專利名稱：冶金熔煉罐的出料管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金熔煉罐的出料管。所謂冶金熔煉罐是一種設(shè)備，在該設(shè)備里進行冶金熔液的制造、處理和/或運輸，例如一種轉(zhuǎn)爐或者電弧爐。
位于熔煉罐里的融熔金屬經(jīng)出料管被引入一個后接的設(shè)備里去。例如鋼從轉(zhuǎn)爐里通過盛鋼筒被輸送給后續(xù)的一個連鑄設(shè)備里。
應(yīng)該盡可能無污染地運輸金屬熔液。例如應(yīng)該同樣也如避免隨同運爐渣那樣避免與環(huán)境大氣(氧氣、氮氣)接觸。
由EP 0 057 946 B1已知一種轉(zhuǎn)爐出料口，它在軸向方向上由多個相互連接的耐火磚或板組成。在相同幾何形狀時轉(zhuǎn)爐出料口也可以是整體的。

圖1表示了這種現(xiàn)有技術(shù)，它很久以來已在市場上經(jīng)受了考驗。用于融熔金屬的中央貫通通道從入口端至出口端可以設(shè)計成圓錐形、圓柱形或臺階形。在任何情況下當(dāng)通過融熔金屬時很快就在貫通通道的界限壁上發(fā)生腐蝕，所述貫通通道的橫截面因此在工作時總是在變大，正如圖2中簡明所示那樣。
顯然，隨著貫通通道橫截面的變化，單位時間內(nèi)流過出料管的熔液的量也就改變。這種變化很大程度上是未控制的，因為耐火材料的損耗也是很大程度未控制的。
因此曾經(jīng)嘗試在一定的出料時間之后對所述種類的出料管進行修理，例如通過將圓柱形的刮板裝入到由于腐蝕而擴大的貫通通道里，并用耐火材料對刮板壓力注塑包封。這種方法很費時間，而且在很熱爐子上會帶來很大的困難。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種出料管，它在使可能的停機時間最小化時可以在出料管的使用期限內(nèi)最大程度上保證相同的出料時間。
本發(fā)明的核心構(gòu)思是將出料管從功能上分成兩個部分，也就是說，一個第一部分可以按現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計，而第二部分可以方便更換(可更換)地與第一部分相連接，也就是說構(gòu)成一種完整的出料管。
本發(fā)明基于這種認識出料管的對于流動技術(shù)來說至關(guān)重要的部段是流出端。流出端處的橫截面確定融熔金屬的流出量和流出時間(出料時間)。這個部分在冶金熔煉罐里位于“外面”，也就是離開熔池最遠，因此這里的溫度反正相對來說最小，這就使相應(yīng)的出料部件的更換更加容易。
根據(jù)圖1和2，在圖3中示出本發(fā)明原理上的構(gòu)思。可見出料口的上部從流入端E起已經(jīng)沒有改變地被現(xiàn)有技術(shù)接受，其中在圖3中示出一種類似于圖2的摩損狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于出料管的流出端A構(gòu)成單獨的可更換的構(gòu)件B，它與出料管的與之相連接的部分密封連接，如在細節(jié)上還要表示的那樣。
可更換的構(gòu)件B基本是圓柱形的，它具有一個貫通通道D1，其橫截面面積相當(dāng)于未摩損的貫通通道D的理論橫截面。
不言而喻，在貫通通道D1的部位里也引起了耐火材料的摩損，并因此隨著時間的推移而造成橫截面的擴大。然而一旦這種橫截面的擴大達到一定值之后，短期內(nèi)就更換構(gòu)件B，而不改變或者不必改變出料管的流動技術(shù)上前置的部段(以下稱為上部段)。在裝入新構(gòu)件B之后雖然在至上部出料管部分的過渡部位里出現(xiàn)一個環(huán)形臺階S，但這是必須要忍受的，因為出料管的上部的修理由于所述的原因而不可接受，而且從工藝上也是不必要的，因為出料時間和放出的融熔金屬的質(zhì)量流量只取決于貫通通道在流出端A處的橫截面。
不言而喻，在可更換部件B和出料管的保留部段之間的連接部位一方面是密封的，但另一方面也必須使構(gòu)件B可以方便地拆下。因此以下就說明所建議的方案。
同樣也不言而喻，“松開”的構(gòu)件B必須保持于圖3所示的連接，以使它不會脫開出料管的上部段。為此本發(fā)明提供了各種不同的解決方案，它們同樣也在下面作了說明。
在其最通常的實施方式中本發(fā)明包括一種用于冶金熔煉罐的出料管，它具有以下特征-出料管具有一個用于融熔金屬的貫通通道，它使流入端與流出端連接起來，-從流出端出發(fā)，出料管包括一段圓柱形的端部段，它鄰接于貫通通道地構(gòu)成單獨的圓柱形的構(gòu)件，-該構(gòu)件在其包括出料管的流出端的第一端部上將構(gòu)件位置固定地、但可拆開地固定在一個保持機構(gòu)里，所述構(gòu)件在其第二端部上具有一個朝向流入端的端面，該端面在構(gòu)件的一個保持位置中密封地貼靠住出料管的一個軸向可鄰接的部段。
圓柱形在此包括具有圓形橫截面的橫截面，但也包括所有其它的橫截面幾何形狀。這不僅適用于所述管的內(nèi)橫截面，也適用于所述管的外橫截面。在軸向方向上(熔液的流動方向上)所述管可以是圓柱形或者圓錐形的。也可以是其它的輪廓，例如一種有臺階的表面。除了圓形橫截面之外，內(nèi)、外橫截面可以是多邊形或橢圓形。任意多邊形形狀都是可以的。
對于按照本發(fā)明的出料管來說重要的是所述的可更換的構(gòu)件在圓周側(cè)限制住貫通通道D(D1)。
這包括一些如圖3所示的實施方式，其中構(gòu)件B在出料管的整個橫截面表面上延伸。但這也包括一些實施方式，其中構(gòu)件按照一種裝入套筒的樣式裝入出料管的下(流出側(cè))端部段里，如以下用圖還要表示的那樣。
圓柱形構(gòu)件可以具有一種任意的內(nèi)橫截面。例如貫通通道在構(gòu)件部位里具有一種圓的或橢圓形內(nèi)橫截面。橫截面面積在此應(yīng)該相當(dāng)于考慮到所希望的質(zhì)量流量和所希望出料時間下的理論橫截面面積。
在構(gòu)件部位里的貫通通道在構(gòu)件的高度上看可以具有一種不變的內(nèi)橫截面，但它也可以設(shè)計成向著流出端略成錐形或成臺階狀。
如前所述，圓柱形構(gòu)件可以裝入出料管的一個外圓柱形端部段里。所述出料管按照該方式使其理論長度保持不變。在流出端上只是可更換地設(shè)有一個更換套筒。
但在出料管的一種規(guī)定長度時，該出料管也可以如圖3所示那樣縮短，其中可更換的構(gòu)件在裝入出料管之后又回復(fù)到其原始長度。
可更換構(gòu)件在出料管上或者在出料管的其它部位里的固定可以按各種不同的形式和方式進行。在一種方案中，所述構(gòu)件在圓周上設(shè)有外螺紋，該外螺紋與一個對應(yīng)的內(nèi)螺紋共同作用。該內(nèi)螺紋可以作為單獨的構(gòu)件布置在所屬冶金熔煉罐上的出料管的流出端部位里。但所述構(gòu)件也可以是出料管流出端的組成部分，尤其是對于所述使用的構(gòu)件來說。
同樣可以用一種卡口連接來代替螺紋連接。
按照一種實施方式，所述圓柱形更換構(gòu)件在其外側(cè)面上或在流出端上具有用于一種壓力構(gòu)件的擋塊，此壓力構(gòu)件可以朝向流入端作用于構(gòu)件。
壓力構(gòu)件例如可以是彈簧，它們布置在一個保持機構(gòu)上，該保持機構(gòu)又固定在冶金罐的外側(cè)面上。
重要的是將更換構(gòu)件朝向出料管的流入端保持在壓力下，從而相對于出料管的余留部分形成一種密封連接。對應(yīng)的保持機構(gòu)因此尤其是布置在構(gòu)件的自由下部端面上或者外圓周上。
若端面在構(gòu)件的裝入側(cè)端部上具有一種表面成型部分，也就是說并不是光滑的，那就可以改善密封性。一種這樣的表面成型部分可以由單個不連續(xù)的榫舌或隔板組成。但所述成型部分同樣也可以由同心或螺旋狀布置的隔板狀突起組成。
以相同的方式可以作為替代方案地或者補充方案設(shè)計出料管的表面，更換構(gòu)件的端面被壓向該表面。
另一種替代方案規(guī)定在出料管和構(gòu)件的對應(yīng)表面之間設(shè)有一個密封件。若耐火材料的對應(yīng)的表面部段或多或少是平面的話，那就尤其會出現(xiàn)通常為環(huán)形的密封件設(shè)計成具有表面成型部分，正如它們在上面已經(jīng)敘述過的那樣。
這些成型部分與它們是否由耐火材料成型和/或是否是密封件的組成部分無關(guān)，若構(gòu)件與出料管的剩余部段相連接，那么可以保證一定的彈性和可變形性。
例如石墨適合作為密封材料，因為石墨也具有一種相應(yīng)的耐高溫性能。密封件也可以作為密封材料提供，例如作為由絮狀石墨和油組成的乳化劑。
所述構(gòu)件在剩余-出料管的陶瓷部段上的接觸面(端面)可以是平面的(尤其是垂直于出料管的中心縱軸線)或者拱曲的，尤其是中凸的，也就是朝向流入端拱起)。
構(gòu)件同時可以具有一個用于所謂前行爐渣的暫時的阻擋。這種前行爐渣在傾倒所屬的轉(zhuǎn)爐時就流入出料管里(并接著流入后接的冶金罐里)，這是不希望的。因此本發(fā)明規(guī)定設(shè)有具有一個暫時裝滿內(nèi)橫截面(貫通通道)的閉塞機構(gòu)的構(gòu)件。“暫時”意味著閉塞作用只需很短暫的，例如在出料時融熔金屬流入出料通道之前幾秒鐘。
一種這樣的閉塞機構(gòu)例如可以是一個薄的金屬板或者一種杯形件，它們例如借助于在其圓周面上的彈簧臂(夾爪)置于構(gòu)件的貫通通道里。
構(gòu)件的長度原則上是任意的。重要的(如所述那樣)是流出端的流出橫截面。若構(gòu)件的長度至少相當(dāng)于最小內(nèi)徑的1.5倍，就可以提高構(gòu)件的耐用時間，其中1.5至3的比例一般是足夠的。這種長度對于確保流出的熔液流的所希望特性也是重要的。尤其是實現(xiàn)均勻流出的熔液流。
所述的出料管通過端部件方便的更換可以在很大程度上保證不變的出料時間，并因此更好地利用熔煉裝置。端側(cè)的構(gòu)件可以自動地更換。因為從外進行更換，因此容易實現(xiàn)而且時間短。安裝的進行要使出料管在流出端與冶金罐的外壁或多或少齊平地封閉住。
端部側(cè)構(gòu)件由與出料管其余部分同樣的材料構(gòu)成。但兩個部段也可以由不同種類材料構(gòu)成。在此構(gòu)件可以由一種特別耐磨的材料制成。
不同材料的不同熱膨脹可以通過所述的密封部位，或者說一種用于構(gòu)件的彈性支架來補償。
本發(fā)明的其它特征可見從屬權(quán)利要求所述的特征和其它的申請資料。
以下根據(jù)各個不同的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。分別以簡明附圖示出圖4出料管的一個端部段的局部剖視圖；圖5按圖4所示出料管的可更換構(gòu)件的表面24的一個俯視圖和一個剖視圖；圖6出料管的另一種實施方式的局部剖視圖，其中只示出下部。
在這些圖中相同的或者作用相同的構(gòu)件用相同的附圖標記表示。
圖4表示一個出料管10的下部，它連接在轉(zhuǎn)爐12的一個耐火爐襯里，該轉(zhuǎn)爐的外面有一個金屬外殼14。所有這些是現(xiàn)有技術(shù)，因此不繼續(xù)說明了。
從貫通通道D的流出側(cè)端部16出發(fā)，出料管10的一個端部段18的內(nèi)側(cè)具有一個加寬的空隙20，也就是說此處具有圓柱形壁面。緊鄰流出端16在端部段18的壁部部位里粘入一個金屬環(huán)22，它具有內(nèi)螺紋。
該內(nèi)螺紋與在圓周上設(shè)于裝入構(gòu)件B上的外螺紋共同作用。構(gòu)件B是圓柱形的。構(gòu)件B的外徑相當(dāng)于空隙20的內(nèi)徑。因此構(gòu)件B可以沿著所述螺紋置于空隙20里，一直到它在流出端16處與端部段18和金屬外殼14齊平地封閉住為止。構(gòu)件B具有一個帶有圓形橫截面的中心貫通通道D1，它相當(dāng)于在出料管10的流出側(cè)端部上的貫通通道D的理論橫截面。
在構(gòu)件B的上端面24和部段18的對應(yīng)的止擋面26之間設(shè)有一種石墨密封件28來與部段18相連，當(dāng)構(gòu)件B擰入空隙20里時使石墨密封件20壓縮，其中在圖中密封件28的大小為放大表示的。
若出料管10有摩損，如在圖2，3中所示那樣，其中構(gòu)件B也一起磨損，那么只是更換構(gòu)件B，從而基本上就形成一種如在圖3中所示的結(jié)構(gòu)。構(gòu)件B從空隙20里擰出來并將一個具有規(guī)定的貫通通道D1的新構(gòu)件擰入。
圖5用一個剖視圖(下)和一個俯視圖(上)示出構(gòu)件B的端面24的結(jié)構(gòu)，該構(gòu)件具有同心的隔板狀的筋條24r，其中密封件28可以有利地被壓入到位于筋條24r之間的凹槽里，并由此使密封作用得到最優(yōu)化。
在按圖6的實施例中，構(gòu)件B并不布置在出料管10的端部段18的一個空隙20里。出料管10的上部縮短了構(gòu)件B的長度(高度)，使得用于構(gòu)件B的止擋面26在管10的整個壁厚上延伸。
具有圓形橫截面的中間貫通通道D1的構(gòu)件B在外面有一種平截頭圓錐形形狀，并且布置在一個對應(yīng)的金屬密封圈30里，該金屬密封圈具有一個徑向環(huán)繞的隔板32。
靠在該隔板32上的是止動臂34，它們通過壓力彈簧36被壓向出料管10的上部方向上。彈簧36又支承在臂38上，這些臂止擋在冶金罐的金屬外殼14上(未詳細示出)。突出部分則構(gòu)成了構(gòu)件B的保持機構(gòu)。
按照該方式將構(gòu)件B在彈簧36的作用下用其上端面24壓向出料管10的上部的對應(yīng)的止擋面26上。在也可以成型地進行構(gòu)造的面24，26之間又可以設(shè)置一種密封件，例如石墨薄膜。
在發(fā)生磨損的情況下(用虛線L表示)可以短期內(nèi)更換構(gòu)件B，其方法是松開保持機構(gòu)。接著用保持機構(gòu)又將新的構(gòu)件B(具有貫通通道D1)固定住，并接著保證流出橫截面具有規(guī)定的理論直徑用于以下的出料裝料。
即使當(dāng)出料管10繼續(xù)磨損時(用點線P表示)，出料管10的上部仍保持不變。當(dāng)然一旦構(gòu)件B重新又達到由虛線L所表示的磨損狀態(tài)時，重新更換構(gòu)件B。
圖6還示意示出一個罐狀閉塞構(gòu)件40，它由薄板制成，薄板的圓周邊緣放置在構(gòu)件B的上端面24上，此時該構(gòu)件被壓向?qū)?yīng)的止擋面26。閉塞構(gòu)件40阻止了前行爐渣在注入時經(jīng)過通道D流入后接的熔煉罐里。只有少量的爐渣可能進入貫通通道D直至閉塞構(gòu)件40。一旦前行爐渣由于熔煉罐的傾倒而在出料管10的流入端旁流過的話，那么現(xiàn)在只還有熔液位于流入端之上?，F(xiàn)在位于出料管10的流入側(cè)部分里的爐渣或者可能漂浮起來，或者在閉塞構(gòu)件40熔化之后該部分爐渣就流出。接著只還有熔液流過出料管10。
所示的閉塞構(gòu)件是一種可能的結(jié)構(gòu)方案。重要的是隨著構(gòu)件B的更換同時也可以一起裝入相同功能的閉塞構(gòu)件，該閉塞構(gòu)件接著對貫通通道D起到暫時閉塞的作用。
權(quán)利要求
1.冶金熔煉罐(12)的出料管(10)，具有一個將流入端E與流出端A連接起來的用于融熔金屬的貫通通道D，在該出料管中，從流出端A出發(fā)鄰接于貫通通道D地將出料管(10)的一個附屬的圓柱形端部段設(shè)計為單獨的圓柱形的構(gòu)件B，該構(gòu)件在其包圍出料管(10)的流出端A的第一端部處將構(gòu)件B位置固定地、但可拆開地保持在一個保持機構(gòu)(22；34)里，并在其第二端部上具有一個朝向流入端E的端面(24)，該端面在構(gòu)件B的一個保持位置上密封地貼靠在出料管(10)的一個軸向鄰接部段(26)上。
2.按權(quán)利要求1所述的出料管，其圓柱形構(gòu)件B具有一個相當(dāng)于貫通通道D的理論橫截面的內(nèi)橫截面。
3.按權(quán)利要求1所述的出料管，其中所述構(gòu)件B的內(nèi)橫截面在其高度上恒定不變。
4.按權(quán)利要求1所述的出料管，其構(gòu)件B裝入出料管(10)的一個外圓柱形端部段里。
5.按權(quán)利要求1所述的出料管，其構(gòu)件B鄰接于流出端A在圓周上具有外螺紋。
6.按權(quán)利要求1所述的出料管，其構(gòu)件B在其外側(cè)或在流出端A上具有用于壓力構(gòu)件(34，36)的擋塊(32)，該壓力構(gòu)件朝向流入端E作用于構(gòu)件B上。
7.按權(quán)利要求1所述的出料管，其中在構(gòu)件B的第二端部處的端面(24)上具有一種表面成型部分(24r)。
8.按權(quán)利要求7所述的出料管，其中所述表面成型部分(24r)由相互同心的或螺旋狀布置的隔板狀筋條組成。
9.按權(quán)利要求1所述的出料管，其中在構(gòu)件B的第二端部處的端面(24)是一個假想球體的一個環(huán)形部段。
10.按權(quán)利要求1所述的出料管，在構(gòu)件B的第二端部的端面(24)和出料管(10)的軸向鄰接部段(26)之間具有一個密封件(28)。
11.按權(quán)利要求10所述的出料管，其中密封件由一種密封材料制成。
12.按權(quán)利要求10所述的出料管，其中密封件由一種環(huán)狀的密封薄膜制成，該密封薄膜具有一面或兩面的被構(gòu)造的表面。
13.按權(quán)利要求1所述的出料管，其中所述出料管(10)的相鄰于構(gòu)件的第二端部處的端面(24)的部段(26)是平的。
14.按權(quán)利要求1所述的出料管，具有一個臨時裝滿構(gòu)件B的內(nèi)橫截面的閉塞構(gòu)件(40)。
15.按權(quán)利要求1所述的出料管，其中構(gòu)件B的長度相當(dāng)于出料管(10)的最小內(nèi)徑的1.5至3倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冶金熔煉罐的出料管。本發(fā)明的任務(wù)是提出一種出料管，它在使可能的停機時間最小化時可以在出料管的使用期限內(nèi)最大程度上保證相同的出料時間。本發(fā)明的核心構(gòu)思是將出料管從功能上分成兩個部分，也就是說，第一部分可以按現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計，而第二部分可以方便更換地(可更換的)與第一部分相連接，也就是說構(gòu)成一個完整的出料管。本發(fā)明基于這種認識出料管中對于流動技術(shù)來說至關(guān)重要的是流出端。流出端處的橫截面確定了融熔金屬的流出量和流出時間(出料時間)。
文檔編號C21C5/44GK1973054SQ200580017678
公開日2007年5月30日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者R·普恩杰塞克, R·蘭詹伯杰, M·斯拉默尼克 申請人:里弗雷克特里知識產(chǎn)權(quán)兩合公司