JP2003516235A - スライドゲートバルブ用耐亀裂弁板及びスライドゲートバルブ - Google Patents
スライドゲートバルブ用耐亀裂弁板及びスライドゲートバルブInfo
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- B22D41/14—Closures
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Abstract
Description
用するための弁板に関し、熱機械的応力で生じる亀裂に対して耐性がある弁板に
特に関する。
ゲートバルブが一般に使用されている。このような弁は、支持フレームと、溶融
金属の流れを導くためのタンディッシュ又はレードルノズルと位置合わせするオ
リフィスを有する上側静止弁板と、静止弁板の下で摺動可能な金属誘導オリフィ
スを有する絞り板とを一般に備えている。連続した鋳込型と関連して使用されて
いるスライドゲートバルブにおいて、下側静止弁板が、上側静止板のオリフィス
とほぼ整列された流れ誘導オリフィスを有する可動絞り板の下に設けられている
。溶融金属の流量は、上側静止板のオリフィスと摺動可能な絞り板のオリフィス
の重なりの程度に依存している。通常、可動絞り板自身のオリフィスの前縁及び
後縁の両方から溶融金属の流れを絞る能力と、静止板のオリフィスとの任意の重
なりの完全に外にオリフィスを導くことによって流れを遮断する能力を得るため
に、可動絞り板は静止絞り板よりも長い。一般に、絞り板は、液圧リンクによっ
て静止板間で摺動可能に操作されている。
おり、これら板の各々は、その支持面になる面を通して窪み部内で静止し、摺動
面又は作用面になる面を通して他の板と協働する。
ウム、アルミナカーボン、酸化ジルコニウムなどの耐熱性及び耐腐食性の耐火性
材料で形成されている。しかしながら、このような耐火性材料の耐熱性及び耐腐
食性にかかわらず、材料が受ける厳しい熱機械的応力によりいくらかの亀裂が生
じる。例えば、鋼製造時において、各弁板は、流れ誘導オリフィスを直に包囲す
る領域において約1600℃の温度に晒され、その外側縁はほんの大気温度に晒
される。オリフィスを直に包囲している各板の領域が板のバランスよりもかなり
大きな割合で延びているので、結果として生じる大きな温度勾配により、大きな
熱機械的応力が形成される。これらの応力により、亀裂が形成してこの亀裂は板
のオリフィスから外方向に放射状に広がる。もしこれらの亀裂の広がりを抑える
ことができないならば、亀裂が板の外縁へ延びて板は破断する可能性がある。
来技術において種々の解決手段が展開されてきた。第一の試みでは、改良締め付
け機構が考案された。これらの機構の提案は、オリフィスを起点とする亀裂が板
の縁まで広がらないように、板の周囲周りで十分な圧力を与えることである。一
つのこのような機構は、楔の角度と相補的な角度で切頭された板の角部と係合す
る、ねじ操作された楔を有するフレームを備えている。このような装置は独国特
許第3522134号に開示されている。このようなフレーム及び楔タイプの締
め付け機構を進歩させたが、発明者は、この形状では完全に亀裂を遅らせる可能
性を実現するのが妨げられるという欠点を示している。一般に、締め付け力は、
一様に集中させられず、最大量の亀裂が生じる、すなわち、オリフィスの近くに
おいて、最大量の熱機械的応力が存在する。さらに、特許出願人は、一般に、こ
のような板における切頭角部の角度方向の向きは、以前に考えられているように
、亀裂が広がるのを最適には防がないということを述べている。このような非最
適性は、亀裂の形成がオリフィス周りで360°一様に分布していないという事
実から生じるが、その代わりに、弁板が静止又は可動であるにかかわらず全ての
弁板の長手方向中心線に沿って付勢されている。板オリフィス周りの亀裂のこの
ような非対称分布は、静止板の面を横断する絞り板の長手軸線方向の摺動動作の
結果として生じると信じられている。
は、板の中で亀裂が形成して広がるのを防ぐように形成されている。この板は、
軸線と、前記軸線に沿って位置決めされた溶融金属を導くためのオリフィスと、
前記オリフィスの近傍で前記軸線に向けて締め付け力を集中させるための切頭角
部とを有し、前記切頭角部の各々は、前記オリフィスの幅の半分と等しい距離だ
け前記縁から離間した収束板の縁に平行に引かれている線の交差部まで、前記軸
線を横断して前記オリフィスとの接点の間で延びている線に直角である。
面間の角度が形成されている解決手段の変形例が開示されている。
しく明らかに進歩しており、出願人は板の形状を最適化することを試みた。明ら
かに、その形状が、任意のこのような亀裂が拡張するのを最大限に遅らせるため
に弁板の形状が板の最も亀裂の発生し易い領域において締め付け力を最適に集中
させる、弁板が必要である。理想的には、角部は、望ましくない局地化された機
械的応力を角部において生成させるのを避けるのに十分な長さを有するべきであ
る。
なくとも改善する、又は米国特許第5626164号に開示されている板の性能
と少なくとも等しいスライドゲートバルブにおいて使用するための耐亀裂性の弁
板組立体である。
ドゲートバルブ用耐火性板に関する。しばしば、前記オリフィスは円形であり、
より一般的には、前記オリフィスは、直径Φの円Cによって境界付けられている
。
Rによって境界付けられうる。矩形Rは、最も長い対称軸線として規定されかつ
板の選択的な摺動軌跡と一致する長手軸線を有する。しかしながら、この概念の
選択的な摺動軌跡は、本発明の板の本質的な特徴であり、この板を最適でない又
は選択されていない方向に従ってゲートバルブ内で摺動させることができるとい
うことが明らかに理解される。
長い辺及び短い辺とそれぞれ平行である二つの直角な線によって四つの四分割部
に分割されている。各四分割部は、円Cの中心と矩形Rの角部をつなぐ、交差し
ている対角線D1、D´1、D´´1、D´´´1と、円Cの中心において交差
している直角な線と矩形Rの辺との交差部の中の隣接した交差部をつなぐ対角線
D2、D´2、D´´2、D´´´2とを有する。
ることができるように流し込み穴は長手軸線に沿って中心から外れていることが
多い。流し込み穴は、長手軸線に直角な軸線に沿ってわずかに中心から外れても
よい。
うに、オリフィス近傍及び絞り領域に向けて締め付け力を集中させるために、矩
形Rの切頭角部を形どっている。
穴から最も遠い(したがって、絞り領域から最も近い)縁は、前記縁を含む四分
割部の対角線D2とほぼ平行であり、流し込み穴に最も近い(したがって、絞り
領域から最も遠い)縁は、前記縁を含む四分割部の対角線D1と直角な線、又は
前記縁を備えた四分割部の対角線D2、又は上記で規定された線の間で構成され
た線のいずれかとほぼ平行である。
5°で平行であるということを意味するということが理解される。
に集中させるということを実際に確認した。一方、絞り領域は、圧縮状態で維持
され、この領域内で亀裂の発生を防ぎ、他方、流し込み穴の周囲も圧縮状態で維
持され、流し込み穴から放射状に亀裂が広がるのを防ぐ。
一に、はるかに少ない亀裂が観察された。第二に、亀裂が生じるとしても、亀裂
が板の縁まで広がらず、空気の侵入が著しく低減される。第三に、本発明の板が
適切な締め付け装置と組み合わされて使用される時、あるとしても亀裂は容認で
きる領域で発生する。すなわち、亀裂は絞り領域では発生せず、また、流し込み
穴と最も近い縁との間の領域内で直接的に発生しない。
に関して対称的でない。この非対称性により、板は、上側窪み部内の一つの位置
と下側窪み部内の一つの位置のみに取り付けることができ、板の再利用が好まし
い場合には、板の支持面は、板がある位置から他の位置へ通過する時に摺動又は
作用面になる。
より多くの縁を有してもよい。このような場合には、補足的な縁を長手軸線と平
行及び/又は直角としても(しなくても)よい。
はずである。逆に、締め付けバンドが板周りで使用される場合には、このような
締め付けバンドが、隣接した縁によって形成された頂点に対して局地化された機
械的圧力を加え、それにより亀裂を発生させうる。それゆえ、角部に丸みをつけ
ることは有利である。
バランスは、前記縁部をつなぐ曲線、最も好ましくは、前記縁の遷移半径で構成
されている。
本発明は、溶融鋼又は他の材料のタンディッシュから型への流れ又はレードルか
らタンディッシュへの流れを調整するために使用されるタイプのスライドゲート
バルブにおいて使用するための弁板1に関する。
み穴3は、中心4を中心とする円Cによって境界付けられている。図1は非円形
流し込み穴を有する板を示し、図2は円Cに対応する流し込み穴3を有する板を
示している。矩形Rが図1及び2に示されている。矩形Rは、板1を境界付けて
おり、スライドゲートバルブ内の板の摺動軌跡2に平行な最長辺を有する。
は、円Cの中心4を横断し、かつ矩形Rの短い辺及び長い辺と平行である。これ
らの線は四つの矩形Rの四分割部を形成する。各四分割部は、円Cの中心4を矩
形Rの四つの角部(7、8、9、10)につなぐ、交差している対角線D1、D
´1、D´´1、D´´´1と、線5及び6と矩形Rの辺との交差部の中の隣接
した交差部(11、12、13、14)をつなぐ対角線D2、D´2、D´´2
、D´´´2とを有する。
いる板の縁、すなわち、流し込み穴3から最も遠くかつ絞り領域に最も近い縁1
5及び16は、前記縁を含む四分割部の対角線D2又はD´2と平行な(締め付
け力がかけられている)少なくとも一部分を有する。
あり、縁16の少なくとも一部分が対角線D´2と平行である。図1中において
、縁15及び16は対角線D2及びD´2と平行であり、図2中において、縁1
5及び16の一部分のみが対角線D2及びD´2と平行である。
、すなわち流し込み穴3から最も近い縁17及び18は、前記縁を含む四分割部
の対角線D´´1又はD´´´1とほぼ直角、又は、換言すると、対角線D´´
1又はD´´´1への垂線と規定される方向19又は20に平行に成形すること
ができる。本実施例は、対角線D´´1及びD´´´1とそれぞれ直角な図2の
両方の縁17及び18に示されている。
れらの縁17及び18は、縁17及び18を含む四分割部の対角線D´´2又は
D´´´2と平行に成形されうる。
記で規定された二つの方向の間で形成される方向に向けることができる。縁15
、16、17及び18は、互いに接触し、共同の対角線D2、D´2、D´´2
及びD´´´2によって画定された、四角板1を形成している。明らかに、機械
的圧力を避けるために、先端形状などの角部を避けることが好ましい。それゆえ
、好ましくは、縁15、16、17及び18は直接的に接触しない。図1に示す
ように、縁15、16、17及び18は、矩形の辺と好ましくは平行な直線によ
って分離されている。
いる。
18は、遷移半径22によってつながれている。
である。これら縁の向きは、亀裂を避けるために締め付け力を集中させる方法を
決定している。流し込み穴3に関するこれら縁の位置、すなわち、各対角線D1
、D´1、D´´1及びD´´´1に沿った縁15、16、17及び18の位置
は、縁の向きの条件ほど重要でない。しかしながら、縁15、16、17及び1
8は、先端形状の角部による機械的圧力を避けるために長すぎず、また、必要な
場合に締め付け力を効率的に集中させるには短すぎないことが好ましい。
16の突出部)は、矩形Rの短い辺の長さの1/8と3/8の間、5/8と7/
8の間それぞれで形成された領域内で矩形Rの短い辺を好ましくは切断しなけれ
ばならない。
さほど重要でなく、縁17及び18(又はそれらの突出部)は、好ましくは、矩
形Rの短い辺の長さの1/10と9/10の間で形成された領域内で矩形Rの短
い辺を切断する。
Rを形成する必要がある。板が矩形でない、一般的な場合には、無数の矩形が前
記板を境界付けている。しかしながら、板を境界付け、かつ板の選択的な軌跡と
平行な縁を有する一つのみの矩形Rがある。板の選択的な軌跡を容易に見出すこ
とができる。実際、板について上記で定めた構成の規則によれば、流し込み穴か
ら最も遠い辺において、板(1)の縁(15、16)の少なくとも一部分は、矩
形Rの四分割部の対角線(D2又はD´2)に平行でなければならないというこ
とが理解される。
、延長縁(15及び16)の交差部である頂点を有するセクタが形成される。こ
のセクタは、対角線D2及びD´2及びこれらの対角線の頂点(11)によって
形成されるセクタと同様である。
1、E2)があり、一方(E1)は、流し込み穴(3)を境界付ける円Cの中心
(4)を含み、他方(E2)は、流し込み穴(3)から遠い板の縁に接している
。各対の平行な線(E1、E2)について、平行な線E1及びE2の両方に直角
であり、かつ流し込み穴(3)を境界付ける円Cの中心(4)を含む唯一の線(
E3)がある。
1及びE3がこのような構成の板に使用される直角な線(5及び6)と一致する
ようになっている。その結果、上記で規定されたセクタの頂点が(平行移動によ
って)直角な線E2及びE3の交差部上にもたらされるならば、上記で規定され
たセクタを形成する線は対角線D2及びD´2と一致するように、かつ線E2及
びE3の交差部が頂点11と一致するように、これらの線(E2及びE3)の一
つのみの可能な向きがある。構成の規則に従って、(線5と一致している)線E
1と対角線D2及びD´2の交差部は、板の境界又は板の外としうるが、板内で
はない。この向きにより、線5及び6(又はE1又はE2)と平行な辺を有する
矩形Rを引くことが容易である。
しく明らかに進歩しており、出願人は板の形状を最適化することを試みた。明ら
かに、その形状が、任意のこのような亀裂が拡張するのを最大限に遅らせるため
に弁板の形状が板の最も亀裂の発生し易い領域において締め付け力を最適に集中
させる、弁板が必要である。理想的には、角部は、望ましくない局地化された機
械的応力を角部において生成させるのを避けるのに十分な長さを有するべきであ
る。独国特許第19531353号公報の図2には、請求項1の全文に記載のス ライドゲートバルブが開示されている。流し込み穴に最も近い縁は、矩形の延長 方向に関してわずかに傾斜している。縁をこのように向けると、流し込み穴周り で高い引張り応力が発生し、その結果、使用時には、亀裂がオリフィスから矩形 延長方向と平行な板の辺に向けて放射状に延びるということが確認された。
線によって四つの四分割部に分割されている。これらの線の一つは矩形Rの平行 な辺の間で真中で延びている。 各四分割部は、円Cの中心と矩形Rの角部をつな
ぐ、交差している対角線D1、D3、D5、D7と、円Cの中心において交差し
ている直角な線と矩形Rの辺との交差部の中の隣接した交差部をつなぐ対角線D
2、D4、D6、D8とを有する。
心から外れてもよい。
は、円Cの中心4を横断し、かつ矩形Rの短い辺及び長い辺と平行である。これ
らの線は四つの矩形Rの四分割部を形成する。各四分割部は、円Cの中心4を矩
形Rの四つの角部(7、8、9、10)につなぐ、交差している対角線D1、D 3 、D5、D7と、線5及び6と矩形Rの辺との交差部の中の隣接した交差部(
11、12、13、14)をつなぐ対角線D2、D4、D6、D8とを有する。
いる板の縁、すなわち、流し込み穴3から最も遠くかつ絞り領域に最も近い縁1
5及び16は、前記縁を含む四分割部の対角線D2又はD4と平行な(締め付け
力がかけられている)少なくとも一部分を有する。
あり、縁16の少なくとも一部分が対角線D4と平行である。図1中において、
縁15及び16は対角線D2及びD4と平行であり、図2中において、縁15及
び16の一部分のみが対角線D2及びD4と平行である。
、すなわち流し込み穴3から最も近い縁17及び18は、前記縁を含む四分割部
の対角線D5又はD7とほぼ直角、又は、換言すると、対角線D5又はD7への
垂線と規定される方向19又は20に平行に成形することができる。本実施例は
、対角線D5及びD7とそれぞれ直角な図2の両方の縁17及び18に示されて
いる。
これらの縁17及び18は、縁17及び18を含む四分割部の対角線D6又はD 8 と平行に成形されうる。
記で規定された二つの方向の間で形成される方向に向けることができる。縁15
、16、17及び18は、互いに接触し、共同の対角線D2、D4、D6及びD 8 によって画定された、四角板1を形成している。明らかに、機械的圧力を避け
るために、先端形状などの角部を避けることが好ましい。それゆえ、好ましくは
、縁15、16、17及び18は直接的に接触しない。図1に示すように、縁1
5、16、17及び18は、矩形の辺と好ましくは平行な直線によって分離され
ている。
である。これら縁の向きは、亀裂を避けるために締め付け力を集中させる方法を
決定している。流し込み穴3に関するこれら縁の位置、すなわち、各対角線D1
、D3、D5及びD7に沿った縁15、16、17及び18の位置は、縁の向き
の条件ほど重要でない。しかしながら、縁15、16、17及び18は、先端形
状の角部による機械的圧力を避けるために長すぎず、また、必要な場合に締め付
け力を効率的に集中させるには短すぎないことが好ましい。
Rを形成する必要がある。板が矩形でない、一般的な場合には、無数の矩形が前
記板を境界付けている。しかしながら、板を境界付け、かつ板の選択的な軌跡と
平行な縁を有する一つのみの矩形Rがある。板の選択的な軌跡を容易に見出すこ
とができる。実際、板について上記で定めた構成の規則によれば、流し込み穴か
ら最も遠い辺において、板1の縁15、16の少なくとも一部分は、矩形Rの四
分割部の対角線(D2又はD4)に平行でなければならないということが理解さ
れる。
長縁15及び16の交差部である頂点を有するセクタが形成される。このセクタ
は、対角線D2及びD4及びこれらの対角線の頂点11によって形成されるセク
タと同様である。
1、E2)があり、一方(E1)は、流し込み穴3を境界付ける円Cの中心4を 含み、他方(E2)は、流し込み穴3から遠い板の縁に接している。各対の平行
な線(E1、E2)について、平行な線E1及びE2の両方に直角であり、かつ
流し込み穴3を境界付ける円Cの中心4を含む唯一の線(E3)がある。
1及びE3がこのような構成の板に使用される直角な線5及び6と一致するよう
になっている。その結果、上記で規定されたセクタの頂点が(平行移動によって
)直角な線E2及びE3の交差部上にもたらされるならば、上記で規定されたセ
クタを形成する線は対角線D2及びD4と一致するように、かつ線E2及びE3
の交差部が頂点11と一致するように、これらの線(E2及びE3)の一つのみ
の可能な向きがある。構成の規則に従って、(線5と一致している)線E1と対
角線D2及びD4の交差部は、板の境界又は板の外としうるが、板内ではない。
この向きにより、線5及び6(又はE1又はE2)と平行な辺を有する矩形Rを
引くことが容易である。
Claims (6)
- 【請求項1】 スライドゲートバルブ用耐火性板(1)であって、流し込み
穴(3)を有し、前記流し込み穴は、中心(4)を中心とする円(C)によって
境界付けられており、前記板(1)は、前記スライドゲートバルブ内の前記板(
1)の選択的な摺動軌跡に平行な二つの辺を有する矩形(R)によって境界付け
られており、前記矩形(R)は、二つの直角な線(5、6)によって四つの四分
割部に分割されており、前記直角な線(5、6)は、前記矩形(R)の短い辺及
び長い辺とそれぞれ平行であり、各四分割部は、前記矩形(R)の角部(7、8
、9、10)を中心(4)とつなぐ交差している対角線(D1、D´1、D´´
1及びD´´´1)と、中心(4)において矩形(R)の辺と交差している直角
な線(5、6)の隣接している交差部(11、12、13、14)をつなぐ、交
差している対角線(D2、D´2、D´´2及びD´´´2)とを有する、スラ
イドゲートバルブ用耐火性板(1)において、 前記板(1)の縁(15、16、17、18)の少なくとも一部分は、以下の
ように形成され、 前記流し込み穴(3)から最も遠い縁(15、16)は、それぞれ、前記縁を
備えた四分割部の対角線(D2又はD´2)とほぼ平行であり、 又は前記流し込み穴(3)に最も近い縁(17、18)は、それぞれ、前記縁
を備えた四分割部の対角線(D´´1又はD´´´1)と直角な線(19、20
)、 又は前記縁を備えた前記四分割部の対角線(D´´2又はD´´´2)、 前記線(19又は20)と線(D´´2又はD´´´2)の間で形成される線
とほぼ平行であることを特徴とするスライドゲートバルブ用耐火性板(1)。 - 【請求項2】 前記板は、前記板の選択的な摺動軌跡に関して対称でないこ
とを特徴とする請求項1に記載の板。 - 【請求項3】 前記縁(15及び16)又は前記縁(15及び16)の突出
部は、それぞれ、矩形Rの前記短い辺の長さの1/8と3/8の間と、5/8と
7/8の間とで形成された領域内の矩形Rの短い辺と交差していることを特徴と
する請求項1又は2に記載の板。 - 【請求項4】 前記縁(17及び18)又は前記縁(17及び18)の突出
部は、矩形Rの前記短い辺の長さの1/10と9/10の間で形成された領域内
の矩形Rの短い辺と交差していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の板。 - 【請求項5】 前記縁(15及び16)は、遷移曲線によって、好ましくは
遷移半径によってつながれていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載の板。 - 【請求項6】 前記縁(17及び18)は、遷移曲線によって、好ましくは
遷移半径によってつながれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項
に記載の板。
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