JP3957951B2

JP3957951B2 - Packing for flow control valve in aluminum melting furnace and mounting method thereof

Info

Publication number: JP3957951B2
Application number: JP2000126952A
Authority: JP
Inventors: 本晋也岡; 川純一佐; 眞太郎森; 江通行入
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP2001304772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム溶解炉の湯量調整に用いられるストッパ方式流量制御バルブに係り、特にバルブ用パッキンおよびその装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム溶解炉（以下Ａｌ溶解炉と略称する）の湯量の調整には、一般にストッパ方式による流量制御バルブが用いられている。
【０００３】
上記ストッパ方式流量制御バルブは、ゲートに対しストッパヘッドを離接させることで流量を調整するものであるが、製造過程や取鍋への装着過程で生じるゲートとストッパヘッドとの間の隙間に起因して湯漏れを起こす場合がある。
【０００４】
そのため従来では、ゲートとストッパヘッドとの密着性をよくして湯漏れが生じないようにするためこれらを更新する度に摺り合わせを行なうようにしている。
【０００５】
一方、他の手段として、例えば特開平１１−１７００１２号公報にみられるように、ストッパヘッドの先端部を工具により切削加工し、そのうえで可撓性パッキンを装着するようにし、前述の隙間が生じないようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに前記のようにストッパヘッドとゲートの嵌合部を摺り合わせて隙間を生じないようにする手段では、その摺り合わせのための作業に２〜３時間ときわめて長い時間を要するばかりでなく、このような摺り合わせを行なってもなお湯漏れを生じるトラブルが多発している。このような湯漏れに対してはオペレータの作業負荷が大きく、精神的負担も著しくなっている。
【０００７】
一方、前記公報に記載の手段では、耐火原料とセラミックファイバーとで不織布に加工されたパッキンは鋼の連続鋳造用として使用するものであり、溶鋼温度は１５００℃以上と高いため焼結が可能であるが、これをＡｌ溶解炉に使用した場合、そのＡｌ溶湯温度が１２００℃以下であるため焼結せず、その結果強度が発現しないためパッキンに使用されている耐火材が粉化してＡｌ溶湯内に混入してコンタミネーションを発生し、したがってこのパッキンをＡｌ溶解炉のストッパ方式流量制御バルブに使用することは不適である。
【０００８】
本発明は上記従来の技術が有する問題点を解消することを課題としてなされたもので、従来の摺り合わせによる時間を要することなく、かつ溶湯温度が１２００℃以下であっても耐火材の粉化による粉末が混入してコンタミネーションを起こすことのないＡｌ溶解炉におけるストッパ式流量制御バルブ用パッキンおよびその装着方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、アルミニウム溶解炉の湯量調整に用いるストッパヘッド方式の流量制御バルブにおいて、流量制御バルブのゲートとストッパヘッドとの間に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を介在させ、アルミニウム溶解温度に加熱されることにより焼結して前記ストッパヘッドと一体化させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
前記耐火性パッキン材を前記ストッパヘッド側に装着し、ゲート側に離型性を保有せしめるようにすることが好ましい。
【００１１】
また上記パッキンを装着する方法として、流量制御バルブのストッパヘッドとの間に、常温では可撓性を有し、８００℃以上で強度を発現する耐火性パッキン材を介在させ、このパッキン材のゲート側の面またはゲートに離型処理を施してストッパヘッドをゲート側に加圧しながらアルミニウム溶融温度に加熱することにより焼結して前記ストッパヘッドと一体化させるようにすることができる。
【００１２】
本発明における耐火性パッキン材は、例えばＳｉＯ₂：１５〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５５〜８０重量％、Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝アルカリ金属）：０．５〜５．０重量％、その他５重量％以下の組成を有するものである。
【００１３】
ストッパヘッドに装着する前の耐火性パッキン材の厚みは１．０〜５．０ｍｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは２．０〜３．５ｍｍの範囲内とするのがよい。この耐火性パッキン材は装着後ストッパにより加圧されてその厚みが当初の厚みの３０〜６０％に圧縮されてストッパヘッドとゲートとの間のシール性を保証する。
【００１４】
ストッパヘッドへの装着前の厚みが１．０ｍｍ未満であると、耐火性パッキン材の接合面を精度よく平滑に仕上げられていないと耐火性パッキン材がストッパにより加圧されたとき該パッキン材が圧縮されてパッキン材に亀裂が発生することがあり、良好なシール性が保証されなくなることがあって好ましくない。
【００１５】
また耐火性パッキン材の厚みが５．０ｍｍを超えると、パッキン材の溶損は生じないが、ゲート側に嵌合したときパッキン材が圧着されて接合部から周辺にはみ出し、パッキン材がゲート側に付着したり脱落してコンタミネーションを起こす原因となるので好ましくない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態を示すもので、前述の耐火性パッキン材１のゲート２側の面に離型材の塗布または吹付け塗装等により離型処理３を施してストッパ４のストッパヘッド５に荷重を負荷して摺り合わせたのち待機状態とする。この待機状態において耐火性パッキン材１は少なくとも８００℃以上の温度に達するので耐火性パッキン材１は十分に硬化する。この硬化現象は５００℃程度から始まり、８００℃付近の温度域から必要強度が得られる。
【００１８】
上記のようにして硬化した耐火性パッキン材１は、ストッパ４を引き上げたときゲート２のゲート孔２ａに接する面に離型処理３が施されていることにより開弁時にストッパヘッド５と一体化されてゲート孔２ａから離間し、これにより耐火性パッキン材１の粉化によるコンタミネーションを起こすことがない。
【００１９】
図２は本発明の他の実施形態を示すもので、予めゲート孔２ａに離型材を塗布するなどにより離型処理３を施し、耐火性パッキン材１をゲート孔２ａにセットしたうえストッパヘッド５をゲート孔２ａに装着してストッパ４に荷重を負荷して摺り合わせることにより待機状態とする。この待機状態において耐火性パッキン材１は少なくとも８００℃以上の温度域に達するので耐火性パッキン材１は十分に硬化する。
【００２０】
ストッパ４を引き上げて開弁するときは、耐火性パッキン材１は確実に硬化しているためストッパヘッド５に強固に固着されており、ゲート孔２ａには離型処理３が施されているのでゲート孔２ａから容易に離間して開弁される。またこの場合においても耐火性パッキン材１は十分に硬化しているため粉化によるコンタミネーションを起こすことはない。
【００２１】
上記耐火性パッキン材１の材質としては、バインダに酢酸ビニル水エマルジョン系、またはスチレン−ブタジエンラテックス系を使用し、無機耐火物粉末と無機繊維を併用して、８００℃に達したとき強度を発現する組成物により成形した成形体である。
【００２２】
次に本発明によるパッキン（本発明品と表示）と比較品との化学組成と物理特性との比較を表１に示す。
【００２３】
【表１】

上記表中、比較品１、２は可撓性ボード、比較品３、４は当社製品（製品名：ＣＲＸ−ＳＡ９、ＣＲＸ−ＳＡ７）を示す。
【００２４】
上記の比較において、シール性に関しては本発明品と比較品とも略同じ結果が得られており、シール性に対する品質の優劣はみられなかった。
【００２５】
焼結特性に関して曲げ強度で評価してみると、Ａｌ溶湯温度が１２００℃以上の場合で、本発明品および比較品とも曲げ強度が５．０ＭＰａ以上となり、パッキン材が焼結してパッキン材中の耐火原料の粉化が発生しないことから、溶湯内に耐火原料が混入することはなく、コンタミネーションの発生もない。
【００２６】
これに対しＡｌ溶湯温度が１２００℃未満の場合では、比較品の曲げ強度が３．０ＭＰａ以下に落ち、パッキン材が焼結せずにパッキン材の中の耐火原料の粉化が発生し、コンタミネーションの原因となる。一方、本発明品は上記の条件においても５．０ＭＰａ乃至それ以上の曲げ強度を発現しており、パッキン材中の耐火原料の粉化も生じることがなく、コンタミネーションを起こすこともない。したがって本発明品は８００℃以上で強度を発現し、比較品に比べて２倍以上の強度を示している。
【００２７】
前記実施形態において使用する離型材の材質としては、例えば本件出願人の出願による特許第１３８８６３７号に示す組成物を使用することができる。そのほか下記表２に示す離型材を使用してもよい。
【００２８】
【表２】

上記離型材の塗膜厚は０．０５〜０．５ｍｍの範囲とするのがよく、より好ましくは０．１〜０．２ｍｍとするのがよい結果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ストッパヘッドとゲート孔との摺り合わせに要する時間を大幅に短縮することができ、湯漏れのトラブルの発生も皆無とすることができた。また本発明によるパッキンにより、すべてのアルミニウム溶湯においてコンタミネーションによる不良品の発生もなく、安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同、他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１耐火性パッキン材
２ゲート
２ａゲート孔
３離型処理（離型材塗膜）
４ストッパ
５ストッパヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stopper-type flow control valve used for adjusting the amount of hot water in an aluminum melting furnace, and more particularly to a valve packing and a mounting method thereof.
[0002]
[Prior art]
In order to adjust the amount of hot water in an aluminum melting furnace (hereinafter abbreviated as Al melting furnace), a flow rate control valve based on a stopper method is generally used.
[0003]
The above-mentioned stopper type flow control valve adjusts the flow rate by separating the stopper head from the gate, but it is caused by the gap between the gate and the stopper head that occurs during the manufacturing process and the mounting process to the ladle. May cause water leakage.
[0004]
For this reason, conventionally, in order to improve the adhesion between the gate and the stopper head so as to prevent the leakage of hot water, the sliding is performed each time they are updated.
[0005]
On the other hand, as another means, for example, as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-170012, the tip of the stopper head is cut with a tool and then a flexible packing is attached, so that the above-mentioned gap does not occur. There is something like that.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the means for sliding the stopper head and the fitting portion of the gate so as not to generate a gap as described above not only requires an extremely long time of 2 to 3 hours for the sliding operation, but also Even when such rubbing is performed, there are many troubles that cause hot water leakage. Such a hot water leak has a heavy operator workload and a significant mental burden.
[0007]
On the other hand, in the means described in the above publication, the packing processed into a non-woven fabric with a refractory raw material and ceramic fibers is used for continuous casting of steel, and since the molten steel temperature is as high as 1500 ° C. or higher, sintering is possible. However, when this is used in an Al melting furnace, since the Al molten metal temperature is 1200 ° C. or lower, it does not sinter, and as a result, strength does not develop, and the refractory material used in the packing is pulverized, resulting in molten Al Therefore, it is unsuitable to use this packing for a stopper type flow control valve of an Al melting furnace.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and does not require time for conventional sliding, and even when the molten metal temperature is 1200 ° C. or less, the refractory material is pulverized. It is intended to provide a stopper-type flow control valve packing in an Al melting furnace that does not cause contamination due to mixing of powder from the above and a mounting method thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above problems, the present invention is a stopper head type flow control valve used for adjusting the amount of hot water in an aluminum melting furnace, and has flexibility at room temperature between the gate of the flow control valve and the stopper head, A refractory packing material exhibiting strength at 800 ° C. or higher is interposed, and sintered by being heated to an aluminum melting temperature to be integrated with the stopper head.
[0010]
It is preferable that the fireproof packing material is mounted on the stopper head side so that the gate side has releasability.
[0011]
In addition, as a method of mounting the packing, a gate of the packing material is interposed between the stopper head of the flow control valve and a fire-resistant packing material that is flexible at room temperature and exhibits strength at 800 ° C. or higher. It is possible to sinter and integrate the stopper head by applying a mold release treatment to the side surface or the gate and heating the stopper head to the aluminum melting temperature while applying pressure to the gate side.
[0012]
The fireproof packing material in the present invention is, for example, SiO ₂ : 15 to 40% by weight, Al ₂ O ₃ : 55 to 80% by weight, R ₂ O (R = alkali metal): 0.5 to 5.0% by weight, Others have a composition of 5% by weight or less.
[0013]
The thickness of the refractory packing material before being attached to the stopper head is preferably in the range of 1.0 to 5.0 mm, more preferably in the range of 2.0 to 3.5 mm. The refractory packing material is pressed by a stopper after being mounted, and the thickness thereof is compressed to 30 to 60% of the original thickness to ensure the sealing performance between the stopper head and the gate.
[0014]
If the thickness before mounting on the stopper head is less than 1.0 mm, the joint surface of the refractory packing material is not finished accurately and smoothly, and when the refractory packing material is pressed by the stopper, The packing material may be compressed and cracks may be generated, and good sealing performance may not be guaranteed.
[0015]
If the thickness of the refractory packing material exceeds 5.0 mm, the packing material does not melt, but when fitted to the gate side, the packing material is crimped and protrudes from the joint to the periphery, and the packing material is on the gate side. This is not preferable because it may cause contamination by adhering to or dropping off.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A stopper head of a stopper 4 is obtained by subjecting the surface of the above-mentioned fire-resistant packing material 1 to the gate 2 side to release treatment 3 by applying a release material or spray coating. After putting the load on 5 and sliding them on, a standby state is set. In this standby state, since the refractory packing material 1 reaches a temperature of at least 800 ° C., the refractory packing material 1 is sufficiently cured. This hardening phenomenon starts from about 500 ° C., and the required strength can be obtained from a temperature range around 800 ° C.
[0018]
The fire-resistant packing material 1 cured as described above is integrated with the stopper head 5 when the valve 4 is opened because the release contact 3 is applied to the surface of the gate 2 that contacts the gate hole 2a when the stopper 4 is pulled up. Thus, it is separated from the gate hole 2a, thereby preventing contamination due to powdering of the refractory packing material 1.
[0019]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which a mold release treatment 3 is performed in advance by, for example, applying a mold release material to the gate hole 2a, the fireproof packing material 1 is set in the gate hole 2a, and the stopper head 5 is shown. Is placed in the gate hole 2a and a load is applied to the stopper 4 to slide it into a standby state. In this standby state, the refractory packing material 1 reaches a temperature range of at least 800 ° C., so that the refractory packing material 1 is sufficiently cured.
[0020]
When the stopper 4 is lifted and opened, the refractory packing material 1 is securely cured and is firmly fixed to the stopper head 5, and the gate hole 2a is subjected to the mold release process 3. The valve is easily opened away from the gate hole 2a. Also in this case, since the refractory packing material 1 is sufficiently cured, contamination due to powdering does not occur.
[0021]
As the material of the above-mentioned refractory packing material 1, a vinyl acetate water emulsion system or a styrene-butadiene latex system is used as a binder, and an inorganic refractory powder and inorganic fibers are used in combination. It is the molded object shape | molded by the composition to do.
[0022]
Next, Table 1 shows a comparison between the chemical composition and physical properties of the packing according to the present invention (indicated as the present product) and a comparative product.
[0023]
[Table 1]

In the above table, comparative products 1 and 2 are flexible boards, and comparative products 3 and 4 are our products (product names: CRX-SA9, CRX-SA7).
[0024]
In the above comparison, substantially the same results were obtained with respect to the sealing property for the product of the present invention and the comparative product, and no superiority or inferiority of the quality with respect to the sealing property was observed.
[0025]
When evaluating the sintering characteristics in terms of bending strength, when the Al molten metal temperature is 1200 ° C. or higher, the bending strength is 5.0 MPa or more for both the inventive product and the comparative product, and the packing material is sintered and the packing material is Since no refractory raw material is pulverized, no refractory raw material is mixed in the molten metal, and no contamination occurs.
[0026]
On the other hand, when the Al molten metal temperature is less than 1200 ° C., the bending strength of the comparative product falls to 3.0 MPa or less, the packing material does not sinter, and the refractory raw material in the packing material is pulverized. Cause a nation. On the other hand, the product of the present invention exhibits a bending strength of 5.0 MPa or more even under the above conditions, and does not cause pulverization of the refractory raw material in the packing material and does not cause contamination. Therefore, the product of the present invention exhibits strength at 800 ° C. or higher, and shows twice or more strength compared to the comparative product.
[0027]
As a material of the release material used in the embodiment, for example, a composition shown in Japanese Patent No. 1388637 filed by the applicant of the present application can be used. In addition, a release material shown in Table 2 below may be used.
[0028]
[Table 2]

The film thickness of the release material is preferably in the range of 0.05 to 0.5 mm, more preferably 0.1 to 0.2 mm.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the time required for sliding the stopper head and the gate hole can be greatly shortened, and no trouble of hot water leakage can be caused. In addition, the packing according to the present invention can be used stably with no generation of defective products due to contamination in all molten aluminum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Fireproof packing material 2 Gate 2a Gate hole 3 Mold release treatment (release material coating)
4 Stopper 5 Stopper head

Claims

In a stopper head type flow control valve used for adjusting the amount of hot water in an aluminum melting furnace, a refractory packing between the gate of the flow control valve and the stopper head is flexible at room temperature and exhibits strength at 800 ° C. or higher. A packing for a flow control valve in an aluminum melting furnace, wherein a material is interposed and sintered by being heated to an aluminum melting temperature so as to be integrated with the stopper head.

2. The packing for a flow control valve in an aluminum melting furnace according to claim 1, wherein the refractory packing material is mounted on the stopper head side and the release side is retained on the gate side.

In the flow control valve of the stopper head type used to adjust the amount of hot water in the aluminum melting furnace, a fireproof packing material that is flexible at room temperature and exhibits strength at 800 ° C or higher is provided on the gate side on the stopper head side of the flow control valve. The surface is attached with a release treatment, and the packing material is cured and bonded to the stopper head by heating the stopper head to the aluminum melting temperature while applying pressure to the gate side, thereby giving the gate a release property. A method for mounting a packing for a flow rate control valve in an aluminum melting furnace.

In the stopper head type flow control valve used to adjust the amount of hot water in the aluminum melting furnace, the stopper head side of the flow control valve is equipped with a fireproof packing material that is flexible at normal temperature and develops strength at 800 ° C or higher. The gate material is subjected to mold release treatment and heated to an aluminum melting temperature while pressurizing the stopper head to the gate side, whereby the packing material is cured and bonded to the stopper head, thereby providing the gate with a release property. To install packing for flow control valve in aluminum melting furnace.