KR100551472B1 - 용융금속 용기의 탕출구에 설치하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 - Google Patents

용융금속 용기의 탕출구에 설치하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내화판(22)과 전술한 내화판을 둘러싸는 금속 외피(21)를 포함하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판(20)으로 구성된다. 중심잡기 수단은 밸브판(20)에 형성된다. 전술한 중심잡기 수단은 금속 외피(21)의 내화판 지지부(26)에 대하여 수직으로 형성되고 서로 일정한 간격을 유지하도록 배치된 두 고정 표면(23),(24)으로 구성되고, 전술한 고정 표면은 금속 외피의 두께(21')와 거의 동일한 높이를 갖고 있는 구성으로 되었다. 전술한 두 고정 표면(23),(24)들은 밸브판(20)을 금속 프레임 내에 삽입하여 중심을 잡은 상태에서 금속 프레임(14),(15)에 형성된 동일한 형태의 고정 표면(18'),(19')에 결합되도록 되었다. 밸브판은 간단하고 경제적인 방법으로 제조된다.
<대표도>
도 1
도 2

Description

용융금속 용기의 탕출구에 설치하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판{A SLIDING GATE VALVE AT THE OUTLET OF A VESSEL CONTAINING MOLTEN METAL}
본 발명은 내화판, 내화판을 둘러싸는 금속 외피 및 중심잡기 수단을 포함하는 용융 금속의 탕출구에 설치하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판과 전술한 밸브판이 설치된 슬라이딩 게이트 밸브에 관계되는 것으로서, 특히 중심잡기 수단이 밸브판을 금속 프레임 내에 느슨하게 삽입되도록 하고 최소한 금속 프레임의 이동 방향에 대하여 중심을 잡도록 하는 밸브판에 관한 것이다.
영국특허 GB-A-2 213 412호에 기재된 밸브판은 중심잡기 수단을 포함하며, 이중심잡기 수단은 배출공과 동축으로 설치된 금속 캔이나 금속띠에 의하여 형성된 원통형 표면을 갖고 있다. 전술한 원통형 표면은 외향 방사하는 형태로 이루어져 있으며 밸브판은 금속 프레임내에서 움직이지 않도록 맞물리도록 구성되어 있다. 이러한 종류의 중심잡기는 전술한 외향 표면으로 이루어져야 한다. 따라서 밸브판은 오직 전술한 형태로만 가능하다.
독일특허 DE-A-44 33 356호에 기재된 공지의 슬라이딩 노즐 판에서는 하방과 측방향에서 판을 둘러싸는 금속 외피가 금속 프레임에 형성된 홈 속으로 삽입 고정되는 하나 또는 다수의 돌출부를 갖고 있다. 판을 삽입한 상태에서는 전술한 돌출부들이 판의 이동방향으로 0.1 내지 1mm의 측방향 간극을 유지하도록 되었다. 이 러한 돌출부들은 대단히 작은 허용공차를 갖도록 제작하여야 하므로 제작이 복잡함은 물론이고 제작원가가 높게 되는 문제점을 갖고 있다.
본 발명의 목적은 전술한 형태의 밸브판에 있어서, 전술한 종래 밸브판의 문제점을 개선하고 정밀한 중심잡기가 이루어지면서 염가로 간단하게 제조할 수 있는 밸브판을 제공하는 것이다. 본 발명의 밸브판은 밸브판을 설치하였을 때의 간극이 최소로 되고 중심잡기 수단의 피해 위험이 가능한 한 최대로 제거될 수 있도록 설계되었다.
전술한 본 발명의 목적은 중심잡기 수단이 일정한 간격을 두고 내화판 지지부 쪽으로 돌출되게 금속 외피에 형성된 금속 외피의 두께와 거의 동일한 높이를 갖는 두 개의 고정 표면으로 구성되고, 전술한 고정 표면은 판을 삽입하여 중심을 잡은 상태에서 동일한 형태로 금속 프레임에 형성된 고정 표면과 결합되도록 된 본 발명의 밸브판에 의하여 달성된다.
이러한 밸브판은 간단한 방법으로 본 발명에 따른 구조로 제조할 수 있으면서 슬라이딩 게이트 밸브의 금속 프레임에서의 중심잡기는 통상적인 고정방법에서 사용되는 방법으로 달성된다.
이하 본 발명을 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 밸브판이 설치된 슬라이딩 게이트 밸브의 일부를 보인 종단면도,
도 2는 도1의 II 부분을 확대한 확대 단면도,
도 3은 도1의 III-III 선에서 본 밸브판의 저면도,
도 3a는 도3의 A-A 선 단면도,
도 4 내지 도9는 본 발명에 의한 밸브판들의 다른 형태를 보여주는 종단면도,
도 10은 본 발명에 의한 밸브판의 다른 형태를 보여주는 평면도이고,
도 10a는 도 10에 기재된 밸브판의 종단면도이다.
도 1은 오직 강철 외피(13)와 내화 벽돌(17)로 구성된 용융 금속 용기의 탕출구에 설치된 슬라이딩 게이트 밸브(10)의 일부를 보여 주고 있다. 이 용기는 용융 금속으로 채워지는 연속 주조장치용 래들일 수 있다. 내화관(11)에는 탕출구(12)가 형성되었다. 이 내화관(11)의 저면에는 슬라이딩 게이트 밸브(10)의 금속 프레임(14)에 고정된 내화 밸브판(22)으로 구성되는 두 개의 밸브판(20)이 밀착되게 설치되는바, 전술한 내화판(22)들은 서로 협동하도록 되었다. 하부 가동성 밸브판(20)은 길이방향으로 이동할 수 있는 가동성 슬라이더 유니트인 금속 프레임(15)에 설치되어 밸브(10)를 개폐하는 역할을 한다. 전술한 밸브판(20)의 저면에는 내화 배출관(16)이 설치되었다. 이러한 슬라이딩 게이트 밸브(10)는 통상적인 방법으로 설치된다.
밸브판(20)들은 판금된 금속 외피(21)와 미리 성형되어 전술한 금속 외피(21) 내에 몰탈(28)로 고정된 세라믹 재질의 내화판(22)을 포함한다. 몰탈(28)은 반죽 상태로 금속 외피(21) 내에 주입되고, 내화판(22)이 삽입된 후 건조되면서 견고하게 내화판을 지지한다. 하나의 단위체로 형성된 밸브판(20)은 금속 프레임(14),(15) 내에 완전히 들어가도록 느슨하게 삽입되고 중심잡기 수단에 의하여 최소한 길이방향으로 지지된다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 중심잡기 수단은 밸브판(20)과 관련되는 것으로서 서로 간에 일정한 간격이 유지되도록 형성된 고정 표면(23),(24)으로 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 이러한 고정 표면(23),(24)들은 금속 외피(21)의 판 지지부(26) 쪽으로 거의 수직으로 되게 돌출되었으며, 금속 외피 두께(21')와 거의 같은 높이를 갖고 있다. 삽입 및 중심잡기가 된 상태의 밸브판(20)에서는 전술한 고정 표면(23),(24)들이 동일한 형상으로 형성된 금속 프레임(14),(15)의 고정 표면(18'),(19')에 결합되어 밸브판(20)은 그 이동방향에 간극이 형성되지 않도록 느슨하게 결합된다. 이러한 목적을 위하여 금속 프레임(14),(15)은 각각 고정 표면(18'),(19')이 형성된 돌출부(18),(19)를 갖고 있다. 이러한 상호 협동하는 고정 표면(18',19'),(23,24)들은 판 지지부(26)에 대하여 수직으로 형성된다. 이러한 고정 표면들은 밸브판들을 프레임 내에 삽입하기 용이하도록 접시형으로 형성하거나 또는 홈 형태로 형성될 수도 있다.
바람직한 구성에서는, 금속 외피(21)가 절취부를 갖고 있으며 절취부에서 고정 표면(23),(24)을 형성하는 내향 절곡된 비연속적인 리브(21")가 형성된다. 금속 외피(21)의 절취부는 리브(21")의 단부를 구성하고, 이 리브(21")의 단부에 고정 표면(23),(24)이 형성되었다. 리브(21")는 내향 절곡되었으며, 그 끝은 연속적 인 금속 프레임의 밑에 놓이면서도 금속 프레임과의 사이에 간극이 형성되지 않게 위치하고 있다. 이러한 구성에 의하면 리브(21")와 연속적인 금속 프레임 사이에 몰탈
(28)이 들어가지 않아서 접촉 표면(24)이 더러워지지 않도록 하는 이점이 있다.
리브(21")는 금속 외피(21)를 압착하여 형성할 때 동시에 형성될 수 있다. 금속 외피(21)가 금형에 의하여 접시형으로 형성될 때 리브(21")가 동시에 다이에 의하여 압착되고 전술한 위치를 절단하면서 형성되게 되었다. 이러한 압착과정에서 형성된 고정 표면(23),(24)은 특수한 후-가공을 하지 않고도 수 십분지 1mm의 정밀한 허용오차를 갖는다. 전술한 바와 같은 간단한 방법에 의하여 중심잡기 수단을 갖는 밸브판이 형성된다.
도3에 도시된 바와 같이, 전술한 두 개의 긴 고정 표면(23),(24)은 밸브판의 종방향 축(21A)에 직각으로 되게 밸브판의 배면에 형성되었다. 이러한 두 고정 표면들은 밸브판의 횡방향 중심부에 배출공(12)으로부터 동일한 거리에 대칭되게 형성되었으며, 금속 외피(21)의 고정 표면(23),(24)에 작동 중에 나타나는 압력이 변형 없이 흡수될 수 있는 크기로 형성되었다.
이러한 구성에 따르면 하나의 고정 표면(23)은 배출공(12)의 일측에 형성되고 다른 고정 표면(24)은 배출공(12)의 반대측에 형성되며, 두 고정 표면 사이의 거리는 밸브판 길이의 절반 이상으로 된다. 그리고 밸브판(20)의 고정 표면(23),(24)은 외부로 돌출되어 있어서 밸브판(20)을 금속 프레임(14),(15)에 설치하는데 유리한 이점이 있다. 밸브판(20)들은 설치하기 전의 냉각된 상태에서 실 온으로 유지되는 반면, 용기에 설치된 슬라이딩 게이트 밸브(10)의 금속 프레임(14),(15)은 밸브판을 설치하기 전에는 작업 온도인 200-300℃의 온도를 나타낸다. 고정 표면(23),(24)과 금속 프레임(14),(15)사이에는 온도차가 없을 때 간격이 나타나지 않지만, 전술한 온도차가 있는 경우에는 밸브판의 고정 표면(23),(24)과 금속 프레임(14),(15) 사이에 십분지 수 mm 정도의 간격이 나타나므로 밸브판을 해당하는 금속 프레임 속으로 삽입하기가 용이하게 된다. 그러나 용기에 슬라이딩 밸브(10)를 설치하고 용융 금속이 용기 내에 주입되면 밸브판(20)과 금속 프레임(14),(15)의 온도는 동일한 온도, 예를 들면 300-400℃ 정도로 상승되게 되고, 그 결과 밸브판이 프레임 쪽으로 팽창하게 되어 밸브판은 어느 정도 금속 프레임에 밀착되게 된다.
도3A는 밸브판의 종방향 축(21A)를 가로지르는 금속 프레임(15) 내의 내화판의 중심잡기 상태를 도시한 부분 단면도이다. 이 도면에 따르면 리브(21")과 금속 프레임(15)사이에는 일정한 간격이 유지되며, 내화판(22)은 리브(21")의 내주면에 결합되었음을 보여주고 있다. 이러한 구성은 밸브판이 평행하게 배치되게 할 뿐만 아니라 내화판(22)과 지지체(26) 사이에 일정한 간극이 형성되게 한다. 더구나 내화판(22)의 돌출부(19)와 리브(21")는 내화판을 금속 프레임 내에 삽입한 상태에서 리브(21")의 연부(27)와 돌출부(19)의 외표면(28) 사이에 작은 간극이 형성될 수 있는 길이를 갖고 있어서 밸브판(20)은 밸브판의 종방향 축을 가로지르는 방향으로 어느 정도 여유가 있게 중심이 잡혀있다.
도4 내지 도10에 도시된 밸브판은 전술한 밸브판에 유사하게 형성되었으나 다음과 같은 약간의 차이가 나도록 형성되었다. 이 예에서도 내화판(22)은 금속 외피 내에 몰탈로 고정되었다.
도4는 본 발명에 의한 중심잡기 수단을 갖고 있는 밸브판(40)을 보여준다. 이 밸브판에서는 두 고정 표면(43),(44)이 금속 외피(41)의 내향 절곡된 리브(41') 양측에 선상으로 형성되었다. 이 리브(41')는 금속 외피(41)의 일부를 양측에 절취부가 형성되도록 판 지지부 측으로 압착하여 형성하였다. 금속 프레임(15)에는 전술한 리브(41')가 형성되면서 형성된 홈 속으로 삽입되는 돌출부(36)가 형성되었다. 이 돌출부(36)의 양 측면이 전술한 고정 표면(43),(44)에 접촉한다.
도5에 도시된 밸브판(50)은 리브(51")가 금속 외피(51)의 절취부에 의하여 형성되지 않고 금속 외피(51)를 압축하여 형성한 홈에 형성되었다. 이 밸브판에서는 고정 표면(53),(54)이 리브(51")를 구성하는 홈의 측벽에 형성되었다.
도6은 두 개의 리브(61")가 형성된 금속 외피(61)를 갖는 밸브판(60)이 도시되었는바, 두 개의 리브(61")는 도2에 도시된 리브와 유사한 방법으로 형성되지만 밸브판의 배출공으로부터 일정한 간격을 두고 평행하게 형성되는 두 개로 구성되었다.
도7은 금속 외피(71)에 형성된 리브(71")와 같은 본 발명의 중심잡기 수단을 구비한 밸브판(70)을 보여 준다. 리브(71")는 도3에 도시된 리브와 같이 형성되었지만 내화판(22)의 반대측으로 돌출되었다. 고정 표면(73),(74)은 리브(71")의 단부 표면에 형성되었으며, 금속 프레임에는 전술한 리브(71")가 삽입되는 홈(79)이 형성되고 금속 프레임의 고정 표면은 전술한 홈(79)의 측벽에 형성되었다.
도8은 고정 표면(83),(84)을 갖는 밸브판(80)이 도시되었다. 이 밸브판에서는 금속 외피(81)가 도7에서와 같이 형성되었지만, 고정 표면(83),(84)는 도7과 반대되는 방향으로 형성되었다. 내화판(82)에는 금속 외피(81)에 리브(82')를 형성하면서 형성된 홈속으로 삽입되는 돌기를 갖고 있다.
도9에 도시된 밸브판(90)에서는 고정 표면(93),(94)이 금속 외피(91)의 저면에 용접 고정된 금속편(95)에 의하여 형성된다. 금속편(95)은 4각형으로 형성되는 것이 바람직하며, 고정 표면(93),(94)은 밸브판(90)의 종축에 대하여 직각으로 되는 금속편(95)의 측면에 형성되었다.
도10과 10a는 고정 표면(103),(104)이 하향 절곡된 리브(101'),(103')에 형성된 밸브판(100)의 구조를 보여주고 있다. 이러한 고정 표면(103),(104)들은 밸브판의 배출공과 동심원 상태로 형성된 원형을 이루도록 하는 부채꼴 형태로 형성되었다. 이러한 구성에 의하면 밸브판의 배출공은 슬라이딩 게이트 밸브의 금속 프레임에 정확하게 중심을 잡으며, 그에 따라 두 밸브판의 배출공들은 서로 동심원 상태로 되도록 일직선으로 배치된다. 좁은 접촉 표면을 갖는 밸브판의 일측에 있는 금속 외피(101)에는 두 개의 리브(103')가 밸브판의 종축을 중심으로 양측에 대칭되게 형성되었으며, 넓은 접촉면적을 갖는 밸브판의 타측에 있는 금속 외피(101)에는 리브(101')가 형성되었다. 물론 전술한 고정 표면은 직선형이나 원형 이외의 다른 형태로 형성될 수 있다.
밸브판의 저면에 형성되는 전술한 고정 표면들은 제작의 간편성을 위하여 금속 외피에 직접 형성하는 것이 좋다. 물론 밸브판이 금속 외피를 갖고 있지 않거 나 또는 금속 밴드로 둘러싸인 내화판(22)을 공지의 방법으로 금속 프레임 내에 삽입하여 지지하는 경우에는 고정 표면들이 내화판(22)에 직접 형성되게 할 수도 있다. 고정 표면들이 내화판(22)에 직접 형성되는 경우에는 내화판(22)의 저면에 한 개 또는 두 개의 홈을 형성하여 이 홈에 고정 표면이 형성되게 할 수도 있다.

Claims (12)

  1. 내화판(22), 내화판을 둘러싸는 금속 외피 및 내화판(22)이 슬라이딩 밸브의 금속 프레임 내에 느슨하게 삽입되어 중심이 잡히도록 하는 중심잡기 수단을 포함하는 용융 금속 용기의 탕출구에 있는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판에 있어서, 중심잡기 수단이 금속 외피(21),(41),(61),(71),(101)의 내화판 지지부(26)에 대하여 수직으로 밸브판의 종축(21A)을 가로지르도록 형성되고 서로 일정한 간격을 유지하도록 배치된 두 고정 표면(23,24;73,74;93,94)으로 구성되고, 전술한 고정 표면은 금속 외피의 두께(21')와 동일한 높이를 갖고 있으며, 전술한 두 고정 표면(23,24;73,74;93,94)들은 밸브판(20),(40),(60),(70),(100)을 금속 프레임 내에 삽입하여 중심을 잡은 상태에서 금속 프레임(14),(15)에 형성된 동일한 형태의 고정 표면(18'),(19')에 결합하도록 되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  2. 제1항에서, 하나의 고정 표면(23,24;73,74)은 배출공(12) 일측의 판 지지부(26)에 형성되고, 다른 고정 표면은 배출공(12)의 반대측 판 지지부(26)에 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  3. 제1 또는 2항에서, 밸브판(20)과 금속 프레임(14,15)의 한 고정 표면(23,18')과 다른 고정 표면(24,19') 사이에 밸브판 길이의 절반에 해당하는 거리가 있고, 밸브판(20)의 고정 표면(23,24)은 배출공(12)의 외측으로 향하여 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  4. 제1 또는 2항에서, 밸브판(20)의 저면에 밸브판의 종축을 가로지르도록 형성된 장방형 고정 표면(23,24)이 밸브 프레임 가동상태에서 나타나는 압력을 금속 외피의 변형 없이 흡수할 수 있도록 밸브판 폭의 절반에 해당하는 길이를 갖고 있음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  5. 제1 또는 2항에서, 금속 외피(21,41,61)가 절취되어 형성된 밸브판(20,40,60) 쪽으로 내향 절곡된 리브(21",41',61",71")를 갖고 있고, 고정 표면(23,24)은 금속 외피(21,41,61)의 절취부에 의하여 형성됨을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  6. 제5항에서, 리브(21")는 절취부가 형성되도록 내향 절곡되었고 절취부 하방의 리브 연부는 금속 프레임(14,15) 상방의 비연속 연부와의 사이에 간격이 형성되지 않도록 결합됨을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  7. 제1항에서, 내화판(22)이 밸브판(20,40,60)의 내향 절곡된 리브(21",41',61")와 결합됨을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  8. 제1항에서, 금속 외피(71,101)에 절취부를 갖는 리브(71",101')가 밸브판(70,100)으로부터 돌출되게 형성되었으며, 이 리브(71", 101')의 단부에 고정 표면(73,74;103,104)이 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  9. 제5항에서, 리브(21",71")가 금속 프레임(16)의 돌출부(19)와 장방형 홈(79)중의 하나에 맞도록 형성되고, 밸브판(20,70)은 종방향과 횡방향으로 중심이 잡히게 되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  10. 제1항에서, 고정 표면(93,94)이 금속 외피(91)의 지지부(26) 표면에 부착된 최소한 하나의 금속편(95)의 단부에 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브용 밸브판.
  11. 제1 또는 2항에 따른 밸브판(20)을 받아들이도록 된 최소한 하나의 금속 프레임(14,15)을 포함하는 슬라이딩 게이트 밸브에 있어서, 금속 프레임(14,15)이 금속 밸브판(20)의 삽입 상태에서 금속 프레임의 종방향 이동에 대하여 밸브판의 중심을 잡는 고정 표면(18',19')을 갖고 있음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브판.
  12. 제11항에서, 고정 표면(18',19')이 금속 프레임(14,15)에 돌출되게 형성된 돌출부(18,19) 또는 장방형 홈(79)에 형성되었음을 특징으로 하는 슬라이딩 게이트 밸브판.
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