JP4404641B2 - スライド栓の動作方法ならびにスライド栓 - Google Patents

Description

本発明は、スライド栓が、それぞれハウジングの滑り面に沿って向き合ってスライド自在に配置された少なくとも向き合って押圧される耐火栓プレートを組み込んでおり、ばね要素が、栓プレートを押圧させるために少なくとも１つのハウジングの中に想定されており、そのハウジングを備える１つの栓プレートが、駆動部材によって、閉鎖位置と開放位置へ押される、冶金用容器用のスライド栓を操作するための方法に関する。

スライド栓は、溶解した鋼を制御して注入するために押出し成形プラントのパンまたは分配容器用に特に使用されている。液体状の溶解した鋼が流れるスライド栓のために使用される耐火栓プレートや耐火スリーブ、さらにそれを支持する機構は、比較的強い磨耗を受ける。したがって、プレートやスリーブは頻繁に交換されなければならない。

高い効率を達成するために、これらの耐火部品は、可能な限り長くスライド栓内に残され、使用されることが望ましい。視覚的な制御と経験によって、パンを空にすることがスライド・プレートとスリーブを用いていつ行うか、作業員によって示されてきた。しかし、実際には、不正確な算定または不十分な制御のために、ブレイクアウトが起こることが判明している。その場合、溶解した鋼が、制御されずにスライド栓内を流れ、スライド栓に損傷を与え、破壊することさえもある。このことはまた、たとえば不十分なモルタルが耐火部品の間に設置されたスライド栓の不正確な組立部にも当てはまる。

上述のことを基にして、ブレイクアウトなどの、起こり得る不慮の動作不良を早期に認識することができ、動作の安全性を増加させることができる、上述のタイプのスライド栓の動作のための方法を提供することが、本発明の目的である。

この課題は、スライド栓のサイズ、温度、圧力および／または力に関連する１つまたは複数の測定値が、スライド栓の動作条件、およびしたがって継続使用可能性を判定できるようにするために直接的に、または追加の関連するプロセス・パラメータとともに、測定および評価される、特に栓プレートの領域内での、動作条件のオフラインおよび／またはオンライン診断を用いる本発明によって解決される。

本発明の方法は、スライド栓のメカニズム全体やおそらく押出し成形プラントの部品も破壊されることがある、動作不良および特にブレイクアウトの検知と防止を可能にする。スライド栓の不正確な組立を、特に検知することができ、このようにしてブレイクアウトが防止される。

好ましい実施態様では、栓プレートを受けるハウジングの、プレート滑り面に対して直角方向における互いの距離が、測定値として使用され、記録され、評価手段に送信され、前記距離が、いくつかの位置で好ましくは測定される。これら２つのハウジングの互いの距離の測定は、滑り面に対して直角方向の変化に関する栓プレートの位置の診断、およびしたがってプレート間に形成されることがあるシートの検知を特に可能にする。

駆動部材の力とスライド栓プレートのストローク位置が、測定、すなわち記録および評価される測定値として好ましくは使用され、特に摩擦関係およびしたがって栓プレートの状態を、これらの接触する滑り面から知ることができる。

本発明の実施形態および本発明のさらなる利点を、図面を参照にしてより詳細に説明する。

図１は、押出し成形プラントのパンからたとえば成る、溶融した鋼を中に含む、一部しか図示されていない冶金用容器１５に取り付けられたスライド栓１０の概略図を示している。容器１５の一部として、鋼ジャケット１１と、耐火外装材１２と、穴開き石１４と、さらに排出口１６を備える耐火スリーブ１３とが示されている。

スライド栓１０は、耐火栓プレート２１を固定した上側ハウジング１７を備えている。別のハウジング１９の中にスライド栓部品２２が保持されている。このハウジング１９はハウジング・フレーム１８によって保持されている。駆動部材２５によって開放位置（図示のような）または閉鎖位置にそのハウジング１９を移動させることができる。この駆動部材２５は、油圧ピストン／シリンダ・ユニットの形態をとり、したがって、油圧集合体２９によってパイプ２６、２７を介して活動化される。また、栓プレート２１、２２は、ばね要素２３によって互いに押圧され、それによって十分な密封がそれらの間で作成されている。

本発明によると、スライド栓１０の動作のための方法は、特に栓プレート２１、２２の領域内での動作条件のオフラインおよび／またはオンライン診断を組み込んでいる。その診断中、スライド栓１０の動作条件、したがって、継続使用可能性を判定するために、スライド栓１０のサイズ、温度、圧力および／または力に関連するいくつかが測定され、直接的に、または追加の関連するプロセス・パラメータとともに評価される。

評価中、実際の値として測定されたすべての値が、目標値または目標値範囲と比較され、許容範囲外への逸脱が存在することが見出された場合、ディスプレイまたはチェック用のそのようなもの、またはスライド栓の緊急閉鎖を活動化させる。

本発明の文脈の中では、駆動部材の圧力やスライド栓プレートのストローク位置が、測定される値の１つとして記録、評価され、特に摩擦関係やしたがって栓プレートの状態をそれらの接触する滑り面に対して判断することができる。この目的のために、シリンダの供給ライン２６、２７は、実際の圧力を測定し、電気ケーブル２８’を介してそれに対応する信号値を評価手段２０に供給する圧力センサ２８を備える。

駆動部材の圧力の測定中、フロア・プレート２１に対するスライド・プレート２２のストローク位置に応じたプレート２１、２２の摩擦関係と、ばね要素２３の付与圧力とを考慮した結果に到達することができる。関連する目標値からの偏差が検知された場合、注入プロセスを中断させることができる、またはスライド栓が、注入プロセスの終結の後、適切な検査を受けることができ、栓プレートまたはその他の欠陥部品の必要な交換が、偏差の程度に応じて行われる。検査の後、測定された値が許容値範囲内に戻るとすぐに、スライド栓を再び使用することができる。

別の測定値は、スライド栓２１、２２の近傍で測定される温度である。この目的のために、ハウジング１７、１９は様々な点に測定センサ３１、３２を備えている。センサは実際の温度を測定し、それを電気ケーブル３３、３４を介して評価手段２０へ送信する。これらの温度測定は、ブレイクアウトを回避するためにできる限り早期に、液体状の鋼が存在する可能性があるプレートとスリーブの間、またはプレートとプレートの間で起こり得る漏出を検知する。これらの温度の少なくとも１つが所定の値から逸脱すると直ちに、偏差の程度に応じて、栓が迅速に閉鎖されるか、検査を要求するためにメッセージが送信されるかの、いずれかができる。

事実上、評価手段２０は、方法のプログラミングとメニュー方式管理のためのモニタ６１やキーボード６２を備えるコンピュータを組み込んでいる。また、それによって、起こり得るスライド栓の動作不良を聴覚的や視覚的に告知することができる緊急用ライト６３やアラーム６４が想定されている。評価手段２０は、もちろん、たとえばコントロール・センターに配置された外部コンピュータ、すなわち中央コンピュータに接続することもできる。

また、１つまたは複数のばね要素２３が機能しているどうかを判定するために、栓プレート２１、２２を押圧するばね要素２３の付与圧力を測定している。このような測定は、伸張測定ストリップまたは圧電素子またはそのようなものを用いて実行される。

これらの圧力測定と温度測定は、オンラインで、すなわち注入プロセス中に、および／またはオフラインで、すなわち注入プロセス後、スライド栓がパンとともに組立位置に配置されたときに実施される。

追加のプロセス・パラメータを用いて測定される値の目標値または目標値範囲を、スライド栓の使用中に調節することができる。例えば、栓プレートの滑り面、すなわち栓プレートの通路の磨耗が、測定センサ３１、３２によって検知される温度に影響を与えることがある。同様にして、栓の使用中、いかなる種類の欠陥も存在せずに温度増加が生じることもある。これらの変化は、測定された値の評価中に考慮するプロセス・パラメータの種類として定義される。

本発明の方法の別の特徴は、スライド栓の測定された値をプロトコル化し、保管することによって、温度、処理、注入時間などに関してパンと注入される溶融物を考慮する情報を提供できる、ということである。これらの保管された測定値は、評価中に考慮されるべきプロセス・パラメータとして働き、それによって目標値が調節され、測定された値の比較の一部としてフィルタリング・プロセスが、誤った警報をできる限り排除するために目標値を有して実行される。

図２は、本発明に関連する細部しか述べていない文書ＷＯ−Ａ−００／６３２５に詳細に記載されたスライド栓４０を示している。容器３５に取り付けられ、栓プレート４１が固定された上側ハウジング４７が下側ハウジング４９とともに示されている。下側ハウジング４９内には図示平面に対して直角方向に動くように配置されている耐火栓プレート４２が保持されている。ローラー・ガイド４４が上側ハウジング４７に配置され、そのガイドによってハウジング４９が案内される。ばね要素が、これらのローラー・ガイド４４を介してプレート４１、４２の下側が上側に向かう運動を行う。

本発明の文脈では、ハウジング４７、４９は、それぞれ他方からある距離で配置された２つの測定センサ５０を両側に好ましくは備え、それによって、２つのハウジングのプレート滑り面４１’、４２’に対して直角方向における互いの距離５３が記録され、関連するケーブル５１を介して評価手段２０へ送信される。上側ハウジング４７に取り付けられたこれらの測定センサ５０はそれぞれ、下側ハウジング４９に取り付けられた測定要素５２との距離５３を測定する。

これらの測定センサ５０と測定要素５２は、本明細書に記載されていない方式で好ましくは覆われており、したがってこれらは損傷に対し保護されている。これらはまた、ハウジング４７、４９と直接一体化することができる。原則的には、一つの測定センサ５０でも十分である。

これらの距離５３、すなわち２つのハウジング４７、４９の互いに対する線形の変化の測定で、特に栓プレート４１、４２の位置を滑り面４１’、４２’に対して直角方向の変化に対して診断することが可能である。たとえば溶融した鋼がプレートの間に入った場合、プレートを離すように押圧し、したがってこれらのプレート間の滑り面へ溶融した鋼の制御されない流出のリスクを生じさせることがある薄いシートがそこに形成されることがある。

本発明を、上記の実施形態を参照にして十分に説明してきた。しかし、他の様々な実施形態も可能である。

原則として、スライド栓は、上記に記載した測定値、すなわち、サイズ、温度、圧力および／または力のうちの１つのみを用いて、好ましくはプログラム制御された方式で評価することができる。

本発明の方法に従って作動するスライド栓ならびに評価手段の概略図である。 測定ユニットを備えるスライド栓の断面図である。

Claims (9)

1. スライド栓（１０、４０）が、それぞれハウジング部分（１７、１９、４７、４９）内に向き合ってスライド自在に配置された少なくとも２つの反対方向に押圧される耐火栓プレート（２１、２２、４１、４２）を備えており、ばね要素（２３）が、栓プレート（２１、２２、４１、４２）の押圧のために少なくとも１つのハウジング部分（１７、１９、４７、４９）の中に設けられ、１つの栓プレート（２２、４２）がそのハウジング（１９、４９）と共に、駆動部材によって閉鎖または開放位置へ押される冶金用容器を操作する方法であって、
   栓プレート（２１、２２、４１、４２）の領域内で、作動状態のオフラインおよび／またはオンライン診断が行われ、その間に、サイズ、温度、圧力および／または力に関連する１つまたは複数の測定値が、直接的に、または追加の関連するプロセス・パラメータと共に前記栓プレートを使用中に測定および評価し、さらに栓プレート（２１、２２、４１、４２）のそれぞれを受ける２つのハウジング部分（１７、１９、４７、４９）の、プレート滑り面に対して直角方向における互いの距離（５３）が、測定値として記録され、評価手段（２０）に送信され、前記距離（５３）が、いくつかの位置で前記栓プレートを使用中に測定することによりスライド栓（１０、４０）の作動状態、および継続使用可能性を判定することを特徴とする方法。
2. 駆動部材（２５）の力ならびにスライド栓プレート（２２、４２）のストローク位置が、測定および評価された測定値として記録され、摩擦関係、および栓プレート（２１、２２、４１、４２）の状態が、これらの接触する滑り面（４１’、４２’）を用いて、判断されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 少なくともハウジング部分（１７、１９、４７、４９）または栓プレート（２１、２２、４１、４２）の近傍での温度が測定および評価されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. １つまたは複数のばね要素（２３）が機能しないかどうかを判定するために、栓プレート（２１、２２、４１、４２）を押圧させるばね要素（２３）の付与圧力が測定されることを特徴とする請求項１から３の一項に記載の方法。
5. 評価中、実際の値として測定された値が、目標値または目標値範囲と比較されること、および、許容範囲外への逸脱が存在することが見出された場合、チェック用のディスプレイまたは同等物が活動化され、またはスライド栓（１０、４０）の緊急閉鎖が活動化され、あるいは継続使用が中断されることを特徴とする請求項１から４の一項に記載の方法。
6. 測定される値の目標値または目標値範囲が、栓プレート（２１、２２、４１、４２）の使用期間中、プロセス・パラメータを用いて調節され、滑り面、すなわち通路の摩耗および／または温度変化が考慮されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. スライド栓（１０、４０）の測定された値、ならびにパン、および注入される溶融物に関するデータのプロトコル化および保管が、温度、処理、注入時間などに関して実行され、これらは、目標値の評価中にプロセス・パラメータとされ統合されることを特徴とする請求項１から６の一項に記載の方法。
8. 動作条件のオフラインおよび／またはオンライン診断のために、１つまたは複数の測定センサまたは同様の物が、ハウジング部分（１７、１９、４７、４９）、駆動部材（２５）の近傍、および／または栓プレート（２１、２２、４１、４２）の領域内の他の位置に組み込まれ、それによって、サイズ、温度、圧力および／または力を測定し、次いで評価することを特徴とする前記請求項１から７の一項に記載の方法を特に実施するためのスライド栓。
9. ハウジング部分（４７、４９）が、少なくとも１つの測定センサ（５０）、すなわち、測定要素（５２）に付随するセンサを備え、それによって、２つのハウジング部分のプレート滑り面（４１’、４２’）に対して直角方向における互いの距離（５３）が測定値として評価され、それぞれ評価手段（２０）へ送信されることを特徴とする請求項８に記載のスライド栓。

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