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Title:
REFRACTORY ELEMENT FOR CASTING PIPE CHANGER ON THE SPOUT OF A VESSEL CONTAINING MOLTEN METAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/047853
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a refractory element for a casting pipe changer on the spout of a vessel containing molten metal. Said refractory element is provided with a sealing surface (12) and a flow channel (14) for the molten metal that penetrates said surface. The sealing surface (12) has a sealing groove (16) surrounding the flow channel (14), to which a gas/solid mixture supply channel (17) leads in a substantially tangential manner and at an acute angle thereto. The inventive element provides for an unimpeded, clog-free supply of the gas/solid mixture to the sealing groove (16) and around said groove.

Inventors:
GERBER PIERRE
AMSLER HARRY
Application Number:
PCT/CH2001/000706
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
December 10, 2001
Export Citation:
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Assignee:
STOPINC AG (CH)
GERBER PIERRE
AMSLER HARRY
International Classes:
B22D41/36; B22D41/42; B22D41/58; (IPC1-7): B22D41/58; B22D41/36; B22D41/42
Foreign References:
FR2757431A11998-06-26
FR2754749A11998-04-24
US5390902A1995-02-21
DE4000105C11991-06-06
US5958279A1999-09-28
Attorney, Agent or Firm:
Luchs W. c/o Stopinc Aktiengesellschaft Bösch 83a Hünenberg . (CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Feuerfestteil für einen Giessrohrwechsler am Ausguss eines Metall schmelze enthaltenden Gefässes, das mit einer Dichtfläche (12) und einem sie durchdringenden Durchflusskanal (14) für die Metallschmelze versehen ist, wobei die Dichtfläche (12) eine den Durchflusskanal (14) umgebende Dichtrinne (16) aufweist, in welche ein Gas/FeststoffgemischZufuhrkanal (17) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas/FeststoffgemischZufuhrkanal (17) in die Dichtrinne (16) in einer annähernd tangentialen Ebene und in spitzem Einlaufwinkel (23) zu ihr einmündet.
2. Feuerfestteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtrinne (16) ringförmig ist und der Gas/FeststoffgemischZufuhrkanal (17) darin mittig zur Dichtrinnenbreite (22) einmündet.
3. Feuerfestteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas/FeststoffgemischZufuhrkanal (17) durch eine von der Umfangs fläche des Feuerfestteils ausgehende Radialbohrung (19) und eine sich mit dieser kreuzende und in die Dichtrinne (16) mündende Schrägbohrung (20) gebildet ist.
4. Feuerfestteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialbohrung (19) und die Schrägbohrung (20) als Blindbzw. Sackloch bohrungen ausgeführt sind.
5. Feuerfestteil mit einem die Dichtfläche (12) bildenden Flansch (8) un einem sich daran anschliessenden Hals (7) nach Anspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, dass die Radialbohrung (19) im Hals (7) angeordnet ist und die Schrägbohrung (20) vom Hals (7) zum Flansch (8) hin verlau fend ausgeführt ist.
6. Feuerfestteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Radialbohrung (19) an ihrem Einlassende mit einer Aufweitung (21) für die Gas/FeststoffgemischZufuhr versehen ist.
7. Zuführeinrichtung eines Mediums in einen Feuerfestteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasme dium von einer Gasquelle (52) in einen Behälter (60) und von diesem in die Dichtrinne (16) des Feuerfestteils führt, wobei der Behälter (60) teil weise mit einem Feststoffpulver (63), zum Beispiel Graphit gefüllt ist, und das Gasmedium mit wenigstens einem Druckstoss in den Behälter einleit bar ist, so dass das im Behälter befindliche Feststoffpulver aufgewirbelt wird, sich mit dem Gasmedium durchmischt und als Gas/Feststoffgemisch in die Dichtrinne (16) führt.
8. Zuführeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleichmässige Gaszuführung vorgesehen ist, mittels welcher das Gas ohne Aufwirbelung und Vermischung mit dem Feststoffpulver durch den Behälter (60) in die Dichtrinne (16) leitbar ist.
Description:
Feuerfestteil für einen Giessrohrwechsler am Ausguss eines Metall- schmelze enthaltenden Gefässes Die Erfindung bezieht sich auf ein Feuerfestteil für einen Giessrohrwechs- ler am Ausguss eines Metallschmelze enthaltenden Gefässes, das mit einer Dichtfläche und einem sie durchdringenden Durchflusskanal für die Me- tallschmelze versehen ist, wobei die Dichtfläche eine den Durchflusskanal umgebende Dichtrinne aufweist, in welche ein Gas/Feststoffgemisch- Zufuhrkanal mündet.

Bei Feuerfestteilen dieser Art handelt es sich insbesondere um Ein-und Auslaufhülsen sowie um Boden-und Schieberplatten des Wechslers oder bei Schiebeverschlüssen. Bei Giessrohrwechslern für Zwischenbehälter (Tundish) sind es auch die mit der Schieberplatte zusammenwirkenden Giessrohre.

Giessrohrwechsler der eingangs genannten Art dienen bekanntlich dazu, dass ein in Giessbetrieb befindliches Giessrohr nach einer bestimmten Dauer durch ein neues ersetzt werden kann. Dies erfolgt durch Verschie- ben der Schieberplatte mit dem Giessrohr bzw. der Auslaufhülse relativ zur ortsfesten Bodenplatte und der ebenfalls ortsfesten Einlaufhülse.

Um das Eindringen von Aussenluft oder Metallschmelze zwischen die Auflage-und Gleitflächen der Feuerfestteile zu verhindern, sind diese aus- reichend gegeneinander angedrückt, womit sie gleichzeitig als Dichtflä- chen wirksam sind.

Zur Unterstützung dieser Aufgabe dient bei den gattungsgemässen Feuer- festteilen die ihren Durchflusskanal umgebende Dichtrinne. Durch Zufüh- ren eines Gas/Feststoffgemisches in die Dichtrinne entsteht dort eine ring- förmige Abdichtung, welche rundum die einwandfreie Dichtigkeit der Feuerfestteile im Betrieb gewährleistet. Hierfür muss aber die Dichtrinne stets gleichmässig und vollständig mit dem Gas/Feststoffgemisch beauf- schlagt sein. Das lässt sich jedoch bei geschlossenen Dichtrinnen nicht ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen, da die besondere Zusammenset- zung des Gas/Feststoffgemisches leicht zu Verstopfungen im Zufuhrkanal und/oder in der Dichtrinne führen kann, so dass eine den Durchfluss um- schliessende Gasdichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Aus diesem Grund ist man in der Praxis dazu übergegangen, die den Durchflusskanal umgebende Dichtrinne nicht als geschlossene Rinne, son- dern als spiralförmige offene Ringrinne auszugestalten. Eine solche Dich- trinne erleichtert zwar die ungehinderte Zuführung des Gas/Feststoff- gemisches in die Dichtrinne. Sie ist aber fertigungstechnisch sehr aufwen- dig, zumal wenn man berücksichtigt, dass der Dichtrinnenverlauf durch die gegebenen Platzverhältnisse eingeengt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Feuerfestteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch eine einfache Ausbildung der Dichtrinne samt Gas/Feststoff- gemisch-Zufuhrkanal auszeichnet und dabei die einwandfreie Gas/Fest- stoffgemisch-Zuführung und somit die einwandfreie Funktion der Dich- trinnenabdichtung im Betrieb gewährleistet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Gas/Fest- stoffgemisch-Zufuhrkanal in die Dichtrinne in einer annähernd tangentia- len Ebene und in spitzem Einlaufwinkel zu ihr einmündet.

Durch die erfindungsgemässe Ausrichtung des Zufuhrkanals relativ zur Dichtrinne ist es möglich, zum einen diese als einfache, geschlossene Dichtrinne auszugestalten, und zum anderen die ungehinderte Zufuhr des Gas/Feststoffgemisches im Betrieb problemlos aufrechtzuerhalten, weil der erfindungsgemässe Verlauf des Zufuhrkanals die verstopfungsfreie Gas/Feststoffgemisch-Zirkulation durch das Dichtrinnensystem gewähr- leistet, denn durch diese tangentiale Einführung wird das Gas/Feststoff- gemisch in dieser Rinne quasi in eine Rotation versetzt und es demnach mehrmals zirkulieren kann.

Es ist auch hierfür vorteilhaft, wenn erfindungsgemäss die Dichtrinne ringförmig ausgebildet ist und der Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal dar- in mittig zur Dichtrinnenbreite einmündet.

Im Sinne einer weiteren Erleichterung der Fertigung sieht die Erfindung ferner vor, dass der Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal durch eine von der Umfangsfläche des Feuerfestteils ausgehenden Radialbohrung und eine sich mit dieser kreuzenden und in die Dichtrinne einmündenden Schräg- bohrung gebildet ist.

Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Radialbohrung und die Schrägboh- rung als Blind-oder Sacklochbohrungen ausgeführt sind, weil dadurch sonst erforderliche Verschlüsse am jeweils offenen Bohrungsende entbehr- lich sind.

Bei Feuerfestteilen, die mit einem die Dichtfläche bildenden Flansch und einem sich daran anschliessenden Hals versehen sind, ist es gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Radialbohrung im Hals angeordnet ist und die Schrägbohrung vom Hals zum Flansch hin verlaufend ausgeführt ist.

Dadurch ist es möglich, den Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal mit ver- hältnismässig kurzen Bohrungen und sanften Richtungswechseln auszuges- talten. Es ist ausserdem dadurch möglich, die Bohrungen in einem verhält- nismässig massiven Bereich der Feuerfestkörpers zu unterbringen.

Um die Versorgung des Feuerfestteils mit dem Gas/Feststoffgemisch zu erleichtern, ist es zweckmässig, wenn die Radialbohrung an ihrem Ein- lassende mit einer Aufweitung für die Gas/Feststoffgemisch-Zufuhr verse- hen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. l einen Giessrohrwechsler mit einer erfindungsgemässen Einlaufhül- se, im Längsschnitt dargestellt, Fig. 2 eine Einlaufhülse aus Fig. l, perspektivisch dargestellt, Fig. 3 eine Einlaufhülse aus Fig. l, im Längsschnitt und vergrössert dar- gestellt, Fig. 4 eine Teilansicht der Einlaufhülse in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4, und Fig. 6 ein Schema der Zuführeinrichtung des Gas-/Feststoffgemisches.

Der in Fig. 1 dargestellte Giessrohrwechsler weist ein Gehäuse 1 auf, das am Boden 2 eines metallurgischen Gefässes, wie beispielsweise einer Pfanne oder eines Zwischenbehälters (Tundish), befestigt ist. Mit diesem Giessrohrwechsler kann ein verbrauchtes Giessrohr durch ein neues ersetzt werden, indem dieses neue Giessrohr seitlich gegen das auszutauschende verschoben wird, bis dessen Durchflusskanal 15 konzentrisch zu derjeni- gen der Hülse 4 verläuft. Hierfür sind im Gehäuse 1 eine Einlaufhülse 4 und ein mit ihr zusammenwirkendes Giessrohr 5, beide aus feuerfestem keramischen Material, angeordnet.

Die Einlaufhülse 4 weist einen teilkegelförmigen Körper 6 mit einem zy- lindrischen Kragen 7 und einem sich daran anschliessenden Flansch 8 auf, und ist in einem Lochstein 9 oder in einer Stampfmasse des metallurgi- schen Gefässes eingebaut.

Das Giessrohr 5 weist einerseits ebenfalls einen oberen Flansch 10 auf, der durch Kipphebel lla, llb gegen den Flansch 8 der Einlaufhülse 4 ange- drückt ist. Die Flansche 8 und 10 mit ihren als Auflage-und Gleitflächen dienenden Stirnflächen 12 bzw. 14 bilden die ortsfeste Bodenplatte bzw. die relativ zu ihr verschiebbare Schieberplatte des Wechslers.

Die Einlaufhülse 4 und das Giessrohr 5 weisen-wie bereits oben erwähnt - ausserdem je einen Durchflusskanal 14 bzw. 15 auf, durch welchen die Metallschmelze bei geöffnetem Wechsler hindurchfliesst.

Die Stirnflächen 12 und 13 dienen auch als von den Durchflusskanälen 14 bzw. 15 durchdrungene Dichtflächen, welche das Eindringen von Luft in die Metallschmelze sowie das Eindringen von Metallschmelze in den Zwi- schenraum zwischen die Einlaufhülse 4 und das Giessrohr 5 unterbindet.

Zur Unterstützung dieser Abdichtung ist die Einlaufhülse 4 mit einer den Durchflusskanal 14 umgebenden Dichtrinne 16 versehen, die über ein in sie mündenden Zufuhrkanal 17 und eine im Gehäuse 1 angeordnete Zu- fuhrleitung 18 mit einem Gas/Feststoffgemisch beaufschlagbar ist, wel- ches von einer nicht näher gezeigten Gas-und Feststoffquelle zugeführt wird. Als Feststoff eignet sich insbesondere Graphitpulver.

Die Dichtrinne 16 ist koaxial zum Durchflusskanal 14 angeordnet. Sie ist eine geschlossene Ringrinne mit einem annähernd halbkreisförmigen Querschnitt.

Der Zufuhrkanal 17 ist durch eine Radialbohrung 19 und eine sich mit die- ser kreuzende Schrägbohrung 20 gebildet. Beide Bohrungen sind als Blind-oder Sacklochbohrungen ausgebildet. Die Radialbohrung 19 ist im Hals 7 der Einlaufhülse 4, von deren Umfangsfläche hin ausgehend ange- ordnet. Die Schrägbohrung 20 ist vom Hals 7 zum Flansch 8 hin verlau- fend ausgeführt. Die Radialbohrung 19 ist an ihrem Einlassende mit einer Aufweitung 21 versehen, die im eingebauten Zustand mit einem ihr gege- nüberliegenden, ringförmigen Gas/Feststoffgemisch-Zufuhrkanal im Ge- häuse 1 zusammenwirkt.

Die Schrägbohrung 20 ist in der Einlaufhülse 4 so ausgerichtet, dass sie in die Dichtrinne 16 mittig zur Dichtrinnenbreite 22 annähernd tangential und in spitzem Winkel 23 zu ihr mündet. Auf diese Weise ist eine ungehinder- te, verstopfungsfreie Zufuhr des Gas/Feststoffgemisches in die Dichtrinne 16 und um dieser herum gewährleistet.

Fig. 5 zeigt noch ein Schema einer Zuführeinrichtung 50 von Gas-und oder einem Gas/Feststoffgemisch in die Dichtrinne. Diese Einrichtung 50 weist eine Gasquelle 52 auf, zum Beispiel einen Gasdruckbehälter, der vor- zugsweise mit Argon gefüllt ist. Eine von dieser Gasquelle 52 ausgehende Leitung führt zu einem Behälter 60 und von diesem in die Dichtrinne 16 des Feuerfestteils. Der Behälter 60 ist teilweise mit einem Feststoffpulver 63, zum Beispiel Graphit gefüllt und am oberen Ende ist ein Einlass 61 für das Gasmedium vorgesehen.

Mittels eines Druckspeichers 57 und entsprechenden Ventilen 56,58 ist das Gasmedium als weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung durch eine Leitung 54 und den Einlass 61 mit wenigstens einem Druckstoss in den Behälter 60 einleitbar, so dass das im Behälter 60 befindliche Fest- stoffpulver aufgewirbelt wird und sich mit dem nachfolgend zur Dichtrin- ne geleiteten Gasmedium durchmischt. Dies ermöglicht eine einfache und effiziente Anordnung für die Speisung des Gas/Feststoffgemisches.

Es kann aber auch eine gleichmässige Gaszuführung via den Behälter 60 erfolgen, mittels welcher das Gas durch den Behälter 60 ohne Aufwirbe- lung des Feststoffpulvers und Vermischung mit demselben in die Dichtrin- ne 16 leitbar ist. Zu diesem Zwecke ist eine parallele Leitung 53 zu derje- nigen mit dem Druckspeicher 57 vorgesehen, an der ein Regulierventil 59 mit einem einstellbaren Gasdruck vorgesehen ist. Durch dieses Regulier- ventil 59 wird das Gas mit einer konstanten dosierten Strömungsge- schwindigkeit durch Behälter geleitet.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Dichtrinne 16 und der Zufuhrkanal 17 in der Einlaufhülse 4 des Giessrohrwechslers angeordnet.

Es ist aber selbstverständlich auch möglich, die Dichtrinne und den Zu- fuhrkanal im Giessrohr 5 anzuordnen. Es ist ebenfalls ohne weiteres mög- lich, sie bei Giessrohrwechslern mit einzelnen Ein-und Auslaufhülsen so- wie einzelnen Boden-und Schieberplatten einem oder mehreren dieser Feuerfestteile zuzuordnen.

Die Erfindung ist mit dem erläuterten Ausführungsbeispiel ausreichend dargetan. Sie könnte jedoch noch in anderen Varianten veranschaulicht sein. So könnte es sich beim Giessrohrwechsler auch um einen Schiebe- verschluss handeln, bei dem derselbe Aufbau wie beim Wechsler besteht, nämlich eine ebene Gleitfläche zwischen zwei Feuerfestteilen, die es gilt abzudichten.




 
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