CN1064874C - 滑动喷嘴装置以及利用该装置的表面加压和卸压方法 - Google Patents

Abstract

用于熔融金属容器的滑动喷嘴装置中的一种表面压力施加和释放机构，该机构可以减少板上表面压力施加的释放过程中的高温手工操作，并可以通过简单的操作步骤完成表面压力的施加和释放。这种装置包括一个表面压力块，它活动地放置在托架之间。并且表面压力的施加和释放是通过下列步骤实现的，即驱动用于开启和闭合的金属构架，使滑动金属构架的凸起部分凸入用于开启和闭合的金属构架之中以及使滑动金属构架中的钢水通孔穿过与用于开启和闭合的金属构架相抵靠的滑动金属构架。

Description

滑动喷嘴装置以及利用该装置的表面加压和卸压方法

本发明涉及一种用于熔融金属容器的滑动喷嘴装置，尤其涉及一种用来在滑动板和固定板之间实现表面加压及卸压的机构。

装备在各种金属液容器上的滑动喷嘴装置被广泛使用着，这是因为这些装置可以在必要时使金属液容器内浇注钢水等的流动通道被打开或闭合，而且这些装置还能够对金属液的流量进行精确地控制。

在这些滑动喷嘴装置中，有双板型，即包含一个上固定板和一个下滑动板；还有三板型，即在两个固定板间设置一个滑动板。同样，为了防止金属液进入这些板之间，这些滑动喷嘴装置配备着用来在板的滑动表面上施加表面压力的机构。表面压力的数值应以不阻碍滑动喷嘴装置的正常工作为准。

对一个用来施加表面压力的表面加压机构来说，盘簧经常被使用，而对于用于表面加压和卸压的机构而言，须使用皮带绷紧系统；不过，也推荐使用各种其它类型的机构。

例如，日本未审查专利公布号SH063-501858披露了一个通过使用锥形滑垫而完成表面加压的方法，其目的是减轻表面压力施加过程的工作量。

可是，对于使用该方法的装置来说，由于在滑垫锥度方向上必须使滑动板产生运动，因此在用于开启和闭合的金属构架的开启及闭合方向上要设置约束物，而用于开启和闭合的金属构架用来安装相应的板并对在金属熔液容器表面上实现这一过程的机构提供约束。在滑动板驱动油缸的可能安装位置处同样存在约束物，由此产生了拆卸和装配中的许多问题。

日本未审查专利公布号SH060-15429披露了一种装置，该装置中的一个作为表面加压机构。盘簧被安装在簧盒的底部，因此，表面压力的施加和释放是通过簧盒的啮合和脱开来实现的。但在这种装置中存在的问题是：簧盒较为笨重而且需要大型的啮合和脱开机构。

目前，在日本的未审查专利公布号Hei 6-226430中，发明者还提出了一种装置，在该装置中，弹性力施加机构和一个滑动金属构架安装在固定金属构架和用于开启和闭合的金属构架之间，通过驱动用于开启和闭合的金属构架实现板块间表面压力的施加和释放，而用于开启和闭合的金属构架本身连接在油缸连杆上并由连杆带动而产生滑动以驱动滑动金属构架。

在该装置中，液压缸的连杆上设置有一个凹进部分，而安装在用于开启和闭合的金属构架上的滑块与该凹进部分啮合或脱开。当滑块与连杆啮合时，液压缸和用于开启和闭合的金属构架相接，从而可以施加或释放表面压力。而当滑块与连杆脱开并与固定金属构架相连时，只有利用滑动金属构架才能对滑动板上的浇孔孔径进行控制。

但是，在该装置中，当用于开启和闭合的金属构架和液压缸相接时，由热效应而引起的滑块变形和液压系统热波动会使接头部分发生变化，因此在滑块的啮合或脱开过程中存在着许多问题。同样，由于该滑块传递部分力，因此该滑块在加载过程中须承受数吨大的作用力，结果，手工操作十分困难而且该装置势必大型化。

本发明目的在于，通过驱动具有弹性力施加机构的用于开启和闭合的金属构架和驱动置于固定金属构架和用于开启和闭合的金属构架之间的滑动金属构架，从而在用于对上下两板间施加和释放表面压力的滑动喷嘴装置中配置一种表面压力施加和释放机构，该机构能够减轻在板上施加和释放表面压力过程中的高温人工操作并且可以通过简单的操作步骤就能够实现表面压力的施加和释放。

为此，本发明提出一种滑动喷嘴装置，该装置通过驱动具有弹性力施加机构的用于开启和闭合的金属构架和驱动置于固定金属构架和用于开启和闭合的金属构架之间的滑动金属构架而在板块间施加和释放表面压力。其特征在于：表面压力块活动地放置在用于开启和闭合的金属构架和固定金属构架的托架之间，用来把用于开启和闭合的金属构架安装在固定金属构架上。

在这种结构的装置中，可以通过把滑动金属构架凸入用于开启和闭合的金属构架来驱动用于开启和闭合的金属构架并且使滑动金属构架中的钢水通道孔穿过与用于开启和闭合的金属相邻接的滑动金属构架部分。

如果把表面压力块从这些托架上移去，用于开启和闭合的金属构架就可以在托架间的距离内运动。用于开启和闭合的金属构架的驱动过程是通过把滑动金属构架的凸入部分与用于开启和闭合的金属构架的一部分相互嵌接来实现的。用于开启和闭合的金属构架在动程范围内的往复运动使弹性力施加机构动作，从而实现了板块间表面压力的施加和释放。

图1是根据本发明的具有表面加压机构的滑动喷嘴装置的一个优选实施例的仰视图；

图2是沿图1中A-A线的垂直截面图；

图3A和图3B是一种连接机构的轮廓图，该机构把用于开启和闭合的金属构架连接到固定金属构架上，以便施加表面压力；其中，图3A表示表面加压机构在表面压力释放时的状态，而图3B表示表面加压机构在表面压力作用时的状态。

图4是用于开启和闭合的金属构架的仰视立体图，该图表示了与铰接轴脱开的表面压力组件；

图5是用于开启和闭合的金属构架的仰视立体图，该图表示了与铰接轴连接并定位在固定金属构架和用于开启和闭合的金属构架的托架之间的表面压力组件。

图1是根据本发明的具有表面加压机构的滑动喷嘴装置的一个优选实施例的仰视图，而图2是沿着图1中A-A线的垂直截面图。

由图中可见，一用于开启和闭合的金属构架2安装在固定金属构架1上并可以沿着图1所示的箭头A和B的指示方向移动，而固定金属构架1固装在金属液容器的底部。滑动金属构架3安装在固定金属构架1与用于开启和闭合的金属构架2之间并可沿着与用于开启和闭合的金属构架2相同的方向移动。

为了使用于开启和闭合的金属构架2可相对于固定金属构架1运动，铰接轴1a顺着用于开启和闭合的金属构架2的运动方向被安装在固定金属构架1的4个位置上，并且铰接轴1a放置在与固定金属构架1成一整体的托架1b之间。用于开启和闭合的金属构架2上设有托架2a，铰接轴1a穿过这些托架，而且用于开启和闭合的金属构架2经由这些铰接轴1a和托架2a而被安装在固定金属构架1上并可以相对于固定金属构架1运动。用于开启和闭合的金属构架2的运动行程就是托架2a在固定金属构架1上的每对托架1b之间的运动距离(即为图1所示的距离ST2)。

固定板5安装在固定金属构架1上，滑动板6通过类似的方法安装在滑动金属构架3上，滑动板6的上表面作为滑动表面相对于固定板5滑动。滑动金属构架3与油缸4中的连杆4a往复运动的驱动作用而使滑动金属构架3沿图1中箭头A和B所指示的方向作往复运动，运动行程为ST1；滑动金属构架3的底部也有一个凸出部分3a，该凸出部分3a穿过用于开启和闭合的金属构架2上开设的椭圆形动程孔2b并伸出到用于开启和闭合的金属构架2的下表面下；一个下喷嘴可以连接到该凸出部分3a上。

图3A和图3B为表示表面加压机构的轮廓图，该机构用来在固定板5和滑动板6之间施加表面压力。

如同普通滑动喷嘴中使用的相应机构一样，这种表面加压机构有一对弹簧腔7，弹簧腔7分别位于用于开启和闭合的金属构架2的两个侧面；同时该机构还含有通过轴与固定金属构架1相连并可与弹簧腔7相衔接的悬架8。弹簧腔7内装有多个压缩盘簧7a并具有一个工作块7b，工作块7b可在如图所示的垂直方向运动并由盘簧7a向下推动。固定金属构架1上具有整体悬架8，其形状须保证能在弹簧腔7的下方伸展，两对肘节销8a与悬架8的低端部分相连并可在垂直方向上绕枢轴转动。为了把肘节销8a从图3A所示位置升举到图3B所示的位置处，必须在工作块7b的底部装配啮合销7c。

在本优选实施例中，已对表面加压机构在运行位置下的各部件间相互位置关系已经进行了描述，但实际的表面加压、卸压机构是工作在金属液容器倾斜90°的状态下的。也就是说，本优选实施例滑动喷嘴装置的设计工作位置是垂直的，这时油缸4位于顶部，而且如果要使表面加压、卸压过程中的滑动喷嘴装置在其它位置下工作，那么表面加压机构的肘节销8a应该通过弹簧等而保持在图3A所示的位置上。

图3A表示了表面加压机构在表面压力已经卸除时的状态。当油缸4使滑动金属构架3沿图1所示箭头B方向运动时，用于开启和闭合的金属构架2与滑动金属构架3一起运动。其结果正如图3A可见的那样，与用于开启和闭合的金属构架2构为一体的弹簧腔7同样可以相对于固定金属构架1向图中所示右方运动，从而使肘节销8a与啮合销7c相啮合并绕枢轴向上旋转以举升工作块7b。因此，盘簧7a的弹性作用力具有将用于开启和闭合的金属构架2向固定金属构架1推压的作用，这使得固定板5和滑动板6的滑动表面间产生了表面压力。当用于开启和闭合的金属构架2向图中所示左方运动时，表面压力被卸除，同时表面加压机构回复到图3A所示的状态。

又如图1和图2所示，一对可绕其枢轴旋转的表面压力块9安装在用于开启和闭合的金属构架2的底部，它们在滑动喷嘴装置油缸4末端处的托架2a附近。如图4和图5所示，这些表面压力块9安装在臂架9b的一端，而臂架9b的另一端通过销9a与用于开启和闭合的金属构架2相连并可绕其枢轴旋转。其结果，表面压力块9可以安装为图4所示的状态，其中表面压力块9从用于开启和闭合的金属构架2的底部悬下；同时，表面压力块9也可以安装为图5所示的状态，其中表面压力块9与固定金属构架1的铰接轴1a相啮合。

表面压力块9的大小要选择合适，从而当用于开启和闭合的金属构架2向右运动到极限位置时，表面压力块9应当紧密地贴合在托架2a(位于用于开启和闭合的金属构架2右端)与固定金属构架1的托架1b(位于托架2a左侧)之间。通过把表面压力块9安装为图5所示状态(其中表面压力块9与固定金属构架1的铰接轴1a相啮合)，从而可以避免用于开启和闭合的金属构架2运动到图1所示左端，这时表面压力块9介于相应的托架2a和1b之间。

在附图所示的例子中，表面压力块9安装在用于开启和闭合的金属构架2上；不过，表面压力块9也可以安装在固定金属构架1上，这时表面压力块9介于固定金属构架1的托架1b和用于开启和闭合的金属构架2的托架2a之间，其安装方式如同图4和图5所示一样。只要介于这些托架1b和2a之间，表面压力块甚至可以安装在金属液容器本身的底部。

在上述结构中，当表面压力块9处于这样的状态，即图1中位置较低的块9及图4中的两个表面压力块9与铰接轴脱开并悬挂在用于开启和闭合的金属构架2的底部时，表面压力块9与用于开启和闭合的金属构架2右端托架2a间便脱离啮合。结果，用于开启和闭合的金属构架2便可以自由地沿图1所示箭头A和B的指示方向运动，而且用于开启和闭合的金属构架2可定位在图1中实线所示的位置(这时施加了表面压力)和在图1中点划线所示的位置(这时释放了表面压力)上。

为了施加表面压力，用于开启和闭合的金属构架2必须从图1中点划线所示位置(这时表面压力被释放)运动到合适的位置上，这时通过由油缸4驱动的滑动金属构架3的向右运动而施加表面压力。在这种情况下，滑动金属构架3的凸起部分3a在椭圆形动程孔2b中运动，直到与该动程孔2b的右端贴合为止，此后，用于开启和闭合的金属构架2开始与滑动金属构架3一起运动到图1中实线所示的位置上，这时施加了表面压力。因此，正如上述参考图3所说明的那样，由于弹簧腔7的工作块7b与悬架8的联动作用，便产生了推压固定金属构架1和滑动金属构架3的力，这样在固定板5和滑动板6间便施加了表面压力。

这里，如图5所示，表面压力块9安装在固定金属构架1的托架1b和用于开启和闭合的金属构架2的托架2a之间并与这些托架1b、2a间的铰接轴1a相啮合。表面压力块9可以通过其上与铰接轴1a相对表面上的凸起销而与铰接轴1a相压接，这些凸起销装配在铰接轴1a的径向支撑孔中。

这样安装表面压力块9可以避免用于开启和闭合的金属构架2产生运动并可使其保持在图1所示位置上。因此，在完成表面施压过程后，油缸4开始动作并且滑动金属构架3运动到图1所示的左侧，此外，由于滑动板6由滑动金属构架3整体支承，滑动板6与固定板5的相对位置可以加以改变。其结果，在保持由弹簧腔7(与用于开启和闭合的金属构架一体)所施加的表面压力的同时，可以控制滑动板6与固定板5之间金属液浇孔的孔径，并且可以完全避免孔径控制过程中金属液的泄漏。

为了释放表面压力，表面压力块9必须从铰接轴上移开(如图4所示)，这样，就解除了对用于开启和闭合的金属构架2的约束，使用于开启和闭合的金属构架2与固定金属构架1之间可以产生相对运动。其次，在用于开启和闭合的金属构架2的动程孔2b的左端设置一辅助块2c，这样，在滑动板6由油缸4驱动到其行程终端之前，滑动金属构架3的凸起部分3a与辅助块2c相端接，同时用于开启和闭合的金属构架2运动到图1中点划线所示位置处。用于开启和闭合的金属构架2的这种运动使滑动喷嘴装置从图3B所示状态变换到图3A所示初始状态，与此同时也导致了表面压力的释放。

另一方面，油缸4的行程可以通过辅助块2c(可以被去除)的长度变化而扩展。但是，由于用于开启和闭合的金属构架2受油缸4推力的支配，因此在孔径控制过程中，必须增加用于开启和闭合的金属构架2的强度和尺寸。这样，从减小滑动喷嘴装置尺寸的要求来看，这种方法是不可取的。

本发明所提供的优点在于：

(1)因为在板表面间施加表面压力的同时可以停止用于开启和闭合的金属构架2的运动，所以滑动金属构架能够在表面压力仍然存在的情况下产生运动。

(2)表面压力块恰好插装在托架之间，而且由于这些表面压力块小而轻，因此操作简单，避免了高温工作过程。

(3)表面加压、释放压力可以通过用于开启和闭合的金属构架的运动来得以完成，因此简化了自动化过程。

(4)由于不需要专门机构来驱动用于开启和闭合的金属构架，因此该装置十分紧凑。

(5)由于用普通托架安装用于开启和闭合的金属构架，因此该装置十分紧凑。

Claims (2)

1．一种滑动喷嘴装置，通过驱动具有弹性力施加机构的用于开启和闭合的金属构架和设置在固定金属构架与用于开启和闭合的金属构架间的滑动金属构架，可以在板块间施加表面压力和释放表面压力，这种装置包括：

一个表面压力块，活动地放置在固定金属构架的一个托架和用于开启和闭合的金属构架的一个托架之间，用来把用于开启和闭合的金属构架安装在固定金属构架上。

2．一种使用根据权利要求1所述的滑动喷嘴装置的表面压力加载和释放方法，其特征在于：表面压力的施加与释放是通过下列步骤实现的，即驱动用于开启和闭合的金属构架，使滑动金属构架的凸起部分凸入用于开启和闭合的金属构架之中，以及在与用于开启和闭合的金属构架相抵靠的滑动金属构架中形成一穿过该滑动金属构架的钢水通孔。

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