NO139036B - Skyveport-lukkemekanisme for beholder for smeltet metall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en skyveportlukkemekanisme for styring av strømmen av smeltet metall fra en tappeåpning i en beholder, hvor mekanismen omfatter en ildfast portplate som ved hjelp av et frem- og tilbakegående støtstempel kan forskyves langs et tetningsområde rundt beholderens tappeåpning, mellom kontrollstillinger i hvilke en åpningsdel eller en massiv del av portplaten tillater henholdsvis stanser strømmen av flytende metall, og en til beholderen festet hovedramme understøtter portplaten og omfatter fjæranordninger som er anordnet i en bærer under portplaten og trykker portplaten ettergivende i kontakt med tetningsområdet rundt tappeåpningen.

Det .generelle område for oppfinnelsen er beskrevet i

det amerikanske patent 3 352 465 som angår en ildfast lukkeanord-ning for bunntappingsbeholdere. Dette patent viser en fremgangs-måte og en konstruksjon for bunntapping hvor et antall skyveport-plater, av hvilke noen er uten åpninger og andre har utstøpnings-åpninger, fortløpende anbringes nær utstøpingsåpningen i beholderens bunn. Som eksempel på annen kjent teknikk på området kan det f.eks. henvises til de amerikanske patenter 311 902, 1 507 852 og 3 454 201.

Ved drift av sådanne skyveportlukkemekanismer for metallsmeltebeholdere er de ildfaste materialer i portplatene og rundt beholdernes tappeåpninger utsatt for avslipning og slitasje på de arbeidende grenseflater mellom de ildfaste materialer. Videre er de ildfaste deler også utsatt for sprekkdannelser og brudd. Disse deler må derfor med mellomrom utskiftes på grunn av den nevnte slitasje, og også dersom det oppstår brudd eller for store sprekkdannelser.

Ved ildfaste plater av denne type er det nødvendig at det mellom platen og dennes sete eller underlag er anbragt et mørtellag. Denne mørtel tjener til å oppta eventuelle overflate-uregelmessigheter i den ildfaste plate, og gjør også tjeneste som en pute for å absorbere krefter som ellers kunne ryste eller danne sprekker i platen. Ved utskiftning av en slik plate er det i de kjente anordninger nødvendig at platen lirkes løs fra sitt mørtelunderlag i ventilen, at den avsatte mørtel avskrapes fra underlaget, og at et nytt lag mørtel anbringes på dette før innsetningen av den nye ildfaste plate. Deretter må mørtelen opp-varmes i en viss tid for herdingsformål. Alt dette bidrar selv-sagt vesentlig til den tid beholderen må være ute av drift for plateutskiftningsformål.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skyveportlukkemekanisme hvor det i forbindelse med de ildfaste portpla-ter er sørget for midler som resulterer i lettvint plateutskift-ning og dermed en-vesentlig reduksjon av den nødvendige tid for denne operasjon, og som dessuten øker platenes effektive levetid.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebragt en skyveportlukkemekanisme av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at portplaten langs sin omkrets er innkapslet i en metallkappe.

Ved hjelp av denne anordning oppnås for det første den fordel at innkapslingen holder på det ildfaste materiale i tilfelle av sprekkdannelse eller brudd, slik at delens levetid økes. For det andre oppnås den vesentlige fordel å redusere den tid som kreves for å skifte ut de ildfaste plater i en skyveportventil sammenliknet med ventiler av liknende type som benytter uinnkaps-lede, ildfaste plater. Ved at platen er anordnet i en metallinn-kapsling kan den foran omtalte mørtelanbringelse utføres på for-hånd, og behovet for å renske bort avsatt mørtel og på nytt an-bringe et mørtellag på underlaget før innsetningen av en ny ildfast plate, er fullstendig eliminert. Metallsmeltebeholderen trenger følgelig å tas ut av tjeneste bare en så lang tid som det tar å fjerne de brukte, metallinnkapslede plater fra sine underlag i ventilen og innsette de nye. Dette betyr en betydelig tids-besparelsesfordel, som eliminerer ca. 30 minutter av den tid som kreves for å ta en beholder ut av tjeneste for å erstatte de ildfaste plater i skyveportventilen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjélp av et utførelseseksempel' under '"henvisning" til ''tegningeneV

der fig. 1 viser et perspektivriss av en bunntappingsbeholder som er modifisert for anvendelse av en skyveportlukkemekanisme eller utstøpingsventil for tapping av smeltet stål i en kokille, fig. 2 viser et langsgående snittbilde av utstøpingsventilen på fig. 1 og viser denne i den avstengte stilling, og fig. 3 viser et liknende riss som fig. 2, men viser ventilen i den åpne stilling eller tappestillingen.

En oversikt over en skyveportlukkemekanisme i forbindelse med en beholder V er vist i perspektiv på fig. 1. Av figuren fremgår at beholderen, som i dette tilfelle er en bunntap-pings-støpeøse og har en ytre metallkappe, ved sin bunn er forsynt med en bunnplate 66 til hvilken det er festet en skyveportventil 5. Skyveportventilen omfatter i hovedsaken en hovedramme 13 og en kneleddmekanisme (et sperrekneledd 33 er vist på figuren) som åpner og lukker anordningen for utskiftning av de ildfaste deler som skal beskrives senere. Ved den nedre del av skyveportventilen 5 er anordnet et nedadragende, ildfast tappemunnstykke 22 som leder det smeltede metall M ned i en kokille X. Et fast varmeskjold 24 er anordnet ved bunnen av skyveportventilen 5, og en forskyvbar varme- og skvettskjerm 25 er anordnet innvendig slik at den omgir det ildfaste munnstykke 22 og beveger seg sam-men med dette for således å tjene som en ekstra varme- og skvettskjerm for den indre del av skyveportventilen 5.

Skyveportventilen 5 påvirkes ved hjelp av en hydraulisk sylinder 16 som styres ved hjelp av en kontrollbryter 60. Kontrollbryteren 60 påvirker på sin side hydrauliske ledninger 62 for å tilføre hydraulisk trykkfluidum til sylinderen 16 som ved hjelp av en stempelstang (ikke vist) inne i stempelkappen 64 driver de virkende deler i skyveportventilen 5. En luftslange 61 er anordnet for kontinuerlig tilførsel av luft gjennom ikke bare den hydrauliske sylinder 16 for avkjøling av denne, men også gjennom den indre del av skyveportventilen 5. Hele montasjen bestå-ende av den hydrauliske sylinder 16, luftslangen 61, de hydrauliske ledninger 62 og kontrollbryteren 60, kan fjernes ved rotasjon av montasjen, og stempelkappen 64 har ved sin ende en del som sam-arbeider med en kopling 63 på skyveportventilen 5 for å fjerne drivelementet fra denne. Den lettvinte fjerning er av betydning når kneleddmekanismen åpnes for å erstatte de indre ildfaste deler i skyveportventilen 5 ved at denne svinges åpen, og det er ønskelig at drivmontasjen er ute av veien. Også ved fylling av beholderen V med smeltebeskikning kan sylinderen fjernes for å hindre beskadigelse på grunn av spillmasse.

Slik det fremgår av fig. 2, har beholderen V en ytre metallkappe 1 og en ildfast foring 2. Som foran nevnt er denne spesielle beholder en bunntappingsbeholder, men en sidetappings-montering av skyveportventilanordningen 5 kan også lettvint gjø-res. En todelt brønnblokk 3 er anordnet ved den sentrale del av den ildfaste foring 2, og sentralt i brønnblokken er anordnet et smelteføringsrør 4 som strekker seg gjennom brønnblokkens bunn-parti og den ildfaste foring 2 og beholderens metallkappe 1.

Virkemåten for smelteføringsrøret 4, og særlig for et sikkerhetsrør 6 som vist på fig. 2, er koordinert både med stillingen og orienteringen og med utformingen av skyveportventilens festeplate 66. Festeplaten er som vist på fig. 1, festet til tappebeholderens V metallkappe 1 ved hjelp av bolter 26. Av fig. 2 fremgår at festeplaten 66 har en sikkerhetsrørkrage 68 som lig-ger an mot en ring 8 på sikkerhetsrøret 6. Sikkerhetsrørets ring 8 strekker seg også nedover for inngrep med en ^stasjonær topp-plate 9. Det er således anordnet en forbindelse av labyrinttype mellom skyveportventilens 5 festeplate 66, den øvre overflate av den stasjonære topplate 9 og brønnblokken 3.

Ved anbringelse av de ildfaste deler innpasses først topplaten 9 inn i en utsparing i festeplaten 66, slik som vist på fig. 2. Deretter anbringes en skyveport eller portplate 12 inne i hovedrammen 13 i skyveportventilen 5, og denne lukkes til den virksomme tilstand som vist på fig. 2. Utformingen av den stasjonære topplate 9 er fortrinnsvis tosidig symmetrisk både om aksen for frem- og tilbakegående bevegelse og om en akse normalt på den førstnevnte akse. Likeledes er også skyveporten 12 tosidig symmetrisk både om aksen for frem- og tilbakegående bevegelse og en akse normalt på den førstnevnte akse. Etter at en eller flere tappinger er fullført og det observeres at erosjonen som starter fra utstøpningsåpningen for skyveporten og/eller topplaten ikke. er tilstrekkelig skadelig for fortsatt anvendelse, særlig når

platene snues, kan således den ene eller begge plater lett snues

og anvendes for ytterligere tappinger.

Av fig. 2 fremgår videre at den stasjonære topplate 9 inneholder et sentralt ringformet spor som er proporsjonert for å oppta sikkerhetsrørets 6 ring 8. En metallflens 10 omgir den stasjonære topplate 9 og er krympet ved sin omkrets for inngrep med platen. En åpning er anordnet i metallflensen 10 nær ringen 8 for å gi rom for tilveiebringelse av en keramisk sjøt. Et mør-telfyllstoff er fortrinnsvis innført mellom metallflensen og topplaten 9 for å oppta uregelmessigheter. Det ildfaste materiale i topplaten er således innkapslet slik at den i tilfelle av brudd vil holdes i stilling.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er også skyveporten 12 og det vedhengende munnstykke 22 langs sin omkrets innkapslet i en metallkappe 70. Skyveporten eller portplaten 12 og metall-kappeh 70 er fortrinnsvis avrundet ved sine motsatte ender, og metallkappen er fortrinnsvis krympet ved sin nedre ende 19 og ved sin øvre omkrets 18. Således er både den stasjonære topplate 9 og skyveporten 12 metallinnkapslede, ildfaste materialer. Skyveporten 12 er fortrinnsvis sammensatt av tre deler. Mer spesielt består munnstykket 22 som vist av en meget erosjonsbestandig, ildfast indre hylse 21 som er anordnet som støpetraktdel av skyveporten 12, og en ytre ildfast del med lav ledningsevne. På skyveporten 12 er anordnet en bortslipingsbestandig topplate 20 av et materiale av samme type som det som den stasjonære topplate 9 er fremstilt av.

I de tilfeller hvor det er referert til et meget erosjonsbestandig ildfast materiale, kan det benyttes et kommersielt tilgjengelig materiale som har et høyt innhold av aluminiumoksyd, normalt i området 85 til 95 %. Disse materialer har høy tetthet og er brent ved høy temperatur. Overflatene av disse materialer

• må ofte slipes til nøyaktig form. Det understøttende ildfaste materiale, såsom det som er benyttet i brønnblokken 3 og det ildfaste munnstykke 22 som omgir den erosjonsbestandige ildfaste hylse 21 i skyveporten 12, er p"å den annen side normalt dannet av et porøst materiale med lavere aluminiumoksydinnhold, og som kan være støpbart. Videre kan det også benyttes et smeltet, støpbart kiselmateriale, men dette er noe dyrere enn det porøse materiale med lavere aluminiumoksydinnhold og som er støpbart, og dette er

således ikke så tilpasningsbart for bruk. Mørtel kan anvendes for befestigelse av smelteføringsrøret 4 i sikkerhetsrøret 6.

Forbindelsen mellom sikkerhetsrøret 6 og topplaten 9 kan være ut-

ført "tørr" uten pakning eller mørtel, idet dennes sikkerhet er basert på sammenlåsirig av deler og de ulike typer av ildfast materiale" og disses oppførsel i det aktuelle tappemiljø med høye temperaturer.

Skyveportens 12 stilling under tapping er best vist på

fig. 3. Det fremgår at det hydrauliske stempel 54 er i høyre stilling hvor stempelstangen 17 har trukket den luftavkjølte skyveportbærer 14 til en stilling i hvilken alle tappemunnstykker er aksialt innrettet. Ved alle tidspunkter under trekkevirkningen hviler belastningsputene 15 stadig mot skyveportens 12 metallkappe 70, og omgir periferisk skyveportens 12 tappemunnstykke og presser den øvre overflate av skyveporten på ettergivende måte mot den

nedre overflate av den stasjonære topplate 9. For å oppnå stadig avkjøling inne i skyveportventilen 5 og også for å skjerme mot skvetting under tappingen, er dessuten det faste varmeskjold 24 anordnet under hovedrammen 13 i skyveportventilen 5, og den innen-

for varmeskjoldet anordnede, glidbare varme- og skvettskjerm 25

er forsynt med en sentral åpning 55 som omgir den fremstikkende munnstykkedel 22 av skyveporten 12. Når således den luftavkjølte skyveportbærer 14 føres fra stillingen på fig. 2 til stillingen på fig. 3, eller til en mellomliggende stilling, vil det faste varmeskjold 24 og den glidende varme- og skvettskjerm 25 fortsette å beskytte det indre av skyveportventilen 5 fra både varme og skvetting.

Claims (4)

1. Skyveportlukkemekanisme for styring av strømmen av smel-

tet metall fra en tappeåpning i en beholder, hvor mekanismen omfatter en ildfast portplate (12) som ved hjelp av et frem- og tilbakegående støtstempel (17) kan forskyves langs et tetningsområde (9) rundt beholderens tappeåpning, mellom kontrollstillinger i hvilke en åpningsdel eller en massiv del av portplaten (12) tillater henholdsvis stanser strømmen av flytende metall, og en til beholderen festet hovedramme (13) understøtter portplaten (12) og omfatter fjæranordninger (15) som er anordnet i en bærer (14) under portplaten og trykker portplaten ettergivende i kontakt med tetningsområdet rundt tappeåpningen, karakterisert ved at portplaten (12) langs sin omkrets er innkapslet i en metallkappe (70).

2. Skyveportlukkemekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at fjæranordningene (15) er i inngrep med metallkappen (70).

3. Skyveportlukkemekanisme ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den metallinnkapslede portplate (12) er tosidig symmetrisk både om aksen for frem- og tilbakegående bevegelse og en akse normalt på den førstnevnte akse.

4. Skyveportlukkemekanisme ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at de motsatte ender av portplaten (12) og metallkappen (70) er avrundet.