JPH02117767A - 金属熔融物を納める容器の注ぎ口にある栓用の耐火性ステータ・ロータユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、金属熔融物を納める容器の注ぎ口にある栓
用の耐火性ステータ・ロータユニットであって、該容器
壁内忙固定されているステータと該ステータ内に回転可
能でかつ（又は）長さ方向に移動可能な栓開閉用ロータ
とから構成されており、そのさい該ユニットは該容器の
中へ突入しており、かつその内部に少なくとも１本の横
方向に延びる注ぎ孔とこの孔に連なって該容器から外へ
導かれる１本の注ぎ孔とを有している形式のものに関す
るものである。

従来技術 たとえば米国特許第３．６５１．９９８号明細書に開示
されたこの種の栓においては、熔融物の中へ突入してい
るステータおよびこのステータの中に同心的に配置され
ている回転可能なロータとが設けられている。その場合
ロータはその下方端面にて係合しているバネを使って、
上方で閉じられているステータに向けて押圧されている
。開栓時は熔融物は複数の横方向孔からロータの中心孔
の中へ流れこみそしてそこから注ぎ口へ進む。ロータの
外径とステータの孔との間にはかなり大きな遊びがある
ので、その結果生じる間隙においてはガス供給時にも金
属熔融物の流れこみをほとんど阻止することができない
。この金属熔融物は非常に速く凝固し、そしてロータの
ロックを惹起する。加えてバネからロータを介してステ
ータに加えられる張力はあなどることができない。とい
うのは、ステータ用に用いられる耐火材料はそれ自体非
常にわずかの張力しか受は入れることはできないもので
あり、しかもその上に前述のごとく複数の横方向孔があ
けられているため弱くなっているからである。

西ドイツ特許第３．５４０．２０２号明細書に基づく流
入調節部材においては、たがいに同心配置された貯蔵容
器の中へ突入してかったがいに逆方向へ可動する２本の
管があり、この管に熔融物流通用の透し孔が設けられて
いる。この場合内管は容器の注ぎ口の中に固定され、外
管はその上にかぶせられている。この外管を適当忙回転
ないしは長さ方向へ移動することによって、熔融物は制
御されながら注ぎ出されることができる。この管を回転
させるためには、かなり費用のかかる装置を容器の上部
に備えつける必要がある。この装置はこの管にいかなる
種類の横方向力をも加えてはならない。でないと内管が
破損することになってしまう。この貯蔵容器が中間容器
であるならば、ふつう場所関係は、その上に直接とりべ
が配置されているために非常に制限をうけ、このことは
前述の装置の場合に不利となる。

発明の課題 この発明の課題は、最初のところで述べたような種類の
栓を改良して、運転の安全性の高く、しかも機能的に優
れ、簡単にかつ場所をとらないように組み立てることが
できるようにすることである。

課題を解決するための手段 この課題は、この発明によると、ステータ内で案内され
るロータが容器底部から駆動できること、かつそのさい
該ロータと該ステータとの間の、容器内へ突入するほぼ
全領域においては、横方向に延びる孔を取り囲む密閉円
筒状表面が設けられているのに対し、該容器壁の中にあ
る領域においては、ステータとロータとの異なる熱膨張
を補償する遊びが該ユニットのロックを防止するために
設けられていることにより、解決された。

発明の効果 上記特徴を組み合わせることによって、従来技術からか
なり際立った栓が得られることがわかる。ロータとステ
ータの間に実際に応力が生じなくなり、かつロータが容
器底部から駆動できることによって、非常に小型で場所
のとらない駆動装置を用いて駆動を容器底部から行なう
ことができる。ロータとステータとの間に、容器内の領
域では密閉された円筒状表面があり、容器壁の中では所
定の遊びがあることで、製鋼作業の条件に非常に良く適
合した栓のシステムが得られる。このユニットのロック
を確実に防止するためには、容器壁内の領域におけるス
テータの孔径を容器内部のそれと比べて広げ、かつ（ま
たは）ロータの外径を狭めるかされている。これによっ
てそれらの非常に異なる熱膨張が考慮されている。加え
て、ロータとステータとの間の遊びが１０分の２　、３
　ミリメートルであれば、ロータに横方向力が加わった
ときこの力はステータよりステータの全長にわたって導
かれるので、ステータの破損は阻止することができる。

このユニットの、有利な１実施態様においては、ロータ
がステータ内に同心配置され、中心を延びる１本の貫通
孔とこの貫通孔と接続されて容器内部に延びる少なくと
も１本の横方向の孔とを有している。この構成は、スリ
ーブ状のステータの構成と相まって簡単でかつ製造コス
トの有利な本発明の変化実施態様を可能にする。

とくにこのユニットの下方に配置された注ぎ管を用いる
場合には、この管を栓の不動部分につなげるのがよい。

このことはこの発明によるとステータが横方向に延びる
注ぎ孔と、この注ぎ孔に接続されて容器から外へ導かれ
る注ぎ孔ニ有シ、かつロータがステータの横方向孔の領
域内だけに、回転可能かつ（または）長さ方向に移動可
能に配設されていることにより解決される。

ロータとステータの間の下部領域内では、不活性ガスの
供給が行なわれていると有利である。

これによって空気が熔融物の中へ吸入されるのをほぼ完
全に阻止することができる。ステータ内の横方向孔は、
容器内壁の上方に、底壁上に直接集結する冷えたかつ汚
れた熔融物が流出しないような間隔をあけて配設するの
がよい。

ステータはとくに軸線を垂直にして容器底部内に差し込
まれているが、しかしとくにアルミニウム熔融物を受容
しているとりべがのばあいには側壁内にも水平の注ぎ口
が得られるように構成することもできる。

この発明によるユニットのさらに別の有利な実施例では
、ステータがロータ用の孔の中に少なくとも１つの現状
ミゾを有しており、この環状ミゾが横方向に延びる貫通
孔の下方に位置していてかつ密閉円筒状表面によって取
り囲まれている。この場合には半径方向に貫く孔がこの
環状ミゾと容器内部とを連絡している。ステータないし
はロータ内の孔の中を流れる熔融物はふつう負圧を発生
するので、ロータとステータの間の密閉している間隙内
でも負圧が発生し、空気を外から吸い込むことＫなりか
ねない。この現状ミゾを用いると負圧がさえぎられした
がって空気の吸い込みも実質的に阻止される。

以下、この発明を実施ｆ１１をもとに図面にそって詳し
く述べる。

第１図に基づく栓１ｏは一部描かれている容器１１の容
器壁１４の注ぎ口１３の中に配設されており、この場合
容器１１はスチール被覆１２および耐火壁１４から成っ
て、溶鋼用のとりぺないし中間容器であると考えてよい
。この栓１０は、実質的に容器壁１４の中に埋め込まれ
ている耐火ステータ１５、このステータ１５の中に回転
可能に取りつけられたロータ１６、駆動装置２４から組
み立てられている。ロータ１６はケーシング２５内に支
持されており、また図示はしてないが伝動結合部を介し
て回転リング２１と連結している。そしてこの回転リン
グ２１１″！ビニオン２６を介してト９ライプモータに
よって制御可能に駆動されている。

ステータ１５は筒状に形成されており、その表面が円錐
形をしているのは容器壁１４の中にそれを収納するのに
難なく入るようにするためである。このステータ１５は
容器１１の内部Ｋまで延びていて、自らの中に２つの横
方向孔１７と１８を備えている。これらの孔は円形であ
るが、でも他の断面形であってもかまわない。

たとえば、水平または垂直方向に長い楕円などである。

ステータ１５の中に同心的に案内されているロータ１６
には軸方向に走る中心孔１９′とそれに前述の孔１７．
１８と連絡する横方向孔１９とがある。これらの孔１９
は容器内壁ｌヰ′から約２０〜７０１１１といった所定
の間隔を有している。図示の状態では栓は開状態にあり
かつたとえば熔融鋼は孔１７，１８．１９と通って調整
可能に鋳型の中へ注がれる。そのうえロータは鋳型の熔
融鋼の中へまで延長される潜水管として形成してもよい
。

この発明によれば、ステータ１５と、容器底１１′から
駆動できるロータ１６との間の、熔融鋼内にある領域で
は孔１７と１８を取り囲む密閉の円筒表面２０が形成さ
れているのに対して、ステータ１５とロータ１６の間の
、容器壁１４内にある領域では遊び２２が形成されてい
る。

この遊びは少なくとも１０分の２〜３ミリメートルある
のが有利であり、注湯時に非常に異なる熱膨張にあって
もこのユニットは締めつけられず、七かしそれにもかか
わらずロータがステータの下部にも案内されるように設
計されている。第２図は、第１図に基づくものと同じよ
うな耐火ステータ・ロータユニットの変化実施例を示し
ているが、でもここで違うのは、１つだけの横方向に延
びる孔３１と、この孔３１と連絡している１つだけの注
ぎ口３１′シかロータ３３の中にはない、という点であ
り、しかもステータ３２が帽子状に形成されているとい
う点である。この場合にもステータとロータ３３の間の
熔融物内にくる領域には、密閉された円筒状表面３０が
形成されている。容器壁１４の内部では前記遊び３４を
得るため、ステータ内径は広くなっている。ステータ開
口部の下端には環状みぞ３５が接続管３６とともに形成
されている。この接続管３６へは不活性ガス、たとえば
アルゴン、が吹き込まれる。横方向に延びる孔３１は下
方へ向って斜めに注ぎ口３１’の中へ連なっているが、
注ぎ口３１′に対して直角であってもかまわない。

第３図および第４図に基づくユニットは、同じく耐火性
のスリーブとして形成されて容器壁１４の中にはめ込ま
れたステータ４２と、このステータ４２の中に回転でき
るように案内されている耐火性ロータ４３とから構成さ
れている。

横に延びる孔４１と、この孔４１から出発するロータ４
３内の注ぎ口４１′とを使って容器１１から熔融物を注
ぎ出すことができる。この発明の別の実施例として、ス
テータ４２は、そこＫあけられている孔の中に環状溝４
４とそしてこの環状溝４４につながる半径方向の孔４４
′とを有している。後者の半径方向の孔４４′は横方向
の孔４１と容器１１の内壁１４′との間に位置している
。ステータ４２とロータ４３との間の密閉状の円筒状表
面４０は孔４１とそれに加えて環状１’ＪＩＩ４４を取
り囲んでいる。したがってこの環状溝４４の中にある熔
融物が漏れ出ることは明止される。ステータ４２とロー
タ４３の間の、容器壁１４内にある領域では同じく遊び
４６が設けられている。この遊び１３はロータ外径を先
細りとすることによって得られる。

第５図による栓５ｏが備えている耐火性ステータ・ロー
タユニットの場合には円錐台状をなすステータ５２はと
りべ１１の注ぎ口１３の中へモルタル継ぎされていて、
長さ方向に袋小路状孔５４と、この孔５４につながる横
方向孔５５とを有している。この孔５５の領域内にロー
タ５３が回転方向および／′または長さ方向に移動でき
るように取りつけられている。ロータ５３とともに回転
するように結合されているドライブシャフト５３′はス
テータ５２を貫いて突き出ていて、図示してないが、容
器１１の下方の伝動装置とつながっている。

ロータ５３とステータ５２の間には密閉された円筒状面
５６があり、この円筒状面５６は熔融物中にあるユニッ
トのハホ全領域に及んでいる。ドライブシャ７　）　５
３’とこのドライブシャフト５３′を取シ囲むステータ
５２の孔との間には所定の遊び５７があシ、この遊び５
７によって、ドライブシャフト５３′がこの孔の中でロ
ックされるのを防いでいる。ロータ５３は回転可能ない
しは長さ方向に移動可能になっており、これによって栓
５０の開閉が行なわれる。ステータ５２の貫通孔５４に
は略図で示しである注ぎ管５８が接続され、この注ぎ管
５８の他端は当然のことながら金型の熔融物の中へ延び
ている。

第６図に基づく別の実施例では、長寿命化の目的からス
テータ５２にロータ５３“を取り囲む高耐火性挿入物５
２′を設けている。この挿入物５２′はとくに耐火性鋳
造ステータ５２の中へ埋め込まれている。この貫通孔５
５が第５図の別の実施例と比べて異なっているのは、そ
の貫通孔がロータ５３“とステータ５２との間の密閉表
面５６′を横へ通り抜けたあとロータ５３“の中心に近
ずくにつれてロータから上方表面に向かってもぐり出て
ゆく点である。第７図では耐火性ステータ５２′が横方
向に延びている孔５５の下方にロータ５３を取り囲む環
状ミゾ６ｏを備えているこの現状ミゾ６０は少なくとも
１個の孔６１を介してこの容器の内側と通じていて、ま
たロータ５３とステータ５ｚとの間の密閉円筒状表面５
６によって取り囲まれている。このことによって前述し
たように、孔５５の中にある熔融物に好ましからざる空
気が吸い込まれて、そこにおいて流体熔融物の再酸化が
防止される。

第８図および第９図はそれぞれ第１図に示されている栓
１０の変化実施例を示している。ステータ１５’とこの
ステータ１５’の中に回転可能に案内されているロータ
１６′とは第８図によると運転状態でたがいに擦れあう
現状表面７５゜７６を円筒状表面に対して直角方向にお
のおの１個持っている。これらの円筒状表面は、もとも
とステータ１５′とロータ１６′との間にはじめから備
わっている密閉表面２ｏとともに補助的な密閉部を構成
するものである。このことによって金属熔融物が容器壁
内側にある領域内のステータとロータとの間にある間隙
の中へ流れ込むのを防止する。

第９図に基づくステータ／ロータユニット１５“、１６
“が第８図のそれと異なるのは、例の補助密閉現状表面
７．５’　、　７６’が傾斜で、それも円筒状表面２０
に対してとりわけ３０’〜６０’の間の傾斜で延びてい
てかつロータ１６“に環状パツキン７７がかぶせである
点である。この環状・臂ツキン７７はたとえばグラファ
イトのような良好な滑シ特性をもつ耐火性材料でできて
いる。

それのセンタリングのためにこの環状・母ツキン７７は
ロータ１６“の止め面７８に位置している。

この現状パツキン７７はもちろんスｆ−１１５“の中に
埋められてもよい。ステータとロータ１５’　、　１６
’および１５″、１６“はそれぞれこの環状六面に軽い
押圧力（２，３キログラム）でたがいに押圧されている
のが望ましい。

記述してきたステータ・ロータユニットはとくに容器の
底に垂直の注ぎ口を備えた熔融鋼を納めている容器のた
めに考えられたものである。

しかしながらとくに軽金属熔融物を納めている容器の場
合であれば、注ぎ口をその側壁に水平方向に設けること
が考えつこう。

【図面の簡単な説明】

第１図は長さ方向に断面した栓の概略図、第２図は第１
図の栓の変化実施例の長さ方定断面図、第３図はもう１
つ別の変化実施例の長さ方向断面図、第４図は第３図の
栓を線ＩＶ−ＩＶにそって断面した図、第５図はこの発
明による栓の１実施例の長さ方向断面図、第６図および
第７図は第５図に示した栓のステータ構造の２つの変化
実施例の長さ方向断面図、第８図および第９図は本発明
によるステータ・ロータネニットの変化実施例の一部を
断面して示した図である。 １０・・・栓、１１・・・容器、１３・・・注ぎ口、１
４・・・容器壁、１５・・・ステータ、１６・・・ロー
タ、１７．１８．１９・・・孔、２０・・・円筒密閉表
面、２１・・回転リング、２２・・・遊び、２４・・・
駆動装置、２６・・・ヒニオン、３５・・・環状ミゾ、
３６・・・接続管、５２・・ステータ。 ＼Ｔ ρ、 内へ ママ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属熔融物を納める容器の注ぎ口にある栓用の耐火
   性ステータ・ロータユニットであつて、該容器壁内に固
   定されているステータと該ステータ内に回転可能でかつ
   （又は）長さ方向に移動可能な栓開閉用ロータとから構
   成されており、そのさい該ユニットは該容器の中へ突入
   しており、かつその内部に少なくとも１本の横方向に延
   びる注ぎ孔とこの孔に連なつて該容器から外へ導かれる
   １本の注ぎ孔とを有しているものにおいて、該ステータ
   （１５、５２）内で案内されるロータ（１５、５３）が
   容器底部（１１′）から駆動されることができること、
   かつ該ロータ（１６、５３）と該ステータ（１６、５２
   ）との間に、容器（１１）内へ突入するほぼ全領域にお
   いては横方向に延びる孔（１９、１８、５５）を取り囲
   む密閉筒状表面（２０、５６）が設けられているのに対
   し、該容器壁（１４）の中にある領域においてはステー
   タとロータとの異なる熱膨張を補償する遊び（２２、５
   ７）が該ユニットにおけるロックを防止するために設け
   られていることを特徴とする、金属熔融物を納める容器
   の注ぎ口にある栓用の耐火性ステータ・ロータユニット
   。 ２、容器壁（１４）内にある領域においてはステータ（
   １５、５２）の孔の直径が容器内部のそれと比べて大き
   くなつており、かつ（または）ロータ（１６）の外径が
   小さくなつておサ、その値はそれぞれ少なくとも１０分
   の数ミリメートルであることを特徴とする請求項１記載
   の耐火性ステータ・ロータユニット。 ３、ロータ（１６、３３、４３）が、ステータ（１５、
   ３２、４２）の中に同心的に配設されており、中央を延
   びる１本の貫通孔（１９′、３１′、４１′）と該貫通
   孔と接続されて該容器内にある少なくとも１本の横方向
   の孔（１９、３１、４１）とを有していることを特徴と
   する請求項１または２記載の耐火性ステータ・ロータユ
   ニット。 ４、ステータ（５２）が横方向に延びる注ぎ孔（５５）
   と該孔と接続され容器（１１）から外へ導かれる注ぎ孔
   （５４）とを有しており、ロータ（５３）が横方向に延
   びる孔（５５）の領域で回転可能にかつ（または）長さ
   方向に移動可能にステータ（５２）の孔の内部に配設さ
   れており、かつ、横方向に延びる貫通孔（５５）または
   容器内部へ方向を変える貫通孔（５５′）を有している
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の耐火性ステ
   ータ・ロータユニット。 ５、ロータ（３３、５３′）とステータ（３２、５２）
   との間の、容器壁内にある領域中に、たとえばアルゴン
   のような不活性ガスのガス供給路（３５、３６、７１、
   ７２）が設けられていることを特徴とする、請求項１か
   ら４までのいずれか１項記載の耐火性ステータ・ロータ
   ユニット。 ６、ステータ（１５、３２、４２、５２）の中で横方向
   に延びる貫通孔（１７、１８、３１、４１、５５）が、
   容器内壁（１４′）から所定の間隔、とくに少なくとも
   ２センチメートルの間隔を有していることを特徴とする
   、請求項１から５までのいずれか１項記載の耐火性ステ
   ータ・ロータユニット。 ７、該ユニットがその軸線を垂直にして容器底部内に差
   し込まれていることを特徴とする請求項１から６までの
   いずれか１項記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 ８、ロータ（１６′、１６″）とステータ（１５′、１
   ５″）がその円筒密閉表面に少なくとも１つのたがいに
   擦れあう、前記円筒密閉表面に対して角度を成す、密閉
   機能を有する環状表面（７５、７６、７５′、７６′）
   を有することを特徴とする、請求項１から７までのいず
   れか１項記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 ９、該環状表面（７５、７６、７５′、７６′）がロー
   タ（１６′、１６″）とステータ（１５′、１５″）と
   の間にある密閉円筒表面（２０）の下端に備えられてい
   ることを特徴とする請求項８記載の耐火性ステータ・ロ
   ータユニット。 １０、ステータ（１５′）ないしロータ（１６′）の各
   該環状表面（７５、７６）が円筒密閉表面（２０）に対
   してほぼ直角に延びていることを特徴とする、請求項８
   または９記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 １１、環状表面の少なくとも１方（７６′）が、とくに
   グラファイトまたはこれと類似の良好な滑り特性をもつ
   材料で作られた環状パッキン（７７）によつて形成され
   ていることを特徴とする、請求項８または９記載の耐火
   性ステータ・ロータユニット。 １２、ステータが円筒形の袋小路状孔または貫通孔を有
   していることを特徴とする、請求項１記載の耐火性ステ
   ータ・ロータユニット。 １３、ステータの孔（１４）が容器壁内にある領域で広
   くなるかまたは狭くなつていることを特徴とする、請求
   項１２記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 １４、ステータが、横方向に延びる注ぎ孔（５５）とこ
   の孔に接続される容器（１１）から外へ導かれている注
   ぎ孔（５４）と、ロータ（５３）のために設けられてい
   る軸方向に延びる貫通孔とを有していることを特徴とす
   る、請求項４または１２または１３記載の耐火性ステー
   タ・ロータユニット。 １５、ステータが注型された耐火材料で作られておりか
   つ高価な耐火性挿入物（５２′）をロータ（５３″）用
   の孔の領域に有していることを特徴とする、請求項１４
   記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 １６、ステータが少なくとも１個の環状ミゾ（４４、６
   ０）をロータ（４３、５３）用に設けられている孔の中
   に備えており、この環状ミゾの中へ容器（１１）の内部
   から半径方向に延びる有利には複数の孔（４４′、６１
   ）が接続しており、該環状ミゾ（４４、６０）は横方向
   に延びる貫通孔（４１、５５）の下方に位置しており、
   かつ密閉円筒表面（４０、５６）によつて取り囲まれて
   いることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれ
   か１項記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 １７、ロータが円筒状表面を有していることを特徴とす
   る、請求項１記載の耐火性ステータ・ロータユニット。 １８、ロータの円筒状表面が容器壁（１４）の中にある
   領域で縮小されているかまたは拡大されていることを特
   徴とする、請求項１７記載の耐火性ステータ・ロータユ
   ニット。