JPH0252585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は炉の湯出口のような容器出口からの金
属の流出を制御する弁機構に関する。 アーク炉が開放され、炉が傾けられると、湯と
スラグが炉の湯出口からあふれ出る。この湯とス
ラグは、トラフを流下し、とりべに集められる。
スラグがあるために湯のとりだしが不便である。
炉から湯を残らず取り出し、スラグだけを残すこ
とができれば有利である。 炉の湯出口をその頂部からかなり下方の位置に
設ければ、炉を傾けて湯だけを注ぎ出すことも可
能である。湯の注ぎ出しが始まるまでストツパで
湯出口を閉じる必要がある。特にいつでも開、閉
できる弁を設けると便利である。何故ならこれに
より一つの炉からいくつかのとりべに湯を注ぐこ
とが容易となり注出作業の開始時に一度だけ傾け
ればよくなるからである。 一般的にはスライドゲート弁が湯出口からの流
れを制御するのに適していると思われる。しか
し、既知のスライドゲート弁で適したものはな
い。公知の弁機構は、どちらかの側、でスライド
ゲート弁板の運動方向に沿つてかなりのスペース
を占めている。炉の湯出口の付近には充分なスペ
ースがとれない。これは一つの理由として注入ト
ラフが存在するためである。 本発明の目的はスライドゲート弁の考え方を炉
の湯出口装置に適合するようにすることであつ
て、スライド弁板が湯出口の方へ片寄せられ且つ
トラフの上方から遠近するようにされる弁機構を
提供することである。 本発明によれば、容器出口を取り囲んでいるオ
リフイス付の静止弁板を装着している弁体と、金
属流を開放及び閉鎖する摺動可能なスライド弁板
とを含み、前記静止弁板と前記スライド弁板とは
互いに他に対して密封関係になるようにばねで偏
倚されており、また前記静止弁板に対して前記ス
ライド弁板を移動させる駆動装置と、該駆動装置
を前記スライド弁板に連結する連結装置とを有す
る、容器出口から金属流を制御する弁機構におい
て、前記スライド弁板に対して斜めに延びていて
且つ一端が該スライド弁板に枢動可能に連結され
ている作動レバーと、前記作動レバーと弁支持構
造体との間を、それらの長手方向に隔置された点
において、枢動可能に連結する一対の枢動可能な
リンクとを有し、前記スライド弁板に連結されて
いる一端とは反対側の前記作動レバーの他端に連
結されている前記リンクのうちの１つのリンク
は、前記弁支持構造体から外方に前記作動レバー
の前記他端を連続的に片寄らせているばねを含
み、これによつて前記静止弁板と前記スライド弁
板との間にばねで偏倚させる力を適用しているこ
とを特徴とする弁機構が提供される。 本発明は上述したような構成であるから、湯道
の一方の側のスペースが限定されている場合にお
いても、この弁機構を配置することを可能とす
る。かくて、炉の湯出口の付近に十分なスペース
が無い場合においても、本発明はかようなスペー
スに配置し得て湯出口からの金属の流れを確実に
制御することができる。 本弁機構は特に炉を念頭において構成されてい
るが別のものへも適用し得る。コンパクトにスラ
イド弁板を片寄せ且つ遠近させる構造で、容器注
出口の一方の側へ位置づけることのできる弁機構
は、湯を注出するとりべ、タンデイツシユやその
他の構成に対しかなり好都合のものである。 次に例として添付の図面を参照して本発明の実
施例を更に詳しく説明する。 最初に第３図を参照するに、楕円断面の流路を
もつ湯出口インサート１０は炉の湯出口に配置さ
れている。この湯出口インサート１０に隣接して
断面が楕円から円形断面に変わる流路を有する中
間ダクト１１が密封関係に配置されている。ノズ
ルアダプタ１２がこのダクト１１の中に接着して
設けられ、そして全体を１４で指示する弁機構が
湯出口の反対側でこのノズルアダプタ１２に密封
関係で配置されている。 本質的に、この弁機構１４はリンク形状のオリ
フイス付の静止弁板１５とこれに対して偏倚せら
れた円板形状のスライド弁板１６を含む。クラン
プ１７（第１図）により静止弁板１５はノズルア
ダプタ１２に衝接させて固定されている。スライ
ド弁板１６は、静止弁板１５のオリフイス１８を
開口し湯出路を開放する。すなわち、スライド弁
板１６を静止弁板１５に対して押し付けるように
配設されている作動レバー２０によつて、スライ
ド弁板１６は上方に動きうる。このスライド弁板
１６を持ち上げることによつて湯出路が開放さ
れ、金属湯は炉から湯出口インサート１０、中間
ダクト１１及び静止弁板１５を通つて流れ、つい
には注入トラフ２１へ流入する。金属湯は次にこ
のトラフ２１を流下し受容器又はとりべの中に入
る。 スライド弁板１６が上方に移動し弁機構１４を
完全に開くためには、移動の距離はその直径にほ
ぼ等しくしなければならない。リンク状の静止弁
板１５のリンク幅、即ち内半径と外半径の差は前
述の距離より実質的に小さい。従つてスライド弁
板１６を上方に移動するとき、これを支持するた
めの装置が設けられている。この装置は弁支持構
造体のフレーム部材２３上に静止弁板１５に隣接
して取付けられたスラスト板２２である。このス
ラスト板２２と静止弁板１５のスライド弁板と接
触する面２４，２５は同一平面にある。 次に弁機構１４を特に第２図と３図を参照して
説明する。 スライド弁板１６のための作動レバー２０は２
つの作用をする。第１に、この作動レバー２０に
働くばね４１によつて、スライド弁板１６を静止
弁板１５に片寄せる。第２に、駆動装置２６が適
当に付勢されたとき作動レバー２０はスライド弁
板１６を変位させるように働く。この作動レバー
２０は、駆動装置２６が作動させられた際この作
動レバー２０の下端が垂直軌道を動くように設計
されたリンク装置２８の一部を形成する１つのビ
ームである。 図示するように、作動レバー２０は垂直、即ち
弁支持構造体を構成するフレーム部材２３に対し
て傾斜し且つその下端がスライド弁板１６に結合
されている。この結合装置はスライド弁板１６の
くぼみ３３の中に取付けられたシユー３２の一部
を形成するヨーク３１に軸受けされたピン３０を
含む。第３図参照。 長手方向中間点で、この作動レバー２０は、弁
支持構造体を構成する第２フレーム部材３６に軸
支されたピボツト軸３５を有するリンク３４に点
３７において回転可能に取付けられている。 この作動レバー２０はリンク３４を越えて延
び、その端３８でフレーム部材２３に結合されて
いる。ばねリンク４４は作動レバー２０を後に説
明する剛性のレバー３９及びトグル装置５０を介
してフレーム部材２３に結合する。このばねリン
ク４４はその両端がそれぞれレバー３９及び端３
８に回転可能に結合されている。 ばねリンク４４は、一対のスラスト板４２，４
２を離れるように片寄らせるための、複数のボル
トのまわりに巻かれた多数の、例えば10個ないし
12個の圧縮ばねを含む装置である。このスラスト
板４２の各々突状アイすなわちクレビス４３，４
３はばねリンク４４をレバー３９及び端３８に結
合するためのものである。第２図に示す作動状態
で、ばねリンク４４のばね４１は圧縮状態にある
従つて、ばねリンク４４は作動レバー２０をリン
ク３４との結合点３７のまわりに反時計方向に回
転する傾向にある。これによつて、作動レバー２
０の下端は湯出口の方へ片寄せられ、且つスライ
ド弁板１６は静止弁板１５としつかりと密封関係
で接触するように押しつけられる。 ばねリンク４４はコイルばねの代りに皿形座金
の組合わせとすることもできる。 スライド弁板１６をその開（上昇）位置と閉
（下降）位置の間を変位させるため、駆動装置２
６がクランク４６を介してリンク装置２８に連結
されている。このクランク４６の一端はリンク３
４の軸支された軸３５に軸支されている。駆動装
置２６はクランク４６の反対端に軸支されている
ので、この端が上方に変位されるとき、軸３５は
時計方向にそのリンク３４と共に回される。この
作用は作動レバー２０及びスライド弁板１６を上
方に変位させて弁を開く役割をする。 図面に示すように、駆動装置２６は油圧又は空
気圧ラムである。これはクランク４６に軸支され
たそのピストン棒４７、及びフレーム部材２３上
の耳４９に軸支された本体４８で構成される。 このような駆動装置の使用は公知である。これ
はまた別のアクチユエータを使用してもよい。例
えば、クランク４６を適当な手動制御レバーで作
動するようにしてもよい。 作動レバー２０、リンク３４及びばねリンク４
４を含むリンク装置２８は平行運動（トグルリン
ク）装置として作用し、リンク３４及びばねリン
ク４４の形状寸法を適当に選んで作動レバー２０
をほぼ平行に動かすように強制するようになつて
いる。このリンク装置２８によつて、作動レバー
２０の下端はスライド弁板１６と共に垂直に動
き、スライド弁板１６の垂直運動の際スライド弁
板１６上に働くスラストの変化が安全な範囲内に
とどまるように保たれる。 ばねリンク４４はリンク装置２８の揺動リンク
として作用する。すなわち、リンク３４と同じ方
向に、フレーム部材２３に軸５２で軸支されたレ
バー３９の自由端の固着部５１のまわりに揺動す
る。しかし、通常の使用に於いては、レバー３９
はトグル装置５０によつて軸５２のまわりに回転
するのを妨げられている。リンク４４のばね４１
は拡張しようとしてレバー３９を軸５２のまわり
に反時計方向に回転させようとする。しかし、ト
グル装置５０がレバー３９とフレーム部材２３の
間で剛性筋かいとして作用するので、トグル装置
５０がストツパー５３にもたれるために上記回転
が妨げられる。レバー３９が軸５２のまわりに反
対方向に動くのであれば、このトグルをオーバー
センタとする必要がある。この運動は除去可能安
全ピン５４の抵抗により積極的に妨げられる。通
常の使用法では固着部５１が固定されるときこれ
らの部材は第２図に示す配置形態が保たれてい
る。 時折、静止弁板１５、スライド弁板１６の一つ
又は両方を取替えることが必要になろう。スライ
ド弁板１６上にばねによつて生ずるスラストは弁
閉位置で通常５トンを超しており、整備のために
これは解放されねばならない。これはトグル装置
５０の操作によつて固着部５１を自由にすること
によつて達成される。最初に、安全ピン５４が取
除かれる。次に、金てこ５５が、トグル装置５０
の中心を通り且つその中心軸を形成する棒の両端
のボス５６に配置される。その後トグル装置５０
がオーバーセンタをするようにこの金てこ５５を
こじり、レバー３９を軸５２のまわりに反時計方
向に揺動させる。この運動はばねリンク４４のば
ね４１の緩和を伴い、固着部５１から都合良く結
合が解かれる。このようにしてばね４１による片
寄け力が解放されるので、作動レバー２０は弁か
ら引き離すことができ、邪魔されずに弁に接近が
可能となる。ばねの片寄せ力の復旧は、当然なが
ら、実質的に前述の解放ステツプを逆にたどるよ
うにすれば良い。 本実施例に於いて、リンク装置２８だけがほぼ
平行運動するようにされている。これは作動レバ
ー２０、リンク３４及びばねリンク４４の間の結
合が軸３５及び固着部５１を通る中心まわりの等
しい半径で円弧運動しないからである。このリン
ク装置２８の形状寸法、即ち軸３５及び固着部５
１を通る揺動中心の位置に結合されたリンク３４
及びばねリンク４４のそれぞれの長さは駆動装置
２６が伸縮されるときの作動レバー２０の傾斜角
度の変化を最小にするように作用する。その結
果、スライド弁板１６に作用する片寄せスラスト
は変化するがそれは安全範囲内にとどめられ、且
つ弁機構１４が閉ざされたときに最大となる。 本実施例による湯出口弁機構の形状寸法の特定
の例が第４図に示されている。 この例では、スライド弁板は直径が335mmで、
弁開位置と弁閉位置の間の行程すなわち移動距離
は320mmである。 ばねリンク４４は12個の圧縮コイルばね４１を
含み、弛緩したとき長さ385mmで圧縮されたとき
360mmとなる。各ばね４１の荷重は431Kg（950lb）
であり、スラスト板４２を離す方向に合計５トン
（5080Kg）で押す。 フレーム部材２３の左側面Ａ及び湯道の中心線
Ｂを基準として、この弁機構は以下の寸法を有す
る。リンク３４の二つのピボツト軸の間の距離は
632mmで、軸３５を通るピボツト軸はＢの上600
mm、Ａの右214mmに中心がある。 固着部５１のピボツト軸は、通常Ｂの上方1116
mmＡの左332mmに中心がある。レバー３９のピボ
ツト軸５２はＡの左80mm、Ｂの上方1368mmに位置
する。 トグル装置５０はフレーム部材２３に固着され
た耳５８にピボツトピンによつて結合され、この
ピンはＡの左80mm、Ｂの上方1017mmに中心があ
る。トグル装置５０とレバー３９とはピボツト軸
５２から248mmの所で、結合され、後者と固着部
５１の中心との間の距離は356mmである。このト
グル装置のリンクの各々は125mm離れた２つのピ
ボツト孔を有している。 作動レバー２０は長さ1100mmであり、この作動
レバー２０にばねリンク４４の取付け中心から
580mm、作動レバー２０とスライド弁板１６との
結合用ピン３０から520mmの中心で、リンク３４
が軸支され、このピン３０はＡの左170mmに中心
を置く。 運転中、リンク３４が軸３５上で時計方向又は
反時計方向に揺動されるとき、作動レバー２０は
それ自身にほぼ平行に変位され、その下端の運動
は垂直面に制限される。リンク３４と作動レバー
２０の間のピボツト結合点は円弧経路Ｃに沿つて
動き、一方ばねリンク４４と作動レバー２０の間
のピボツト結合点は経路Ｃとほぼ平行な円径経路
Ｄに沿つて動く。 ばねリンク４４によつて作動レバー２０に垂直
に加えられる力は弁閉位置で最大である。弁が開
かれたとき、この垂直成分力は、ばねリンク４４
の固着部５１まわりの揺動運動でばねリンク４４
と作動レバー２０の長手軸のなす角度が減じられ
るために、低下する。結果として、作動レバー２
０によつてスライド弁板１６上にこの軸と垂直方
向に加えられる力も、弁機構１４が開かれるとき
同様に低下する。 次の表はスライド弁板がその弁閉位置１から最
終位置９まで運動する際の中間位置での加わる力
を示すものである。

【表】 この例で、作動レバー２０の機械的利益は580/
５２０で1.115である。 以上の説明からスライド弁板１６を静止弁板１
５と密封関係で接触させるように片寄せるための
装置を含む弁機構１４が湯道の一方の側に配置さ
れていることが判るだろう。この弁機構１４は湯
道の一方の側のスペースが限定されているいかな
る場合にも適用できる。よつて本発明は炉の湯出
口制御以外にも使用できる。 上記の実施例以外にも種々の態様が考えられ
る。例えば、駆動装置はクランク４６及び軸３５
を介する以外の方法でもリンク装置２８を変位さ
せるようにすることができるだろう。一つの可能
性として駆動装置をピン３０に直結させることが
できる。一般原則として、ばねリンク４４は引張
で機能すれば作動レバー２０のリンク３４とスラ
イド弁板１６の間におけるどの点でも作用するこ
とができる。そのときリンク３４はこのばねリン
ク４４の位置と交換することができる。 特定の実施例に於いてリンク装置２８は作動レ
バー２０の下端が垂直に移動するように設計され
る。一つの変形例において、リンク装置２８は、
作動レバー２０の下端が動く垂直に延びる案内に
よつて置き換えられてもよい。 この炉と弁機構１４との組立体は弁と炉壁７０
とトラフ２１の間に位置する機構とを有し、この
弁機構は適当な管路系統によつて炉の湯出口に結
合されている。この弁機構の炉壁への取付けは種
種の方法で達成することができ、取付の説明を特
にここで説明する必要はないであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による湯出口弁機構
をつけたアーク炉の正面図である。第２図は第１
図に示す弁機構の側面図である。第３図はこの弁
機構と湯出口からそれに通じる管路系統の拡大断
面図である。第４図はこの弁機構の線図による幾
何学的解析である。 １４……弁機構、１５……静止弁板、１６……
スライド弁板、２０……作動レバー、２３……フ
レーム部材、２８……リンク装置、３４……リン
ク、３５……軸、３９……レバー、４４……ばね
リンク、４６……クランク、５０……トグル装
置、５１……固着部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器出口を取り囲んでいるオリフイス付の静
   止弁板を装着している弁体と、金属流を開放及び
   閉鎖する摺動可能なスライド弁板とを含み、前記
   静止弁板と前記スライド弁板とは互いに他に対し
   て密封関係になるようにばねで偏倚されており、
   また前記静止弁板に対して前記スライド弁板を移
   動させる駆動装置と、該駆動装置を前記スライド
   弁板に連結する連結装置とを有する、容器出口か
   らの金属流を制御する弁機構において、 前記スライド弁板１６に対して斜めに延びてい
   て且つ一端が該スライド弁板１６に枢動可能に連
   結されている作動レバー２０と、 前記作動レバー２０と弁支持構造体２３，３６
   との間を、それらの長手方向に隔置された点にお
   いて、枢動可能に連結する一対の枢動可能なリン
   ク３４，４４とを有し、 前記スライド弁板１６に連結されている一端と
   は反対側の前記作動レバー２０の他端に連結され
   ている前記リンクのうちの１つのリンク４４は、
   前記弁支持構造体２３，３６から外方に前記作動
   レバー２０の前記他端を連続的に片寄らせている
   ばね４１を含み、これによつて前記静止弁板１５
   と前記スライド弁板１６との間にばねで偏倚させ
   る力を適用していることを特徴とする弁機構。 ２ 前記１つのリンク４４は、対向して隔置され
   た一対の板４２，４２と、これら一対の板４２，
   ４２を離れるように片寄らせる複数のばね４１と
   を含む、ばね支柱である特許請求の範囲第１項記
   載の弁機構。 ３ 前記一対の枢動可能なリンク３４，４４の長
   さは、前記弁支持構造体２３，３６に対するそれ
   らの枢動連結点３５，５１が、前記弁機構が作動
   している間、前記静止弁板１５と前記スライド弁
   板１６との接触面を含む平面に対して、前記作動
   レバー２０が傾斜して維持される位置にあるよう
   な、長さである特許請求の範囲第２項記載の弁機
   構。 ４ 前記１つのリンク４４は折りたたみ可能なリ
   ンク３９，５０によつて前記弁支持構造体２３，
   ３６に枢動可能に連結されていて、前記静止弁板
   １５と前記スライド弁板１６との間に作用してい
   る片寄せる圧力を除くために前記複数のばね４１
   にかかつている負荷を選択的に解放するようにな
   つている特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか１つに記載の弁機構。 ５ 前記駆動装置２６は流体圧作動のラムである
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １つに記載の弁機構。 ６ 前記駆動装置２６は１つのクランク４６に連
   結されていて、前記一対の枢動可能なリンク３
   ４，４４を枢動させるように駆動する特許請求の
   範囲第５項記載の弁機構。