專利名稱：傳輸容器中容納的熔融金屬的內(nèi)水口、系統(tǒng)及澆鑄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔融金屬連鑄技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及在連鑄設(shè)備中內(nèi)水口的夾持。
背景技術(shù)：
在澆鑄設(shè)備中，在將熔融金屬傳輸?shù)搅硪粋€容器(例如鑄模)之前，通常將熔融金屬容納在冶金容器(例如中間包)內(nèi)。將金屬從冶金容器經(jīng)由設(shè)置在該冶金容器的底部的水口系統(tǒng)傳輸?shù)饺萜?，該水口系統(tǒng)包括內(nèi)水口，該內(nèi)水口至少部分地位于冶金容器中并且和滑動傳輸板(澆鑄板)緊密接觸，該滑動傳輸板位于冶金容器下面和外面并且通過安裝在冶金容器之下用于保持和更換板的裝置而與內(nèi)水口配準(zhǔn)。該滑板可以是校準(zhǔn)板或包括兩個或更多個板的鑄管或退火箱。因?yàn)樗羞@些類型的板都是水口的一部分，而該水口包括連接至根據(jù)應(yīng)用而變化長度的管狀部分的板，并且將它們與例如用于鋼包中的閥式澆口區(qū)分開來，所以它們在本文中將被稱為“滑動水口 ”、“澆鋼水口 ”、“可交換澆鋼水口，，或其結(jié)合。澆鋼水口可用于通過短管傳輸自由流動的熔融金屬，或通過部分浸沒的長鑄管傳輸被導(dǎo)流的熔融金屬。歐洲專利文獻(xiàn)EP1289696描述了這種澆鑄設(shè)備的實(shí)例。為了在內(nèi)水口和滑動澆鋼水口之間提供緊密接觸，用于保持和更換管的裝置包括按壓(具體是向下按壓)內(nèi)水口的夾持裝置，以及擠壓(具體是向上擠壓)澆鋼水口的滑板的擠壓裝置，從而使內(nèi)水口和澆鋼水口相互抵靠。通常沿內(nèi)水口和滑板的縱向邊緣布置該些夾持裝置和擠壓裝置，該縱向?qū)?yīng)于板更換方向。實(shí)際存在的難題是內(nèi)水口 /滑板接口必須盡可能緊密，以免熔融金屬在這兩個部件之間可以流動，而在更換新的澆鋼水口時(shí)會損壞耐火組件的表面。此外，(兩個耐火組件之間的接觸)氣密性不足還會使空氣滲入，從而對耐火組件和鑄造金屬質(zhì)量造成損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于加強(qiáng)內(nèi)水口板與澆鋼水口的滑板之間的接觸面的氣密性。本發(fā)明的目的還在于優(yōu)化耐火組件的應(yīng)力分布以延長耐火組件的使用壽命。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種管交換裝置，用于保持和更換可交換澆鋼水口，所述可交換澆鋼水口用于澆鑄來自容器的熔融金屬，所述管交換裝置包括具有澆鑄開口的框架，所述框架適于固定在金屬澆鑄容器的下側(cè)并且包括在中間剖面結(jié)合的第一部分，即上側(cè)部分，和第二部分，即下側(cè)部分，所述中間剖面限定了由內(nèi)水口和可交換澆鋼水口形成滑動接觸的平面，所述框架的上側(cè)部分包括(a)接收和夾持裝置(50a、50b、50c)，用于容納內(nèi)水口(12)的支承表面并在澆鋼位置將其相對于所述框架的上側(cè)部分的支撐部分夾持到位，使得所述內(nèi)水口(1 的通孔與所述澆鑄開口流體連通，以及所述框架的下側(cè)部分包括(b)通道，沿第一方向(X)的第一軸在入口和出口之間延伸，適于容納可交換澆鋼水口單元并使其從所述入口移動到所述出口，而且經(jīng)過與所述框架的所述澆鑄開口配準(zhǔn)的澆鑄位置，(C)置換裝置及引導(dǎo)裝置(16)，所述引導(dǎo)裝置(16)用于將所述可交換澆鋼水口單元從備用位置引導(dǎo)至與所述框架的所述澆鑄開口配準(zhǔn)的澆鑄位置，并且可選地將其引導(dǎo)至所述出口，所述引導(dǎo)裝置(16)大致上平行于所述第一方向(X)運(yùn)動，(d)擠壓裝置(18)，與所述引導(dǎo)裝置對準(zhǔn)并且在澆鋼水口澆鑄位置的水平面上大致上平行于所述第一方向(X)延伸，用于將所述可交換澆鋼水口單元在其澆鑄位置時(shí)朝所述框架的上側(cè)部分?jǐn)D壓，至少兩個所述夾持裝置(50a、50b、50c)被布置成橫向于所述第一方向(X)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述夾持裝置包括至少一個第一夾持組件(50a)，所述第一夾持組件(50a)與所述第一方向(X)相交并且布置成與之大致上垂直。在另一實(shí)施方式中，所述夾持裝置包括三個夾持組件(50a、50b、50c)，其中夾持位置上的所述夾持組件在所述中間剖面上的正交突出的各個質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知平面圖形的質(zhì)心是所有直線的相交的點(diǎn)，所述直線將所述圖形分成關(guān)于所述直線的兩個相等部分。在三角形中，質(zhì)心被定義為中線的交點(diǎn)。具體地，所述夾持部件突出的質(zhì)心形成的三角形由以下幾何形狀之一或其任意組合限定(a)所述三角形的第一高線，稱之為X高線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一高線大致上平行于所述第一方向(X)；(b)所述三角形的第一中線，稱之為X中線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一中線大致上平行于所述第一方向(X)；(c)根據(jù)(a)或(b)的三角形，其中所述X頂點(diǎn)指向入口的方向；(d)根據(jù)(a)或(b)的三角形，其中所述X頂點(diǎn)指向出口的方向；(e)所述三角形的所有角均為銳角；(f)所述三角形為等邊三角形，優(yōu)選根據(jù)(a)和(b)，更優(yōu)選根據(jù)(a)或(b)，使得 X頂點(diǎn)最優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)和(e)是長度相等的兩邊的交點(diǎn)；(g)根據(jù)(f)的三角形，其中由所述澆鑄開口的質(zhì)心與除X頂點(diǎn)外的三角形的兩個頂點(diǎn)形成的角度2 α在60°至90°之間；(h)三角形中由X頂點(diǎn)形成的角小于60°。優(yōu)選地，與所述X頂點(diǎn)對應(yīng)的第一夾持組件(50a)的角扇形Y介于14°和52° 之間，并且另兩個夾持組件(50b、50c)跨越介于10°和20°之間的角扇形β，所有角度都相對于所述澆鑄開口的質(zhì)心G6)測量。此外優(yōu)選地，所述第一夾持組件的突起的內(nèi)脊(例如，與鑄孔相鄰的部分)與具有正切法線的所述第一軸(X)相交。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中， 垂直于所述第一方向(X)延伸的所述第一夾持組件可移動地安裝在停止位置和夾持位置之間，并由曲軸致動裝置從一個位置驅(qū)動到另一位置。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的管交換裝置包括至少一個通向氣體源的氣體連接裝置，所述連接裝置布置在所述三個夾持組件中的兩個(50b、50c)之間，并且優(yōu)選地其指向大致上平行于所述第一方向(X)。所述管交換裝置可以是垂直于所述第一方向(X)延伸的所述第一夾持組件(50a) 能移動地安裝在閑置位置和夾持位置之間，并由曲軸驅(qū)動裝置(60、50a)從一個位置驅(qū)動到另一位置。本發(fā)明還涉及一種由耐火芯材制成的內(nèi)水口(12)，用于從冶金容器澆鑄熔融金屬，并且適于安裝在澆鋼管交換裝置的上部，所述內(nèi)水口包括(a)大致管狀部分，具有流體連通的入口(14)和出口 Q8)的軸向通孔，以及(b)板，包括與所述軸向通孔垂直并具有所述出口 08)的第一接觸面06)，以及與所述第一接觸面06)相對并將所述管狀部分的壁連接至側(cè)邊02、36、49)的第二表面， 所述側(cè)邊限定所述板的周長和厚度，所述內(nèi)水口的板包括從所述側(cè)邊伸出的三個分離的支承組件(30a、30b、30c)， 每個所述支承組件包括在接觸面06)的方向上面對并且圍繞板的周邊分布的支承凸緣 (3^、34b、3k)，其中在平行于所述支承凸緣的所述接觸面06)的平面上的正交突出的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。所述內(nèi)水口(1 可以是除所述第一接觸面06)之外的所述內(nèi)水口的板的所有接觸面至少部分地包覆有金屬殼，并且其中所述三個支承凸緣是所述金屬殼的一部分。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所述三個支承凸緣的突出的質(zhì)心形成的所述三角形由以下幾何形狀之一或其任意組合限定(a)所述三角形的第一高線，稱之為X高線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一高線大致上平行于第一軸(X)；(b)所述三角形的第一中線，稱之為X中線，通過所述X頂點(diǎn)，所述第一中線大致上平行于所述第一軸(X)；(c)三角形使得所述X高線或所述X中線在通孔中心處與水口通孔的中心軸(Z) 相交；(d)所述三角形的所有角均為銳角；(e)所述三角形為等邊三角形，優(yōu)選根據(jù)(a)和(b)，更優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)、(c)，最優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)、(c)、(d)，使得X頂點(diǎn)是長度相等的兩邊的交點(diǎn)；(f)根據(jù)(c)的三角形，其中由通孔中心與除X頂點(diǎn)外的三角形的兩個頂點(diǎn)形成的角2α在60°至90°之間；(g)三角形中由X頂點(diǎn)形成的角小于60°。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的內(nèi)水口(1 包括與所述內(nèi)水口的所述澆鑄通孔 (14)流體連通的氣體連接裝置(48)，使得流過內(nèi)水口的熔融金屬能夠被惰性氣體(例如 Ar、He、Ne和類似物)覆蓋。所述氣體連接裝置也可與位于所述內(nèi)水口的接觸面上的凹槽流體連通，以在內(nèi)水口(1 接觸面06)和澆鋼水口滑動面之間的接口處發(fā)生泄漏時(shí)防止金屬熔化物被氧化。所述氣體連接裝置優(yōu)選布置在兩個支承凸緣(30b、30c)之間。本發(fā)明還涉及如上限定的管交換裝置與內(nèi)水口(12)的組件，其中所述內(nèi)水口 (12)包括與所述管交換裝置的所述夾持裝置(50a、50b、50c)配合的支承組件(30a、30b、 30c)。優(yōu)選內(nèi)水口也如上限定。本發(fā)明還涉及用于包覆如上限定的內(nèi)水口的金屬殼，所述金屬殼包括具有用于容納所述水口的管狀部分的開口的主表面和從所述主表面的周邊伸出的側(cè)邊，所述金屬殼包括從所述側(cè)邊伸出的三個分離的支承組件(30a、30b、30c)，每個所述支承組件包括從遠(yuǎn)離所述主表面定向的支承凸緣(3^、34b、3k)，并且所述支承凸緣(3^、34b、3k)圍繞所述金屬殼的外周布置，使得所述三個支承組件的每一個的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。此處質(zhì)心指物體形狀的幾何中心。由于凸緣是金屬殼的一部分，因此如上限定的內(nèi)水口的支承凸緣的各種幾何條件已作必要的修正而應(yīng)用于該金屬殼。本發(fā)明亦提供了一種澆鋼水口交換裝置，用于將澆鋼水口保持于冶金容器的一個澆鑄位置，和將澆鋼水口移動使其進(jìn)入和走出所述澆鑄位置，澆鋼水口在所述澆鑄位置時(shí)與內(nèi)水口對齊，內(nèi)水口安裝在冶金容器內(nèi)形成鑄造通孔，在澆鑄時(shí)熔融金屬從該冶金容器通過該內(nèi)水口的鑄造通孔被傳遞至澆鋼水口。其中該管交換裝置包括具有澆鋼水口引導(dǎo)裝置的安裝框架，夾持裝置和推動裝置，而該安裝框架亦包括耐火板，耐火板上形成一個澆鑄開口。其中該引導(dǎo)裝置包括一對適于引導(dǎo)澆鋼水口從進(jìn)入方向進(jìn)入澆鑄位置和出口方向走出澆鑄位置的引導(dǎo)軌道，該引導(dǎo)軌道適于使?jié)蹭撍谘匾粋€澆鋼水口移動方向移動， 所述內(nèi)水口板部分沿所述澆鋼水口移動方向并通過所述內(nèi)水口的中心孔軸限定一個澆鋼水口移動軸或X-軸。其中該夾持裝置適于施加夾持力以將該內(nèi)水口和該框架夾緊并包括多于一個夾持頭，當(dāng)水口和該框架被夾緊時(shí)，該內(nèi)水口(1 的通孔與耐火板的澆鑄開口對齊；而該推動安排是適于向在澆鑄位置的澆鋼水口施加推動力以將澆鋼水口推向內(nèi)水口(12)以形成澆鑄通孔來傳遞熔融金屬。其中所述內(nèi)水口包括管狀部分及一個自管狀部分橫向引延的板部分；其中管狀部分形成一個鑄造通孔，鑄造通孔限定澆鋼方向而其中心則限定一個中心孔軸；所述板部分包括前向突出部分和后向突出部分，其分別面向所述進(jìn)入和出口方向并與χ-軸相交，而所述板部分亦包括把該前向突出部分和后向突出部分聯(lián)系起來的第一和第二側(cè)部分，所述 X-軸是在第一和第二側(cè)部分之間，而所述第一和第二側(cè)部分是與引導(dǎo)軌道相近。其中該推動力是所述向所述第一和第二側(cè)部分分布地施加。其特征在于，該夾持裝置的布置是將夾持力分布地施于該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分。所述澆鋼水口交換裝置的該板部分的前向突出部分和后向突出部分與所述澆鋼水口移動軸相交，而所述第一和第二側(cè)部分不與所述澆鋼水口移動軸相交。所述澆鋼水口交換裝置的該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的角扇形的角α可以在士45度之間，α優(yōu)選地可以在士30度之間，角扇形的角α是以澆鋼水口移動軸為參考。所述澆鋼水口交換裝置的該夾持裝置可以包括多于一個夾持頭的夾持組，所述多于一個夾持頭分布于與該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的上方。所述澆鋼水口交換裝置的所述夾持裝置和推動裝置的布置可以是從相反方向向該內(nèi)水口板部分施加夾持力力，所述夾持裝置的布置是使施加在該前向突出部分的夾持力與施加在該后向突出部分的夾持力相互抗衡。所述澆鋼水口交換裝置的所述多于一個夾持頭可以被布置成至少一個夾持頭是向該前向突出部分施加夾持力，和至少一個夾持頭是向該后向突出部分施加夾持力。所述澆鋼水口交換裝置的該夾持裝置可以包括兩個夾持頭，該兩個夾持頭的布置為分別向所述前向突出部分及所述后向突出部分與該澆鋼水口移動軸相交的部分施加夾持力。
所述澆鋼水口交換裝置的該夾持裝置可以包括三個夾持頭，該三個夾持頭的布置為分別向所述前向突出部分及所述后向突出部分施加夾持力；其中一個夾持頭的布置為向所述前向突出部分或所述后向突出部分與該澆鋼水口移動軸相交的部分施加夾持力；其余兩個夾持頭的布置為向所述前向突出部分或及所述后向突出部分的另一個部分施加夾持力，所述其余兩個夾持頭的布置為分別向澆鋼水口移動軸兩邊施加夾持力；所述三個夾持頭施加夾持力的位置為一個三角形之三個頂點(diǎn)。所述澆鋼水口交換裝置的該引導(dǎo)軌道可以包括第一軌道和第二軌道；其中第一夾持頭位處澆鋼水口移動軸上，第二夾持頭則位處第一軌道與該澆鋼水口移動軸之間，而第三夾持頭則位處第二軌道與該澆鋼水口移動軸之間。所述澆鋼水口交換裝置的其中一個夾持力施加位置可以位處等腰三角形之頂點(diǎn)， 而第二和第三個夾持力施加位置則位于形成等腰三角形的底部的位置。所述澆鋼水口交換裝置的該推動裝置可以包括一組由彈簧形成的推動部件，該推動部件的布置是將澆鋼水口向上推動以壓向內(nèi)水口的底部，該推動部件被分布在該引導(dǎo)軌道上。所述澆鋼水口交換裝置的該推動裝置排的布置可以是將推動力施加于板部分的第一和第二部分，該夾持裝置的布置是將夾持力力施加在板部分的第三和第四部分；其中第一，第三，第二和第四部分以序列式分布并圍繞該內(nèi)水口和在澆鑄位置的澆鋼水口。所述澆鋼水口交換裝置的所述多于一個夾持頭可以分布在該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的上方.本發(fā)明另一方面提供了一種用以把內(nèi)水口夾緊至澆鋼水口交換裝置的水口夾持裝置，該內(nèi)水口包括管狀部分及一個自管狀部分橫向引延的板部分；其中管狀部分形成一個鑄造通孔，所述鑄造通孔限定澆鋼方向或軸向方向，而其中心則限定一個中心孔軸；；其中該夾持裝置包括第一可動部分(66)和第二可動部分(50a)；其中第一可動部分(66)和第二可動部分(50a)由一致動機(jī)構(gòu)操作；其中，該第一和第二可動部分的布置是因應(yīng)該致動機(jī)構(gòu)的操作分別在軸向方向施加下向壓縮力和在與軸向方向正交的橫向方向施加橫向壓縮力，從而使該內(nèi)水口與該澆鋼水口交換裝置夾緊。所述水口夾持裝置的該第一可動部分可以沿一個接合位置和一個非接合位置之間作前后移動，第二可動部分則跟隨第一可動部分的移動而在夾持位置和非夾持位置之間旋轉(zhuǎn)；其特征在于，當(dāng)?shù)谝豢蓜硬糠忠浦猎摻雍衔恢煤驮摲墙雍衔恢脮r(shí)，第二可動部分分別地旋轉(zhuǎn)至該夾持位置和該非夾持位置。所述水口夾持裝置的該第一可動部分可以包括推軸，該第二可動部分包括一個旋轉(zhuǎn)夾持頭；其中該旋轉(zhuǎn)夾持頭以支點(diǎn)機(jī)制連接到該推軸，并因應(yīng)該推軸的移動而在該夾持位置和該非夾持位置之間旋轉(zhuǎn)。所述水口夾持裝置的該致動機(jī)構(gòu)可以包括可旋轉(zhuǎn)凸輪，該可旋轉(zhuǎn)凸輪的布置是使該軸推動因應(yīng)該旋轉(zhuǎn)凸輪的轉(zhuǎn)動而在該接合位置和該非接合位置之間作往復(fù)移動。所述水口夾持裝置的該推軸在彈簧影響下可以回到非接合位置。所述水口夾持裝置的該旋轉(zhuǎn)夾持頭可以包括夾持平面，該夾持平面的布置是當(dāng)該推軸在該接合位置時(shí)，該夾持平面向下并突出于推軸外。


參照附圖來閱讀僅作為本發(fā)明范圍內(nèi)的非限制性實(shí)施例給出的下列描述，可以更 加清楚地理解發(fā)明，其中圖13是根據(jù)一個實(shí)施方式的處于其饒鑄定向的內(nèi)水口的立體圖；圖Ib是圖Ia的水口在垂直方向上倒立時(shí)的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的夾持在管交換裝置中的圖1的水口的俯視圖；圖加是示出圖2的夾持組件的結(jié)構(gòu)的截面圖；
圖3和圖3a是圖1的水ロ的俯視圖；圖4是夾持組件的截面圖；圖5是被夾持之前處于管交換裝置上的饒鑄位置處的圖1的內(nèi)水ロ的截面?zhèn)纫?圖；圖如至圖54是示出圖4的夾持裝置夾持內(nèi)水ロ的ー個支撐凸緣的夾持步驟的沿 縱斷面的截面圖；圖6a至圖6c示出了針對內(nèi)水ロ夾持裝置的各種分布的圍繞饒道的壓應(yīng)カ分布。附圖標(biāo)記說明10管交換裝置12內(nèi)水ロ14內(nèi)水ロ通孔16引導(dǎo)裝置17a,17b 裝置的縱向邊緣18擠壓裝置20夾持裝置22金屬殼24耐火組件26接觸面觀饒鑄開ロ30a,30b,30c 支承組件31框架32a,32b,32c 支承組件的夾持面34a,34b,34c 支承組件的支承凸緣36夕卜周面40a,40b 水ロ的縱向邊緣42a,42b 水ロ的橫向邊緣44aY 的底部44b,44c ￥的兩臂46內(nèi)水ロ的通孔開ロ的質(zhì)心48氣體注入裝置49水ロ的橫向表面50a,50b,50c 夾持組件
51裝置的橫向表面52a，52b 夾持組件軸54b 夾持組件的夾持面56a，56b，56c 轉(zhuǎn)動裝置或凸輪58圓柱體60作為連桿的桿66 桿68返回裝置70水平方向72方向70的相反方向
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種管交換裝置，用于保持和更換安裝在冶金容器之下，以澆鑄容納在該容器中的熔融金屬的滑動水口，并且用于將滑動水口弓I導(dǎo)至其從設(shè)置在冶金容器上的內(nèi)水口的澆道延伸的澆鑄位置。板更換方向?qū)?yīng)于該裝置的縱向，并且不平行于所述縱向的方向與該裝置的橫向?qū)?yīng)，而與縱向垂直的方向則稱為法向(垂直方向)。澆鋼水口的滑板和內(nèi)水口均具有兩個大致上縱向邊緣和兩個橫向邊緣，通常為法向邊緣。本發(fā)明提出沿內(nèi)水口的橫向邊緣施加夾持力，同時(shí)向澆鋼水口的縱向邊緣施加壓力，從而增加內(nèi)水口 /滑板接觸面的橫向邊緣的氣密性。換句話說，由于以這種方式布置夾持裝置和擠壓裝置，因此可在內(nèi)水口 /滑動水口的接觸面的大致上整個圓周上施加接觸設(shè)置力。因而，大幅度增強(qiáng)了部件的氣密性并就此延長了部件的使用壽命，并且提高了澆注金屬質(zhì)量。特別地，發(fā)明人注意到以這種方式施力比現(xiàn)有技術(shù)中施加相對的推力和夾持力更為有利，因?yàn)闀趦?nèi)水口的縱向邊緣上形成高壓，而且滑板會發(fā)生彎曲而分隔各個橫向邊緣。此外，位于橫向上的夾持裝置有助于沿著縱向相對于管交換裝置的框架進(jìn)一步定位內(nèi)水口，這樣特別有利。實(shí)際上，在更換澆鋼水口期間，內(nèi)水口在縱向上承受大致上剪切力，而分布在橫向上的夾持力有助于增加內(nèi)水口在縱向上的穩(wěn)定性，從而無論板更換造成的剪切應(yīng)力如何都在縱向上鎖定內(nèi)水口。術(shù)語“夾持裝置”指的是可轉(zhuǎn)動地安裝在管交換裝置的框架上的裝置，用于向內(nèi)水口的夾持面施加夾持力，夾持力被傳遞到與管交換裝置的框架的配合支撐面相對的支承面。夾持裝置施加到內(nèi)水口上的力通常是施加于內(nèi)水口頂面的向下的力，而擠壓裝置施加到滑動水口板的力與前者相反，通常是施加于板底面的向上的力。垂直方向定義為熔融金屬在冶金容器出口處的流動方向。橫向定義為與縱向相切的任何方向，而法向定義為同時(shí)垂直于縱向和垂直方向的方向，從而使得縱向、法向和垂直方向限定正交基準(zhǔn)。此外，應(yīng)當(dāng)指出，正向是參照管交換裝置中的水口更換方向而定義的，其中板從后向前移動，以采用如下的連續(xù)位置備用位置(此時(shí)另一水口已處于澆鑄位置)、澆鑄位置(此時(shí)澆鋼水口的孔與內(nèi)水口通孔配準(zhǔn))、密封位置(此時(shí)設(shè)置在澆鋼水口的板上的密封面面向并密封內(nèi)水口通孔出口)和脫模位置(此時(shí)從管交換裝置釋放板滑動面)。還應(yīng)指出，內(nèi)水口和澆鋼水口的板的多個耐火表面通常包覆金屬殼。澆鋼水口通常包括長度根據(jù)應(yīng)用而變化的管狀延伸部。管狀延伸部可以充分延伸，使其端部浸入下游冶金容器(例如連鑄模具)內(nèi)。待浸入的鑄管由耐火組件構(gòu)成。在下文中，與澆鑄方向?qū)?yīng)的大致上垂直方向被稱為Z方向，并且內(nèi)水口的通孔的中心軸被稱為Z軸，當(dāng)內(nèi)水口被安裝在管交換裝置上的澆鑄位置中時(shí)該Z軸平行于Z方向。與板更換方向?qū)?yīng)的縱向被稱為X方向，該X方向大致上垂直于Z方向；X軸平行于X 方向并且通過管交換裝置的澆鑄開口的質(zhì)心。本發(fā)明是基于對例如歐洲專利文獻(xiàn)EP1289696公開的傳統(tǒng)管交換裝置的觀察而提出的，其中用于將內(nèi)水口保持在框架上部的夾持裝置大致上平行于X方向，并且位于擠壓澆鋼水口使其抵靠內(nèi)水口 12的接觸面而產(chǎn)生氣密性問題的擠壓裝置18的頂部。發(fā)明人圍繞澆鑄開口進(jìn)行了應(yīng)力分布分析，發(fā)現(xiàn)板的橫向部分的壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于縱向側(cè)，從而可能形成導(dǎo)致金屬熔化物泄露的細(xì)小間隙(見圖6a)。本發(fā)明提出的解決此問題的方案是定位至少兩個(優(yōu)選三個)與排列著擠壓裝置18的X方向橫切的夾持裝置20。這種明顯簡單的方案出乎意料地解決了現(xiàn)有技術(shù)中的管交換系統(tǒng)具有泄露風(fēng)險(xiǎn)的問題，詳見后文。在諸如用于澆鑄鋼水的熔融金屬連鑄設(shè)備中，保持和更換滑動水口的裝置10用于將容納在冶金容器(例如中間包)中的金屬澆鑄到另一容器(例如一個或多個澆鑄模具)。圖2中局部示出的裝置10被安裝在冶金容器下面，與冶金容器底面上的開口配準(zhǔn)，諸如貫穿地插入內(nèi)水口 12，固定于管交換裝置10的框架以及例如采用接合劑附著于冶金容器的底部。在歐洲專利文獻(xiàn)EP1289696的圖1中可以發(fā)現(xiàn)典型的管交換裝置的側(cè)視圖。內(nèi)水口 12的通孔14限定澆鑄通道，并且裝置10布置成使得它可以將澆鋼水口的滑板引導(dǎo)到澆鑄位置，使得滑板的軸向孔與內(nèi)水口的通孔14成流體連通。為此目的，裝置10包括用于通過入口引導(dǎo)滑動水口的裝置16并且從備用位置到澆鑄位置。例如引導(dǎo)裝置可以為導(dǎo)軌 16的形式。導(dǎo)軌16沿裝置10的通道的縱向邊緣17a、17b布置，從裝置入口通向停止位置并且通向澆鑄位置。而且，在澆鋼水口澆鑄位置處，裝置10包括平行于X方向布置以將澆鋼水口的板壓在內(nèi)水口 12的接觸面上的裝置，例如壓簧18。所述裝置布置成在澆鋼水口的滑板的兩個縱向邊緣中的每一個的底面上施加力，從而以緊密接觸方式將板壓在內(nèi)水口 12 的接觸面上，因此在內(nèi)水口的通孔14和澆鋼水口的軸向孔之間產(chǎn)生流體密封連接。從圖2 可見，彈簧18沿著大致上平行于X方向的裝置10的縱向邊緣17a、17b分布。裝置10還包括用于夾持內(nèi)水口的裝置20 (后文詳述)，該裝置20布置成在內(nèi)水口 12的兩個橫向邊緣的頂面上施加力，從而保持內(nèi)水口壓在裝置10上。在上下文中術(shù)語“橫向”表示不平行于 X方向或與X方向相切。從圖Ib可見，內(nèi)水口 12包括金屬殼22，該金屬殼22覆蓋除了耐火材料制成的內(nèi)水口板M的第一接觸面26之外的所有部分。金屬殼22加強(qiáng)耐火組件M并且優(yōu)選地利用接合劑粘結(jié)到板。無論水口在何處接觸金屬熔化物，耐火板都是抵擋高溫必不可少的部分， 但是在存在應(yīng)力集中的任何地方，該耐火板的機(jī)械性能(特別是耐壓力、剪切阻力、摩擦阻力以及耐磨性)都是不足的。為此，無論在何處施加機(jī)械應(yīng)力而遠(yuǎn)離與熔融金屬任何可能的接觸，耐火板都包覆有金屬殼。金屬殼的厚度約為Imm到6mm以上，當(dāng)金屬殼由鑄鐵制成時(shí)通常采用較厚的壁。金屬殼不接觸內(nèi)水口的接觸面26 (參見圖lb)，因?yàn)楹笳邔⑴c澆鋼水口的板的滑動面密切接觸。接觸面不能采用金屬包覆，因?yàn)樵谌魏螄?yán)重結(jié)果而導(dǎo)致金屬熔化物泄漏的情況下會被損壞。如上所述，當(dāng)澆鋼水口在適當(dāng)位置被裝置10推到澆鑄位置，即面向內(nèi)水口 12時(shí)，內(nèi)水口的接觸面沈用于與澆鋼水口的滑動面緊密接觸。內(nèi)水口通孔 14的一端在接觸面沈處打開。內(nèi)水口 12包括三個分隔的支承組件30a、30b、30c，它們從側(cè)緣突出并圍繞板的周邊分布。每個支承組件包括在接觸面26的方向上面對的支承凸緣34a、34b、34c。各凸緣在與接觸面沈平行的平面上正交突出的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。支承組件及其凸緣實(shí)際上是包覆內(nèi)水口的板的多個部分的金屬殼的組成部分。其有利的原因是夾持力被施加到產(chǎn)生較高的壓縮和剪切應(yīng)力集中時(shí)不會像耐火材料那樣破碎的金屬表面。三個凸緣的表面限定了支承面。三個凸緣優(yōu)選共面，但在本發(fā)明中并非必須如此。三個凸緣優(yōu)選地平行于接觸面沈，但同樣并非必須如此，因?yàn)橥咕壍妮p微傾斜有助于內(nèi)水口在管交換裝置10上對中。 然而，顯而易見的是內(nèi)水口的支承凸緣必須與管交換裝置10的支撐部和夾持裝置20匹配。 內(nèi)水口包括與支承凸緣34a、34b、3k相對的夾持面32a、32b、32c，用于容納管交換裝置的夾持裝置，以將內(nèi)水口的支承凸緣夾持到位，從而與管交換裝置的框架的支撐部匹配。夾持面優(yōu)選為金屬面，并且可以是與接觸面相對的第二表面的組成部分，也可以是與第二表面分離的支承組件的組成部分，如圖1所示。支承組件30a、30b、30c與內(nèi)水口 12的板的外周面36分開并且從其突出，所述外周面36優(yōu)選地但不是必須地沿大致上垂直方向Z從板的底部接觸面沈伸出。在一個實(shí)施方式中，耐火材料可以在內(nèi)水口的支承組件的支承凸緣和夾持面之間延伸。在本實(shí)施方式中，耐火材料的一部分遭受夾持裝置20的壓應(yīng)力，但是任何應(yīng)力集中都會被使耐火材料與管交換裝置的夾持裝置和支撐面分開的金屬層分散。在優(yōu)選實(shí)施方式中，支承凸緣和相對的夾持面僅被金屬分開。這確保了夾持力完全不會被施加于耐火材料，而是僅施加于金屬。像圖中所示的實(shí)施例一樣，三個支承組件30a、30b、30c整體由金屬制成，S卩，在支承凸緣;34a、;Mb、3^和夾持面32a、32b、32c之間僅存在金屬。由圖3可見，內(nèi)水口 12具有兩個大致上縱向的相對邊緣40a、40b以及大致上垂直于縱向邊緣的兩個相對邊緣42a、42b。此外，垂直中心縱向平面P可以由X軸和Z軸限定， 并且三個支承組件30a、30b、30c可以在水口 12的外周36上布置成Y形，Y的底部4 布置在與X軸共軸的中心縱向平面P中，并且Y的兩臂44b、Mc布置在所述平面P的任一側(cè)上， 并且Y的所有臂在內(nèi)水口通孔14的質(zhì)心46處相遇。更具體地講，第二支承組件30b和第三支承組件30c具有第二支承凸緣34b和第三支承凸緣34c，這些第二支承凸緣34b和第三支承凸緣34c中的每一個均布置在縱向平面P的任一側(cè)上。在所述實(shí)施例中，第二支承凸緣和第三支承凸緣被對稱地布置，但是這不是必要的情況。此外，支承凸緣34b、3k在平行于接觸面沈的平面之上的正交突出中的每一個均具有質(zhì)心34’ b、34’ c，該質(zhì)心34’ b、34’ c關(guān)于內(nèi)水口 12的質(zhì)心46，相對于縱向平面P以30°至45°之間的角度α (alpha)定位，內(nèi)水口 12的質(zhì)心46與澆鑄孔28的中心對應(yīng)。此外，第二支承凸緣34b和第三支承凸緣34c中的每一個均被包括在關(guān)于內(nèi)水口 12的中心46的在10°至20°之間的角扇形β (beta)中。 而且，第一支承組件30a具有通過水口 12的縱向平面P的第一支承凸緣34a。更具體地講， 支承凸緣3 相對于平面P大致上對稱地延伸，該表面的質(zhì)心34’ a定位在平面P中。支承凸緣3 可以在包括在關(guān)于內(nèi)水口的中心46的在14°至52°之間的角扇形Y (gamma)中的表面上延伸。在圖3所示的情況下，支承凸緣的突出的質(zhì)心34’ a、34’ b、34’ c與夾持面的突出的質(zhì)心32’ a、32’ b、32’ c對應(yīng)。
內(nèi)水口 12還可包括氣體連接裝置48，其與內(nèi)水口中心孔14和/或與接觸面沈上的槽成流體連通。優(yōu)選將所述裝置48設(shè)置在第二支承組件30b和第三支承組件30c之間。 在此情況下，所述裝置48包括在屬于外周面36并連接兩個支承組件30b、30c的橫向垂直表面或橫向邊緣49上開口的一個或兩個通道。噴出的氣體例如為氬氣。管交換裝置的夾持裝置20包括橫向于X軸布置的兩個夾持組件。優(yōu)選地，三個夾持組件50a、50b、50c在內(nèi)水口的外周布置成Y形(參見圖幻，即，位于Y的底部的第一夾持組件50a布置在中心縱向平面P的后部上，并且位于Y的兩臂的端部的第二夾持組件50b 和第三夾持組件50c布置在所述平面P的前部的任一側(cè)上。可見，夾持裝置布置成在內(nèi)水口的橫向邊緣42a、42b上施加其力。夾持組件50a、50b、50c具有支承組件30a、30b、30c的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。這樣，第一夾持組件50a、第二夾持組件50b以及第三夾持組件50c分別在上述第一支承凸緣Ma、第二支承凸緣!Mb以及第三支承凸緣3 上施加夾持力。第二夾持組件50b以及第三夾持組件50c可以大致上相同。因此參照圖2、加僅對第二夾持組件50b的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。夾持組件50b可轉(zhuǎn)動地安裝在附接于框架31并且在橫向上大致上延伸的軸52b上。夾持組件50b具有支承所謂的夾持面Mb的自由端，用于與支承組件30b的夾持面32b接觸并通過擠壓夾持面32b而對其施加夾持力。為此，夾持組件50b由作為與之接觸的凸輪的旋轉(zhuǎn)裝置56b (圍繞縱軸樞轉(zhuǎn))致動。更具體地，凸輪 56在轉(zhuǎn)動時(shí)根據(jù)圖加所示的箭頭向夾持組件50b的自由端施加水平力，這使得自由端向下樞轉(zhuǎn)，從而使夾持面^b圍繞軸52b樞轉(zhuǎn)。夾持面Mb的向下樞轉(zhuǎn)在夾持面32b上產(chǎn)生夾持力，并且該夾持力被傳遞到抵靠于框架的相應(yīng)支撐部而被夾持到位的相對支承凸緣34b。 應(yīng)當(dāng)指出，夾持組件50b不僅施加向下的夾持力，還施加水平力，用于水平地鎖定支承凸緣 34b?？梢栽诒景l(fā)明范圍內(nèi)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它夾持機(jī)構(gòu)(并非限定本發(fā)明主旨的夾持裝置的夾持機(jī)構(gòu))。下面參照附圖4、圖5、圖fe至圖5d描述第一夾持組件50a的結(jié)構(gòu)。第一夾持組件50a具有與圖加所示的夾持組件50b相似的形狀，不同之處在于其可在比第一夾持組件 50a更大的表面上延伸。組件50a可轉(zhuǎn)動地安裝在附接于框架31并在與X方向橫切的方向上延伸的軸5 上，而且具有支承夾持面5 的自由端，用于通過擠壓夾持面3 而與之接觸。組件50a可采用與組件50b不同的方式致動，具體是通過作為連桿的裝置進(jìn)行致動。 更具體地，由圍繞垂直于X軸的軸樞轉(zhuǎn)地安裝的旋轉(zhuǎn)裝置56a致動，并且旋轉(zhuǎn)裝置56a作為與圓柱體58接觸的凸輪而致動。圓柱體58能夠通過在X方向上平移而運(yùn)動。圓柱體58 支承作為連桿的桿60，其一端62圍繞夾持組件58的自由端可轉(zhuǎn)動地安裝，并且其對端64 圍繞作為連桿的夾持組件50a的自由端可轉(zhuǎn)動地安裝。此外，圓柱體58形成由停止位置處的夾持組件50a的返回裝置68 (例如壓縮彈簧)返回的桿66的殼體。夾持組件50a可移動地安裝在停止位置和夾持位置之間，并且如下所述地由連桿系統(tǒng)致動。停止位置如圖fe所示。為了移動到夾持位置，需要使可移動裝置56a圍繞其軸轉(zhuǎn)動，從而使得可移動裝置56a在箭頭70指示的水平方向上移動圓柱體58。這種平移的結(jié)果是通過連桿60使組件50a圍繞其軸5 轉(zhuǎn)動，如圖^、5c、5d所示，使得夾持組件的夾持面5 擠壓支承組件的夾持面32a，并且夾持組件50a采用其夾持位置。在圓柱體58平移的同時(shí)，桿66抵靠支承組件30a的立壁，從而壓縮彈簧68，如圖5c、5d所示。借助于彈簧的壓縮，通過轉(zhuǎn)動作為凸輪56a的裝置就能使該系統(tǒng)返回停止位置。實(shí)際上，在這種曲軸系統(tǒng)中，當(dāng)組件50a處于圖5d所示的夾持位置時(shí)，裝置56a的轉(zhuǎn)動能使圓柱體58在被釋放的彈簧68的作用下在箭頭72指示的方向上平移，從而使夾持組件返回圖fe所示的位置。附圖所示的裝置10還包括用于水口 12的兩個氣體注入通道，其位于兩個夾持組件50b、50c之間并開口于裝置10的垂直橫向表面51。這樣，當(dāng)組件50a位于夾持位置時(shí)， 裝置10的注入通道從水口 12的通道48延伸，并且組件50b、50c的夾持位置實(shí)現(xiàn)了所述通道特別緊密的接合。下面基于附圖所示的實(shí)施方式來描述裝置10中的內(nèi)水口 12的夾持方法。開始執(zhí)行該夾持方法時(shí)，將內(nèi)水口 12簡單地放置在管交換裝置10的框架31上。該夾持方法包括第一步驟，將設(shè)置在支承組件30b、30c之間的水口 12的橫向垂直表面49抵靠在裝置 10的框架31的橫向垂直表面51上，并用夾持位置處的第一夾持組件50a進(jìn)行致動。第一夾持組件50a根據(jù)圖fe中的箭頭70進(jìn)行平移并抵靠在支承組件30a上，以將內(nèi)水口 12壓在裝置10的前橫向邊緣51上，從而將內(nèi)水口 12非常精確地定位在前邊緣上。應(yīng)當(dāng)理解， 夾持組件50a在確立夾持位置的同時(shí)也增加了布置在氣體注入通道48內(nèi)的密封件的壓力。 密封件可位于內(nèi)水口或裝置上。密封件優(yōu)選采用石墨制作。沿著箭頭70的平移能夠保證受控壓縮。一旦夾持組件50a處于夾持位置，則組裝方法可選地同時(shí)致動夾持位置上的兩個夾持組件50b、50c。在第二步驟中，在第一組件50a的夾持之后，進(jìn)行其它兩個組件50b、 50c的夾持，從而實(shí)現(xiàn)一種特別簡單的方法，使得所有夾持組件50a、50b、50c及其致動裝置形成一個極具優(yōu)勢的夾持系統(tǒng)。在內(nèi)水口 12和管交換裝置10的上述益處中，應(yīng)當(dāng)指出，夾持裝置將其力施加到內(nèi)水口的橫向邊緣42a、42b上，而擠壓裝置18將其力施加到滑動澆鋼水口的板的縱向邊緣上使其抵靠裝置10的縱向邊緣17a、17b。結(jié)果是，在內(nèi)水口 12和滑板之間的接觸面的大致上整個圓周上施加了壓力，從而提高了氣密性(參見圖6(c))。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是在使用內(nèi)水口 12之后，可再次使用相同的金屬殼22來包覆新的耐火組件對。本發(fā)明明顯加強(qiáng)了內(nèi)水口的接觸面沈與管交換裝置10內(nèi)的澆鋼水口的板的滑動面之間的接口的流體氣密性。圖6示出了根據(jù)夾持裝置圍繞澆鑄開口外周的布置計(jì)算的壓應(yīng)力分布顏色越深，壓應(yīng)力越高。圖6(a)示出了前述現(xiàn)有技術(shù)的配置，例如在歐洲專利文獻(xiàn)EPU89696中，夾持裝置20用于將內(nèi)水口夾持到位，內(nèi)水口沿縱向邊緣設(shè)置、與X軸平行并大致上位于擠壓裝置18的頂部，擠壓裝置18用于將澆鋼水口的滑動面壓在內(nèi)水口的接觸面上?？梢?，僅在與縱向邊緣相鄰的部分出現(xiàn)高壓力，而沿著橫向均為低壓力，因此在澆鑄和大量吸氣時(shí)存在熔融金屬泄露的高風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，圖6(b)及圖6(c)則根據(jù)本發(fā)明。圖6(b)中具有兩個夾持組件20，用于夾持與X軸大致上垂直的內(nèi)水口?？梢姲宓牟糠职琗軸與圖6(a)先前的幾何形狀相比會承受更高的壓力。在圖6(c)中，圍繞內(nèi)水口的周邊設(shè)置三個夾具，其中內(nèi)水口接觸面的平面上的夾持位置處的每個夾持裝置20的垂直突起的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)，或在上述內(nèi)水口的通孔的質(zhì)心46處結(jié)合“Y”的兩臂。 從圖6(c)可見，承受高壓的板的整個周邊上壓力等級非常均勻，從而確保了內(nèi)水口與澆鋼水口的兩個表面之間的接口的流體氣密性。鑒于上述三個夾持系統(tǒng)似乎非常有效，因此本文討論這三個夾持系統(tǒng)的多個實(shí)施方式。三角形的高線是通過一個頂點(diǎn)并且垂直于對邊的直線。高線的交點(diǎn)就是垂心。三角形的中線是通過一個頂點(diǎn)和對邊中點(diǎn)的直線，它將三角形分為兩個面積相等的部分。三角形的中線的交點(diǎn)稱為質(zhì)心。在一個實(shí)施方式中，優(yōu)選地，一條中線(稱為X中線)和/或一條高線(稱為X高線)，兩者均通過突出三角形的X頂點(diǎn)，兩者均與X軸同軸，如圖2(a)和6(c)所示。將另外兩個夾持裝置20設(shè)置在X軸的任一側(cè)。優(yōu)選三角形為等腰三角形，其長度相等的兩邊面在 X頂點(diǎn)交匯，這在前面的附圖中已有描述。X頂點(diǎn)可以是入口方向上的點(diǎn)。當(dāng)被插入的澆鋼水口在縱向上施加摩擦?xí)r，位于第二和第三頂點(diǎn)(非X頂點(diǎn))之間的氣體連接裝置分別從管交換裝置下部吸氣，從而將內(nèi)水口推壓在所述連接上以確保氣密性連接，因此這種結(jié)構(gòu)是有利的。此外，摩擦力與前述安裝在第一夾持裝置的曲軸系統(tǒng)協(xié)同工作?？蛇x擇地，X頂點(diǎn)可指向出口。優(yōu)選三角形的角度均為銳角，以保證夾持裝置圍繞水口外周均勻分布。特別優(yōu)選 X頂角小于60°。另一方面，由澆鑄開口的質(zhì)心46與三角形的兩個頂點(diǎn)(X頂點(diǎn)除外)形成的角度2優(yōu)選為在60°至90°之間。如附圖所示，優(yōu)選三角形為等腰三角形，優(yōu)選其X中線與X軸同軸。更優(yōu)選地，X頂點(diǎn)應(yīng)為長度相等的兩邊的交點(diǎn)(在該結(jié)構(gòu)中，X中線與X高線同軸)。
權(quán)利要求
1.一種管交換裝置(10)，用于保持和更換可交換澆鋼水口，所述可交換澆鋼水口用于澆鑄來自容器的熔融金屬，所述管交換裝置包括具有澆鑄開口的框架，所述框架適于固定在金屬澆鑄容器的下側(cè)并且包括在中間剖面結(jié)合的第一部分，即上側(cè)部分，和第二部分，即下側(cè)部分，所述中間剖面限定了由內(nèi)水口(1 和可交換澆鋼水口形成滑動接觸的平面，所述框架的上側(cè)部分包括(a)接收和夾持裝置(50a、50b、50c)，用于容納內(nèi)水口(12)的支承面并在澆鋼位置將其相對于所述框架的上側(cè)部分的支撐部分夾持到位，使得所述內(nèi)水口(1 的通孔與所述澆鑄開口流體連通，以及所述框架的下側(cè)部分包括(b)通道，沿第一方向(X)的第一軸在入口和出口之間延伸，適于容納可交換澆鋼水口單元并使其從所述入口移動到所述出口，而且經(jīng)過與所述框架的所述澆鑄開口配準(zhǔn)的澆鑄位置，(c)置換裝置及引導(dǎo)裝置(16)，所述引導(dǎo)裝置(16)用于將所述可交換澆鋼水口單元從備用位置引導(dǎo)至與所述框架的所述澆鑄開口配準(zhǔn)的澆鑄位置，并且任選地將其引導(dǎo)至所述出口，所述引導(dǎo)裝置(16)大致上平行于所述第一方向(X)移動，(d)擠壓裝置(18)，與所述引導(dǎo)裝置對準(zhǔn)并且在澆鋼水口澆鑄位置的水平面上大致上平行于所述第一方向(X)延伸，用于將所述可交換澆鋼水口單元在其澆鑄位置時(shí)朝所述框架的上側(cè)部分的方向擠壓，其特征在于，至少兩個所述夾持裝置(50a、50b、50c)被布置成橫向于所述第一方向⑴。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的管交換裝置，其中所述夾持裝置包括至少一個第一夾持組件(50a)，所述第一夾持組件(50a)與所述第一方向(X)相交并且布置成與之大致上垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管交換裝置，其中所述夾持裝置包括三個夾持組件 (50a、50b、50c)，其中夾持位置上的所述夾持組件在所述中間剖面上的正交突出的各個質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的管交換裝置，其中所述三個夾持組件的質(zhì)心形成的三角形由以下幾何形狀之一或其任意組合限定(a)所述三角形的第一高線，稱之為X高線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一高線大致上平行于所述第一方向(X)；(b)所述三角形的第一中線，稱之為X中線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一中線大致上平行于所述第一方向(X)；(c)根據(jù)(a)或(b)的三角形，其中所述X頂點(diǎn)指向入口的方向；(d)根據(jù)(a)或(b)的三角形，其中所述X頂點(diǎn)指向出口的方向；(e)所述三角形的所有角均為銳角；(f)所述三角形為等腰三角形，優(yōu)選根據(jù)(a)和(b)，更優(yōu)選根據(jù)(a)，(b)，使得X頂點(diǎn)最優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)和(e)是長度相等的兩邊的交點(diǎn)；(g)根據(jù)(f)的三角形，其中由所述澆鑄開口的質(zhì)心G6)與除X頂點(diǎn)外的三角形的兩個頂點(diǎn)形成的角度2 α是包括在60°至90°之間；(h)三角形，其中由X頂點(diǎn)形成的角小于60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的管交換裝置，其中與所述X頂點(diǎn)對應(yīng)的第一夾持組件 (50a)的角扇形Y介于14°和52°之間，及另兩個夾持組件(50b、50c)跨越介于10°和 20°之間的角扇形β，所有角度都相對于所述澆鑄開口的質(zhì)心G6)測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管交換裝置，其特征在于，與X頂點(diǎn)對應(yīng)的所述第一夾持組件投射的內(nèi)脊與具有正切法線的所述第一軸(X)相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的管交換裝置，該管交換裝置包括至少一個通向氣體源的氣體連接裝置，所述氣體連接裝置布置在所述三個夾持組件中的兩個(50b、50c) 之間，并且其指向優(yōu)選地大致上平行于所述第一方向(X)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的管交換裝置，其中垂直于所述第一方向(X)延伸的所述第一夾持組件(50a)能移動地安裝在閑置位置和夾持位置之間，并由曲軸驅(qū)動裝置(60、50a)從一個位置驅(qū)動到另一位置。
9.一種由耐火芯材制成的內(nèi)水口(12)，用于從冶金容器澆鑄熔融金屬，并且適于安裝在澆鋼管交換裝置的上部，所述內(nèi)水口包括(a)大致管狀部分，具有流體連通的入口(14)和出口08)的軸向通孔，及(b)板，包括與所述軸向通孔垂直并具有所述出口08)的第一接觸面( )，以及與所述第一接觸面06)相對并將所述管狀部分的壁連接至側(cè)邊02、36、49)的第二表面，所述側(cè)邊限定所述板的周長和厚度，其特征在于，所述內(nèi)水口的板包括從所述側(cè)邊伸出的三個分離的支承組件(30a、30b、 30c)，每個所述支承組件包括在接觸面06)的方向上面對并且圍繞板的周邊分布的支承凸緣(3^、34b、3k)，其中所述支承凸緣的在平行于所述接觸面06)的平面上的正交突出的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的內(nèi)水口(12)，其中除所述第一接觸面06)之外的所述內(nèi)水口的板的所有接觸面至少部分地包覆有金屬殼，并且其中所述三個支承凸緣是所述金屬殼的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的內(nèi)水口(12)，其中所述三個支承凸緣的突出的質(zhì)心形成的所述三角形由以下幾何形狀之一或其任意組合限定(a)所述三角形的第一高線，稱之為X高線，通過稱之為X頂點(diǎn)的第一頂點(diǎn)，所述第一高線大致上平行于第一軸(X)；(b)所述三角形的第一中線，稱之為X中線，通過所述X頂點(diǎn)，所述第一中線大致上平行于所述第一軸(X)；(c)三角形，其中所述X高線或所述X中線在通孔中心G6)處與水口通孔的中心軸(Z) 相交；(d)所述三角形的所有角均為銳角；(e)所述三角形為等腰三角形，優(yōu)選根據(jù)(a)和(b)，更優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)和(c)，最優(yōu)選根據(jù)(a)、(b)、(c)和(d)，使得X頂點(diǎn)是長度相等的兩邊的交點(diǎn)；(f)根據(jù)(c)的三角形，其中由通孔中心G6)與除X頂點(diǎn)外的三角形的兩個頂點(diǎn)形成的角2 α被包括在60°至90°之間；(g)三角形中由X頂點(diǎn)形成的角小于60°。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的內(nèi)水口(12)，該內(nèi)水口包括與所述澆鑄通孔(14)流體連通的氣體連接裝置G8)和/或位于所述內(nèi)水口(1 的接觸面06)上的凹槽， 所述氣體連接裝置G8)優(yōu)選布置在兩個支承凸緣(30b、30c)之間。
13.一種由根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的內(nèi)水口(1 和管交換裝置(10)組成的組件，其中所述內(nèi)水口(1 包括與所述管交換裝置的所述夾持裝置(50a、50b、50c)配合的支承組件(30a、30b、30c)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的組件，其中在從屬于權(quán)利要求3時(shí)，所述內(nèi)水口為根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的內(nèi)水口，而所述管交換裝置為根據(jù)權(quán)利要求3-8中任一項(xiàng)所述的管交換裝置。
15.一種金屬殼(22)，在從屬于權(quán)利要求10時(shí)，用于包覆根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的內(nèi)水口(12)，所述金屬殼02)包括具有用于容納所述水口的管狀部分的開口的主表面和從所述主表面的周邊伸出的側(cè)邊，其特征在于，所述金屬殼包括從所述側(cè)邊伸出的三個分開的支承組件(30a、30b、30c)，每個所述支承組件包括從遠(yuǎn)離所述主表面定向的支承凸緣(3^、34b、3k)，并且所述支承凸緣(3^、34b、3k)圍繞所述金屬殼的外周布置， 使得所述三個支承組件的每一個的質(zhì)心形成三角形的頂點(diǎn)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的金屬殼(22)，其中當(dāng)所述金屬殼被包覆在所述內(nèi)水口 (12)上時(shí)，所述三個支承凸緣的位置如權(quán)利要求11所限定。
17.—種澆鋼水口交換裝置，用于將澆鋼水口保持于冶金容器的一個澆鑄位置，和將澆鋼水口移動使其進(jìn)入和走出所述澆鑄位置，澆鋼水口在所述澆鑄位置時(shí)與內(nèi)水口對齊，內(nèi)水口安裝在冶金容器內(nèi)形成鑄造通孔，在澆鑄時(shí)熔融金屬從該冶金容器通過該內(nèi)水口的鑄造通孔被傳遞至澆鋼水口；-其中該管交換裝置包括具有澆鋼水口引導(dǎo)裝置的安裝框架，夾持裝置和推動裝置，而該安裝框架亦包括耐火板，耐火板上形成一個澆鑄開口 ；-其中該引導(dǎo)裝置包括一對適于引導(dǎo)澆鋼水口從進(jìn)入方向進(jìn)入澆鑄位置和出口方向走出澆鑄位置的引導(dǎo)軌道，該引導(dǎo)軌道適于使?jié)蹭撍谘匾粋€澆鋼水口移動方向移動，所述內(nèi)水口板部分沿所述澆鋼水口移動方向并通過所述內(nèi)水口的中心孔軸限定一個澆鋼水口移動軸或χ-軸；-其中該夾持裝置適于施加夾持力以將該內(nèi)水口和該框架夾緊并包括多于一個夾持頭，當(dāng)水口和該框架被夾緊時(shí)，該內(nèi)水口(1 的通孔與耐火板的澆鑄開口對齊；而該推動安排是適于向在澆鑄位置的澆鋼水口施加推動力以將澆鋼水口推向內(nèi)水口(12)以形成澆鑄通孔來傳遞熔融金屬；-其中所述內(nèi)水口包括管狀部分及一個自管狀部分橫向引延的板部分；其中管狀部分形成一個鑄造通孔，鑄造通孔限定澆鋼方向而其中心則限定一個中心孔軸；所述板部分包括前向突出部分和后向突出部分，其分別面向所述進(jìn)入和出口方向并與X-軸相交，而所述板部分亦包括把該前向突出部分和后向突出部分聯(lián)系起來的第一和第二側(cè)部分，所述 X-軸是在第一和第二側(cè)部分之間，而所述第一和第二側(cè)部分是與引導(dǎo)軌道相近；-其中該推動力是所述向所述第一和第二側(cè)部分分布地施加；其特征在于，該夾持裝置的布置是將夾持力分布地施于該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的澆鋼水口交換裝置，其中該板部分的前向突出部分和后向突出部分與所述澆鋼水口移動軸相交，而所述第一和第二側(cè)部分不與所述澆鋼水口移動軸相 、-父。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的澆鋼水口交換裝置，其中該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的角扇形的角α在士45度之間，α優(yōu)選地在士30度之間，角扇形的角 α是以澆鋼水口移動軸為參考。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19所述的澆鋼水口交換裝置，其中該夾持裝置包括多于一個夾持頭的夾持組，所述多于一個夾持頭分布于與該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的上方。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20的澆鋼水口交換裝置，其中所述夾持裝置和推動裝置的布置是從相反方向向該內(nèi)水口板部分施加夾持力力，所述夾持裝置的布置是使施加在該前向突出部分的夾持力與施加在該后向突出部分的夾持力相互抗衡。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的澆鋼水口交換裝置，其中所述多于一個夾持頭被布置成至少一個夾持頭是向該前向突出部分施加夾持力，和至少一個夾持頭是向該后向突出部分施加夾持力。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求17-22的澆鋼水口交換裝置，其中該夾持裝置包括兩個夾持頭， 該兩個夾持頭的布置為分別向所述前向突出部分及所述后向突出部分與該澆鋼水口移動軸相交的部分施加夾持力。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求17-23的澆鋼水口交換裝置，其中該夾持裝置包括三個夾持頭， 該三個夾持頭的布置為分別向所述前向突出部分及所述后向突出部分施加夾持力；其中一個夾持頭的布置為向所述前向突出部分或所述后向突出部分與該澆鋼水口移動軸相交的部分施加夾持力；其余兩個夾持頭的布置為向所述前向突出部分或及所述后向突出部分的另一個部分施加夾持力，所述其余兩個夾持頭的布置為分別向澆鋼水口移動軸兩邊施加夾持力；所述三個夾持頭施加夾持力的位置為一個三角形之三個頂點(diǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的澆鋼水口交換裝置，其中該引導(dǎo)軌道包括第一軌道和第二軌道；其中第一夾持頭位處澆鋼水口移動軸上，第二夾持頭則位處第一軌道與該澆鋼水口移動軸之間，而第三夾持頭則位處第二軌道與該澆鋼水口移動軸之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或25所述的澆鋼水口交換裝置，其中一個夾持力施加位置位處等腰三角形之頂點(diǎn)，而第二和第三個夾持力施加位置則位于形成等腰三角形的底部的位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求17-26的澆鋼水口交換裝置，其中該推動裝置包括一組由彈簧形成的推動部件，該推動部件的布置是將澆鋼水口向上推動以壓向內(nèi)水口的底部，該推動部件被分布在該引導(dǎo)軌道上。
28.根據(jù)權(quán)利要求17-27的澆鋼水口交換裝置，其中該推動裝置排的布置是將推動力施加于板部分的第一和第二部分，該夾持裝置的布置是將夾持力力施加在板部分的第三和第四部分；其中第一，第三，第二和第四部分以序列式分布并圍繞該內(nèi)水口和在澆鑄位置的澆鋼水口。
29.根據(jù)權(quán)利要求17-28的澆鋼水口交換裝置，其特征在于，所述多于一個夾持頭分布在該內(nèi)水口板部分的前向突出部分和后向突出部分的上方。
30.一種用以把內(nèi)水口夾緊至澆鋼水口交換裝置的水口夾持裝置，該內(nèi)水口包括管狀部分及一個自管狀部分橫向引延的板部分；其中管狀部分形成一個鑄造通孔，所述鑄造通孔限定澆鋼方向或軸向方向，而其中心則限定一個中心孔軸；；其中該夾持裝置包括第一可動部分(66)和第二可動部分(50a)；其中第一可動部分(66)和第二可動部分(50a)由一致動機(jī)構(gòu)操作；其中，該第一和第二可動部分的布置是因應(yīng)該致動機(jī)構(gòu)的操作分別在軸向方向施加下向壓縮力和在與軸向方向正交的橫向方向施加橫向壓縮力，從而使該內(nèi)水口與該澆鋼水口交換裝置夾緊。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水口夾持裝置，其中該第一可動部分可沿一個接合位置和一個非接合位置之間作前后移動，第二可動部分則跟隨第一可動部分的移動而在夾持位置和非夾持位置之間旋轉(zhuǎn)；其特征在于，當(dāng)?shù)谝豢蓜硬糠忠浦猎摻雍衔恢煤驮摲墙雍衔恢脮r(shí)， 第二可動部分分別地旋轉(zhuǎn)至該夾持位置和該非夾持位置。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的水口夾持裝置，其中該第一可動部分包括推軸，該第二可動部分包括一個旋轉(zhuǎn)夾持頭；其中該旋轉(zhuǎn)夾持頭以支點(diǎn)機(jī)制連接到該推軸，并因應(yīng)該推軸的移動而在該夾持位置和該非夾持位置之間旋轉(zhuǎn)。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32所述的水口夾持裝置，其中該致動機(jī)構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)凸輪，該可旋轉(zhuǎn)凸輪的布置是使該軸推動因應(yīng)該旋轉(zhuǎn)凸輪的轉(zhuǎn)動而在該接合位置和該非接合位置之間作往復(fù)移動。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的水口夾持裝置，其中該推軸在彈簧影響下回到非接合位置。
35.根據(jù)權(quán)利要求32至34所述的水口夾持裝置，其中該旋轉(zhuǎn)夾持頭包括夾持平面，該夾持平面的布置是當(dāng)該推軸在該接合位置時(shí)，該夾持平面向下并突出于推軸外。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳輸容器中容納的熔融金屬的內(nèi)水口、系統(tǒng)及澆鑄裝置。內(nèi)水口安裝在管交換裝置上用于保持和更換可交換澆鋼水口，可交換澆鋼水口用于澆鑄來自容器的熔融金屬，管交換裝置包括具有澆鑄開口的框架，框架適于固定在金屬澆鑄容器的下側(cè)并且包括在中間剖面結(jié)合的上側(cè)部分和下側(cè)部分，所述中間剖面限定了其中內(nèi)水口和可交換澆鋼水口形成滑動接觸的平面，所述框架的上側(cè)部分包括夾持裝置，用于容納內(nèi)水口的支承表面并在澆鋼位置將其相對于所述框架的上側(cè)部分的支撐部分夾持到位，使得所述內(nèi)水口的通孔與所述澆鑄開口流體連通，以及所述下側(cè)部分包括加載可交換澆鋼水口并使之沿第一方向進(jìn)入澆鑄位置的裝置，至少兩個所述夾持裝置被布置成橫向于所述第一方向。
文檔編號B22D41/22GK102189233SQ20111006794
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者F·思比耶特, M·科盧拉, V·布瓦代坎 申請人:維蘇維尤斯集團(tuán)有限公司