滑動水口及用于滑動水口的閥板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于滑動水口的閥板，位于鋼包與中間包之間以調(diào)節(jié)鋼水的流量。所述用于滑動水口的閥板形成為七邊形，具有彼此相對且平行的第一長邊及第二長邊、與第一長邊及第二長邊的一側(cè)端部分別斜接的第一短邊及第二短邊、連接第一短邊與第二短邊的第三短邊、與第一長邊及第二長邊的另一側(cè)端部分別斜接的第四短邊及第五短邊。所述用于滑動水口的閥板以與第一長邊及第二長邊保持相同的距離且平行于第一長邊及第二長邊的中心線為準(zhǔn)相對稱，而且中心線上形成有孔口。
【專利說明】
滑動水口及用于滑動水口的閥板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種滑動水口，位于鋼包與中間包之間W調(diào)節(jié)鋼水的流量。更具體地， 本發(fā)明設(shè)及一種用于滑動水口的閥板，能夠最大限度減少應(yīng)力和裂紋。
【背景技術(shù)】
[0002] 連續(xù)誘鑄時會經(jīng)過將鋼包中精煉的鋼水移到中間包的過程，此時為了調(diào)節(jié)鋼水的 流量，鋼包與中間包之間安裝起到閥口作用的滑動水口?；瑒铀谟缮祥y板及下閥板組成， 所述上閥板及下閥板分別形成有孔口。
[0003] 當(dāng)上閥板及下閥板的兩個孔口處于相同的位置時，滑動水口成為打開狀態(tài)，當(dāng)下 閥板滑動而使上閥板的孔口被下閥板堵塞時，滑動水口成為關(guān)閉狀態(tài)。而且，根據(jù)下閥板的 移動程度控制上閥板孔口的開度，從而可W調(diào)節(jié)鋼水的流量。
[0004] 所述閥板中孔口周圍的溫度達(dá)到1600°C，而閥板外圍部分的溫度為約400°C。因 此，從孔口向閥板邊緣形成溫度梯度，運種熱膨脹差導(dǎo)致閥板內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。
[0005] 為了抑制裂紋的產(chǎn)生，采用一種利用止擋件等機構(gòu)來夾持閥板外緣的方法。然而， 當(dāng)施加相同的夾持力時，根據(jù)閥板的形狀產(chǎn)生的應(yīng)力不相同，因此需改進(jìn)閥板形狀W使應(yīng) 力產(chǎn)生降至最低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明提供一種通過優(yōu)化閥板的形狀最大限度減少閥板上產(chǎn)生的應(yīng)力及裂紋的 滑動水口及用于滑動水口的閥板。
[000引技術(shù)方案
[0009] 根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于滑動水口的閥板形成為屯邊形，具有彼此面對且平行 的第一長邊及第二長邊、與第一長邊及第二長邊的一側(cè)端部分別斜接的第一短邊及第二短 邊、連接第一短邊與第二短邊的第Ξ短邊、及與第一長邊及第二長邊的另一側(cè)端部分別斜 接的第四短邊及第五短邊。所述用于滑動水口的閥板W與第一長邊及第二長邊保持相同的 距離且平行于第一長邊及第二長邊的中屯、線為準(zhǔn)相對稱，并且中屯、線上形成有孔口。
[0010] 第一長邊和第二長邊可W相同的長度形成，第一長邊和第二長邊的長度可大于第 一短邊至第五短邊的長度。第一短邊和第二短邊可W相同的長度形成，第Ξ短邊的長度可 小于第一短邊及第二短邊的長度。第四短邊和第五短邊相交的邊角可被倒圓處理。
[0011] 孔口可位于第一長邊與第二長邊之間，第一長邊和第二長邊分別可被與中屯、線正 交且與孔口的形狀中屯、相交的虛擬垂直線分成兩個部分，即具有δ1長度的第一部分和具有 S2長度的第二部分。第一長邊和第二長邊可W滿足W下條件：
[0012] 2《δ1/δ2《3.5
[0013] 閥板上可W設(shè)置將第四短邊和第五短邊分別作為斜邊的虛擬直角Ξ角形，直角Ξ 角形可W具有kl長度的底邊和k2長度的高度。第四短邊和第五短邊可W滿足W下條件：
[0014] 1.5《kl/k2《2.75。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例的滑動水口包括上閥板和下閥板，所述上閥板和下閥板為 所述結(jié)構(gòu)的閥板，并且下閥板移動相當(dāng)于行程長度S的距離W打開或關(guān)閉上閥板的孔口。
[0016] 閥板的總長度D1可W落入行程長度S的2至3倍范圍，閥板的總寬度D2可W落入行 程長度S的1至1.5倍范圍。
[0017]有益效果
[0018] 本實施例的用于滑動水口的閥板形成為屯邊形，并通過優(yōu)化被施加夾持力的第一 短邊、第二短邊、第四短邊、及第五短邊的傾斜角度和長度，可W減少閥板上產(chǎn)生的最大應(yīng) 力。其結(jié)果，通過抑制閥板上產(chǎn)生裂紋，可W提高閥板的使用壽命。
【附圖說明】
[0019] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于滑動水口的閥板的立體圖。
[0020] 圖2及圖3為具有圖1所示閥板的滑動水口的剖開立體圖。
[0021 ]圖4為示出基于δ1/δ2變化的最大應(yīng)力大小數(shù)值分析結(jié)果的曲線圖。
[0022] 圖5為示出基于kl/k2變化的最大應(yīng)力大小數(shù)值分析結(jié)果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例，W使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人 員能夠容易實施。本發(fā)明能夠W各種不同方式實施，并不局限于下述實施例。
[0024] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于滑動水口的閥板的立體圖。
[0025] 請參照圖1，本實施例的閥板100為具有一定厚度的屯邊形板，并且形成有用于排 出鋼水的圓形孔口 19。
[00%]具體地，閥板100具有彼此相對且平行的第一長邊11及第二長邊12、與第一長邊11 及第二長邊12的一側(cè)端部分別斜接的第一短邊21及第二短邊22、與第一長邊11正交并連接 第一短邊21及第二短邊22的第Ξ短邊23、與第一長邊11及第二長邊12的另一側(cè)端部分別斜 接的第四短邊24及第五短邊25。
[0027] 第一長邊11及第二長邊12W相同的長度形成，第一長邊11及第二長邊12的長度大 于第一短邊21至第五短邊25的長度。
[0028] W圖1為準(zhǔn)，第一短邊21及第二短邊22分別與第一長邊11及第二長邊12的左側(cè)端 部斜接，第Ξ短邊23連接第一短邊21與第二短邊22。第一短邊21及第二短邊22W相同的長 度形成，第Ξ短邊23的長度可小于第一短邊21及第二短邊22的長度。
[0029] W圖1為準(zhǔn)，第四短邊24及第五短邊25分別與第一長邊11及第二長邊12的右側(cè)端 部斜接，第四短邊24和第五短邊25W相同的長度形成。對第四短邊24與第五短邊25相交的 邊角可W預(yù)定曲率進(jìn)行倒圓處理，而不是形成為尖角形。
[0030] 所述閥板100形成為屯邊形，其中屯、方形部分的一側(cè)鄰接菱形，而中屯、方形部分的 另一側(cè)鄰接Ξ角形。此時，第一長邊11及第二長邊12與第一短邊21至第五短邊25彼此相交 的邊角均被倒圓處理，從而可W抑制邊角的應(yīng)力集中。
[0031] 閥板100上可W設(shè)置虛擬中屯、線C-C，該虛擬中屯、線C-C與第一長邊11及第二長邊 12保持相同距離且平行于第一長邊11及第二長邊12。閥板100W該中屯、線C-C為準(zhǔn)相對稱 (W圖1為準(zhǔn)上下對稱），孔口 19位于該中屯、線c-c上。尤其，孔口 19的形狀中屯、位于該中屯、線 C-C上。孔口 19不脫離第一長邊11及第二長邊12之間。
[0032] 閥板100上可W設(shè)置虛擬垂直線D-D，該虛擬垂直線D-D與孔口 19的形狀中屯、相交 并與中屯、線C-C正交。第一長邊11及第二長邊12W垂直線D-D為準(zhǔn)分成兩個部分，即第一部 分lla、12a及第二部分llb、12b。第一部分113、123及第二部分1化、126分別具有61和62的長 度。第一部分lla、12a與第一短邊21及第二短邊22相接，第二部分llb、12b與第四短邊24及 第五短邊25相接。
[0033] 第一部分lla、12a的長度δ1大于第二部分llb、12b的長度δ2。即孔口 19相對于第一 短邊21及第二短邊22更靠近第四短邊24及第五短邊25。第一短邊21相對于第一長邊11的傾 斜角度為銳角，第二短邊22相對于第二長邊12的傾斜角度是相同的銳角。圖1中用Θ表示第 一短邊21及第二短邊22的傾斜角度。
[0034] 而且，閥板100上可W設(shè)置第四短邊24及第五短邊25分別作為斜邊的虛擬直角Ξ 角形。直角Ξ角形的底邊kl與中屯、線C-C齊平，部分底邊與中屯、線C-C重疊。直角Ξ角形的高 度k2平行于垂直線D-D。第四短邊24及第五短邊25的傾斜角度取決于kl和k2的值。
[0035] 閥板100中的第一短邊21、第二短邊22、第四短邊24及第五短邊25即為抵接于夾持 裝置(未圖示）的止擋件而受到夾持裝置施加的夾持力的部分。而且，閥板100的整個表面被 施加基于鋼水重量的面壓。
[0036] 圖2和圖3為具有圖1圖所示閥板的滑動水口的剖開立體圖，圖2示出打開的狀態(tài)， 圖3示出關(guān)閉的狀態(tài)。
[0037] 請參照圖1至圖3，本實施例的閥板110、120彼此層疊構(gòu)成滑動水口 200。即，滑動水 口 200由上閥板110和下閥板120組成，兩個閥板110、120具有與圖1所示的閥板100相同的構(gòu) 成。
[0038] W下閥板120為準(zhǔn)，上閥板110配置成左右相反。即，當(dāng)下閥板120的第四短邊24和 第五短邊25朝向右側(cè)時，上閥板110的第四短邊24和第五短邊25朝向左側(cè)。
[0039] 上閥板110的孔口 19與上水口（未圖示)連通W保持鋼水始終流動的狀態(tài)。當(dāng)下閥 板120的孔口 19與上閥板110的孔口 19重疊時，滑動水口 200處于打開狀態(tài)，當(dāng)下閥板120滑 動而堵住上閥板110的孔口 1卵寸，滑動水口 200切換到關(guān)閉狀態(tài)。
[0040] 再參照圖1，本實施例的閥板100形成為屯邊形，因此相對于具有其他形狀的現(xiàn)有 閥板可使應(yīng)力產(chǎn)生降至最低。例如，不具有第一長邊11及第二長邊12的閥板成為五邊形，而 本實施例的閥板100相對于五邊形的閥板可W降低最大應(yīng)力值。
[0041] 受到相同夾持壓力作用的條件下基于δ1及δ2的比例及第一短邊21和第二短邊22 的傾斜角度Θ變化的最大應(yīng)力大小的數(shù)值分析結(jié)果示于下表1中。最大應(yīng)力表示作用于閥板 100的最大拉伸應(yīng)力，其大小越小產(chǎn)生的裂紋越少。
[0042] 【表1】
[0043]
[0044] 表1中樣品1為五邊形的閥板，樣品2至樣品9為屯邊形的閥板?？芍?，在對樣品1至 樣品9施加相同夾持壓力的條件下，與樣品1相比，樣品2至樣品9的最大應(yīng)力減少。尤其，相 對于整個閥板100的長度，第一長邊11及第二長邊12的長度越大，最大應(yīng)力越會大大減少。
[0045] 運些結(jié)果表明，相對于閥板的長度，第一長邊及第二長邊的長度越長，在施加相同 的夾持壓力的條件下，夾持壓力的水平方向成分變大，因此能夠更多地抑制因熱膨脹產(chǎn)生 的應(yīng)力。
[0046] 而且，本實施例的閥板100中，將第一長邊11分成兩個部分的第一部分11a和第二 部分Ub的長度比例δ1: δ2及將第四短邊24作為斜邊的直角Ξ角形的底邊和高度比例kl :k2 與閥板100的應(yīng)力有關(guān)。
[0047] 圖4為示出對于樣品10至樣品13的基于δ1/δ2變化的最大應(yīng)力大小的數(shù)值分析結(jié) 果的曲線圖。樣品10至樣品13的形狀特性示于下表2中。
[004引【表2】
[0049]
[(Κ)加 ]
[0051] 如圖4所示，可W看出，對于樣品10至樣品13,隨著δ1^2值變大，閥板100上產(chǎn)生的 最大應(yīng)力變小。對于閥板100,當(dāng)δ1/δ2值為2W上時可W獲得最大應(yīng)力減少的效果。尤其，在 樣品11至樣品13中，當(dāng)δ1/δ2值為2W上時最大應(yīng)力變化不大。
[0052] 閥板100中δ1^2值的下限為2,在可W實現(xiàn)的范圍內(nèi)可W增加 δ1^2值，但是δ1^2 值越大，所使用的材料越多，因此可W設(shè)置為δ1/δ2滿足2至3.5的范圍。
[0053] 圖5為示出對于樣品14至樣品17的基于kl/k2變化的最大應(yīng)力大小的數(shù)值分析結(jié) 果的曲線圖。樣品14至樣品17的形狀特性示于下表3中。
[0054] 【表3】
[0化5]
[0化6] 如圖5所示，可W看出，對于樣品14至樣品17，kl/k2值越小閥板100上產(chǎn)生的最大 應(yīng)力越小。對于閥板100,當(dāng)kl/k2值為2.75W下時，可W獲得最大應(yīng)力減少的效果。另外，不 可制造出kl A2值為1.5 W下的閥板。因此，可W設(shè)置為kl A2滿足1.5至2.75的范圍。
[0057]此外，本實施例的閥板100的總長度及總寬度和第一部分lla、21a的長度δ1及第Ξ 短邊23的長度與滑動水口 200動作時下閥板120的移動距離即行程長度有關(guān)。圖1中閥板100 的總長度用D1表示，總寬度用D2表示。并且，圖3中下閥板120的行程長度用S表示。
[005引閥板100的總長度D1可W設(shè)置為滿足行程長度S的2倍至3倍。當(dāng)閥板100的總長度 D1小于行程長度S的2倍時，沿閥板100動作方向的閥板100的長度不充分，因此在關(guān)閉的狀 態(tài)下下閥板120不能堵住上閥板110的孔口 19,可能會導(dǎo)致鋼水泄漏。另外，閥板100的總長 度D1超過行程長度S的3倍時，由于使用過多的材料造成閥板100的生產(chǎn)費用增加。
[0059]閥板100的總寬度D2可W設(shè)置為滿足行程長度S的1倍至1.5倍。閥板100的總寬度 D2小于行程長度S的1倍時，第一長邊11及第二長邊12與孔口 19會過于靠近，因此從孔口 19 沿垂直方向可能產(chǎn)生裂紋。另外，閥板100的總寬度D2超過行程長度S的1.5倍時，雖然閥板 100的性能不會發(fā)生變化，但是會浪費所使用的材料。
[0060] 第一部分lla、12a的長度δ1可W設(shè)置為滿足行程長度S的0.2倍至0.5倍。而且第Ξ 短邊23的長度可W設(shè)置為滿足行程長度S的0.5倍至1倍。
[0061] 如上所述，本一實施例的閥板100形成為屯邊形，而且通過優(yōu)化被施加夾持力的第 一短邊21、第二短邊22、第四短邊24及第五短邊25的傾斜角度和長度，可W減少閥板100上 產(chǎn)生的最大應(yīng)力。其結(jié)果，通過抑制閥板100上產(chǎn)生裂紋，可W提高閥板100的使用壽命。
[0062] W上對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，可在權(quán)利要求 書、說明書及附圖范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形，運些也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種用于滑動水口的閥板，其中， 所述閥板形成為七邊形，具有彼此相對且平行的第一長邊及第二長邊、與第一長邊及 第二長邊的一側(cè)端部分別斜接的第一短邊及第二短邊、連接第一短邊與第二短邊的第三短 邊、與第一長邊及第二長邊的另一側(cè)端部分別斜接的的第四短邊及第五短邊， 所述閥板以與所述第一長邊及所述第二長邊保持相同的距離且平行于所述第一長邊 及所述第二長邊的中心線為準(zhǔn)相對稱，并且中心線上形成有孔口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述第一長邊和所述第二長邊以相同的長度形成， 所述第一長邊和所述第二長邊的長度大于所述第一短邊至所述第五短邊的長度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述第一短邊和所述第二短邊以相同的長度形成， 所述第三短邊的長度小于所述第一短邊及所述第二短邊的長度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述第四短邊與所述第五短邊相交的邊角被倒圓處理。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述孔口位于所述第一長邊與所述第二長邊之間， 所述第一長邊及所述第二長邊分別被與所述中心線正交且與孔口的形狀中心相交的 虛擬垂直線分成兩個部分，即具有別長度的第一部分和具有處長度的第二部分。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述第一長邊及所述第二長邊形成為滿足以下條件： 2^51/52^3.5〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述閥板上設(shè)置將第四短邊和第五短邊分別作為斜邊的虛擬直角三角形， 所述直角三角形具有長度為kl的底邊和長度為k2的高度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于滑動水口的閥板，其中， 所述第四短邊和所述第五短邊形成為滿足以下條件： 1.5彡kl/k2彡2.75〇9. 一種滑動水口，包括上閥板及下閥板，所述上閥板及下閥板為根據(jù)權(quán)利要求1至8中 任一項所述的閥板，其中， 所述下閥板移動相當(dāng)于行程長度S的距離以打開或關(guān)閉上閥板的孔口。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的滑動水口，其中， 所述閥板的總長度D1落入所述行程長度S的2倍至3倍范圍。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的滑動水口，其中， 所述閥板的總寬度D2落入行程長度S的1至1.5倍范圍。
【文檔編號】B22D41/22GK105980085SQ201480074861
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年9月22日
【發(fā)明人】黃云峰, 金英愛, 宣鐘敏, 趙漢東, 李亨坤, 柳成男
【申請人】浦項工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán), 朝鮮耐火有限公司