专利名称：金属浇注法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属浇注法及其设备。
在例如连续铸钢中，熔化金属从浇包流入一个中间包，再从中间包通过浇注管流入一个连续铸模。
从中间包流入连续铸模的熔化金属的流量，可用一个滑动闸阀控制，这在本领域中已属常见。
假如铸造必须中断，例如在更换浇注管时，将滑动闸阀关闭，滑动闸阀处便有金属凝结的危险，在例如使用氧气喷枪将凝结的金属清除前，将妨碍金属再行流过。
梅塔康公司的欧洲专利第66118号，为求尽量减少金属凝结的危险，使关闭状态中的闸阀的滑动构件产生振荡。
该方法或许多少有作用，但在任何情况下，滑动构件的迅速振荡对滑动构件及其相邻的耐火构件的寿命，可能有不利影响，并对相关的机械构件造成磨损。
本发明的目的，是提出一种改进的方法，在金属浇注作业中断期间，可将金属凝结的危险减至最低。
本发明提出一种浇注熔化金属的方法，在该方法中用一个闸阀控制熔化金属的流量，闸阀包括一个具有金属浇注口的静止耐火构件，和一个也具有金属浇注口的滑动耐火构件，滑动构件可在打开和关闭状态之间移动，在打开时，浇注口与静止构件的浇注口成一直线，关闭时两浇注口互相偏离;其特征在于当滑动件处于关闭状态时，使滑动件作增量步进运动，以防止闸阀处的熔化金属凝结。
增量步进运动的每一步级例如为0.5至10mm，最好为0.5至2mm;增量运动的步级间的停留时间例如为0.5至2秒钟之间;每一增量运动的步级经历时间例如不超过0.5秒。
每一步级的速度例如为5-100mm/秒，可为5-20mm/秒。
停留时间与增量运动时间的比例，例如为20∶1至5∶1之间。
本发明还提出一种方法，其中，在闸阀的关闭状态中，滑动构件可在一个第一关闭位置和一个终点的第二关闭位置之间移动，在第一关闭位置上时，两浇注口刚刚互相偏离，在第二关闭位置上时，两浇注口进一步偏离，滑动构件在第一及第二关闭位置之间连续作增量步进运动。
第一和第二关闭位置之间的距离，例如为20至100mm，可以是25到85mm。
增量步进运动可以是从第一到第二关闭位置，再从第二关闭位置回到第一关闭位置的单向移动。但是，增量步进运动也可以是一个总运动方向上的若于步级和随后的数目较少的反向步级的循环。
例如，有总移动方向上的2到7个步级，与1至4个逆向步级交替;可以是有3至5个总移动方向上的步级与一个逆向步级交替，而一个逆向步级比一个前进步级的距离大，但总的移动方向不变。
本发明还提出一种具有本发明构造，并可实施本发明方法的设备，它包括一个滑动闸阀，其中包括(a)具有金属浇注口的静止耐火构件;(b)也具有金属浇注口的滑动耐火构件;(c)将滑动构件在打开状态与关闭状态之间移动的装置，在打开时使滑动构件浇注口与静止构件浇注口成一直线，在关闭时两浇口偏离;(d)在关闭状态中使滑动构件增量步进运动的装置。
下面是关于实施本发明的方法及设备的说明，应参照附图阅读。本说明仅作为实例，对发明不起限制作用。
附面说明如下
图1 显示处于打开状态的闸阀，并概示闸阀的促动及控制装置;
图2 显示处于关闭状态的闸阀，其浇注口刚刚与静止浇注口偏离;
图3 显示同样处于关闭位置的闸阀，但其浇注口与静止浇注口更加远离;
图4 显示实施本发明的设备的一个工作状态的曲线图;
图5 显示另一工作状态的曲线图。
实施本发明的设备包括一个闸阀10，用以控制从中间包(未示)通过一条浇注管(未示)流入连续铸模的钢水的流量，这在本领域中已属常见。
闸阀10包括一个静止的顶板组合件，安装在中间包的底部上。顶板组合件具有一个耐火板14，其局部16用金属包覆，还具有一个耐火嵌件17，其上设有静止浇注口18。闸阀10还包括一个互补的静止底板组合件20，它具有耐火板22、金属覆层24、耐火嵌件26和静止浇注口28。一个金属包覆的耐火浇嘴件30，它安装在底板组合件20上，具有轴向孔32;浇嘴件30伸入浇注管(未示)的上端部中。浇注口18、28和孔32在轴向上成一直线。
设有一个滑板组合件34，用以在顶、底板组合件12、20的两相对的耐火表面36、38之间滑动。滑板组合件34具有用环形金属覆层39包覆的耐火板37，一个设有浇注口42的耐火嵌件40。
实施本发明的设备还包括闸阀10的液力促动及控制装置44。该装置具有一个活塞46，安装在液压缸48内，藉活塞杆50与滑板组合件34相连接。液压缸48通过液压管路54与液压供给装置52相连。设备运转时，压力油从液压供给装置通过管路54供给，使活塞46在液压缸48中移动，再通过活塞杆50，使滑板组合件34移动。
液压供给装置52由一个微处理器55控制，微处理器由软件56控制。
设备运转时，滑板组合件34在图1的打开状态和图2及3中的关闭状态之间移动，打开时，浇注口42与浇注口18及28成一直线，熔化金属可以从中间包通过浇注口18、42、28和孔32，然后再通过浇注管注入连续铸模;关闭时，浇注口42与口18偏离，切断熔化金属流。
图2示出滑板组合件34的第一关闭位置，这时浇注口42刚与浇注口18偏离;图3示出一个终点的第二关闭位置，这时浇注口42与浇注口18进一步偏离。当滑板组合件34移到关闭状态而使铸造停顿时，保持滑板组合件34在第一关闭位置与第二关闭位置之间移动，以将闸阀处，尤其是表面36与滑板组合件34之间的金属凝结的危险减至最低程度。
为此，用软件56来对微处理器55编程，通过液压供给装置52和液压缸48，使滑板组合件34作增量步进运动。
增量步进运动的示例，例如在10mm/秒(即每0.1秒1mm)的恒速下的1mm增量步级，与1秒钟的停留时间相交替。
闸阀10的全冲程，为从静止浇注口18的轴线A，到如图3所示终点位置的浇注口42的轴线B。例如浇注口42的直径为35mm时，该距离为120mm。因此，图2及3所示的第一及第二位置间的冲程为85mm，但可调节终点的第二位置，将该冲程减小到小于全冲程。再者，将浇注口径增减时可使冲程相应增减。可以理解，当第一及第二关闭位置间的冲程为85mm，增量步级为每0.1秒钟1mm，停留时间为1秒时，从图2中位置到达图3的位置需时93.5秒。假如这段时间足以使浇注恢复，则滑板组合件34可迅速从图3的终点位置，回到其打开状态(图1)，或者假如在达到第二位置前设备已可使用，则实际从某一中间位置回到打开位置。如相反，第二位置已经达到而设备尚未及恢复浇注，则增量步进运动反向运行，当又达图2的位置时，则可又向图3的位置回行。
图4示出本发明一实施方案中的一个前进冲程和一个逆行冲程，其增量步进运动为从第一位置向第二位置，及从第二位置返回第一位置的单向移动。横轴表示时间，纵轴表示距离;于是增量由每一步级的垂直线和停留时间的水平线表示。
然而，可能不需要作全程运行，则可将增是步进运动局限于靠近图2位置的区域中，在该区域冲滑板组合件34较热，从而发生金属凝结的机会较小。
图5示出本发明一实施方案中的一前进冲程及一逆冲程，其第一及第二位置间的增量步进运动，发生于总移动方向上顺序的三个步级中，后面跟随一个逆向步级，如图5所示，其长度(距离)可为前进步级的两倍。
权利要求
1.一种熔化金属浇注方法，其熔化金属流量由一个闸阀控制，该闸阀包括一个具有金属浇注口的静止耐火构件，和一个同样有金属浇注口的滑动耐火构件，滑动构件可在打开状态和关闭状态之间移动，打开时浇注口与静止件的浇注口成一直线，关闭时两浇注口偏离；其特征在于当滑动构件处于关闭状态时，向滑动构件施加一个增量步进运动，以防止闸阀处的熔化金属凝结。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于增量运动的步级为0.5至10mm，可以是0.5至2mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于增量运动的步级间的停留时间为0.5至2秒。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于增量步进运动的每一步级，经历时间不超过0.5秒。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于停留时间与增量运动的时间的比例为20∶1至5∶1。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于增量运动每一步级的速度为5-100mm/秒，例如5-20mm/秒。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于闸阀处在关闭状态时，滑动件可在第一关闭位置与终点的第二关闭位置之间移动，在第一关闭位置时两浇注口刚刚偏离，在第二位置时两浇注口更加偏离，滑动构件随第一及第二位置之间的增量步进运动连续移动。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于滑动构件在关闭状态时，最多进行两个冲程，一个是从第一位置到第二位置，另一个是从第二位置回到第一位置。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于滑动构件在关闭状态时进行多于两个的冲程，一个从第一位置向第二位置，另一个返回到第一位置。
10.根据权利要求7、8及9中任一项所述的方法，其特征在于终点的第二位置可调节。
11.根据权利要求7至10中任项所述的方法，其特征在于第一及第二位置之间的距离为20至100mm。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于增量步进运动为从第一到第二位置，及从第二位置返回到第一位置的单向移动。
13.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于第一与第二位置间的增量步进运动，为在总移动方向上的若干步级，与其后跟随的数目较少的逆行步级的循环。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于在总移动方向上的2至7个步级，与1至4个逆行步级交替。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于逆向步级的距离大于前进步级。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于金属为钢，闸阀安装在中间包上，以控制钢水从中间包向连续铸模的流量。
17.实施前述权利要求中任一项所述方法的设备，它包括一个闸阀，该闸阀包括(a)一个具有金属浇注口的静止耐火构件;(b)一个同样具有金属浇注口的滑动耐火构件;(c)将滑动构件在打开状态与关闭状态之间移动的装置，打开时，其浇注口与静止件的浇注口成一直线，关闭时两浇注口偏离;(d)将滑动构件在关闭状态中作增量步进运动的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于还包括一个装有闸阀的中间包和一个连续铸模，闸阀用于控制从中间包注入连续铸模的熔化金属的流量。
全文摘要
由中间包注入连续铸模的钢水用闸阀10控制。闸阀包括一个具有金属浇注口18的静止耐火构件14，和一个也具有浇注口42的滑动耐火构件37，滑动构件在打开与关闭状态之间移动，打开时两浇注口成一直线，关闭时两浇注口偏离。关闭时使滑动构件产生一个增量步进运动，可防止钢水在闸阀处凝结。
文档编号B22D41/38GK1053375SQ9110031
公开日1991年7月31日 申请日期1991年1月14日 优先权日1990年1月16日
发明者威廉·艾伯特·格里菲思 申请人:弗洛盖茨有限公司