[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslasseinrichtung mit beweglichem Verschlussstopfen
zur Steuerung des Flusses geschmolzener Metalle aus einem metallurgischen Gefäss,
mit einem in eine Bohrung eingreifenden Regelkolben am untern Ende einer Stopfenstange
und mit einem mit dem oberen Endbereich der Stopfenstange in Verbindung stehenden
Joch.
[0002] Aus der EP 879074123 ist eine derartige Auslasseinrichtung bekannt, bei welcher ein
Stopfen in Form eines Regelkolbens passend in eine Bohrung eines Lochsteines eingreift.
Am oberen Ende der Stopfenstange ist sie mit einem Joch verbunden, das ausserhalb
des metallurgischen Gefässes mit Antriebsorganen für die Höhenverstellung und allenfalls
für eine Drehbewegung versehen ist. Um die Stopfenstange mit dem Regelkolben von oben
senkrecht in die Ausgussbohrung einführen zu können, muss das Joch vorerst weggeschwenkt
werden. Danach muss das Joch zurückgeschwenkt und gegenüber der Stopfenstange ausgerichtet
werden. Da bei dem aus Feuerfestmaterial bestehenden Ausguss beim Einmauern Lagetoleranzen
in Kauf zu nehmen sind, ergeben sich am oberen Ende der Stopfenstange Lageabweichungen,
die bei der Verbindung mit dem Joch berücksichtigt werden müssen. Ausserdem ist das
ganze metallurgische Gefäss einem starken Verzug durch hohe Temeraturen und einem
rauhen Stahlwerksbetrieb unterworfen. Der aus feuerfestem Material bestehende Regelkolben
ist bei Biegebeanspruchung besonders bruchempfindlich. Beim Verschieben des schweren
Jochs oder bei nicht genau fluchtender Befestigung des obern Endes der Kolbenstange
kann der Regelkolben leicht abbrechen.
[0003] Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, das Joch mit der Stopfenstange
auch bei Lage- und/oder Winkelabweichungen unter Vermeidung von Biegespannungen zu
verbinden und eine leichtgängige Höhenbeweglichkeit des in der Bohrung des Lochsteines
passend sitzenden Regelkolbens sicherzustellen. Auch soll die Stopfenstange montiert
werden können, ohne das Joch zu verschieben.
[0004] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Dies ermöglicht eine Verbindung zu schaffen, bei der ein Klemmen des Regelkolbens
am unteren Ende der Stopfenstange in der passend ausgeführten Bohrung vermieden wird.
Ausserdem kann eine Einstell-Bewegung des Joches in der horizontalen Ebene vermieden
werden, da die Klemmverbindung einen Ausgleich von Lage- und Winkelunterschieden der
zu verbindenden Teile zulässt.
[0005] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein metallurgisches Gefäss mit der regelbaren Ausflusseinrichtung
Fig. 2 eine Ansicht der Klemmverbindung, teilweise im Schnitt, zwischen Joch und einer
mit der Stopfenstange gelenkig verbundenen Koppelstange
Fig. 3 & 4 eine Draufsicht auf unterschiedliche mögliche Klemmlagen von Joch und Koppelstange
[0006] Im Boden eines metallurgischen Gefässes 1 befindet sich ein Lochstein 3′ mit einer
Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Regelkolbens 3. An den Lochstein 3′ schiesst
sich unten ein Auslassrohr 3˝ an. Das Gefäss 1 und der Lochstein 3′ bestehen aus feuerfestem
Material. Der Badspiegel der flüssigen Metallschmelze kann die Höhe H erreichen. Der
Regelkolben 3 ist mit mindestens einer etwa radialen Durchflussöffnung 14 versehen,
welche in eine zentrale Bohrung einmündet, welche unten offen ist. Durch Höhenverstellung
dieses Regelkolbens 3 kann somit der Durchfluss der Schmelze reguliert bzw. unterbrochen
werden. Eine Dichtung besteht dann, wenn der Regelkolben 13 mit seinem am Umfang geschlossenen
Teilstück in die Bohrung 7 hineinragt. Es können aber auch zwei kumulativ wirkende
Dichtungen vorhanden sein gemäss EP 879074123. Der Stopfenkopf 6 enthält einen verbreiterten
Teil, an den sich oben ein Stopfenmantel 10 anschliesst, der oberhalb der Badhöhe
H endigt. Im Innern dieses Stopfmantels 10 befindet sich eine zentrale Bohrung, in
die eine Stopfenstange 5 mit radialem Spiel eingreift. Die Stopfenstange 5 kann unten
in einem Gelenk, vorzugsweise einem Kugelgelenk 11 oder Kardangelenk gelagert oder
starr eingebaut sein. Im obern Endbereich der Stopfenstange 5 befindet sich ein Lager
50, von dem eine Koppelstange 48 radial und horizontal abragt. Diese Koppelstange
48 ist durch eine Klemmeinrichtung 46 mit einem Joch 23 lösbar verbunden. Das Joch
23 ist ausserhalb des metallurgischen Gefässes 1 durch Huborgane höhenvertellbar abgestützt
und dient zum Anheben oder Absenken der Stopfenstange 5 und damit des Regelkolbens
3. Die Vertikalbewegung des Jochs 23 wird mittels eines hydraulischen Zylinders 8
durchgeführt, wobei das Joch 23 in einer vertikalen Zylindersäule 9 geführt ist. Die
Zylindersäule 9 und der hydraulische Zylinder 8 sind an einem Gestell 62 festgemacht,
das seinerseits mit dem metallurgischen Gefäss 1 starr verbunden ist. Für die Zufuhr
und Abfuhr von Kühlluft sind Leitungen 64, 65 vorhanden, welche mit Längsbohrungen
der Stopfenstange 5 in Verbindung stehen.
[0007] Das Lager 50 ist als allseits bewegliches Kugelgelenklager ausgebildet, das einen
kugelförmigen innern Einsatz 54 enthält, der auf eine Gewindespindel 52 aufgeschraubt
ist. Die Gewindespindel 52 in hohl und wird von der Stopfenstange 5 durchdrungen.
Durch Verdrehung der Gewindespindel 52 relativ zur Stopfenstange 5 mit Hilfe eines
Sechskantsatzes 66 lässt sich die Höhenlage des kugelförmigen Einsatzes 54 verstellen.
Gegen den kugelförmigen Einsatz 54 liegen auf der Aussenseite oben und unten Lagerringe
56 an, welche im Gehäuse 68 und dessen Deckel 70 abgestützt sind. Ein im Gehäuse 68
befestigter Stift 72 ragt mit Spiel in eine Vertikalnut 74 des kugelförmigen Einsatzes
54 hinein. Dadurch ist der Kopf 50 gegenüber dem kugelartigen Einsatz 54 gegen Verdrehung
gesichert, aber in Axialrichtung verstellbar. Die Stopfenstange 5 ist in der seiner
Länge unterteilt. Durch eine Ueberwurfmutter 76 sind die beiden Teilstücke 5a, 5b
zusammengehalten.
[0008] Das Joch 23 und die Koppelstange 48 liegen mit zwei ebenen Flächen gegeneinander
an und werden durch die Klemmeinrichtung 46 durch Festziehen der Schraube 60 und der
Gegenmutter 61 mittels einer bügelartigen Bride 58 starr festgeklemmt. Die Auflagefläche
des Joches 23 ist wesentlich breiter als die gegen diese anliegende Auflagefläche
der Koppelstange 48, sodass die Koppelstange 48 relativ zum Joch 23 unterschiedliche
Winkellagen und Längspositionen einnehmen kann, wie dies aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht.
[0009] Wenn der Ausguss bzw. der Lochstein 3′ nicht genau in den Boden des metallurgischen
Gefässes eingemauert wird, können sich Lagedifferenzen der Stopfenstange 5 ergeben,
die sich infolge der Hebelwirkung stark auf die relativ lange Stopfenstange 5 am oberen
Ende auswirken können. Um Biegekräfte auf die Stopfenstange 5 zu vermeiden, lassen
sich diese Winkel- und Lagedifferenzen z, x ― gegenüber einer theoretischen Sollposition
― durch die lösbare Klemmverbindung ausgleichen. Um zudem ein Verschwenken des relativ
schweren Joches 23 bei der Verbindung zu vermeiden, hat das Joch 23 vom Gelenklager
50 stets einen gewissen radialen Abstand, sodass auch der Mantel 10 samt Stopfenstange
5 von oben her durch einen Kran od.dgl. am Joch 23 vorbei von oben senkrecht abgesenkt
werden kann. Aus den Figuren 3 und 4 gehen unterschiedliche Winkellagen ( ) zwischen
Koppelstange 48 und Joch 23 hervor. Als Folge der lösbaren Klemmeinrichtung 46 kann
deshalb der Regelkolen 3 samt Stopfenstange 5 am Joch 23 vorbei senkrecht von oben
in die Bohrung des Lochsteines 3 eingeführt werden. Ein Verschieben und genaues Ausrichten
des schweren Joches 23 ist nicht mehr nötig.
[0010] Als Ausführungsvariante könnte die Koppelstange 48 auch gegen die Unterseite des
Joches 23 zum Anliegen gebracht werden. Ferner ist es möglich, anstelle der Klemmschraube
60 die Klemmwirkung anderweitig, beispielsweise durch ein hydraulisches Druckaggregat
zu bewirken.
1. Auslasseinrichtung mit beweglichem Verschlussstopfen zur Steuerung des Flusses geschmolzener
Metalle aus einem metallurgischen Gefäss, mit einem in eine Bohrung eingreifenden
Regelkolben am untern Ende einer Stopfenstange und mit einem mit dem oberen Endbereich
der Stopfenstange in Verbindung stehenden Joch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
dem Joch (23) und der Stopfenstange (5) eine von dieser radial abragende Koppelstange
(48) vorhanden ist und zur Verbindung zwischen Joch (23) und Koppelstange (48) mindestens
eine lösbare, Winkel- und Längenänderungen zulassende Klemmeinrichtung (46) vorhanden
ist.
2. Auslasseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange
(48) über ein Gelenk (50) mit der Stopfenstange (5) in Verbindung steht und eine Verstellspindel
(52) vorhanden ist zur Einstellung der Höhenlage des Gelenkes (50) und mit dieser
der Koppelstange (48).
3. Auslasseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellspindel
(52) eine die Stopfenstange (5) umgebende, drehbare, hohle Gewindespindel ist und
die Koppelstange (48) mit einem die Verstellspindel (52) umgebenden Kugelgelenk (54,
56) verbunden ist.
4. Auslasseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kugelgelenk
(54, 56) und der Koppelstange (48) zur drehsichern, axial-verschiebbaren Verbindung
ein in eine Nut (74) eingreifender Stift (72) vorhanden ist.
5. Auslasseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Klemmeinrichtung (46) einen das Joch (23) und die Koppelstange (48) übergreifenden
Bügel (58) mit Klemmschraube (60) aufweist, wobei die Koppelstange (48) am Joch (23)
anliegt und ― vor dem Festziehen der Klemmschraube (60) ― längen- und winkelverschiebbar
ausgebildet sind.