JPH0339785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、金属熔融物を納める容器の注ぎ口
にある栓用の耐火性ステータ・ロータユニツトで
あつて、該容器壁内に固定されているステータと
該ステータ内に回転可能でかつ（又は）長さ方向
に移動可能な栓開閉用ロータとから構成されてお
り、そのさい該ユニツトは該容器の中へ突入して
おり、かつその内部に少なくとも１本の横方向に
延びる注ぎ孔とこの孔に連なつて該容器から外へ
導かれる１本の注ぎ孔とを有している形式のもの
に関するものである。

従来技術 たとえば米国特許第3651998号明細書に開示さ
れたこの種の栓においては、熔融物の中へ突入し
ているステータおよびこのステータの中に同心的
に配置されている回転可能なロータとが設けられ
ている。その場合ロータはその下方端面にて係合
しているバネを使つて、上方で閉じられているス
テータに向けて押圧されている。開栓時は熔融物
は複数の横方向孔からロータの中心孔の中へ流れ
こみそしてそこから注ぎ口へ進む。ロータの外径
とステータの孔との間にはかなり大きな遊びがあ
るので、その結果生じる間隙においてはガス供給
時にも金属熔融物の流れこみをほとんど阻止する
ことができない。この金属熔融物は非常に速く凝
固し、そしてロータのロツクを惹起する。加えて
バネからロータを介してステータに加えられる張
力はあなどることができない。というのは、ステ
ータ用に用いられる耐火材料はそれ自体非常にわ
ずかの張力しか受け入れることはできないもので
あり、しかもその上に前述のごとく複数の横方向
孔があけられているため弱くなつているからであ
る。

西ドイツ特許第3540202号明細書に基づく流入
調節部材においては、たがいに同心配置された貯
蔵容器の中へ突入してかつたがいに逆方向へ可動
する２本の管があり、この管に熔融物流通用の透
し孔が設けられている。この場合内管は容器の注
ぎ口の中に固定され、外管はその上にかぶせられ
ている。この外管を適当に回転ないしは長さ方向
へ移動することによつて、熔融物は制御されなが
ら注ぎ出されることができる。この管を回転させ
るためには、かなり費用のかかる装置を容器の上
部に備えつける必要がある。この装置はこの管に
いかなる種類の横方向力をも加えてはならない。
でないと内管が破損することになつてしまう。こ
の貯蔵容器が中間容器であるならば、ふつう場所
関係は、その上に直接とりべが配置されているた
めに非常に制限をうけ、このことは前述の装置の
場合に不利となる。

発明の課題 この発明の課題は、最初のところで述べたよう
な種類の栓を改良して、運転の安全性の高く、し
かも機能的に優れ、簡単にかつ場所をとらないよ
うに組み立てることができるようにすることであ
る。

課題を解決するための手段 この課題は、この発明によると、ステータ内で
案内されるロータが容器底部から駆動できるこ
と、かつそのさい該ロータと該ステータとの間
の、容器内へ突入するほぼ全領域においては、横
方向に延びる孔を取り囲む密閉円筒状表面が設け
られているのに対し、該容器壁の中にある領域に
おいては、ステータとロータとの異なる熱膨張を
補償する遊びが該ユニツトのロツクを防止するた
めに設けられていることにより、解決された。

発明の効果 上記特徴を組み合わせることによつて、従来技
術からかなり際立つた栓が得られることがわか
る。ロータとステータの間に実際に応力が生じな
くなり、かつロータが容器底部から駆動できるこ
とによつて、非常に小型で場所のとらない駆動装
置を用いて駆動を容器底部から行なうことができ
る。ロータとステータとの間に、容器内の領域で
は密閉された円筒状表面があり、容器壁の中では
所定の遊びがあることで、製鋼作業の条件に非常
に良く適合した栓のシステムが得られる。このユ
ニツトのロツクを確実に防止するためには、容器
壁内の領域におけるステータの孔径を容器内部の
それと比べて広げ、かつ（または）ロータの外径
を狭めるかされている。これによつてそれらの非
常に異なる熱膨張が考慮されている。加えて、ロ
ータとステータとの間の遊びが10分の２，３ミリ
メートルであれば、ロータに横方向力が加わつた
ときこの力はステータよりステータの全長にわた
つて導かれるので、ステータの破損は阻止するこ
とができる。

このユニツトの、有利な１実施態様において
は、ロータがステータ内に同心配置され、中心を
延びる１本の貫通孔とこの貫通孔と接続されて容
器内部に延びる少なくとも１本の横方向の孔とを
有している。この構成は、スリーブ状のステータ
の構成と相まつて簡単でかつ製造コストの有利な
本発明の変化実施態様を可能にする。

とくにこのユニツトの下方に配置された注ぎ管
を用いる場合には、この管を栓の不動部分につな
げるのがよい。このことはこの発明によるとステ
ータが横方向に延びる注ぎ孔と、この注ぎ孔に接
続されて容器から外へ導かれる注ぎ孔に有し、か
つロータがステータの横方向孔の領域内だけに、
回転可能かつ（または）長さ方向に移動可能に配
設されていることにより解決される。

ロータとステータの間の下部領域内では、不活
性ガスの供給が行なわれていると有利である。こ
れによつて空気が熔融物の中へ吸入されるのをほ
ぼ完全に阻止することができる。ステータ内の横
方向孔は、容器内壁の上方に、底壁上に直接集結
する冷えたかつ汚れた熔融物が流出しないような
間隔をあけて配設するのがよい。

ステータはとくに軸線を垂直にして容器底部内
に差し込まれているが、しかしとくにアルミニウ
ム熔融物を受容しているとりべがのばあいには側
壁内にも水平の注ぎ口が得られるように構成する
こともできる。

この発明によるユニツトのさらに別の有利な実
施例では、ステータがロータ用の孔の中に少なく
とも１つの環状ミゾを有しており、この環状ミゾ
が横方向に延びる貫通孔の下方に位置していてか
つ密閉円筒状表面によつて取り囲まれている。こ
の場合には半径方向に貫く孔がこの環状ミゾと容
器内部とを連絡している。ステータないしはロー
タ内の孔の中を流れる熔融物はふつう負圧を発生
するので、ロータとステータの間の密閉している
間隙内でも負圧が発生し、空気を外から吸い込む
ことになりかねない。この環状ミゾを用いると負
圧がさえぎられしたがつて空気の吸い込みも実質
的に阻止される。

以下、この発明を実施例をもとに図面にそつて
詳しく述べる。

第１図に基づく栓１０は一部描かれている容器
１１の容器壁１４の注ぎ口１３の中に配設されて
おり、この場合容器１１はスチール被覆１２およ
び耐火壁１４から成つて、熔鋼用のとりべないし
中間容器であると考えてよい。この栓１０は、実
質的に容器壁１４の中に埋め込まれている耐火ス
テータ１５、このステータ１５の中に回転可能に
取りつけられたロータ１６、駆動装置２４から組
み立てられている。ロータ１６はケーシング２５
内に支持されており、また図示はしてないが伝動
結合部を介して回転リング２１と連結している。
そしてこの回転リング２１はピニオン２６を介し
てドライブモータによつて制御可能に駆動されて
いる。

ステータ１５は筒状に形成されており、その表
面が円錐形をしているのは容器壁１４の中にそれ
を収納するのに難なく入るようにするためであ
る。このステータ１５は容器１１の内部にまで延
びていて、自らの中に２つの横方向孔１７と１８
を備えている。これらの孔は円形であるが、でも
他の断面形であつてもかまわない。たとえば、水
平または垂直方向に長い楕円などである。ステー
タ１５の中に同心的に案内されているロータ１６
には軸方向に走る中心孔１９′とそれに前述の孔
１７，１８と連結する横方向孔１９とがある。こ
れらの孔１９は容器内壁１４′から約20〜70mmと
いつた所定の間隔を有している。図示の状態では
栓は開状態にありかつたとえば熔融鋼は孔１７，
１８，１９と通つて調整可能に鋳型の中へ注がれ
る。そのうえロータは鋳型の熔融鋼の中へまで延
長される潜水管として形成してもよい。

この発明によれば、ステータ１５と、容器底１
１′から駆動できるロータ１６との間の、熔融鋼
内にある領域では孔１７と１８を取り囲む密閉の
円筒表面２０が形成されているのに対して、ステ
ータ１５とロータ１６の間の、容器壁１４内にあ
る領域では遊び２２が形成されている。この遊び
は少なくとも10分の２〜３ミリメートルあるのが
有利であり、注湯時に非常に異なる熱膨張にあつ
てもこのユニツトは締めつけられず、しかしそれ
にもかかわらずロータがステータの下部にも案内
されるように設計されている。第２図は、第１図
に基づくものと同じような耐火ステータ・ロータ
ユニツトの変化実施例を示しているが、でもここ
で違うのは、１つだけの横方向に延びる孔３１
と、この孔３１と連絡している１つだけの注ぎ口
３１′しかロータ３３の中にはない、という点で
あり、しかもステータ３２が帽子状に形成されて
いるという点である。この場合にもステータとロ
ータ３３の間の熔融物内にくる領域には、密閉さ
れた円筒状表面３０が形成されている。容器壁１
４の内部では前記遊び３４を得るため、ステータ
内径は広くなつている。ステータ開口部の下端に
は環状みぞ３５が接続管３６とともに形成されて
いる。この接続管３６へは不活性ガス、たとえば
アルゴン、が吹き込まれる。横方向に延びる孔３
１は下方へ向つて斜めに注ぎ口３１′の中へ連な
つているが、注ぎ口３１′に対して直角であつて
もかまわない。

第３図および第４図に基づくユニツトは、同じ
く耐火性のスリーブとして形成されて容器壁１４
の中にはめ込まれたステータ４２と、このステー
タ４２の中に回転できるように案内されている耐
火性ロータ４３とから構成されている。横に延び
る孔４１と、この孔４１から出発するロータ４３
内の注ぎ口４１′とを使つて容器１１から熔融物
を注ぎ出すことができる。この発明の別の実施例
として、ステータ４２は、そこにあけられている
孔の中に環状溝４４とそしてこの環状溝４４につ
ながる半径方向の孔４４′とを有している。後者
の半径方向の孔４４′は横方向の孔４１と容器１
１の内壁１４′との間に位置している。ステータ
４２とロータ４３との間の密閉状の円筒状表面４
０は孔４１とそれに加えて環状溝４４を取り囲ん
でいる。したがつてこの環状溝４４の中にある熔
融物が漏れ出ることは阻止される。ステータ４２
とロータ４３の間の、容器壁１４内にある領域で
は同じく遊び４６が設けられている。この遊び４
６はロータ外径を先細りとすることによつて得ら
れる。

第５図による栓５０が備えている耐火性ステー
タ・ロータユニツトの場合には円錐台状をなすス
テータ５２はとりべ１１の注ぎ口１３の中へモル
タル継ぎされていて、長さ方向に袋小路状孔５４
と、この孔５４につながる横方向孔５５とを有し
ている。この孔５５の領域内にロータ５３が回転
方向および／または長さ方向に移動できるように
取りつけられている。ロータ５３とともに回転す
るように結合されているドライブシヤフト５３′
はステータ５２を貫いて突き出ていて、図示して
ないが、容器１１の下方の伝動装置とつながつて
いる。

ロータ５３とステータ５２の間には密閉された
円筒状面５６があり、この円筒状面５６は熔融物
中にあるユニツトのほぼ全領域に及んでいる。ド
ライブシヤフト５３′とこのドライブシヤフト５
３′を取り囲むステータ５２の孔との間には所定
の遊び５７があり、この遊び５７によつて、ドラ
イブシヤフト５３′がこの孔の中でロツクされる
のを防いでいる。ロータ５３は回転可能ないしは
長さ方向に移動可能になつており、これによつて
栓５０の開閉が行なわれる。ステータ５２の貫通
孔５４には略図で示してある注ぎ管５８が接続さ
れ、この注ぎ管５８の他端は当然のことながら金
型の熔融物の中へ延びている。

第６図に基づく別の実施例では、長寿命化の目
的からステータ５２にロータ５３″を取り囲む高
耐火性挿入物５２′を設けている。この挿入物５
２′はとくに耐火性鋳造ステータ５２の中へ埋め
込まれている。この貫通孔５５が第５図の別の実
施例と比べて異なつているのは、その貫通孔がロ
ータ５３″とステータ５２との間の密閉表面５
６′を横へ通り抜けたあとロータ５３″の中心に近
ずくにつれてロータから上方表面に向かつてもぐ
り出てゆく点である。第７図では耐火性ステータ
５２′が横方向に延びている孔５５の下方にロー
タ５３を取り囲む環状ミゾ６０を備えているこの
環状ミゾ６０は少なくとも１個の孔６１を介して
この容器の内側と通じていて、またロータ５３と
ステータ５２′との間の密閉円筒状表面５６によ
つて取り囲まれている。このことによつて前述し
たように、孔５５の中にある熔融物に好ましから
ざる空気が吸い込まれて、そこにおいて流体熔融
物の再酸化が防止される。

第８図および第９図はそれぞれ第１図に示され
ている栓１０の変化実施例を示している。ステー
タ１５′とこのステータ１５′の中に回転可能に案
内されているロータ１６′とは第８図によると運
転状態でたがいに擦れあう環状表面７５，７６を
円筒状表面に対して直角方向におのおの１個持つ
ている。これらの円筒状表面は、もともとステー
タ１５′とロータ１６′との間にはじめから備わつ
ている密閉表面２０とともに補助的な密閉部を構
成するものである。このことによつて金属熔融物
が容器壁内側にある領域内のステータとロータと
の間にある間隙の中へ流れ込むのを防止する。

第９図に基づくステータ／ロータユニツト１
５″，１６″が第８図のそれと異なるのは、例の補
助密閉環状表面７５′，７６′が傾斜で、それも円
筒状表面２０に対してとりわけ30゜〜60゜の間の傾
斜で延びていてかつロータ１６″に環状パツキン
７７がかぶせてある点である。この環状パツキン
７７はたとえばグラフアイトのような良好な滑り
特性をもつ耐火性材料でできている。それのセン
タリングのためにこの環状パツキン７７はロータ
１６″の止め面７８に位置している。この環状パ
ツキン７７はもちろんステータ１５″の中に埋め
られてもよい。ステータとロータ１５′，１６′お
よび１５″，１６″はそれぞれこの環状表面に軽い
押圧力（２，３キログラム）でたがいに押圧され
ているのが望ましい。

記述してきたステータ・ロータユニツトはとく
に容器の底に垂直の注ぎ口を備えた熔融鋼を納め
ている容器のために考えられたものである。しか
しながらとくに軽金属熔融物を納めている容器の
場合であれば、注ぎ口をその側壁に水平方向に設
けることが考えつこう。

【図面の簡単な説明】

第１図は長さ方向に断面した栓の概略図、第２
図は第１図の栓の変化実施例の長さ方定断面図、
第３図はもう１つ別の変化実施例の長さ方向断面
図、第４図は第３図の栓を線−にそつて断面
した図、第５図はこの発明による栓の１実施例の
長さ方向断面図、第６図および第７図は第５図に
示した栓のステータ構造の２つの変化実施例の長
さ方向断面図、第８図および第９図は本発明によ
るステータ・ロータユニツトの変化実施例の一部
を断面して示した図である。 １０……栓、１１……容器、１３……注ぎ口、
１４……容器壁、１５……ステータ、１６……ロ
ータ、１７，１８，１９……孔、２０……円筒密
閉表面、２１……回転リング、２２……遊び、２
４……駆動装置、２６……ピニオン、３５……環
状ミゾ、３６……接続管、５２……ステータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属熔融物を納める容器の注ぎ口にある栓用
   の耐火性ステータ・ロータユニツトであつて、該
   容器壁内に固定されているステータと該ステータ
   内に回転可能でかつ（又は）長さ方向に移動可能
   な栓開閉用ロータとから構成されており、そのさ
   い該ユニツトは該容器の中へ突入しており、かつ
   その内部に少なくとも１本の横方向に延びる注ぎ
   孔とこの孔に連なつて該容器から外へ導かれる１
   本の注ぎ孔とを有しているものにおいて、該ステ
   ータ１５，５２内で案内されるロータ１６，５３
   が容器底部１１′から駆動されることができるこ
   と、かつ該ロータ１６，５３と該ステータ１５，
   ５２との間に、容器１１内へ突入するほぼ全領域
   においては横方向に延びる孔１９，１８，５５を
   取り囲む密閉筒状表面２０，５６が設けられてい
   るのに対し、該容器壁１４の中にある領域におい
   てはステータとロータとの異なる熱膨張を補償す
   る遊び２２，５７が該ユニツトにおけるロツクを
   防止するために設けられていることを特徴とす
   る、金属熔融物を納める容器の注ぎ口にある栓用
   の耐火性ステータ・ロータユニツト。 ２ 容器壁１４内にある領域においてはステータ
   １５，５２の孔の直径が容器内部のそれと比べて
   大きくなつており、かつ（または）ロータ１６の
   外径が小さくなつており、その値はそれぞれ少な
   くとも10分の数ミリメートルであることを特徴と
   する請求項１記載の耐火性ステータ・ロータユニ
   ツト。 ３ ロータ１６，３３，４３が、ステータ１５，
   ３２，４２の中に同心的に配設されており、中央
   を延びる１本の貫通孔１９′，３１′，４１′と該
   貫通孔と接続されて該容器内にある少なくとも１
   本の横方向の孔１９，３１，４１とを有している
   ことを特徴とする請求項１または２記載の耐火性
   ステータ・ロータユニツト。 ４ ステータ５２が横方向に延びる注ぎ孔５５と
   該孔と接続され容器１１から外へ導かれる注ぎ孔
   ５４とを有しており、ロータ５３が横方向に延び
   る注ぎ孔５５の領域で回転可能にかつ（または）
   長さ方向に移動可能にステータ５２の孔の内部に
   配設されており、かつ、横方向に延びる貫通孔５
   ５または容器内部へ方向を変える貫通孔５５′を
   有していることを特徴とする、請求項１または２
   記載の耐火性ステータ・ロータユニツト。 ５ ロータ３３，５３′とステータ３２，５２と
   の間の、容器壁内にある領域中に、たとえばアル
   ゴンのような不活性ガスのガス供給路３５，３
   ６，７１，７２が設けられていることを特徴とす
   る、請求項１から４までのいずれか１項記載の耐
   火性ステータ・ロータユニツト。 ６ ステータ１５，３２，４２，５２の中で横方
   向に延びる貫通孔１７，１８，３１，４１，５５
   が、容器内壁１４′から所定の間隔、とくに少な
   くとも２センチメートルの間隔を有していること
   を特徴とする、請求項１から５までのいずれか１
   項記載の耐火性ステータ・ロータユニツト。 ７ 該ユニツトがその軸線を垂直にして容器底部
   内に差し込まれていることを特徴とする請求項１
   から６までのいずれか１項記載の耐火性ステー
   タ・ロータユニツト。 ８ ロータ１６′，１６″とステータ１５′，１
   ５″がその円筒密閉表面に少なくとも１つのたが
   いに擦れあう、前記円筒密閉表面に対して角度を
   成す、密閉機能を有する環状表面７５，７６，７
   ５′，７６′を有することを特徴とする、請求項１
   から７までのいずれか１項記載の耐火性ステー
   タ・ロータユニツト。 ９ 該環状表面７５，７６，７５′，７６′がロー
   タ１６′，１６″とステータ１５′，１５″との間に
   ある密閉円筒表面２０の下端に備えられているこ
   とを特徴とする請求項８記載の耐火性ステータ・
   ロータユニツト。 １０ ステータ１５′ないしロータ１６′の各該環
   状表面７５，７６が円筒密閉表面２０に対してほ
   ぼ直角に延びていることを特徴とする、請求項８
   または９記載の耐火性ステータ・ロータユニツ
   ト。 １１ 環状表面の少なくとも一方７６′が、とく
   にグラフアイトまたはこれと類似の良好な滑り特
   性をもつ材料で作られた環状パツキン７７によつ
   て形成されていることを特徴とする、請求項８ま
   たは９記載の耐火性ステータ・ロータユニツト。 １２ ステータが円筒形の袋小路状孔または貫通
   孔を有していることを特徴とする、請求項１記載
   の耐火性ステータ・ロータユニツト。 １３ ステータの孔１４が容器壁内にある領域で
   広くなるかまたは狭くなつていることを特徴とす
   る、請求項１２記載の耐火性ステータ・ロータユ
   ニツト。 １４ ステータが、横方向に延びる注ぎ孔５５と
   この孔に接続される容器１１から外へ導かれてい
   る注ぎ孔５４と、ロータ５３のために設けられて
   いる横方向に延びる貫通孔とを有していることを
   特徴とする、請求項４または１２または１３記載
   の耐火性ステータ・ロータユニツト。 １５ ステータが注型された耐火材料で作られて
   おりかつ高価な耐火性挿入物５２′をロータ５
   ３″用の孔の領域に有していることを特徴とする、
   請求項１４記載の耐火性ステータ・ロータユニツ
   ト。 １６ ステータが少なくとも１個の環状ミゾ４
   ４，６０をロータ４３，５３用に設けられている
   孔の中に備えており、この環状ミゾの中へ容器１
   １の内部から半径方向に延びる有利には複数の孔
   ４４′，６１が接続しており、該環状ミゾ４４，
   ６０は横方向に延びる貫通孔４１，５５の下方に
   位置しており、かつ密閉円筒表面４０，５６によ
   つて取り囲まれていることを特徴とする、請求項
   １から１５までのいずれか１項記載の耐火性ステ
   ータ・ロータユニツト。 １７ ロータが円筒状表面を有していることを特
   徴とする、請求項１記載の耐火性ステータ・ロー
   タユニツト。 １８ ロータの円筒状表面が容器壁１４の中にあ
   る領域で縮小されているかまたは拡大されている
   ことを特徴とする、請求項１７記載の耐火性ステ
   ータ・ロータユニツト。