[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehschiebeverschluss für metallurgische Schmelzegefässe
nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.
[0002] Im Gegensatz zu der am meisten verbreiteten Bauweise von Schiebeverschlüssen, bei
welcher alle Teile des Verschlusses sich ausserhalb des Schmelzegefässes befinden,
sind auch Konstruktionen von Drehschiebeverschlüssen vorgeschlagen worden, deren Gleitfläche,
d. h. die Dichtfläche zwischen den feuerfesten Verschlusskörpern, innerhalb des metallischen
Gefässmantels, also auf der der Schmelze zugekehrten Seite desselben liegt (AT-PS
165 292, AT-PS 171 189, DE-OS 19 10 247, DE-OS 20 43 588). Mit diesen Anordnungen
wurde u. a. angestrebt, den Ausgussbereich und die Gleitfläche des Verschlusses vom
schmelzflüssigen Gefässinhalt her dauernd warm zu halten und dadurch ein Erstarren
der Schmelze in diesem Bereich zu vermeiden. Hierfür mussten bei den bekannten Konstruktionen
allerdings schwerwiegende Nachteile in Kauf genommen werden, wie umständlicher Ein-
und Ausbau sowie vor allem schwierig herzuzustellende und/oder voluminöse Feuerfestteile;
zu einem praktischen Einsatz der genannten Vorschläge ist es bisher nicht gekommen.
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine praxisgerechte Gestaltung eines Drehschiebeverschlusses
in der Weise, dass auch bei weit gegen das Gefässinnere hin verlagerter Gleitfläche
eine einfache Wartung des Verschlusses und ein rascher Wechsel der feuerfesten Verschlusskörper
möglich sind.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst. Die Erfindung bietet einerseits die Möglichkeit, die verbreitete und für
die Herstellung einfache Plattenform der feuerfesten Verschlusskörper auch beim tiefliegenden
Einbau anzuwenden. Dabei lässt sich mit geringem Aufwand, nämlich durch Anpassung
der Rohrlänge, die Einbautiefe den jeweiligen Gegebenheiten anpassen, wie z. B. wechselnder
Dicke der Gefässauskleidung usw. Die mechanisch empfindlicheren Teile des Verschlusses,
wie Federorgane und Lager, lassen sich dabei ausserhalb des Gefässmantels im Bereich
relativ geringer Temperaturen unterbringen.
[0005] Im Hinblick auf die Anwendung mit verschiedenen (und unterschiedlich heissen) Schmelzen
ist der Begriff "feuerfest" im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein natürlich
so zu verstehen, dass die betreffenden, mit der Schmelze direkt in Berührung kommenden
Teile bzw. Werkstoffe gegenüber dieser ausreichend beständig sein sollen.
[0006] Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Drehschiebeverschlusses
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Verschluss und die angrenzenden Partien des
Schmelzegefässes, und
Fig. 2 ist eine Stirnansicht auf den Zwischenträger und den darin eingesetzten feuerfesten,
plattenförmigen Schieberkörper.
[0007] Der in Fig. 1 dargestellte Drehschiebeverschluss ist an einem metallurgischen Schmelzegefäss
zwecks Entleerung der in ihm enthaltenen Schmelze angebaut, indem er insgesamt mittels
mehrerer Schrauben 19 lösbar am metallischen Gefässmantel 2 (oder einer im Mantelblech
eingesetzten, z.B. eingeschweissten Zwischenplatte) befestigt ist. Vom Schmelzegefäss
ist ein Teil der innerhalb des Gefässmantels 2 liegenden feuerfesten Auskleidung 4
dargestellt. In ihr ist zwecks Aufnahme des Verschlusses eine über einer Oeffnung
3 des Gefässmantels angeordnete, feuerfeste Hülse 6 eingelassen, mit welcher ein mit
einer weiten Trichteröffnung 9 versehener Ausläufstein 8 über eine ringförmige Mörtelfuge
7 verbunden ist. In bekannter Weise können die Feuerfestteile 6 und 8 jeweils während
längerer Gebrauchsdauer eingebaut bleiben und brauchen z.B. nur zusammen mit der Auskleidung
4 erneuert zu werden. Von der Unterseite des Auslaufsteines 8 ist die obere Stirnseite
des Verschlusses getrennt durch eine ringförmige Mörtelfuge 1, welche die Oeffnung
9 umgibt sowie eine daran aussen anschliessende Isolierschicht 5, vorzugsweise aus
einer feuerfesten Filzmatte; die Teile 1 und 5 sind jeweils beim Wiedereinbau der
Verschlusseinheit zu erneuern.
[0008] Der unterhalb der Oeffnung 9 liegende, ortsfeste feuerfeste Ausgusskörper 20 und
der drehbare, feuerfeste Schieberkörper 40 sind als ebene, vorzugsweise identische
Platten ausgebildet. Die Gleitfläche 23, an welcher die Schieberplatte 40 an der Ausgussplatte
20 unter Vorspannung anliegt, befindet sich auf der dem Gefässinnern zugewandten Seite
des Gefässmantels 2, wodurch der Ausgussbereich von der im Gefäss enthaltenen Schmelze
auf einer relativ hohen Temperatur gehalten wird; dies wird noch unterstützt durch
die weite Oeffnung 9, welche eine grosse Berührungsfläche zwischen der Schmelze und
der Platte 20 schafft. In bekannter Weise lässt sich durch Drehen der Schieberplatte
40 eine in ihr vorhandene Oeffnung 42 mit der ortsfesten Oeffnung 22 in Uebereinstimmung
bringen oder die letztere Oeffnung verschliessen; die Schieberplatte 40 kann wie üblich
auch mehrere Oeffnungen enthalten.
[0009] Die ortsfeste Platte 20 und die Schieberplatte 40 sind je am einen Ende eines ortsfesten
bzw. drehbaren Verschlussteils gehalten. Dabei sind, wie ersichtlich, der ortsfeste
wie auch der drehbare Verschlussteil im wesentlichen als koaxial ineinander liegende
Rohrkörper gestaltet; die Halterung der Schieberplatte 40 am drehbaren Rohrkörper
30 erfolgt dabei mittelbar über einen Zwischenträger 34. Der ortsfeste und der drehare
Verschlussteil sind über zwei Wälzlager 24, 25 aneinander radial und axial geführt.
[0010] Der ortsfeste Verschlussteil ist in mehrere rohrförmige Längsabschnitte 10, 11 und
12 unterteilt. An den Verbindungsstellen dieser Teile sind wärmeisolierende Schichten
26 bzw. 27, 28 eingefügt, welche die Wärmeableitung über den feststehenden, metallischen
Rohrkörper aus dem Verschlussbereich nach aussen stark einschränken. Der Endabschnitt
10 ist mit dem mittleren Abschnitt 11 mittels mehrerer Schrauben 15 lösbar verbunden
und weist eine stirnseitige Bodenfläche 14 auf, in welcher die Platte 20 eingesetzt
ist. Die Rohrabschnitte 11 und 12 sind mit je einem Flansch 16 bzw. 17 versehen und
an diesen mittels einer Anzahl Schrauben 18 verbunden. Der eine Flansch 16 dient dabei
zur Positionierung und Befestigung (Schrauben 19) der gesamten Verschlusseinheit am
Gefässmantel 2. An dem ausserhalb des Gefässmantels liegenden Rohrabschnitt 12 ist
schliesslich der Rohrkörper 30 des drehbaren Verschlussteils gelagert.
[0011] An der oberen Stirnseite des Rohrkörpers 30 sind mehrere, z.B. drei Mitnehmerbolzen
37 eingesetzt, welche zwecks Drehmitnahme des Zwischenträgers 34 in entsprechende
Bohrungen an demselben passend eingreifen (siehe auch Fig. 2). Zur Drehsicherung der
Schieberplatte 40 im Zwischenträger 34 dient ein im letzteren geführter Tagentialkeil
35, welcher an einer seitlichen Mitnahmefläche der im übrigen kreisrunden Platte 40
anliegt. In gleicher Weise ist auch die ortsfeste Platte 20 in der Bodenfläche 14
des Endabschnittes 10 mit Hilfe eines Keils 21 drehgesichert. Unterhalb der Schieberplatte
40 ist im Zwischenträger 34 eine Wärmeisolierung 43 eingesetzt, welche die Wärmeabstrahlung
von der Schieberplatte nach aussen hemmt. In einem Rohransatz 36 des Zwischenträgers
ist ferner ein Ausgussrohr 44 eingesetzt, welches die metallischen Bestandteile des
Verschlusses vor der ausfliessenden Schmelze schützt. Die beiden Teile 43 und 44 können
einteilig oder getrennt aus leichtem und porösem, z.B. faserigem oder flockigem Feuerfestmaterial
hergestellt sein.
[0012] Der Zwischenträger 34 liegt an den oberen Enden von drei Druckstösseln 38 auf, welche,
zu den Mitnehmerbolzen 37 versetzt, im Rohrkörper 30 längsbeweglich geführt sind.
Gegen das untere bzw. aussenliegende Ende der Stössel 38 drückt ein Ring 46, welcher
von z.B. drei am Umfang verteilten Federorganen 48 beaufschlagt ist. Es handelt sich
vorzugsweise um Tellerfedern 48, die paketweise auf einen Stehbolzen 47 geschichtet
und mit einer Mutter 49 vorgespannt sind. Mittels dieser Federorgane, welche wie der
Ring 46 auf dem drehbaren Verschlussteil angeordnet sind, lässt sich über die Stössel
38 und den Zwischenträger 34 die gewünschte Flächenpressung zwischen den Verschlussplatten
20 und 40 einstellen. Da der Zwischenträger 34 mit der Platte 40 in der Lage ist,
relativ zum Rohrkörper 30 eine gewisse Taumelbewegung auszuführen, bleibt die satte
Auflage der Platte 40 an der Platte 20 (Gleitfläche 23) während der Drehung auch dann
erhalten, wenn der drehbare Rohrkörper nicht genau koaxial zum ortsfesten Rohrkörper
ausgerichtet sein sollte.
[0013] Am aussenliegenden Ende des drehbaren Rohrkörpers 30 ist mittels mehrerer Schrauben
33 ein Drehkranz 31 befestigt, welcher mit der Verzahnung 32 dem Drehantrieb (mittels
Kette oder Stirnrad) des drehbaren Verschlussteils dient. Vorzugsweise ist der Drehkranz
31 glockenartig gestaltet und übergreift das aussenliegende Ende des ortsfesten Verschlussteils,
wodurch die Verzahnung 32 axial zwischen die Lager 24 und 25 zu liegen kommt.
[0014] Der beschriebene Drehschiebeverschluss lässt sich durch Lösen der Schrauben 19 als
Ganzes aus der durch die Feuerfestteile 6 und 8 gebildeten Vertiefung ausbauen. Dadurch
werden die Schrauben 15 zugänglich, und der Endabschnitt 10 des ortsfesten Verschlussteils
lässt sich zwecks Kontrolle oder Auswechslung der Platten 20 und 40 lösen. Nach erneutem
Befestigen des Endabschnittes 10 und allfälliger Neueinstellung der Federorgane 48
kann die Verschlusseinheit als Ganzes wieder eingebaut werden. Es besteht auch die
Möglichkeit, die Schrauben 19 zu belassen und dagegen die die Flanschen 16 und 17
verbindenden Schrauben 18 zu lösen, worauf der Rohrabschnitt 12 mit dem daran gelagerten
drehbaren Verschlussteil ausgebaut werden kann, die ortsfesten Rohrabschnitte 10 '
und 11 sowie die Platte 20 jedoch eingebaut bleiben.
[0015] Die beschriebene Verschlusskonstruktion ermöglicht eine besonders einfache Wartung
und insbesondere einen raschen Wechsel der feuerfesten Verschlusskörper 20 und 40.
Auch lässt sich die Konstruktion sehr einfach der jeweils erforderlichen Einbautiefe
bzw. Lage der Gleitfläche 23 bezüglich des Gefässmantels anpassen, nämlich lediglich
durch Längeänderung des Rohrabschnittes 11 und des drehbaren Rohrkörpers 30; dies
kann gegebenenfalls durch Einsetzen von verschieden langen Zwischenringen an diesen
Teilen erreicht werden.
[0016] Der erfindungsgemässe Drehschiebeverschluss kann zum Vergiessen verschiedener Schmelzen,
insbesondere auch von Nichteisen-Schwermetallen oder Leichtmetallen aus den jeweiligen
Schmelzegefässen verwendet werden. Der Betrieb ist nicht nur in der dargestellten
vertikalen Lage, sondern auch mit horizontaler oder schiefer Drehachse möglich.
1. Drehschiebeverschluss für metallurgische Schmelzegefässe, mit einem ortsfesten,
einen feuerfesten Ausgusskörper aufnehmenden Verschlussteil und einem gegenüber diesem
drehbaren Verschlussteil, welcher einen am Ausgusskörper unter Vorspannung anliegenden
feuerfesten Schieberkörper aufnimmt, wobei die Gleitfläche zwischen den beiden feuerfesten
Körpern auf die dem Gefässinnern zugewandte Seite des metallischen Gefässmantels zu
liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste und der drehbare Verschlussteil
je als koaxial ineinander liegende Rohrkörper (10,11,12;30) gestaltet sind, die radial
und axial aneinander geführt sind und an ihrem einen Ende je einen der genannten,
als ebene Platte ausgebildeten feuerfesten Körper (20,40) fassen, wobei der Schieberkörper
(40) in einem Zwischenträger (34) gehalten ist, der gegenüber dem drehbaren Rohrkörper
(30) in axialer Richtung vorgespannt, jedoch mit diesem drehverbunden ist.
2. Drehschiebeverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste
Rohrkörper in mehrere Längsabschnitte (10,11,12) unterteilt ist, die unter Zwischenlage
von wärmeisolierenden Schichten (26,27, 28) miteinander verbunden sind.
3. Drehschiebeverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
ortsfeste Rohrkörper einen lösbar befestigten Endabschnitt (10) mit einer stirnseitigen
Bodenfläche (14) aufweist, in welcher die den feuerfesten Ausgussteil bildende Platte
(20) eingesetzt ist.
4. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der ortsfeste Rohrkörper zwei über Flanschen (16,17) lösbar verbundene Rohrabschnitte
(11,12) aufweist, wobei der eine y Flansch (16) zur Positionierung und Befestigung
des Verschlusses am Gefässmantel (2) ausgebildet ist und wobei der eine, ausserhalb
des Gefässmantels (2) liegende Rohrabschnitt (12) den Rohrkörper (30) des drehbaren
Verschlussteils lagert.
5. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Rohrkörper (30) des drehbaren Verschlussteils für den Drehantrieb an seinem
aussenliegenden Ende mit einem Drehkranz (31) versehen ist.
6. Drehschiebeverschluss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkranz
(31) das aussenliegende Ende des ortsfesten Rohrkörpers glockenartig übergreift.
7. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenträger (34) als Halterung für eine Wärmeisolierung (43) an der Aussenseite
des plattenförmigen Schieberkörpers (40) und ein Ausgussrohr (44) für die Schmelze
ausgebildet ist.
8. Drehschiebeverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenträger (34) auf Druckstösseln (38) aufliegt, welche im Rohrkörper
(30) des drehbaren Verschlussteils in Längsrichtung geführt und am aussenliegenden
Ende von auf dem drehbaren Verschlussteil angeordneten Federorganen (48) beaufschlagt
sind.