SE469969B

SE469969B - Method and apparatus for securing the opening of a valve to a poured metal spout

Info

Publication number: SE469969B
Application number: SE9200756A
Authority: SE
Inventors: G Broms; T Soederberg
Original assignee: Inst Foer Produktions Och Arbe
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1993-10-18
Also published as: FI954421A0; JPH08511729A; SE9200756L; WO1994021406A1; AU3893893A; FI954421A; BR9307841A; EP0689486A1; ZA931331B; SE9200756D0

Description

G! ZÛ 469 969 skyddsrör avlägsnas för att man skall komma àt_att med syrgas- bränning avlägsna hindret. En rörformig lans kopplad till en syrgasledning förs därvid manuellt upp i tappkanalen, varvid den glödande proppen antänds och förbränns. G! ZÛ 469 969 protective pipes are removed in order to be able to access the obstacle with oxygen burning. A tubular lance connected to an oxygen line is then manually brought up into the tap channel, whereby the glowing plug is ignited and burned.

Under detta arbete stänker smält stål och slagg kring tapphålet, och då hindret avlägsnats strömmar stålet i en häftig stråle ned i gjutlådan intill operatören. Riskerna med detta arbete är uppenbara. Utöver kostnader för syrgaslans och syrgas innebär denna operation ökad förbrukning av det eldfasta material, av vilket tappkanalen är uppbygd. Eftersom det dessutom tar tid att öppna en blockerad skänk, kan detta innebära att optimal gjut- hastighet från gjutlåda till kokill inte kan hållas, vilket i sin tur kan medföra försämrad stälkvalitet. I sämsta fall måste gjutningen avbrytas med påföljande förberedelser för ny gjut- start och omvärmning av stålet i skänken som följd.During this work, molten steel and slag splash around the tap hole, and when the obstacle has been removed, the steel flows in a violent jet into the casting box next to the operator. The risks of this work are obvious. In addition to costs for oxygen lance and oxygen, this operation means increased consumption of the refractory material, of which the tap channel is built. In addition, since it takes time to open a blocked ladle, this may mean that the optimal casting speed from casting box to mold cannot be maintained, which in turn can lead to reduced steel quality. In the worst case, the casting must be interrupted with subsequent preparations for a new casting start and reheating of the steel in the ladle as a result.

Man har även gjort försök att blåsa in argongas i tappkanalen just innan skivtärningsaggregatet öppnas, för att härigenom trycksätta kanalen, så att det p.g.a. den höga temperaturen sintrade sandskal, som täcker tapphålets övre mynning, och eventuellt stelnat stål avlägsnas. Vid dessa försök har argon- gasen i ventilens stängda läge införts nedtill i tappkanalen och sålunda under stort motstånd måst tränga igenom hela sandpelaren för att nå dess övre del. Vid vissa försök har sanden blåsts bort och stål har runnit ned i tappkanalen och hunnit stelna innan ventilen kunnat öppnas. Tätningsproblemen har även varit betydande.Attempts have also been made to blow argon gas into the tap channel just before the disc dice assembly is opened, in order to thereby pressurize the channel, so that due to the high temperature sintered sand shells, which cover the upper mouth of the tap hole, and any solidified steel are removed. In these experiments, the argon gas in the closed position of the valve has been introduced at the bottom of the tap channel and thus, under great resistance, has to penetrate the entire sand column to reach its upper part. In some attempts, the sand has been blown away and steel has run down into the tap channel and had time to solidify before the valve could be opened. The sealing problems have also been significant.

Det är således av många skäl ett önskemål att säkerställa spon- tan tappning i samband med öppning av skänkars ventiler, och ändamålet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett för- farande och en anordning för att åstadkomma detta. 469 969 Uppfinningen grundar sig pà utnyttjande av gas, i synnerhet argongas, och den vid de ovannämnda försöken vunna insikten, att gasen bör införas i tappkanalen relativt högt upp i denna. Vid förfarandet enligt uppfinningen införs ett rör av relativt sprött material i tappkanalen, varvid röret i ventilene stängda läge sträcker sig genom ventilens bada delar. Därefter blàses gas genom röret, varpà ventilen öppnas under avskjuvning av röret. Rörets avskjuvade ände följer vid tappningen med den utströmmande smältan. Det relativt spröda röret sträcker sig genom ett parti av den rörliga ventildelen vid sidan av dess genomströmningshàl och upp genom den fasta ventildelens genomströmningshàl.Thus, for many reasons it is desirable to ensure spontaneous tapping in connection with the opening of ladle valves, and the object of the present invention is to provide a method and a device for achieving this. The invention is based on the use of gas, in particular argon gas, and the insight gained in the above-mentioned experiments that the gas should be introduced into the tap channel relatively high up in it. In the method according to the invention, a tube of relatively brittle material is inserted into the tap channel, the tube in the closed position of the valves extending through both parts of the valve. Then gas is blown through the pipe, whereupon the valve opens while shearing the pipe. The sheared end of the tube follows the tapping with the outflowing melt. The relatively brittle tube extends through a portion of the movable valve member adjacent to its flow hole and up through the flow hole of the fixed valve member.

Det för uppfinningen särskilt kännetecknande är angivet i de 'efterföljande patentkraven.The features particularly characteristic of the invention are set out in the appended claims.

Uppfinningen beskrivs i det följande under hänvisning till ett pà bifogade ritningar visat utföringsexempel, varvid - fig.1 visar ett snitt genom bottenpartiet av en skänk och ett vid denna anbringat skivtärningsaggregat inrättat enligt upp- finningen, - fig. 2, 3 och 4 visar pà varandra följande skeden vid öppning av ventilen; - fig. 5 visar i större skala en ändvy av en lämplig utförings- form av ett gasrör, och - fig. 6 visar i ytterligare nagot större skala en lämplig utföringsform av ett gasrörs anslutning till ett skivtärnings- aggregat.The invention is described in the following with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings, wherein - Fig. 1 shows a section through the bottom portion of a sideboard and a disc dice assembly arranged therewith arranged according to the invention, - Figs. 2, 3 and 4 show successive stages in opening the valve; Fig. 5 shows on a larger scale an end view of a suitable embodiment of a gas pipe, and Fig. 6 shows on a slightly larger scale a suitable embodiment of the connection of a gas pipe to a disc dice assembly.

På ritningarna betecknar 1 bottnen av en skänk, 2 skänkens tegelinfodring och 3 ett hål i skänkens botten. I hàlet 3 sitter en hàlsten 4 och i denna ett keramiskt rör 5, vilket även be- nämns innertärning och utgör skänkens tappkanal. 469 969 Mot skänkbottnen 1 är anordnat ett skivtärningsaggregat 6 omfat- tande en övre husartad del 7 och en relativt denna rörlig, likaledes husartad undre del 8. Skivtärningsaggregatet 6 är en fràn skänken skild enhet, som förbereds för insats pà annat håll genom att i den övre delen 7 anbringas en eldfast ventilskiva 9 med en genomströmningsöppning 10 och i den undre delen 8 en eldfast ventilskiva 11 med en utloppskanal 12. Skivtärnings- aggregatets övre del 7 är anordnad att i sitt i figurerna visade läge vara orörlig relativt skänken, varvid dess genomströmnings- öppning 10 befinner sig koaxiellt under rörets 5 öppning.In the drawings, 1 denotes the bottom of a sideboard, 2 the sideboard bricks lining and 3 a hole in the bottom of the sideboard. In the hole 3 is a wooden stone 4 and in this a ceramic tube 5, which is also called inner dice and constitutes the tap channel of the ladle. 469 969 Towards the sideboard bottom 1 a disc dice assembly 6 is arranged comprising an upper housing-like part 7 and a relatively similarly movable lower part 8 likewise. The dice assembly unit 6 is a unit separate from the ladle, which is prepared for use elsewhere by upper part 7 is fitted with a refractory valve disc 9 with a flow opening 10 and in the lower part 8 a refractory valve disc 11 with an outlet channel 12. The upper part 7 of the disc dice assembly is arranged to be immovable relative to the ladle in its position shown in the figures. opening 10 is located coaxially below the opening of the tube 5.

I skivtärningsaggregatets i fig.1 visade stängda tillstånd är den undre, rörliga ventildelen 8 förd till sitt i figuren vänstra ändläge, där utloppskanalen 12 i ventilskivan 11 befinner sig vid sidan av genomströmníngsöppningen 10 i den övre ventildelens 7 ventilskiva 9 och ett plant parti av ventilskivan 11 anligger mot rörets 5 öppning. Såsom skivtärningsaggregatet nu beskrivits motsvarar det kända dylika aggregat.In the closed condition of the disc dice assembly shown in Fig. 1, the lower, movable valve part 8 is moved to its left end position in the figure, where the outlet channel 12 in the valve disc 11 is located next to the flow opening 10 in the upper disc part 9 of the valve disc 7 and a flat portion of the valve disc. 11 abuts against the opening of the tube 5. As the disc dice assembly has now been described, the known such assembly corresponds to.

Enligt uppfinningen sträcker sig genom den undre ventildelen 8 och det plana partiet av dess ventilskiva 11 ett gasrör 13.According to the invention, a gas pipe 13 extends through the lower valve part 8 and the flat portion of its valve disc 11.

Gasröret 13 mynnar med sin övre ände i det övre partiet av det keramiska röret 5 och dess nedre ände sitter i ett mot den undre ventildelens undersida tätande anslutningsstycke 14, till vilket kan koplas en icke visad källa för gas. Gasröret 13 är av ett relativt sprött, men eldfast material.The gas pipe 13 opens with its upper end into the upper part of the ceramic pipe 5 and its lower end sits in a connecting piece 14 sealing towards the underside of the lower valve part, to which a source of gas (not shown) can be connected. The gas pipe 13 is of a relatively brittle, but refractory material.

I praktiken är det lämpligt att fabriksmässigt förtillverka enheter bestående av anslutningsstycken 14 med imonterade gasrör ¿13, så att gasröret underifrån kan införas i ett förtillverkat häl i det plana partiet av ventilskivan 11. Anslutningsstycket kan hållas pà plats med hjälp av icke visade medel. En variant av gasrör med anslutningsmedel beskrivs senare under hänvisning till fig. 6. m (ﬁ G1 Gl 469 969 :I skänken finns ovanför tegelinfodringen 2, hàlstenen 4 och det keramiska röret 5 en icke visad smälta, och på känt sätt är röret 5 med råge fyllt med sand (icke visad), som i kontakt- omrâdet med smältan sintrat till ett kupolartat skal 15.In practice, it is suitable to prefabricate units consisting of connecting pieces 14 with mounted gas pipes ¿13, so that the gas pipe can be inserted from below into a prefabricated heel in the flat portion of the valve disc 11. The connecting piece can be held in place by means not shown. A variant of gas pipe with connecting means is described later with reference to Fig. 6. m (ﬁ G1 Gl 469 969: In the ladle there is above the brick liner 2, the hollow stone 4 and the ceramic pipe 5 a melt (not shown), and in a known manner the pipe 5 with rye filled with sand (not shown), which in the contact area with the melt sintered to a dome-like shell 15.

Då tappning ur skänken skall ske, inblàses gas, företrädesvis argongas, genom anslutningsstycket för att bryta upp hinder i tappkanalen, sàsom det sintrade sandskalet 15, vilket i fig. 2 visas i uppbrutet skick. Genom att gasröret sträcker sig ett väsentligt stycke upp i röret 5 (ungefär tre fjärdedelar av rörhöjden nedifràn räknat har visat sig ge gott resultat) införs gastrycket strax under det hinder, som skall avlägsnas. Dessutom blir större delen av sanden kvar i röret och hindrar således smälta att nedtränga med risk för stelning och blockering av tappkanalen som följd. Vidare ger den kvarvarande sanden ett mottryck nedåt med minskad risk för läckage som följd.When tapping from the ladle is to take place, gas, preferably argon gas, is blown in through the connecting piece to break up obstacles in the tapping channel, such as the sintered sand shell 15, which is shown in Fig. 2 in a broken condition. Because the gas pipe extends a substantial distance up into the pipe 5 (approximately three quarters of the pipe height from the bottom has been found to give good results), the gas pressure is introduced just below the obstacle to be removed. In addition, most of the sand remains in the pipe and thus prevents melt from penetrating with the risk of solidification and blockage of the tap channel as a result. Furthermore, the remaining sand gives a back pressure downwards with a reduced risk of leakage as a result.

Efter blàsningen påverkas icke visade kraftorgan, såsom ett hydrauliskt kolv- och cylinderaggregat, för att föra den undre, rörliga ventildelen 8 àt höger i fig. 1 för öppning av hàltär- ningsaggregatet. Härvid träffar gasröret 13 rörets 5 inre vägg och skjuvas av mot det senares nedre kant. Detta läge visas i fig. 3. I praktiken kommer dock gasröret att brytas tidigare, eftersom dess uppskjutande del är fixerad av sanden i röret 5.After the blowing, force means (not shown), such as a hydraulic piston and cylinder assembly, are actuated to move the lower, movable valve member 8 to the right in Fig. 1 to open the holding cube assembly. In this case, the gas pipe 13 hits the inner wall of the pipe 5 and is pushed off against the lower edge of the latter. This position is shown in Fig. 3. In practice, however, the gas pipe will be broken earlier, since its projecting part is fixed by the sand in the pipe 5.

Eventuellt över ventilskivan 11 uppstickande del av gasröret kommer emellertid att vara avskjuvad i det i fig. 3 visade läget. Fortsatt öppningsrörelse frilägger hela tappningskanalen, så att smältan kan utströmma genom röret 5, den övre ventil- skivans genomströmningsöppning 10 och den nedre ventilskivans utloppskanal 12. Härvid medföljer den avskjuvade delen av gas- röret 13. Den i den undre ventildelen 8 kvarsittande delen av gasröret 13 kan efter avslutad tappning avlägsnas genom fri- göring av de icke visade medel, som håller anslutningsstycket 14 vid ventildelen 8. 469 969 I fig. 5 visas ett exempel på ett föredraget utförande av gas- röret 13. Lämpligen utförs gasröret av keramiskt material, som tål temperaturer motsvarande stålets smälttemperatur och dess- utom lätt knäcks av då ventilen öppnas. Röret är försett med ett flertal - i det visade exemplet fyra - axiellt riktade hål eller kanaler 16. Då ventilen öppnas knäcks gasröret såsom nämnts av, och ett stycke därav blir kvar i den rörliga ventilskivan 9. Om skivtärningsaggregatet under pågående tappning måste stängas, kommer detta kvarvarande rörstycke att utgöra en plugg och återstående tillgänglig utströmningsarea att bestämmas av hålen i röret. Det är därför fördelaktigt att i stället för ett enda relativt grovt hål ha ett flertal finare hål, som utan vidare släpper igenom gas, men hindrar smälta att tränga igenom, genom att den i stället stelnar och blockerar sin egen passage.However, any part of the gas pipe projecting over the valve disc 11 will be sheared in the position shown in Fig. 3. Continued opening movement exposes the entire discharge channel, so that the melt can flow out through the pipe 5, the through-opening opening 10 of the upper valve disc and the outlet channel 12 of the lower valve disc. The sheared part of the gas pipe 13 is included. The part of the gas valve 8 remaining in the lower valve part 8 13 can be removed after completion of tapping by releasing the means (not shown) which hold the connecting piece 14 to the valve part 8. 469 969 Fig. 5 shows an example of a preferred embodiment of the gas pipe 13. Preferably, the gas pipe is made of ceramic material, which can withstand temperatures corresponding to the melting temperature of the steel and is also easily broken off when the valve is opened. The pipe is provided with a plurality - in the example shown four - of axially directed holes or channels 16. When the valve is opened, the gas pipe is broken as mentioned, and a piece of it remains in the movable valve disc 9. If the disc dice assembly has to be closed during tapping, this remaining piece of pipe to form a plug and the remaining available outflow area to be determined by the holes in the pipe. It is therefore advantageous to have, instead of a single relatively coarse hole, a plurality of finer holes, which readily let gas through, but prevent melt from penetrating, by instead solidifying and blocking its own passage.

Vid den i fig. 6 visade utföringsformen av ett gasrörs 13 an- slutning till ett skivtärningsaggregat är vid den undre ventil- delen 8 exempelvis genom svetsning fäst ett i sin nedre ände gängat anslutningsstycke 14'. Genom detta sträcker sig ett hål och genom ventildelen 8 ett hål 16, vilka hål lämpligen har större invändig diameter än rörets 13 ytterdiameter, så att det senare fritt kan införas genom dessa två hål och upp genom det mera exakt till gasrörets 13 diameter anpassade hålet i ventil- skivan 11 och därefter upp i den övre ventilskivans 9 genom- strömningsöppning 10 (visas ej i fig. 6). Härvid skall dock den ringformiga spalten mellan gasröret 13 och hålen 15 och 16 vara så liten, att nedträngning av smälta i möjligaste mån undviks.In the embodiment of a gas pipe 13 shown in Fig. 6 for connection to a disc dice assembly, a connecting piece 14 'threaded at its lower end is attached to the lower valve part 8, for example by welding. Through this a hole extends and through the valve part 8 a hole 16, which holes suitably have a larger inner diameter than the outer diameter of the pipe 13, so that the latter can be freely inserted through these two holes and up through the more precisely adapted hole of the gas pipe 13 in the valve disc 11 and then up into the flow opening 10 of the upper valve disc 9 (not shown in Fig. 6). In this case, however, the annular gap between the gas pipe 13 and the holes 15 and 16 must be so small that penetration of melt is avoided as far as possible.

Koaxiellt med hålet 15 är i anslutningsstycket 14' anordnad en urborrning 17 med större diameter än hålet 15, så att en avsats 18 är bildad. Denna tjänar som säte för en ringformig hylsa 19, som företrädesvis är limmad på gasröret 13 ett stycke innanför dettas nedre ände 13'. Kring gasrörets nedre ände 13' sitter en O-ring 20. En anslutningsnippel 21 för en icke visad gasledning har en genomgående gaskanal 22 och en utåtriktad fläns 23.Coaxially with the hole 15, a bore 17 with a larger diameter than the hole 15 is arranged in the connecting piece 14 ', so that a ledge 18 is formed. This serves as a seat for an annular sleeve 19, which is preferably glued to the gas pipe 13 some distance inside its lower end 13 '. Around the lower end 13 'of the gas pipe is an O-ring 20. A connection nipple 21 for a gas line (not shown) has a through-going gas duct 22 and an outwardly directed flange 23.

Gaskanalen 22 är i anslutningsnippelns flänsände försedd med en 469 969 utvidgning 24, som med något spel inrymmer gasrörets 13 nedre ände 13'. I övergången mellan utvidgningen 24 och anslutninga- nippelns uppàtvända yta är anordnat ett ringformigt spår 25 med mindre djup än O-ringens 20 tjocklek och en invändig diameter motsvarande O-ringens ytterdiameter. Sedan gasröret 13 införts genom hålen 15 och 16 till hylsans 19 anslag mot avsatsen 18 och med O-ringen monterad kring gasrörets ände 13', förs anslut- ningsnippeln 21 med gaskanalens utvidgning 24 kring gasrörets ände 13', så att O-ringen 20 upptas i spåret 25. Därefter skru- vas en överfallsmutter 26 pà anslutningsstyckets 14' gängor, varvid dess inàtvända fläns 27 anslår mot anslutningsnippelns fläns 23 och under tätande kompression av O-ringen trycker gasrörets hylsa 19 mot avsatsen 18. Efter öppning av ventilen och avskjuvning av gasröret 13 kan den kvarvarande delen av gasröret enkelt avlägsnas efter avskruvning av överfallsmuttern 26 och avlägsnande av anslutningsnippeln 21.The gas duct 22 is provided at the flange end of the connection nipple with a 469 969 extension 24, which with some play accommodates the lower end 13 'of the gas pipe 13. In the transition between the extension 24 and the upturned surface of the connection nipple, an annular groove 25 is arranged with a depth less than the thickness of the O-ring 20 and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the O-ring. After the gas pipe 13 is inserted through the holes 15 and 16 to the abutment of the sleeve 19 against the ledge 18 and with the O-ring mounted around the end 13 'of the gas pipe, the connecting nipple 21 with the gas duct extension 24 is moved around the gas pipe end 13', so that the O-ring 20 is received in the groove 25. Thereafter a cover nut 26 is screwed onto the threads of the connecting piece 14 ', its inverted flange 27 abutting against the flange 23 of the connecting nipple and during sealing compression of the O-ring presses the sleeve 19 of the gas pipe against the ledge 18. After opening the valve and shearing the gas pipe 13, the remaining part of the gas pipe can be easily removed after unscrewing the cover nut 26 and removing the connection nipple 21.

Claims

10 15 20 30 469 969 PATENT REQUIREMENTS

Method for securing the opening of a valve located at the bottom of a ladle (1) for molten metal and under its tap channel (5), which comprises mutually movable valve parts (7, 8, 9, 10) with flow openings (10, 12), which in the closed state of the valve are offset from each other and in the open state of the valve are substantially in line with each other and with the tap channel, so that melt can flow from the ladle through the flow openings, characterized in that a gas pipe (13) in the closed position of the valve is inserted into the tap channel, so that it extends through the two parts of the valve, that gas is then blown through the gas pipe to remove an obstacle present in the tap channel and that finally the valve is opened while shearing the gas pipe.

Method according to claim 1, characterized in that the gas pipe is inserted into the tap channel, so that it extends freely through one of the flow openings (10).

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas pipe is inserted into the tap channel to more than half.

4. A method according to claim 3, characterized in that the gas pipe is inserted into the tap channel to about three quarters of the height of the tap channel calculated from below.

5. ¿Device for securing the opening of a valve located at the bottom of a ladle (1) under its tap channel (5), which comprises mutually movable valve parts (7, 8, 9, 10) with flow openings (10, 12). , which in the closed state of the valve are offset from each other and in the open state of the valve are substantially in line with each other and with the tap channel (5), so that melt can flow from the ladle through the flow openings, characterized by a gas pipe (13), which is arranged to extend through both parts of the valve to open into the tap channel (5) and to accompany one of the valve parts when it is displaced. 1.! 10 20 25 9 469 969

Device according to claim 5, characterized in that the gas pipe (13) is attachable to a lower (8) of the valve parts for extending through a portion thereof next to its flow opening (12) and through the flow opening (10) in a upper (7) of the valve parts, the upper valve part (7) being fixed relative to the ladle and the lower valve part (8) being displaceable relative to the upper one.

Device according to claim 5 or 6, characterized in that the gas pipe (13) is mounted or mountable in a connecting member (14; 14 '), which is attached or attachable to the lower valve part (8).

Device according to one of Claims 5 to 7, characterized in that a hole for the gas pipe (13) is provided in the lower valve part (8).

Device according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the gas pipe (13) is provided with a stop means (19) which defines the insertion distance of the gas pipe in the flow opening (10) in the upper valve part (7).

Device according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the gas pipe (13) has a plurality of axially directed gas channels (16).