NO140412B - Skyveport-lukkemekanisme for beholdere for smeltet metall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en skyveportlukkemekanisme for styring av strømmen av smeltet metall gjennom en tappeåpning i en beholder, hvor mekanismen omfatter en ildfast portplate som er montert i en bærer 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 som understøtter bæreren og omfatter fluidumkjølte fjæranordninger som er montert i kjølefluidumkamre i bæreren, og trykker portplaten ettergivende i kontakt med tetningsområdet rundt tappeåpningen.

Det generelle område for oppfinnelsen er beskrevet i det amerikanske patent 3 3 52 465 som angår en ildfast lukke-anordning for bunntappingsbeholdere. Dette patent viser en frem-gangsmåte og en konstruksjon for bunntapping hvor et antall skyve-portplater, av hvilke noen er uten åpninger og andre har utstøp-ingsåpninger, fortløpende anbringes nær utstøpingsåpningen i beholderens bunn. Annen relevant kjent teknikk omfatter bl.a.

de amerikanske patenter 311 902, 1 507 852 og 3 454 201.

De kjente lukkemekanismer lider alle av forskjellige ulemper. F. eks. er der ikke anordnet noen virkelig ettergivende tetning i det amerikanske patent 1 507 852. Heller ikke ifølge det amerikanske patent 3 454 201 er det anordnet noen ettergivende anordning for å tillate variasjoner i overflatene av de ildfaste deler. Selv om de amerikanske patenter 311 902 og 3 352 465 viser ettergivende tetningsanordninger for tetning av to ildfaste deler, er den ettergivende understøttelse en kant-understøttelse og ikke fordelt over grenseflaten.

Det problem som arbeidere på dette område står over-for, er å gi rom for avsliping og slitasje på den arbeidende grenseflate mellom ildfaste materialer. Dette problem komplise-res ytterligere på grunn av den iboende natur av de ildfaste materialer som vil bøyes i en viss grad, og som alltid vil ha over-flateufullkommenheter som det må tas hensyn til i en tetning.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skyveportlukkemekanisme med en anordning som er i stand til å tilføre et kjølemedium til portplatepåvirkende fjæranordninger som er montert i den i hovedrammen forskyvbare portplatebærer.

Ovennevnte formål oppnås med en skyveportlukkemekanisme av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det frem- og tilbakegående støtstempel omfatter en passasje som ved den ene ende er forbundet med en kjøleflui-dumkilde og er operativ for tilførsel av kjølefluidum til kjøle-fluidumkamrene i bæreren.

Ved hjelp av løsningen ifølge oppfinnelsen oppnås effektiv avkjøling av fjæranordningene på en måte som tillater at disse kan monteres i portplatebæreren som er en bevegelig del. Fjærene kan således anordnes i umiddelbar nærhet av tappeåpningen gjennom portplaten der hvor en effektiv tetning er mest ønskelig. Fjærene blir til stadighet luftavkjølt under tappingen for å hindre at deres driftstemperatur overskrider 260° C, slik at man sikrer konstant ettergivende virkning av fjærene uten permanent deforma-sjon som vil inntreffe ved høyere temperaturer.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av et antall utførelseseksempler under henvisning til teg-ningene, der fig. 1 viser et perspektivisk bilde av en bunntappings-beholder som er modifisert for anvendelse av en skyveport-lukkeme-kanisme eller skyveportventil for tapping av smeltet stål i en kokille, fig. 2 viser et langsgående tverrsnittsbilde av skyveportventilen på fig. 1 og viser denne i den avstengte stilling, fig. 3 viser et bilde liknende det på fig. 2, men viser ventilen i den åpne stilling eller tappestillingen, fig. 4 viser et snittbilde gjennom en midlere del av en av belastningsklossene og viser denne i den normale arbeidsstilling, og fig. 5 viser et snittbilde av en av belastningsklossene og viser denne i den forbelastede stilling med den viste utstrakte bevegelsesgrense.

På fig. 1 er vist en beholder V som i dette tilfelle er en bunntappings-støpeøse og som har en ytre metallkappe og ved sin bunn er forsynt med en festeplate 66 til hvilken det er festet en skyveportventil 5. Skyveportventilen omfatter i hovedsaken en hovedramme 13 og to kneledd (et sperrekneledd 33 er vist på figu-ren) , som åpner og lukker anordningen for utskiftning av de ildfaste deler. Ved den nedre del av skyveportventilen 5 er anordnet et nedadragende, ildfast tappemunnstykke 22 som leder det smel-tede metall M ned i en kokille I. 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 sammen 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 bestående 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 samarbeidende 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.

Som vist på fig. 2 og 3, har beholderen V en ytre metallkappe 1 og en ildfast foring 2. 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 bunnparti og den ildfaste foring 2 og beholderens metallkappe 1. Av fig. 2 fremgår at festeplaten 66 har en sikkerhetsrørkrage 68 som ligger an mot en ring 8 på et sikker-hetsrør 6. Sikkerhetsrørets ring 8 strekker seg også nedover for inngrep med en stillestående topplate 9. Det er således anordnet en forbindelse av labyrinttype mellom skyveportventilens 5 festeplate 66, den øvre overflate av den stasjonære topplate 9 og brønn-blokken 3.

Av fig. 2 fremgår videre at den stasjonære topplate 9 inneholder et sentralt ringformet spor som er proposjonert 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 en keramisk skjøt. Et mørtelfyllstoff er fortrinnsvis innført mellom metallflensen og topplaten 9 for å oppta uregel-messigheter. Det ildfaste materiale i topplaten er således innkapslet slik at den i tilfelle av brudd vil holdes i stilling.

Skyveporten 12 og det vedhengende munnstykke 22 er like-ledes innkapslet i en metallkappe 70 som fortrinnsvis er krympet ved sin nedre ende 19 og ved sin øvre omkrets 18. Således er både den stillestående 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 stø-petraktdel av skyveporten 12, og en ytre ildfast del med lav led-ningsevne. 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.

Skyveportlukkemekanismen omfatter en trykkforbindelse mellom de to flater av ildfast materiale som glir i forhold til hverandre i skyveportventilen 5. Disse flater befinner seg .på motstående sider av den stasjonære topplate 9 og skyveporten 12 og er erosjonsbestandige, ildfaste flater. For å opprettholde trykk-forbindelsen mellom de to ildfaste flater, er det i skyveportventilen 5 sørget for et antall belastningsklosser eller belastningsputer 15. Disse belastningsputer hviler mot den nedre overflate av skyveportens 12 innhylling, og da det finnes et antall sådanne belastningsputer 15 rundt omkretsen av den stasjonære helleåpning, frembringer de til stadighet en ringformet belastningssone som på ensartet måte øker de ildfaste flaters tetningstrykk. Belastnings putene 15 som hviler under underdelen av skyveporten 12, er anordnet i en bærer 14 som omslutter skyveporten 12 og føres frem-og tilbake i hovedrammen 13. Den ringformede belastningssone strekker seg rundt helleåpningen i den stasjonære topplate 9 som hviler mot festeplaten 66, og er inneholdt i en fordypning som er anordnet i denne.

Som mer spesielt vist på fig. 4, inneholder hver belast-ningspute 15 et skaft 69 med et hode 69a som er forsynt med en konveks bæreflate 67. En skruefjær 53 er anbragt under et hode 69a og omslutter skaftet 69. Fjæren 53 er forspent ved hjelp av en låsekrage 72. Låsekragen 72 har på sin side en ring 76 som står i friksjonsinngrep med beholderveggen i skyveportbæreren 14 og hviler mot en beholderavsats for å presse skaftet 69 oppover. En låsering 73 er festet i et spor ved bunnen av skaftet 69 og begrenser som vist på fig. 5, utvidelsen av fjæren ved berøring med kragen 72, slik at belastningsputens 15 hode 69a bare kan strekke seg i en viss avstand over skyveportbærerens 14 overflate 74. Under normal drift begrenser kragen 72 og låseringen 73 den maksi-male hevning av overflaten av belastningsputens 15 hode 69a til ca. 1,25 cm over overflaten 74 av skyveportbæreren 14, samtidig som den opprettholder en forspenning på fjæren 53. Den normale arbeidsstilling er på den annen side tilnærmet 0,65 cm over overflaten 74. Når kneleddmekanismen således anvendes for fastholdel-se av skyveporten 12 i motstående trykkforbindelse i forhold til den stasjonære topplate 9, vandrer belastningsputene noe forbi den normale arbeidsstilling når kneleddene passerer over sentrum, og returnerer deretter til den normale arbeidsstilling. Den totale nedbøyning av hver fjær er i dette tilfelle fortrinnsvis ca. 0,65 cm forbelastningsnedbøyning pluss 0,65 cm nedbøyning som er til stede etter at kneleddmekanismene er påvirket for å anbringe mekanismen i den normale arbeidsstilling. Skruefjæren 71 er valgt slik at den ved sammentrykningen i driftstilstand frembringer en forut-bestemt belastning på skyveporten 12. For oppnåelse av de beste resultater bør denne belastning være ca. 450 kg pr. belastnings-pute 15, og bør beregnes i forhold til overflatearealet av skyveportens 12 ildfaste overflate på en slik måte at trykket på grenseflaten mellom de to ildfaste materialer er ca. 7 kg/cm 2.

Av fig. 2 og 3 fremgår at en hul støtstempelstang 17 på virkes av den hydrauliske sylinder 16 og er koplet direkte til skyveportbæreren 14 som i sitt indre har et antall forbundne luft-kamre 75, og understøtter antallet belastningsputer 15 som hviler mot skyveportens 12 nedre overflate. Ifølge fig. 2 er stempelstangen 17 og dens tilhørende stempel 54 i den hydrauliske sylinder 16 i den venstre stilling, og den bakre del av skyveporten 12 lukker åpningen i den stasjonære topplate 9. Man vil innse at luftslangen 61 er koplet til enden av den hule stang 17 og avgir en konstant luftstrøm til luftkamrene 75, for således å avkjøle bæreren 14 og belastningsputene 15 til en temperatur som ligger under den temperatur ved hvilken belastningsputefjærene 53 blir varig deformert.

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 skyveporten 12, 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 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. Skjermen 25 kan lett fjernes når den faste topplate 9 og skyveporten 12 utskiftes. Skjermen 25 er fortrinnsvis dannet av en plate av asbest, men kan også være formet av en metallplate eller av et annet materiale som er i stand til å motstå de temperaturer og den slitasje som oppstår i skyveportventilen 5 ved tapping av smeltet metall M. I tillegg til det faste varmeskjold 24 og den glidende varme- og skvettskjerm 25, kan det være anordnet en underskjerm (ikke vist) av et materiale av samme type som skjermen 25 er laget av, og denne skjerm kan være anordnet under det faste varmeskjold 24. Skjermen kan være festet til utvendige søyler 77 på varmeskjoldet 24, og kan inn- stilles ved hjelp av en tapp 78 som rager ned fra varmeskjoldet 24 som vist på fig. 1. Det forbruksmateriale som anvendes for denne skjerm såvel som for den glidende varme- og skvettskjerm 25, kan med fordel velges av forskjellige typer av fleksible sement-asbest-materialer som er tilstrekkelig tykke og fjærende til å føres frem og tilbake sammen med skyveporten 12.

Claims (1)

1. Skyveportlukkemekanisme for styring av strømmen av smeltet metall gjennom en tappeåpning i en beholder, hvor mekanismen omfatter en ildfast portplate (12) som er montert i en bærer (14) 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 strøm-men av flytende metall, og en til beholderen festet hovedramme

   (13) som understøtter bæreren (14) og omfatter fluidumkjølte fjæranordninger (15) som er montert i kjølefluidumkamre i bæreren (14), og trykker portplaten(12) ettergivende i kontakt med tetningsområdet rundt tappeåpningen,karakterisert vedat det frem- og tilbakegående støtstempel (17) omfatter en passasje som ved den ene ende er forbundet med en kjølefluidumkilde og er operativ for tilførsel av kjølefluidum til kjølefluidumkamrene i bæreren (14).