TW526315B - Process for repairing a crack resistant valve plate and plate so repaired - Google Patents

Description

526315 五、發明說明（1 ) 本發明大體上係有關於一種用於修理在滑動閘閥中控 制熔態金屬流用之已磨損閥板，更明確地爲可抵抗因熱 機械應力造成破裂之閥板的方法。 滑動閘閥通常係用於控制在煉綱及其他冶金程序中之 一熔態金屬流。迨種閥大體上包括一支架，一上方靜止 閥板，其具有與一澆鑄分配器或澆斗噴嘴重合以引導--熔態金屬流的一孔口，及一節流板，其相同地具有可在 該靜止閥板下方以可滑動式運動的一金屬引導孔口。在 組合連續鑄造模使用之滑動閘閥中，一下方靜止閥板係 設於相同地具有一導流孔口之該可運動式節流板卜方且 該導流孔口與該上方靜止板之孔口大致對正。熔態金屬 之流率係根據該可滑動運動式節流板孔口與該上方靜止 板孔口之重疊程度而定。該可運動式節流板通常較該可 運動式節流板長，以藉由使其孔口完全不與該等靜止板 孔口重疊’而提供其自本身之孔口前側及背側邊緣兩者 節流熔態金屬流的能力，以及關閉該流動的能耐。典型 地，該節流板係藉由一液壓連桿而得在該等靜止板之阆 以可滑動式操作。 該節流板與靜止板係分別安裝於一下方壓痕與一上方 壓痕中’每一該等板係經由將成爲其支持表面之一表面 而靜止於一壓痕中，且經由將成爲其滑動或工作表面之 一表面而與其他板一同作動。 這種滑動閘閥之節流板及靜止板兩者皆由譬如氧化銘 、氧化銘-碳、氧化鉻等抗熱及抗腐蝕耐火材料形成。 526315 五、 發明說明 ( 2) 然 而 儘 管 适 種 耐 火 材料 具 有 抗 熱 及 抗 腐 蝕 性 ， 但 其 承 受 極 嚴 重 之 熱 機 械 應 力 時 仍 將 發 生 某 程 度 之 破 裂 譬 如 煉 鋼 時 每 —* 閥 板 在 最 接 近 環 繞 其 導 流 孔 □ 之 區 域 中 皆 承 受 大 約 1 5 00 °C 之 溫 度， 然 :而 :其 :外 •部 r 、、息 )m. ：緣 ：僅 ί處 ；於 、環 境 溫 度 〇 如 此 造 成 之 大 的 埶 J\\\ 梯 度 將 因 每 一 板 最 接 近 TES 繞 孔 □ 處 之 區 域 以 大 體 上 超 過 該 板 平 衡 之 — 速 率 擴 張 而 產 生 大 量 熱 機 械 應 力 〇 該 應 力 將 使 破 裂 白 該 板 孔 Ρ 處 向 外 輻 射 地 形 成 〇 倘 若 未 遏 止 該 等 破 裂 延 展 破 裂 將 —* 直 延 伸 至 該 板外 緣 而 造 成 破 壞 〇 爲 了 防 止 這 種 破 裂 延 展 及 結 果 造 成 之 閥 板 破 壞 j 先 刖 技 藝 中 已 發 展 出 各 種 解 決 方 案 〇 在 一 第 — 嘗 試 中 已 設 計出改 良 之 夾 持 機 構 0 該 等 機 構 之 巨 的 係 TTO 繞 該 板 之 周 圍 施 加 足 夠 壓 力 5 使 得 白 該 孔 □ 放 射 之 破 裂 不 致 延 展 至 該 板 邊 緣 〇 其 中 一 種 這 類 機 構 包 括 一 框 架 其 具 有 嚙 合 著 該 板 緣 角 之 螺 釘 式 作 動 楔 ， 已 將 該 板 緣 角 截 切 與 該 楔 角 度 互 補 的 一 角 度 〇 文 件 第 DE- C2 -3 ,522, 134 ! 號1 中i 已: 陽 露 這 種 系 統 〇 儘 管 這 種 框 架 及 楔 型 夾 持 機 構 已 構 成 一 種 進 步 ， 然 本 發 明 人 已 注 意 到 追 種 設 計 的 某 缺 點 將 使 其 並 J \ \\ 法 完 全 發 揮 阻 止 破 裂 的 潛 力 〇 一 般 而 言 ， 夾 持 力 並 非 均 勻 地 集 中 於 發 生 最 大 破 裂 量 > 即 出 現 最 大 熱 機 械 應 JJ 量 之 孔 □ 附 近 之 處 〇 此外 串 5円 人 已 觀 察 到 這 種 板 中 之 截 切 緣 角 的 角 度 方 位 to 法 如 先 刖 所 考 慮 的 最 佳 防 止 破 裂 延 展 〇 适 種 非 最 佳 化 係 起 因 於 破 裂 之 形 成 並 非 ΤΜ. 繞 著 孔 □ 均 勻 分 佈 360 0， 而 係 沿 不 4- 論 靜 止 抑 或 可 動 式 之 所 526315 五、發明說明（3) 有板的縱向中心線偏置。咸信這種環繞著板孔口之非對 稱破裂分佈係因該節流板橫跨該靜止板表面之縱向滑動 動作而發生。 美國專利第5,626,1 64號係揭露一種抗裂閥板；該板 之外形係設計成防止在其中形成及延展破裂。該板具有 一軸心線、及沿該軸心線設置之用於引導熔態金屬的一 孔口、以及將一夾持力朝向該孔口附近之該軸集中的複 數個截切緣角，其中每一該等截切緣角皆與一線垂直， 該線係延伸於其與該孔口之切點、橫越該軸、且通過其 與平行於漸縮之板邊緣且間隔該等邊緣相等於該孔口寬 度之半之一距離的一線所形成之交叉點處。 文件第WO-A1-9 8/0 5 45 1號中揭露了該解決方案之一 變型，其中定義出介於該板複數側面之間的角度以延長 該板壽命。 儘管美國專利案第5,626，164號解決方案已構成較先 前已知解決方案顯著之進步，然申請人已嘗試使該板外 型更佳化。 明顯地，亟需一種閥板，其外型可最佳地將夾持力集 中於該板之最易裂區域中，以最有力的阻止任何這種破 裂延長。理想上，緣角應具有足以避免在該緣角中產生 有害之局部機械應力的一長度。 國際專利申請案第WOO 1 /4 1 956號中揭露一種用於一 滑動閘閥中的抗裂閥板，其可克服或至少改良關於先前 技藝之所有缺點，或著至少相當於美國專利案第 526315 五、發明說明（4) 5,626，164號中所揭露之板的性能。 該案因此係有關於一種用於一滑動閘閥的一耐火板， 該板可藉由具有與其延長方向平行之兩側邊的一細長矩 形R所限定。該矩形R具有定義爲其最長對稱軸之一 縱軸且該縱軸係與該板之優先滑動軌道一致。然而可淸 楚了解，該優先滑動軌道構想係依據該案之板的固有特 徵，且該板可在一閘閥中依據並非爲最佳或優先之一方 向滑動。該板具有用於引導熔態金屬的一孔口-澆注孔 。該孔口大多呈圓形，且更一般地，該孔口係由直徑爲 Φ之一圓C所限定。 爲了建構目的，該矩形R係由交叉於圓c中心處之 兩垂直線劃分成四個象限，且其中一該等線係在該矩形 R平行側邊之間的中間延伸。每一象限皆具有交叉之對 角線：接合該圓C中心至該矩形R緣角的Dl、D3、D5 、D7，以及將相鄰的該等垂直線與矩形R側邊之交叉 點接合的D2、D4、D6及D8，其中該等垂直線係交叉 於該圓C中心處。 該澆注孔可定位於該板中心，但大多沿該縱軸偏置， 使得可在一較長區域上造成節流。該澆注孔亦可沿垂直 於該縱軸的一軸心線略微偏置。 該板具有呈傾斜方位之邊緣-描繪成該矩形R之截切 緣角，以將夾持力集中至該孔口附近且集中至節流區域 ，來防止破裂在其中形成及延展。 依據WO01/41956號案，將至少一部份該等邊緣定義 五、發明說明（5) 如下： -最遠離該澆注孔（因此，最接近節流區域）之邊緣係自 未與該個緣角交叉之對角線方向偏離最大5 ° ’及 -最接近該澆注孔（因此最遠離節流區域）之邊緣係自以 下其中一方向偏離最大5° (i) _與交叉著該各緣角之對角線呈垂直的方向； (ii) -該各象限之其他對角線的方向； (iii) -介於方向（i)與（Π)之間中間的一方向。 申請人已確定，這種板外型係將夾持力最佳化地集中 至該板之兩不同區域。一方面，保持節流區域處於壓縮 ，因此得防止破裂在該範圍中出現，另一方面，亦保持 該澆注孔之周圍處於壓縮，因此得防止自該澆注孔放射 之破裂延展。 申請人已觀察到，新穎設計的板非常有利。第一，觀 察到極少之破裂。第二，即使仍產生破裂，該破裂仍不 致延展至該板邊緣，而得顯著減少空氣進入。以及第二 ’當結合一適當夾持裝置來使用依據本歐洲申請案之板 時，即使有任何破裂，仍僅產生於可接受之區域中。亦 即，不致在節流區域中，亦不致直接在該澆注孔與最接 近之邊緣之間的區域中產生破裂。 該板之一更進一步優點在於，由於發現到非常少的破 裂’因此可在使用後輕易且迅速地修理該板。此乃爲何 本發明關注一種用於修理使用過之w Ο 0 1 /4 1 9 5 6號案中 所揭露之板的方法。 526315 五、發明說明（6) 該板可相對於其縱軸對稱，但在較佳具體實施例中， 該板並非相對於縱軸對稱。 由於這種非對稱，使得該板僅可安裝於該上方壓痕中 之一位置處及該下方壓痕中之一位置處，使得當欲重複 利用該板而將該板自某一位置前進至另一位置時，該板 支持表面將變爲其滑動或工作表面。 該板可僅具有以上所定義之四個邊緣，但爲了避免尖 角，其可具有更多邊緣。在這種情況下，增補之邊緣可 (或不可）與該縱軸平行及/或垂直。 必須了解到，該板並非必須爲多邊形。相反地，當使 用環繞著該板的一夾持帶時，這種夾持帶可在鄰接邊緣 所定義之頂點上施加局部機械應力-其可成爲破裂。因 此，該緣角最好呈圓形。 在較佳具體實施例中，僅一部份該等邊緣滿足上述定 義。更佳地，該等邊緣包括接合該等邊緣部之曲線且最 佳地爲該等邊緣之過渡半徑。 亦必須了解到，在本發明範圍中，一「板」亦指譬如 一單殼式噴嘴板、一單殼式內噴嘴板、一單殼式管板等 一板總成（固定或可移除式）。 是以，本發明係關於一種用於修理一滑動閘閥之一磨 損耐火板的方法，該板係由具有與其延長方向平行之兩 側邊的一細長矩形R所限定，並且具有偏心地定位於 該等矩形R平行側邊之間中間且由一圓C所限定的一 澆注孔，該矩形R係由交叉於該圓C中心處之兩垂直

526315 五、發明說明（7) 線劃分成四個象限’目·該等線其中之一係在該等矩形R 平行側邊之間中間延伸，每一該等象限各具有交叉之對 角線Dl、D2及D3、D4及D5、D6以及D7、D8，其中 切除該矩形R之緣角且以傾斜邊緣取代，並且最遠離 該澆注孔之邊緣的至少一部份之方向係自未與該各緣角 交叉之對角線方向偏離最大5° ;及 -最接近該澆注孔之邊緣的方向係自以下其中一方向偏 離最大5°: (i) 與交叉著該各緣角之對角線呈垂直的方向； (ii) 該各象限之其他對角線的方向； (iii) 介於方向⑴與（Π)之間中間的一方向。 可使用任何適當的修理方法。應了解到，正由於其卓 越的抗裂性，因此可輕易、迅速、且有效地修理該等板。 一般而言，該修理方法包括以灰漿、且較佳地以譬如 REFRACOL· 020 PL· 45的一鱗酸鹽灰獎等肯g多句抵抗容態 鋼之一灰漿來修補破裂的步驟。 倘若有需要時，則必須在修補破裂之前硏磨整形該板 表面。譬如，自該板表面移除殘留的鋼。忖使）]]譬如硏 磨、噴砂、水柱噴射等任何習知技術。 一旦完成修補破裂後，將移除多餘之灰漿且允許將該 板乾燥。可在環境溫度下執行乾燥至少4小時且較佳地 爲8小時，或在譬如1 20 °C下之一烤爐中執行1小時。 接著可固化該板。可在一小時內、於3 5 0至4 5 0 °C下 實施固化步驟。在一變型中，經修理後的板亦可能在承

526315 五、發明說明（8) 受高檢修溫度期間發生固化。 在一特殊具體實施例中，以大約8 0至1 2 0 °C預熱該 板，使灰漿深入破裂中且迅速地凝固。 在另一具體實施例中，灰漿包括一硬化劑，使其即使 在環境溫度下，仍可迅速地凝固。 當該澆注孔口損壞時，亦可加以修理。通常，將具有 大體上相似於該澆注孔口原始直徑之一直徑的一管狀物 (譬如一圓管、一圓桿或一心軸）嚙合於該澆注孔口中。 以灰漿（通常與用於破裂者相同）環繞該管狀物件來修補 、乾燥且最後固化。 在一變型中，方可能鑽一孔洞（較佳地與該原始澆注 孔□同軸，且具有較佳地大於該澆注孔口原始直徑至少 5 0%的一直徑）、將一嵌入件放置且塗抹灰漿於該新鑽 之？L洞中。該嵌入件較佳地係由至少如該板原始材料一 般抗裂的一材料製成。可方便地提供該嵌入件外壁凸起 件或孔洞’使得該灰漿及嵌入件互相貫穿滲透。亦可能 使用成型爲具有相同內徑、但外徑不同之疊積同軸管的 步階型嵌入件。 第1圖及第2圖係WO-A 1 -0 1 /4 1 9 5 6號案之板的上視 平面圖。 現在請參考第1圖，其中相同之代碼在整個圖式中皆 指示相同組件，本案係揭露一種用於一滑動閘閥中的一 閥板1 ’該型滑動閘閥係用於調節自一澆鑄分配器至一 模或自一澆斗至一澆鑄分配器的一熔態鋼或其他金屬流。 -10- 526315 五、發明說明（9) 板1具有用於澆注該熔態金屬蒸汽之一孔口 3。該澆 注孔3係由具有中心4之一圓C所限定。第1圖係顯 示具有一非圓形澆注孔的一板且第2圖係顯示具有對應 於圓C之一澆注孔3的一板。 可在第1圖及第2圖上看出矩形R。矩形R係限定板 1且其最長側係平行於該板在該滑動閘閥中之滑動軌道 。爲了完成建構，必須繪製交叉於圓C中心4處且平 行於矩形R短及長側邊的兩垂直線5及6。該等線因此 定義出矩形R之四個象限。每一象限皆具有交叉之對 角線：接合圓C中心4與矩形R四個緣角（7、8、9、10) 的Dl、D3、D5及D7，以及將相鄰的線5及6與矩形 R側邊之交叉點（Π、12、13、14)接合的D2、D4、D6 及D8。 特別設計成將夾持力集中於節流區域中的該板邊緣、 即最遠離澆注孔3而因此最靠近節流區域的之邊緣1 5 及1 6之至少一部份係平行於包含著該邊緣之象限的對 角線D2或D4。 在第1圖及第2圖中，至少一部份的邊緣1 5係平行 於對角線D2且至少一部份的邊緣1 6係平行於對角線 D4。在第1圖中，整個邊緣15及16係與對角線D2與 D4平行，而第2圖中，僅一部份的邊緣1 5及1 6與對 角線D2及D4平行。 特別設計成將夾持力集中於環繞澆注孔3的該板邊緣 、即最接近澆注孔3的邊緣1 7、1 8係成型爲與包含著

-11- 526315 五、發明說明（1〇) 該邊緣之象限的對角線D5或D7平行，或著換言之， 與定義成垂直於對角線D5或D7的一方向19或20平 行。第2圖中分別垂直於對角線D 5及D 7之邊緣〗7及 1 8兩者皆闡明本具體實施例。 另一選擇爲，這些邊緣17及18可成型爲平行於包含 著該等邊緣之象限的對角線D6或D8，如第1圖所示 之邊緣17與18係平行於D6與D8。 另一變型中，邊緣17及18可轉向至包含於以上定義 之兩方向之間的一方向。 邊緣1 5、1 6、1 7及1 8可互相接觸，而得因此定義出 由對角線D2、D4、D6及D8接合所定義的·四角形板 1。明顯地，爲了避免機械應力，最好避免這種尖端形 緣角。因此較佳地，邊緣1 5、1 6、1 7及1 8並非直接接 觸。如第1圖所示，可藉較佳地平行於矩形側邊之直線 來分離該等邊緣。 更佳地，可藉過渡曲線來分離該等邊緣。 第2圖中，邊緣1 5與1 6以及邊緣1 7與1 8係由過渡 半徑21以及22接合。 必要之參數係邊緣1 5、1 6、1 7及1 8之方位，其將決 定該等邊緣集中夾持力之方向以避免破裂。該等邊緣相 對於澆注孔3之位置、即邊緣1 5、16、1 7及1 8分別沿 對角線Dl、D3、D5及D7之位置對該判定標準而言較 不重要。然而，邊緣15、16、17及18最好不要過長， 以避免因尖端形緣角造成之機械應力，且亦不要過短， -12- 526315 五、發明說明（11) 以有效地將夾持力集中在有需要之處。 因此，最接近節流區域之邊緣，即邊緣1 5與1 6(或 其凸出件），應較佳地在分別由矩形R短側邊長度之 1/8至3/8之間與5/8至7/8之間所構成的一範圍中切 割矩形R短側邊。 這種規範對於該板之其他側邊（即最接近該澆注孔之 側邊）而言較不重要，使得邊緣17及18(或其凸出件）應 較佳地在由矩形R短側邊長度之1/10至9/10之間所構 成的一範圍中切割矩形R短側邊。 文件第WOO 1 /4 1 956號中描述了 一種用於決定一板是 否係依據其說明來設計的方法。 符號之說明 1 (閥）板 3 孔口（澆注孔） 4 中心 5,6 線 7,8,9,10 緣角 11，12，13，14 交叉點 15，16，17，18 邊緣 19,20 方向 21,22 過渡半徑 C 圓 R 矩形 D1 〜D7 對角線

Claims (1)

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   六、申請專利範圍 第9 1 103809號「用於修理抗裂閥板的方法及依此修理成的板」 專利案 （91年6月修正） 六申請專利範圍 1· 一種用於修理一滑動閘閥之一磨損耐火板（1)的方法，該 板係由具有與其延長方向平行之兩側邊的一細長矩形R 所限定，並且具有偏心地定位於該等矩形R平行側邊之 間中間且由具有中心（4)之一圓C所限定的一澆注孔（3)， 該矩形R係由交叉於該圓C中心（4)處之兩垂直線（5、6) 劃分成四個象限，且該等線（5、6)其中之一（6)係在該等 矩形R平行側邊之間中間延伸，每一該等象限各具有交 叉之對角線Dl、D2及D3、D4及D5、D6以及D7、D8， 其中切除該矩形R之緣角（7至10)且以傾斜邊緣（15至18) 取代，並且最遠離該澆注孔（3)之邊緣（15、16)的至少一 部份係自未與該各緣角交叉之對角線方向偏離最大5°， 最接近該澆注孔（3)之邊緣（17、18)的方向係自以下其中 一方向偏離最大5°: (i) 交叉著該各緣角之對角線呈垂直的方向， (ii) 該各象限之其他對角線的方向， (iii) 介於方向⑴與（ii)之間中間的一方向，該方法包括藉 灰漿來修補該等破裂之步驟。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其包括以下步驟： a) 鑽出與該原始澆注孔口大體上同軸且具有大於該原 始澆注孔口直徑至少50%之一直徑的一孔洞， b) 放置一嵌入件至該鑽孔中， 526315

   、申請專利範圍 C)藉灰漿修補該嵌入件與該鑽孔之壁之間。 3·如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該灰漿係 一磷酸鹽灰漿。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中包括乾燥 該經修補板的步驟。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中包括固化 該經修補板的步驟。 6. —種用於一滑動閘閥之耐火板（1)，該板係由具有與其延 長方向平行之兩側邊的一細長矩形R所限定，並且具有 偏心地定位於該等矩形R平行側邊之間中間且由具有中 心（4)之一圓C所限定的一繞注孔（3)，該矩形R係由交叉 於該圓C中心（4)處之兩垂直線（5、6)劃分成四個象限， 且該等線（5、6)其中之一（6)係在該等矩形R平行側邊之 間中間延伸，每一該等象限各具有交叉之對角線D1、D2 及D3、D4及D5、D6以及D7、D8，其中切除該矩形R 之緣角（7至10)且以傾斜邊緣（15至18)取代，並且最遠 離該澆注孔（3)之邊緣（15、16)的至少一部份係自未與該 各緣角交叉之對角線方向偏離最大5°，最接近該澆注孔（3) 之邊緣（17、18)的方向係自以下其中一方向偏離最大5°: (i) 與交叉著該各緣角之對角線呈垂直的方向， (ii) 該各象限之其他對角線的方向， (iii) 介於方向⑴與（ii)之間中間的一方向，其特徵爲藉灰 漿來修補該板。 -2-