(57)【要約】  溶融金属の鋳造に使用するためのスライドゲートバルブアセンブリに関する。アセンブリは、複数の穴を有している、固定プレートと及びスライドプレートを含んでいる。スライドプレートに利用可能な最端ストロークが、少なくとも二つの切削端と緊急遮断位置とを提供していて、その緊急遮断位置は、変換器、センサ又は操作員の判断とは無関係なものである。プレートが、オーバル状の穴又はオフセット穴を含んでいてもよくて、オーバル状穴は、遮断境界を広げるためのものであり、オフセット穴は、固定プレートとスライドプレートとの整列により形成される注入チャンネルを通過する溶融金属の流れを改善するためのものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製容器からの液体金属流れを制御するようになっている直線スライドゲートバルブに使用するための耐火プレートアセンブリであって、耐火性の固定プレートを具備する耐火プレートアセンブリにおいて：
耐火性の該固定プレートが、固定穴を形成する第一内表面を有していて、耐火性のスライドプレートと摺動可能に係合しており、耐火性の該スライドプレートは移動穴を形成する第二内表面を有していて、従って該移動穴との該固定穴の整列が、該金属製容器から該液体金属を放出するための注入チャンネルを形成しており；
該スライドプレートは複数の移動穴を具備していて、該固定穴及び移動穴が、（ｉ）少なくとも二つの切削端、及び確実な停止位置における緊急遮断区域か、又は（ii）二つより多い切削端かを形成している；耐火プレートアセンブリ。
【請求項２】
一つの移動穴が該固定穴と整列する第一最端位置と、該固定穴が該移動穴と整列しない、従って緊急遮断位置を形成する第二最端位置とを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項３】
該スライドプレートの少なくとも二つの移動穴の間における第二遮断区域を特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項４】
該穴がオーバル形状であることを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項５】
該穴がオフセット穴であることを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項６】
少なくとも一つのプレートが反転防止ノッチを具備していることを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項７】
少なくとも一つのプレートが、係合用クランプリングと協働するようになっているテーパー付きの外縁を含んでいて、従って該プレートは該バルブ内に取りつけられていることを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項８】
該外縁が、二つの係合用クランプリングと協働するようになっている二つのテーパー付き面を具備していることを特徴とする、請求項７に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項９】
該スライドプレートが上流側面を有していて、該二つのテーパー付き面が該上流側面により形成された平面と等しくない角度で交差しており、従って、該クランプリングとテーパー付き面との係合ミスがスライドプレートの挿入ミスを防止するようになっていることを特徴とする、請求項８に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項１０】
該スライドプレートが大きい端部と小さな端部とを具備していることを特徴とする、請求項１に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【請求項１１】
該移動穴が該スライドプレートの該大きい端部へ向けて非対称的に設置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の耐火性プレートアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融金属の連続鋳造に関する。より詳しくは、本発明は連続鋳造時における液体金属流れの制御用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スライドゲートバルブ及びバルブが取りつけられる耐火材は、火炉ととりべとタンディッシュとを含んでいる金属製容器からの溶融液体金属流れを制御するために使用されている。スライドゲートバルブは、容器における側面あるいは底面の外表面に取りつけられている。バルブは第二耐火プレートと摺動的に係合している少なくとも一つの第一耐火プレートを備えている。一般にプレートは、固定プレートとスライドプレートとを含んでいる。各プレートは少なくとも一つの穴を含んでいる。整列して設置された穴は注入チャンネルを形成し、液体金属が容器からバルブを介して流れることを可能にしている。お互いに対してプレートを移動することは、穴を整列の度合をはずして移動することであって、従って溶融金属の流れは、注入チャンネルが閉じられるまで減速されている。
【０００３】
スライドゲートバルブは回転式及び直線式タイプを含んでいる。回転式バルブにおけるスライドプレートは固定プレート周囲を回転する。直線式バルブにおけるスライドプレートは固定プレートに対して移動する。
回転式バルブに使用する耐火プレートは一つより多い穴を含んでいてもよい。スライドプレートは、固定プレートと協働し、かつスライドプレートにおける穴が固定プレートにおける穴と流体連通するまで、中心軸周囲を回転する。不利なことに、回転式バルブは緊急遮断位置がなくて、緊急時において、穴がもはや整列しないように操作員は回転プレートの位置を調節しなければならない。確実な遮断を保証するために、回転式バルブは電気式変換器又は機械式マーカー又は操作員の目視検証のような位置的フィードバックにたよらねばならない。
【０００４】
これに対して直線式バルブは、位置的フィードバック又は操作員の検証とは独立的に、組み込まれた緊急遮断位置を有している。直線式バルブにおいては、スライドプレートを完全に一方側に移動することで、スライドプレートを物理的に停止できるようになっている。この最端位置において、プレートの穴は整列されていずに、確実な遮断は達成されていない。他の直線式バルブは、二つの穴を有するプレートを組み込んでいて、穴は、スライドプレートの最端ストローク限界に又はその近傍に位置決めされている。そのような複数穴のプレートにおける液体金属流れを遮断することは、スライドプレートの中心を固定プレートの穴と整列するようにプレートを調節することだけで行なうことができる。回転式バルブと同じく、複数穴の直線式バルブは確実な緊急遮断位置を有していない。
【０００５】
回転式及び直線式スライドゲートバルブの耐火材はプレートにおける、少なくとも部分的に穴を囲んでいる切削端を備えている。スライドプレートと固定プレートとのインターフェースに沈殿物が生じる。これらの沈殿物は、二つのプレートのインターフェースにまたがる凝結金属と酸化物とを含んでいる。切削端は、沈殿を促進し、プレートの移動を可能にしている。例えば特許文献１は、注入チャンネルを囲む剛なセラミック材料を具備している切削端を開示している。
【０００６】
切削端は使用あるいは時間と共に劣化してゆく。液体金属流れが切削端を腐蝕する。代りに沈殿物を取除くことは切削端を劣化し破損するかも知れない。アルミニウムのような沈殿物は穴を詰まらせるかも知れない。切削端におけるエロージョンあるいは摩耗は、プレート間での溶融金属をリークさせるかも知れない。詰りは鋳造を妨げるかも知れない。従って穴が最小要求値より劣化した場合、摩耗した穴は廃棄される。回転プレートは一つより多い穴を備えていて、それらの穴は、第二セットの穴を用いて新しい注入チャンネルを作るために、単に回転プレートに代えて、単一プレートを拡大利用することを可能にしている。
【０００７】
一般に直線プレートは、第二セットの穴を有することはなくて、穴が摩耗すると直線プレートは変換されねばならない。複数の切削端を備えた複数の穴は、この問題を克服しているけれど、通常より長いプレートと、より大きなスライドゲート機構と、より多くのコストとを必要とする。直線プレートにおけるこの単一穴の制限を克服する方法は、特許文献２に含まれていて、直線プレートにおける穴の近位端と遠位端との両方が切削端として使用されている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５３４８２０２号明細書
【特許文献２】米国特許第４８９０６６５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第１０／２２１５１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
確実な遮断を具体化する一方で、複数の切削端制御を備えた複数の穴を有しているスライドゲートバルブの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要約
本発明は、溶融金属の鋳造において直線式スライドゲートバルブと共に使用するための装置につき説明している。装置はスライドプレートと摺動的に係合する固定プレートを含んでいる。スライドプレートは、溶融金属が流れる複数の穴を含んでいる。穴を整列すると溶融金属用の注入チャンネルが形成される。穴の整列をオフセットすると、溶融金属の流れが絞られる。
【００１１】
第一実施態様において、スライドプレートの移動により、固定プレートがスライドプレートの穴の外縁を越えて延在することが可能となっている。利点のあることに、このことが、（ｉ）少なくとも二つの切削端と緊急停止位置か、又は（ii）二つより多い切削端かのどちらかを備えたプレートアセンブリを提供する。緊急停止位置の確実な場所は変換器又は操作員の判断を必要としない場所である。別の実施態様は、プレートの穴間に停止位置を提供している。
【００１２】
他の実施態様は楕円形状又はオーバル形状の穴を含んでいる。楕円形状の穴は、溶融金属の同一流量を維持する一方で、停止位置のサイズを広げている。オフセット穴は、よりまっすぐな液体金属流路と、より対称的で乱れの少ない放出とを促進していて、従って、バルブを通過する溶融金属の流れに影響するゲートコンポーネントの詰り及びエロージョンの可能性を低減している。
【００１３】
プレートはテーパー付き外縁を含んでいてもよい。テーパー付き外縁はプレートをバルブアセンブリ内に把持することを容易にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
直線式スライドゲートバルブは、お互いに対して移動可能な少なくとも二枚の耐火プレートを備えている。一般的に、作動は一方のプレートいわゆるスライドプレートだけに限定されている。もう一方のプレートは固定されている。スライドプレートは固定されたプレートに対して直線的に移動する。プレートは時にクランプとフレームとによりバルブに取りつけられている。
【００１５】
図１は、従来技術における一部を示めしていて、複数穴の直線式スライドゲートバルブが、フレーム２により囲まれた耐火スライドプレート１を備えている。フレーム２は、バルブにおいてプレート１を保持し、かつ移動軸Ａ−Ａに沿ってプレートを移動するようになっている。スライドプレート１は二つの穴（３Ａ及び３Ｂ）を含んでいる。固定プレート（図示されていない）は、一点鎖線の円で示めされる単一穴を含んでいる。
【００１６】
固定プレートとスライドプレートとの第一相対位置Ｂにおいて、スライドプレートはバルブにおける最端トラベル位置にあって、いわゆる最端ストロークにある。固定プレートの穴１０は、移動方向に沿ってスライドプレートの穴３Ａを越えて延在している。第二相対位置Ｃにおいて、スライドプレートは反対の最端トラベル位置にある。固定プレートの穴１０は移動方向に沿ってスライドプレートの穴３Ｂを越えて延在している。第三相対位置Ｄにおいて、固定プレートの穴１０はスライドプレートの穴（３Ａと３Ｂと）の間における中心となっている。遮断境界７はスライド穴３の縁と固定穴１０の縁との間の距離である。
【００１７】
固定プレートが遮断区域にあるようにプレートを移動するには、例えば締切りを保証するために変換器による調節又は操作員による調節を必要とする。さらに最端ストロークの限界は、従来技術のバルブに二つの切削端を提供しているだけである。その切削端はスライドプレートの穴３の内端８である。従来技術における複数穴のバルブはたいてい二つの切削端と、操作員により調節される遮断区域とを含んでいた。
【００１８】
図２は、図１と同様の従来技術における耐火プレート１を示めしているが、固定プレートの穴１０及びスライドプレートの穴３は拡大されている。穴３のサイズの増大に伴なって遮断境界７が減少している。ターンダウンレシオ、すなわち完全開口位置からの体積流量における低下の可能性が、穴のサイズと共に減少している。従って、穴が大きくなると遮断区域は狭まくなり、流れに対する調節度合が減少する。
【００１９】
図３において穴の形状を変更し、遮断境界及びターンダウンレシオの低減を低下させることが試みられている。スライドプレートの穴（３Ａ及び３Ｂ）と、固定プレートの穴１０はオーバル形状である。遮断境界７は、円形の場合に比較して増加している。さらに、ターンダウンレシオも同一面積の円形穴に比較して増加している。この構造は、従来技術における二つの主な不足点、すなわち二つより多い切削端を提供することと、緊急遮断時に確実に閉止することとを解決していない。
【００２０】
図４は本発明におけるプレートを示めしている。耐火スライドプレート１は、フレーム２に囲まれている。フレーム２は、バルブにおいてプレート１を保持していて、移動軸Ａ−Ａに沿ってプレートを移動する。スライドプレート１は二つのスライド穴（３Ａ及び３Ｂ）を含んでいる。固定プレート（図示されていない）は一点鎖線で示めす単一穴１０を含んでいる。スライド穴及び固定穴はオーバル形状で図示されているけれども、円形又は他のどのような形状であってもよい。オーバル形状の使用は、遮断位置Ｄと、Ｂ及びＥとの間におけるより大きな遮断境界７を可能にしている。一般に、プレートは、大きな端部１１と小さな端部１２とを有する非対称形状となっている。非対称形状は、フランジ２への挿入ミスの可能性を低減しているけれど、対称プレートでは挿入ミスが生じる可能性がある。代りに、フレーム又はプレートがバルブにおけるプレートの反転を防ぐノッチ１３を含んでいてもよい。
【００２１】
穴は四つの作動位置を有している。第一最端ストロークＢにおいて、スライドプレートの穴３及び固定プレートの穴１０は、少なくとも部分的に整列していて、注入チャンネルを形成するようになっている。図４は、完全に整列している穴を示めしている。第二最端ストローク位置Ｃにおいて、スライドプレートの穴３は固定プレートの穴１０と整列していない。これは緊急停止位置を示めしている。緊急時において、操作員はスライドプレートを第二最端位置Ｃへ押すことができて、バルブは確実に閉じられる。最端ストロークＣはバルブの機械的限界であって、変換器又は操作員の実行によるものではない。変換器又は位置フィードバックセンサの故障は、緊急遮断に対して影響はしない。最端ストロークＢとＣとの間に、第二遮断位置Ｄと、穴Ｅの第二整列位置とがある。
【００２２】
従って、図４における実施態様において、バルブが、締切り位置Ｄと、緊急遮断位置Ｃと、ターンダウンレシオが１となる二つの完全整列位置（Ｂ及びＣ）とを含んでいる形状を示めしている。さらに、スライドプレートの移動範囲は、三つの切削端、すなわち位置Ｂにおける一つと位置Ｃにおける二つとを有することを可能にしている。というのはバルブは位置Ｃの両側で流れを絞ることができるからである。別の実施態様において、二つより多い穴がスライドプレートに含まれていてもよくて、穴が完全に整列しない第一最端位置、あるいは穴がある程度整列する第二最端位置である。そのような修正は、切削端の数、又は緊急遮断位置の存在を変化させる。当業者においては、前述の開示をベースに数の変更を容易に実施することが可能である。
【００２３】
図５は、図４における実施態様の軸Ａ−Ａに沿って切断した縦断面図を示めしている。スライドプレートが、上流側面１４と、下流側面１５と、プレートの両面において非対称となっている二つの穴（３Ａ及び３Ｂ）とを含んでいる。インサート２０が穴３を形成している。一般にインサートはジルコニアのような剛な耐エロージョン材料を備えている。プレートの外縁が、上流側にテーパーの付いた縁１６Ａと、下流側にテーパーの付いた縁１６Ｂとを含んでいる。上部クランプリング１８と下部クランプリング１９とが、それぞれ上流側縁と下流側縁とに係合している。クランプリングは、操作用クリアランス２１を形成するようにそれぞれの縁より薄くなければならなくて；そうしないとリングは隣接するプレートと接触し、バルブの正しい作動をさまたげる。好ましくは、上流側縁と下流側縁とは、二つの等しくない角度（１７Ａ及び１７Ｂ）を形成している。角度が等しくないことはプレートの挿入ミスを低減している。
【００２４】
図６は、クランプに対するプレートの挿入ミスを示めしている。下流側縁１６Ｂは、上流側クランプ１８と係合していて、上流側縁１６Ｂは、下流側クランプ１９と係合している。この状況は、上流側クランプ１８がプレートを干渉距離２２だけ越えて突出することをもたらしている。干渉は、スライドゲートバルブの正しいアセンブリと隔壁とを妨げている。不適切なアセンブリは災害をもたらす可能性がある。というのは通常の緊急遮断位置が、広く開口した位置となるからである。さらに、プレートの非対称性、すなわち大きい縁あるいは小さい縁に対する穴の配置が、エロージョンを促進し、かつその縁以上にプレートの性能劣化をもたらすことになる。
【００２５】
本発明も、特許文献３に開示されているオフセット穴の技術を使用していて、ここに参考として包含するものです。オフセット穴は、スライドゲートバルブが部分的に開の場合、曲りのないより対称な流路を形成し、一方でゲートが全開の場合、全流量を可能にする比較的まっすぐな下向き注入チャンネルを提供すると説明されている。
【００２６】
図７を参照して、複数穴のスライドゲートバルブを使用する方法を説明する。スライドプレート１がオーバル形状穴（３Ａ及び３Ｂ）を含んでいる。固定プレートの穴１０は一点鎖線で示めされている。移動穴３Ｂ及び固定穴１０は最初に位置Ｂで整列する。流れの絞りが位置Ｂから遮断位置Ｄを介して位置Ｅで生じる。緊急遮断位置Ｃの位置は、必要があれば利用可能となっている。従来技術と異なって、利点のあることに本発明は、プレートの完全絞りを可能にしていて、オフセット穴技術に組み込まれている。
【００２７】
本発明は特定の実施態様に対して説明してきたが、当業者においては、多くの他の変更と修正と他の利用とが明瞭となるであろう。従って、本発明がここに示めす特定の開示により限定されるものではないということは好適なことである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、従来技術におけるスライドゲートバルブプレートの平面図である。
【図２】図２は、図１におけるスライドゲートバルブプレートの平面図であって、拡大穴を備えたものである。
【図３】図３は、図１におけるスライドゲートバルブプレートの平面図であって、楕円穴を備えたものである。
【図４】図４は、本発明におけるスライドゲートバルブプレートとクランプリングとを備えたアセンブリの平面図である。
【図５】図５は、図４において線５−５で切断した縦断面図である。
【図６】図６は、図４において線６−６で切断した縦断面図である。
【図７】図７は、図４におけるアセンブリの平面図であって、オフセットした穴を示めしている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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