KR100241618B1 - 용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체 - Google Patents

용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체 Download PDF

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Abstract

용융 금속 용기(10)의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체(22)의 상부 밸브판(31)은 슬라이딩 표면(22′)의 반대측 표면에 용융 금속 배출공(25)보다 넓은 홈(31′)을 갖고 있고 홈(31′)에 내화 삽입체(30)가 삽입 고정되었으며, 삽입체(30)와 상부 밸브판(31) 사이에는 가스 통로(32)가 형성되었음. 가스 통로(32)는 삽입체(30)와 홈(31′) 저면 사이의 간극으로 구성됨. 가스는 밸브 폐쇄시 가스 통로(32)를 통하여 용융 금속 배출공(25) 속으로 주입되어 용융 금속의 응고를 방지함. 밸브판(22)은 구조가 간단하고 제작이 간편하며, 삽입체(30)는 슬라이딩 밸브판과 직접 접촉하지 않게 되어 있어서 삽입체(30)와 밸브판(22)의 수명이 연장됨.

Description

용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체
본 발명은 용융 금속의 배출을 제어하기 위하여 용융 금속 용기에 설치하는 슬라이딩 게이트 밸브에 관계되는 것으로서, 특히 용융 금속 배출공을 갖는 상부 밸브판과 가스 주입용 가스 통로를 형성하는 삽입체를 포함하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체에 관한 것이다.
독일국 특허 제1,938,117호에는 가스 통로를 갖는 다공성 물질로 형성된 가스 투과성 원륜상 관체를 갖고 있는 고정 밸브판을 포함하는 슬라이딩 게이트 밸브가 기재되어 있다. 이 슬라이딩 게이트 밸브에서는 밸브가 폐쇄되었을 때 전술한 가스 투과성 관체에 형성된 가스 통로를 통하여 용융 금속 용기의 배출공속으로 가스를 주입할 수 있도록 되었다. 이러한 밸브는 밸브 개방 시, 즉 용융 금속 주입 작업 중에도 용융 금속이 배출구 벽면에 부착되어 응고되거나 또는 배출되는 용융금속이 산소나 공기와 접촉하는 것을 방지하기 위하여 전술한 다공성 관체에 형성된 미세한 구멍들을 통하여 용융 금속 배출구 속으로 가스를 주입할 수 있도록 되었다. 그러나 전술한 원륜상 관체는 다공성 물질로 형성되었으므로 내마모성이 약하고 그 하단부가 슬라이딩 밸브판과 직접 접촉하도록 되어 있어서 밸브의 개폐 작동시 쉽게 마모되고, 그 결과 다공성 원륜상 관체는 물론이고 원륜상 관체가 설치된 고정 밸브판도 사용할 수 없게 되는 문제점이 나타났다.
본 발명의 목적은 가스 주입 효과가 우수하면서 오래 사용할 수 있고 저렴한 가격으로 제작할 수 있는 밸브판 조립체를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은 슬라이딩 밸브판과 접촉하는 고정 상부 밸브판의 슬라이딩 표면의 반대측 표면인 용융 금속 배출관 측 표면에 용융 금속 배출공보다 넓은 홈이 형성되고 이 홈내에 고강도 내화물 삽입체가 삽입되었으며, 삽입체와 상부 밸브판 사이에 용융 금속 배출공과 연결되는 가스 통로가 형성된 본 발명의 용융 금속 용기의 슬라이딩 밸브용 밸브판 조립체에 의하여 달성된다.
제1도는 본 발명에 의한 밸브판 조립체가 용융 금속 용기에 부착된 상태를 보인 단면도.
제2도는 본 발명에 의한 밸브판 조립체의 다른 형태를 보인 단면도.
제3도는 본 발명에 의한 밸브판 조립체의 또 다른 형태를 보인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 용융 금속 용기 11 : 내화 라이닝
13 : 강철제 외피 20 : 슬라이딩 게이트 밸브
22 : 밸브판 조립체 22′ : 슬라이딩 표면
24 : 슬라이딩 밸브판 25 : 용융 금속 배출공
26 : 하부 밸브판 30 : 삽입체
31 : 상부 밸브판 31′ : 홈
32 : 가스 통로 33 : 가스 공급관
35 : 금속 외피 36 : 가스실
40 : 밸브판 조립체 41 : 상부 밸브판
41′ : 슬라이딩 표면 41″ : 홈
42 : 삽입체 43 : 간극 형성용 종이
45 : 금속 외피 44 : 가스실
50 : 밸브판 조립체 50′ : 슬라이딩 표면
51 : 상부 밸브판 51′ : 원륜상 돌출부
51″ : 홈 52 : 삽입체
53 : 가스 통로 54 : 가스실
55 : 금속 외피 56 : 가스 공급관
본 발명은 용융 금속 배출공을 갖고 있는 상부 밸브판과 상부 밸브판에 결합된 가스 주입용 삽입체를 포함하는 용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판에 있어서, 슬라이딩 표면의 반대측에 있는 상부 밸브판의 상면에 용융 금속 배출공보다 넓은 홈이 형성되고, 이 홈 내에 내화물로된 고강도 삽입체가 삽입 고정되었으며, 삽입체 저면과 상부 밸브판의 홈 표면 사이에 용융 금속 배출공과 연결되는 가스 통로가 형성되도록 한 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체로 구성된다.
본 발명에 의한 고강도 삽입체는 홈속에 삽입되었을 때 가스 통로를 형성하는 간극을 제외한 부분에서 삽입체가 상부 밸브판 및 금속제 외피와 결합 고정되게 하는 간단한 방법으로 밸브판에 삽입 설치할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면 삽입체는 밸브판에 직접 결합되면서도 상부 밸브판과의 사이에 가스 통로가 형성되게 된다.
가스 통로를 형성하는 간단한 방법으로는 상부 밸브판의 홈과 삽입체 사이에 가연성 물질, 예를 들면 종이를 끼우고 삽입체를 몰타르로 밸브판에 고정시키는 방법이 있다. 이와 같이 삽입된 종이는 용융 금속 용기에 설치하고 최초로 용융 금속을 배출할 때 용융 금속의 온도에 의하여 종이가 연소되면서 종이가 삽입되었던 부분에 가스 통로가 형성되게 된다.
본 발명의 가장 바람직한 예는 홈의 내면과 삽입체 사이에 가스 통로를 둘러싸는 원륜상 가스실을 형성하여 원륜상 가스실을 가스 공급관에 연결하는 것이다.
밸브판과 삽입체 사이의 가스 통로를 형성하는 간극은 밸브관의 슬라이딩 표면쪽으로 5° 내지 30°의 각도로 경사지게 형성하여, 주입되는 가스가 용융 금속배출공 속으로 하향 배출되도록 하므로서 밸브 폐쇄시 주입되는 가스가 슬라이딩 밸브판 상부의 용융 금속을 와류시키도록 하는 것이 좋다.
이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 강철제 외피(13)와 내화 라이닝(11)으로 된 용융 금속 용기(10)의 저면 일부를 도시한 것이다. 이 용융 금속 용기(10)는 용융 금속을 연속 주조용 금형으로 주입하는데 사용되는 중간 용기와 같이 용융 금속을 수용하였다가 배출하는 용기이다. 용기(10)의 저면에 있는 용융 금속 배출구에는 내화물로 된 용융 금속배출관(12)이 설치되었으며, 배출관(12)의 하방의 강철 외피(13)에는 슬라이딩 게이트 밸브(20)가 용기(10)로부터 분리할 수 있게 설치되었다. 슬라이딩 게이트 밸브(20)는 상부 밸브판(31)과 하부 밸브판(26) 및 전기한 두 밸브판(31),(26)사이에 좌우로 이동할 수 있게 설치된 슬라이딩 밸브판(24)으로 구성된 밸브판 조립체(22)를 갖고 있는바, 이 3개의 밸브판(31),(24),(26)은 각각 밸브 개방시 배출관(12)의 용융 금속 배출공과 일직선으로 배치되는 용융 금속 배출공(25)을 갖고 있다. 이와같은 슬라이딩 게이트 밸브의 구성 및 작동 원리는 공지된 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.
제1도는 슬라이딩 밸브판(24)이 밸브 폐쇄위치에 놓여 있는 것을 보여 주고 있는바, 이 슬라이딩 밸브판(24)은 공지의 작동기구에 의하여 용융 금속 배출공(25)이 배출관(12)의 용융 금속 배출공과 일직선으로 되는 밸브 개방 위치로 이동할 수 있게 되었다. 밸브판 조립체(22)를 구성하는 상부 밸브판(31)은 금속외피(35) 내에 삽입되어 몰타르로 고정되었다. 이 상부 밸브판(31)은 저면에 슬라이딩 밸브판(24)과 접촉하는 평평한 슬라이딩 표면(22′)을 갖고 있으며, 이 슬라이딩 표면에서 슬라이딩 밸브판(24)의 상면과 미끄러지면서 밀봉 접촉하도록 되었다.
본 발명에 의하면, 상부 밸브판(31)은 슬라이딩 표면(22′)의 반대측 표면, 즉 상면에 있는 용융 금속 배출공(25) 주위에 용융 금속 배출공(25)보다 넓은 홈(31′)을 갖고 있으며, 이 홈(31′)내에는 고압으로 압축 성형한 내화물로 된 고강도 삽입체(30)가 삽입되었다. 이 삽입체(30)는 홈(31′)의 표면과의 사이에 가스 통로(32)를 형성하는 간극이 형성되도록 약간 떨어지게 설치되고, 측면과 상면은 상부 밸브판(31)의 홈(31′)의 상부 주벽, 금속 외피(35) 및 용융 금속 배출관(12)의 저면에 밀봉 결합되었다. 삽입체(30)와 상부 밸브판(31)의 홈(31′) 표면 사이에 형성된 가스 통로(32)는 용융 금속 배출공(25) 및 가스 공급관(33)에 연결되어 가스공급관(33)을 통하여 공급하는 가스를 용융 금속배출공(25) 속으로 주입하는 가스통로의 역할을 하도록 되었다. 삽입체(30)는 하단부 외주면에 홈이 형성되어 있어서 삽입체(30)가 홈(31′)내에 삽입 고정되면 삽입체(30)의 외주면과 홈(31′)의 내주면 사이에 가스 통로(32) 및 가스 공급관(33)에 연결되는 가스실(36)이 형성되게 된다. 삽입체(30)는 그 저면이 홈(31′)의 표면과 직접 접촉하도록 삽입 고정할 수도 있고 홈의 표면으로부터 일정한 간극을 유지하도록 설치할 수도 있다. 전술한 삽입체(30)가 홈(31′) 표면에 직접 접촉하는 경우에는 삽입체(30) 저면이나 홈(31′) 표면에 돌기를 형성하거나 또는 삽입체(30) 저면의 일부분 만이 몰타르에 의하여 홈(31′)의 표면에 결합되게 하므로서 삽입체(30)와 홈(31′) 사이에 있는 결합되지 아니한 부분에 가스 통로(32)가 형성되도록 할 수도 있다. 전술한 가스 통로(32)는 밸브판(24)쪽으로 10°정도 경사지게 형성되어 있어서 가스 통로(32)를 통하여 공급되는 가스가 용융 금속 배출공(25)속으로 주입될 때 하향 분출되게 되었다.
주입 시작 전과 같은 밸브 폐쇄상태에서는 가스가 가스 공급관(33)을 통하여 가스실(36)속으로 간헐적으로 공급되거나 주기적으로 공급되고 가스 통로(32)를 통하여 용융 금속 배출공(25)속으로 주입된다. 배출공(25)속으로 주입되는 가스는 배출공(25)속에 있는 용융 금속을 와류시켜 수분 동안 용융 금속의 응고를 방지한다. 특히 가스 통로(32)가 하향 경사지게 형성되었으므로 배출공(25)속으로 주입되는 가스는 슬라이딩 밸브판(24) 위에 있는 용융 금속 속으로 하향 분출되게 되어 용융금속의 와류작용을 촉진하게 된다. 이와같은 가스통로(32)를 통한 가스의 주입은 밸브 개방시에도 계속될 수 있다.
상부 밸브판(31)에서 가장 마모가 심하게 일어나는 부분은 슬라이딩 표면(22′)에 있는 용융 금속 배출공(25) 주변이므로 배출공(25)의 주변에서 삽입체(30)가 직접 슬라이딩 밸브판(24)과 접촉하지 않도록 하면 삽입체(30)가 마모되지 않게 되어 삽입체(30)가 설치된 밸브판 조립체 전체의 수명이 연장되게 된다. 전술한 용융 금속 배출공(25) 주변의 상부 밸브판(31) 두께, 즉 슬라이딩 표면(22′)과 홈(31′) 표면 간의 두께는 최소한 5mm이상 되어야 하는바, 용도에 따라서는 20mm까지 되도록 할 수도 있다. 고강도 내화물로된 관상 삽입체(30)는 가스실(36) 상방의 상부 밸브판(31) 내주벽과 상부 밸브판(31)을 둘러싸는 금속 외피(35)에 몰타르로 고정된다.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 간단한 구성으로서도 가스를 직접 용융금속으로 주입할 수 있고 밸브판의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
제2도는 본 발명에 의한 밸브판 조립체의 다른 예를 보인 것으로서, 이 밸브판 조립체(40)는 슬라이딩 표면(41′)와 홈(41″)을 갖는 상부 밸브판(41)과 홈(41″)내에 삽입된 고강도 내화물 삽입체(42) 및 상부 밸브판(41)을 둘러싸는 금속 외피(45)를 갖고 있다.
상부 밸브판(41)의 홈(41″) 표면과 삽입체(42) 사이에는 가스 통로(43′)를 형성시키기 위한 가연성 종이(43)나 그에 유사한 물질이 삽입되어 있다. 이 종이(43)는 0.1 내지 0.5mm의 두께를 갖는 것으로서, 밸브판 조립체를 용융 금속 용기에 설치한 후 용융 금속을 주입할 때 용융 금속의 열에 의하여 연소되면서 가스통로(43′)를 구성하는 0.1 내지 0.5mm의 간극을 형성하게 된다. 삽입체(42)의 주변에는 가스 통로(43′)를 둘러싸면서 가스 공급관(46)에 연결된 가스실(44)이 형성되었다. 삽입체(42)는 그 상단이 상부 밸브판(41)의 상면 위로 돌출되어 밸브판(41)을 둘러싸는 금속 외피(45)에 결합되었고 가스실(44)의 상부에 있는 삽입체(42)의 중간 부분은 밸브판(41)의 내주벽에 결합되었다.
제3도는 본 발명에 의한 밸브판 조립체의 또 다른 예를 보인 것으로서, 이 밸브판 조립체(50)는 내화 상부 밸브판(51)과 이 상부 밸브판(51)을 둘러싸는 금속 외피(55) 및 상부 밸브판(51)의 상면에 형성된 홈(51″) 속에 삽입 고정되는 삽입체(52)를 갖고 있다.
이 상부 밸브판(51)은 홈(51″)의 주변에 상부 밸브판(51) 상면으로 돌출된 원륜상 돌출부(51′)를 갖고 있으며, 삽입체(52)는 그 상면이 돌출부(51′)의 밑으로 내려오도록 홈(51″) 속에 삽입된다. 이 밸브판에서도 삽입체(51)와 상부 밸브판(51)의 홈(51″) 표면 사이에 간극으로 형성된 가스 통로(53)가 형성되었으나, 이 가스 통로(53)는 슬라이딩 밸브판(50)의 슬라이딩 표면(50′)과 평행하고 용융 금속배출공에 수직으로 되게 형성되었다. 삽입체(52)의 하단부 외측에는 가스 통로(53)를 둘러싸면서 가스 통로(53) 및 가스공급관(56)에 연결되는 가스실(54)이 형성되었다.
밸브판(51)에 돌출되게 형성된 돌출부(51′)는 삽입체의 상면 위까지 돌출되고 그 내경은 용융 금속 배출관(12)의 하단부 외경 보다 크게되어 있어서, 용융 금속 배출관(12)의 하단부가 홈(51″) 내부에 삽입된 삽입체(52)의 상면까지 삽입되어 고정되게 되었다.
이와같은 구성은 배출관(12)과 상부 밸브판(51) 간의 밀봉 결합을 완벽하게 하는 이점이 있다.
전술한 본 발명에 있어서, 삽입체는 상부 밸브판을 제조하는데 사용되는 재료를 사용하여 상부 밸브판 제조방법과 동일한 방법으로 제조하는 것이 좋다. 삽입체의 재료로는 압축 성형용 고강도 알미늄, 마그네슘 또는 지르코늄 함유 물질이 주로 사용된다. 이러한 재료들을 강도나 사용 수명이 있어서 가장 우수한 효과를 가져온다.
본 발명에 의하면 직접적이고 효과적인 가스 주입이 가능할 뿐 아니라 삽입체(30,42,52)의 설치가 용이하며, 별도의 보호 관체를 사용하지 않아도 삽입체의 수명이 길게 유지된다.

Claims (10)

  1. 용융 금속 배출공을 갖고 있는 상부 밸브판과 상부 밸브판에 결합된 가스 주입용 삽입체를 포함하는 용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체에 있어서, 슬라이딩 표면(22′,41′,50′)의 반대측에 있는 상부 밸브판(31,41,51) 표면에 용융 금속 배출공(25)보다 넓은 홈(31′,41″,51″)이 형성되고 이 홈(31′,41″,51″) 내에 내화물 삽입체(30,42,52)가 삽입 고정되었으며 삽입체(30,42,52) 저면과 상부 밸브판(31,41,51)의 홈(31,41″,51″) 표면 사이에 용융 금속 배출공(25)과 연결되는 가스 통로(32,43′,53)가 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체.
  2. 제1항에서, 가스 통로(32,43′,53)가 삽입체(30,42,52) 저면과 상부 밸브판(31,41,51)의 홈(31′,41′,51″) 표면 사이에 형성된 간극으로 이루어짐을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  3. 제1항에서, 삽입체(30,52)의 저면이 상부 밸브판(31,51)의 홈(31′,51″)에 부분적으로 접촉되게 결합되었고 가스 통로(32,53)는 비접촉 부분에 형성되는 간극으로 구성됨을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  4. 제1항에서, 삽입체(42)와 상부 밸브판(41)사이에 0.1 내지 0.5mm 두께로 된 간극 형성용 종이(43)가 삽입되었고 가스 통로(43′)는 종이(43)의 연소에 의하여 형성되는 간극으로 구성됨을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  5. 제1항에서, 가스 통로(32,43′)가 상부 밸브판(31,41)의 슬라이딩 표면(22′,41′) 쪽으로 5° 내지 30°의 각도로 경사지게 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  6. 제1항에서, 삽입체(30,42,52)의 외주면과 홈(31′,41″,51″)의 내주면 사이에 가스 통로(32,43′,53) 및 가스 공급관(33,46,56)과 연결되는 가스실(36,44,54)이 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  7. 제1항에서, 삽입체(30)가 상부 밸브판(31)과 금속 외피(35) 내에 설치되어 고정되고 삽입체(30)의 상면에는 용융 금속 배출관(12)과 결합되는 홈이 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  8. 제1항에서, 삽입체(30,42,52)가 상부 밸브판(31,41,51)을 구성하는 재료와 동일한 압축 성형용 재료로 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  9. 제8항에서, 삽입체(30,42,52)가 알미늄, 미그네슘 또는 지르코늄 함유 물질로 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
  10. 제1항에서, 가스 통로(32,43′,53)가 상부 밸브판(31,41,51)의 슬라이딩 표면(22′,41′,50′)으로부터 5 내지 20mm의 간격을 두고 형성되었음을 특징으로 하는 밸브판 조립체.
KR1019920019267A 1991-11-19 1992-10-20 용융 금속 용기의 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 조립체 KR100241618B1 (ko)

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