一種滑門閥的防裂閥板制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于滑門閥的耐火板（１），該板具有一個澆注孔（３），該澆注孔由一個以（４）為圓心的圓Ｃ所限定，板（１）的邊緣（１５，１６，１７，１８）中至少有一部分被加工成斜角，從而最優(yōu)地將夾緊力集中在節(jié)流區(qū)域內(nèi)和澆注孔周圍。（*該技術(shù)在2020年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
說明本專利技術(shù)一般涉及用在滑門閥中的防裂閥板，這種滑門閥被用于控制一股熔化的金屬流，并且本專利技術(shù)特別涉及一種能夠防止因熱機械應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋的閥板。滑門閥通常在煉鋼和其它冶金加工中被用于控制熔化的金屬流。這種閥通常包括一個支撐框架、一個上固定閥板和一個節(jié)流板，其中上固定閥板具有一個孔，該孔與一個用于引導(dǎo)熔化的金屬流的澆口杯或鑄勺嘴相對齊，節(jié)流板類似地具有一個可在該固定閥板下面滑動的金屬導(dǎo)流孔。在與連續(xù)的鑄模連接使用的滑門閥中，一個下固定閥板被提供在可移動的節(jié)流板的下面，該下固定閥板也類似地具有一個導(dǎo)流孔，該導(dǎo)流孔大體與上固定板的孔相對齊。熔化的金屬流的流動速率取決于可滑動的節(jié)流板上的孔與上固定板上的孔的重合度?？梢苿拥墓?jié)流板通常比固定節(jié)流板長，這是為了使節(jié)流板的孔的前邊緣和后邊緣都能夠?qū)θ刍慕饘倭鬟M(jìn)行節(jié)流，同時通過使節(jié)流板的孔與固定板上的孔完全不重合，能夠完全切斷金屬流。通常，該節(jié)流板通過一個液壓連桿被滑動操縱在固定板之間。節(jié)流板和固定板分別被安裝在一個下凹口和一個上凹口中，這些板中的每一個都通過一個成為其支承表面的表面落座在一個凹口中，同時通過一個成為其滑動或工作表面的表面與另一塊板相配合。這種滑門閥的節(jié)流板和固定板都采用了耐熱和抗腐蝕的耐火材料，例如氧化鋁、氧化鋁-碳(aluminacarbon)、氧化鋯。然而，盡管這種耐火材料能夠耐熱和抗腐蝕，它們所承受的嚴(yán)重的熱機械應(yīng)力最終會導(dǎo)致某種程度的開裂。例如，在煉鋼過程中，每一塊閥板在緊鄰導(dǎo)流孔的區(qū)域處承受大約1600℃的溫度，而其外部邊緣則只承受環(huán)境溫度。由于每塊板上緊鄰導(dǎo)流孔的區(qū)域的膨脹率明顯大于板的平均膨脹率，所以由此導(dǎo)致的巨大的熱梯度會產(chǎn)生大量的熱機械應(yīng)力。這些應(yīng)力會導(dǎo)致裂紋的形成，這些裂紋從板上的孔向外輻射擴展。如果不采取任何措施抑制這些裂紋的擴展，那么該裂紋就會一直擴展至板的外邊緣處，從而使板斷裂。為了防止這種裂紋的擴展和由此導(dǎo)致的閥板斷裂，現(xiàn)有技術(shù)中已有了多種不同的解決方法。在第一種嘗試方法中，有人設(shè)計出了改進(jìn)的夾緊機構(gòu)。這些機構(gòu)的目的是在板的周邊上施加足夠大的壓力，從而使源自孔的裂紋不能向板的邊緣擴展。一種這樣的機構(gòu)包括一個框架，該框架具有螺旋操縱的楔子，該楔子與板的各個角相配合，該板被沿一個角度截切，該角度與楔子的角度互補。這樣一種系統(tǒng)在專利DE-C2-3,522,134中被公開。盡管這種框架和楔型夾緊機構(gòu)構(gòu)成了一種改進(jìn)，但專利技術(shù)者已指出了這種方案中的一些缺點，這些缺點使之不能充分發(fā)揮其防裂的潛力。通常來講，夾緊力并沒有均勻地集中在裂紋產(chǎn)生量最大的區(qū)域處，該區(qū)域即是指，熱機械應(yīng)力最大的孔的鄰近區(qū)域。另外，申請人已注意到，一般而言，這種板中截切角的角度方向并不能如預(yù)想的那樣最優(yōu)地防止裂紋的擴展。這種非最優(yōu)的原因是，裂紋的形成并非均勻地分布在孔周圍360°的范圍內(nèi)，而是沿所有閥板的縱向中心線產(chǎn)生偏離，無論這些閥板是固定的還是可移動的。這種裂紋圍繞板孔的非對稱分布被認(rèn)為是由節(jié)流板在固定板表面上的縱向滑動造成的。美國專利No.5,626,164公開了一種防裂閥板；所述板的形狀被設(shè)計用于防止其中裂紋的形成和擴展。該板具有一條軸線，和一個沿所述軸線布置的用于引導(dǎo)熔融金屬的孔，和用于向所述軸線將夾緊力集中在所述孔附近的截切角，其中，每一個所述截切角都與一條直線相正交，該直線從所述孔的一個切點延伸，穿過所述軸線，并且通過各直線的一個交點，這些直線平行于相交的板邊緣，這些直線與所述邊緣的距離等于所述孔的寬度的一半。在專利文獻(xiàn)WO-A1-98/05451中，公開了另一種此類解決方法，其中板的各個側(cè)表面之間都定義了角度，以便延長板的壽命。盡管美國專利No.5,626,164已經(jīng)在先前已知方案的基礎(chǔ)上構(gòu)成了一種明顯的改進(jìn)，申請人依舊試圖對板的形狀進(jìn)行優(yōu)化。顯然，我們需要一種閥板，該閥板的形狀最優(yōu)地將夾緊力集中在板上最易產(chǎn)生裂紋的區(qū)域內(nèi)，從而盡可能地阻止任何這種裂紋的擴展。理想的情況是，角應(yīng)該具有足夠的長度，以避免角中產(chǎn)生不良的局部機械應(yīng)力。一般而言，本專利技術(shù)是一種用于滑門閥的防裂閥板組件，該防裂閥板組件能夠克服或者至少改善現(xiàn)有技術(shù)中的所有缺點，或者該防裂閥板組件的性能至少等同于美國專利No.5,626,164中所公開的板的性能。這樣，本專利技術(shù)涉及一種用于滑門閥的耐火板，該耐火板具有一個用于引導(dǎo)熔化的金屬的孔，即澆注孔。通常所述孔是圓形的，更一般地講，該孔由一個直徑為Ф的圓C所限定。該板可以由一個矩形R所限定，該矩形R具有兩條與該板在滑門閥中的滑動軌道相平行的邊。矩形R具有一條縱向軸線，該軸線被定義為矩形R最長的對稱軸線，并且將與該板的優(yōu)選滑動軌道相重合。然而，我們應(yīng)清楚地知道，該優(yōu)選滑動軌道的概念是根據(jù)本專利技術(shù)的板的一個固有特征，并且該板可以沿一個非最優(yōu)或非優(yōu)選的方向在一個門閥內(nèi)滑動。為了便于加工，矩形R被兩條相互垂直的線分成了四個象限，這兩條垂直線相交于圓C的圓心處，并且分別平行于矩形R的長邊和短邊。每個象限具有相交的對角線連接圓C的圓心和矩形R的角的對角線D1、D′1、D″1、D1和連接兩條相互垂直的線與矩形R的邊的相鄰交點的對角線D2、D′2、D″2、D2，其中這兩條垂線相交于圓C的圓心。澆注孔可位于板的中心，但在通常情況下，該孔沿縱向軸線偏移，從而使節(jié)流能夠產(chǎn)生在較長的區(qū)域上。該澆注孔也可以沿一條與縱向軸線垂直的軸線輕微偏移。該板具有帶斜角的邊緣—形成了矩形R的截切角—用于將夾緊力向孔附近集中并且向節(jié)流區(qū)域集中，從而防止其中的裂紋形成和擴展。根據(jù)本專利技術(shù)，至少有一部分邊緣被定義如下-距澆注孔最遠(yuǎn)(因此，距節(jié)流區(qū)域最近)的邊緣大體平行于包含所述邊緣的象限的對角線D2，和-距澆注孔最近(因此，距節(jié)流區(qū)域最遠(yuǎn))的邊緣大體平行于-一條與包含所述邊緣的象限的對角線D1相垂直的線；或-包括所述邊緣的象限的一條對角線D2；或-一條夾在如上定義的直線之間的線。我們將明白，在本說明書的范圍內(nèi)，當(dāng)兩個方向被描述為大體平行時，這意味著這兩個方向的平行公差不超過±5°。實際上申請人已經(jīng)確定，這樣一種板形狀最優(yōu)地將夾緊力集中在該板的兩個不同區(qū)域上。一方面，節(jié)流區(qū)域被保持處于壓縮狀態(tài)，從而防止了該區(qū)域內(nèi)裂紋的出現(xiàn)，而另一方面，澆注孔的周邊也被保持處于壓縮狀態(tài)，從而防止了裂紋從澆注孔向外輻射擴展。申請人注意到，這種重新設(shè)計的板極為有利。第一，觀察到的裂紋數(shù)量大大減少。第二，即使仍然產(chǎn)生裂紋，這些裂紋也不會擴展到板的邊緣處，從而空氣的進(jìn)入被明顯減少。第三，當(dāng)根據(jù)本專利技術(shù)的板與合適的夾緊裝置聯(lián)合使用時，任何可能出現(xiàn)的裂紋只出現(xiàn)在可接受的區(qū)域，即是說，它們不出現(xiàn)在節(jié)流區(qū)域，同時它們也不直接出現(xiàn)在澆注孔和最近邊緣之間的區(qū)域內(nèi)。該板可以關(guān)于其縱向軸線對稱，但在推薦實施例中，該板并不關(guān)于其縱向軸線對稱。由于這種不對稱，該板可以只被安裝在上凹口中的一個位置和下凹口中的一個位置，從而在需要對該板進(jìn)行再循環(huán)利用的情況下，當(dāng)該板從一個位置移動至另一位置時，該板的支承表面就變?yōu)槠浠瑒踊蚬ぷ鞅砻?。該板可以只具有如上定義的四個邊緣，但是為了避免尖角，它可以具有更多的邊緣。在這種情況下，補充的邊緣可以(或不可以)平行和/或垂直于縱向軸線。必須明確的是，根據(jù)本專利技術(shù)，該板并非必須為多角形。相反，當(dāng)在板的周圍使本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種滑門閥的耐火板（１），該板具有一個澆注孔（３），該澆注孔由一個以圓心（４）為中心的圓Ｃ所限定，板（１）由一個矩形Ｒ所限定，矩形Ｒ有兩條邊平行于板（１）在滑門閥中的優(yōu)選滑動軌道，矩形Ｒ被兩條相互垂直且相交于圓心（４）的直線（５，６）劃分為四個象限，其中垂直線（５，６）分別平行于矩形Ｒ短邊和長邊，每個象限都具有相交的對角線：連接圓Ｃ的圓心（４）和矩形Ｒ的角（７，８，９，１０）的對角線Ｄ１、Ｄ′１、Ｄ″１、Ｄ′″１和連接兩條相互垂直的線（５，６）與矩形Ｒ的邊的相鄰交點（１１，１２，１３，１４）的對角線Ｄ２、Ｄ′２、Ｄ″２、Ｄ′″２，其中這兩條垂線相交于圓Ｃ的圓心（４），其特征在于，板（１）的邊緣（１５，１６，１７，１８）中至少有一部分被定義如下：－距澆注孔（３）最遠(yuǎn)的邊緣（１５，１６）分別大體平行于包 含所述邊緣的象限的對角線Ｄ２或Ｄ′２，和－距澆注孔（３）最近的邊緣（１７，１８）分別大體平行于：一條與包含所述邊緣的象限的對角線Ｄ″１或Ｄ′″１相垂直的線（１９，２０）；或包括所述邊緣的象限的一條對角線Ｄ″２或Ｄ′″２；或一 條夾在直線１９或２０和Ｄ″２或Ｄ′″２之間的線。...

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：漢斯羅斯福斯，文森特保斯德奎因，
申請(專利權(quán))人：維蘇維尤斯克魯斯布公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]