TW555944B - Refractory plate for a slide gate valve and slide gate valve - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 555944 A7 ----------------- B7 五、發明說明（1 ) 本發明是關於滑動閘閥用的閥板，用於控制熔融金屬 的流動，特別是關於可防止由於熱機械應力導致裂痕之 閥板。 滑動閘閥通常用於在製鋼與其他冶金過程中控制熔融 金屬的流動。此閥大体上包括一支撐框架、一上靜止閥 板、一節流板，上靜止閥板具有一與餵槽或澆斗噴嘴對 準的孔，用於引導熔融金屬的流動，節流板同樣具有一 金屬引導孔，其可在靜止閥板下方滑動。在與連續鑄模 一起使用的滑動閘閥中，一下靜止閥板設在可移動的節 流板下方，其同樣具有一流動引導孔，孔實質上對準上 靜止板的孔。熔融金屬的流動率依可滑動節流板之孔與 上靜止板之孔重疊的程度而定。可移動節流板通常比靜 止節流板長，以賦予它節流熔融金屬-其來自它本身的 孔之前與後邊緣二者-流動的能力，以及將它的孔帶到 完全在與靜止板之孔有任何重疊處的外部而使流動全然 關閉的能力。典型上，節流板可以藉由液壓連結而被可 滑動地操縱於靜止板之間。 節流板與靜止板個別安裝在下齒痕與上齒痕中，這些板 的每一板經由一變成它的支撐表面之表面而停置於一齒痕 中，且經由一變成它的滑動或工作表面之表面而與另一板 合作。 此滑動閘閥的節流板與靜止板二者由防熱與防腐蝕的耐 火材料形成，諸如氧化鋁、礬土·碳、氧化锆。然而，儘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------— ·--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本 I. -I線· 555944 A7

五、發明說明（2 ) 管此耐火材料係防熱與防腐蝕，它們所承受之嚴重的熱機 械應力最終促使發生某些程度的裂痕。例如，在製鋼時， 每一閥板之緊鄰於它的流動引導孔之區域承受約1 6 〇 0。(：的 溫度，而它的邊緣所經歷的只是周圍溫度。所產生的大熱 梯度造成大量的熱機械應力，其原因爲每一板之緊鄰於它 的孔之區域以實質上大於板之剩餘部分的速率膨脹。這些 應力導致形成裂痕，其係自板的孔徑向向外。如果未做任 何事情來約束這些裂痕的擴展，它們可能繼續延伸到板的 外邊緣，促使它破裂。 爲了防止此裂痕的擴展及閥板最終的破裂，先前技藝已 發展各種解決方案。在第一嘗試中，已設計改良的夾持機 構。這些機構的目的是施加足夠的壓力於板的周緣，以致 於自孔開始的裂痕不會擴展至板的邊緣。此種機構之一包 括一框架，其具有螺絲操作的楔，楔嚙合於板的隅角，隅 角已以和楔角亙補之角度截角。此系統揭示於文件DE-C2-3 , 522，134。雖然此框架與楔型夾持機構已有進展，但本 發明人注意到此設計的缺點，使得它不能發揮完整、防裂 的潛力。大體上，在發生最大裂痕量之處，即，在孔的附 近，該處存在最大量的熱機械應力，夾持力未能均勻集中 。此外，申請人觀察到，大體上，如先前所想的，此板中 之截角的隅角之角度定向不能最理想地防止裂痕的擴展。 此非最理想性乃源自於裂痕的形成係不均勻分佈於孔的 3 60 °周圍，而是沿著全部閥板-無論是靜止或可移動- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本11^ 訂---------線 « 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 555944 A7 1 B7__ 五、發明説明（3 ) 的縱向圓心線偏壓。板孔周圍的裂痕之此不對稱分佈相信 係由於節流板縱向滑動作用於靜止板之面上而發生。 美國專利5,626,1 64號揭示一防裂閥板；該板的形狀設 計成爲防止裂痕在其內形成及擴展.。此板具有一軸線、一 孔與截角的隅角，孔用於引導沿著該軸線安置的熔融金屬 ，隅角用於使一夾持力朝向該軸線集中.於該孔附近，其中 每一該截角的隅角正交於一線，其延伸於該孔的切點之間 ，越過該軸線，且通過與收歛的板邊緣平行之諸線的交集 ，諸線與該邊緣相隔一距離，其等於該孔寬度之一半。 在文件WO-A1 - 98 /0545 1中揭示此解決方案的變形，其 中板之側向面之間的角界定爲可延伸板的壽命。 雖然美國專利5，626，1 64號的解決方案已比先前習知的 解決方案有顯著的進展，但申請人仍嘗試使板的形狀最佳 化。顯然，需要一閥板，其形狀使夾持力最佳地集中於板 之最有裂痕傾向的區域，以儘可能延遲任何裂痕的延展。 理想上，隅角必須具有足夠的長度，以避免在隅角中產生 不想要的局部機械應力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般而言，本發明是防裂閥板總成，用於一滑動閘閥， 其克服或至少減輕先前技藝有關的全部缺點，或至少等於 美國專利5，6 2 6，1 6 4號所揭示之板的性能。 於是，本發明是關於一種用於滑動閘閥之耐火板，滑動 閘閥具有一用於引導熔融金屬的孔-澆注孔。該孔通常是 圓形，更通常地，其由直徑爲Φ的圓C所環繞。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） 555944 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4) 板可由矩形R環繞’其具有二邊，邊平行於滑動閘閥中 之板的滑動軌跡。矩形R具有一縱向軸線，其界定爲它最 長的對稱軸線，且將重合於板之較佳的滑動軌跡。然而， 應明白，此較佳滑動軌跡的觀念是依據本發明之板的固有 特徵，且此板可於非最佳或較佳的方向滑動於閘閥中。 爲了構建之目的，矩形R由在圓C的圓心相交之二垂直 線分爲四象限，二垂直線個別平行於矩形r的長與短邊。 每一象限具有相交的對角線：對角線D 1、D ’ 1、D ’ ’ 1、D，，，1 -其連接圓C的圓心至矩形R的隅角，及對角線D2、D’2 、D’’2與D’"2-其連接在圓C的圓心與矩形R之邊相交的 垂直線之相鄰交集。 澆注孔可位於板的中心，但最通常地，它沿著縱向軸線 而偏置，以致於可在較長的區域節流。澆注孔也可沿著垂 直於縱向軸線的軸線略爲偏置。 板具有角向的邊緣-其構成矩形R之截角的隅角-用於 朝向孔的附近及朝向節流區域集中夾持力，以防止其內之 裂痕的形成與擴展。 依據本發明，至少一部分邊緣界定如下： -最遠離澆注孔的邊緣（於是，最接近節流區域）實質上 平行於含有該邊緣之象限的對角線D2，且 -最接近澆注孔的的邊緣（於是，最遠離節流區域）實質 上平行於 -垂直於含有該邊緣之象限的對角線D1之任一線； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本一^ 555944

五、發明說明（5) -包括該邊緣之象限的任一對角線D2 ; -包含於以上界定之線之間的任一線。 可以了解，在本說明書的範疇中，當二方向被敘述成爲 實質上平行時，其意指這些方向係平行± 5° 。 申請人實際上已經決定，此板的形狀將夾持力最佳地集 中於板之二不同區域。一方面，節流區域保持壓縮，於是 防止在該區域造成裂痕，另一方面，澆注孔的周緣也保持 壓縮，於是防止源自於澆注孔的裂痕擴展。 申.請人已經觀察到，新設計的板極爲有利。首先，觀察 到裂痕少了很多。第二，即使它們仍然發生，裂痕不會擴 展至板邊緣，以致於空氣的進入顯著減少。第三，當依據 本發明的板與一適當夾持裝置一起使用時，裂痕-如果有 的話-只發生在可以接受的區域。即，它們不發生在節流 區域，且不直接發生在澆注孔與最接近的邊緣之間。 板可相對於它的縱向軸線爲對稱，但在較佳賓施例中， 板相對於它的縱向軸線爲不對稱。由於此不對稱，板只安 裝在上齒痕之一位置及在下齒痕之一位置，以致於如果板 的再循環係所欲者，當板自一位置到達另一位置時，板的 支撐表面變成它的滑動或工作表面。 板可只具有以上所界定的四邊緣，但爲了避免尖銳的角 ，其可具有更多的邊緣。在此狀況，補充的邊緣可以（或 不）平行及/或垂直於縱向軸線。 必須了解，依據本發明，不強制板爲多邊形。相反地， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 I, f 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 555944 A7 B7 五、發明說明（6) 如果一夾持帶使用於板的周圍，此夾持帶可施加局部的機 械應力-其可能變成裂痕-於相鄰邊緣所界定的頂點。所 以，有利的是隅角係圓的。 在較佳實施例中，只有一部分的邊緣滿足以上的界定。 更佳地，剩餘的邊緣由連接該邊緣部分的曲線組成，最佳 地，由該邊緣的過渡半徑組成。 圖式簡單說明 第1與2圖是本發明之板的頂平視圖。 較佳實施例詳細說明 現在參考第1圖，其中相同的號碼標示圖中相同的部 件’本發明係關於一閥板1，用於滑動閘閥，其型式係用 於調節自餵槽到達鑄模或自澆斗到達餵槽之熔融鋼或其 他金屬的流動。 板1具有一孔3，用於澆注熔融金屬流。該澆注孔3由 圓心在4的圓C環繞。第1圖繪示一具有非圓形澆注孔 的板’第2圖顯示一具有對應於圓C之澆注孔3的板。 矩形R在第1與2圖是可見的。矩形R環繞板1，且其最 長的邊平行於滑動閘閥中之板的滑動軌跡2。爲了構建之 目的’需要畫二垂直線5與6，其在圓C的圓心4交叉， 且平行於矩形R的短與長邊。於是，這些線界定矩形R 的四象限。每一象限具有相交的對角線：對角線D 1、D，1 、D’’l、D’’’l -其連接圓C的圓心4至矩形R的四隅角 (7,8,9，1〇)，及對角線 D2、D，2、D，，2 與 D，，，2 -其連接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫 ------訂---------線赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 555944 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 線5與6和矩形R之邊的相鄰交集（1 1 , 1 2，1 3，1 4 )。 依據本發明，特別設計以集中夾持力於節流區域中之 邊緣-即，邊緣1 5與1 6，其最遠離澆注孔3，於是最接 近節流區域-具有至少一部分（夾持力將施加於彼），其 平行於含有該邊緣之象限的對角線D2或D’ 2。 在第1與2圖中，邊緣1 5的至少一部分平行於對角線 D2，而邊緣1 6的至少一部分平行於對角線D’ 2。於第1 圖，全部的邊緣15與16平行於對角線D2與D’ 2，而在 第2圖，只有一部分的邊緣1 5與1 6平行於對角線D2與 D，2。 特別設計以集中夾持力於澆注孔3周圍的板之邊緣-即，邊緣1 7與1 8，其最接近澆注孔3 -的形狀可垂直於 含有該邊緣之象限的對角線D’’l或D’’’l，或另言之，平 行於一方向1 9或20，其界定爲垂直於對角線D’ ’ 1或 D’ ’’ 1。此實施例繪示於第2圖的二邊緣1 7與1 8，其個 別垂直於對角線D’’1與D’’’1。 替代地，這些邊緣17與18的形狀可以平行於含有它 .們之象限的對角線D’ ’ 2或D’ ’’ 2，如繪示於第1圖的邊緣 18者，其平行於對角線D’’’2。 在另一變形中，邊緣17與18可定向於一方向，其包 含於二以上界定的方向之間，如繪示於第1圖的邊緣1 7 者。邊緣15、16、17與18可互相接觸，於是界定一個 四邊形板1，其由連接的對角線D2、D’2、D’’2與D’’’2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本 ¾ · 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 555944 A7----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) 界定。顯然，爲了避免機械應力，較佳者爲避免此尖端 形隅角。所以，較佳地，邊緣15、16、17與18不直接 接觸。它們可以由直線分離，較佳爲平行於矩形的邊， 如繪示於第1圖者。 更佳地，它們可以由過渡曲線分離。 於第2圖，邊緣15與16及邊緣17與18由過渡半徑 21與22連接。 依據本發明，基本的參數是邊緣1 5、1 6、1 7與1 8的 定向，其將決定它們集中夾持力以避免裂痕的方式。它 們相對於澆注孔3的位置-即，邊緣1 5、1 6、1 7與1 8 沿著個別對角線D 1、D’ 1、D’ ’ 1與D’ ’ ’ 1的位置-就該標 準而言較不重要。然而，較佳者爲，邊緣1 5、1 6、1 7與 1 8不太長，以避免尖端形隅角所致的機械應力，亦不太 短，以有效集中夾持力於需要之處。 所以，最接近節流區域的邊緣，即，邊緣15與16(或 它們的突起物）必須較佳地將矩形R的短邊切成一區域’ 其個別包含1 / 8與3 / 8之間及5 / 8與7 / 8之間之矩形R 短邊長度。 此需求於板的另一側（即，邊緣最接近澆注孔之處的邊） 較不重要，所以，邊緣1 7與1 8 (或它們的的突起物）必須 較佳地將矩形R的短邊切成一區域，其個別包含1 / 1 〇與 9 / 1 0之間矩形R短邊長度。 爲了決定一板是否依據本發明而設計’需要建立環繞 -10- (請先閱讀背面之注 --------訂-------- 意事項再填寫本 •線 «_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 555944 A7 B7 五、發明說明（ίο) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件符號對照表 1 板 2 板的最佳滑動軌跡 3 孔 4 圓C的圓心 5 垂直線 6 垂直線 7 矩形R的隅角 8 矩形R的隅角 9 矩形R的隅角 10 矩形R的隅角 11 垂直線（5或6 )與矩形 R之邊的交集 12 垂直線（5或6 )與矩形 R之邊的交集 13 垂直線（5或6 )與矩形 R之邊的交集 14 垂直線（5或6 )與矩形 R之邊的交集 15 節流區域的邊緣 16 節流區域的邊緣 17 接近澆注孔的邊緣 18 接近澆注孔的邊緣 19 垂直於D’’’ 1的方向 20 垂直於D ’ ’ 1的方向 2 1 過渡半徑 22 過渡半徑 -12- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本 -----訂---------線； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

C4 555944 經濟部皙慧时是：ΙΓΒ (工消費合作社印製 籌重專利説明書(91年3月修正〉 發明 一、U名稱 新型 中 文 用於滑動閘閥之耐火板及滑動閘閥 英 文 Refractory plate for a slide gate valve and slide gate valve 姓 名 1 .漢斯路法斯（Hans ROTHFUSS) 2.包斯登昆文森（BOISDEQUIN Vincent) 國 籍 1 .德國 一 發明 一、創作 2.比利時 住、居所 1 .德國陶那斯登D-65232史屈德塔街36a號 2.比利時那斯特B-7062郝特富里路62號 姓 名 維蘇威克魯什伯公司 (名稱） (Vesuvius Crucible Company) 國 籍 美國 三、申請人 住、居所 (事務所） 美國德拉威州19803威敏頓佛克街103號200室 代表人 姓 名 多那德M.沙帝娜（Donald M. Satina) *1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐〉 -裝- 線 A7

經濟部智慧財產局員工消旁合作社印製 555944 '~ -------B7 五、發明說明（9 ) 板的矩形R。如果板不規則-此是通常的狀況，則有無限 多的矩形環繞該板。然而，只有一矩形r環繞該板，且 具有平行於板之較佳軌跡的邊緣。板之較佳軌跡易於發 現。實際上，依據以上界定用於板的構建規則，可以知 道’於最遠離澆注孔之邊，板（1 )之邊緣（丨5 ,丨6 )的至少 一部分必須平行於矩形R之一象限的對角線（D2或D，2 )。 所以’如果這些邊緣部分延長直到它們交叉，則界定 一扇形’其具有一頂點’頂點是延長邊緣（丨5 ,丨6 )的交集 。此扇形類似於對角線D2與D’2及它們的頂點（11)所界定 的扇形。另一方面，有至少一（通常爲無限）對平行線 (E 1 , E2 )，其中一線（E 1 )包括環繞澆注孔（3 )的圓C ( 4 )， 而另一線（E2 )與板之一邊緣相切，其遠離澆注孔（3 )。就 每一對平行線（El，E2)而言，只有一線（E3 )垂直於二平行 線E 1與E2 ’且其包括環繞澆注孔（3 )的圓C之圓心（4 )。 最後’只有這些線（E1,E2,E3)的組合之一使E1與E3 重合於用於構成板的垂直線（5與6 )。結果，如果以上界 定之扇形的頂點被帶到（藉由平移）垂直線E2與E3的交 集，則只有這些線（E2與E3)之一可能定向使得產生以上 界定之扇形的線重合於對角線D2與D’ 2，且使得線E2與 E3的交集重合於頂點1 1。依據構建規則，對角線D2與 D ’ 2和線E 1 (其於是重合於線5 )的交集將在板的邊界或在 板外，但決不在板內。發現此定向，則易於畫出矩形R， 其具有平行於線5與6(或E1與E3)的邊。 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

- -----------裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填頁) · ' ;線. 555944 A7 B7 五、發明說明（ιυ R 環繞板的矩形 一"' C 環繞孔的圓 D 1 〜D ·· ’ 1 四象限的對角線 D2〜D"，2 四象限的對角線 E1/E2 一對平行線 E3 垂直於E1及E2之線 修正 (請先閱讀背面之注意事項再填

-I ^--------訂--------I I _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

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   六、申請專利範圍 第89 1 25 7 50號「用於滑動閘閥之耐火板及滑動閘閥」專利案 (91年3月修正） 六申請專利範圍 1. 一種用於滑動閘閥之耐火板（1)，具有一澆注孔（3)， 澆注孔通常由圓心在（4)的圓C所環繞， 板（1)由矩形R環繞，其具有二邊，邊平行於滑動閘閥 中之板（1)的滑動軌跡，矩形R由在圓C的圓心（4)相交 之二垂直線（5,6)分爲四象限’二垂直線（5,6)個別平行於 矩形R的長與短邊， 每一象限具有相交的對角線：對角線D 1、D ’ 1、D ’ ’ 1、 D’’’l -其連接圓心（4)至矩形R的隅角（7,8,9，10)，及對 角線D2、D，2、D’’2與D’’’2 _其連接在圓心（4)與矩形R 之邊相交的垂直線（5,6)之相鄰交集（11，12,13,14)， 其特徵爲 板（1)的至少一部分邊緣（15,16,17,18)界定如下： -最遠離澆注孔（3)的邊緣（15,16)個別實質上平行於含 有該邊緣之象限的對角線D2或D’2 ;且 -最接近澆注孔（3)的的邊緣（17,18)個別實質上平行於 垂直於含有該邊緣之象限的對角線D’’l或D’’’l之任一 線（19,20); 包括該邊緣之象限的任一對角線D’’2或D’’’2 ; 包含於以線19或20與D’’2或D’’’2之間的任一線。 2. 如申請專利範圍第1項之耐火板，其中板相對於板的較 佳滑動軌跡爲不對稱。 555944 :丨 六、申請專利範圍 3. 如申請專利範圍第1項之耐火板，其中截流區域的邊緣 (15.16) 或它們的突起物在個別包含矩形R短邊長度的1/8 與3/8之間及5/8與7/8之間之區域和矩形R的短邊相 交。 4. 如申請專利範圍第2項之耐火板，其中截流區域的邊緣 (15.16) 或它們的突起物在個別包含矩形R短邊長度的1/8 與3/8之間及5/8與7/8之間之區域和矩形R的短邊相 交。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之耐火板，其中接 近澆注孔的邊緣（17,18)或它們的的突起物在個別包含矩 形R短邊長度的1/10與9/10之間之區域和矩形R的短 邊相交。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之耐火板，其中截 流區域的邊緣（15，1 6)由過渡曲線連接，較佳爲由過渡半 徑連接。 7. 如申請專利範圍第5項之耐火板，其中截流區域的邊緣 (15.16) 由過渡曲線連接，較佳爲由過渡半徑連接。 8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之耐火板，其中接 近澆注孔的邊緣（17,18)由過渡曲線連接，較佳爲由過渡 半徑連接。 9. 如申請專利範圍第5項之耐火板，其中接近澆注孔的邊 緣（17,18)由過渡曲線連接，較佳爲由過渡半徑連接。 10. 如申請專利範圍第6項之耐火板，其中接近澆注孔的邊 緣（17,18)由過渡曲線連接，較佳爲由過渡半徑連接。 555944 獅… ―— 六、申請專利範圍 11.如申請專利範圍第7項之耐火板，其中接近澆注孔的邊 緣（17,18)由過渡曲線連接，較佳爲由過渡半徑連接。 12 —種滑動閘閥，其係用於收容申請專利範圍第1至4項 中任一項之耐火板。