專利名稱：流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熔融金屬貯運容器例如盛鋼桶或中間包的排出口的流量控制裝置。本發(fā)明特別涉及一種限制在熔融金屬例如鋼水從中間包排出的過程中形成渦流效應(yīng)的裝置。
為了方便起見，下面將具體參照從一個從中間包排出鋼水的實施例來進一步描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本申請并非僅限于此實施例。
當(dāng)鋼水通過中間包中的排出口倒空時，通常在排出口周圍會形成渦流效應(yīng)。因為所述渦流效應(yīng)會使熔渣或其它雜質(zhì)進入從中間包流出的鋼水中，所以渦流效應(yīng)是不希望出現(xiàn)的。
已經(jīng)有許多消除或減少這種有害的渦流效應(yīng)的先有申請。例如，國際申請PCT/CA93/05529描述了一種流量控制裝置，該裝置包括一個擋板以及多個分流器，該分流器沿徑向設(shè)置以將擋板隔開在例如中間包的水口的上方。該徑向分流器使鋼水以幾個匯聚的徑向液流的形式到達水口，由此消除夾雜的渦流。
用于減少渦流效應(yīng)的大多數(shù)先有申請具有一個問題，即所采用的裝置必須在將容器例如中間包填充鋼水之前裝入該容器中，并且該裝置必須持續(xù)所采用的澆注工序的時間。盡管可以制造出具有這樣壽命的裝置，但是該裝置易引起由復(fù)雜流動產(chǎn)生的氧化物的顯著堆積，從而使得排出口流動面積受到限制，這將會在澆注時帶來有害的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服先有技術(shù)的這些缺陷的流量控制裝置。
一方面，本發(fā)明提供了一種用于熔融金屬貯運容器排出口的流量控制裝置，該裝置具有一個頭部、一個尾部以及在頭部和尾部之間形成的用以減少熔融金屬中的渦流效應(yīng)的流動通道，該尾部的輪廓使其裝配在排出口的與該尾部輪廓相符合的入口內(nèi)，將流動通道導(dǎo)入該排出口且該裝置與一個耐火材料定位裝置相連接，由此在熔融金屬通過排出口的流動過程中，該流量控制裝置可被安裝在該排出口中。
另一方面，本發(fā)明提供了一種控制熔融金屬從容器通過排出口流動的方法，在該容器中設(shè)置一個具有頭部和尾部的流量控制裝置，使其尾部裝配在排出口的與該尾部輪廓相符合的入口中，從而將在頭部和尾部之間形成的流動通道導(dǎo)入該排出口，在熔融金屬通過排出口流動的過程中，利用一個與所述裝置相連接的耐火材料定位裝置實現(xiàn)所述裝配。
該耐火材料定位裝置可以是例如一種耐火材料桿或軸、如一種管，它可以是一次性的，其一端與流量控制裝置相連接、通常是與該流量控制裝置的頭部相連接，并且該定位裝置具有足夠的長度以便可在熔融金屬表面上方、優(yōu)選地是從所述容器的外部操縱。如果需要，該軸也可與所述的控制裝置的頭部制成一體。
該流量控制裝置最適宜在接近通過排出口澆注金屬的末期安裝到排出口上，由此可以避免前述的氧化物堆積的缺點。因而該裝置可以在接近從中間包依次排出的最后“一爐”的末期插入。
該控制裝置可使用所述定位裝置人工地設(shè)置在排出口中，或者如果需要，也可使用機械裝置來完成。
該流量控制裝置可由至少在短時期內(nèi)能承受熔融金屬的溫度和腐蝕作用的任何耐火材料組合物制成。這樣該裝置可在容器的澆注工序末期被置換，即一次性使用該裝置。換言之，如果需要，該裝置可以是一種可重復(fù)利用的裝置，其由例如均勻壓制的氧化鋁石墨制成。可重復(fù)利用的裝置應(yīng)在澆注結(jié)束后、例如在位于排出口下方的滑動水口關(guān)閉后立即從容器排出口除去。
排出口的與所述控制裝置尾部輪廓相符合的入口可以是一定輪廓的澆口板或內(nèi)部水口塊，該澆口板或水口塊也可由任何合適的耐火材料制成并且如果需要，它們也可在澆注工序結(jié)束、關(guān)閉排出口后重新設(shè)置。所述的流量控制裝置可采用任何具有前述頭部和尾部的合適結(jié)構(gòu)。一個合適的類型就如前面提到的PCT/CA93/05529中公開的。因而該頭部可包括在使用中設(shè)置在水口上的擋板并且該尾部可包括繞排出口縱軸線設(shè)置的徑向分配器，并且所述分配器支撐所述擋板以便將擋板與排出口隔開。優(yōu)選地是該分配器確定的徑向流動通道至少具有與通過水口流動的橫截面面積一樣大的總橫截面面積。該分配器阻礙熔融金屬中的旋轉(zhuǎn)力以便熔融金屬沿徑向和水平方向流向水口，所述流動通道在水口匯合。于是熔融金屬沿軸向流過排出口。
如上所述，本發(fā)明具體用于中間包中，特別是在使用滑動水口控制排出口的中間包中。常規(guī)操作中在澆注工序結(jié)束時，排出口關(guān)閉后留在中間包中的鋼水量是很易變化的，這主要是為了防止熔渣流過排出口，因為那樣會導(dǎo)致嚴重的質(zhì)量問題。
習(xí)慣上，在澆注工序結(jié)束時經(jīng)常使用兩種操作方法中的一種，例如使用一個70噸的雙流中間包(該中間包具有大約60英寸的操作深度)。
a)該中間包排放熔融金屬直到中間包稱量秤上的秤砝碼表示某一值時。為了安全起見，這樣可產(chǎn)生大約30-50,000磅的熔渣。
b)當(dāng)盛鋼桶關(guān)閉時可插入一種熔渣浮起裝置并且該裝置被控制在距離中間包內(nèi)水口頂部14英寸或15英寸的高度，此時盛鋼桶的閘板被關(guān)閉。一般的熔渣重量為15-20,000磅。
本發(fā)明能在排出口關(guān)閉后使用。當(dāng)中間包裝有一個輔助的底部時，熔化量可以得到進一步提高，因此增加了澆口區(qū)域的高度。在這些情況下，熔渣重量減少至約3,000至5,000磅并且沒有熔渣被鋼水夾帶。
所述裝置可單獨使用或與中間包稱量秤或一個熔渣浮起裝置結(jié)合使用。如果這樣結(jié)合使用，操作的成功率可接近或甚至達到100％。
現(xiàn)將參照附圖以實施例的形式描述本發(fā)明的特定實施方案，其中

圖1是澆注工序中開始澆注最后一爐鋼水時，在中間包排出口區(qū)域的一部分中間包的截面示意圖；以及圖2是在所述最后一爐鋼水澆注結(jié)束時與圖1類似的視圖。
在圖1中，中間包10具有一個底部11、側(cè)壁12和頂蓋13。排出口14通過底部11被設(shè)置在一個由底部的較高輔助底部區(qū)域11B所確定的凹陷區(qū)域11A中。
排出口14是由一個常規(guī)的澆注水口16確定的，利用一個滑動水口17與該澆注水口16共同確定了一個排出通道18。安裝一個與水口塊15和內(nèi)水口16輪廓相符的澆口頂板19以覆蓋在水口塊15和內(nèi)水口16的頂部。
中間包裝有由熔渣層21覆蓋的鋼水20。所述鋼水是中間包的一批熔煉鋼水中的最后一爐。
滑動水口17被打開，鋼水通過排出口14中的通道18進行澆注。
當(dāng)繼續(xù)澆注時，安裝在一次性連接臂23上的本發(fā)明的流量控制裝置22被設(shè)置在排出口14的上方，該連接臂23穿過頂蓋13上的孔24。裝置22具有一個頭部25和一個尾部26，頭部25的下表面25A具有堞形輪廓線，尾部26包括四塊筋板26A，該筋板離開頭部25而匯聚。
尾部26A的輪廓與澆口頂板19的輪廓相符合，該尾部可緊密地安裝在澆口頂板19中，見圖2。
在圖2中，流量控制裝置22已被安裝在由一定輪廓的澆口頂板19所確定的排出口14的入口內(nèi)。裝置22的堞形表面25A形成了間隙25C，當(dāng)滑動水口17一直開著的時候鋼水通過所述間隙25C連續(xù)流過排出口。
滑動水口17可以一直開著直到鋼水液面很低為止，這是由于裝置22抑制了渦流效應(yīng)。此外，如圖2所示，在滑動水口17被迫關(guān)閉之前鋼水僅僅殘留在中間包底部的凹陷區(qū)域11A中。這樣在澆注工序結(jié)束時關(guān)閉滑動水口17，未從中間包澆注的殘余鋼水的量被顯著地減少。
權(quán)利要求
1.一種用于熔融金屬貯運容器(10)的排出口的流量控制裝置，其特征在于，該裝置(22)具有頭部(25)、尾部(26)以及在所述頭部和尾部之間形成的用以減少熔融金屬(20)的渦流效應(yīng)的流動通道(25C)，所述尾部(26)的輪廓使其裝配到排出口(14)的與該尾部輪廓相符合的入口(19)中，而流動通道(25C)導(dǎo)入排出口(14)并且所述裝置(22)與一個耐火材料定位裝置(23)相連接，由此在熔融金屬(20)通過所述排出口(14)的流動過程中，所述控制裝置(22)被裝配在所述排出口(14)中。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的流量控制裝置，其特征在于，所述流量裝置包括一個作為一次性軸的耐火材料定位裝置(23)。
3.一種按照權(quán)利要求1或2所述的流量控制裝置，其特征在于，所述定位裝置是一個具有足夠長度的耐火材料管(23)，以便可以從容器(10)的外部操縱所述控制裝置(22)進入所述排出口(14)。
4.一種按照權(quán)利要求1或3所述的流量控制裝置，其特征在于，所述控制裝置(22)是一個可重復(fù)利用的裝置。
5.一種按照權(quán)利要求4所述的流量控制裝置，其特征在于，所述控制裝置(22)是由均勻壓制的氧化鋁石墨制成的。
6.一種按照上述權(quán)利要求中任何一項所述的流量控制裝置，其特征在于，所述頭部(25)具有堞形輪廓的下表面(25A)并且所述尾部具有輪廓成形為離開頭部(25)而匯聚的筋板(26A)。
7.一種按照權(quán)利要求1至5中任何一項所述的流量控制裝置，其特征在于，所述頭部(25)包括一個在使用中設(shè)置在排出口(14)上的擋板并且所述尾部(26)包括在使用中繞所述排出口縱軸線設(shè)置的徑向分配器，所述分配器支撐所述擋板以便將所述擋板與所述排出口隔開。
8.一種控制熔融金屬從容器(10)通過排出口流動的方法，其特征在于，設(shè)置一個具有頭部(25)和尾部(26)的流量控制裝置(22)以便將其尾部(26)裝配在排出口(14)的與所述尾部輪廓相符合的入口(19)中，從而將在所述頭部和尾部之間形成的流動通道(25C)導(dǎo)入所述排出口(14)，在熔融金屬(20)通過排出口(14)的流動過程中，利用一個與所述控制裝置(22)相連接的耐火材料定位裝置(23)實現(xiàn)所述裝配。
9.一種按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述控制裝置(22)在接近從中間包排出的一批熔融金屬的最后的末期裝配入所述排出口(14)的入口(19)中。
10.一種按照權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述控制裝置(22)可人工地裝配在所述排出口(14)的入口(19)中。
11.一種按照權(quán)利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，所述控制裝置(22)是一次性使用的。
12.一種按照權(quán)利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，所述控制裝置(22)是一個可重復(fù)利用的裝置，并且在關(guān)閉所述排出口(14)以停止熔融金屬(20)經(jīng)該排出口的流動后立即將所述控制裝置(22)從所述排出口(14)移出。
13.一種按照權(quán)利要求8至12中任何一項所述的方法，其特征在于，所述控制裝置(22)的頭部(25)包括一個設(shè)置在所述排出口(14)上方的擋板并且所述尾部(26)包括繞所述排出口(14)縱軸線設(shè)置的徑向分配器，所述分配器支撐所述擋板以將所述擋板與所述排出口隔開。
14.一種按照權(quán)利要求8至13中任何一項所述的方法，其特征在于，所述容器是一個中間包并且所述流量控制裝置與中間包稱量秤或一個熔渣浮起裝置一起使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在接近通過排出口澆注熔融金屬的末期所使用的熔融金屬貯運容器(10)排出口(14)上的流量控制裝置，裝置(22)具有一個頭部(25)和一個尾部(26)以及在所述頭部和尾部之間形成的以減少熔融金屬(20)渦流效應(yīng)的流動通道(25C)，尾部(26)的輪廓使其裝配在排出口(14)的與該尾部輪廓相符合的入口(19)中，而流動通道(25C)導(dǎo)入排出口(14)，所述控制裝置(22)與一個耐火材料定位裝置(23)相連接，由此在熔融金屬(20)流經(jīng)排出口(14)的過程中該裝置可被裝配在排出口(14)中。
文檔編號B22D41/18GK1164200SQ95195809
公開日1997年11月5日 申請日期1995年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月2日
發(fā)明者A·E·戴頓 申請人:福塞科國際有限公司