专利名称：容器的出口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造熔化金属，尤其涉及到例如熔化金属的熔化固体的容器和所述容器的出口。
当由容器的出口浇注熔化固体时，例如当浇注熔化金属时，常出现一些问题，在铸造中，众所周知，通过熔化金属的容器底，例如浇包的底，设置一个出口，并在容器之上提供一个被称为制动棒的部件，该棒下降或升高时便关闭或打开出口。该棒包括一根耐熔套包着的金属轴，这种结构的缺点是，例如棒在使用中变弯了，如果它被用作节流阀，金属液流会中断而影响铸造质量，当更换制动棒的耐熔套时，需要相当长的周转周期。
另外一种装置被称为滑动门阀，在外部下边装有底出口，被用在浇注次数不多的排出液态金属的苯重钢包上，然而，在铸造中，出口要多次的打开和关闭，而且在一次打开和下一次打开之间的时间相隔较长。当滑动门阀关上时，在阀上边的出口中形成一个金属芯子，虽然即使它与熔化金属的主体是相连的，但也不可能进行循环流动，并且，如连续浇注之间的时间太长的话，芯子势必凝固。这样引起金属凝固在滑动门阀上，故滑动门阀就是这样不适合用于铸包上的。滑动门阀用在有关钢水方面也不是没有问题的，钢水特别易出现这种“凝固-关闭”现象，于是存在这样一系列的阀门被堵塞危险。
目前已实现用旋转阀机构代替制动棒系统或滑动门阀系统，这是一个进步。该机构在容器中的阀座中包括一个阀门，在阀里有一通道，阀的头部有入口;容器的外边有驱动机构，用来相对于阀座来旋转阀门，阀座加工成使得当在某一位置时，入口被关上，而在另一位置时，入口被打开。这样的系统已公开在1988年7月出版的WO88/05355中，1990年6月出版的GB-A-2226263，和1990年12月出版的WO90/14907中。更准确地说，GB-A-2226263公开了一种出口，由旋转的阀件和阀座构成，该阀件至少有一个将熔化固体从容器里引导到容器外边的通道，阀件与阀座的接触壁是可密封的，该壁有足够高的第一剖面，当阀件被旋转到对准通道的入口端时，于是，该通道被第一剖面关闭。该壁具有高度较低的第二剖面，以致如果该阀件被转到对准通道的入口端时，于是，入口端被打开。该出口通常被安装成使壁的第二剖面的顶部，与容器底的内表面是同高的，而第一剖面没必要比关闭出口量更多地围绕壁的周边延伸，阀件的大部分因此被露出来以致和滑动门阀被关闭时的情况相比，熔化金属能够围绕关闭的阀件循环流动，不存在浇注之间的金属易于凝固，而被封在里面的芯子。
在每个这些现有技术中，没足够的注意到操作这样一个旋转阀机构所带来的实际问题，现已发现，为了可靠和反复转动阀件，正如这里所说一样，有必要形成密封面，并安置一个阀，使它没有熔化固体可被封在里面的死区中，以及最好还形成通道的出口部分，使得流出的熔化固体呈预定形状排出。
本发明的目的是提供一种盛熔化固体的容器的出口，该出口包括一个旋转阀件及其阀座，该阀件至少有一个通道将熔化固体从容器内引导至容器的外部，阀件与阀座的壁密封，其壁具有足够高的第一剖面，以致当阀件被转到对准通道的一个入口端时，入口立即被第一剖面关闭，该壁还有高度相对减少了的第二剖面，以使当阀件转到对准通道的一个入口端时，入口立即被打开，让熔化固体进入并沿着通道流动，其特征是，壁的第一剖面加工成当入口关闭时，能使熔化固体在第二剖面区内自由通过。最好第一剖面给第二剖面提供直立侧壁，第二剖面确定通道全打开时横截面形状的基线。由于第二剖面有敝口通道，形状如无顶的敝口，可减少产生死区的危险，在死区中熔化固体可沉积固化。最好第二剖面的侧壁位于向外偏离阀件的面上，以避免节流流出的熔化固体和阻止任何可能另外导致熔化固体固化的桥接。
按照本发明另一个或附加目的，出口具有支路，有多个出口端彼此隔开，以便在不同的阀件旋转位置中与壁的第二剖面对准，每个入口端都与通道的同一出口端相通。如在使用中，阀件经常以同一方向转动的话，存在二个打开通道及关闭通道，每个入口端将依次被使用，所以减少每个上面的磨损和破坏，延长了出口寿命。
剖面的尺寸取决于入口的数目及是否它们被单独还是同时使用，在具有一个入口和一个第二剖面的场合下，第一剖面最好由壁长的大约19%至大约81%组成，在有二个入口和二个第二剖面的场合，第一剖面最好由壁长的大约38%至大约62%组成，在有二个入口和一个第二剖面的场合，因此入口被一个一个地单独使用，最好第一剖面由壁长的大约69%至大约81%组成。入口的数目可超过二个，所给出的尺寸最好是用在铸造钢铸件情况中。当熔化固体不同时，例如或许是另外一种金属如铁，或在钢厂中被处理时的钢或是一种非金属材料时，另外的阀件可能是合适的。
在公知的出口中，阀件与阀座具有形成密封配合的锥形表面，在使用中往往会粘住，而导致需用大力量来转动它，这样就导致磨损。可是，按本发明另一个或附加的目的，该表面在包含阀件旋转轴的平面中呈凸状，这样，可防止二锥件受挤压，减少转动阀件所需要的力，并普遍地可减少磨损，从而提高其耐用性。如密封表面是半球状的，会产生同样好效果，并且阀组件可允许稍微不对准耐熔部分，在从事于不需要特殊技能劳动的工业中，例如在钢铁工业中，这点是值得考虑的优点。
一种适合于加工冶金容器用的出口的材料是石墨铝，阀件和阀座最好通过均压制成，虽然本发明最佳实施例被用于熔化金属的容器，但本发明可应用在任何易于凝固阻塞出口的熔化固体的容器上。
本发明最佳特点是由下边管中排出流动的熔化金属是连续的，即实质上具有平行侧边，而与入口打开的程度无关。为确保这点，本发明进一步特点是控制液流形状的装置设置在通道中，最佳装置由细长的一般平行垂直侧边的一些肋组成，这些肋绕着通道呈辐射状相互隔开，最好设置至少二条这样的肋。
本发明还提供一种熔化固体的容器，它具有一个开口的底，开口中有一个如本发明中所规定的出口，出口壁的第二剖面的顶部，近似与容器底里边的底面同高。
现参照附图，叙述本发明一个实施例，其中
图1是本发明平面图;
图2是图1出口的侧视图;
图3是图2的出口垂直剖开的侧视剖面图;
图4是图3的下视图;
图5是从图2的箭头V-V剖开，显出安装在浇包中出口的剖面图;
图6是图5中的浇包的底视图;
图7A，7B，7C是三种不同出口外形的平面图;
图8是管咀的横截面图。
参照附图，该容器包括浇包2(图5和图6)，它有一个侧壁6和底8的金属外壳4，该壁有耐熔衬10。带锥度的孔12贯穿壳与衬的底8，出口14有一个和孔12相配合的带外截锥形表面的阀座16，该阀座通过环板18被卡在其内，板有三个臂20从那里呈辐射状延出，杯形件22装在每个臂20的端部，板18通过凸台26定位，该凸台26悬挂在浇包的底8上，并穿过每个杯形件22的中心孔24。楔形件(未示出)通过在每个凸台中的槽28挤紧，以便把阀座16密封地卡在孔12中。锥形孔30通过阀座16通到浇包2中，以致阀座确定了围绕孔30的壁32。阀件34有一个侧表面36，该面在它的内端与锥孔30紧密配合，阀34被顶入，并通常被标以38的机构旋转。壁32和阀的配合面36，在含有阀旋转轴的平面内是凸形的，这样可减少锥形表面发生粘住的可能性。
在阀34下端，有一个减小截面的管咀40，该管咀40有一个中心通道42，它上端与支管相通，从而与每个入口44相连。在该实施例中，表明在阀34的相对侧面上有二个入口44。
壁32的高度是变化的，壁32的第二剖面46有这样的高度，其顶点与浇包底上的衬10的顶部是近似于同高的。当阀转到图3，图5所示位置时，通道的入口端44是打开的，因此，熔化的金属可从浇包中流出，壁32的另一个(第一)剖面48是较高的，并且有这样的高度，当通道的一个入口端与其对准时，该入口在那附近被关闭。这种情况可从图3，5的左侧看到，因此仅一个入口被打开。
壁的剖面48围绕足够的壁周边延伸，这样，当阀转到距图3，5所示位置的90°时，二个入口44均关闭。如图1所示，较高的剖面48的壁确定了通道99的侧壁，其底边由较低的剖面46的壁的顶端确定。通道99的截面形状是全部打开的，例如没有顶一样。通道的侧壁49位于沿偏离开阀34的面上，换言之，第二剖面46的形状是打开的，并有自由壁或台肩，能提供封闭通道或空区。在一个未示出实施例中，通道仅有一个通过它的侧面36开口的入口端，在此情况下，较高的剖面48至少围绕壁周边的19%延伸。在图示情况中的较高剖面48必须围绕大于69%延伸，才能有效一起关闭二个入口。在此二种情况下，考虑到强度，以采取较高的剖面围绕着同可实际使用的一样长的壁延伸为好，较低的剖面46最好沿壁的周边以大约如同通道的入口端44同样的长度延伸。
在图示实施例中，剖面46仅围绕壁周边的一个小区域延伸，是以使入口可完全暴露出来。当入口关闭时，尽管剖面48围绕大部分壁周边延伸，在对流的作用下，熔化金属是可围绕阀34所有暴露的表面循环的，故可减少金属凝固在阀上的可能性。(把这个与如果壁32不具有低剖面46，壁上形成有一个被壁全包围起来的通孔，例如与类似于公开在WO88/05355中的结构相比较，虽然在后者情况中，当阀打开时，熔化金属会满意流过孔，但当阀关上时，这里会形成一个封在孔道里的金属芯子，虽然与熔化金属主体相通，但芯子却不能循环到主体中去，同时，冷却表面范围较大，因此，由于通过阀的传导，当热量损失掉时，熔化金属势必会凝固。)与现有的制动棒结构相比，图示的出口可局部关闭，节流流动的熔化金属，而无需液流分开。操纵器已改进为可控制自始至终的浇注速度，管咀尺寸可变化直至全孔，以便适应产品的尺寸。浇包可被遮盖住，减少温度的下降(因没有移动制动棒的顶部设备)，可进行冶金操作而没有熔化制动棒的危险。与滑动门结构相比，没有金属可能过早固化的死区。
本发明另一优点是能对来自出口的流动液体进行控制和调节，以及保持液流的整体性。
机构38包括一个被三个V形截面滚轮52旋转的轮状环齿轮50，每个滚轮52通过轴54是可转动的安装在板18上，借助垫圈56与板隔开，V形截面滚轮被环齿轮周边上的V形截面槽53容纳，故齿轮可转动。为了借助手轮64转动，环齿轮下面制有斜的轮齿58，该轮齿与枢装在托架62上的轴上的伞齿轮60啮合，而托架装在板18上，转动手轮64，这样就驱动环齿轮转动。
参照图4，在台肩70的上边，阀件制有多个凹槽66围绕在它的周边。园形压板68制有凹座72来接纳台肩70，借助多个(图示为6个)加载的弹簧把由环齿轮50中相应孔中伸出来的压杆74压住，而压板68顶住台肩70，因此，把阀顶到它与阀座16紧密接合的位置。压板68有多个朝内伸入到凹座72里的齿(未示出)，以便啮进凹槽66中，使环齿轮的转动引起阀的转动。凹槽66与阀的轴平行地延伸一段有效距离，这段距离中没有轴向推力通过齿传到阀上，所以，避免高的局部压力。
为了经受得住与熔化金属或合金有关的温度，阀和阀座都由高熔点材料制成，例如可由通过均压构成的石墨铝制造。
在图7A实施例中，阀34具有单个出口44和高壁剖面，其幅度可横跨70°～290°的弧度，相当于阀座16周长的19%～81%。在图7B的实施例中，阀34有二个一起使用的出口44，并有二个第二剖面46，剖面48由阀座16周长的38%～62%所组成。在图7C实施例中，阀34有二个出口44，但这些出口为单独使用，第一剖面48由阀座16的周长的69%～81%组成。
如图8所示，在通道42中有4个呈辐射状间隔开的肋101，这些肋是直边的，平行于通道的纵轴方向延伸，间隔开大约为90°。借助这些肋，由通道中排出的熔化金属流体大体上是平行于这些肋边的，故可减少金属飞溅等危险。
由于阀和其阀座的密封面制成如图所示形状，不难看出，转动阀所需的力就小，而且几乎没有粘结卡住耐熔部分的可能。此外，所设计的阀没有死区。围绕阀的熔化固体有自由入口，不会被封在可能冷却和固化的堵死的通道里，由于通道中有肋的存在，流动的熔化金属是连贯的，与阀被节流的程度无关，因此，阀能可靠的转动，不存在可能会完全停止有关部分转动的粘住配合部分，也不会引起熔化金属凝固的危险。
本发明不限于所示的实施例，例如入口可多于二个。当熔化的固体与在铸造中浇注的钢水不同时，第一和第二剖面的尺寸可以改变。
权利要求
1.一种盛有熔化固体的容器(2)的出口(14)，该出口包括一个旋转阀(34)和其阀座(16)，该阀(34)有一个通道(42)，可把熔化固体从容器(2)的内部导引到外部，阀(34)与阀座(16)的壁密封，该壁有足够高的第一剖面(48)，以使当阀(34)转到对准通道的入口端(44)时，于是该入口端(44)被第一剖面(48)关闭，该壁还有相对减少高度的第二剖面(46)，以使当该阀(34)被转到对准该通道的入口端(44)时，于是该入口端(44)被打开，以便熔化固体能进入并沿通道流出，其特征是壁的第一剖面(48)加工成当入口(44)关闭时，能使熔化固体在第二剖面(46)区内自由通过。
2.如权利要求1所述的出口，其特征是第一剖面(48)给第二剖面(46)提供直立侧壁，而第二剖面(46)构成了全开时通道横截面形状(99)的基面。
3.如权利要求2所述的出口，其特征是相对的侧壁(49)位于沿偏离阀(34)的平面上。
4.如权利要求1至3中任何一个的出口，其特征是第一剖面(48)由壁(32)长度的大约19%至大约81%构成，而阀(34)有单个的入口(44)。
5.如权利要求1至3中任何一个的出口，其特征是第一剖面(48)由壁(32)长度的大约69%至大约81%构成，而阀(34)有二个分别单独使用的入口(44)。
6.如权利要求1至3中任何一个的出口，其特征是第一剖面(48)由壁(32)长度的大约39%至大约62%构成，而且有二个一起使用的入口(44)。
7.如前面任何一个权利要求所述的出口，其特征是阀(34)的相对表面与其阀座(16)的壁(32)配对加工成所需的尺寸，以便减少使用中出现的粘结现象。
8.如权利要求7所述的出口，其特征是该相对表面在包含阀(34)轴动轴的平面中是呈凸状的。
9.如前面任何一个权利要求所述的出口，其特征是通道(42)设置确保离开该出口的熔化固体流实质上是平行侧边的装置(101)。
10.如权利要求9所述的出口，其特征是该装置(101)由呈辐射状的被隔开的一些肋构成，这些肋沿一般平行于通道(42)纵轴方向延伸。
11.一种具有侧壁(4)和含有孔(12)的底(8)的容器(2)，其特征是该孔包括如权利要求1至10中任何一个权利要求所述的出口，该出口壁的第二剖面(46)的顶与容器(2)的底(8)里边的表面高度近似相等的。
12.一种以控制方式由容器中排出金属熔液的方法，该方法包括把金属熔液放到如权利要求11所述的容器中，并相对于阀座(16)转动阀(34)进行调节流速，从而可浇注金属熔液，然后，阀(34)转到关闭液流的位置，而不会引起阀(34)和其阀座(16)的粘结。
13.一种如权利要求12所述的方法，其特征是装置(101)被设置在通道(42)里，以确保金属熔液实际上以平行于侧边的液流方式排出。
全文摘要
一种从容器中排出熔化固体用的旋转阀，它具有通道(42)的阀(34)，入口(44)至通道部分装在该件的头部，阀件与阀座(16)的壁(32)配合，该壁具有较高的第一剖面(48)和较低的第二剖面(46)，用来分别选择关闭或打开入口(44)，壁部分(46，48)相对于该阀(34)的表面加工，以避免金属凝固和阀粘结，通道(42)包含一些肋(101)，以使液流沿平行边排出。
文档编号B22D41/14GK1082962SQ9210951
公开日1994年3月2日 申请日期1992年7月21日 优先权日1992年7月21日
发明者R·沃里斯 申请人:福塞科国际有限公司