用于滑动水口的耐火材料板的夹紧装置

摘要

本发明的目的是提供一种用于夹紧装置的夹具，该夹紧装置用于铸造设备的滑阀支座中的耐火材料板，所述夹具一方面有一推动区域，夹具在该推动区域处接受将它推向位于支座中的耐火材料板的夹紧力，另一方面有两个端头，每个端头都能抵靠耐火材料板的一个边缘。该夹具的特征在于它能够弹性变形，该夹具两端头中的每一个都能够在夹紧力施加在夹具上时抵靠耐火材料板的相应边缘，且它们在板膨胀的作用下或较大力的作用下将抵靠支座的壁。该夹具的一个优点是，该夹具能够变形，这样，本发明的夹具能够自动与它需要固定的板的几何形状相适应，这样，由于制造方法而引起的板之间的形状变化不会导致任何夹紧问题。

说明书

本发明涉及一种用于夹紧装置的夹具，该夹紧装置用于铸造设备的滑阀支座中的耐火材料板；本发明还涉及一种包括耐火材料板和它的支座的组件、一种包括该组件的滑阀、一种包括该滑阀的铸造设备以及一种夹紧耐火材料板的方法。

已知用于冶金铸造设备的滑阀中的耐火材料板通过夹紧而安装在它的支座上。

该支座在固定板情况下可以是阀构架上的固定元件的形式，或者在用于滑阀的活动板时为载架的形式。

夹紧通常通过夹具来进行，该夹具一方面抵靠该板的一边缘，另一方面抵靠一个可调节的止动器，该止动器起到将夹具压靠在板上，从而将该板固定的作用。

通过已知的夹具，该板能够以令人满意的方式保持在它的支座上。不过，板之间的形状变化将引起很大的困难，该板的形状变化可能是由于制造方法或其它原因的需要。该变化可能引起夹具和板之间的支承接触不平衡，从而导致非常高的局部力。

长时间后，该升高的应力可能损坏夹具和板，从而使夹具和板在正常负载下也会产生裂纹。

本发明的主要目的是提供一种夹具，该夹具没有已知夹具的缺点。

本发明的目的是提供一种用于夹紧装置的夹具，该夹紧装置用于铸造设备的滑阀支座中的耐火材料板，所述夹具一方面有一推动区域，夹具在该推动区域处接受将它推向位于支座中的耐火材料板的夹紧力，另一方面有两个端头，每个端头都能抵靠耐火材料板的一个边缘，其特征在于：该夹具能够弹性变形，该夹具两端头中的每一个能够在合适夹紧力(大于使夹具只是抵靠板的边缘所需的力)的作用下，或者在由于铸造操作过程中的高温而使板热膨胀的作用下，或者在这两个作用的组合作用下而抵靠支座的相邻壁。

文献EP-A1-220070公开了一种装置，其中，U形夹刚性固定在支座的壁和板的边缘之间。在使用时，当板变成高温并膨胀时，在板上产生极高的局部应力，因为该夹具根本没有弹性。另一方面，当该板不立即夹紧时，又有该板在支座中运动的危险。这样的运动对于人员和设备的安全来说是灾难性的。

本发明的夹具的一个优点是它能够自动与需要固定的板的几何形状相适应。这样，由于制造方法而引起的板之间的形状变化将不会引起任何夹紧问题。同样，该夹具由于其弹性而能自动与板的支承表面相适应，这避免该夹具自身受到过高的应力，从而避免最终破裂。

这样，通过它的弹性，本发明的夹具自身能吸收该板由于膨胀而引起的变形，这样，在铸造工作中，能够将由可调节止动器施加的夹紧力和由于板膨胀所引起的变形而施加的夹紧力传递给板支座。

换句话说该夹具就象能够在板和板的支座之间进行自定位的托架。

由于夹具的弹性变形，必须考虑以下因素：优选是，选择刚性常数低于10T/mm的夹具，优选是低于5T/mm，更优选是大约为1至3T/mm。这些值可以与已知夹具的测量值比较，已知夹具的测量值的范围为10至30T/mm，甚至更高。迄今为止，总是认为已有的夹具必须有足够的刚性，以便在滑阀运动时，该板能够以不会形成最小量的游隙的方式直接作用。这样，需要使所述夹具的刚性常数至少大于10T/mm，通常大于20-30T/mm。

与已知原理不同，本发明选择刚性相当小的夹具，该夹具的弹性将吸收板的一定膨胀，同时不会产生较大应力，直到夹具的端头运动至与支座的壁接触并抵靠在该壁上(该支座的壁的刚性常数通常大于40T/mm，在某些滑阀式水口中甚至为大约150至200T/mm)为止。这样，该夹具仅仅起到在板和支座之间的托架的作用，这时该板几乎达到其最大尺寸。当该板几乎达到其最大尺寸，夹具的端头开始抵靠支座的壁时，在板中所产生的应力将会很大幅度地减小。

不过，优选是该夹具并不需要吸收由于板的热膨胀而引起的全部变形，这样，该板在铸造工作过程中保持压紧。实际上，该板保持压紧比较有利，这样，任何可能形成的裂纹都将保持封闭。

优选是，该夹具通过对具有所需特性的材料进行机械加工、铸造或锻造而制成一个零件，该所需特性涉及夹具的温度状态、机械强度和弹性。制造本发明的夹具的合适材料的实例为所有类型的钢，尤其是钢42CrMo4。  

在一个特殊实施例中，夹具两端头中的至少一端通过夹具的弹性变形部分与推动区域相连，从而使得该端头的方向能够改变。

该方向的改变允许所述端头通过表面接触部分抵靠该板，从而避免施加对该板有害的点状力。

圆形的第二支承表面起到允许在夹具端头和板之间进行接触的“枢轴”的作用，以便能使所述端头定向，从而使该接触为表面型接触。

在一个特殊实施方式中，夹具仅包括一个推动区域。这样，由支座中的可调节止动器施加的夹紧力自动分布在夹具的两端头之间，从而避免了由夹具的两端头施加在板上的夹紧力之间不平衡。

优选是，推动区域有光滑表面(该光滑表面可以是平的或圆形的)，以便与支座中的可调节止动器接触，该可调节止动器可以将夹紧力施加在该光滑表面的任意点上。这样，该夹具可以由于板的不对称而偏离支座的纵向轴线，从而能够采取在支座和夹具之间的平衡位置，且不会妨碍支座的可调节止动器和推动区域之间的支承接触。

在一个特殊实施方式中，夹具的至少一端包括一个在横截面上的切口，该切口使所述端头能够在凸起的下面与支座壁啮合。

该凸起起到当作用在板上的夹紧力释放时防止夹具从支座上脱落的作用。

本发明的目的还包括提供一种耐火材料板和它的支座的组件，该组件成载架或阀构架上的固定元件的形式，包括容纳所述耐火材料板的支座，其特征在于：该耐火材料板通过上述夹具保持在支座中。

根据本发明的一个特殊实施方式，载架或阀构架的固定元件提供有夹紧结构，以便向夹具上施加夹紧力。该夹紧结构包括螺钉、凸轮、止推块或本领域技术人员已知的任意其它变化形式。

优选是，该夹紧结构是可拆卸的，这样，当它卡在夹紧位置时，能够很容易地从组件上拆下。

本发明还涉及一种铸造设备中的滑阀，该滑阀包括这样的组件，本发明还涉及一种铸造设备。

本发明还涉及用于将板夹紧在铸造设备的滑阀的支座中的方法，该方法包括将夹具置于板和支座的一边缘之间的步骤，所述夹具一方面有一推动区域，夹紧力可以施加在该推动区域上，以便将该夹具推向位于支座中的板，另一方面有两个端头，每个端头都能抵靠板的一侧，其特征在于：夹紧力施加在夹具上，使得该夹具弹性变形，直到夹具的各端抵靠板的相应边缘，优选是直到夹具的端头完全贴紧支座壁，从而当该板在铸造过程中所达到的温度的作用下而膨胀时，夹具的端头能抵靠在该支座壁上。

为了更好地介绍本发明，下面将参考附图并通过非限定实例来介绍给出的实施方法，附图中：

图1是装有滑阀的冶金容器的底部的轴向剖视图；

图2是图1中所示的阀构架的固定元件沿箭头II的视图；

图3是图1中的活动载架沿箭头II的视图；

图4是图1至3中的一个夹具的透视图；

图5是沿图3中的线V-V的剖视图；

图6是在活动载架上的可调节止动系统的分解透视图。

在图1中，冶金容器1包括有浇铸孔3的底部2。该浇铸孔3包括穿过容器底部和阀构架底板6的内水口4。滑阀7安装在该容器中，并与浇铸孔3对齐。该阀包括两个固定耐火材料板-上部板8和下部板9-以及一个活动耐火材料板10，该活动耐火材料板10设计成在气缸5的作用下在两固定板之间活动。尽管图1中所示为具有三个板的滑阀。但是应当知道，本发明也涉及两个板的结构或者一个板和其它铸造部件(例如管或内水口)形成组件的结构。

各板8、9和10穿过浇铸孔11、12和13，该浇铸孔11、12和13有与内水口基本相同的横截面积。通过移动活动板10以改变由于三个板中的浇铸孔对齐而形成的孔的大小，从而可以以已知方式实现铸造的调节或中断。在图2和3所示实例中，各板8、9和10是圆形的。它们通过利用如图4所示的U形夹14夹紧而安装在它们的支座上。固定板8夹在阀构架(未示出)上的固定元件中，固定板9夹在滑阀盖体中，如图2中所示，活动板10夹在活动载架中，如图3所示。图2中的盖体15包括多个周边结构，这里并不对这些周边结构进行介绍，因为它们并不是理解本发明所必须的。该盖体在它的中心部分包括一凹口16，该凹口明显有与耐火材料板9相同的厚度，并容纳该板和夹具14。

板9为细长形形状，并包含在具有四个截角的矩形中，如欧洲专利申请EP99870258.3或文献WO98/05451所述。该板通过其形成矩形截角的四个边缘而固定在它的支座上。边缘18和18’抵靠在固定止动器20和20’上，而边缘19和19’由夹具14的端头21和21’支承。

最好如图4所示，夹具的各端头21和21’包括：由内部平表面22、22’形成的第一支承表面，该内部平表面支承板的边缘19、19’；以及由与该平表面22、22’相对的圆形表面23、23’形成的第二支承表面，该第二支承表面设计成抵靠形成于盖体15上的支座16的边缘24、24’。表面23、23’的圆形形状保证与支座的侧面24、24’线性接触，因此，在夹具的端头21、21’抵靠所示边缘时不会有特别优选的方向。这样，通过与平边缘19、19’的接触，平表面22、22’能够使端头21、21’定向成所形成的接触为表面型接触。各端头21、21’通过横截面减小的区域34、34’与夹具本体相连，该横截面减小的区域34、34’提高了夹具在该区域的弹性变形，从而使各端头相对于板正确定位。

象夹具在其端头的局部弹性一样，夹具14也通过其两臂的向内或向外的运动而变形，这也是以弹性方式进行。因此，通过使两端头插入支座的侧面24、24’和各侧面19、19’之间，可以精确适应板的形状，同时使各端头21、21’采取各自的优选方向，如前所述。

图3表示了支承活动板10的活动载架26。除了这里没有介绍的各个周边结构外，该载架在其中心部分包括一支座27，以便容纳通过夹具14固定的活动板10。该载架的平移运动由气缸5提供动力，该气缸5的活塞杆插入为此提供的凹口28中。在构架15的固定元件上和在活动载架26上，即使没有施加夹紧力，夹具也通过其两端并通过在各端头21、21’中的切口29和与该支座的边缘24、24’成一体的凸起30、30’而保持在支座中，如图5所示。夹具14只能够通过使其两端21、21’从凸起上滑开而与支座脱开，而在将夹具推向板的活动止动器保持就位时，即使没有力施加在该活动止动器上，也不能使夹具与支座脱开。

图6提供了活动止动器的一个实例的详细视图。活动止动器由螺纹部件31制成，该螺纹部件31沿支座的纵向轴方向插入为此而在支座侧部提供的凹口32内。一旦放入，该螺纹部件31通过固定螺钉33而固定在该狭槽中。它可以有一保持螺钉(未示出)，该保持螺钉伸向支座内部，并抵靠夹具的推动区域的外部光滑表面25(图4)。

已知该表面25为柱形且光滑，因此并不是螺钉抵靠所述表面的优选支承点，这能够使得夹具能采取最合适的位置来使板固定，该位置只是由在侧面19、19’和侧面24、24’之间的端头的支承接触点来确定。

由夹具保持螺钉施加的一个力自动在两端21、21’之间平衡，从而保证将板固定在它的支座上。在未示出的另一实施方式中，螺钉可以由凸轮代替。

应当知道，所述的实施方式并不是为了限定，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行任意合适的变化。

参考标号

1.冶金容器

2.容器底壁

3.浇铸孔

4.内水口

5.气缸

6.阀构架的固定元件(底板)

7.滑阀

8.上部固定板

9.下部固定板

10.中间活动板

11.上部板排出孔

12.下部板排出孔

13.中间板排出孔

14.夹具

15.阀构架的固定元件(盖体)

16.支座

17.纵向轴线

18.板与固定止动器接触的边缘

19.板与夹具接触的边缘

20.固定止动器

21.夹具端头

22.由内表面形成的夹具的平支承表面

23.由外表面形成的夹具的圆支承表面

24.支座的与夹具接触的边缘

25.推动区域

26.活动载架

27.载架支座

28.容纳气缸头的凹口

29.夹具中的切口

30.凸起

31.螺纹件

32.切口

33.固定螺钉

34.横截面减小的区域