[发明专利]用于冶金容器的线性滑动水口

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冶金容器的线性滑动水口(linear slidinggate valve)。

背景技术

滑动水口用于冶金行业中以打开或者关闭冶金容器(诸如浇包、中间包、转炉或者电弧炉)的浇注口。滑动水口能够通过流动通道孔径的变化来控制熔融金属的流速。一种典型应用是钢的连铸，其中熔融钢水以所需的流速从中间包转移到连铸模具中。

一般地，两种不同类型的线性滑动水口可被区分开。在所谓的三板式滑动水口中，滑动板可在上固定板与下固定板之间纵向移动(即滑动)，上固定板和下固定板相对于容器是固定的。每一个板具有一个孔并且固定板的那些孔是同轴的。滑动板中的孔相对于同轴孔的位置确定流动通道孔径，从而确定流速。利用使滑动板移位的线性滑动操作控制流速。在第二种类型的滑动水口中，下固定板被省略，但是滑动水口的工作原理保持相同。本发明特别用于后一种类型的滑动水口。

在这样的线性滑动水口中的重要元件是滑动板，滑动板通常包括由适合的耐火材料制成的平坦件。由于相当大的热应力、机械应力和化学应力作用在滑动板上，因此仅几次浇铸操作后就会发生耐火材料的开裂。在孔处的操作温度在1500℃以上并且出现相关的热膨胀的情况下，例如由于不同温度梯度所产生的耐火材料内的拉伸应力或者由于滑动板的固定所产生的压缩应力，导致发生开裂。其他原因可能是流动材料的化学侵蚀以及由于相当大的接触压力而导致的机械磨损。人们已经知道，在滑动板的在固定板的孔下方滑动的区域中磨损是最明显的。对于该局部磨损的区域增大了滑动板的孔在滑动方向上扩大(即变成椭圆形)的趋势。后两个因素也与耐火材料的开裂有关，耐火材料开裂具有两个主要的不良后果。一方面，需要更换滑动板，另一方面，流动通道的不可渗透性降低，带来热金属泄漏以及气体夹杂在流体中的危险。例如在钢的连铸中，通常在滑动水口的最多五个浇铸周期后就需要更换耐火材料板。

因此，一般而言，需要提高耐火材料板的耐久性(即，工作寿命)，且尤其是滑动板的耐久性。通过减小更换频率，可实现与维护操作和备件相关的重大成本节约。

由于滑动水口是与车间安全有关的装置，因此人们还需要对于耐火材料板的劣化进行更多的控制以及通常需要对滑动水口的状态且尤其是耐火材料板的状态有更多的了解。

为了克服部分上述问题，US 3 764 042提出了一种可滑动的水口机构(即滑动水口)，其中用于容器出口的封闭元件是为了在线性往复滑动的托盘中转动而安装的盘。每次关闭出口时，盘转动以延长盘的工作寿命。US 3 764 042中披露的机构是比较简单的结构但仅结合滑动操作使得盘转动。由于可转动的角度受到限制，因此需要几个滑动操作以达到一定的角位置，从而导致耐火材料板的附加的磨损。关于US 3 764 042的机构的另一个缺陷是与操作过程中执行转动相关的安全隐患。例如转动能力的失效可导致不能关闭容器出口。EP 0 346 258提出了一种转动对称并且具有中心孔的滑动板。在操作过程中滑动板可在滑动水口中转动。EP 0 346 258中公开的滑动水口包括使得滑动板线性滑动并且使得滑动板独立地围绕其对称轴线转动的组合机构。但是该组合机构比较复杂并且在浇注工位需要附加的致动器来执行滑动操作。另外，对于所公开的装置，需要比较复杂的控制机构来控制两个致动器。因此，可以预见到，在冶金车间所处的恶劣环境下非常容易出故障。另外，在滑动水口的操作中滑动板的转动需要浇注操作者的额外介入和知识。

这些可能是所公开的装置目前为何没有在工业中广泛使用的原因。尽管如此，也应该掌握现有技术中所公开的研究结果，即，为了减小热-机械应力而采用的滑动板的转动对称以及为了使得磨损不受到位置限制而采用的滑动板转动，这有助于提高滑动板的耐用性。

发明内容

本发明的目的是，提供一种至少部分地克服了上述问题的改进滑动水口。

为了实现该目的，本发明提供了一种用于冶金容器的线性滑动水口，所述线性滑动水口包括：具有第一孔的滑动板和具有第二孔的固定板；以及可线性滑动的托盘，用于支撑滑动板并且被设置成使得滑动板相对于固定板滑动以通过第一孔和第二孔的相对位置来控制冶金容器的流出量。滑动板可相对于所述可滑动的托盘转动。所述滑动水口还包括用于为滑动板提供限定的角位置的棘轮机构。根据本发明的一个重要方面，所述棘轮机构被安装在可滑动的托盘上以使所述可滑动的托盘形成棘轮机构的固定框架。