NO159350B

NO159350B - TAPER DEVICE WITH VARIABLE OPENING FOR TAPPING MELT.

Info

Publication number: NO159350B
Application number: NO823649A
Authority: NO
Inventors: Georges Mathgen; Charles Pruem; Robert Scherer; Roger Leick; Carlo Heintz
Original assignee: Arbed
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1988-09-12
Also published as: DK487882A; FI822763A0; JPH0356790B2; LU83734A1; EP0078760B1; FI822763L; NO823649L; JPS5888054A; CA1186480A; ATE17199T1; NO159350C; DE3268274D1; EP0078760A1

Abstract

1. Taphole device for the casting of fused metallic or non-metallic materials comprising two cylinders (A, B) having parallel axes and one common contact line and being rotatable around their axes in opposite directions relative to each other, each of the cylinders (A, B) having one groove (10) with a varying cross section extending each along a part of the circumference of each cylinder and the cylinders being positioned in a face-to-face alignment, so that the two grooves (10) cooperate to form a symmetrical opening with respect to the line of contact of said cylinders, characterized in that it includes means for sealing the cylinders with respect to one another as well as attachment means (1 and 2) and sealing means with respect to the vessel containing the molten material.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tappeanordning med variabel tappeåpning særlig beregnet for tapping av flytende materialer, spesielt metalliske materialer eller ikke metalliske i smeltet tilstand, hvilken anordning har en variabel åpning for å innlede, stoppe og regulere strømningen av materialer under tappingen. The present invention relates to a tapping device with a variable tapping opening particularly intended for tapping liquid materials, especially metallic materials or non-metallic materials in a molten state, which device has a variable opening to initiate, stop and regulate the flow of materials during tapping.

Tappeanordninger for smelte, kjent innenfor den metallurgiske industri, omfatter hovedsakelig klassiske systemer med stengning med en plugg eller en sleideventil. Prinsippet for disse systemer består i at man utvider henholds-vis trekker sammen tverrsnittet av en åpning ved gradvis å ta bort hhv. føre inn en stopper eller en plate mellom åpningen og det materiale som skal tappes ut. Da tappestrålens geometri nødvendigvis påvirkes ved forandringer av åpningens geometri ifølge en del av prinsippet, arbeider disse systemer bare godt i åpen eller lukket stilling. Ved mellomliggende åpninger blir strålene kraftig spredt, hvilket i høy grad påvirker kvaliteten av tappingen. Det er således nyttig å foreslå anordninger for smeltetapping som arbeider på en bedre måte. Tapping devices for melt, known within the metallurgical industry, mainly comprise classic systems with closure with a plug or a slide valve. The principle of these systems consists in expanding and contracting respectively the cross-section of an opening by gradually removing or insert a stopper or a plate between the opening and the material to be drained. As the geometry of the tapping jet is necessarily affected by changes in the geometry of the opening according to part of the principle, these systems only work well in the open or closed position. At intermediate openings, the rays are strongly dispersed, which greatly affects the quality of the bottling. It is thus useful to propose devices for melt tapping that work in a better way.

I industrien for fremstilling av glass eller andre stoffer på basis av ikke-metallisk materiale og som omfattter en smelting og en tapping av materialer, befinner man seg overfor hovedsakelig de samme problemer som når det gjelder tapping av metaller. Det er riktig at man har foreslått utstyr med vesentlig forbedrede tappehull hvor åpningens tverrsnitt kan varieres ved hjelp av avsetninger på tappekanalens vegger av mer eller mindre tykke belegg av stivnet materiale, ved å anordne en regulering av temperaturen i denne kanal. Et slikt utstyr, som f.eks. beskrevet i Luxembourg patent LU 82.177 tilhørende søkerne, må således omfatte et. system In the industry for the manufacture of glass or other substances on the basis of non-metallic material and which includes a melting and a bottling of materials, one is faced with essentially the same problems as in the bottling of metals. It is correct that equipment with significantly improved tapping holes has been proposed where the cross-section of the opening can be varied by means of deposits on the walls of the tapping channel of more or less thick coatings of solidified material, by arranging a regulation of the temperature in this channel. Such equipment, such as described in Luxembourg patent LU 82.177 belonging to the applicants, must thus include a system

med elektrisk oppvarming såvel som et system med avkjøling, with electric heating as well as a cooling system,

og selv om utstyret tillater en regulering av strømningen har det en temmelig lang reaksjonstid og nødvendiggjør en stadig overvåking av den termiske balanse for å opprettholde en nødvendig tappestråle. Ved små åpninger kan dessuten strålens geometri bli uregelmessig på grunn av avsetningens manglende homogenitet. and although the equipment allows regulation of the flow, it has a rather long reaction time and necessitates constant monitoring of the thermal balance in order to maintain a necessary tapping jet. In the case of small openings, the geometry of the beam can also become irregular due to the lack of homogeneity of the deposit.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således The purpose of the present invention is thus

i in

å foreslå en tappeanordning med en åpning som gir anledning til presis start, nøyaktig regulering og effektiv stans av utstrøm-ningen av smeltet materiale, samtidig som den til enhver tid sikrer identiske geometriske betingelse^ for utløpet ved tappeåpningen. Anordningen må være anvendelig for tapping av flytende metaller og ikke-metalliske materialer i smeltet til- to propose a tapping device with an opening which allows for precise start, precise regulation and effective stopping of the outflow of molten material, while ensuring at all times identical geometric conditions for the outlet at the tap opening. The device must be applicable for tapping liquid metals and non-metallic materials in molten

i in

stand. condition.

Denne oppgave er løst ved hjelp av tappeanordningen ifølge oppfinnelsen og som er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende krav 1. This task is solved with the help of the tapping device according to the invention and which is characterized by the features that appear in the characteristic in the subsequent claim 1.

Ved å forarbeide i et sylindrisk legeme, men for-trinnsvis i de to sylindriske legemer, identiske spor med en egnet profil og ved å anbringe de to sylindre over hverandre slik at den av disse spors profiler omskrevne åpning vil være symmetrisk, frembringer man et system som ved dréiebevegelse av sylindrene i innbyrdes motsatt retning gir en variasjon av åpningens tverrsnitt med bibeholding av tverrsnittets form. By processing in a cylindrical body, but preferably in the two cylindrical bodies, identical grooves with a suitable profile and by placing the two cylinders one above the other so that the opening circumscribed by the profiles of these grooves will be symmetrical, a system is produced which, by turning the cylinders in mutually opposite directions, gives a variation of the opening's cross-section while maintaining the shape of the cross-section.

Ifølge oppfinnelsen kan sporet ifølge en fore-trukket utførelse ha en pseudo-elliptisk profil, man kan ikke desto mindre likeledes anordne enklere utførelser av profilen, hvilket imidlertid vil foregå på bekostning av kontinuiteten av strålens geometri under den gradvise variasjon av tappehul-lets åpning, som det skal forklares senere. According to the invention, according to a preferred embodiment, the groove can have a pseudo-elliptical profile, one can nonetheless also arrange simpler designs of the profile, which will however take place at the expense of the continuity of the geometry of the beam during the gradual variation of the tapping hole opening, as will be explained later.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter organer som gjør det mulig å drive de to sylindre på en 'synkron måte for innstilling av disse slik at det oppnås den lønskede grad av åpning av tappehullet. For dette formål er det tilstrekkelig å utstyre de to sylindre med et system av tannhjul og anordne et drivende organ som kan være en enkel véktarm eller også for mere avanserte anvendelser en servomotbr som virker på en av de to sylindre. The device according to the invention comprises organs which make it possible to drive the two cylinders in a synchronous manner for setting them so that the desired degree of opening of the tapping hole is achieved. For this purpose, it is sufficient to equip the two cylinders with a system of gears and to arrange a driving member which can be a simple weight arm or, for more advanced applications, a servo motor that acts on one of the two cylinders.

Det er dessuten ifølge oppfinnelsen anordnet organer som gjør det mulig å presse de to sylindre mot hverandre langs deres kontaktlinje. Disse organer kan f.eks. være spenn-skruer. Det kan likeledes finnes ytterligere virkemidler for tetning av de to sylindre i forhold til hverandre, idet sylindrene f.eks. kan være spesielt utformet slik at den ene In addition, according to the invention, organs are arranged which make it possible to press the two cylinders against each other along their contact line. These bodies can e.g. be tension screws. There can also be additional means of sealing the two cylinders in relation to each other, as the cylinders e.g. can be specially designed so that the one

overlapper den annen. overlaps the other.

Den vesentlige fordel ved anordningen ifølge oppfinnelsen består selvsagt i det faktum at det er mulig på en kontinuerlig måte å variere åpningen av tappehu.Het og utføre nøyaktige innstillinger av tappestrømningén. Ved utformningen av sporene kan man oppnå en åpning med en hvilken som helst geometrisk form. Således gir sporene med pseudoelliptisk form en fullstendig sirkulær åpning. Samtidig forskyver ikke åpningens akse seg. The essential advantage of the device according to the invention obviously consists in the fact that it is possible in a continuous manner to vary the opening of the tap housing and to carry out precise settings of the tap flow. By designing the grooves, an opening with any geometric shape can be achieved. Thus, the grooves with a pseudo-elliptical shape provide a completely circular opening. At the same time, the axis of the opening does not shift.

Anordningen ifølge oppfinnelsen og dens prinsipp er vist på tegningene, hvor fig. 1 viser et perspektivriss av to sylindre som hver er utstyrt med et pseudoelliptisk spor, fig. 1A, 1B, 1C og 1D viser* lengdesnitt og tverrsnitt av de samme sylindre i forskjellige stillinger, fig. 2 er et perspektivriss av de to sylindre hvor deres' spor har en rett bunn, fig. 2A, 2B og 2C viser lengdesnitt og tverrsnitt av disse sylindre i forskjellige stillinger og utformningen av de åpninger* som fremkommer i disse stillinger, og fig. 3 viser* rent skjematisk et lengdesnitt og et tverrsnitt av en mulig utfør-else av anordningen ifølge oppfinnelsen. The device according to the invention and its principle are shown in the drawings, where fig. 1 shows a perspective view of two cylinders each equipped with a pseudo-elliptical groove, fig. 1A, 1B, 1C and 1D show* longitudinal sections and cross sections of the same cylinders in different positions, fig. 2 is a perspective view of the two cylinders where their grooves have a straight bottom, fig. 2A, 2B and 2C show longitudinal sections and cross sections of these cylinders in different positions and the design of the openings* that appear in these positions, and fig. 3 shows* purely schematically a longitudinal section and a cross section of a possible embodiment of the device according to the invention.

På fig. 1 er vist to sylindre A og B som hver hår-et spor* 10 med pseudoelliptisk form. På grunn av variasjonen av profilen av disse spor langs omkretsen av hver sylinder kan en dreiebevegelse av disse f.eks. i pilenes retning føre til en variasjon av den åpning som omskrives av profilen av de over hverandre anbragte spor. Således, vil den på fig. 1A viste stilling resultere i en maksimal åpning 01 fordi dybden av sporene er størst ved den viste kontaktlinje mellom sylindrene A og B. For å komme frem til en mer avgrenset eller innsnev-ret åpning er det tilstrekkelig å dreie sylindrene A og B i motsatt retning, idet sylinderen A dreies i retning motsatt urviserens retning. Dette fører til åpningen 02 på fig. 1B. Ved fortsettelse av denne bevegelse kommer man frem til en ennu mer avgrenset åpning 03 på fig. 1C og endelig til fullstendig stengning av tappehullet som vist på fig. 1D. In fig. 1 two cylinders A and B are shown as each hair-a groove* 10 of pseudo-elliptical shape. Due to the variation of the profile of these grooves along the circumference of each cylinder, a turning movement of these e.g. in the direction of the arrows lead to a variation of the opening circumscribed by the profile of the superimposed tracks. Thus, the in fig. The position shown in 1A results in a maximum opening 01 because the depth of the grooves is greatest at the contact line shown between cylinders A and B. To arrive at a more limited or narrowed opening, it is sufficient to turn cylinders A and B in the opposite direction , as the cylinder A is turned in a counter-clockwise direction. This leads to the opening 02 in fig. 1B. By continuing this movement, you arrive at an even more limited opening 03 in fig. 1C and finally to complete closure of the tapping hole as shown in fig. 1D.

Fig. 2 viser hovedsakelig de samme sylindre som vist på fig. 1, men med en annen utførelse av sporet. Dette har en lett oppnåelig profil under forutsetning av at bunnen er rettlinjet som det fremgår av fig. 2A, 2rB og 2C. Det er imidlertid lett å se på fig. 2A at i dette spesielle tilfelle er det bare i den stilling hvor sporenes bunn er1 innbyrdes parallelle at der er en åpning med sirkelform, mens enhver annen stilling som f.eks. den vist på fig. 2B resulterer i en åpning med elliptisk eller oval profila Fig. 2 mainly shows the same cylinders as shown in fig. 1, but with a different design of the track. This has an easily achievable profile, provided that the bottom is rectilinear as shown in fig. 2A, 2rB and 2C. However, it is easy to see in fig. 2A that in this particular case it is only in the position where the bottom of the tracks are parallel to each other that there is an opening with a circular shape, while any other position such as e.g. the one shown in fig. 2B results in an opening with an elliptical or oval profile

Fig. 2C viser stillingen av tappeanordningen i lukket tilstand. Det skal bemerkes at pilene som fremkommer på fig. IA, B, C og 2A, B, C antyder strømningsr-etningen av det materiale som tappes. Fig. 2C shows the position of the tapping device in the closed state. It should be noted that the arrows appearing in fig. 1A, B, C and 2A, B, C indicate the direction of flow of the material being tapped.

På fig. 3 er skjematisk vist en mulig utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen. Man kan se sylindrene A, In fig. 3 schematically shows a possible embodiment of the device according to the invention. One can see the cylinders A,

B hver forsynt med et spor 10 med pseudoellipseform og som i sin viste stilling frembringer en sirkulær åpning 0. Det vil videre ses festeorganene 1 og 2 for blokken 3 som tjener til opplagring av de to sylindre. B each provided with a groove 10 with a pseudo-ellipse shape and which in its shown position creates a circular opening 0. It will also be seen the fastening means 1 and 2 for the block 3 which serve to store the two cylinders.

Den synkrone forskyvning ved dreining av de to sylindre i innbyrdes motsatt retning er sikret ved hjelp av tannhjul 5. Dreieanordningen som ikke er vist, kan være en vektarm, en trykksylinder eller en servomotor. Man kan likeledes se trykkorganene 4 som f.eks. kan være spénnskruer. The synchronous displacement by turning the two cylinders in mutually opposite directions is ensured by gear 5. The turning device, which is not shown, can be a weight arm, a pressure cylinder or a servo motor. You can also see the pressure means 4, which e.g. can be turnbuckles.

Ifølge anvendelsesmåten for anordningen ifølge oppfinnelsen kan sylindrene være utført enten av metall, hvilket vil være tilfelle når det tappes ikke metalliske smeltede materialer, såsom sand, slagg, stein osv. innenfor rammen av glassfremstilling, mineralull eller keramiske fibre, eller av According to the method of application of the device according to the invention, the cylinders can be made either of metal, which will be the case when non-metallic molten materials, such as sand, slag, stone etc. are tapped within the framework of glass production, mineral wool or ceramic fibres, or of

i in

et ildfast materiale når anordningen anvendes til tapping av flytende metaller og da er montert under en stølpeøse i et stålverk, under bunnen av en elektrisk stålverks-eller støperi-ovn,under fordelerkassen ved kontinuerlig tapping eller under avløpspartiet på en konverter. a refractory material when the device is used for tapping liquid metals and is then mounted under a pouring ladle in a steelworks, under the bottom of an electric steelworks or foundry furnace, under the distribution box for continuous tapping or under the drain section of a converter.

I tilfelle av tapping av ikke-metalliske materialer er det fordelaktig å utstyre de metalliske |sylindre med et kjølesystem med vann ved å anordne kanaler 6 bestemt for sirkulasjon av kjølevann. In the case of tapping non-metallic materials, it is advantageous to equip the metallic cylinders with a water cooling system by arranging channels 6 intended for the circulation of cooling water.

Claims

1. Tapping device for tapping molten metallic or non-metallic material, comprising two cylinders (A, B) with parallel axes and a common contact line, the cylinders being rotatable about their respective axes and in mutually opposite directions, where each cylinder (A, B) has a groove (10) which extends over part of the circumference of each cylinder and whose cross-section varies along the length of the groove, and where the cylinders are placed against each other so that the two grooves (10) together form a symmetrical opening in relation to the common contact line between the cylinders, CHARACTERIZED IN THAT the device comprises means for sealing the cylinders (A, B) in relation to each other, fastening means (1, 2) and sealing means for sealing between the cylinders and a container that holds the molten material.

2. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the sealing means are pressure means (4) in the form of e.g. clamping screws.

3. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the cylinders (A, B) are made of refractory material.

4. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the cylinders (A, B) are made of metal and comprise channels (6) which are connected to a system for water cooling.

5. Device according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the groove (10) along part of the circumference of each cylinder has such a varying cross-section that this passes a maximum.

6. Device according to claim 5, CHARACTERIZED IN THAT the grooves (10) have a pseudo-elliptical profile.