專利名稱：液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備,操作法及耐火材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從上游容器向下游容器轉(zhuǎn)移液態(tài)金屬用的設(shè)備，包括上游容器；下游容器；放出槽；用于調(diào)節(jié)通過出鐵(鋼)口的液態(tài)金屬流的流量調(diào)節(jié)器；配置于上游容器和下游容器之間的一組耐火材料組合，其用途是限制液態(tài)金屬從上游容器流向下游容器時所通過的放出槽，放出槽的每個耐火材料組合具有至少1個與鄰接的耐火材料組合的相應(yīng)面形成結(jié)合的配合面；和圍繞放出槽靠近耐火材料組合之間的至少1個配合面所配置的閉式槽。
耐火材料組合指的是由1種或多種耐火材料組成的整體部件，可能還包括其他組成部分，比如全屬殼體。流量調(diào)節(jié)器指的是在本技術(shù)領(lǐng)域中使用的任何一種裝置，就像塞桿，滑門閥，以及還有單純的節(jié)流口。
在此種設(shè)備中，在放出槽中存在一個流量調(diào)節(jié)器意味著，當(dāng)液態(tài)金屬流動時存在有壓力降。如果放出槽未能密封得很完善，空氣可能會因為這一壓力降低而被抽吸進入其中。通常情況正是如此，特別是在形成該放出槽的各種耐火材料組合之間的配合面上，因為其密封很難做到和保持。所以空氣就會被吸入，結(jié)果使得金屬的質(zhì)量下降。
為解決這個問題，已知的一種方法是利用閉式槽在靠近每個關(guān)鍵的配合面處圍繞放出槽生成惰性氣體過壓。此處的惰性氣體指的是不會影響放出的金屬的質(zhì)量的氣體。一般使用的氣體可以是稀有氣體，如氬，不過也包括氣體的氣體，如氮或二氧化碳。
根據(jù)一個已知的實施方案，在兩個鄰接的耐火材料組合之間的配合面的至少一個之上形成一個凹槽。此凹槽中充以加壓惰性氣體并從而形成一個圍繞放出槽設(shè)置的封閉的環(huán)形閉式槽。包含這種實施方案，比如，有美國專利US 4,555,050和歐洲專利EP 0,048,641。
在連續(xù)的耐火材料組合能夠互相移動的特別情況下也有采用閉式槽的。法國專利申請FR 74/14636描述了一種具有兩個調(diào)節(jié)板的滑門閥，其中每個調(diào)節(jié)板具有一個液態(tài)金屬從中通過的放出孔，于是當(dāng)一個調(diào)節(jié)板相對另一調(diào)節(jié)板滑動時就可以調(diào)節(jié)液態(tài)金屬流。這兩個調(diào)節(jié)板每個都在其公共配合平面上具有一個與另一凹槽首尾相對的U形凹槽，使一個U形的兩臂與另一個U形的兩臂重疊并從而形成一個封閉的環(huán)形閉式槽而不管兩個調(diào)節(jié)板的相對位置如何。
根據(jù)另一已知結(jié)構(gòu)，是圍繞配合面的外部設(shè)置一個封閉室，并且此封閉室中充以加壓惰性氣體。比如在美國專利US 4,949,885中就是采用這種結(jié)構(gòu)。
所有這些已知方案的采用都是為了以引入惰性氣體代替引入空氣，從而可以消除液態(tài)金屬與空氣接觸而產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)問題。
然而，這些已知的解決方案具有幾個缺點。
氣體吸入到放出槽中的問題并未消除。并且其吸入甚至更為厲害，因為凹槽或封閉室中是處于過壓狀態(tài)。特別當(dāng)轉(zhuǎn)移金屬是在中間包和連續(xù)鑄造模之間進行的場合這是一個缺陷。
吸入到放出槽中的氣體終止于鑄模中并在其中造成擾動，如湍流，蓋粉的運動及此蓋粉為液態(tài)金屬所捕獲。拖入鑄模內(nèi)的氣體可進一步溶解于液態(tài)金屬并在其后在固化金屬中生成缺陷。
此外，為降低液態(tài)金屬進入鑄模時的速度并從而減小鑄模中的湍流，多數(shù)噴射罩管的出口截面較其入口截面為大。這樣液態(tài)金屬流的速度就逐漸減小。在噴射罩管中存在大量氣體可能使這一類管子不能正確工作液流會從管壁上分離并因而使金屬成為噴射流下落到鑄模中。
在采用放出槽時兩個耐火材料組合之間的配合面的質(zhì)量的變化情況是無法把握的。可能出現(xiàn)缺陷。特別是在耐火材料組合可相互移動的場合，配合面的磨損可導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏。在具有可動耐火材料組合的設(shè)備之中有的可設(shè)置有調(diào)節(jié)滑門閥和用于更換噴射罩管的機構(gòu)。
為限制吸入到放出槽中的氣體，一種可能是調(diào)節(jié)注入閉式槽的惰性氣體流。在此場合，如密封缺陷很嚴(yán)重，有可能發(fā)生惰性氣體流速不再足以僅使惰性氣體進入放出槽。在此場合，放出槽中的壓力成為負(fù)壓，于是空氣會被吸入放出槽中。另一方面，如密封良好，固定的惰性氣體流仍然注入閉式槽中，其中的壓力將增加并使惰性氣體進入放出槽內(nèi)。而實際上并不需要。
另一種可能是在惰性氣體注入閉式槽時調(diào)節(jié)惰性氣體的壓力。在此場合，如密封缺陷很嚴(yán)重，注入放出槽的惰性氣體流速高，于是會導(dǎo)致上述的缺陷。
實際上，當(dāng)泄漏速率很高時，就必須交替使用這兩種調(diào)節(jié)模式，即使這意味著要接受吸入的一定量的空氣來取代過多的惰性氣體。結(jié)果，調(diào)節(jié)的管理極為復(fù)雜而不得不在兩類缺點中采取折中的辦法。
惰性氣體通常是使用氬。如閉式槽要求一直供氣并且泄漏可能嚴(yán)重，則使用氬氣的成本很高。這一點在組成閉式槽的外室難以密封并且需要很高氣體流速以維持其中的過壓時尤其如此。這一缺點在鐵(鋼)水包和中間包之間連續(xù)出鐵(鋼)的應(yīng)用中特別重要。
另外，比如，從法國專利申請FR 85/02625中已知有耐磨耐火材料件，在該申請中是將可以填塞耐火材料中的孔洞的注入物質(zhì)引入到實際的耐火材料中。這一技術(shù)可防止液態(tài)金屬滲入耐火材料的孔洞之中。然而，它并未能解決使連續(xù)的耐火材料組合之間的結(jié)合部成為氣密結(jié)合的問題。
本發(fā)明的目的就專門是要提供一種不具有上述缺點的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是要提供一種在采用放出槽時改進耐火材料組合之間的配合面的密封的方法。
本發(fā)明涉及從上游容器向下游容器轉(zhuǎn)移液態(tài)金屬，特別是鋼，所用的設(shè)備。此種設(shè)備通常包括使液態(tài)金屬從上游容器流向下游容器的放出槽，這一放出槽由置于兩個容器之間的一組耐火材料組合定界。放出槽的每個耐火材料組合具有至少一個表面與鄰接的耐火材料組合的相應(yīng)的表面形成配合面。流量調(diào)節(jié)器可用來調(diào)節(jié)通過放出槽的液態(tài)金屬流。圍繞放出槽靠近耐火材料組合之間的至少1個配合面配置有閉式槽。這一閉式槽有一個入口可使材料進入。
本發(fā)明的特征在于此設(shè)備包括將密封劑引入閉式槽的裝置。此設(shè)備還包含用于將惰性氣體注入到閉式槽中的裝置。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，引入密封劑的裝置由安裝在與閉式槽的入口相連的管子上的料盒構(gòu)成。這一裝置可將預(yù)定劑量的密封劑引入到閉式槽之中，這一點是有利的。
最好是閉式槽的構(gòu)成包括一個可以使過剩的密封劑和/或流體，如惰性氣體，逸出的出口。閉式槽的構(gòu)成最好是其一端是入口，而另一端是出口。上述的閉式槽最好是直線式或連續(xù)式的。出口可使任何量的過剩密封劑排出到本設(shè)備的外部。
在本發(fā)明的一個實施方案中，可在閉式槽的出口處保持壓力的裝置與閉式槽的出口相連接，同時還可以使過剩的密封劑逸出。這些裝置可以是校準(zhǔn)壓頭損失。這一校準(zhǔn)壓頭損失對大氣開放。由這一校準(zhǔn)的壓頭損失所完成的功能將在下面予以說明。
本發(fā)明還涉及操作上述液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的方法，其特征在于可將密封劑引入到閉式槽之中。
密封劑可以是微粉狀制品，特別是粉末。這種粉末最好是由各種大小的顆粒構(gòu)成。這種粉末可從石墨和不會損害金屬質(zhì)量的其他耐火材料中選擇。這種粉末也可以是可熔制品，如搪瓷，它在液態(tài)時的黏滯性足以封閉，至少是部分地，閉式槽的泄漏點。
也可從涂料和樹脂中選擇密封劑。這種密封劑可覆蓋閉式槽的槽壁而形成一個防滲層。
密封劑也可以是非揮發(fā)性制品，可從在閉式槽的溫度下為液態(tài)的鹽和金屬中選擇。這種非揮發(fā)型制品最好是可以以絲狀形式引入，并在進入閉式槽18,40時熔化。最好是使用鋁絲。
最后，密封劑也可由至少兩種在環(huán)境溫度下無反應(yīng)，而在閉式槽中的溫度下一起發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)產(chǎn)生。
這一密封劑可連續(xù)地或間歇地引入?？墒褂枚栊詺怏w將這種密封劑輸運到閉式槽中。
惰性氣體注入到閉式槽的第1種方法包括下列步驟-將閉式槽入口處的惰性氣體的壓力設(shè)定為預(yù)定值；
-測定注入到閉式槽中的惰性氣體的相應(yīng)流量；-當(dāng)上述流量超過預(yù)定值時將密封劑引入閉式槽。
惰性氣體注入到閉式槽的第2種方法包括下列步驟-將注入閉式槽的惰性氣體的流量設(shè)定為預(yù)定值；-測定在此閉式槽入口處的惰性氣體的壓力；-當(dāng)上述壓力降低到預(yù)定值之下時將密封劑引入閉式槽。
惰性氣體注入到閉式槽的第3種方法(適用于閉式槽具有出口的場合)包括下列步驟-將注入閉式槽的惰性氣體的流量調(diào)節(jié)為預(yù)定值；-測定在惰性氣體進入閉式槽入口處的惰性氣體的壓力；-確定排氣出口處惰性氣體的流量；-調(diào)節(jié)注入閉式槽的惰性氣體的流量的設(shè)定值使得在排氣出口處的惰性氣體的流量永遠(yuǎn)為正值；-利用注入閉式槽的情性氣體的流量和在排氣出口處的惰性氣體的流量之差值確定吸入到放出槽中的惰性氣體的流量；-當(dāng)吸入到放出槽中的惰性氣體的上述流量超過容許限度時將密封劑引入閉式槽。
在閉式槽出口處的惰性氣體的流量最好是通過測定連接到閉式槽出口處的校準(zhǔn)壓頭損失中的惰性氣體流的壓差來確定。由于閉式槽中的壓頭損失本身不大，所以在閉式槽入口處測定的壓力實際上等于這一壓差。因此這一方法可用于液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備在閉式槽的出口處包含可保持壓力的裝置，如校準(zhǔn)壓頭損失，的場合。
本發(fā)明的其他特征在通過參考附圖閱讀下面的說明后將可得到認(rèn)識。在附圖中-

圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的垂直剖視總圖；-圖2為根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備(包含引入密封劑裝置)的垂直剖視詳圖；-圖3為根據(jù)本發(fā)明的此種設(shè)備的垂直剖視詳圖，其中用于引入密封劑的裝置是制作在實際耐火材料組合中的一個空腔；
-圖4為根據(jù)本發(fā)明的此種設(shè)備的垂直剖視詳圖，其中的直線閉式槽的構(gòu)成包括制作在耐火材料組合中的一個具有入口和出口的凹槽；-圖5為與圖4類似的詳圖，其中閉式槽的構(gòu)成包括一個室；-圖6為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備及其輔助線路的示意圖，包含用于注入惰性氣體和用于引入密封劑的裝置；-圖7為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的頂視詳圖，其中示出的耐火材料組合中直線閉式槽的構(gòu)成包括一個具有入口和出口的凹槽；-圖8和圖9為根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的滑門閥的兩個調(diào)節(jié)板的頂視圖及正視圖，其中滑門閥處于全開位置；及-圖10和圖11為同樣的兩個調(diào)節(jié)板的頂視圖及正視圖，其中滑門閥處于全閉位置。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備。它包含一個上游容器2。在示出的示例中，上游容器2是一個中間包，它具有一個覆蓋有耐火材料層6的鋼制底壁4。在中間包的底部有一個出鐵(鋼)口。這一出鐵(鋼)口由安置在耐火材料厚度上并通過鋼制底壁4的內(nèi)水口8限定。此設(shè)備構(gòu)成還包括一個下游容器10。在示出的示例中，下游容器10為一個連續(xù)鑄造模。
內(nèi)水口8終止于調(diào)節(jié)板12的下部。在內(nèi)水口8的下方是噴射罩管32,它終止于與內(nèi)水口8的調(diào)節(jié)板12相配合的調(diào)節(jié)板16的上部。調(diào)節(jié)板12和16利用已知裝置以一種已知方式互相壓緊以便使其間的密封盡可能徹底。封閉的閉式槽18由制作在調(diào)節(jié)板12和16之間的配合面22上的環(huán)形槽20構(gòu)成。供應(yīng)惰性氣體的管子24與這一環(huán)形槽20連接。用標(biāo)號26表示的是用來調(diào)節(jié)金屬流量裝置，在此處是一根塞桿。內(nèi)水口8和噴射罩管32限定金屬從上游容器2流入下游容器10所通過的放出槽28。在示出的實施方案示例中，此設(shè)備只有2個耐火材料組合(內(nèi)水口8及噴射罩管32)，不過它也可以具有更多的耐火材料組合，比如在裝備有具有3個調(diào)節(jié)板的滑門閥的設(shè)備的場合。限定放出槽28的每個耐火材料組合8，32都具有至少1個表面與鄰接的耐火材料組合的相應(yīng)表面形成配合面22。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的一部分的詳圖。此圖示出插入到噴射罩管32中的一個匯集噴嘴30，兩者形成放出槽28。耐火材料組合之間的結(jié)合部具有一個配合面22。封閉的閉式槽18的構(gòu)成包括一個制作在噴射罩管32和匯集噴嘴30的配合面22上的環(huán)形槽20。供應(yīng)惰性氣體的管子24與這一環(huán)形槽20連接。
料盒32中裝有密封劑，并且計量器34用來將密封劑引入惰性氣體供應(yīng)管24。此計量器34可以是一個轉(zhuǎn)動配料器，配料器包含一個滾筒，滾筒的每一次轉(zhuǎn)動都將預(yù)定量的密封劑引入到惰性氣體供應(yīng)管24之中。
計量器34可以是手動控制的。其操作也可是自動的。密封劑的引入可以是連續(xù)的或間歇的。在本實施方案中密封劑是由惰性氣體流輸運的，因此惰性氣體就充當(dāng)了運載流體。從而使密封劑進入閉式槽18并由惰性氣體拖入耐火材料組合30和32之間的空隙處。于是密封劑就將這些空隙堵住。結(jié)果就產(chǎn)生兩個優(yōu)點首先，吸入放出槽28的氣體的流量及對液態(tài)金屬流出的干擾減??；其次，氣體的消耗量減少，這是一個經(jīng)濟因素。
在圖2所示的示例中，密封劑是由運載氣體輸運的粉末。最好是這種粉末是由各種大小的顆粒構(gòu)成。于是，粗大的顆?？梢远伦〈蟮男孤c，而細(xì)小的顆?？啥伦≥^小泄漏點和粗大顆粒之間的空隙。最好是采用扁平的顆粒，即薄片。薄片具有下述優(yōu)點薄片更易于為運載氣體流所輸運；可為配合需要堵塞的空隙的形狀而變形。這種粉末可由石墨和不會損害金屬質(zhì)量的其他耐火材料構(gòu)成。
本發(fā)明也涉及其他形式的密封劑和密封劑的其他引入模式。引入模式可包含采用惰性氣體作為運載流體。密封劑也可不借助運載流體引入到閉式槽18之中。密封劑可以是液態(tài)的。特別是它可以是油脂制品，可以以液態(tài)或黏滯形式引入。這種制品裂解時生成的固態(tài)產(chǎn)物可將泄漏點可靠地堵塞，所生成的揮發(fā)產(chǎn)物則選出。在此實施方案中，最好是在閉式槽18中設(shè)置至少1個排泄孔口以使揮發(fā)產(chǎn)物逸出到設(shè)備外部而不致進入到放出槽28之中。密封劑也可以是固態(tài)制品，如金屬絲。此種密封劑在環(huán)境溫度下為固態(tài)，而在閉式槽內(nèi)部的優(yōu)勢溫度下會熔化。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的一種實施方案。其中，一個裝有密封劑的料盒36放置于調(diào)節(jié)板38的空腔中。料盒36可具有一個可熔殼體，此殼體在調(diào)節(jié)板38放入到像滑門閥或換管器中工作時就會熔化。惰性氣體供應(yīng)管24與料盒36的上部連接，并且其連接方式使可熔殼體在熔化時密封劑被拖入閉式槽18。此種耐火材料組合可很簡單地用于現(xiàn)有的設(shè)備中而無須對其進行改造。所需要的只是安裝具有集成料盒36來代替普通調(diào)節(jié)板的耐火材料調(diào)節(jié)板，如38。為堵住存在于調(diào)節(jié)板38和16之間的泄漏點將把一次劑量的密封劑引入到其間的配合面22的平面上。
在圖2及圖3所示的實施方案中閉式槽18都是具有惰性氣體供應(yīng)的封閉環(huán)形槽。將密封劑引入到此閉式槽18中將可以改進密封并因而保護由閉式槽18所供給的液態(tài)金屬。然而，這兩個實施方案不可能保證密封劑沿著整個閉式槽的長度上分布均勻。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備。其中的閉式槽40的構(gòu)成包括一個不是環(huán)形而是直線形狀的凹槽42，以及一端與惰性氣體供應(yīng)管24連接的入口44，而另一端為出口46。
閉式槽40的這種開放式設(shè)置可保證惰性氣體流將密封劑拖帶進入整個閉式槽。在閉式槽40的各處惰性氣體的速度都足以防止閉式槽40被密封劑堵塞，特別是在槽內(nèi)的那些敏感部分，如彎曲處，截面改變區(qū)及上升區(qū)。
出口46可防止在閉式槽40中的惰性氣體產(chǎn)生過壓。可在閉式槽40的出口處安裝一個可在此閉式槽中保持輕微過壓而同時仍然允許密封劑的任何過剩都可以逸出的裝置。這種裝置比如可以是一個簡單的壓頭損失。
在圖4所示的示例中，閉式槽具有螺線形狀。這一實施方案特別適合錐形配合面。在示出的示例中，凹槽42，入口44和出口46是制作在一個單個的耐火材料組合32之中，不過這3個部件也可制作在另一個耐火材料組合30中，整個地或部分地，也不脫離本發(fā)明的范圍。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的與圖2及圖4類似的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的部分詳圖。除了圖2及圖4中所示的閉式槽40及18，圖5中所示的閉式槽是由環(huán)繞匯集噴嘴30和噴射罩管32之間的配合面的外周的外殼50所產(chǎn)生的一個閉合室48。根據(jù)本發(fā)明，密封劑可引入到閉式槽48中。密封52保證閉式槽48得到密封。此室可借助與前述方式類似的方式通過惰性氣體供應(yīng)管24供應(yīng)加壓惰性氣體。這樣一來吸入到放出槽28的就不是空氣而是閉式槽48之中的惰性氣體。閉式槽48可為環(huán)形和封閉的，并且裝有一個入口44。另外一種替代方式是它可以具有一個出口46。在這種場合，閉合室最好是具有直線形狀和連續(xù)的結(jié)構(gòu)，其入口44在一端，而出口46在另一端。
下面將參考附圖在采用惰性氣體來輸運密封劑的場合下利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備及其附屬裝置的各種方法進行詳細(xì)說明。
惰性氣體供給源的構(gòu)成可包括一個氣源，它可以，比如，是一個鋼瓶，一個，減壓閥54，一個流量計56和一個調(diào)節(jié)器58，此調(diào)節(jié)器58用來調(diào)節(jié)流量或壓力。
在第1種方法中，在閉式槽入口44處的惰性氣體的壓力Pin設(shè)定為預(yù)定值，并且測定注入的惰性氣體的相應(yīng)流量。壓力表60指示該壓力。流量計56指示該流量。當(dāng)該流量超過預(yù)定值時，即表明吸入到放出槽28的惰性氣體的流量過剩時，就將預(yù)定量的密封劑引入。壓力Pin可為大約0.2巴。這一方法最好是用于閉式槽40,18是封閉式或該槽是開放式的，但在其出口46處有一壓頭損失61的設(shè)備中。
在第2種方法中，在閉式槽40,18的入口44處的惰性氣體的壓力Pin設(shè)定為預(yù)定值，并且測定注入到上述閉式槽內(nèi)的惰性氣體的壓力。當(dāng)此壓力降低到低于預(yù)定值時就表示吸入到放出槽28的惰性氣體的流量過大，于是引入一定量的密封劑。惰性氣體的預(yù)定流量值的選擇方法是使它比吸入放出槽28的惰性氣體的最大可能流量為大，并且因而使惰性氣體永遠(yuǎn)過剩。這一方法最好是用于閉式槽40,18是開放式或該槽在其出口46處有一壓頭損失61的設(shè)備中。開口46事實上使過剩的惰性氣體和過剩的密封劑可以排放到設(shè)備的外面。這一開口也使得可以在閉式槽40中保持壓力為低值。這樣，在仍然有把握只使惰性氣體可被吸入到放出槽28之中的情況下，吸入到放出槽之中的惰性氣體量可減少到可與配合面22學(xué)匹配的盡可能地小，因為閉式槽中的壓力降低了。這一方法的優(yōu)點是管理是很簡單并且效率最佳。密封劑的引入也可以是連續(xù)的，因為密封劑的過?？勺詣拥嘏c過剩的惰性氣體一起經(jīng)出口46拖帶到外面去。不存在由于密封劑的蓄積而堵塞惰性氣體供應(yīng)管24或閉式槽40的危險。這一方法的另一優(yōu)點是因為線路上無死區(qū)，所以惰性氣體流的速度足以能夠保證沿著閉式槽40的整個長度將密封劑輸運到需要密封劑的各個地點。
第3種方法是上述方法的改進版，它可以在吸入放出槽28的惰性氣體流量超過容許限度時控制密封劑的引入。在這種方法中在閉式槽的出口46處增加一個第2流量計以便測定通過上述出口的逸出的過剩惰性氣體。這樣就可以了解到在注入到閉式槽40之中的惰性氣體的流量為Qin時由壓差所產(chǎn)生的實際吸入到放出槽28中的惰性氣體的流量。流量計最好是借助校準(zhǔn)壓頭損失61和壓力表61產(chǎn)生。通過校準(zhǔn)壓頭損失61的流量Qout在閉式槽40中生成很小的過壓壓力Pin，此壓力由1壓力表60讀出。由壓力表60測定的壓力壓力Pin和通過出口62逸出的惰性氣體流量Qout之間的關(guān)系由下面形式的經(jīng)驗公式給出Qout=k*f(Pin)其中的k是校準(zhǔn)壓頭損失的校準(zhǔn)系數(shù)。
因為閉式槽40的壓頭損失很小，在閉式槽40的入口處利用壓力表60測定的壓力Pin近似地等于在該槽的出口46處測定的壓力。將壓力表60置于閉式槽的入口44處可避免將其與出口連接的困難。這些困難為與放出槽28附近環(huán)境相關(guān)的困難及壓力表受到過剩的密封劑生成的污垢所造成的困難。
通過使用一個直徑為3至4mm長度為1至4mm的管子產(chǎn)生一個校準(zhǔn)壓頭損失，可生成一個低過壓(0.1至0.3巴)，這對泄漏量不會造成什么危害。本發(fā)明的優(yōu)點在于可以遙測經(jīng)閉式槽40逸出的過剩流量。本方法的另一優(yōu)點是這種形式的流量計極為簡單和結(jié)實，可以直接安裝在耐火材料的出口處，而可以不管困難環(huán)境所特有的困難。因此就無需在保護和操作員可接近的場所設(shè)置為安裝流量計所使用的附加管道。
因而這第3種方法就使得可在任何時刻估計吸入放出槽28中的惰性氣體的泄漏量并在這一流量超過可接受限度時采用手動或自動方式引入密封劑。
在配合面的質(zhì)量隨時會受到影響的情況下最好是采用連續(xù)引入密封劑的方式。特別是對于用于調(diào)節(jié)出鐵(鋼)噴嘴的滑門閥的調(diào)節(jié)板64,66之間的配合面更是如此，因為它們要頻繁地運動，從而就有隨時產(chǎn)生新的泄漏點的危險。對于鋼(鐵)包匯集噴嘴30和和噴射罩管32之間的配合面而言也是如此?；T閥的運動和由液態(tài)金屬引起的管子32的振動隨時會造成配合面22質(zhì)量的惡化。
下面描述的本發(fā)明的一種應(yīng)用最好是用在出鐵(鋼)時的大部分時間中配合面是處于靜態(tài)，而只是周期性地改變的場合。這特別是適用于美國專利US 4,569,528中所描述的換管的場合。在這種換管器中，在管子的上端有一個牢固地壓在上游容器的定板上的平板。當(dāng)管子磨損時，要用新管替換，一般是通過針對上部定管滑進一根新管。配合面22一般受換管操作的影響很大，而在管子的壽命中間它很少受什么影響，此時配合面22是處于靜態(tài)中。對于這種應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明的方法的理想實施方案是只有在配合面22質(zhì)量狀態(tài)需要時才啟動引入密封劑。當(dāng)泄漏量增加到超過預(yù)定的可接受值時，即當(dāng)由壓力表60讀出的壓力下跌到低于預(yù)定閾值時，就觸發(fā)密封劑的引入。只要泄漏量減小到預(yù)定值，就是說壓力表60上的壓力增加到高于閾值，密封劑的引入就停止。
通過添加一個雙閾值壓力探測器63可以很容易地將這一方法自動化。
可應(yīng)用于根據(jù)上述本發(fā)明的各個方法的改進為設(shè)置一個附加的惰性氣體供應(yīng)管線，其構(gòu)成包括閥門68，可選擇為可控型，流量調(diào)節(jié)器70及流量計72。閥門68與觸發(fā)引入密封劑的同時打開，以便在引入密封劑時提供附加的惰性氣體流。這一改進提供的優(yōu)點是可以將由調(diào)節(jié)器58提供的惰性氣體的主流量設(shè)定在一個相對低的數(shù)值上，比如10 N 1/分(min)，該流量當(dāng)配合面22密封正確時在正常出鐵(鋼)操作情況下是足夠的，而在當(dāng)配合面22惡化時，比如在更換管子之后，可以具有足夠高的流量以便保持惰性氣體的過剩，以保證有效地輸運密封劑和經(jīng)出口46去除過剩的密封劑。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的耐火材料組合74的頂視圖。由直線凹槽42構(gòu)成的閉式槽40的入口44和出口46通過在耐火材料體中鉆出的孔洞在周圍露出。這一耐火材料組合74可以，比如，是內(nèi)噴嘴的下表面，噴射罩管的上表面，換管器的平板或，更常見的是，放出槽28的任何區(qū)段。
圖8,9,10和11示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施方案的示例，其構(gòu)成包括上面鉆出一個孔洞而形成放出槽28的上板64，也具有孔洞的下板66，這兩個平板可互相相對橫向移動，并且從而可通過改變放出槽28的開度調(diào)節(jié)液態(tài)金屬的流量。這兩個平板中的每一個都具有一個U形凹槽76。不同于現(xiàn)有技術(shù)已知的凹槽，如法國專利FR 74/14636，這兩個疊置的U形物只有其中的一臂是在其長度78的一部分上是重合的，這一部分可根據(jù)兩個平板64和66的相對位置而改變。臂80和82不重合，而是在其各自的端部分別與出口46和入口管24連接。在此設(shè)備中，因此就存在一個環(huán)繞放出槽28的連續(xù)的直線形狀的閉式槽40，其一端為入口，另一端為出口。這種安排方式使得可以采用根據(jù)本發(fā)明的通過或是將校準(zhǔn)壓頭損失設(shè)置在下部調(diào)節(jié)板66之中，或是連接到其外部的方式來調(diào)節(jié)惰性氣體注入量的方法。
上板64的U形的兩臂之間的距離與下板66的U形的兩臂之間的距離不同。因此至少這兩個U形之一相對形成放出槽28的孔洞是非對稱的。
這一實施方案特別適用于稱為滑門閥噴嘴的系統(tǒng)。它顯示出本發(fā)明可應(yīng)用于多種液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備。
權(quán)利要求
1．一種從上游容器(2)向下游容器(10)轉(zhuǎn)移液態(tài)金屬，特別是鋼，的設(shè)備，其構(gòu)成包括-上游容器(2)；-放出槽(28)；-下游容器(10)；-用來調(diào)節(jié)通過放出槽(28)的液態(tài)金屬流的流量調(diào)節(jié)器(26)；-置于上游容器和下游容器之間用于為液態(tài)金屬通過它從上游容器流向下游容器的放出槽(28)定界的一組耐火材料組合(8,12,30,32,64,66,74)，放出槽(28)的每個耐火材料組合具有至少一個配合面(22)與鄰接的耐火材料組合的相應(yīng)的表面形成結(jié)合；-圍繞放出槽(28)靠近耐火材料組合(8,12,30,32,64,66,74)之間的至少1個配合面(22)配置的閉式槽(18；40)，這一閉式槽有一個入口(44)可使材料進入；其特征在于此設(shè)備的構(gòu)成包括用于將密封劑引入閉式槽(40；18)的裝置(32,34,36)。
2．如權(quán)利要求1的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于此設(shè)備的構(gòu)成包括將惰性氣體引入閉式槽(40；18)的裝置(32,34,36)。
3．如權(quán)利要求1和2的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于用于引入密封劑的裝置(32,34,36)的構(gòu)成包括安裝在與閉式槽(40；18)的入口(44)相連的管子(24)上的料盒(32)。
4．如前述權(quán)利要求中任何一項的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于用于引入密封劑的裝置(32,34,36)的構(gòu)成包括可將預(yù)定劑量的密封劑引入到閉式槽之中裝置(34)。
5．如前述權(quán)利要求中任何一項的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于閉式槽(40)的構(gòu)成包括一個可以允許材料逸出的出口(46)。
6．如權(quán)利要求5的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于閉式槽(40)的構(gòu)成是閉式槽(40)的入口(44)在其一端，而出口(46)在其另一端。
7．如權(quán)利要求5或6的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于閉式槽(40)是直線形狀和連續(xù)式的。
8．如權(quán)利要求5至7的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于可以在閉式槽(40)的出口(46)處保持壓力的裝置與閉式槽(40)的出口(46)相連接，同時還可以允許過剩的密封劑逸出。
9．如權(quán)利要求8的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備，其特征在于可以在閉式槽(40)的出口(46)處保持壓力同時還可以允許過剩的密封劑逸出的裝置是由排氣出口(62)終止的校準(zhǔn)壓頭損失(61)。
10．如前述權(quán)利要求中任何一項的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)移設(shè)備的操作方法，其特征在于將密封劑引入閉式槽(40；18)。
11．如權(quán)利要求10的方法，其特征在于密封劑是微粉狀制品。
12．如權(quán)利要求11的方法，其特征在于微粉狀制品是粉末。
13．如權(quán)利要求12的方法，其特征在于粉末包含各種大小的顆粒。
14．如權(quán)利要求12和13的方法，其特征在于粉末是從石墨和不會損害金屬質(zhì)量的其他耐火材料中選擇的。
15．如權(quán)利要求12和13的方法，其特征在于粉末是是可熔制品，如搪瓷，它在液態(tài)時的黏滯性足以封閉，至少是部分地，閉式槽(40；18)的泄漏點。
16．如權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于密封劑是從涂料和樹脂中選擇的，并可覆蓋閉式槽(18；40)的槽壁而形成一個防滲層。
17．如權(quán)利要求10的方法，其特征在于密封劑是從在閉式槽(18；40)的溫度下為液態(tài)的鹽和金屬中選擇的非揮發(fā)性制品。
18．如權(quán)利要求17的方法，其特征在于非揮發(fā)型制品是以絲狀形式引入并在進入閉式槽(40；18)時熔化。
19．如權(quán)利要求10至18中任何一項的方法，其特征在于密封劑是由至少兩種在環(huán)境溫度下無反應(yīng)，而在閉式槽(18；40)中的溫度下一起發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)產(chǎn)生。
20．如權(quán)利要求10至19中任何一項的方法，其特征在于密封劑是連續(xù)地引入。
21．如權(quán)利要求10至19中任何一項的方法，其特征在于密封劑是間歇地引入。
22．如權(quán)利要求10至21中任何一項的方法，其特征在于是使用惰性氣體將密封劑輸運到閉式槽(40；18)中。
23．如權(quán)利要求22的方法，其特征在于-將閉式槽(40；18)入口處的惰性氣體的壓力設(shè)定為預(yù)定值；-測定注入到閉式槽(40；18)中的惰性氣體的相應(yīng)流量；-當(dāng)所述流量超過預(yù)定值時將密封劑引入閉式槽(40；18)。惰性氣體注入到閉式槽(40；18)的第2種方法包括下列步驟-將注入閉式槽(40；18)的惰性氣體的流量設(shè)定為預(yù)定值；-測定在此閉式槽入口處的惰性氣體的壓力；-當(dāng)所述壓力降低到預(yù)定值之下時將密封劑引入閉式槽(40；18)。
24．如權(quán)利要求22的方法，其特征在于-將注入閉式槽(40；18)的惰性氣體的流量調(diào)節(jié)為預(yù)定值；-測定在惰性氣體進入閉式槽(40；18)入口處的惰性氣體的壓力；-當(dāng)所述壓力值降低到低于預(yù)定值時將密封劑引入到閉式槽(40；18)中。
25．如權(quán)利要求22的方法，該方法可應(yīng)用于如權(quán)利要求8或9的設(shè)備中，其特征在于-調(diào)節(jié)注入閉式槽(40)的惰性氣體的流量為設(shè)定值；-確定在排氣出口(62)處的惰性氣體的流量；-調(diào)節(jié)注入閉式槽(40)的惰性氣體的流量的設(shè)定值使得在排氣出口處的惰性氣體的流量永遠(yuǎn)為正值；-利用注入閉式槽(40)的惰性氣體的流量和在排氣出口(62)處的惰性氣體的流量之差值確定吸入到放出槽(28)中的惰性氣體的流量；-當(dāng)吸入到放出槽(28)中的惰性氣體的所述流量超過容許限度時將密封劑引入閉式槽(40)。
全文摘要
一種從上游容器(2)向下游容器(10)轉(zhuǎn)移液態(tài)金屬,特別是鋼的設(shè)備,其構(gòu)成包括上游容器(2);放出槽(28);下游容器(10);用來調(diào)節(jié)通過放出槽(28)的液態(tài)金屬流的流量調(diào)節(jié)器(26);置于上游客器和下游容器之間用于為液態(tài)金屬通過它從上游容器流向下游容器的放出槽(28)定界的一組耐火材料組合(8,12,30,32,64,66,74),放出槽(28)的每個耐火材料組合具有至少一個配合面(22)與鄰接的耐火材料組合的相應(yīng)的表面形成結(jié)合;圍繞放出槽(28)靠近耐火材料組合(8,12,30,32,64,66,74)之間的至少1個配合面(22)配置的閉式槽(18;40),這一閉式槽有一個入口(44)可使材料進入;此設(shè)備的構(gòu)成包括用于將密封劑引入閉式槽(40;18)的裝置(32,34,36)。
文檔編號B22D41/42GK1233985SQ97198940
公開日1999年11月3日 申請日期1997年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者弗朗索瓦－諾埃爾·理查德, 何塞·西蒙斯 申請人:維蘇維尤斯·克魯斯布公司