專利名稱：金屬澆注法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬澆注法及其設(shè)備。
在例如連續(xù)鑄鋼中，熔化金屬從澆包流入一個(gè)中間包，再從中間包通過澆注管流入一個(gè)連續(xù)鑄模。
從中間包流入連續(xù)鑄模的熔化金屬的流量，可用一個(gè)滑動(dòng)閘閥控制，這在本領(lǐng)域中已屬常見。
假如鑄造必須中斷，例如在更換澆注管時(shí)，將滑動(dòng)閘閥關(guān)閉，滑動(dòng)閘閥處便有金屬凝結(jié)的危險(xiǎn)，在例如使用氧氣噴槍將凝結(jié)的金屬清除前，將妨礙金屬再行流過。
梅塔康公司的歐洲專利第66118號(hào)，為求盡量減少金屬凝結(jié)的危險(xiǎn)，使關(guān)閉狀態(tài)中的閘閥的滑動(dòng)構(gòu)件產(chǎn)生振蕩。
該方法或許多少有作用，但在任何情況下，滑動(dòng)構(gòu)件的迅速振蕩對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件及其相鄰的耐火構(gòu)件的壽命，可能有不利影響，并對(duì)相關(guān)的機(jī)械構(gòu)件造成磨損。
本發(fā)明的目的，是提出一種改進(jìn)的方法，在金屬澆注作業(yè)中斷期間，可將金屬凝結(jié)的危險(xiǎn)減至最低。
本發(fā)明提出一種澆注熔化金屬的方法，在該方法中用一個(gè)閘閥控制熔化金屬的流量，閘閥包括一個(gè)具有金屬澆注口的靜止耐火構(gòu)件，和一個(gè)也具有金屬澆注口的滑動(dòng)耐火構(gòu)件，滑動(dòng)構(gòu)件可在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)，在打開時(shí)，澆注口與靜止構(gòu)件的澆注口成一直線，關(guān)閉時(shí)兩澆注口互相偏離;其特征在于當(dāng)滑動(dòng)件處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，使滑動(dòng)件作增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，以防止閘閥處的熔化金屬凝結(jié)。
增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的每一步級(jí)例如為0.5至10mm，最好為0.5至2mm;增量運(yùn)動(dòng)的步級(jí)間的停留時(shí)間例如為0.5至2秒鐘之間;每一增量運(yùn)動(dòng)的步級(jí)經(jīng)歷時(shí)間例如不超過0.5秒。
每一步級(jí)的速度例如為5-100mm/秒，可為5-20mm/秒。
停留時(shí)間與增量運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比例，例如為20∶1至5∶1之間。
本發(fā)明還提出一種方法，其中，在閘閥的關(guān)閉狀態(tài)中，滑動(dòng)構(gòu)件可在一個(gè)第一關(guān)閉位置和一個(gè)終點(diǎn)的第二關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在第一關(guān)閉位置上時(shí)，兩澆注口剛剛互相偏離，在第二關(guān)閉位置上時(shí)，兩澆注口進(jìn)一步偏離，滑動(dòng)構(gòu)件在第一及第二關(guān)閉位置之間連續(xù)作增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
第一和第二關(guān)閉位置之間的距離，例如為20至100mm，可以是25到85mm。
增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)可以是從第一到第二關(guān)閉位置，再從第二關(guān)閉位置回到第一關(guān)閉位置的單向移動(dòng)。但是，增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)也可以是一個(gè)總運(yùn)動(dòng)方向上的若于步級(jí)和隨后的數(shù)目較少的反向步級(jí)的循環(huán)。
例如，有總移動(dòng)方向上的2到7個(gè)步級(jí)，與1至4個(gè)逆向步級(jí)交替;可以是有3至5個(gè)總移動(dòng)方向上的步級(jí)與一個(gè)逆向步級(jí)交替，而一個(gè)逆向步級(jí)比一個(gè)前進(jìn)步級(jí)的距離大，但總的移動(dòng)方向不變。
本發(fā)明還提出一種具有本發(fā)明構(gòu)造，并可實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備，它包括一個(gè)滑動(dòng)閘閥，其中包括(a)具有金屬澆注口的靜止耐火構(gòu)件;(b)也具有金屬澆注口的滑動(dòng)耐火構(gòu)件;(c)將滑動(dòng)構(gòu)件在打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)的裝置，在打開時(shí)使滑動(dòng)構(gòu)件澆注口與靜止構(gòu)件澆注口成一直線，在關(guān)閉時(shí)兩澆口偏離;(d)在關(guān)閉狀態(tài)中使滑動(dòng)構(gòu)件增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的裝置。
下面是關(guān)于實(shí)施本發(fā)明的方法及設(shè)備的說明，應(yīng)參照附圖閱讀。本說明僅作為實(shí)例，對(duì)發(fā)明不起限制作用。
附面說明如下


圖1 顯示處于打開狀態(tài)的閘閥，并概示閘閥的促動(dòng)及控制裝置;
圖2 顯示處于關(guān)閉狀態(tài)的閘閥，其澆注口剛剛與靜止?jié)沧⒖谄x;
圖3 顯示同樣處于關(guān)閉位置的閘閥，但其澆注口與靜止?jié)沧⒖诟舆h(yuǎn)離;
圖4 顯示實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)工作狀態(tài)的曲線圖;
圖5 顯示另一工作狀態(tài)的曲線圖。
實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備包括一個(gè)閘閥10，用以控制從中間包(未示)通過一條澆注管(未示)流入連續(xù)鑄模的鋼水的流量，這在本領(lǐng)域中已屬常見。
閘閥10包括一個(gè)靜止的頂板組合件，安裝在中間包的底部上。頂板組合件具有一個(gè)耐火板14，其局部16用金屬包覆，還具有一個(gè)耐火嵌件17，其上設(shè)有靜止?jié)沧⒖?8。閘閥10還包括一個(gè)互補(bǔ)的靜止底板組合件20，它具有耐火板22、金屬覆層24、耐火嵌件26和靜止?jié)沧⒖?8。一個(gè)金屬包覆的耐火澆嘴件30，它安裝在底板組合件20上，具有軸向孔32;澆嘴件30伸入澆注管(未示)的上端部中。澆注口18、28和孔32在軸向上成一直線。
設(shè)有一個(gè)滑板組合件34，用以在頂、底板組合件12、20的兩相對(duì)的耐火表面36、38之間滑動(dòng)?；褰M合件34具有用環(huán)形金屬覆層39包覆的耐火板37，一個(gè)設(shè)有澆注口42的耐火嵌件40。
實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備還包括閘閥10的液力促動(dòng)及控制裝置44。該裝置具有一個(gè)活塞46，安裝在液壓缸48內(nèi)，藉活塞桿50與滑板組合件34相連接。液壓缸48通過液壓管路54與液壓供給裝置52相連。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓力油從液壓供給裝置通過管路54供給，使活塞46在液壓缸48中移動(dòng)，再通過活塞桿50，使滑板組合件34移動(dòng)。
液壓供給裝置52由一個(gè)微處理器55控制，微處理器由軟件56控制。
設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滑板組合件34在圖1的打開狀態(tài)和圖2及3中的關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)，打開時(shí)，澆注口42與澆注口18及28成一直線，熔化金屬可以從中間包通過澆注口18、42、28和孔32，然后再通過澆注管注入連續(xù)鑄模;關(guān)閉時(shí)，澆注口42與口18偏離，切斷熔化金屬流。
圖2示出滑板組合件34的第一關(guān)閉位置，這時(shí)澆注口42剛與澆注口18偏離;圖3示出一個(gè)終點(diǎn)的第二關(guān)閉位置，這時(shí)澆注口42與澆注口18進(jìn)一步偏離。當(dāng)滑板組合件34移到關(guān)閉狀態(tài)而使鑄造停頓時(shí)，保持滑板組合件34在第一關(guān)閉位置與第二關(guān)閉位置之間移動(dòng)，以將閘閥處，尤其是表面36與滑板組合件34之間的金屬凝結(jié)的危險(xiǎn)減至最低程度。
為此，用軟件56來對(duì)微處理器55編程，通過液壓供給裝置52和液壓缸48，使滑板組合件34作增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的示例，例如在10mm/秒(即每0.1秒1mm)的恒速下的1mm增量步級(jí)，與1秒鐘的停留時(shí)間相交替。
閘閥10的全沖程，為從靜止?jié)沧⒖?8的軸線A，到如圖3所示終點(diǎn)位置的澆注口42的軸線B。例如澆注口42的直徑為35mm時(shí)，該距離為120mm。因此，圖2及3所示的第一及第二位置間的沖程為85mm，但可調(diào)節(jié)終點(diǎn)的第二位置，將該沖程減小到小于全沖程。再者，將澆注口徑增減時(shí)可使沖程相應(yīng)增減?？梢岳斫?，當(dāng)?shù)谝患暗诙P(guān)閉位置間的沖程為85mm，增量步級(jí)為每0.1秒鐘1mm，停留時(shí)間為1秒時(shí)，從圖2中位置到達(dá)圖3的位置需時(shí)93.5秒。假如這段時(shí)間足以使?jié)沧⒒謴?fù)，則滑板組合件34可迅速從圖3的終點(diǎn)位置，回到其打開狀態(tài)(圖1)，或者假如在達(dá)到第二位置前設(shè)備已可使用，則實(shí)際從某一中間位置回到打開位置。如相反，第二位置已經(jīng)達(dá)到而設(shè)備尚未及恢復(fù)澆注，則增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)反向運(yùn)行，當(dāng)又達(dá)圖2的位置時(shí)，則可又向圖3的位置回行。
圖4示出本發(fā)明一實(shí)施方案中的一個(gè)前進(jìn)沖程和一個(gè)逆行沖程，其增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)為從第一位置向第二位置，及從第二位置返回第一位置的單向移動(dòng)。橫軸表示時(shí)間，縱軸表示距離;于是增量由每一步級(jí)的垂直線和停留時(shí)間的水平線表示。
然而，可能不需要作全程運(yùn)行，則可將增是步進(jìn)運(yùn)動(dòng)局限于靠近圖2位置的區(qū)域中，在該區(qū)域沖滑板組合件34較熱，從而發(fā)生金屬凝結(jié)的機(jī)會(huì)較小。
圖5示出本發(fā)明一實(shí)施方案中的一前進(jìn)沖程及一逆沖程，其第一及第二位置間的增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生于總移動(dòng)方向上順序的三個(gè)步級(jí)中，后面跟隨一個(gè)逆向步級(jí)，如圖5所示，其長(zhǎng)度(距離)可為前進(jìn)步級(jí)的兩倍。
權(quán)利要求
1.一種熔化金屬澆注方法，其熔化金屬流量由一個(gè)閘閥控制，該閘閥包括一個(gè)具有金屬澆注口的靜止耐火構(gòu)件，和一個(gè)同樣有金屬澆注口的滑動(dòng)耐火構(gòu)件，滑動(dòng)構(gòu)件可在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)，打開時(shí)澆注口與靜止件的澆注口成一直線，關(guān)閉時(shí)兩澆注口偏離；其特征在于當(dāng)滑動(dòng)構(gòu)件處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，向滑動(dòng)構(gòu)件施加一個(gè)增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，以防止閘閥處的熔化金屬凝結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于增量運(yùn)動(dòng)的步級(jí)為0.5至10mm，可以是0.5至2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于增量運(yùn)動(dòng)的步級(jí)間的停留時(shí)間為0.5至2秒。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的每一步級(jí)，經(jīng)歷時(shí)間不超過0.5秒。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于停留時(shí)間與增量運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的比例為20∶1至5∶1。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于增量運(yùn)動(dòng)每一步級(jí)的速度為5-100mm/秒，例如5-20mm/秒。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于閘閥處在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，滑動(dòng)件可在第一關(guān)閉位置與終點(diǎn)的第二關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在第一關(guān)閉位置時(shí)兩澆注口剛剛偏離，在第二位置時(shí)兩澆注口更加偏離，滑動(dòng)構(gòu)件隨第一及第二位置之間的增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)連續(xù)移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于滑動(dòng)構(gòu)件在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，最多進(jìn)行兩個(gè)沖程，一個(gè)是從第一位置到第二位置，另一個(gè)是從第二位置回到第一位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于滑動(dòng)構(gòu)件在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)進(jìn)行多于兩個(gè)的沖程，一個(gè)從第一位置向第二位置，另一個(gè)返回到第一位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8及9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于終點(diǎn)的第二位置可調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一及第二位置之間的距離為20至100mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)為從第一到第二位置，及從第二位置返回到第一位置的單向移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一與第二位置間的增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，為在總移動(dòng)方向上的若干步級(jí)，與其后跟隨的數(shù)目較少的逆行步級(jí)的循環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于在總移動(dòng)方向上的2至7個(gè)步級(jí)，與1至4個(gè)逆行步級(jí)交替。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于逆向步級(jí)的距離大于前進(jìn)步級(jí)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于金屬為鋼，閘閥安裝在中間包上，以控制鋼水從中間包向連續(xù)鑄模的流量。
17.實(shí)施前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，它包括一個(gè)閘閥，該閘閥包括(a)一個(gè)具有金屬澆注口的靜止耐火構(gòu)件;(b)一個(gè)同樣具有金屬澆注口的滑動(dòng)耐火構(gòu)件;(c)將滑動(dòng)構(gòu)件在打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)的裝置，打開時(shí)，其澆注口與靜止件的澆注口成一直線，關(guān)閉時(shí)兩澆注口偏離;(d)將滑動(dòng)構(gòu)件在關(guān)閉狀態(tài)中作增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于還包括一個(gè)裝有閘閥的中間包和一個(gè)連續(xù)鑄模，閘閥用于控制從中間包注入連續(xù)鑄模的熔化金屬的流量。
全文摘要
由中間包注入連續(xù)鑄模的鋼水用閘閥10控制。閘閥包括一個(gè)具有金屬澆注口18的靜止耐火構(gòu)件14，和一個(gè)也具有澆注口42的滑動(dòng)耐火構(gòu)件37，滑動(dòng)構(gòu)件在打開與關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)，打開時(shí)兩澆注口成一直線，關(guān)閉時(shí)兩澆注口偏離。關(guān)閉時(shí)使滑動(dòng)構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)增量步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，可防止鋼水在閘閥處凝結(jié)。
文檔編號(hào)B22D41/38GK1053375SQ9110031
公開日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1991年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月16日
發(fā)明者威廉·艾伯特·格里菲思 申請(qǐng)人:弗洛蓋茨有限公司