DE2417490C3

DE2417490C3 - Fireproof pair of plates for slide gates consisting of base and slide plate

Info

Publication number: DE2417490C3
Application number: DE19742417490
Authority: DE
Inventors: Hans Reinhard Dr. Zug Fehling (Schweiz)
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1973-04-27
Filing date: 1974-04-10
Publication date: 1976-03-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das feuerfeste, aus Boden- und Schieberplatte bestehende, mit Durchflußöffnungen versehene Plattenpaar für einen Schieberverschluß am Ausguß von flüssiges Metall enthaltenden Gefäßen, insbesondere Stahlgießpfannen großer Kapazität. The invention relates to the refractory, consisting of base and slide plate, with flow openings provided pair of plates for a slide gate valve at the spout of liquid metal containing Vessels, particularly large capacity steel ladles.

Bei der Anwendung von Schieberverschlüssen an Stahlgießpfannen mit einer Kapazität von mehr als 100 t sind bisher erhebliche Schwierigkeiten infolge einer Blockierung des Verschlußmechanismus nach dem Gießen von nur wenigen Rohblöcken vorhanden. Die Blockierung findet gewöhnlich beim Schließen des Schiebers statt.When using slide gates on steel ladles with a capacity of more than 100 t are so far considerable difficulties as a result of a blockage of the locking mechanism the casting of only a few rough blocks available. The blockage usually takes place when the Slide instead.

Bekanntlich bestehen die Hauptteile eines Schieberverschlusses aus einem Paar feuerfester Platten, und zwar einer fest angeordneten Bodenplatte und beweglich angeordneten Schieberplatte. Die Pl?.iten gleiten in sehr engem Kontakt aufeinander und bringen dabei entweder ihre Durchflußöffnungen zur Deckung für das öffnen oder in Abstand zueinander für das Schließen des Schiebers. Die Kontaktflächen der Platten sind sehr glatt und eben und in bezug auf die Flächenfeinheit auf eine Toleranz von weniger als 0,05 mm geschliffen. Sie sind aus sehr hochwertigem Feuerfestmaterial, meistens entweder aus Hochtonerdematerial oder aus hochwertigstem Magnesitmaterial.As is known, the main parts of a slide gate valve consist of a pair of refractory plates, and although a fixed base plate and movably arranged slide plate. The seats slide in very close contact with each other and either bring their flow openings to coincide for the opening or at a distance from each other for the closing of the slide. The contact surfaces of the plates are very smooth and even and ground to a tolerance of less than 0.05 mm with regard to the surface fineness. They are made of very high quality refractory material, mostly either high alumina material or from the highest quality magnesite material.

Trotz dieser hohen Qualtität trat die besagte Blokkierung ein, und es wurden auch erhebliche Beschädigungen der Platten in der Nähe der Durchflußöffnungen beobachtet, obwohl die Betriebszeit von höchstens 10 bis 20 Minuten außerordentlich kurz war.In spite of this high quality, the aforementioned blocking occurred and there was also significant damage to the plates near the flow openings observed, although the operating time of 10 to 20 minutes at the most was extremely short.

Man nimmt an, daß die Blockierung und die frühzeitige Zerstörung der Platten im Bereich der Durchflußöffnung;en in erster Linie auf die Infiltration von flüssigem Stahl in die Poren der Platten und/oder der sehr engen Zwischenräume zwischen der Schieberplatte und der Bodenplatte unter dem Einfluß des sehr hohen ferrostatischen Drucks von Pfannen hoher Kapazität zurückzuführen sind Normalerweise benetzt Stahl die erwähnten Feuerfestmaterialien nicht so daß es keine wesentliche Infiltration gibt, solange der ferrostatische Druck niedriger ist als der entgegenwirkende Kapillardruck. Mit zunehmender Pfannenkapazität und entsprechend zunehmender Badhöhe ergeben sich kriti-It is assumed that the blockage and the premature destruction of the plates in the area of the flow opening; primarily due to the infiltration of liquid steel into the pores of the plates and / or the very narrow ones Gaps between the slide plate and the bottom plate under the influence of the very high ferrostatic Pressures from high capacity pans are usually due to steel wets the ones mentioned Refractories not so that there is no substantial infiltration as long as the ferrostatic Pressure is lower than the counteracting capillary pressure. With increasing pan capacity and accordingly increasing bath height result in critical

sehe Werte des ferrostatischen Drucks, die zur Infiltration führen können. Bei der Infiltration entfernt sich der Stahl von dem heißen Hauptstrom, wodurch der infiltrierende Stahl abkühlt und dann erstarrt. Durch diesen Prozeß wird ein dünner Keil von erstarrtemsee values of ferrostatic pressure leading to infiltration being able to lead. During the infiltration, the steel moves away from the hot main stream, whereby the infiltrating steel cools and then solidifies. Through this process a thin wedge of solidified

Stahl zwischen den Platten gebildet, der zuerst die Scbieberreibung erhöht und später zur Blockierung und Zerstörung der Platten führtSteel is formed between the plates, which first increases the bending friction and later for locking and Destruction of the plates leads

Die US-PS 2943 370 beinhaltet ein Schieberventil für Schmelzgefäße mit einem Ventilkörper und einemThe US-PS 2943 370 includes a slide valve for melting vessels with a valve body and a

in einer Ausnehmung desselben gelagerten Ventilelement. Das Ventil hat einen Anschluß zum Einführen von Gas, um die Penetration von Schmelze zwischen die Gleitflächen von Ventilkörper und Ventilelement zu verhindern. Dabei gelangt das Gas von einer den pneu-in a recess of the same mounted valve element. The valve has a connection for insertion of gas to allow the melt to penetrate between the sliding surfaces of the valve body and valve element impede. The gas comes from one of the pneumatic

manschen Betätigungszylinder des Ventilelementes umgebenden gasdichten Verkleidung direkt in die Spalträume, die das Ventilelement allseits umgeben. Eine solche Ausführung ist wegen der allseitigen Umspülung des verschiebbaren Ventilelementes mit Gasmanschen actuating cylinder of the valve element surrounding gas-tight cladding directly into the gaps that surround the valve element on all sides. Such a design is due to the fact that the displaceable valve element is flushed with gas on all sides

bei mit einem Plattenpaar ausgestatteten Schieberverschluß nicht anwendbar.not applicable to slide locks equipped with a pair of plates.

Aus einer weiteren US-PS 19 95 941 geht ein Hochofen hervor, vor dessen Abstichöffnung ein Absperrorgan von der Art eines Drehschiebers angeordnet ist.Another US-PS 19 95 941 shows a blast furnace, in front of the tap opening a shut-off device is arranged on the type of rotary valve.

Der feuerfeste Drehkörper dieses Organs weist einen exzentrischen Ausflußkanal auf, der in Offenstellung deckungsgleich zur Abstichöffnung steht und in der durch Verstellen des Drehkörpers um 180° erreichbaren Schließstellung an seinem inneren Ende von einem Kanal umgeben wird. Dieser Kanal, der in der Gegendichtfläche des Drehkörpers vorgesehen ist, kann mit von außen zugeführter Luft beaufschlagt werden, um ein Übertreten von Roheisen aus der Abstichöffnung in den Ausflußkanal zu vermeiden. Bei dieser Ausführung wird ein Eindringen von Roheisen zwischen die Dichtflächen des Absperrorgans nicht mit Sicherheit verhindert. Vielmehr kann im Bereich der Abstichöffnung Roheisen zwischen die Dichtflächen gelangen, das feuerfeste Material infiltrieren und den Drehkörper blockieren.The refractory rotating body of this organ has an eccentric outflow channel which is in the open position is congruent with the tapping opening and can be reached by adjusting the rotating body by 180 ° Closed position is surrounded by a channel at its inner end. This channel that is in the mating sealing surface of the rotating body is provided, can be acted upon with externally supplied air in order to to prevent pig iron from escaping from the tap opening into the outflow channel. In this version penetration of pig iron between the sealing surfaces of the shut-off element is not prevented with certainty. Rather, pig iron can get between the sealing surfaces in the area of the tap opening Infiltrate refractory material and block the rotating body.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die genannten bei feuerfesten Plattenpaaren von Schieberverschlüssen auftretenden Schwierigkeiten zu überwinden, insbesondere die Blockierung der Platten durch Infiltration des Metalls zwischen die Platten zu verhindern.The object of the present invention is to provide the aforementioned in the case of refractory plate pairs of slide closures to overcome the difficulties encountered, in particular the blocking of the plates by infiltration of the metal between the plates.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Gleitfläche wenigstens der ortsfesten Bodenplatte eine mit einem Inertgasanschluß versehene, um die Durchflußöffnung U-förmig verlaufende Rinne aufweist, deren Schenkelenden einen über das Maß des Durchmessers der dazwischen bewegten Durchflußöffnung der Schieberplatte hinausgehenden Abstand voneinander haben. Durch diese baulichen Mittel läßt sich der Raum um die Durchflußöffnung der Bodenplatte mit Gas beaufschlagen und so der Druck des Gases, das sich in den Poren und Zwischenräumen der feuerfesten Platten befindet, erhöhen. Dadurch wird dem Eindringen von Schmelze in die Po-This object is achieved according to the invention essentially in that the sliding surface at least the stationary base plate is provided with an inert gas connection and is U-shaped around the flow opening having running channel, the leg ends of which one over the dimension of the diameter of the between moved flow opening of the slide plate beyond distance from each other. Through this structural means, the space around the flow opening of the base plate can be pressurized with gas and so on increase the pressure of the gas in the pores and spaces of the refractory panels. This prevents the melt from penetrating the po-

ren und Zwischenräume vorgebeugt und der eingangs angeführten Keilbildung erstarrter Schmelze im Ansatz entgegengewirkt, so daß die Gängigkeit der Platten auch bei Pfannen verhältnismäßig großer Kapazität über den üblichen Zeitraum hinweg voll erhalten bleibt. Durch die offenen Schenkelenden der U-förmigen Rinne kann die Durchflußöffnung der Schieberplatte bei der öffnungs- oder Schließbewegung hindurchgleiien, so da" in jeder Phase dieser Bewegungen der Druck, in der von der Gleitfläche der Schieberplatte abgedeckten Rinne erhalten bleibt, was wiederum einen sparsamen Gasverbrauch garantiertRen and gaps prevented and the initially mentioned wedge formation of solidified melt in the approach counteracted, so that the ease of use of the plates even with pans of relatively large capacity is fully maintained over the usual period of time. Through the open leg ends of the U-shaped channel the flow opening of the slide plate can slide through during the opening or closing movement, so there "at every stage of these movements the pressure in the channel covered by the sliding surface of the slide plate is retained, which in turn is economical Gas consumption guaranteed

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Gleitflächen beider Platten, also der Boden- und der Schieberplatte, mit einer U-förmig verlaufenden Rinne zu versehen, deren Enden einander zugekehrt sind und sich in Schließstellung der Platten überdecken. Auf diese Weise sind die Durchflußöffnungen beider Platten von einer endlosen Rinne umgeben, über die Inertgas in den infiltrationsgefährdeten Bereich der Platten eingeführt werden kann.In some cases it is advisable to use the sliding surfaces of both plates, i.e. the bottom plate and the slide plate, to be provided with a U-shaped channel, the ends of which are facing each other and are in Cover the closed position of the plates. In this way the flow openings of both plates are from surrounded by an endless channel through which inert gas is introduced into the infiltration-endangered area of the plates can be.

Vorteilhaft umgibt die Rinne die Durchflußöffnung in einem deren Radius entsprechenden Abstand und zweckmäßig mündet der Inertgasanschluß in den bogenförmigen Teil der Rinne.The channel advantageously surrounds the throughflow opening at a distance corresponding to its radius and the inert gas connection expediently opens into the arcuate part of the channel.

Bei benetzenden Metallen, wie z. B. Kupfer, bildet sich in den Poren bzw. Zwischenräumen ein konkaver Meniskus, der nicht in der Lage ist, der Infilirationstendenz entgegenzuwirken, sondern diese unterstützt. In diesem Fall wird in dem besagten Bereich Inertgas mit einem Gasdruck eingeführt, der gleich oder größer dem effektiv die Infiltration bewirkenden Gesamtdruck ist. Dagegen ist beim Vergießen von Metallen der Druckunterschied des Inertgases gegenüber dem ferrostatischen Druck geringer als der Kapillardruck, der sich aus der Oberflächenspannung des gegossenen Metalls und der Größe der vorhandenen Poren, Zwischenräume od. dgl. ergibt.In the case of wetting metals, such as B. copper, a concave forms in the pores or spaces Meniscus incapable of infiltration to counteract, but rather supports them. In this case, inert gas is used in said area a gas pressure introduced which is equal to or greater than the total pressure effectively causing the infiltration is. On the other hand, when casting metals, there is a pressure difference between the inert gas and the ferrostatic gas Pressure lower than the capillary pressure, which results from the surface tension of the cast metal and the size of the existing pores, spaces or the like.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.

F i g. 1 zeigt ein aus Boden- und Schieberplatte bestehendes, sich in Offenstellung befindliches Plattenpaar eines Schieberverschlusses im Längsschnitt;F i g. 1 shows a pair of plates consisting of a base plate and a slide plate in the open position a slide gate valve in longitudinal section;

F i g. 2 «ine Draufsicht auf die Gleitfläche der Bodenplatte mit strichpunktiert angedeuteter Schieberplatte ebenfalls in Offenstellung;F i g. 2 «ine plan view of the sliding surface of the base plate with the slide plate indicated by dash-dotted lines also in open position;

F i g. 3 Boden- und Schieberplatte in ähnlicher Darstellung wie in F i g. 2, jedoch in Schließstellung;F i g. 3 bottom plate and slide plate in a representation similar to that in FIG. 2, but in the closed position;

F i g. 4 die Bodenplatte in Gleitflächendraufsicht mit eingezeichneter Inertgasströmung; undF i g. 4 the base plate in a plan view of the sliding surface with the inert gas flow drawn; and

F i g. 5 dieselbe Draufsicht wie F i g. 4, jedoch mit eingezeichneter Metallschmelze-Infiltration.F i g. 5 the same plan view as FIG. 4, but with molten metal infiltration shown.

In der Zeichnung ist mit 1 die Einlaufhülse bezeichnet, die in einem nicht dargestellten Lochstein eines metallische Schmelze enthaltenden Gefäßes angeordnet ist. Der Einlaufhülse 1 schließt sich koaxial zu deren Durchflußöffnung 2 die Bodenplatte 3 mit Durchflußöffnung 4 an. Die Gleitfläche 5 der Bodenplatte 3 ist der Gleitfläche 6 der Schieberplatte 7 zugekehrt, der ebenfalls koaxial zur Durchflußöffnung 8 die Auslaufhülse 9 mit der Durchflußöffnung 10 nachgeordnet ist.In the drawing, 1 denotes the inlet sleeve, which is in a perforated brick, not shown metallic melt containing vessel is arranged. The inlet sleeve 1 closes coaxially to their Flow opening 2, the base plate 3 with flow opening 4. The sliding surface 5 of the base plate 3 is facing the sliding surface 6 of the slide plate 7, which is also coaxial with the flow opening 8 and the outlet sleeve 9 with the flow opening 10 is arranged downstream.

ίο Schieberplatte 7 und Auslaufhülse 9 lagern in einem nicht dargestellten verschiebbar gelagerten Rahmen aus Metall und können von der in F i g. 1 und 2 gezeigten Offenstellung in die Schließstellung (F i g. 3) bewegt und wieder zurückgeholt werden.ίο Slide plate 7 and outlet sleeve 9 are stored in one Slidably mounted metal frame (not shown) and can be used by the one shown in FIG. 1 and 2 shown Open position can be moved into the closed position (FIG. 3) and brought back again.

Nach F i g. 1 und 2 weist die Bodenplatte eine Rinne 11 auf, welche die Durchflußöffnung 4 U-förmig umgibt derart, daß die Enden der beiden Schenkel 12 und 13 in Schließstellung zeigen und einen Abstand voneinander haben, der es erlaubt, daß sich die Durchflußöffnung 8According to FIG. 1 and 2, the base plate has a channel 11 which surrounds the flow opening 4 in a U-shape such that the ends of the two legs 12 and 13 point in the closed position and a distance from one another have that allows the flow opening 8

der Schieberplatte 7 beim Schließ- und Öffnungsvorgang zwischen den Schenkelenden 12 und 13 bewegt. Am bogenförmigen Teil der U-förmigen Rinne 11 ist ein Anschluß 14 vorgesehen, durch den von außen Inertgas in den von der Rinne 11 und der Gleitfläche 6 der Schieberplatte 7 gebildeten Kanal eingeführt werden kann.the slide plate 7 moves between the leg ends 12 and 13 during the closing and opening process. On the arcuate part of the U-shaped channel 11, a connection 14 is provided through which inert gas from the outside be introduced into the channel formed by the channel 11 and the sliding surface 6 of the slide plate 7 can.

Das mit einem bestimmten Druck eingeführte Inertgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, strömt in der in F i g. 4 durch Pfeile 15 angedeuteten Art aus der Rin-The inert gas introduced at a certain pressure, for example argon or nitrogen, flows in the in FIG. 4 type indicated by arrows 15 from the ring

ne 1! aus, wobei die in Richtung d^s Plattenumfangs ziehenden Gase von der dichtenden Randzone 16 (schraffiert) der beiden Platten 3 und 7 vor dem Austritt ins Freie zurückgehalten werden. Die nach innen wirkende Gasströmung beaufschlagt die infiltrationsgefährdete Zone 17 und verhindert somit das Eindringen von Schmelze aus den Durchflußöffnungen 4 und 8 der Platten 3 und 7 in die Zwischenräume, Bodenplatten und in die Poren des feuerfesten Materials.ne 1! off, with the one in the direction of the plate circumference pulling gases from the sealing edge zone 16 (hatched) of the two plates 3 and 7 before the exit to be retained in the open air. The inwardly acting gas flow acts on those at risk of infiltration Zone 17 and thus prevents the penetration of melt from the flow openings 4 and 8 of the Plates 3 and 7 in the spaces, floor plates and in the pores of the refractory material.

Die Pfeile 18 in F i g. 5 geben die allgemeine Richtung der Infiltration bei der Schließbewegung der Schieberplatte 7 an, während die Pfeile 19 die Infiltrationsrichtung bei der Öffnungsbewegung der Schieberplatte 7 andeuten. Die Hinweise in F i g. 4 und 5 können im Einzelfall verschieden sein.The arrows 18 in FIG. 5 give the general direction the infiltration during the closing movement of the slide plate 7, while the arrows 19 indicate the direction of infiltration indicate the opening movement of the slide plate 7. The notes in FIG. 4 and 5 can be different in individual cases.

Nach Fig.3 ist neben der Rinne 11 in der Bodenplatte 3 zusätzlich eine Rinne 20 in der Schieberplatte 7 vorgesehen. Beide Rinnen 11 und 20 ergänzen sich und bilden in jeder möglichen Stellung der Schieberplatte 7 eine in sich geschlossene Schleife, die um die Durchflußöffnungen 4 und 8 verläuft.According to Figure 3 is next to the channel 11 in the base plate 3 a channel 20 is additionally provided in the slide plate 7. Both channels 11 and 20 complement each other and form in every possible position of the slide plate 7 a closed loop around the flow openings 4 and 8 runs.

Alternativ kann die Schieberplatte eine Drehbewegung oder eine Teildrehbewegung machen.Alternatively, the slide plate can make a rotary movement or a partial rotary movement.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Refractory, consisting of a base plate and a slide plate, Pair of plates with throughflow openings for a slide gate valve on the spout of vessels containing liquid metal, in particular large capacity steel ladles, thereby characterized in that the sliding surface (5) at least one of the stationary base plate (3) with an inert gas connection (14) provided around the flow opening U-shaped channel (11) has, the leg ends (12 and 13) an over the dimension of the diameter of the between moving flow opening (8) of the slide plate (7) have a distance extending beyond one another.

2. Bottom and slide plate according to claim 1, characterized in that the sliding surfaces (5 and 6) both plates (3 and 7) have a U-shaped channel (11 and 20), the ends of which are facing each other and overlap in the closed position of the plates.

3. Plates according to claim 1 and 2, characterized in that the channel (11 or 20) the flow opening surrounds at a distance corresponding to their radius

4. Plates according to claims 1 to 3, characterized in that the inert gas connection (14) in the arched part of the gutter opens