JPH06506155A - 容器出口 - 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】 （翻　訳　文） 容器出口 この発明は、溶融金属の鋳造に関するものであり、とくに固体溶融物用例えば溶 融金属用容器と、容器の出口とに関するものである。

固体溶融物が容器から出口を通って流し出されるとき、例えば溶融金属が流出さ れるときには問題が起こる。鋳物工場では、溶融金属用容器、例えば鋳造用取鍋 の底に貫通する出口を取り付け、その容器の上方にいわゆるストッパーロッドを 設けることが知られている。そのロッドが下降又は上昇して出口を閉じ又は開く 。ロッドは金属シャフトとそれを取り巻く耐火物のスリーブとで構成される。

この構成は欠点を持っている。例えば、ロッドが使用中にゆがんだものとなり、 もしロッドが絞り弁として使用されると、金属流が飛散して鋳物の品質に影響し 、ストッパーロッドの耐火物スリーブを変えるとき比較的長い回転期間がある。

代わりの装置はいわゆるすべりゲート弁である。これは底の出口の下方で外側に 取り付けられ、溶融金属が数回の流出となって排出されるほどの大量のスチール 取鍋で使用される。しかし、鋳物工場では出口は非常に多数の回数にわたって開 いたり閉じたりされ、１度開かれて次に開かれるまでの間に長い間隔がある。す べりゲート弁が閉じられると、閉じられたバルブでは出口の中に金属のスラグ（ ｓｌｕｇ）が生成し、それが大量の溶融金属と通じていても、循環することがで きず、次の流出までの間の時間が非常に長いとスラグは凝固し易い。このことは 、すべりゲート弁で金属を凝固させ、そのためにすべりゲート弁が鋳物工場で取 鍋に使用す７るに適肇ないものとなる。また、すべりゲート弁は、とくにこの凝 固“ｆｒｅｅｚｉｎｇ＝ｏｆｆ”し易い溶融スチールについては問題なしにはす まされず、従ってバルブ閉塞の重大な危険がある。

ストッパーロッド方式又はすべりゲート弁方式の代わりに、回転弁機構を持つこ とに利点のあることが判明した。その機構は、容器出口内に弁用の座床に嵌まっ た弁からなる。通路が弁部材中にあって、弁部材はその頭部分に入口を持ってい る。駆動機構が容器の外側にあって、弁部材をそのための座床部材に対して回転 させるのに使用され、座床部材は、成る位置で入口が閉じられ、他の位置で入口 が開けられるように形作られている。そのような方式は１９８８年７月に発行さ れりＷＯ８８１０５３５５，１９９０年６月に発行された０Ｂ−Ａ−２２２６２ ６３及び１９９０年１２月に発行されたＷ０９０／１４９０７に開示されている 。さらに詳しく云えば、ＣＢ−Ａ−２２２６２３は、回転弁部材とそのための座 床とからなる出口を開示しており、弁部材は容器の内側から外側へ固体溶融物を 導くための少なくとも１個の通路を持っており、弁部材は座床部材の壁面と密接 し、その壁面は充分に高い第１部分を持っているので、弁部材が回転されて通路 の入口端をそれに合わせると、通路が第１部分によって閉じられ、またその壁面 は低い高さの第２部分を持っているので、弁部材が回転されて通路の入口端をそ れに合わせると、入口端が開く。出口は普通に設けられているので、壁面の第２ 部分の上端は容器底の内側面と面一になっている。第１部分は出口を閉じるに必 要である以上には有意義に壁面の縁の周りに延びていない。従って、弁部材の大 部分が露出しているので、すべりゲート弁が閉じられるときの条件に比べ、ると 、溶融金属が閉じた弁部材の周りに循環することができ、従って詰まった金属が 流出と流出との間に凝固して、スラグを生成することがない。・　。

これら先行文献では、何れもそのような回転弁機構を操作する場合の実際問題に 充分な注意が払われなかった。弁部材で確実に且つ繰り返して回転させるために は、以下に記載するように密封面を形作り、固体溶融物が詰まって動かない領域 がないように弁を配置することが必要であり、また好ましくは固体溶融物の流れ が予め定められた形となって現れるように、通路の出口部分を形作ることが必要 であることがここに発見された。

−面では、この発明は固体溶融物を入れる容器の出口を提供するものであり、そ の出口は回転弁部材と、そのための座床部材とから成り、弁部材は少なくとも１ 個の通路を持って固体溶融物を容器内から容器外へ導くものであり、弁部材は座 床部材の壁面と密接し、その壁は充分に高い第１部分を持っているので、弁部材 が回転されて通路の入口端をそれと合わせると、入口端が第１部分によって閉じ られ、またその壁面は比較的低い第２部分を持っているので、弁部材が回転され て通路の入口端をそれに合わせると、入口端が開かれて固体溶融物を通路へまた 通路に沿って通過させる容器において、入口が閉じられているとき、上記壁面の 第１部分が固体溶融物を第２部分の領域へ自由に通過させるように形作られてい ることを特徴とするものである。

第１部分は、はぼ開いた断面形のチャンネルの底の輪郭を形成している第２部分 に対して、直立した側壁を提供することが好ましい。

第２部分は開いたチャンネルの形をしているので、即ち屋根がないので、固体溶 融物が溜まって凝固するような流れない領域を作り出す危険性が減少している。

第２部分の側壁は弁部材から離れて外方へ広がる平面に沿って位置し、固体溶融 物の流れの拘束を避け、またそうでなければ固体溶融物が凝固するに至る架橋を 防ぐことが好ましい。

この発明のそれに代わる又は追加の一面によると、出口は分岐通路を持ち、その 分岐通路は、弁部材の異なった回転位置で壁面の第２部分と合うように互いに隔 てられている複数個の出口端を持ち、入口端は通路の共通の出口端と連通してい る。使用中にもし弁部材が常に同じ方向に回転されて通路を開いたり閉じたりす ると、各入口端は交互に使用され各端での磨滅を減少させ、出口の寿命を増大さ せる。

部分の大きさは入口の数によって異なり、従って単独で用いられるかそれとも一 緒に用いられるかによって異なる。１個の入口と１個の第２部分とかある場合に は、第１部分は壁面の長さの約１９％から約８１％を占めることが好ましい。２ 個の入口と２個の第２部分とがある場合には、第１部分は壁面の長さの約３８％ から約６２％を占めることが好ましい。２個の入口と１個の第２部分とがあるの で、入口が個別に使用される場合には、第１部分が壁面の長さの約６９％から約 ８１％を占めることが好ましい。入口の数は２個を越えてもよい。与えられた大 きさは、鋳物工場でスチール製品を鋳造する場合に好ましく、固体溶融物が異な るとき、例えば鉄のような他の金属であるとき、又はスチールがスチールミルで 処理されるとき又は非金属材料が処理されるときには、他の値が適している。

公知の出口では弁部材と座床部材とは円錐面を持ち、円錐面ば互いに密接して密 封部を形成する。使用時には弁部材が固着し易く、それを回転させるには大きな 力が必要とされるに至り、そのために摩耗する。この発明の代わりの又は追加の 一面によると、上記の表面が弁部材の回転軸を含む平面内で凸形となっている。

これは、円錐部材で経験する故障を防ぎ、弁部材を回転させるに必要な力を減少 させ一般に摩耗を減少させ、従って頑丈さを増大させる。また、もし密封表面が 半球状であると、同じ利益が生じて弁集合体は耐火材製の部品の僅かな不適合を 許容することができる。これは未熟な労働者が採用される工業、例えばスチール 及び鉄工業において大きな利益となる。

冶金用容器を目的とする出口を作るのに適した材料は黒鉛化アルミナであり、弁 部材と座床部材とは等しい静圧圧縮によって作ることが好ましい。この発明の好 ましい実施例は溶融金属用容器に使用されるが、この発明は冷えて出口を塞ぐこ とになり易い固体溶融物を入れる容器に適用することができる。

ダウンパイプ、すなわち入口の開口の広さに拘わらず実質的に平行な側面を持っ たパイプから現れる溶融金属の流れが整然としているということは、この発明の 一層好ましい特徴である。このことを確実にするために、この発明のさらに別の 特徴では、その流れの形を制御する手段が通路内に存在している。その手段は、 長くてほぼ平行で真っ直ぐな側面を持ったリブが、通路の周りに放射方向に間隔 をおいて配置されていることから成るのが最も好ましい。少なくとも２個のその ようなリブの存在することが好ましい。

また、この発明は、この発明で述べたような出口を含んでいる開口を持った底の ある固体溶融物用容器にまで広がっており、その出口の壁面の第２部分の上端が 、容器内の底の表面の上端とほぼ同じ高さになっている容器に及んでいる。

添付の図面を参照して、この発明の具体例を以下に記載する。その図面中、第１ 図は、この発明を具体化している出口の平面図であり、第２図は、第１図の出口 の側面図であり、第３図は、第２図の側面に垂直に切断した出口断面図であり、 第４図は、第３図の底面図であり、第５図は、鋳造用取鍋に設置された出口を示 す第２図の矢印ｖ−ｖ線断面図であり、第６図は、第５図に示された鋳造用取鍋 の底面図であり、第７Ａ、７Ｂ及び７０図は、出口の３つの異なった配置の平面 図であり、第８図は、ノズルの横断面図である。

これらの図面を参照すると、容器は、側壁６と底８とを画定する金属外殻４を持 った鋳造用取鍋２（第５及び６図）で構成されている。外殻は耐火内張材ｌＯを 持っている。円錐状のテーパーを持った孔１２が外殻の底８と内張材とを貫通し ている。出口１４は座床部材１６を持ち、座床部材１６は孔１２の壁面に密接す る円錐台状の外面を持ち、円形板１８によって孔１２内に保持されている。板１ ８はそこから放射状に突出する３本のアーム２０を持っている。

カップ２２が各アーム２０の端に付設されている。板１８はボス２６によって固 定されるが、ボス２６は取鍋の底から垂下して各カップ２２の中心孔を貫通して いる。（図示されていない）模が各ボス内のスロット２８内に押し込まれ、座床 部材１６を孔１２内にしっかりと保持している。

テーパ一つきの孔３０が座床部材１６を貫通して取鍋２内で開口しているので、 座床部材が孔３０の周りの壁面３２を限定している。

弁部材３４が側面３６を持ち、その側面３６がテーパ一つきの孔３０とその内側 端において気密に密接している。壁３２と弁部材の密接する側面３６とは、弁部 材の回転軸を含む平面内で凸状になっている。これは、それら表面が円錐形であ る場合に起こるような固着する傾向を減少させる。

弁部材３４はその下端に小さい断面のノズル４０を持っており、ノズル４０は上 端で技分かれして複数個の入口４４と連通している。

そこに示した例では、弁部材３４の対向する側面に２個の入口４４が存在してい る。

壁面３２は不均一な高さを持っている。壁面の第２部分４６はその上端が取鍋の 底の内張材ｌＯの上端とほぼ同じ高さとなるような高さを持っている。弁部材が 第３図と第５図に示されている位置まで回転されると、通路の入口端４４が開い て、溶融金属が取鍋から流出する。壁面３２の別の（第１）部分４８は、背が高 くて通路の入口端がそれに合うと、入口はそれによって閉じられる。この状態は 第３図及び第５図の左手側で見られ、入口の１つだけが開いている。壁面の部分 ４８は、壁面の縁の方へ充分に延びて、弁部材が第３図及び第５図に示された位 置から９０度の位置まで回転されると、２つの入口４４は閉ざされる。第１図に 見られるように、背の高い部分４８の壁面はチャンネル９９の側壁を構成してお り、チャンネル９９の底は壁面４６の下方部分の上端によって構成される。チャ ンネル９９は大体間いた断面形状をしており、すなわち屋根のない形状をしてい る。チャンネルの側壁４９は、弁部材３４から離れるに従って広がって行く平面 に沿って延びている。云いかえると、第２部分４６は開いており、そこには袋小 路又は静止地帯を生じるような壁面又は肩がない。

図示していない変形態様では、通路が側面３６上に唯１個の入口端開口を持って いる。そのような場合には、高い方の部分４８が壁面の縁の少なくとも１９％に わたって延びている。図示している場合には、高い方の部分４８が６９％以上に もわたって延びており、２個の入口を一緒に閉じるに充分となっている。何れの 場合も、頑丈にするためには、高い方の部分ができるだけ壁面の多くにわたって 延びるようにすることが好ましく、また低い方の部分４６が通路の入口端４４と ほぼ同し距離まで壁面の縁に沿って延びていることが一層好ましい。

図示した例では、入口が完全に露出てきるに充分なほど、部分４６が壁面の縁の ほんの小部分だけにわたっている。入口が閉じられると、部分４８が壁面の大部 分に及んでいるという事実にも拘らず、溶融金属は対流の影響の下に弁部材３４ の露出面全体に循環することができ、従って弁部材上で金属が凝固する傾向を減 少させることになる。（もし低い部分４６を持った壁面３２の代わりに、壁面が 貫通孔と一緒に成形されて貫通孔がすべて壁によって取り巻かれ、例えばＷＯ３ ８１０５３５５に開示されている配置に類似である場合の状態とこれとを比較さ れたい。後者の場合には、弁が開くと溶融金属は孔を通って満足に流れるであろ うが、弁が閉じると孔内に捉えられた金属のスラグが生成し、それが溶融金属の 塊と連通しているけれども、スラグは循環してその塊の中へ入ることができず、 さらに冷却表面の面積が大きいので、溶融金属は弁部材による伝導のための熱損 失によって凝固する傾向を持つことになろう）。

従来のストッパーロッドの配置に比べると、例示した出口は部分的に閉じて流れ を分けることなく溶融金属の流れを絞ることができる。作業者は、注入割合につ いての制御を改良したので、ノズルの大きさは製品の大きさに適するように充分 な口径まで変えることができる。取鍋は蓋をして温度損失を減少させることがで き（なぜならば、ストッパーロッドを動かすための上部の装置がないから）、従 ってストッパーロッドを溶融する危険性をなくして冶金処理を行うことができる 。すべりゲート配置に比べて、金属が早期に凝固する不動領域が存在しない。

この発明の別の利点は、出口からの液体の流れを制御し、又は調整し、また流れ の完全さを維持することができる、ということである。

装置３８は、３個の断面Ｖ形のローラー５２によって支持されて回転する円形リ ングギヤ５０を含み、各ローラー５２はシャフト５４によって板１８上で回転可 能に付設され、スペーサー５６によって板から離されている。断面Ｖ形のローラ ーは、リングギヤの周縁で断面Ｖ形のスロット５３によって受けられ、こうして ギヤを回転させる。リングギヤの下面は傘歯車の歯５８を持つように作られてお り、歯５８は傘歯車６０と咬み合い、傘歯車６０はブラケット６２内で軸支され たシャフト上に付設されており、板１８上でハンドホイール６４によって回転可 能にされている。従って、ハンドホイール６４の回転はリングギヤを回転させる 。

第４図を参照すると、肩７０上で弁部材はその縁に複数個のギザギザ６６を持つ ように成形されている。円形圧力プレート６８が窪み７２を持つように成形され ており、肩７０を受け入れる。圧力プレート６８は、複数個の（図では６個）の スプリングで付勢された圧力ピン７４によって肩７０に向かって押しつけられ、 圧力ビン７４はリングギヤ５０内のそれぞれのくりぬき孔から延びて、弁部材を 座床部材１６と気密に密接するように付勢している。圧力プレート６８は複数個 の（図示してしない）歯を持ち、歯は窪み７２まで内方へ延びてギザギザ６６の 中へ入り、その結果リングギヤの回転が弁部材を回転させることになる。弁部材 のギザギザは、軸方向のスラストが歯によって弁部材に伝えられないように、充 分な距離だけ軸方向に延びて（第２図及び第３図参照）、局部的に高い圧力のか かるのを避けている。

溶融金属又は溶融合金に伴う温度に耐えるために、弁部材と座床部材とは何れも 耐火材、例えば黒鉛化アルミナで作られ、黒鉛化アルミナは等しい静圧圧縮によ って成形することができる。

第７図の具体例では、弁部材３４が唯１個の入口４４を持ち、高い壁部分が７０ ６から２９０°の円弧にわたり、座床部材１６の周囲の１９％から８１％までの 長さに対応している。第７Ｂ図の具体例では、弁部材３４が２個の入口４４を持 ち、この入口は一緒に用いられ、従ってそこには２個の第２部分４６があり、部 分４８は座床部材１６の周囲の３８％から６２％を占めている第７Ｃ図の具体例 では、弁部材３４が２個の入口４４を持つが、この入口は個々に用いられ、第１ 部分４８は座床部材１６の周囲長の６９％から８１％を占めている。

第８図に見られるように、半径方向に間隔をおいて離れている４個のリブ１０１ が通路４２内に存在している。そのリブは側面が真っ直ぐで、通路の長手方向の 軸に平行に延びており、約９０°の間隔をおいている。これらのリブによって、 通路から入ってくる溶融金属の流れは実質的に側面に平行となり、従って飛散等 の危険を少なくする。

弁部材とそのための座床部材が図面に示されているような形にされているので、 弁部材を回すのに必要な力が小さくなり、耐火物部分の固まったり詰まったりす る可能性が少なくなっている。また、弁では、流れない領域がな（、固体溶融物 が弁の周りに全く自由に接近できて、袋小路内に捉えられることがなく、袋小路 内で溶融物が冷却されて凝固することのないように作られている。その結果、弁 部材を確実に回転させることができ、密接している部分を動かなくしたり、溶融 金属を固化させて相対的な回転を完全に停止させたりするような危険をなくして いる。通路中のリブのために、弁が絞られている程度に拘らず、溶融金属の流れ は整然としたものとなる。

この発明は、図示した具体例に限定されない。例えば２個以上の入口があっても よい。固体溶融物が鋳物工場において注入されるスチール以外のものであるとき には、第１部分及び第２部分の大きさは変えられる。

ＦＩＧ、　６ 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　５年　７月１４日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．固体溶融物を入れる容器（２）の出口（１４）であって、出口（１４）は回 転弁部材（３４）とそのための座床部材（１６）とからなり、弁部材（３４）は 通路（４２）を持って容器（２）の内部から外部へ固体溶融物を導き、弁部材（ ３４）は座床部材（１６）の壁面と密接し、その壁面は充分に高い第１部分を持 っているので、弁部材（３４）が回転されて通路の入口端（４４）をそれに合わ せると、入口端（４４）が第１部分（４８）によって閉じられ、またその壁面が 比較的低い第２部分を持っているので、弁部材（３４）が回転されて通路の入口 端（４４）をそれに合わせると、入口端（４４）が開かれて固体溶融物を通路内 へまた通路に沿って通過させる出口において、入口（４４）が閉じられていると き、上記壁面の第１部分（４８）が固体溶融物を第２部分（４６）の領域へ自由 に通過させるように形作られていることを特徴とする出口（１４）。
2. ２．第１部分（４８）が第２部分（４６）に対して直立する側壁面を提供してお り、それによって第２部分（４６）がほぼ開いたチャンネル断面形状の底（９９ ）を提供していることを特徴とする、請求の範囲第１項の出口。
3. ３．対向する側壁（４９）が、弁部材（３４）から遠ざかるほど開いている平面 に沿って位置していることを特徴とする、請求の範囲第２項の出口。
4. ４．第１部分（４８）が壁（３２）の長さの約１９％から約８１％を占め、弁部 材（３４）がただ１個の入口（４４）を持っていることを特徴とする、請求の範 囲第１−３項の何れか１つの項の出口。
5. ５．第１部分（４８）が壁面（３２）の長さの約６９％から８１％を占め、弁部 材（３４）が２個の入口（４４）を持ち、入口（４４）が個々に使用されること を特徴とする、請求の範囲第１−３項の何れか１つの項の出口。
6. ６．第１部分（４８）が壁面（３２）の長さの約３９％から６２％を占め、２個 の入口（４４）があって一緒に使用されることを特徴とする、請求の範囲第１− ３項の何れか１つの項の出口。
7. ７．互いに密接する弁部材（３４）の反対側表面と、そのための座床部材（１６ ）の壁面（３２）との対向する表面が、使用中に固着することを減らすような形 と大きさにされていることを特徴とする、請求の範囲第１−６項の何れか１つの 項の出口。
8. ８．上記の対向する表面が、弁部材（３４）の回転軸を含む平面内で凸状になっ ていることを特徴とする、請求の範囲第７項の出口。
9. ９．通路（４２）が手段（１０１）を含んでいて、出口から出て行く固体溶融物 の流れが実質的に平行な側面にされていることを特徴とする、請求の範囲第１− ８項の何れか１つの項の出口。
10. １０．手段（１０１）が通路（４２）の長手方向軸にほぼ平行に延び、半径方向 に間隔をおいて離れているリプからなることを特徴とする、請求の範囲第９項の 出口。
11. １１．側壁（４）と孔（１２）を含んだ底（８）とを持った容器（２）であって 、孔（１２）は請求の範囲第１−１０項の何れか１つの項の出口を含み、出口の 壁の第２部分（４６）の上端が容器（２）内の底（８）の表面の上端とほぼ同じ 高さになっていることを特徴とする、容器（２）。
12. １２．請求の範囲第１１項の容器内に溶融金属を入れ、弁部材（３４）を座床部 材（１６）に対して動かして、弁部材（３４）とそのための座床部材（１６）と を固着させないで、溶融金属を注いだり、弁部材（３４）を動かして流れを閉じ たりする際の、流れの割合を調整することから成る、容器から制御された状態で 溶融金属を放出する方法。
13. １３．手段（１０１）を通路（４２）内に存在させて、溶融金属を実質的に平行 な側面を持った流れとして確実に放出させることを特徴とする、請求の範囲第１ ２項の方法。