Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung
zur Kontrolle der Gießmenge einer Metallschmelze, die am Boden eines Metallschmelzebehälters
wie eines Gießtiegels befestigt ist, und sie betrifft im Speziellen Schieberplatten
zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung zum Steuern der Größe einer Düsenöffnung
zwischen der Schieberplatte und einer fixierten Platte, um die Strömungsrate der
Metallschmelze zu steuern.
Eine Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge einer Metallschmelze
weist im Allgemeinen eine fixierte Platte aus einem hitzebeständigen Material auf,
die lösbar an einer Grundplatte befestigt ist, welche an einem Gießtiegel oder dergleichen
befestigt ist, der eine Düsenöffnung aufweist, und weist eine Schieberplatte aus
einem hitzebeständigen Material auf, die lösbar an einem Schieberahmen befestigt
ist und auch eine Düsenöffnung aufweist. Durch Bewegen des Schieberahmens entlang
der Grundplatte werden die Proportionen der Düsenöffnungen in der fixierten Platte
und der Schieberplatte, die zueinander ausgerichtet sind, so eingestellt, dass sie
die Strömungsrate der Metallschmelze steuern.
Es besteht jedoch das Risiko, dass Metallschmelze zwischen der fixierten
Platte und der Schieberplatte austritt, zumindest unter bestimmten Bedingungen.
Ein Beispiel einer bekannten Schieberplatte zur Verwendung in einer
Vorrichtung zur Kontrolle die Gießmenge besitzt eine polygonale Form und ist in
Draufsicht und seitlicher Schnittansicht in 9 bzw.
10 gezeigt. Ein zweites Beispiel ist eine ovale Platte
113, deren Draufsicht und seitliche Schnittansicht in 11
bzw. 12 dargestellt ist. Bezugsziffern 112,
114 bezeichnen Düsenöffnungen der entsprechenden Platten. Bei der Verwendung
überlagern sich diese Platten und eine von ihnen wird als Schieberplatte verschoben,
um das Öffnen/Schließen der Düsenöffnung zu steuern, um die Strömungsrate der Metallschmelze
einzustellen.
US-A-5139237 offenbart eine Schieberplatte, deren Form in Draufsicht
zwei kreisabschnittsförmige Enden unterschiedlichen Durchmessers und zwei gerade
Seiten, die die beiden kreisabschnittsförmigen Enden verbinden, besitzt. Wenn der
Durchmesser der Düsenöffnung a ist, eine Position, die vom Mittelpunkt der Düsenöffnung
um einen Abstand s (= 2a + &bgr;) entfernt ist, Y ist, der Abstand von der Kante
der Düsenöffnung zur nächsten Kante der Platte d1 ist und der Abstand
von einem gedachten Kreis des Durchmessers a um die Position Y zur nächsten Kante
der Platte d2 ist, dann ist das Maßverhältnis &agr;1 = d1/a
etwa 1.6 und das Maßverhältnis &agr;2 = d2/a etwa 0.8.
Aus der früheren praktischen Erfahrung über einen langen Zeitraum
zeigt sich, dass die Metallschmelze am meisten leckt, wenn die Düse in der offenen
Stellung angeordnet ist, und kaum, wenn sie in der geschlossenen Stellung angeordnet
ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass, obwohl eine Funktion zur Steuerung der
Strömungsmenge der Metallschmelze bei offener Stellung der Düse notwendig ist, die
Funktion bei der geschlossenen Stellung lediglich dazu notwendig ist, den Strom
der Metallschmelze zu stoppen.
Üblicherweise wurde jedoch die Form bei der offenen Stellung oder
geschlossenen Stellung der Düsenöffnung nicht ausreichend unter Berücksichtigung
ihrer Funktion und Wirtschaftlichkeit bestimmt.
Die Schieberplatte wird somit aufgrund des Durchtritts von Metallschmelze
hoher Temperatur und dergleichen geschmolzen und erodiert. Deshalb besteht die Gefahr,
dass die Metallschmelze und dergleichen auslaufen kann, wenn die Schieberplatte
zu häufig benutzt wird. Deshalb wird die Schieberplatte nach wenigen Beladungen
ersetzt und als Verbrauchsprodukt behandelt. Da diese Schieberplatte wie ein teurer
Ziegel aus einem hitzebeständigen Material besteht, sind jedoch die laufenden Kosten
hoch, was eine Kostenreduzierung verhindert.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schieberplatte
in wirtschaftlicher Form in einem Bereich zu schaffen, bei dem die Metallschmelze
nicht ausläuft, während der Preis einer Einheit minimiert wird, so dass eine Reduktion
der langfristigen Kosten erzielt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Schieberplatte die Merkmale,
die in Anspruch 1 angegeben sind. Vorteilhafterweise weist sie auch die Merkmale
der abhängigen Ansprüche auf.
Folglich kann die Schieberplatte nicht nur in einer wirtschaftlichen
Form innerhalb des Bereichs ausgebildet werden, in dem die Metallschmelze nicht
ausläuft, sondern die Platte kann auch leichter befestigt werden, indem die geraden
Seiten der polygonalen Form verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht einer Vorrichtung
zur Kontrolle der Gießmenge, bei der die Zugangsöffnung geöffnet ist;
2 ist eine Ansicht ähnlich zu
1, wobei die Zugangsöffnung geschlossen ist;
3 ist eine Längsschnittansicht, die die
Vorrichtung am Boden eines Metallschmelzebehälters befestigt zeigt;
4 ist eine Ansicht der Vorrichtung von
unten, wobei die Zugangsöffnung geöffnet ist;
5 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform
einer Schieberplatte der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine seitliche Schnittansicht der
Platte aus 5;
7 ist ein Graph, der den Zusammenhang
zwischen dem Maßverhältnis (&agr;1, &agr;2) und dem Index
zur Erzeugung einer Metallschmelzeleckage zeigt;
8 ist eine Draufsicht auf eine andere
Ausführungsform der Schieberplatte der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Draufsicht auf eine konventionelle
Schieberplatte;
10 ist eine seitliche Schnittansicht
der Platte aus 9;
11 ist eine Draufsicht auf eine weitere
konventionelle Schieberplatte; und
12 ist eine seitliche Schnittansicht
der Platte aus 11.
In 1 bis 4
bezeichnet Bezugsziffer 2 eine Grundplatte, die an einem Boden
60 eines Metallschmelzebehälters (im Folgenden als Gießtiegel bezeichnet)
befestigt ist und einen konkaven Abschnitt 3 aufweist. Dieser konkave Abschnitt
3 enthält eine fixierte Platte 4 aus hitzebeständigem Material,
die eine Düsenöffnung 5 aufweist und mit einem metallenen Befestigungselement
6 fixiert ist.
Bezugsziffer 7a, 7b bezeichnen einen Ausnehmungsabschnitt,
in den ein Teil eines metallischen Klemmbefestigungselements (das später beschrieben
wird) eingefügt werden soll. Bezugsziffer 8 bezeichnet einen sich auf eine
Seite erstreckenden Träger, an dem ein hydraulischer Zylinder 9 befestigt
ist, der als Antriebsmittel für einen Schieberahmen dient, welcher später beschrieben
wird. Ein Anpassungsabschnitt 10 ist an einer Spitze eines Betätigungselements
davon vorgesehen. Bezugsziffern 11a, 11b bezeichnen einen Schwenkarm,
der an einer Seitenwand senkrecht zum Träger 8 angeordnet ist.
Bezugsziffer 21 bezeichnet einen kastenähnlichen Rahmen,
der über Gelenkverbindungen 15 an der Grundplatte 2 befestigt
ist, so dass er geöffnet oder geschlossen werden kann. Ein Öffnungsabschnitt
22 ist in einer Seitenwand (auf der Seite des Trägers 8 der Grundplatte
2) vorgesehen. Außerdem ist eine senkrechte Wand 23 an jeder der
beiden Seitenwände senkrecht zu dieser Seitenwand vorgesehen, so dass sie von jeder
Seitenwand jeweils nach oben absteht. Diese senkrechte Seitenwand besitzt eine Öffnung
24 zum Einführen einer Klemmvorrichtung.
Bezugsziffer 25 bezeichnet einen Schieberahmen, der im Rahmen
21 enthalten ist, und ein konkaver Abschnitt 26 ist auf einer
oberen Oberfläche davon vorgesehen. Dieser konkave Abschnitt 26 nimmt eine
Schieberplatte 27 aus einem hitzebeständigen Material auf, die eine Düsenöffnung
28 aufweist und mit einem metallischen Befestigungselement 29
befestigt ist. Freie Oberflächen der feststehenden Platte 4 und der Schieberplatte
27 sind leicht höher als die Oberflächen der Grundplatte 2 und
des Schieberahmens 25 angeordnet, beispielsweise etwa 5 mm höher. Bezugsziffer
30 bezeichnet einen Eingriffsabschnitt, der im Schieberahmen
25 auf der Seite des Öffnungsabschnitts 22 des Rahmens
21 vorgesehen ist und mit dem Eingriffsabschnitt des hydraulischen Zylinders
9 in Eingriff steht. Bezugsziffer 31 bezeichnet ein Einlagestück
(Schulter), das eine schräge Fläche auf einer Seite aufweist und in der Nähe der
senkrechten Wand 23 des Rahmens 21 und auf einer oberen Fläche
des Schieberahmens 25 vorgesehen ist.
Bezugsziffer 35 bezeichnet eine Führungseinheit, die unterhalb
des Schieberahmens 25 und an beiden Seiten des konkaven Abschnitts
26 angeordnet ist.
Bezugsziffer 40 bezeichnet einen Federsitz, der zwischen
dem Rahmen 21 und dem Schieberahmen 25 vertikal beweglich angeordnet
ist, Bezugsziffer 46 bezeichnet eine Mehrzahl von Federführungen, die an
einem Boden des Rahmens 21 vorgesehen sind, so dass sie nach oben abragen,
und Bezugsziffer 47 bezeichnet eine Schraubenfeder, die über der Federführung
46 zwischen dem Rahmen 21 und dem Federsitz 45 befestigt
ist. Die obere Schiene 40 der Führungseinheit 35 ist an einer
Bodenfläche des Schieberahmens 25 befestigt und die untere Schiene
42 ist an einer oberen Fläche des Federsitzes 45 befestigt, so
dass die Kugeln, die von der Halterung 37 aufgenommen werden, eingeklemmt
sind. Die Schraubenfedern 47 drücken den Schieberahmen 25 durch
den Federsitz 45 und die Führungseinheit 35 nach oben, um die
Schieberplatte 27 an der Befestigungsplatte 4 passfest anzupassen.
Ein Zugangsmechanismus 20 besteht aus dem Rahmen 21, dem Schieberahmen
25, der Führungseinheit 35 und dergleichen.
Bezugsziffer 50 bezeichnet eine metallische Befestigungsklemmvorrichtung,
die aus Seitenplatten 51a, 51b, welche im Wesentlichen eine umgedrehte
L-Form aufweisen, und einer Befestigungsplatte 52, die zwischen den Seitenplatten
51a und 51b befestigt ist, besteht. Die Befestigungsplatte
52 besitzt Klemmführungslöcher 53 derselben Größe wie die im Rahmen
21 vorgesehene Öffnung 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung.
Die Befestigungsplatte 52 der metallischen Befestigungsklemmvorrichtung
50 wird in Kontakt mit der Seitenplatte des Rahmens 21 gebracht,
und die Klemmführungslöcher werden mit den Öffnungen 23 zum Einführen der
Klemmvorrichtung abgeglichen. Dann werden Schrauben durch Schraubeneinführlöcher
54 eingeführt und in Gewindelöcher, die in der Seitenwand vorgesehen sind,
geschraubt.
Bezugsziffer 55 bezeichnet eine Klemmvorrichtung, die in
die Öffnung 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung durch das Klemmführungsloch
53 eingeführt werden soll und einen Griff 56 besitzt. Obwohl
2, 3 die metallische
Befestigungsklemmvorrichtung 50 und die Klemmvorrichtung 55 lediglich
auf einer Seite zeigen, sind diese auch auf der anderen Seite angeordnet.
Bezugsziffer 61 bezeichnet eine obere Düse, die eine Düsenöffnung
62 aufweist und am Boden des Gießtiegels oder dergleichen befestigt ist,
und Bezugsziffer 63 bezeichnet eine Sammeldüse, die eine Düsenöffnung
64 besitzt und am Seitenrahmen 25 befestigt ist.
5 und 6
zeigen eine Schieberplatte gemäß der Erfindung, die besonders geeignet ist zur Verwendung
bei der oben beschrieben Vorrichtung zur Steuerung der Gießmenge. Diese Schieberplatte
kann nicht nur für die oben erwähnte Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge verwendet
werden, sondern auch für eine andersartige Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge.
Vorausgesetzt, dass die Mittelposition einer Düsenöffnung
72 in der Platte 71 X ist, der Durchmesser der Düsenöffnung
72a ist, ein Abstand von einer Kante der Düsenöffnung 72 zur nächsten
Kante der Platte 71 d1 ist, eine Position, die von der Mittelposition
X der Düsenöffnung 72 um einen Abstand S (= 2a + &bgr;) entfernt ist, Y
ist und ein Abstand von einem gedachten Kreis 72 mit einem Durchmesser
a um die Position Y zur nächsten Kante der Platte d2 ist, liegt bei der
Schieberplatte der vorliegenden Erfindung das Maßverhältnis &agr;1 =
d1/a zwischen 0.8 und 1.2, das Maßverhältnis &agr;2 = d2/a
zwischen 0.4 und 0.6 und der Sicherheitsabstand &bgr; zwischen 0–60 mm. Ihre
äußere Form ist polygonal, wie in 5 dargestellt ist.
Der Abstand S zwischen den Positionen X und Y ist der Schiebeversatz der Schieberplatte.
(a) Maßverhältnis &agr;1
Obwohl die Erhöhung des Verhältnisses &agr;1 das Auslaufen
von Metallschmelze verhindert, wird die Platte vergrößert und somit geht der wirtschaftliche
Effekt verloren. Wenn andererseits das Verhältnis &agr;1 verringert wird,
steigt die Häufigkeit des Auslaufens von Metallschmelze, obwohl die Kosten für die
Platte fallen. Wenn das Verhältnis &agr;1 unter 0.8 fällt, wie in
7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit der Leckage
von Metallschmelze.
(b) Maßverhältnis &agr;2
Wenn das Verhältnis &agr;2 erhöht wird, geht die Wirtschaftlichkeit
verloren, und wenn das Verhältnis &agr;2 zu sehr reduziert wird, steigt
die Häufigkeit der Leckage von Metallschmelze lediglich dann, wenn der Metallschmelzestrom
gestoppt wird. Wenn das Verhältnis &agr;2 unter 0.4 fällt, wie in
7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit des Auslaufens
von Metallschmelze.
(c) Verschiebung S
Der Bewegungsabstand der Platte beträgt wenigstens das Zweifache des
Durchmessers der Düsenöffnung 72.
(d) Sicherheitsabstand &bgr;
Obwohl dieser einen Verschiebungsbereich für die Platte
71 sicherstellt, in dem diese sicher arbeitet; wird die Platte bei gleichzeitiger
Steigerung der Kosten vergrößert, wenn er zu groß ist. Deshalb beträgt der Sicherheitsabstand
0–60 mm.
In 5 ist d1/a = 1, d2
= d1/2 und d2/a = 0.5. Außerdem sind fünf Seiten eines Achtecks,
die den gedachten Kreis 74 des Durchmessers (a + 2d1) um die
Position X in ihrem Inneren berühren, und drei Seiten eines Achtecks, die einen
gedachten Kreis 75 eines Durchmessers (a +2d2) um die Position
Y in ihrem Inneren berühren, mit geraden Linien A, B verbunden, um eine Platte mit
zehnseitiger Form zu bilden.
Obwohl das Maßverhältnis &agr;1 = d1/a 1.0 ist,
muss dies lediglich größer sein als 0.8, um das Auslaufen von Metallschmelze zu
verhindern, und aus dem wirtschaftlichen Standpunkt heraus muss es kleiner als 1.2
sein.
Obwohl in 5 das Maßverhältnis &agr;2
= d2/a 0.5 ist, muss es außerdem lediglich größer als 0.4 sein, um das
Auslaufen von Metallschmelze zu verhindern, wie in 7
dargestellt ist, und aus dem wirtschaftlichen Standpunkt heraus muss es kleiner
als &agr;1 sein und einen Wert von 0.4 bis 0.6 besitzen.
Obwohl die Schieberplatte in 5 eine zehnseitige
Platte ist, ist jede polygonale Form erlaubt, solange die Schieberplatte befestigt
werden kann. Die Ecken dieses Polygons können abgerundet sein, wie in
8 dargestellt ist.
Obwohl in diesem Beispiel die Plattendicke konstant ist, wie in
6 dargestellt ist, ist es erlaubt, die Platte so zu
konstruieren, dass die Dicke des Abschnitts in der Nähe der Düsenöffnung, insbesondere
um die Düsenöffnung herum, größer ist als beim Rest.