滑动喷嘴装置以及在该装置中使用的板 【技术领域】
本发明涉及一种为了控制像钢的连续铸造中的浇包或浇口盘这样的容器中流出的钢液流而使用的滑动喷嘴装置以及在该装置中使用的板。
背景技术
一般地讲，滑动喷嘴装置由多个耐火物制板、固定保持该耐火物制板的各自的收容金属框、用于驱动收容金属框的驱动装置、隔着这些板而在面之间施加压力的压力施加单元组成。而且通过将板相对地滑动，开闭喷嘴孔来控制钢液流量，为了防止在使用中钢液从板之间的间隙泄漏，在板的面之间施加有大的压力。在滑动喷嘴装置中，板分别被固定保持于收容金属框。通常，板一般为以具有喷嘴孔的板砖为主体，其侧面被金属制型套夹紧的类型或者安装有金属制的箱形外壳的类型。
作为滑动喷嘴装置的一个例子，如图7所示，由上板72以及下板75、设置于在熔融金属用容器71底上所设置的上喷嘴的下方且保持上板72的固定金属框73、对于该固定金属框73可开闭地设置的开闭金属框74、在固定金属框73与开闭金属框74之间设置的保持下板75的滑动金属框76、将下板75相对于上板72而按压的未图示的弹性体、用于使滑动金属框76滑动的驱动装置79组成。通过使滑动金属框76滑动，调节由分别形成于上板72与下板75的喷嘴孔77、78的位置所产生的开口的程度来调节熔融金属的流量。另外，上下板72、75分别被固定保持于作为收容金属框的固定金属框73与滑动金属框76。而且，也有使用3块板的类型、下部喷嘴与下部板成整体的类型以及下部板与浸渍喷嘴成整体的类型等。
在这些滑动喷嘴装置中，作为将板固定于收容金属框的固定单元，有纵向按压方式与横向按压方式。其中，纵向按压方式的主要目的为防止板对于直线滑动力的错开。但是，由于板在使用时温度变高而膨胀，因此成为在长度方向上压缩的压缩力来起作用，有可能在板上发生向长度方向延伸的大的龟裂。另外，在使用时相对于板的热膨胀，按压装置未热膨胀而按压力相对地上升，由此增加发生龟裂的危险性。
为了防止该纵向按压的缺陷即长度方向的龟裂发生，例如在专利文献1中，公开了同时进行所述的纵向按压与横向按压的方法，横向按压由制稍方式向另一方施加按压力。由此，用宽度方向的按压力来抑制纵向按压引起的长度方向的龟裂发生，认为具有防止从喷嘴孔向长度方向发生龟裂的效果。这样，通常为了弥补只采用纵向按压时的缺陷，而将横向按压与纵向按压并用。
而且，在专利文献2中，公开有应用于具有弯曲的外圆周的耐火板的实施例，配置于椭圆或者长圆形耐火板周围的按压配件分别通过销而连杆连接，通过对该连杆连接施加拉力来使按压配件可以从多个方向夹紧固定耐火板。可以用少量的拉紧装置来从多个方向夹紧固定耐火板，操作简便可以在极其短的时间内完成，由于不需要像现有装置的多个方向的夹紧机构，因此构造变得简单，另外不存在产生遗忘夹紧的部分等可能。另外，记载有由于在耐火板的整个圆周大致均匀地进行夹紧，因此与以往方法相比具有可以降低局部的应力等优点。
专利文献1：日本国特开2000-233274号公报
专利文献2：日本国实开昭56-131966号公报
专利文献1的方法不容易调节纵向与横向按压力的平衡，无法完全抑制龟裂。另外，用于纵向按压地连接单元与用于横向按压的连接单元独立构成，板的装卸需要时间。
在专利文献2的方法中，在一方侧只用链状配件来承受板的滑动力，链状配件容易松动，存在由于板的滑动力而错开的情况。如果链被拉长，则由于板砖错开而在与上部喷嘴或下部喷嘴的连接部发生缝隙而存在漏钢的危险。而且，也有可能在与上部喷嘴或下部喷嘴的嵌合部发生耐火物自身的裂开。
【发明内容】
本发明要解决的课题为提供一种滑动喷嘴装置以及在该装置中使用的板，其为通过用均匀的力按压并固定板来抑制在使用时喷嘴孔周围发生龟裂，可以提高板的耐用性。
本发明的特征为，在具备板与固定保持该板的板收容金属框的滑动喷嘴装置中，板收容金属框具备：与板的侧面接触的纵向按压面和横向按压面的2个按压面分别分开而突出地设置，而且对于收容金属框的长度方向中心轴对象地配置的2个把持部；将把持部可旋转地保持的移动块；及将移动块向板方向按压的按压单元，纵向按压面与收容金属框的长度方向中心轴之间的角度为60度以上90度以下，横向按压面与收容金属框的长度方向中心轴之间的角度为1度以上30度以下。
由于通过本发明的把持部与其配置，可以抑制板的龟裂发生，因此板的耐用性提高。
【附图说明】
图1是板及板收容金属框的实施例的俯视图。
图2是在图1中的把持部的放大图。
图3是实施例1的板的俯视图。
图4是实施例2的板的俯视图。
图5是应力松弛机构的示意图。
图6是实施例3的块的俯视图。
图7是表示现有滑动喷嘴装置的一个例子的示意图。
符号说明
1-收容金属框；11-前壁；12-后壁；13-横臂；14-底壁；2-板；2a-板；21-平行于滑动方向的侧面；22-垂直于滑动方向的侧面；23-喷嘴孔；3-把持部；31-纵向按压面；32-横向按压面；33-旋转轴；4-连接部；5-固定块；5a-间隙；51-固定螺栓；6-移动块；6a-间隙；6b-螺纹块；6c-螺栓；61-夹紧螺栓；62-螺母；71-熔融金属用容器；72-上板；73-固定金属框；74-开闭金属框；75-下板；76-滑动金属框；77-喷嘴孔；79-驱动装置。
【具体实施方式】
根据实施例对本发明进行说明。
实施例1
图1中示出了本发明的板与板收容金属框的俯视图。在图1中作为板收容金属框示出了在滑动喷嘴装置中使用的滑动金属框。
在图1中，收容金属框1在俯视时呈长方形，通过在长方形底壁的周缘连设相对于滑动方向的前后的前壁11与后壁12和左右的横臂13来形成。而且，板2由4个把持部3被固定于收容金属框1的大致中央部，在收容金属框1的长度方向的一端具有与驱动装置连接的连接部4。该收容金属框1在滑动喷嘴装置内于箭头A方向滑动。
板2在俯视时呈切掉8角形的4个角部后的12角形。而且12个侧面中的8个侧面被4个把持部3的8个按压面所固定。在图1的板2中，平行于滑动方向(箭头A)的2个侧面21与垂直于滑动方向的2个侧面22之外的8个侧面被纵向按压面31与横向按压面32所固定。
以在板的滑动方向上隔着喷嘴孔23在前后各配置2个而且对于收容金属框1的长度方向中心轴C成对象位置的形式在收容金属框内共配置有4个把持部3。该把持部3呈L字形，在其大致中央部，在与板的滑动面垂直的方向上具有贯穿孔，旋转轴33被插入于该贯穿孔，在滑动面的平行面上旋转自如地被轴支承于固定块5或移动块6上。并且，在图1中，4个把持部3呈相同的形状。
该把持部3在对于收容金属框的长度方向中心轴相互成对象的位置上至少使用2个，通过使另一侧为现有的一般的保持机构，可充分得到纵向龟裂的抑制效果。另外，通过以对于板的滑动方向隔着喷嘴孔前后各配置2个而且对于板的长度方向平行轴成对象位置的形式共配置4个来提高纵向龟裂的抑制效果。
固定块5对于收容金属框1的长度方向中心轴C在对象位置配置2个，一端由固定螺栓51被固定于收容金属框的前壁11，另外一端轴支承把持部3的旋转轴33。
移动块6在俯视时呈コ字形，在两端部保持2个把持部3的旋转轴33，在后壁侧具备作为按压单元的2根夹紧螺栓61。在后壁12上具有贯穿孔，该夹紧螺栓61被可移动地插入，螺母62在后壁的两侧螺合于夹紧螺栓61。另外，移动块6与收容金属框1的底壁14连接。而且，由于通过旋转夹紧螺栓61的螺母62夹紧螺栓61则进行进退，因此可以使移动块6进行进退。其结果，可以装卸板2或者将把持部3按压于板2。
另外，横臂13与把持部3之间以及横臂13与移动块6之间设有1mm左右的间隙。并且，在本实施例中，虽然将螺栓方式作为按压单元来使用，但是也可以采用例如在日本国特开平7-116825号公报中公开的通过凸轮的按压单元等现有的板的装卸时所应用的众所周知的技术。
如图2及图1所示，在把持部3上突出地设有纵向按压板2的纵向按压面31与横向按压的横向按压面32的2个面。在该实施例中，纵向按压面31与收容金属框的长度方向中心轴C之间的角度β为70度，横向按压面32与收容金属框的长度方向中心轴C之间的角度γ为10度。并且，在图2中，平行移动长度方向中心轴C而进行说明。
优选该纵向按压面31与收容金属框的长度方向中心轴C之间的角度β具有60度以上90度以下的角度。如果超过90度，则由于在板上应力容易集中于中央部，因此容易发生纵向龟裂。在不到60度时，按压力不足而在滑动时有可能发生板的错开。
另外，为了抑制纵向的龟裂发生，优选横向按压面32与收容金属框的长度方向中心轴C之间的角度γ对于板的长度方向中心轴具有1度以上30度以下的角度，如果不到1度，则由于成为与滑动方向大致平行方向的夹紧，因此不容易产生朝向板的中心侧的按压力，如果超过30度，则朝向板内部的按压力变弱而纵向龟裂防止效果降低。
为了更有效地发挥旋转产生的应力松弛功能，如图2所示，优选在突出地设置于把持部的各个按压面31、32与旋转轴33之间设置间隙而配置把持部3。由此，更加优选旋转轴33到纵向按压面31的端面的距离X为20～100mm，以及旋转轴33到横向按压面32的端面的距离Y为50～200mm。
虽然把持部3呈L字形，但是如果其开口角度α为100度以上160度以下的范围，则可以均等地固定板，因此更为优选。另外，虽然未特别限定旋转轴33的位置，但是如果是在拐角部附近，则可以均衡地进行保持。
图3示出了图1的实施例中使用的板2。该板2为在俯视时呈8角形的板上，在平行于滑动方向的对角线A与垂直相交该对角线A的对角线B上切掉各个对角线上的4个角部的12角形。在该板中，该2个对角线的长度比A/B为2，在对角线A的中心与对角线B相交。
在本发明的板的固定方法中，该板2由于可以用2个或者4个把持部上的纵向按压面与横向按压面来按压板，因此可以有效地将板向纵向按压，可以使纵向的应力松弛，以及可以给予横向的按压力。
虽然通过切掉8角形的4个角而使该板2成为更紧凑的形状，但是即使是未切掉角的8角形也可以没问题地使用。另外，也可以将角部做成R角。而且，也可以做成设置2个以上喷嘴孔的板。
另外，通过将2个对角线的长度比做成1.5以上，可以在板的长度方向上确保充分的滑动范围(行程)。在不到1.5时，如果确保必要的行程，则宽度过于变宽，板变大而不经济。
而且，板的对角线B位于对角线A的中心或者从中心±10mm以内的位置时，由于板的形状成为前后左右接近对象的形状，因此，8处按压面所产生的应力更加均匀地分散，成为更加不容易发生龟裂的板。
实施例2
图4中示出了可以在本发明中使用的板的实施例2与把持部的1个例子。该板2a的外形由长度轴方向两侧的曲率半径r为65mm的2根曲线、长度轴的垂直方向两侧的曲率半径R为370mm的2根曲线及连接各个曲线的4根短的直线构成。另外，喷嘴孔的内径D为35mm。而且，通过2个曲率半径R的中心的直线S1在通过2个板的曲率半径r的中心的直线S2的中心垂直相交。另外，通过2个曲率半径r的中心的直线S2与板的长度方向中心轴一致。另外，把持部也可以用纵向按压面31来按压长度轴方向两侧的曲率半径r的曲线部分，用横向按压面32来按压其他的部分。
这样，板包含长度轴方向两侧的曲率半径r的曲线与长度轴的垂直方向两侧的曲率半径R的曲线，而且当长度轴方向两侧的曲率半径为r，长度轴的垂直方向两侧的曲率半径为R，板的喷嘴孔直径为D，则可以使D＜r＜3D并且3r＜R＜8r。而且，可以使通过曲率半径R的各个中心的直线对于通过曲率半径r的各个中心的直线在±20mm的范围内成为大致垂直相交的形状。通过做成这样的形状，可以用纵向按压面31来按压长度轴方向两侧的曲率半径r的曲线部分，用横向按压面32来按压其他的部分。
在板的长度轴方向两侧的曲率半径r为喷嘴孔的直径D以下时，由于板的喷嘴孔内面与侧面之间的距离变小，因此强度不足而容易发生从喷嘴孔内面向侧面延伸的龟裂。在r为3D以上时，则板没必要地变得过于大而不经济。
在板的长度轴的垂直方向两侧的曲率半径R为3r以下时，板砖的长度对于用于使板滑动所需要的行程而过于变小，强度不足耐用性恶化。如果R为8r以上，则板没必要地变得过于大而不经济。
为了将板固定于收容金属框，首先将图1中的夹紧螺栓的螺母62旋转后，移动块6向连接部4侧移动，把持部3向连接部移动。通过插入板拧紧螺母61来使把持部按压板，板被保持固定。在拆卸板时，松开螺母61。
下面，针对图5中使用本发明时的板2的纵向龟裂抑制效果进行说明。在图5中，当把收容金属框1向左侧移动，则承受与对方的板滑动接触的摩擦力即箭头F方向的力。虽然用2个把持部3的纵向按压面来承受该力，但是该力的一部分可以向箭头G方向分散，而且根据以旋转轴33为支点的杠杆原理，在横向按压面上作用有箭头H方向的力。
因此，在纵向产生的压缩应力的一部分向箭头G方向松弛，而且由于从箭头H方向施加从两侧面将板压缩的力，因此可以抑制板的纵向龟裂。也就是说，由于把持部具有旋转轴，因此可以将一个按压面承受的负荷分散给另一个按压面。
同样，在使用中由于热膨胀而板纵向膨胀时，通过把持部的旋转机构可以缓和纵向的压缩应力，而且可以将其中一部分变换为用于抑制纵向龟裂的横向按压力。
通过这样的机理可以抑制板的龟裂的发生，板的耐用性提高。
实施例3
图6示出了本发明的把持部的其他实施例。固定块5为金属制，以在收容金属框1的壁上与壁面之间具有间隙5a的形式，在长度方向中心轴上被固定于收容金属框1的壁上。而且与图1一样，将把持部3旋转自如地保持在两端。在各个把持部3上形成有纵向按压面31与横向按压面32。各个把持部3也被保持为不接触于收容金属框1的壁。
移动块6为金属制，在长度方向中心轴上由螺栓6c保持于螺纹块6b，与收容金属框1的壁面之间具有间隙6a。而且，移动块6与固定块5同样地将把持部3旋转自如地保持在两端。保持于该移动块6的把持部3与保持于固定块5的把持部3相同。
螺纹块6b固定于收容金属框1，而且具有形成有用于螺合螺栓6c的内螺纹的贯穿孔。在螺纹块6b的贯穿孔的两侧突出地设置有导杆，嵌入于移动块6内。
螺栓6c具有外螺纹，螺合于螺纹块6b的贯穿孔。壁以及移动块6的贯穿孔内没有内螺纹，螺栓6c旋转自如地贯穿。隔着移动块6在螺栓6c的前端部具有2个挡边。
当旋转螺栓6c，则螺栓6c移动，通过使螺栓6c的2个挡边中的任意一方抵接于移动块6可以使移动块6移动。也就是说，由于通过旋转螺栓6c移动块6便进行移动，因此可以装卸板2。
与图4中所示的r、R、D同样，该板2的外形由包含长度轴方向两侧的曲率半径r为80mm的2根曲线和长度轴的垂直方向两侧的曲率半径R为600mm的2根曲线的线构成。该板的喷嘴孔的内径D为60mm。
即使在使用中由于热膨胀而板膨胀，也会通过固定块或移动块承受其膨胀力而弯曲来吸收在板上产生的应力，可以防止板的龟裂。由于固定块及移动块与壁之间具有间隙，因此固定块及移动块可以从把持部承受板的热膨胀力而弯曲。