein durchgehender, im wesentlichen vertikaler und gerader Metallschmelzefluß für einen vertikalen Abstich gewährleistet. Der zylindrische Rotor 4 ist ersichtlich, wie der Stator 6 und der außen zumindest leicht konische Halteteil 62, durch die Aussparung 55 der Gefäßwand 34, aber auch zusammen mit dem Stator 6 durch die Aussparung 50 des Gefäßbodens 33 austauschbar.

[0063] Antriebsseitig greift an dem Rotor 4 zu dessen Drehantrieb um die im wesentlichen horizontale Drehachse A ein Betätigungs­kopf 18 an, welcher mit einem leistenförmigen Vorsprung 23 in eine als Querschlitz 24 ausgebildete Aussparung des Rotors 4 eingreift. Hierdurch ist eine Drehmomentübertragung möglich. Falls der Rotor 4 auch axial hin und herbewegt werden soll, greift der Vorsprung 23 in nicht näher dargestellter Weise formschlüssig in das antriebsseitige Ende des Rotors 4 oder in ein mit diesem kraft- oder formschlüssig verbundenes Teil ein. Der Betätigungskopf 18 liegt in Arbeitsstellung des Rotors 4 mit einer Schulter 37 an der antriebsseitigen Oberfläche des Stators 6 an. An den Betätigungskopf 18 schließt sich nach außen über ein Kardangelenk 19 die Antriebswelle 11 eines (nicht dargestellten) Antriebs an. Soll der Rotor 4 auch axial verschiebbar sein, kann ein entsprechender Linearantrieb vor­gesehen, beispielsweise die Antriebswelle 11 als Schubkolben­motor ausgebildet sein. Mittels eines Federpakets 12 und über ein an der Antriebswelle 11 angreifendes Axiallager wird der Betätigungskopf 18 in Richtung des Stators 6 gedrückt, bis die Schulter 37 an dem Stator 6 anliegt und damit der Durchfluß­kanal 7 des Rotors 4 sich in der Lage befindet, in welcher er durch Drehung des Rotors 4 in die volle Öffnungs- oder volle Verschlußstellung oder Zwischenstellungen verdreht werden kann. Zwischen dem Axiallager und dem Antrieb befindet sich in der Antriebswelle 11 noch eine elastische Kupplung 21. An­triebswelle 11, Federpaket 12, Betätigungskopf 18, Kardan­gelenk 19, elastische Kupplung 21 und der (nicht dargestellte) Antrieb sind gemeinsam an einer Trägervorrichtung 22 gehalten, welche über ein an der Außenseite des metallurgischen Gefäßes angebrachtes Gelenk 26 einfach nach unten abschwenkbar ist, nachdem ein Schnellverschluß 27 gelöst worden ist. Damit wird der Rotor 4 und ggf. der Stator 6 einfach und schnell für ein Auswechseln zugänglich. Denn nach dem Wegklappen der Träger­vorrichtung 22 läßt sich auch der Halteteil 62 seitlich aus der Gefäßboden- und Gefäßwandauskleidung 2, 3 herausziehen. Wie dargestellt liegt die Trägervorrichtung 22 an der Außen­fläche des Halteteils 62 an und drückt diesen gegen die Außen­seite des Stators 6. Das Kardangelenk 19 und die elastische Kupplung 21 dienen dem Ausgleich von Toleranzen der zusammen­arbeitenden Zylinderlfächen von Rotor 4 und Stator 6.

[0064] Die Ausführungsform des Drehverschlusses 1 nach Fig. 6 unter­scheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Durchflußkanal 7 des Rotors 4 nicht gerade, sondern übereck verläuft, so daß die Einlauföffnung 14 des Rotors 4 in der metallschmelzeseitigen Stirnfläche 39 des Rotors 4 liegt, während die Auslauföffnung 15 des Rotors 4 nach wie vor in seine Mantelfläche 35 mündet. Demzufolge wird der Ausflußkanal 5 des Stators 6 praktisch nur durch einen Abschnitt gebildet, welcher in die Auslauföffnung 13 mündet, während die Einlauföffnung 16 einen Teil des zylindrischen Sitzes 17 bildet. Das Halteteil 62 hat hier einen äußeren Flanschabschnitt, welcher auf der Außenseite der metallenen Gefäßwand 34 anliegt und auf welchen von außen der platten­förmige Teil der Trägervorrichtung 22 in Verschlußstellung einwirkt, um den Stator 6 aufgrund seiner konischen Ausbildung an Ort und Stelle gesichert zu halten. Man erkennt aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2, daß bei letzterer die Stator/Ro­tor-Einheit höher sitzt, so daß die Einlauföffnung 14 des Durchflußkanals 7 des Rotors 4 unmittelbar oberhalb der Ober­seite der Gefäßbodenauskleidung 2 im Gefäßinnenraum 8 liegt.

[0065] Während bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 5 und 6 die Stator/Rotor-Einheit in die Gefäßboden- und Wandauskleidungen 2, 3 voll integriert sind, kann diese Einheit ersichtlich auch weiter in das Gefäßinnere 8 verlagert werden, also in Fig. 5 gedanklich zunächst nach oben und dann nach links, so daß sich die Stator/Rotor-Einheit beispielsweise auf der Innenfläche der Gefäßbodenauskleidung 2 abstützt, oder in Fig. 6 zunächst nach links und ggf. dann noch nach oben. Hierdurch kommt die Stator/Rotor-Einheit noch inniger in möglichst allseitige Berührung mit der Metallschmelze, um Einfrierungen und Sauer­stoffzutritt zu vermeiden.

[0066] Gemäß Fig. 7a und 7b weist der Drehverschluß 1 im wesentlichen einen als Verschlußkörper dienenden feuerfesten Rotor 4 auf, welcher um eine im wesentlichen horizontale Achse A drehbar und axial verschiebbar in einer Aussparung 55 mit kreiszylin­drischer Innenfläche 58 eines rohrförmigen, mit im wesent­lichen quadratischem Außenquerschnitt ausgestatteten, feuer­festen Stators 6 angeordnet ist. Der Rotor 4 grenzt mit einer kreiszylindrischen Mantelfläche 57 dichtend an die kreis­zylindrische Innenfläche 58 des Stators 6. Der Rotor 4 hat einen Durchflußkanal 7, welcher durch Einschieben des Rotors 4 in den Stator 6 und Drehen um die Achse A mit dem Ausflußkanal 5 des Stators 6 mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden kann. Ausflußkanal 5 und Durchflußkanal 7 befinden sich nach der zeichnerischen Darstellung verhältnismäßig nahe der einen Behälterseitenwand 3, 34 bestehend aus der Gefäßwandausklei­ dung 3 und metallener Gefäßwand 34, sie können aber auch in der Mitte des Gefäßbodens 2, 33 bestehend aus Gefäßbodenaus­kleidung 2 und metallenem Gefäßboden 33, angeordnet sein. Der Drehverschluß 1 ist auf der Gefäßbodenauskleidung 2 im Be­hälterinneren 8 angeordnet und im Betrieb von der Metall­schmelze vollständig umgeben. Es kann aber auch wenigstens teilweise in die Gefäßbodenauskleidung 2 eingelassen sein. Die Auslauföffnung 13 des Ausflußkanals 5 mündet in ein in der Gefäßbodenauskleidung 2 eingelassenes Ausgußrohr 10. Der Stator 6 ist mit seinen beiden Enden (in Fig. 7a ist nur das eine Ende zu sehen) bis durch die aus Gefäßwandauskleidung 3 und Gefäßwand 34 gebildeten einander gegenüberliegenden Gefäß­seitenwände geführt (vgl. Fig. 10), ebenso der Rotor 4 inner­halb des Stators 6 wenigstens an einem Statorende. Auf diese Weise kann der Rotor 4 einfache von außen in Drehrichtung mit einer in Fig. 4 nur schematisch dargestellten Antriebsanord­nung 59 angetrieben werden. Zu diesem Zwecke kann der Rotor 4 auch aus dem Stator 6 in dem erforderlichen Maß herausragen. An dem der Antriebsanordnung 59 gegenüberliegenden Statorende ist eine z.B. als Klappe ausgebildete Verschlußanordnung 60 vorgesehen. Der erfindungsgemäße Drehverschluß 1 hat den Vor­teil, daß Rotor 4 und Stator 6 nach Verschleiß leicht im Durchschubverfahren durch die Seitenwandung 3, 34 ausgetauscht werden können.

[0067] Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 8 ist der Stator 6 im Übergangsbereich zwischen Gefäßbodenauskleidung 2 und Gefäß­wandauskleidung 3 angeordnet. Der Ausflußkanal 5 des Stators 6 und der Durchflußkanal 7 des Rotors 4 sind so abgewinkelt, daß die Metallschmelze zunächst schräg und dann vertikal nach unten abgeleitet wird. Der Ausflußkanal 5 ist zudem einlauf­seitig konisch aufgeweitet.

[0068] In den Fig. 9a und 9b ist an einer Stator-Rotor-Kombination durch gestrichelte Linie angedeutet, daß sich Rotor 4 und Stator 6 aus einzelnen Rotorteilen 4′ bzw. Statorteilen 6′ zusammensetzen können. Ein Austausch des Rotors 4 bzw. von Rotorteilen 4′ kann einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß neue Rotorteile 4′ von einer Seite her in die zylindrische Aussparung 55 des Stators 6 nachgeschoben werden. Dies kann auch während des Gießvorganges erfolgen. Nicht dargestellte stirnseitige Nut-Feder-Anordnungen zwischen den einzelnen Rotorteilen 4′ gewährleisten nicht nur ein gemeinsames Ver­drehen vom äußersten Rotorelement 4′ aus, sondern auch die richtige Drehorientierung der Rotorteile 4′ untereinander.

[0069] Jedes Rotorteil 4′ hat einen Durchflußkanal 7′, welcher mit dem einen Ausflußkanal 5′ zur Deckung gebracht werden kann. Von den Statorteilen 6′ hat in diesem Fall nur einer einen Ausflußkanal 5′. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.

[0070] Fig. 10 veranschaulicht schematisch im Querschnitt ein me­tallurgisches Gefäß mit einem quer durch das Gefäßinnere 8 oberhalb der Gefäßbodenauskleidung 2 geführten Drehverschluß 1 und etwa in der Mitte des Gefäßbodens 33 angeordneten Ausfluß­kanal 5′ eines Statorteils 6′ und Durchflußkanal 7′ eines Rotorteils 4′. Die Rotorteile 4′ lassen sich von rechts nach links auch bei mit Metallschmelze gefültem Gefäß hindurch­schieben. Zu diesem Zweck lassen sich die Antriebsanordnung 59 und die Verschlußanordnung 60 abschwenken. In der Zeichnung links von dem durch Ausflußkanal 5′ und Ausgußrohr 10 be­stimmten Ausgußbereich befinden sich dann die verschlissenen Rohrteile 4′, die nacheinander beim Nachschieben neuer Rohr­teile 4′ von - in der Zeichnung - rechts aus dem linken Statorende herausgeschoben werden. Wie zeichnerisch ange­deutet, sind die Rohrteile 4′ und Statorteile 6′ im Betrieb zweckmäßigerweise im Fugenversatz angeordnet, um eine zuver­lässige Abdichtung zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste:

[0071] 1 Drehverschluß
2 Gefäßbodenauskleidung
3 Gefäßwandauskleidung
4 Rotor
5 Ausflußkanal des Stators
6 Stator
7 Durchflußkanal des Rotors
8 Gefäßinnere
9 Gleithülse
10 Ausgußrohr
11 Antriebswelle
12 Federpaket
13 Auslauföffnung des Statorausflußkanals
14 Einlauföffnung des Rotordurchflußkanals
15 Auslauföffnung des Rotordurchflußkanals
16 Einlauföffnung des Statorausflußkanals
17 Sitz
18 Betätigungskopf
19 Kardangelenk
20 Antrieb
21 elastische Kupplung
22 Trägervorrichtung
23 Vorsprung
24 Querschlitz
25 Ringflansch
26 Gelenk
27 Schnellverschluß
28 Spannvorrichtung
29 Fuge
30 Anschlßleitung
31 Freiraum
32 Flanschabschnitt
33 Gefäßboden
34 Gefäßwand
35 Mantelfläche
36 Ausflußkanal
37 Schulter
39 Stirnfläche
50 Aussparung
55 Aussparung
57 kreiszylindrische Innenfläche
58 kreiszylindrische Mantelfläche
59 Antriebsanordnung
60 Verschlußanordnung
62 Halteteil
A Drehachse

Ansprüche

1. Drehverschluß für einen im wesentlichen vertikalen Abstich flüssiger Metallschmelze aus einem metallurgischen Gefäß mit einem rotationssymmetrischen, als Verschlußkörper dienenden feuerfesten Rotor (4), welcher um eine im wesentlichen hori­zontale Achse (A) drehbar in einem, einen Ausflußkanal (5) aufweisenden feuerfesten Stator (6) angeordnet ist, wobei der Rotor (4) einen durch Drehung des Rotors (4) gegenüber dem Stator (6) zu öffnenden und zu schließenden Durchflußkanal (7) aufweist, dessen Auslauföffnung (15) in der Mantelfläche des Rotors (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) und der Rotor (4) im Gefäßinneren in und/oder an der feuerfesten Gefäßwandauskleidung (3) und ggf. der Gefäß­bodenauskleidung (2) im Bereich der Metallschmelze angeordnet sind.

2. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) von außen mit einem konischen Abschnitt (3) in einen entsprechend konischen Sitz (17) des Stators (6) ge­drückt ist.

3. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Rotors (4) kreiszylindrisch ausgebildet und in einem entsprechend kreiszylindrischen Sitz (17) des Stators (16) aufgenommen ist.

4. Drehverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) in dem Stator (6) axial verschiebbar ist.

5. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenzeichnet, daß die Einlauföffnung (14) des Durchflußkanals (7) des Rotors (4) in dessen konischer oder zylindrischer Mantelfläche angeordnet ist.

6. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnung (14) des Durchfluß­kanals (7) des Rotors (4) in einer dem Gefäßinneren (8) zuge­kehrten Stirnfläche (9) des Rotors (4) angeordnet ist.

7. Drehverschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einlauföffnung (14) des Durchflußkanals (7) des Rotors (4) aufweisende Stirnfläche (9) des Rotors (4) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (A) des Rotors (4) steht.

8. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) unabhängig von dem Stator (6) durch die Gefäßwand (34) austauschbar ist.

9. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) insgesamt oder wenigstens ein Teil von ihm durch den Gefäßboden (33) und/oder die Gefäß­wand (34) hindurch austauschbar ist.

10. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) zusammen mit dem Rotor (4) durch den Gefäßboden (33) und/oder die Gefäßwand (34) hindurch austauschbar ist.

11. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) von der Gefäßwand (34) aus durch die Gefäßwandauskleidung (3) hindurch antreibbar ist.

12. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) mittels eines Betätigungs­kopfes (18) in dem Sitz (17) des Stators (6) gehalten ist, wobei der Betätigungskopf (18) von außen formschlüssig mit dem antriebsseitigen Ende des Rotors (4) zusammenwirkt.

13. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) über ein Kardangelenk (19) mit dem Antrieb (20) des Rotors (4) in Verbindung steht.

14. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) über eine elastische Kupp­lung (21) mit dem Antrieb (20) in Verbindung steht.

15. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) und die auf den Rotor (4) einwirkenden Antriebsübertragungsmittel (18, 19, 21) an einer von der Gefäßwand (34) abschwenkbaren Trägervorrichtung (22) gehalten sind.

16. Drehhverschluß nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) mit seinen beiden Enden durch zwei einander gegenüberliegende Gefäßseitenwände (3, 34) hindurchgeführt und dadurch der Rotor (4) im Durchschub aus­wechselbar ist.

17. Drehverschluß nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) bzw. Teile (4′) des Rotors (4) auch bei gefülltem Gefäß im Durchschub durch einen neuen Rotor (4) bzw. neue Teile (4′) des Rotors (4) auswechselbar ist bzw. sind.

18. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) zylinderrohrförmig ausge­bildet ist.

19. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Ausflußkanal (7) und Durchflußkanal (5) abgewinkelt sind.

20. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stator (6) mehrere stirnseitig aneinandergrenzende, z.B. mit Nut-Feder-Anordnung ineinander­greifende Rotorteile (4′) mit mindestens je einem Durchfluß­kanal (7′) angeordnet sind.

21. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) aus mehreren stirnseitig aneinandergrenzenden, z.B. mit Nut-Feder-Anordnung ineinander­greifenden Statorteilen (6′) zusammengesetzt ist.

22. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) oder ein Teil oder eine Verlängerung desselben als Eintauchausguß mit Ausgußrohr (10) ausgebildet ist.

23. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) aus verhältnismäßig weichem, verschleißfähigem und der Stator (6) aus verhältnismäßig hartem, verschleißfestem Feuerfestmaterial besteht.

24. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerfestmaterial des Rotors (4) und/oder des Stators (6) zumindest an deren dem Stator (6) und/oder dem Rotor (4) zugekehrten Oberfläche(n) Kohlenstoff, Graphit od. dgl. Dauerschmiermittel enthält.

25. Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerfestmaterial des Rotors (4) und/oder des Stators (6) keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthält.

26. Feuerfester Rotor für einen Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 25, welcher bspw. einen konischen oder kreis­zylindrischen Abschnitt aufweist, der einem konischen oder kreiszylindrischen Sitz (17) eines feuerfesten Stators (6) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß er - bezogen auf das feuerfeste Material des Stators (6) - aus verhältnismäßig weichem, verschleißfähigem feuerfesten Material besteht.

27. Rotor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem antriebsseitigen äußeren Ende eine z.B. als Querschlitz (24) ausgebildete Aussparung für den formschlüssigen Eingriff eines von einem Antrieb (20) betätigbaren Betätigungskopfes (18) aufweist.

28. Rotor nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen Durchflußkanal (7) aufweist, dessen Einlauföffnung (14) und Auslauföffnung (15) in einer konischen oder kreiszylindrischen Mantelfläche (37) liegen.

29. Rotor nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen Durchflußkanal (7) aufweist, dessen Einlauföffnung (14) in einer zur Drehachse im wesentlichen senkrecht stehenden Stirnfläche (9) angeordnet ist.

30. Feuerfester Stator für einen Drehverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 25, welcher bspw. einen konischen oder kreis­zylindrischen Sitz (17) aufweist, der einem konischen oder kreiszylindrischen Abschnitt eines feuerfesten Rotors (4) ent­spricht, dadurch gekennzeichnet, daß er - bezogen auf das feuerfeste Material des Rotors (4) - aus verhältnismäßig hartem, verschleißfestem feuerfesten Material besteht.

31. Stator nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen Ausflußkanal (5) aufweist, welcher eine kreiszylindrische Aussparung (35) für die Aufnahme eines Rotors (4) durchquert.

32. Rotor bzw. Stator nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material des Rotors (4) und/oder des Stators (6) zumindest an deren dem Stator (6) bzw. dem Rotor (4) zugekehrten Oberfläche (n) Kohlenstoff, Graphit od. dgl. Dauerschmierungsmittel enthält.

3. Rotor bzw. Stator nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material des Rotors (4) und/oder des Stators (6) keramische Fasern oder keramische Fasern und Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit enthält.

34. Rotor bzw. Stator nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kohlenstoff oder Graphit besteht.

35. Rotor bzw. Stator nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kohlenstoff enthaltendem feuerfesten Beton besteht.

Zeichnung