PL152667B1 - Improvements in or relating to outlet valves for melt containing vessels - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 86 03 26 /P. 256626/

Pierwszeństwo: 85 03 26 dla zastrz. 1, 2,

7, B, 9, 11, 12 Wielka Brytania

10 02 dla zastrz. 3, 4,

5, 6 Wielka Brytania

Zgłoszenie ogłoszono: 87 01 26

Opis patentowy opublikowano: 1991 08 30

152 667

Int. Cl.⁵ B22D 41/14 /B22D 37/00/

Wlttltt 0 G LH

Twórca wynalazku: James Mońka

Uprawniony z patentu: British Steel Corporation, Londyn /Wielka Brytania/

ZAWÓR WYLEWU KADZI METALURRICZNEJ

Przedmiotem wynalazku jest esto^ wylewu kadzi metalurgicznej, zwłaszcza kadzi pośredniej stosowanej w procesie odlewania ciągłego wlewków.

Znany jeat z opiau patentowego Wieekiej Brytanii nr 1177262 zawór wylewu kadzi ^^etalurgicznej, który składa się z umieszczonej nienujchomo na dnie kadzi kształtki wylewu, z osadzonej na kształtce wylewu głowicy zawieradła oraz z mechanizmu obrotowo-dźwigniowego umieszczonego pod dnem kadzi meealurgicznej. Zarówno kształtka wylewu jak i głowica zawieradła są wykonane z ceramicznego maaeriału. ogniotrwałego. Obrotowa głowica zawieradła ma kształt kapelusza grzyba, a kształtka wylewu ma postać grubościennej tulei kołnierzowej. Górna powierzchnia czołowa kształtki wylewu jest tak uformowana, że odpowiada ona spodniej powierzchni głowicy zawieradła w kształcie kapelusza grzyba, przy czym górna krawędź kształtki wylewu jest skośnie ścięta. W dolnej powierzchni czołowej kształtki wylewu jest uformowany odpowiednio współśrodkowy otwór przelotowy, przez który jest przeprowadzony drążek obrotowy, stanowiący jednocześnie trzon głowicy zawieradła. W ściance kształtki wylewu na drodze jej pierśc^niowego rowka znajduje się pionowy otwór wylewowy. Na górnej powierzchni czołowej kształtki wylewu jest wykonany promieniowy kanał, który łączy się z pier^Genniwwym rowkiem. Również w dolnej części głowicy zawieradia w kształcie kapelusza grzyba jest wykonany promieniowy rowek. Pokręcając głowicę zawieradła za pomocą mchanizmu obrotowo-dźwigniowego, umieszczonego pod dnem kadzi, otwiera się lub zamyka otwór wylewowy kadzi meealurgicznej.

Rozwiązanie to posiada jednak liczne niedogodności. Jedną z zasadniczych jest zwiększona aktywność erozji występująca na dolnej powierzchni zamykającej głowicy zawieradła, stanowiącej dużą powierzchnię uszczelniającą, która przy pionowym jej docisku każdorazowo w roboczym cyklu jej zamykania wpływa na powstawanie skrzepów metalu w nierównościach i zagłębieniach. Powoduje to przecieki oraz niebezpieczeńswwo powiększania się tych skrzepów, a tym samym deformację położenia z pionowymi przemieszczeniami położenia głowicy zawieradła i w konsekwencji jej unieruchomienie.

152 667

152 667

Zadaniem wynalazku jest opracowanie zaworu wylewu dennego w kadzi metalurgicznej, który w znacznym stopniu wyeliminuje niedogodności występujące w znanych rozwiązaniach zaworów tego typu.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało wykonane dzięki temu, że zawiersdło ma postać wydłużoną z górną częścią przeprowadzoną wewnątrz kadzi ponad poziom ciekłego mtalu i zawiera część dolną stanowiącą obrotową głowicę z dopasowaną, dociskową powierzchnią skierowaną do powierzchni górnej czaszy kształtki wylewu, przy czym część dolna z^ier^ła ma boczne podcięcie zapewniające co najmniej w jednym . obrotowym połoźieniu osiowe pokrycie z górnym wlotem otworu wylewowego w kształtce wylewu.

Dolna kształtka wylewu jest osadzona w otworze wymrówki dna kadzi poniżej dolnej czołowej powierzchni części dolnej głowicy zawieradła.

Powierzchnia dolna części dolnej zawieradła i powierzchnia górna współpracującej z nią kształtki wylewu, uformowanych z maaeriału wysokoogniotrwałego, korzystnie z miękkiego grafitu mają kształt czasz·

Część dolna zawierała ma wiele bocznych kanałów rozmieszczonych na obwoozie.

Część dolna zawierała ma co najmniej jeden z bocznych kanałów poprowadzony w głąb do jego dolnej powierzchni w kształcie czaszy.

Część dolna zawierała mi dodatkowy kanał boczny przebiegający w kierunku dolnej powierzchni w kształcie czaszy w pewnej odległośoi od bocznego kanału, który korzystnie przebiega w kierunku do wlotu otworu wylewowego.

Otwór wylewowy kształtki wylewu rozgałęzia się na dwa osobne wloty w kierunku górnej powierzchni w kształcie czaszy· Co najmniej jeden z wlotów otworu wlewowego ma w przekroju zarys prostokątny.

Zawweradło ma co najmniej jeden kanał wtryskowy doprowadzony do co najmniej jednego z kanałów rozmieszczonych na obwodzie jego części dolnej i do otworu wylewowego·

Kanał wtryskowy jest usytuowany wzdłuż osi zawieradła i współosiowo z kanałem wtryskowym w kształtce wylewu, z którym jest połączony. Docisk zliiθradłl do kształtki wylewu jest wywierany ramieniem wspornikowym pracującym w kierunku z góry na dół, które usytuowane jest ponad kadzią, a mechanizm napędowy na nim osadzony wprowadza w ruch obrotowy zawierało.

Zawweradło wprowadzone jest w ruch obrotowy od góry poprzez nasadzony stalowy kołpak połączony za pośrednicwwem trzpienia z ramieniem wspornika.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku w przykładach wykonan±a, na którym przedstawiono na fig· 1 schematycznie w widoku z przodu zawór wylewu dennego pośredniej kadzi m'balurgicznej, zawierający prosty mchanizm przekładniowy, fig. 2 - część mechanizmu przekładniowego w widdku z gor^y, fig. 3 - ffaannnt zawwru w powiększeniu i w przekroju poosiowym, fig. 4 - iinn praz^ła wwkonann zamu w powiększθniu i w Νίάο^ z przodu z fig. 3» fig· 5 - innn przykłaa wykononia zesppłu napęddwwgo w Wfg· 1.

Zawór przedstawiony na fig. 1-- zawiera usytuowaną niżej ogniotrwałą kształtkę wylewu 1, stanowiącą gniazdo zaworu, osadzoną na stałe w otworze ogniotrwałej wymurówki 2 kadzi pośredniej 3, która posiada otwór wylewowy - o przekroju prostokątnym» owalnym lub kołowym, przechodzący pionowo na wylot w kierunku do jego wlotu 5 wzdłuż osi centralnej kształtki wylewu 1 połączonej wyprowadzoną przez dno końcówką z tuleją wylewową 7.

Ogniotriała kształtka wylewu 1 ma kształt przystosowany do części dolnej 13 zawierała 8 posiadającego część górną 6. Czasza 9 części dolnej 13 zawierała 8 dopasowane jest do czaszy 10 kształtki wylewu 1.

Korzystnie ze względów praktycznych dla jednego rozwiązania górna powierzchnia w kształcie czaszy kształtki powinna mieć promień około 150 nim, a poprzeczny wymiar poziomy 185 mm Zawweradło powinno mieć wysokość około 800 ru.

Zawweradło 8 jest dociskane do kształtki wylewu 1 przez wspornik 11, zamocowany do suwaka 60 osadzonego w stałej prowadnicy 61, który połączony jest z pneumatycznym albo hydraulicznym sl^wn^kiem 62 dla wy w wic ia siły na wspornik 11 w czasie cyklu roboczego.

152 667

Część dolna 13 zawieradła Θ jest zaopatrzona w kanał 14, który może mieć w przekroju zarys prostokątny. Kanał 14 może być ustawiony w położeniu otwartym naprzeciw wlotu 5 otworu 4 wylewowego w kształtce wylewu 1 zapewniając wypływ metalu, a alternatywnie może być ustawiony poza wlotem 5 dla zapewnienia zamknięcia zaworu. Część dolna 13 zawieradła 8 ma podcięcie 55 dla alternatywnego ustawienia go nad wlotem 5 otworu 4 wylewower go. Podcięcie 55 ma w przekroju wymiary i zarys podobne do kanału 14. Wyyranie odpowiedniego położenia ustawienia zawieradła 8 jest zapewnione w zakresie jego obrotu o 360°.

Na zakończeniu części górnej 6 zawieradła jest nasadzony stalowy kołpak 19, na . którego podpierającym trzpieniu 21 osadzony jest od góry dociskający wspornik 11, zapewniający stałe położenie zawieradła 8, jak również jego obrót. Część górna 6 zakończenia zawieradła 8 posiada kształt pryzmowaty, o przekroju kwadratowym, dostosowanym do wewnętrznego profilu kołpaka 19. Stalowy kołpak 19 ma na górnej płaszczyźnie zamontowany trzpień 21, do obwodu którego dopasowana jest dolna wnęka 22 wspornika 11, a powyżej niej usytuowana jest górna wnęka 23, z której następuje doprowadzenie smaru do chłodzenia i zmnnejszenia tarcia w czasie ruchu obrotowego zawieradła 8. Na wystającej części 25 trzpienia 21 osadzone jest koło łańcuchowe 56 stanowiące wraz z kołem łańcuchwwym 58 i łańcuchem 57 przekładnię napędową, wprowwdzającą zawieradło 8 w ruch obrotowy o pełne 360°. Niemmealiczne wtrącenia zatykające kanał 24 zawieradła 8 ognioodpornego redukuje się za pośrednicwwem wtłaczania obojętnego gazu, takiego jak argon podczas oczyszczania meeali. Niemealiczne wtrącenia zatykające kanał 24 wydłużają czas podawania argonu tym kanałem 24 zawieradła 8, do którego gaz poda je się giętką rurą /nieuwidocznioną/.

Na fig. 3 i 4, uwidocznione jest w części dolnej 13 zlwierldłl 8 położenie kanału 53 doprowadzającego argon z kanału 24. Argon z kanału 53 doprowadzany jest pom.ędzy czasze 9 i 10 części dolnej 13 zawierała 8· Kształtka 1 wylewu zawiera pod czaszą 10 wgłębienie 52 usytuowane pod wlotem kanału 53, które przeznaczone jest dla gromadę nia argonu wprowadzanego dodatkowym kanałem 54 do wlotu 5 otworu wlewowego 4 w kształtce 1.

Korzyytnie w otworze wypływowym występuje niższe ciśnienie ferrostatyczne, które nie powinno przewyższać ciśnienia wprowadzanego gazu zabezpieczającego odlewaną stal przed kontaktem z powietrzem atmosferycznym.

W dodatkowym albo lłtθΓaatwwnym rozwiązaniu poziomy kanał 65 albo porowata zatyczka w nim umieszczona może zapewniać rozszerzenie obszaru zasilania argonem z kanału 24, prowadzącego do kanału 14. Porowata zatyczka stanowi korzystne rozwiązanie, ponieważ w obszarze wylotu wymagane jest wysokie ciśnienie argonu dla zapewnienia w stanie płynnym wypływu stali i blokady jeżeli jest otwarty kanał wypływowy.

Na fig. 4 uwidoczniony jest w zawieradle 8 kanał 26 wypełniony porowatym, do którego doprowadza się z kanału 24 argon. Kanał 26 korzystnie wyprowadzony jest z obszaru górnej zewnętrznej powierzchni 27 podcięcia 55. Rozwiązanie to zapewnia wprowadzenie gazu do wlotu 5 otworu 1 wylewowego i w ten sposób uniknięcie niekorzystnego osadzania się niemtalicznej warstwy na powierzchni kanału 24. Usytuowane w obszarze wypukłym, stanowiącym czaszę kształtki 1, zagłębienie 52 zmienia wielkość powierzchni podparcia, a tym samym i naprężęnia. Pas powierzchni podpierającej koliście obrzeże w znacznym stopniu poprawia ten układ powwtały. Dopasowane względem siebie powierzchnie są wstępnie obciążone w każdym kierunku przy pewnym obrocie zlwieraZła 8.

Obrotowe wydłużone zawieradło w innej postaci wykonania jest uwidocznione na fig. 5.

W rozwiązaniu tym wspornik łącznie z łańcudem i kołami łańcuchowymi umieszczonymi w obudowie 66, stanowi mchanizm obrotowy przenoszący napęd. Suwak 60 ma zamontowaną podpierającą konsolę 67 zapewniającą wymganą stabilność wydłużonej poprzednio konstrukcji, dostosowanej do rozmiarów poprzecznego wspornika i j’ego właściwego ustawienia, względem zawieradła i kształtki wylewowwj. Zawweradło 8 jest sprzężone z napędowym zespołem za pośredni^Nem ruchomj głowicy 69 i sprzęgła 70. Głowica 69 ma w przekroju poprzecznym zarys kwadratowy z wgłębieniem dos^awNanym ukszaałtowaniem do końcówki 71 górnej części 6 zawieradła 8.

Zawóeradło i kształtka wylewowa są wykonane z ogniotrwałego pasa matriału, takiego jak miękki maatriał grafitowy, zapewniający dobre właściwości samosmarne pomiędzy powierzchniami w kształcie czasz 9 i 10.

Mogą również posiadać powierzchnię w kształcie czasz pokrytą mteriałem poprawiającym właściwości ogniotrwałe. ;

Korzystnie stosuje się dwutlenek cyrkonu dla zabezpieczenia wszystkich powierzchni poddanych działaniu korodującemu. *

Zawór powinien być częato poddawany obserwacji. W ten sposób urządzenia do ciągłego odlewania wlewków, w których odlewane stale nie zawierają aluminium, powinny zawierać kadź pośrednią z wylewem bezzatyczkowym z zabudowanym zaworem wylewu zgodnie z rozwiązaniem według wynalazku.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1· Zawór wylewu kadzi metalurgicznej, zawierający ogniotrwałą kształtkę wylewu sztywno osadzoną w otworze w wymrówce w kadzi, a na górnej powierzchni kształtki wylewu jest osadzona obrotowa głowica zamk^ąca, która swą dolną powierzchnią jest dopasowana do górnej powierzchni kształtki wylewu, przy czym kształtka wylewu posiada otwór wylewowy, którego górny końcowy odcinek jest odchylony od osi obrotu, zaś pionowy odcinek tego otworu znajduje się nad wyprowadzoną przez dno końcówką z tuleją wylewaną ciekłego metalu, znamienny tym, że zawieradło. /6/ ma postać wydłużoną z górną częścią /6/ przeprowadzoną wewnątrz kadzi /3/ ponad poziom ciekłego m talu i zawiera część - dolną /13/ stanowiącą obrotową głowicę z dopasowaną dociskową powierzchnią skierowaną do powierzchni górnej dolnej kształtki /1/ wylewu, przy czym część dolna /13/ zawieradła /8/ ma boczne podcięcie /55/ zapewniające co najmniej w jednym obrot<>wym położeniu osiowe pokrycie z górnym wlotem /5/ otworu wlewowego /4/.
2. 2. Zawór według zastrz· 1, znamienny etym, że dolna kształtka /1/ wylewu jest osadzona w otworze wymiirówki /2/ dna kadzi poniżej dolnej czołowej powierzchni części dolnej /13/ głowicy zawieradła /8/.
3. 3· Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnia dolna części dolnej /13/ zawieradła /8/ i powierzchnia górna współpracującej z nią kształtki wylewu /1/, uformowane z maeriału wy8okoognnotroałego, korzystnie z miękkiego grafitu, rają kształt czasz /9, 10/.
4. 4· Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że część dolna /13/ zawieradła /8/ ma wiele bocznych kanałów rozmieszczonych na obi^wozie.
5. 5· Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że część dolna zawieradła /8/ ma co najmniej jeden z bocznych kanałów /14/ poprowadzony w głąb do jego dolnej powierzchni w kształcie czaszy /10/.
6. 6. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym, że część dolna zawieradła /8/ ma dodatkowy kanał boczny przebiega jący w kierunku dolnej powierzchni w kształcie czaszy /10/ w pewnej odległości od bocznego kanału, który korzystnie przebiega w kierunku do wlotu /5/ otworu wylewowego /4/.
7. 7. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że otwór wylewowy /4/ kształtki wylewu /1/ rozgałęzia się na dwa osobne wloty w kierunku górnej powierzchni w kształcie czaszy /10/.
8. 8. Z^ⁱw^-r według zastrz. 7, znamienny tym, że co najmniej jeden z wlotów otworu wylewowego /4/ ma w przekroju zarys prostokątny.
9. 9. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiodło /8/ zawiera co najmniej jeden kanał wtryskowy /24, 53, 65// doprowadzony do co najmniej jednego kanału /14, 15/ lub otworu wlewowego /4/.
10. 10. Zawór według zastrze 9, znamienny t y m, że kanał wtryskowy /24/ jest usytuowany wzdłuż osi zawieraZła /8/ i wspó-łosiowo z kanałem wtrystawym /54/ w kształtce wylewu /1/, z którym jest połączony.

    152 667
11. 11. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że docisk zawieradła /6/ do kształtki wylewu. /1/ jest wywierany ranieniem wspornikowym pracującym w kierunku z góry na dół, które usytuowane jest ponad kadzią, a mechanizm napędowy na nim osadzony wprowadza w ruch obrotowy zawieradło /8/.
12. 12. Zawór według zastrz. 11, znamienny tym, że zawieradło /8/ wprowadzone jest w ruch obrotowy od góry poprzez nasadzony staoowy kołpak /19/ połączony za pośrednicwwem trzpienia /21/ z ramieniem /11/ wspornika.

    FIG. 1