JPH0339786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属の注入に使用する摺動ゲート
弁及びその構成部材、及び特にその摺動プレート
のようなその耐火弁プレートに関する。

溶融金属を注ぐ時、このような弁及び弁プレー
トが受ける非常に侵食的条件はプレートに対し有
害だと認められている。例えばアルミナ純度の高
い良質の高価な耐火材料の使用にもかかわらず、
弁プレートはわずか２，３回の注入の後、又は連
続鋳造プラントにおいて金属を供給するのに使用
するトリベをからにした後廃棄しなければならな
い。熱衝撃が弁の開閉時弁プレートの損傷の一因
である。他の原因は弁を通つて流れる金属の化学
的侵食又は腐食である。弁プレートの劣化はその
弁が制御された注ぎを行うために絞りモードで作
動する時加速される。

劣化は通常ツープレート弁の摺動弁プレートに
おいて最も著しく、又スリープレート弁の固定下
方プレートにも生じる。固定上方弁プレートも劣
化が完全にないわけでない。

不利な作動條件に対してより良く抵抗しうる耐
火材料を使用する事が一つの解決策のように思え
る。然しながら、ジルコニアの如きこのような材
料を使用しても耐用性をわずかに改良するぐらい
である。このような高価な材料をいつも使用する
のはコスト的に有効でない。

弁プレートの劣化はその流動オリフイスの周囲
又はそれに関連する領域と摺動プレートの運動方
向に大きく局限されている事が認識された。この
認識から廃棄に伴なう費用を減らし、弁プレート
の修復を容易にするプレート構造が考案された。

本発明によれば、溶融金属の注入に使用する摺
動ゲート弁用の弁プレートにして、ほぼ中心に第
１の孔を有し更に上部に平らな開口を有する金属
トレーと、該平らな開口の内周と接触状態に該開
口内に位置する耐火包囲体と、該耐火包囲体と共
通の平らな頂面を形成するように該耐火包囲体の
中に位置しその中心に前記第１の孔と同心の第２
の孔を有する耐火プレート部材と、前記耐火包囲
体および耐火プレート部材の底面と前記平らな開
口との間に与えられる接合層と、前記第１の孔の
周りにおいて前記接合層と前記金属トレーに設け
られ前記耐火プレート部材が直接外部と接近でき
るようにした複数の貫通孔とを有する弁プレート
が提供される。

本発明による弁プレートは直線式又は回転式作
動弁の両方に適合するように構成できる。前者で
は、耐火プレート部材はその一端に又は中間にオ
リフイスを有する細長状部材である。半回転式ゲ
ート弁において、そこでは弁作動は摺動プレート
の摺動板の摺動板回転軸周囲を360゜以下の往復運
動を伴なうが、耐火プレート部材は弧状又はキド
ニー形であり、この用語は環帯のセグメントを含
むものである。摺動プレートの運動が360゜（例え
ば異なる大きさのオリフイスが使用されるのを可
能にする）である回転弁においては、耐火プレー
ト部材は一般的に円形デイスク又はオリフイスを
有する環帯であり、金属トレーは勿論オリフイス
の数と等しい孔を有する。

弁プレートが注入ノズルと一体の時、耐火プレ
ート部材とノズルは好ましくは相互取付連結体又
は接合体により係合している。接合体は耐火プレ
ート部材からの下方突起体がノズル穴の傷つきや
すい上流端の保護ライナーとして役立つようにす
ると有利である。

次に本発明を添付の図を参照して例としてのみ
詳細に説明する。

この発明を適用しうる摺動プレート弁は技術的
によく知られており、ここに詳細に記載しない。
ツープレート直線作動弁が例えば英国特許出願第
2065850A号明細書に記載されている。同様に作
動するスリープレート弁が英国特許第1590775号
明細書に示されている。これらの弁において、摺
動部材は往復運動して弁を開閉し、流動させる。
本発明を適用しうる他の型の摺動ゲート弁は孔あ
き又は孔のない摺動プレートを弁の注入軸線上に
次々と押出して、弁を開閉する押出し弁である。

本発明は又回転式及び半回転式摺動ゲート弁に
適用しうる。前者は回転が360゜可能であり、後者
は回転が例えば90゜そこらの小さい角度である。
このような半回転式弁においては、開閉は摺動プ
レートのその平面中の往復枢動運動で達成され
る。360゜の角度まで前方及び後方回転しうる典形
的回転ゲート弁が英国特許第1358327号明細書に
示されている。

第１図は直線作動ツープレート弁１０の二つの
基本的部分を示し、弁ハウジング、フレームワー
ク、二つのプレート１１，１２を押圧して液密に
互いに向い合つて接合するようにする手段及び摺
動プレート１２を往復させる手段は簡略化のため
全て省略される。第１図において、プレート１１
はトリベのような金属注入容器の注入開口に漏洩
しないように設けられた固定上方プレートであ
る。プレート１２は往復摺動自在のプレートであ
る。プレート１１及び１２共１３，１４でオリフ
イスが形成されている。弁１０はオリフイス１
３，１４が完全に整合から外れている流動停止設
定で示されている。

摺動プレート１２は細長状製品であり、それか
ら金属ジヤケツトノズル１６が垂下している。プ
レートそれ自体耐火セメント１９の層に置かれた
プレート部材１８を有する浅い孔あき金属トレー
１７（例えば鋼の）を含んでいる。プレート部材
は相互に密に適合した二つの耐火構成部材２０，
２１を含む合成構成体である。耐火プレート部
材、即ち、第１耐火構成部材２０はトレー１７の
孔２２に並置され且つ同心的なオリフイス１４を
有する。耐火構成部材２０は細長状で、オリフイ
ス１４を中央にそれに沿つて設けている。耐火包
囲体、即ち他の耐火構成部材２１はその中央に開
口２３を有し、その大きさと形を部材２０の平面
外形に適合して、部材２０が部材２１内に丁度入
るようにしてある。構成部材２１はトレー１７の
周囲のより狭い帯域を占めている。

構成部材２０，２１の露出面（固定上板１１と
接合する）は共平面でトレー１７の底部２４と平
行である。

第１図に示す如く、注入ノズル１６の金属ジヤ
ケツト２６がトレーの孔２２に固定されている、
ジヤケツト２６とトレー１７は溶接、ろう付その
他により互いに接合される。ノズル１６はおすめ
す相互連結体２８により耐火構成部材２０と結合
している。この相互連結体はオリフイス１４周囲
に延長する構成部材２０の下方突起２９とノズル
１６の相対する上端中の凹溝３０を含む。突起は
ノズルの上端のライナーとして役立ち、更にノズ
ル孔又は通路３１の傷つきやすい上端が弁を通つ
て流れる金属流により劣化するのを防ぐ。突起２
９のオリフイスの少くとも下端の横の形と大きさ
は通常ノズル通路３１の形と大きさに等しい。図
示の如く、オリフイス１４と通路３１は横断面円
形であり、全体的に同じ直径である。

耐火構成部材２０の下の底部に、トレーは多数
の開口３２を有し、その目的については後述す
る。

二つのプレート部材２０，２１を含み、別体に
形成されたノズル本体１６を備えた合成体として
摺動プレート１８を構成する事により種々の耐火
物質をより良く選択してその種々の有利な性質を
追求する事が可能である。従つて、摺動プレート
１８は実際にぶつかる事が予期される特定の困難
さを考慮して、注入する金属に合わせる事ができ
る。更に合成構造はコスト的に有効な遂行に適合
する。例えば、構成部材２０を安価な耐火コンク
リートから、構成部材２１をより高価な焼成耐火
物から作り、次に構成部材２０をくり返して入れ
変える事ができる。構成部材２１は溶融金属と触
れる必要はなく、それ故長い耐用期間を享有でき
る。このため構成部材２１は安いコンクリート種
目でもよい。構成部材２０は高価な焼成耐火物か
ら作る事ができ、それにより使用期間の適当な延
長が得られる。ノズル１６を作る材料は同様の考
えから選択され、例えば耐火粘土組成物を含む。

弁１０の通常使用時、プレート１８はオリフイ
ス１３，１４が一致している位置と、オリフイス
１４がオリフイス１３の右にあつて整合から脱れ
ている位置の間を直線的に往復して、弁を開閉す
る。オリフイス１４の左側の耐火構成部材２０の
上面はプレートが往復する時、オリフイス１３中
の溶融金属により洗われ、従つて徐々に劣化す
る。更に、オリフイス１４の左側部分と該上面と
の間の接合点は絞りの間すり減つてゆく。従つ
て、プレート１８の使用期間は制限されるが、そ
れを弁１０内で端と端を裏返す事により倍加する
事ができる。

金属トレー１７とプレート構成部材２１は溶融
金属と接触しないので、尚再使用できる。プレー
ト１８の修復はプレート構成部材２０の除去とそ
の取換えを伴なう。構成部材２０を除去するのに
空気又は液圧ラム又は同様の工具を使用して、ト
レー１７から構成部材２０を押し出し、工具は穴
３２に中心決定し、穴３２を通して推し進める。
構成部材２０の取脱しの後、トレー１７に残る結
合セメントを欠き出す。次に新しい構成部材２０
を新しいセメントの台に設置し、構成部材２１と
同じ高さにする。

所望ならば、トレー１７は構成部材２１の下に
別の穴を有し、この部材を取換えたい場合、その
取脱しを容易にする。

構成部材２０を取脱すと、ノズル１６をそのジ
ヤケツトから上方に押出す事ができる。ノズルは
プレート構成部材２０のものと殆ど同じ耐用期間
を享有する材料から作られ、従つて構成部材２０
と共に決つた日時で取換えられる。

プレート構成部材２０の幅は弁プレート１８が
往復運動する時、オリフイス１３中の溶融金属に
より洗われる軌道の幅よりも大きい。例えば、プ
レート構成部材２０はオリフイス１３の直径の約
1.4倍から1.5倍の幅を持つ事ができる。プレート
のオリフイス１４はプレート構成部材２０の幅の
広さの中央に位置する。

弁プレート１８はまずツープレート弁の摺動プ
レートとして又はスリープレート弁の固定下方板
として使用するようになつている。トリベのよう
な金属保持容器の吐出空間部分を適当に設計する
ことによつて、同じ弁プレート構造をツープレー
ト弁又はスリープレート弁の固定上板として使用
することができる。

本発明は図示し且つ説明したような左右対称弁
プレートにのみ実施される必要はない。一変形例
では、弁プレートを通る注入通路は弁プレートの
一端に隣接している。従つて細長状プレート構成
部材２０はそのオリフイスを一端に備えてもよ
い。

同様に本発明は回転作動弁に適用できる。半回
転弁において（そこでは摺動プレートは開放位置
と閉塞位置の間を弧状に往復する）、本発明を実
施する弁プレートは例えば平面図で見る時セグメ
ント形状である。オリフイスを形成したプレート
構成部材は弧状（環帯のセグメント又はキドニー
形状）をなし、そのオリフイスをその中央又は一
端に備えている。勿論オリフイス形成プレート構
成部材の形状は弁の作動中この構成部材のみが溶
融金属により洗われるという願望から決定され
る。

或る回転弁は異なる流動横断面の注入通路とノ
ズルの選択を与える。このような弁では、弁プレ
ート１８に相当するプレート部材は円形平面であ
る。本発明によれば、該プレート部材の構造は前
節で説明したような多数の弧状、オリフイス形成
プレート構成部材を利用する事ができる。これら
のオリフイスは円形金属トレーに備えられた対応
する孔に整合する。使用時、或る注入通路が他の
通路よりもよりひんぱんに使用される。最も多く
使用された注入位置は他のものよりもより早く劣
化し、この構成はその関連したオリフイス形成プ
レート構成部材の選択的取換えを可能にする。一
つ又はより以上の穴３２が各弧状プレート構成部
材に備えられる。

変形例において、円形プレート部材のオリフイ
ス形成プレート構成部材は多数のオリフイスをそ
の中に有する円形デイスク又は環帯の形をとる事
ができる。多数の穴３２がトレー中該構成部材の
下に備えられる。三つ又はそれ以上の穴が好まし
いとみなされる。

セメントの層が第１図に厚さを誇張して示され
ている。実施例では、両プレート構成部材２０，
２１の厚さはトレーの深さとほぼ同等である。オ
リフイス形成プレート構成部材はオリフイスの領
域を除いて他の構成部材２１と同じ厚さである。
ここに記載した構造は特にその耐火物が鋳造コン
クリート技術により製造される弁プレートにより
よく適合する。

通常、コンクリート層１９は開口３２上に重ね
られた孔を有し、工具をプレート構成部材２０上
に直接押入れ、構成部材をトレー１７から移動す
る事ができる。然しながら、コンクリート層１９
の層が薄い所では、その中の孔は不必要となる。

前の説明において、プレート構成部品２０，２
１はトレーの深さとほぼ同じであり、従つてコン
クリート層１９が薄い事が示唆された。然しなが
ら、最大の経済性のため、プレート構成部材２０
を高コストの高耐火性燒成材料で構成する場合に
は、コンクリート層は両方の構成部材２０，２１
でないとしても、少くとも一つのプレート構成部
材２０よりも相当厚くするのが好ましい。プレー
ト構成部材２０は従つて金属流用のオリフイスを
有する浅い耐火タイルとする事ができる。コンク
リート層１９とノズル１６が溶融金属に対し十分
抵抗性であれば、プレート構成部材２０の突起１
９は省略できる。

前記の説明によれば、構成部材２０と２１はな
かんずくコスト的に有利な焼成耐火物又は耐火コ
ンクリートから作られる。また前述の如く、ノズ
ル１６を作る材料は同様の考察に基いて選択され
る事ができる。幾つかの例の組合せを次に記載す
る。

１ プレート構成部材２０，２１とノズル１６は
全て耐火コンクリート層１９に置かれた焼成耐
火物体である。構成部材２０はタイルのような
もので、構成部材２１より明らかに薄い。構成
部材２１はトレー１７の深さと殆ど同じ大きさ
の厚さを持つ事ができる。三つの焼成物体の組
成は同じでも異なつてもよい。

２ プレート構成部材２０，２１は上記の(1)に記
載した如きであるが、ノズル１６は耐火コンク
リートである。ノズルのコンクリートは層１９
のコンクリートと同じであり、ノズルと層は一
体鋳造として形成される。

３ プレート構成部材２０は例えばタイルのよう
な焼成物体であり、一方構成部材２１、ノズル
１６と層１９は全て耐火コンクリートで作られ
る。同じコンクリートがこれら三つの部材を形
成し、且つそれらは一体鋳造として互いに一体
的に形成される。

４ 上記の(3)に記載されたものと同様の構成にお
いて、構成部材２１、層１９及びノズル１６を
含むコンクリート鋳造が高配合及び低配合コン
クリート調合物から構成される。高配合調整物
（溶融金属に対しより抵抗性がある）はノズル
穴を含む溶融金属にさらされる領域周囲の内側
スリーブ又はスキンを形成する。従つてノズル
部材は合成コンクリート構造である。内側スリ
ーブ又はスキンは穴の長さの全長又は主要部分
に沿つて延長する事ができる。

５ 同様に上記(2)に記載された構成体が同じよう
に構成しうる。層１９とノズルの壁の外側部分
は低配合コンクリートから構成され、一方ノズ
ルの壁の内側部分を含む溶融金属にさらされる
領域は高配分コンクリートである。

６ コスト及び製造の観点から、突起２９のない
薄い平らなタイルの形のプレート構成部材２０
が好都合である。このような平坦な構成部材２
０は焼成耐火スリーブと共に組立てる事ができ
るが、そこではコンクリート層１９は溶融金属
からかならず隔離しなければならない。スリー
ブはその内径がプレートのオリフイスの直径に
等しければ、構成部材の下に位置し、それと接
合する。或いは、スリーブはプレートのオリフ
イスを通して延長し、その上面の高さに終端す
る。焼成スリーブは延長してノズル穴壁３１の
少くとも上流部分を形成する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のツープレート摺動ゲート弁の基
本的部品の非常に簡略化した図で、本発明による
改良された摺動プレート弁部材を示し、第２図は
該弁部材の外側プレート構成部材の平面図、第３
図は該弁部材の内側プレート構成部材の下側から
見た平面図である。 １０……ゲート弁、１２……弁プレート、１
３，１４……オリフイス、１６……ノズル、１７
……金属トレー、１８……プレート部材、１９…
…コンクリート層、２０……第１プレート構成部
材、即ち耐火プレート部材、２１……第２プレー
ト構成部材、即ち耐火包囲体、２２……トレーの
孔、２９……下方突起、３０……係合凹部、３２
……トレーの工具アクセス用穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属の注入に使用する摺動ゲート弁用の
   弁プレートにして、ほぼ中心に第１の孔を有し更
   に上部に平らな開口を有する金属トレーと、該平
   らな開口の内周と接触状態に該開口内に位置する
   耐火包囲体と、該耐火包囲体と共通の平らな頂面
   を形成するように該耐火包囲体の中に位置しその
   中心に前記第１の孔と同心の第２の孔を有する耐
   火プレート部材と、前記耐火包囲体および耐火プ
   レート部材の底面と前記平らな開口との間に与え
   られる接合層と、前記第１の孔の周りにおいて前
   記接合層と前記金属トレーに設けられ前記耐火プ
   レート部材が直接外部と接近できるようにした複
   数の貫通孔とを有する弁プレート。 ２ 前記耐火包囲体と耐火プレート部材の露出面
   は前記金属トレーの底部と平行で共通の平面内に
   ある特許請求の範囲第１項記載の弁プレート。 ３ 前記耐火プレート部材は燒成耐火物から作ら
   れ、前記耐火包囲体は成形耐火コンクリートから
   作られる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   弁プレート。 ４ 前記耐火包囲体は前記接合層と一体に形成さ
   れている特許請求の範囲第３項記載の弁プレー
   ト。 ５ 注入ノズルが前記耐火プレート部材から前記
   金属トレーの第１の孔を通して垂下し、かつ前記
   注入ノズルと前記耐火プレート部材はおすめす相
   互連結体を有する特許請求の範囲第１項記載の弁
   プレート。 ６ 前記相互連結体は前記耐火プレート部材の第
   ２の孔の周囲に延びる下向き突起と、前記注入ノ
   ズルの対面端部における係合凹所とを有する特許
   請求の範囲第５項記載の弁プレート。 ７ 前記第２の孔は前記下向き突起を通つて延び
   少くとも前記注入ノズルの所で注入ノズル穴の横
   断面寸法と同じ横断面寸法をもつている特許請求
   の範囲第６項記載の弁プレート。 ８ 耐火注入ノズルが前記耐火プレート部材の下
   に前記金属トレーの第１の孔を通して垂下し、前
   記ノズルは前記接合層と一体に形成されたコンク
   リート成形物である特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのいずれか１項に記載の弁プレート。 ９ 耐火注入ノズルが前記耐火プレート部材の下
   に前記金属トレーの第１の孔を通して垂下し、前
   記ノズルは前記接合層と一体に形成された外壁部
   分と、該外壁部分と前記接合層を形成するコンク
   リートより溶融金属に対して大きな抵抗力をもつ
   たコンクリートから形成された内壁部分とを有す
   る合成コンクリート構造である特許請求の範囲第
   １項から第４項までのいずれか１項に記載の弁プ
   レート。 １０ 前記耐火プレート部材は孔のあいた平らな
   燒成耐火物でそこから前記ノズルの上流部の中に
   延びる燒成スリーブと共に組立てられ、前記スリ
   ーブは前記燒成耐火物の孔から前記ノズルの流路
   に通ずる溶融金属流通路を形成している特許請求
   の範囲第６項又は第７項記載の弁プレート。 １１ 前記耐火プレート部材は細長い形状であ
   り、前記第２の孔は該耐火プレート部材の一端に
   位置している直線的に作動する弁用の特許請求の
   範囲第１項から第１０項までのいずれか１項に記
   載の弁プレート。 １２ 前記耐火プレート部材は細長い形状であ
   り、前記第２の孔は該耐火プレート部材の中間に
   位置している直線的に作動する弁用の特許請求の
   範囲第１項から第１０項までのいずれか１項に記
   載の弁プレート。 １３ 前記耐火プレート部材は細長いキドニー形
   部材であり、前記第２の孔は該部材の一端又は中
   間に位置している回転作動する弁用の特許請求の
   範囲第１項から第１０項までのいずれか１項に記
   載の弁プレート。 １４ 前記耐火プレート部材が、円形又は環状形
   のものであり、かつ前記金属トレーにおける複数
   の孔に並置された同数の孔を有する回転作動する
   弁用の特許請求の範囲第１項から第１０項までの
   いずれか１項に記載の弁プレート。