Schiebeverschluss für einen Metallschmelze enthaltenden Behälter

Die Erfindung betrifft einen Schiebeverschluss für einen Metallschmelze enthaltenden Behälter, mit einem an einem Ausguss des Behälters anbringbaren Gehäuserahmen zur Aufnahme einer feuerfesten Bodenplatte sowie einer Schiebereinheit mit einer an die Bodenplatte mittels Federorganen abdichtend anpressbaren feuerfesten Schieberplatte, wobei die Schiebereinheit mittels eines Antriebsorgans hin und her bewegbar ist.

Ein Schiebeverschluss dieser Art ist in der Druckschrift EP 0 819 488 B1 beschrieben. Er wird vorzugsweise zum öffnen und Schliessen der Ausgussöffnung von Konvertern eingesetzt. Im Giessbetrieb sind seine Feuerfestteile star-

kem Verschleiss ausgesetzt. Es ist daher erforderlich, sie relativ häufig auszutauschen. Der Austausch ist aber nur nach Abbau des Schiebeverschlusses durchführbar. Somit ist die Produktivität der Anlage infolge der sich daraus ergebenden Stillstandzeiten beeinträchtigt. Das gilt insbesondere beim Einsatz des Schiebeverschlusses in Konvertern, weil dort erfahrungsgemäss die Bodenplatte schnell verschleisst und man sie daher verhältnismässig oft, jedenfalls häufiger als die übrigen Feuerfestteile austauschen muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Schiebeverschluss der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen raschen und bequemen Austausch der besonders verschleissanfälligen Feuerfestteile ermöglicht, ohne dass dafür erforderlich ist, den Giessbetrieb zu unterbrechen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kassette mit einer neben der Bodenplatte angeordneten zweiten Bodenplatte versehen ist und im Gehäuserahmen quer zur Bewegungsrichtung der Schiebereinheit von einer Ausgangsstellung, in welcher die Bodenplatte sich in Betriebsstellung befindet, zu einer Endstellung, in welcher die zweite Bodenplatte die Betriebsstellung einnimmt, verschiebbar ist.

Auf diese Weise ist es möglich, durch Verschieben der Kassette die verschlissene Bodenplatte aus der Betriebsstellung zu entfernen und diese mit der zweiten Bodenplatte zu belegen, ohne dass man dafür den Schiebeverschluss abnehmen und somit den Giessbetrieb abbrechen muss. Dadurch werden die Stillstandzeiten verkürzt, und die Wirtschaftlichkeit der Anlage wird erhöht.

Um den Austauschvorgang zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, dass die Kassette mit der Bodenplatte und der zweiten Bodenplatte zwischen ihrer Ausgangsstellung und ihrer Endstellung hin und zurück verschiebbar ist. Dabei ist die Verschiebestrecke entweder einseitig links oder rechts von der Schiebereinheit, oder beidseitig links und rechts von der Schiebereinheit angeordnet.

Zur sicheren Positionierung und Fixierung der Platten in der sie tragenden Kassette weist diese erfind ungsgemäss Einfassungen mit abgestuftem Profil auf, in welchen die Bodenplatte und die zweite Bodenplatte spielfrei eingesetzt sind.

Zweckmässigerweise ist die Kassette in einer zweiteiligen Tragplatte des Gehäuserahmens verschiebbar, die mit abgestuften Führungsprofilen zum Führen der Kassette in Verschieberichtung versehen ist. Auf diese Weise ist beim Plattenwechsel die genaue Positionierung der zweiten Bodenplatte in Betriebsstellung sichergestellt.

Zur Erleichterung des Wechselvorgangs sieht die Erfindung vor, dass die Kassette durch einen am Behälter befestigten Querantrieb mit einer die Kassette anschiebenden Schubstange verschiebbar ist. Vorteilhafterweise ist die Schubstange an die Kassette koppelbar, wobei diese dann durch den Querantrieb hin und zurück verschiebbar ist.

Es ist im Sinne einer leichten Verschiebbarkeit der Kassette von Vorteil, wenn die Schubstange des Querantriebes auf die Kassette in Höhe der Durchgangsöffnung der Bodenplatte bzw. der zweiten Bodenplatte einwirkt.

Der Querantrieb ist in einer konstruktiv einfachen Variante als manueller Antrieb ausgebildet, der mit einem Betätigungshebel für die Schubstange versehen ist.

In einer zweiten Variante ist der Querantrieb als hydraulischer Linearantrieb ausgebildet, dessen Schubstange mit einem Hydraulikzylinder betätigt wird. Diese Ausführungsform bietet eine bequemere Handhabung.

Bei beiden Varianten ist der Querantrieb an der Grundplatte fest montiert, so dass er beim Abbau des Schiebeverschlusses am Behälter fixiert zurückbleibt.

Erfindungsgemäss hat der Gehäuserahmen des Schiebeverschlusses Aufhän- gungs- und Fixiermittel zur lösbaren Befestigung des Gehäuserahmens an die Grundplatte des Behälters. Dadurch kann der Schiebeverschluss auf einfache Art und Weise vom Behälter weggenommen bzw. an diesen fixiert werden, wobei die Fixierung gleichzeitig die Dichtigkeit der Einrichtung sicherstellt.

Um den An- und Abbau des Schiebeverschlusses zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn das Antriebsorgan für die Schiebereinheit an der Grundplatte befestigt ist und die Schiebereinheit an das Antriebsorgan mittels einer lösbaren Kupplung koppelbar ist.

Erfindungsgemäss ist die Kassette mit zwei eng nebeneinanderliegenden Einfassungen zur spielfreien Aufnahme achteckiger Boden- und zweite Bodenplatte ausgebildet, wobei die Längsränder der Kassette mit einem abgestuften Führungsprofil versehen sind. Eine solche Kassette kann auch nachträglich ohne grossen Aufwand in vorhandene Schiebeverschlüsse eingebaut werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Schiebeverschluss, in der Draufsicht dargestellt,

Fig. 2 den Schiebeverschluss aus Fig. 1 , verkleinert und perspektivisch dargestellt,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gehäuserahmen entlang der Linie MI-IIl in Fig. 1 ,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Schiebeverschluss entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 , in der öffnungsstellung dargestellt,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Schiebeverschluss entlang der Linie V-V in Fig. 1 ,

Fig. 6 den Schnitt gemäss Fig. 4, in der Schliessstellung dargestellt,

Fig. 7 einen Schnitt durch den Schiebeverschluss entlang der Linie VII-VII in Fig. 1 , in der Ausgangsstellung der Kassette dargestellt,

Fig. 8 den Schnitt gemäss Fig. 7, in der Endstellung der Kassette dargestellt,

Fig. 9 einen Schnitt durch den hydraulischen Linearantrieb der Kassette entlang der Linie IX-IX in Fig. 1 , und

Fig. 10 einen Längsschnitt des Schiebeverschlusses beim Einschwenken an einen Konverter,

Fig. 11 Kraft-λ/Veg-Diagramm der Federorgane im Schiebeverschluss zu dessen Verspannung.

Der Schiebeverschluss 1 gemäss den Figuren 1 bis 9 ist am Ausguss eines Konverters angeordnet, von dem nur eine den Schiebeverschluss 1 tragende Grundplatte 2 in den Figuren sichtbar ist.

Der Schiebeverschluss 1 hat einen Gehäuserahmen 3 mit einer Kassette 4, in welcher eine feuerfeste Bodenplatte 5 und eine ebenfalls feuerfeste zweite Bodenplatte 6 eingelegt sind. Im Gehäuserahmen 3 ist ferner eine Schiebereinheit 7 mit einer feuerfesten Schieberplatte 8 und einer sich daran anschliessenden feuerfesten Ausgusshülse 9 angeordnet.

Die Schiebereinheit 7 ist zwischen der öffnungsstellung gemäss Fig. 4 und der Schliessstellung gemäss Fig. 6 auf seitlichen Gleitschienen 10 verschiebbar, die im Gehäuserahmen 3 gehalten und mit Federorganen 11 beaufschlagt sind. Die Schiebereinheit 7 wird durch eine an ihr angekoppelte Schubstange 12 betätigt, die ihrerseits durch eine lösbare Kupplung 13 mit einem nicht dargestellten Zylinderkolbenantrieb verbindbar ist. Zur Hubbegrenzung ist an der Grundplatte 2 ein Anschlagflansch 15 vorgesehen, der mit Ringflächen 14 der Schubstange 12 zusammenwirkt.

Der Gehäuserahmen 3 mit der Kassette 4 und der Schiebereinheit 7 ist stirnseitig an der Grundplatte 2 mittels Zapfen 16 aufgehängt, die in Halterungen 17 der Grundplatte hineinragen. Zum Fixieren des Gehäuserahmens 3 an die Grundplatte sind in dieser auf der gegenüberliegenden Seite Befestigungselemente 18 in Gestalt von Gewindebolzen vorgesehen, die in Nuten 19 zweier seitlichen Flansche 20 des Gehäuserahmens 3 einschwenkbar sind. Letzterer wird gegen die Grundplatte 2 mit über den Flanschen 20 auf die Gewindebolzen aufgeschraubten Muttern festgespannt.

In der Grundplatte 2 ist ein scheibenförmig ausgebildeter feuerfester Kopfteil 21 in Fortsetzung des nicht dargestellten Ausgusses des Konverters vorgesehen. Im gezeigten verspannten Zustand des Schiebeverschlusses 1 wird von den Federorganen 11 ein sich quer durch die Schiebereinheit 7 und die übereinan-

derliegenden Schieber- und Bodenplatten 8 bzw. 5 bis zum Kopfteil 21 erstreckender Kraftfluss erzeugt, der sicherstellt, dass zwischen den Platten 8, 5 und dem Kopfteil 21 beim Giessvorgang keine Stahlschmelze ausfliessen kann. Die Ausgusshülse 9 ist ihrerseits gegen die Schieberplatte 8 durch einen federbelasteten Tragring 22 abdichtend angepresst.

Die Kassette 4 mit der Bodenplatte 5 und der zweiten Bodenplatte 6 ist durch eine rechteckige Stahlplatte gebildet, die in einer zweiteiligen Tragplatte 23, 24 des Gehäuserahmens 3 quer zur Verschieberichtung der Schiebereinheit 7 verschiebbar ist. Die Kassette 4 weist an ihren Längsrändern abgestufte Führungsprofile auf, die mit entsprechend ausgebildeten Führungsprofilen 25 der zweiteiligen Tragplatte 23, 24 zusammenwirken. Dadurch ist die Kassette 4 in der Tragplatte 23, 24 in Verschieberichtung sicher geführt. Ausserdem bewirkt die abgestufte Ausbildung der Profile, dass die Kassette nicht aus dem Gehäuserahmen herausfällt.

Die Kassette 4 weist zwei eng nebeneinanderliegende Einfassungen 26 auf, in welchen die Bodenplatte 5 und die zweite Bodenplatte 6 spielfrei eingesetzt sind. Die Einfassungen 26 sind entsprechend der Aussenkontur der Platten 5 und 6 achteckig ausgebildet. Dadurch ist eine unverrückbare Positionierung beider Platten sichergestellt. Die Einfassungen 26 haben ein abgestuftes Profil, das der Aussenkontur der Platten 5 und 6 angepasst ist und seinerseits verhindert, dass die Platten aus dem Gehäuserahmen herausfallen.

Die Kassette 4 kann zwischen der in Fig. 7 gezeigten Ausgangsstellung, in welcher die Bodenplatte 5 sich in Betriebsstellung befindet, und einer in Fig. 8 gezeigten Position, in welcher die zweite Bodenplatte 6 die Betriebstellung einnimmt, verschoben werden. Hierfür ist ein Querantrieb vorgesehen. Dieser ist in

einer ersten Ausführungsvariante als manueller Antrieb 27 und in einer zweiten Variante als hydraulischer Zylinder-Kolbenantrieb 28 ausgebildet. Der Querantrieb 27 ist an der Grundplatte 2 montiert und mit einer Schubstange 29 bzw. 30 versehen, die auf die Kassette 4 in Höhe der Durchgangsbohrung der Bodenplatten 5 und 6 wirksam ist. Dieser jeweilige Querantrieb 27 bzw. 28 könnte aber auch unabhängig von der Grundplatte 2 in Position gebracht werden, um dann ein Verschieben der Kassette mit den Bodenplatten ausführen zu können.

Beim manuellen Querantrieb 27 wird die Schubstange 29 durch einen auf einen Zapfen 31 der Schubstange wirkenden Betätigungshebel 33 angetrieben, der in einem an der Grundplatte 2 befestigten Kasten 32 gelagert ist und seitlich aus dem Kasten herausragt, um die manuelle Betätigung zu ermöglichen.

Beim hydraulischen Querantrieb 28 ist die Schubstange 30 in einer Halterung 34 geführt, die einen Flansch 36 aufweist, an dem der Hydraulikzylinder 35 des hydraulischen Querantriebs befestigt ist.

Bei beiden Varianten des Antriebes ist die jeweilige Schubstange 29 bzw. 30 nicht an die Kassette 4 angekoppelt, so dass sie die Kassette in nur einer Richtung verschieben kann. Es ist aber im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, die Schubstange 29 bzw. 30 mit der Kassette 4 mittels einer lösbaren Kupplung zu verbinden, so dass bei geschlossener Kupplung die Kassette 4 in beiden Richtungen durch den Querantrieb 27 bzw. 28 verschiebbar ist, während man bei geöffneter Kupplung den Schiebeverschluss 1 losgelöst von dem an der Grundplatte 2 befestigten Querantrieb abbauen kann.

Der erfindungsgemässe Schiebeverschluss 1 ermöglicht den Austausch der Bodenplatte 5 nach Erreichen ihres maximal zulässigen Verschleisses, ohne

dass dafür erforderlich ist, den Giessbetrieb zu unterbrechen. Hierfür wird die Kassette 4 mit Hilfe des Querantriebes 27 bzw. 28 quer zur Bewegungsrichtung der Schiebereinheit 7 soweit verschoben, bis die verschlissene Bodenplatte 5 die in Figur 7 gezeigte Betriebsstellung geräumt hat und die zweite Bodenplatte 6 sie einnimmt. Da hierbei der Plattenaustausch unter Aufrechterhaltung des von den Federorganen 11 erzeugten Kraftflusses stattfindet, ist sichergestellt, dass der Schiebeverschluss sowohl während des Plattenwechsels als auch danach weiterhin einwandfrei dichtet.

Da der Plattenwechsel durchgeführt wird, ohne dass man dafür den Schiebeverschluss abbauen muss, ist es beim erfindungsgemässen Schiebeverschluss jederzeit möglich, die Bodenplatte schnell und bei einfacher Handhabung auszutauschen. Dies ist im Giessbetrieb besonders bei Konvertern vorteilhaft, weil bei ihnen erfahrungsgemäss die Bodenplatte schneller verschleisst als die übrigen Feuerfestteile der Einrichtung. Dadurch ist es möglich, den Giessbetrieb länger aufrechtzuerhalten, bis auch der Austausch der übrigen Feuerfestteile fällig ist.

Zum Auswechseln dieser Teile wird der Schiebeverschluss 1 in bekannter Art und Weise von der ihn tragenden Grundplatte 2 des Behälters weggenommen. Hierfür werden zunächst die Fixiermittel 18 gelöst, die auf die Flansche 20 des Gehäuserahmens 3 wirksam sind. Dadurch wird die auf die Feuerfestteile wirkende Spannkraft der Federorgane 11 abgebaut. Anschliessend werden die Zapfen 16 von den Lagerböcken 17 herausgenommen, und der Schiebeverschluss 1 wird mittels eines nicht dargestellten Manipulators zu einer Station transportiert, in welcher der Austausch der verschlissenen Feuerfestteile ein- schliesslich der Boden- und zweiten Bodenplatte stattfindet. Bei dieser Operati-

on ist die Kassette 4 mühelos aus dem Gehäuserahmen 3 wegnehmbar, um leicht zu den darunterliegenden Feuerfestteilen zu gelangen.

Im Zuge eines An- bzw. Abbaus des Schiebeverschlusses vom Konverter wird der Gehäuserahmen 3 zusammen mit den in diesem befindlichen Bodenplatten, der Schieberplatte sowie der Ausgusshülse von der Grundplatte 2 weggeschwenkt. Es können dann beispielsweise die Feuerfestteile aus diesem Gehäuserahmen entfernt und ersetzt werden. Es ist angestrebt, mit jedem Wechsel dieser Feuerfestteile auch den in der Grundplatte 2 verbleibenden feuerfesten Kopfteil 21 auszuwechseln, so dass bei einem nachfolgenden Verschieben der Bodenplatten gewährleistet ist, dass zwischen diesen und dem Kopfteil die Dichtheit einwandfrei gewährleistet ist.

Vor dem Einschwenken des Gehäuserahmens 3 ist auf die darin angeordneten Feuerfestteile durch eine in der Schiebereinheit 7 angeordnete und die Ausgusshülse 9 umgebenden Druckfeder 9' ein solcher Anpressdruck erzeugt, dass die Feuerfestteile leicht gegeneinander zusammengepresst sind und damit nicht lose bzw. nicht beweglich im Gehäuserahmen sind.

In Fig. 10 ist veranschaulicht, wie der Gehäuserahmen 3 mit den in diesem montierten Feuerfestteilen an die Grundplatte 2 montiert wird, indem dieser Gehäuserahmen 3 um die von den Zapfen 16 gebildeten Achse A eingeschwenkt und folglich durch die Befestigungselemente 18 an dieser Grundplatte 2 fixiert wird. Durch die Federelemente 11 im Gehäuserahmen werden die Feuerfestteile, wie oben erläutert ist, für die bezweckte Abdichtung gegeneinander verspannt.

Diese Federorgane 11 sind im Rahmen der Erfindung mit einer solchen Federkennlinie versehen, dass in der Einschwenkposition des Gehäuserahmens 3, wie dargestellt, bei dem die Bodenplatte 5 mit seiner einen Stirnkante 5' mit der unteren Stirnfläche 21' des Kopfteils 21 in Berührung gelangt, sehr geringe Anpresskräfte wirken, womit ein Beschädigen dieser normalerweise aus keramischem Material bestehenden Feuerfestteile verhindert werden soll. Wenn die Bodenplatte 5 flächig an dieser Stirnfläche 21' anliegt, erfolgt noch eine Linearbewegung des Gehäuserahmens, bis er an der Grundplatte 2 des Konverters ansteht, sodann die volle Federkraft der Federorgane 11 wirkt.

Dies ist in dem Kraft-/Weg-Diagramm der Federorgane 11 gemäss Fig. 11 verdeutlicht. In der Abszisse sind zwei Positionen des Feder-Verstellhubes s eingezeichnet, namentlich die Position s«, bei der die Berührung der Bodenplatte- Stirnkante 5' mit der unteren Stirnfläche 21 ' des Kopfteils 21 erfolgt, dann die Hubposition s _v , bei der die Bodenplatte 5 flächig am Kopfteil 21 bzw. der Gehäuserahmen 3 an der Grundplatte 2 anliegt, wobei in dieser Stellung die definierte Anpresskraft K _v gemäss der Ordinate der Federkraft K erfolgt.

Der beschriebene Schiebeverschluss 1 ist mit einem einzigen Querantrieb 27 bzw. 28 ausgestattet. Es ist aber ohne weiteres im Rahmen der Erfindung möglich, den Schiebeverschluss mit zwei links und rechts angeordneten Querantrieben zu versehen, die eine Betätigung der Kassette 4 in beiden Richtungen ermöglichen, ohne dass man die Schubstangen der Querantriebe an die Kassette ankoppeln muss.

Es ist ausserdem selbstverständlich im Rahmen der Erfindung möglich, statt achteckige Bodenplatten ovale oder sonst ausgebildete Bodenplatten zu verwenden, wobei in diesem Fall die Einfassungen der Kassette ebenfalls an die

Plattenkontur angepasst sind. Es könnten selbstverständlich auch mehr als zwei Bodenplatten nebeneinander angeordnet sein.

Die erfindungsgemässe Kassette mit dem zugehörigen Querantrieb kann auch ohne grossen Aufwand nachträglich in vorhandene Schiebeverschlusseinrich- tungen der eingangs genannten Art eingebaut werden.