KR930002838B1 - 미끄럼 게이트 밸브에 사용되는 내화판 및 그 장착방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

미끄럼 게이트 밸브에 사용되는 내화판 및 그 장착방법

제 1 도는 티밍 용기(teeming vessel) 및 밸브의 종단면도.

제 2 도는 제 1 도의 선(2-2)에 의한 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 일부분(F3)의 확대 단면도.

제 4 도는 판이 캐리어에 단단히 고정된 상태의 제 3 도의 변형예를 도시한 확대 단면도.

제 5 도는 캐리어에 수직인 클램프 나사를 도시한 제 3 도의 변형예를 도시한 확대 단면도.

제 6 도는 내화벽의 표면이 경사지지 않은 제 3 도의 다른 변형예를 도시한 확대 단면도.

제 7 도는 미끄럼 게이트의 대칭 구조를 도시한 변형예의 평면도.

제 8 도는 오브라운드(obround)판과 클램프를 갖는 고정판과 미끄럼 게이트판의 변형예를 도시한 평면도.

제 9 도는 2개의 오리피스를 갖는 사각판의 변형예를 도시한 평면도.

제10도는 회전 밸브로 사용되는 다른 변형예의 평면도.

제11도는 하부 노즐과 고정판을 결합시키기 위한 변형예를 도시한 둘 사이의 연결부를 절개한 확대 부분 단면도.

제12도는 제11도의 변형예를 도시한 콜렉터 노즐과 미끄럼 게이트판을 절개한 확대 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 티밍(teeming)용기 2 : 금속쉘

3 : 내화 라이닝 5, 5' : 하부 노즐

6 : 밸브 장착판 9, 9' : 고정 내화판

10, 10' : 미끄럼 게이트판 12 : 밸브 프레임

13 : 미끄럼 게이트판 캐리어 16, 16' : 콜렉터 노즐

18 : 내화 콜렉터팁

본 발명은 유체 특히 강철과 같은 재료의 티밍(teeming)을 제어하기 위해 사용되는 미끄럼 게이트 밸브와 클램프, 내화벽 그리고 그 방법에 관한 것이다. 이는 새플랜드 앤드 새플랜드(shapland and shapland)의 미합중국 특허 제4,063,668호에 예시되어 있다.

루이스(Lewis)의 미합중국 특허 제311, 902호의 여러가지 밸브와, 미합중국 특허 제4, 063, 668호에 도시된 인터스톱 및 메타콘(Interstop and Metacon)밸브에 의하면, 고정 및 미끄럼 내화벽 요소는 금속요소로써 모르타르로 결합된다. 공학적 원리는 작업 동안에 내화벽 요소를 내화판의 파괴를 방지하도록 접촉 관계로 그리고 수직 및 측면 압축 상태에서 고정하는 것이다. 적은 손상이 일어날지라도, 금속 케이싱에 의한 압출력은 액체 금속의 누출을 방지한다.

새플랜드 등의 미합중국 특허에 의한 여러 미끄럼 게이트 밸브에서는, 접촉력과 수직 압축력을 가하는데 스프링을 사용한다. 이러한 밸브 구조에서는 고정 및 미끄럼 밸브를 전체적이지는 않지만 접촉 표면상에서 내화벽을 감싸고 있는 경금속의 스탬핑(stamping)으로 모르타르 결합된다. 금속 케이싱은 내화판의 바닥에 스프링력을 분배하는데 도움을 주고 판을 측면으로 내장하는데 도움을 준다. 이러한 밸브의 변형예에서는, 금속 또는 금속 및 압축성 내화성 섬유 조합판을 사용하여 내화벽의 바닥 전체에 스프링력을 분산시킨다. 인장 및 클램프된 밴드 또는 판의 주변을 따라 용접 및 수축된 밴드는 내화벽을 측면으로 내장하고 압축하는데 사용된다.

종래의 밸브 특히 종래의 내화벽으로는, 내화벽 표면의 평면성을 반드시 보장하여야 한다. 때때로 이는 표면의 연마를 포함하여 비싼 성형 공정을 하여야 한다. 또한, 금속용기안에 내장된 내화벽은 완전한 평면성을 갖더라도, 내화벽을 금속용기 안으로 모르타르시킬때 이러한 평면성을 손상하게 된다. 내화벽이 내장 또는 금속으로 감싸일때 주물할 수 있는 일체로 되는 형태의 내화벽보다 비싼 많은 부분의 구운 내화재료를 사용하여야 한다.

강철을 제조할때는 가격의 여러 요소는 톤당 가격에 반영된다. 이는 미끄럼 게이트 밸브를 작동시키는 가격을 포함한다. 따라서, 내화벽을 조절할 수 있는 많은 열을 최대화시키는 미끄럼 게이트를 개량할 필요가 있다. 또한 내화벽의 가격을 최소화하고 적절한 가격으로 밸브를 구성하여 사용할 필요가 있다. 밸브가 그 내화벽을 교체하는데 필요한 시간과 제조시간 그리고 내화벽 자체의 가격은 누출을 최소화하는 밸브의 안전성과 함께 모두 고려하여야 한다.

본 발명은 고정판과 미끄럼 게이트가 밴드가 없는 내화벽인 내화벽 구조와 밸브에 관한 것이다. 이와 마찬가지로 하부 노즐과 콜렉터 노즐 또한 선택적인 콜렉터 팁을 따라 밴드가 없는 형태이다. 여러가지 내화벽의 형태를 고려할 수도 있지만, 내화벽의 모서리상에 테이퍼면을 갖고 대응 테이퍼면을 갖는 클램프에 의해 맞물리는 형태를 주로 사용한다. 내화벽은 고정판과 미끄럼 게이트의 단일 형태로 만들어질 수 있다. 모든 내화벽은 내화벽의 모서리 또는 테이퍼면과 맞물리는 테이퍼면을 갖는 클램프 부재에 의해 제위치에 클램프된다. 노즐은 이와 유사하게 맞물리지만 내장지지 및 클램프에 의해 이루어진다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 밴드가 없는 내화벽과 압축 및 로크되어 맞물릴 수 있는 클램프 조립체를 구비한 밸브 구조를 마련하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동일한 고정판과 미끄럼 게이트판의 한 형태를 마련하여 제조상의 문제점을 감소하고 제조의 경제성을 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오리피스 부분에서 침식방지 삽입부를 갖는 일체로된 재료로 선택적으로 주물할 수 있는 밴드없는 내화벽을 마련하는 것이다.

제 1 도에 의하면, 레이들(ladle) 또는 티밍용기(1)는 내화 라이닝(3)과 함께 금속 쉘(2)을 가지고 있다. 티밍 오리피스(4)는 내화 라이닝(3)의 중앙에 마련되고 이는 티밍될 응용 재료로부터 금속쉘(2)을 보호한다. 레이들 오리피스의 하부는 클램프(23)에 의하여 밸브 장착판(6)에 고정된 변위가능한 하부 레이들 노즐(5)에 의해 형성된다. 밸브 장착판(6)은 레이들 금속 쉘(2)에 볼트등으로 고정된다.

밸브 장착판(6)에는 고정판 클램프 지지블럭(7)이 고정되고, 이는 고정판 클램프(8)를 보강하며, 상기 고정판 클램프는 고정 내화판(9)을 지지하고 클램프시키며, 가동 내화판 또는 미끄럼 게이트판(10)이 고정 내화판(9)의 경계부 아래로 연장될때 미끄럼 게이트판(10) 단부의 상방 변위를 방지하도록 작용한다.

밸브 프레임(12)은 프레임 현수대(11)에 의해 밸브장착판(6)아래에 현수된다. 밸브 프레임(12)은 미끄럼 게이트판 캐리어(13)를 내장하고 지지한다. 캐리어(13)는 본 실시예에서는 유압 구동식인 동력 기구(14)에 의해 작동한다. 가열 및 스플래터(splatter)쉬일드(15)의 설비를 도시하고 있다. 스플래터 쉬일드(15)는 미끄럼 게이트판 캐리어(13)에 나사연결된 콜렉터 노즐 클램프(collector nozzle clamp. 17)에 의해 지지되는 내화 콜렉터 노즐(16)이 위치할때 미끄럼 게이트판(10)아래에 현수된다.

내화 콜렉터 팁(18)은 내화 콜렉터 노즐(16)의 아래에 선택적으로 위치한다. 콜렉터 팁은 콜렉터 노즐 클램프(17)상에 나사로 맞물리는 콜렉터 팁 클램프(19)에 의해 지지된다.

제 3 도에 의하면, 분해 가능한 미끄럼 게이트판(10)을 분해가능한 다이어프램형 캐리어(13)에 클램프되어진 상태에서의 내화판 클램프(8)와 나사(20)가 도시되어 있다. 이와 동시에, 이는 열팽창에 대하여 분해가능한 내화판을 지지하고 분해가능한 내화판의 재료를 일정하게 유지시키고 압축시킨다.

제 4 도는 제 3 도와 비교할때 판의 같은 위치를 도시하고 있지만 내화판 클램프(8)가 비탄성 지지형태의 제거 가능한 캐리어(21)에 의해 지지된 내화판에 압력을 가하도록 구성되어 있다.

제 5 도에는 판표면에 수직방향으로 이동되는 판 클램프(22)의 다른 변형예가 도시되어 있다. 이러한 판 클램프는 내화판에 클램프력과 측면 저지력을 모두 가할 수 있다. 이의 결점은 판을 교체할때 완전히 분해하여야 하는 것이지만 판 표면에 경사진 제 3 도의 내화판 클램프(8)를 완전히 제거하지 않고 판을 교체할 수 있도록 충분히 보강할 수 있다. 그러나, 이러한 형태의 판 클램프(22)는 제 1 도의 하부 레이들 노즐 클램프(23)에 의해 그리고 제 8 도 및 제10도의 곡선 판클램프(22)에 의해 도시된 바와 같은 판 또는 노즐의 곡선 모서리에 사용하는 경우에는 보다 효과적이다. 수직 형태의 클램프(22)는 경사 클램프를 사용한다면 경사 클램프가 볼트(20)를 조일때 반경방향으로의 변화를 조화시키기에 충분한 가요성을 가져야 하므로, 곡선 형상의 경우에 사용한다.

제 6 도에는 경사이동 직선 표면 클램프(24)를 갖는 변형예가 도시되어 있으며, 클램프(24)는 비경사 수직모서리의 내화판(25)과 비탄성 지지형태의 가동 캐리어(21)를 지지한다. 이와 같은 형태의 클램프는 정확한 측면 지지력을 가할 수 있지만 매우 적은 수직 클램프력만을 가할 수 있다. 따라서, 비탄성형 캐리어에 보다 적합하다.

동일한 고정판(9)과 미끄럼 게이트판(10)의 사용은 이들이 동일한 방법으로 그 상류 및 하류 내화벽돌과 각각 맞물리는 구조에 기인하는 것이다. 예를들어, 제 1 도에 도시된 바와 같이, 접속 보스는 하부 노즐(5)의 접속 포켓이 모르타르로된 상태로 고정판과 맞물려서 각판의 뒷면에 마련된다. 이와 유사하게, 콜렉터 노즐(16)의 접속 포켓(32)은 미끄럼 게이트판(10)의 접속 보스(30)와 맞물린다.

이미 언급한 바와 같이, 밸브는 탄성형태이다. 제 1 도에 도시된 바와 같이, 다이어프램(35)은 미끄럼 게이트판(10)의 대부분을 덮도록 마련되어 있고, 다이어프램은 외부 가스원과 압력도관(38)의 수단에 의해 일정한 탄성 맞물림을 유지하여 작동하는 챔버(36)를 덮고 있다.

스플래터 쉬일드(15)는 금속의 쉬일드 뒷면(40)과, 쉬일드 뒷면(40)에 일체로 캐스팅된 쉬일드 내화부(41)를 가지며, 캐리어(13)에 쉬일드 장착부(42)에 고정된다.

고정판(9) 또는 미끄럼 게이트판(10)인 판의 두면을 연마하는 것이 바람직-한 것이 제11도 및 제12도에 도시되어 있다. 하부 노즐(5')과 맞물리는 고정판(9')의 경우에는 설부와 홈 조인트(30')를 마련하고 있다. 이와 유사하게 제12도에서는, 콜렉터 노즐(16')은 상기와 유사하게 대응하는 설부와 홈조인트(30')의 수단에 의해 미끄럼 게이트판(10)의 하부 부분과 맞물려 있다.

고정판(9)과 미끄럼 게이트판(10) 그리고 콜렉터 노즐 및 팁(16, 18)에는 적절한 각도를 준다. 이는 모서리를 따라 5 내지 20˚의 테이퍼를 형성한다. 5˚이하인 경우에는 클램프 효과와 함께 중심으로의 압축효과가 감소된다. 각도가 45˚이상인 경우에는 압축력이 없이 거의 100%의 클램프력만을 작용한다. 예를들어 콜렉터 노즐(16)이 콜렉터 노즐 클램프(17)에 의해 맞물리는 경우에는, 하단부에서 5 내지 20˚범위의 각도를 갖는다. 한편 고정판(9)과 미끄럼 게이트판(10)의 경우에는, 하향 클램프력과 함께 중심으로의 압축력을 적절히 하기 위해서는 5 내지 20°의 각도의 범위지만 그 형상은 약 7°내지 15°의 평균각도가 양호하다. 또한, 고정판(9)이 고정되어 있으므로, 어느 정도 적은 클램프력을 필요로 한다. 다시 말해, 미끄럼 게이트판(10)을 움직이는데 필요한 마찰력은 보다 큰 클램프력을 필요로 한다.

본 발명의 방법을 사용하는데 있어서는, 고정판(9)과 미끄럼 게이트판(10) 모두의 내화판은 이를 제 위치에 고정하고 내화부를 압축시키는 중심방향력 성분을 마련하는 압축력의 수단에 의해 각 지지부재에 클램프되어 맞물린다. 내화부, 즉 고정판(9)과 미끄럼 게이트판(10)은 양호하게는 동일하다. 동일한 판을 사용하므로써, 재고를 적게할 수 있고 두 판의 가공을 보다 손쉽게 할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예가 도시되고 설명되었지만 이러한 실시예에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 다시 말해서, 본 발명은 본 발명의 정신 및 영역내에서 본 발명의 변경, 수정 및 변형, 실시 및 사용등을 모두 포함한다.

Claims (23)

1. 내화판을 가진 게이트 밸브 사용을 위한 한 세트의 내화판에 있어서, 고정 내화판(9)과 미끄럼 내화판(10)이 한 측부에서 서로 미끄럼 접촉토록 형성 설치되고 ; 상기 고정 내화판(9)과 상기 미끄럼 내화판(10)은 상기 각각의 내화판(9, 10)의 측 모서리 상에 작용하는 내화판 클램프(8)에 의해 이들 각각의 지지부재인 밸브 장착판과 캐리어(6, 13)에 클램프되기 위한 모서리를 구비하며 ; 클램핑시, 각각의 상기 클램프(8)는 웨지로서 상기 클램프의 테이퍼진 면을 따라 각각의 상기 내화판들의 측 모서리에 작용하고, 그에 의해 상기 내화판이 상기 각각의 지지부재인 밸브 장착판과 캐리어(6, 13)쪽으로 클램핑되어 밀려지는 방향으로 각각의 상기 내화판들을 가압하는 동안에 상기 내화판의 상호 미끄럼 접촉면에 대해서는 평행한 방향으로 각각의 상기 내화판들을 압축하는 것을 특징으로 하는 내화판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모서리 부분 테이퍼가 내화판의 두 면에 수직인 축에 5 내지 20˚의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 내화판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 내화판상의 중심 원형 보스가 장착면과 대면하며, 상기 보스는 노즐상의 포켓내에 끼이도록 된 것을 특징으로 하는 내화판.
4. 제 1 항에 있어서, 판이 거의 사각형인 것을 특징으로 하는 내화판.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 사각 부분이 방사상의 코너를 갖는 것을 특징으로 하는 내화판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 내화판이 중심 오리피스를 가지며, 상기 내화판이 오리피스의 대향 측부상에서 경면 대칭의 이등변 사다리꼴의 형상을 하며 2개의 단부 모서리 부분 및 4개의 측벽 모서리 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 내화판.
7. 제 1 항의 내화판과 조합된 웰 블럭 노즐에 있어서, 상기 노즐은 노즐의 하류 단부의 칼라상에 5°내지 20의 테이퍼 부분을 가지며 또 다른 제 2 단부에서 제 1 단부 테이퍼 부분보다 작은 직경을 갖는 링 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
8. 제 7 항에 있어서, 하부 부분에서 환상 홈 포켓으로 구성된 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 포켓은 웰 블럭 노즐과 접촉하는 고정판 부분내에 보스를 수용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
10. 미끄럼 게이트 밸브에 사용되는 내화판에 있어서, 대향한 모서리 단부와 모서리 측부와 미끄럼 면과 장착면을 갖는 내화판을 포함하며, 상기 한 모서리 측부가 테이퍼진 부분을 가지며, 상기 한 단부 모서리가 테이퍼진 부분을 가지며, 내화판의 폭과 길이가 테이퍼진 모서리 부분의 거의 전체 범위를 따라서 미끄럼 면으로부터 장착면을 향하여 점진적으로 확대되며, 상기 각 면의 각도가 대향한 클램프 부재가 중앙 압력성분 및 하향 압력 성분을 발휘하도록 허용하며, 상기 하향 성분이 내화벽의 지지부에 대하여 지향되도록 하는 것을 특징으로 하는 내화판.
11. 제10항에 있어서, 상기 테이퍼면이 내화판의 두 표면에 수직인 축에 5°내지 20˚의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 내화판.
12. 제10항에 있어서, 상기 표면에 대향하는 내화판의 표면상의 중앙 원형홈이 내화판과 공유면을 가지며, 상기 홈이 콜렉터 노즐상의 직립 홈을 수용하도록 조화된 것을 특징으로 하는 내화판.
13. 제12항의 내화벽과 함께 사용되는 웰 블럭 노즐에 있어서, 상기 노즐이 하부 칼라상에 5˚내지 20˚의 테이퍼를 구비하고, 상기 노즐이 하부 웨이퍼 부분보다 적은 직경의 상부 부분에서 링 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
14. 제13항에 있어서, 하부 부분이 환상 포켓으로 구성된 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
15. 제14항에 있어서, 상기 환상 홈 링이 콜렉터 노즐과 접촉하는 미끄럼 판안에 대응 환상 홈 링과 대향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 웰 블럭 노즐.
16. 제10항에 있어서, 상기 판이 거의 사각형인 것을 특징으로 하는 내화판.
17. 제16항에 있어서, 상기 사각 부분이 방사상의 코너를 갖는 것을 특징으로 하는 내화판.
18. 제10항에 있어서, 상기 판이 단부 벽 부분과 함께 사각형 방향상에 2개의 단부 모서리와 4개의 측벽모서리 그리고 2개의 부가적인 측벽 모서리를 형성한 거울상의 이등변 사다리꼴의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 내화판.
19. 평행한 미끄럼 면과 장착면과 테이퍼진 모서리 부분을 가지며 그 폭과 길이가 테이퍼진 모서리 부분의 거의 전 길이를 따라서 미끄럼 면으로부터 장착면을 향해 점진적으로 커지는 내화판을 미끄럼 게이트 밸브내에 장착시키는 방법에 있어서, 내화판의 양 모서리를 테이퍼 가공하는 단계와, 중앙 및 장착 압력 성분을 갖는 내화판의 테이퍼 모서리를 클램핑시키는 단계와, 상기 판을 클램핑 주변 맞물림 상태로 위치시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 사용중 파단이 일어나는 부분 또는 내화판의 이동을 제한하도록 내화판을 밸브에 삽입하는 동안 내화판에 모서리 성분 압축 및 클램핑력이 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제19항에 있어서, 대향하는 상대 미끄럼 면 대 면 압축 맞물림을 위해, 밸브내 장착시에 내화판에 모서리 압축력을 가하는 단계와, 밸브를 사용하는 동안에 내화판상에 상기 모서리 압축력을 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 정지판 및 미끄럼판을 이동시키는 캐리어와 캐리어를 수용하는 프레임과 캐리어를 구동시키는 구동수단과, 미끄럼 판을 정지판과 면 대 면 접촉시켜 가압하는 가압 수단을 구비하며 상기 정지판 및 미끄럼판이 대향면 즉, 미끄럼 면이 되는 한 면과 장착면이 되는 한 면을 각각 가지며 상기 판의 폭과 길이가 미끄럼 면으로부터 테이퍼진 모서리 부분의 거의 전 범위를 따라 또한 테이퍼진 모서리 부분에서 장착면 방향으로 갈수록 점진적으로 커지는 밴드없는 내화부에 사용되는 미끄럼 게이트 밸브에 있어서, 상기 플레이트의 테이퍼진 모서리 부분과 결합하는 테이퍼진 클램핑 수단과, 상기 클램핑 수단과 결합하여 이것을 미끄럼 면으로부터 대향 방향으로 가압하는 수단을 포함함으로써 결합 수단이 클램핑 수단과 결합될때 중심 압축력 성분과 클램핑 성분으로 나타나는 것을 특징으로 하는 미끄럼 게이트 밸브.
23. 제22항에 있어서, 상기 클램핑 수단은 미끄럼 면의 평면과 장착면을 향하여 경사진 것을 특징으로 하는 미끄럼 게이트 밸브.

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