專利名稱：用于中斷和恢復(fù)在高爐的出口通道中和熔爐的排出通道中的鐵和金屬熔液的熔液流的方 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于中斷和恢復(fù)在高爐的出口通道和熔爐的排出通道中的鐵和金屬熔液的熔液流的方法和熔液通道。
背景技術(shù)：
在通常情況下，熔液經(jīng)過一定的時間間隔從如高爐和熔爐的冶金容器以及類似的裝置中流出。隨后，所述熔液流被中斷，并且在稍后的時間點(diǎn)再次開始流動。為了中斷熔液流，存在一系列裝置，例如滑閥和瓣閥。在高爐中，在出口處幾乎僅使用堵塞方法，在所述方法中，借助高的壓力將一種特別為該目的研發(fā)的塑性物質(zhì)壓入出口通道中。所述堵塞物在出口通道中硬化，并且為了重新的出爐過程必須被鉆通。為此，昂貴的技術(shù)設(shè)備是必要的。DE 34 43 143A1說明了一種用于交替地打開和關(guān)閉在爐上的出口的方法，在所述方法中，所述出口通道首先通過阻塞裝置封閉。然后，在出口通道的孔口處安置泥炮，并且在阻塞裝置再次打開后，立即通過泥炮用堵塞物完全地填滿所述出口通道。在填滿出口通道后，但在堵塞物完全硬化之前，釬桿借助于鉆孔機(jī)穿過堵塞物的中央一直打入爐內(nèi)，并且在下一次出爐時，將所述釬桿再次從出口通道抽出。最近也提出，將硬化的粉末從炮筒中壓入高爐的出口通道中，以便形成通道的緊密的封閉，直到下一次出爐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于的目的是，改進(jìn)一種方法和熔液通道，特別是用于高爐的出口通道和用于熔爐的排出通道，所述方法和熔液通道避免了已知的方法，特別是在高爐中的出口堵塞方法的缺點(diǎn)，并且避免了用于中斷和恢復(fù)在熔液通道中的熔液流的相應(yīng)的裝置的缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1所述的特征的方法和具有權(quán)利要求7所述的特征的用于鐵和金屬熔液的熔液通道得以實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求包括如權(quán)利要求1所述的方法的和如權(quán)利要求7所述的熔液通道的有利的且適宜的改進(jìn)形式。根據(jù)本發(fā)明的用于中斷和恢復(fù)在通道中，特別是在高爐的出口通道中和熔爐的排出通道中的鐵和金屬熔液的方法，其特征在于，熔液流在通道中通過冷卻轉(zhuǎn)化為凝固狀態(tài)， 以便中斷熔液流，并且通過加熱熔化已凝固的熔液以及恢復(fù)熔液流，特別是用于在爐中的重新的出爐過程。通過在堵塞物的周圍區(qū)域內(nèi)加熱在高爐的出口通道中或在熔爐的排出通道中凝固成堵塞物的熔液，導(dǎo)致具有已凝固的堵塞物芯的整個堵塞物通過高爐或熔爐的內(nèi)壓從出口通道或排出通道中壓出。為了加速與節(jié)能相關(guān)聯(lián)的凝固過程，存在的可能性是，在熔液流凝固前封閉出口通道的或排出通道的排出口。
用于加速熔液的凝固過程的另一可能性在于，所述熔液流在流動通道中，特別是出口通道中凝固前，被引導(dǎo)通過具有不變的極性的至少一個磁場或通過至少一個交變磁場，使得在熔液流中通過感應(yīng)引起電壓，通過所述電壓在熔液流內(nèi)產(chǎn)生渦流，其中，通過磁場和渦流的共同作用產(chǎn)生力，所述力與熔液流的流動方向相反，并且通過所述力能使熔液流的流動速度下降或使熔液流停止。由于熔液流，特別是在高爐的出口通道或熔爐的排出通道中的熔液流，在外層的流動區(qū)域中受控制地冷卻，可通過在中央?yún)^(qū)域中繼續(xù)流動的熔液流在通道的內(nèi)壁上構(gòu)成凝固的熔液層，以便保護(hù)所述通道的內(nèi)壁免受磨損。在此，可通過出口通道或排出通道的內(nèi)壁的相應(yīng)的造型使在熔液流的外層的流動區(qū)域中的流動速度降低，以加速熔液的凝固過程。


下面借助示意的附圖解釋出口通道的不同的實(shí)施形式，所述出口通道用于在高爐的出爐過程結(jié)束的情況下中斷熔液流，并且用于為了重新的出爐過程恢復(fù)熔液流，所述附圖如下示出圖1示出具有冷卻裝置和加熱裝置以及用于調(diào)節(jié)和降低流過出口通道的熔液流的流動速度的裝置的高爐的由外管和內(nèi)管形成的出口通道的縱剖視圖；圖加和2b示出用于阻塞出口通道的排出口的在打開和關(guān)閉位置中的轉(zhuǎn)動蓋；圖3示出具有外管和帶有成型的內(nèi)壁的內(nèi)管的出口通道的另一實(shí)施形式的縱剖視圖；以及圖4示出具有與電加熱線圈組合的冷卻線圈的出口通道的第三實(shí)施形式的部分的縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式高爐1的在圖1中示出的出口通道2由外管3和可在該外管內(nèi)軸向移動的內(nèi)管4 形成，其中，所述外管3與高爐1的爐襯5固定地連接。兩個管3、4由高強(qiáng)度的材料，優(yōu)選為陶瓷材料組成，并且內(nèi)管4的用于阻止由于流出的生鐵和流出的爐渣而導(dǎo)致的磨蝕磨損的材料是附加地耐磨蝕的。所述內(nèi)管4由管段6組成，所述管段每隔一定的時間由新的管段6a替代，以補(bǔ)償出現(xiàn)的磨蝕磨損，其中，新的內(nèi)管段6a通過出口通道2的排出口 7與熔液流8的流動方向a 相反地推入外管3中，并且在此同時，將已磨損的管段6b通過出口通道2的入口 9從外管 3中推入高爐1中。內(nèi)管段6b，熔液流8通過所述內(nèi)管段進(jìn)入到高爐1的出口通道2中，以一定的尺寸凸入高爐中，以用于保護(hù)外管3和高爐1的爐襯5免受磨蝕磨損。在傳統(tǒng)的出爐方法中，這個內(nèi)管段6b承擔(dān)在高爐的爐襯的內(nèi)側(cè)上的所謂的菌狀件的功能。新的管段6a 的插入時間間隔選擇為，使得避免內(nèi)管段6損壞，并且因此排除爐渣與外管3的接觸。在外管3和內(nèi)管段6之間存在基于礦物質(zhì)的潤滑劑10，所述潤滑劑在流出的鐵和流出的爐渣具有高溫的情況下發(fā)揮它的完全的滑動特性，并且所述潤滑劑阻止熔液進(jìn)入內(nèi)管段6之間的間隙中，所述潤滑劑隨后凝固，且因此使內(nèi)管段6與外管3粘合。所述出口通道2裝備有為管狀的冷卻盤管11的形式的冷卻裝置，所述冷卻裝置在鄰接在出口通道2的排出口 7上的通道段中包圍外管3，因?yàn)樵诔鰻t過程后，在高爐1上由于通過流過冷卻盤管11的冷卻劑導(dǎo)致的熔液凝固，在出口通道2的排出區(qū)域中形成足夠強(qiáng)的封閉堵塞物12。包圍出口通道2的具有電加熱線圈13的形式的加熱裝置用于熔化在出口通道2 的在鄰接在排出口 7上的區(qū)段中的凝固的封閉堵塞物12，用于重新的出爐過程。根據(jù)在兩個出爐過程之間的休息時間的長短，在出口通道的后部爐側(cè)段中的熔液凝固并且/或者保持液態(tài)，因?yàn)樵趦蓚€出爐過程之間的時間，——特別是當(dāng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生不規(guī)則性時——，可以是不同長短的。因此用于已凝固的熔液材料的再熔化的加熱裝置必須能在出口通道的總長上起作用。此外，可使用節(jié)能的，圍繞出口通道2設(shè)置的電感應(yīng)線圈作為加熱裝置，所述電感應(yīng)線圈通過磁場在已凝固的熔液中產(chǎn)生渦流，以加熱和熔化所述熔液。感應(yīng)線圈的繞組構(gòu)成為空心剖面，其形成用于冷卻劑的流通通道，以避免線圈繞組由于通過流經(jīng)的電流以及高爐的廢熱產(chǎn)生的過熱而造成損壞。在出口 2的排出口 7的前面設(shè)置構(gòu)成為轉(zhuǎn)動蓋14或滑閥的阻塞裝置，以用于在冷卻過程中在熔液凝固前封閉通道的排出口。在圖加和2b中示出的轉(zhuǎn)動蓋14可圍繞軸15 轉(zhuǎn)動，并且由止擋16保持在向內(nèi)轉(zhuǎn)動到出口通道2前面的關(guān)閉位置中。所述止擋16確保了由高爐的內(nèi)壓產(chǎn)生的力可由轉(zhuǎn)動蓋14吸收。隨著在高爐的出口通道中的熔液的凝固，作用在轉(zhuǎn)動蓋上的力降低。所述轉(zhuǎn)動蓋14在它的朝向出口通道2的側(cè)面上涂覆由耐火材料組成的厚層，以至于所述蓋即使在較長時間使用后也不會由于與過熱的熔液的接觸受到任何損壞。當(dāng)所述熔液流8由于轉(zhuǎn)動蓋14的關(guān)閉而中斷時，在出口通道2中的熔液的冷卻能夠以少量的冷卻耗費(fèi)，并且因此以少量的能耗來進(jìn)行。用于通過用于重新的出爐過程的渦流熔化在出口通道2中凝固的熔液堵塞物12 的感應(yīng)線圈構(gòu)成為，使得熔液堵塞物12的熔化在該堵塞物的鄰接在內(nèi)管4的內(nèi)壁上的表面區(qū)域17內(nèi)進(jìn)行。在高爐1的內(nèi)壓的作用下，以這種方式在直徑上變小的封閉堵塞物12在打開轉(zhuǎn)動蓋14時從出口通道2中壓出，其中，所述已熔化的熔液材料起到潤滑劑的作用。代替轉(zhuǎn)動蓋14或者除了轉(zhuǎn)動蓋外還存在的可能性是，通過磁場導(dǎo)致熔液流的無接觸地作用的減速。根據(jù)圖1，在鄰接在出口通道2的排出口 7上的通道段中設(shè)置有用于調(diào)節(jié)非鐵磁性熔液流8的流動速度且使其減速的裝置18，所述裝置具有由非鐵磁性材料制成的芯19，所述芯具有兩個磁極20、21，它們圍繞高爐1的出口通道2相對地設(shè)置；以及安裝在芯19上的用于產(chǎn)生磁場的感應(yīng)線圈22、23，所述磁場在熔液流8中通過感應(yīng)引起電壓，通過所述電壓在熔液流中產(chǎn)生渦流，所述渦流通過與磁場的共同作用產(chǎn)生力，所述力與熔液流8的流動方向a相反，并且通過所述力可使熔液流減速，直到完全靜止。在圖3中示出的出口通道M由外管3和內(nèi)管4形成，所述內(nèi)管由管段6組成，所述管段的內(nèi)壁25構(gòu)成為拱肋沈，使得獲得拱肋沈的串聯(lián)構(gòu)造，所述拱肋的開口 27沿熔液流8的流動方向a逐漸變窄。拱肋沈的串聯(lián)構(gòu)造導(dǎo)致，熔液流8在內(nèi)管段6的內(nèi)壁25上的流動速度相對于中央的熔液流的流動速度急劇變慢。由于熔液流8的在出口通道2的內(nèi)管4的管段6的內(nèi)壁區(qū)域中的低的流動速度，可能的是，在該區(qū)域中借助于流過包圍出口通道M的外管3的冷卻盤管11的冷卻劑急劇冷卻熔液，而中央的，快速流動的熔液流不被冷卻或僅少許冷卻。通過精確控制冷卻過程，在內(nèi)管4的通過內(nèi)管段6的內(nèi)壁25形成的內(nèi)壁觀上形成凝固的，防磨損保護(hù)的熔液層四。因此，獲得用于高爐或熔爐的工作的以及用于所述爐的技術(shù)設(shè)備的維護(hù)的顯著的益處。 在圖4中部分示出的出口通道30裝備有組合式冷卻和加熱線圈31，它的作為空心剖面33的繞組32由導(dǎo)電材料，特別是銅組成，其中，流過由空心剖面33形成的流通通道34 的冷卻劑導(dǎo)致熔液流8在高爐1的出口通道30中或在熔爐的排出通道中凝固，并且其中， 為了在高爐1上重新開始出爐過程，連接在具有高的電流強(qiáng)度的高頻的交流電上的冷卻和加熱線圈31在冷卻劑流量被節(jié)流的情況下，為了避免線圈繞組32過熱，在出口通道30中的已凝固的熔液中產(chǎn)生大的渦流35，以用于熔化熔液。由于趨膚效應(yīng)，所述渦流在鄰接在出口通道的內(nèi)壁上的凝固的外熔液層中隨著升高的頻率逐漸增強(qiáng)地構(gòu)成，并且導(dǎo)致局部的加熱。當(dāng)在線圈中輸入的電流強(qiáng)度足夠高時，渦流也具有相應(yīng)地高的電流強(qiáng)度，以至于這些渦流具有足夠的能量，以用于使外熔液層液化。 在該狀態(tài)下，通過線圈繞組的冷卻劑流通量的大小確定為，使得其不導(dǎo)致熔液的不希望的冷卻，但是盡管電流強(qiáng)度非常高，仍然防止了繞組的過熱。在繞組中也造成趨膚效應(yīng)，使得電流在高頻的情況下基本上流到線圈的材料的外層中，以至于在線圈的流通通道中的冷卻劑在感應(yīng)線圈的產(chǎn)生渦流的功能上不具有負(fù)面的影響?？赡艿氖?，組合式冷卻和加熱線圈系統(tǒng)31由多個并排放置的部分線圈組合而成。 因此可沿著出口通道30實(shí)現(xiàn)與不同的情況和要求的更好的匹配。此外，因此改善了冷卻效果，并且降低了線圈的部分段的電感，以至于該線圈能夠以較高的頻率且具有上述優(yōu)點(diǎn)地進(jìn)行工作?？紤]到最佳效率，所述組合式冷卻和加熱線圈集成在一個電子LC振蕩回路中，所述振蕩回路由相應(yīng)的控制裝置控制，并且在共振點(diǎn)上工作。
權(quán)利要求
1.一種用于中斷和恢復(fù)在如高爐的出口通道和熔爐的排出通道的熔液通道中的鐵和金屬熔液的熔液流的方法，其特征在于，所述熔液流在所述熔液通道中通過冷卻轉(zhuǎn)化為凝固狀態(tài)，以便在高爐的出爐過程后中斷熔液流，并且通過加熱熔化已凝固的熔液以及恢復(fù)所述熔液流，用于在高爐中的重新的出爐過程。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在堵塞物的周圍區(qū)域內(nèi)加熱在高爐的所述出口通道中或在熔爐的所述排出通道中凝固成堵塞物的熔液，使得具有已凝固的堵塞物芯的整個堵塞物通過所述高爐或熔爐的內(nèi)壓從所述出口通道或排出通道中被壓出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述熔液流在所述出口通道中凝固前，封閉所述出口通道的排出口。
4.如權(quán)利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，所述熔液流以已知的方式在所述熔液通道中凝固前，被引導(dǎo)通過具有不變的極性的至少一個磁場或通過至少一個交變磁場， 使得在所述熔液流中通過感應(yīng)引起電壓，通過所述電壓在所述熔液流內(nèi)產(chǎn)生渦流，并且通過磁場和渦流共同作用產(chǎn)生力，所述力與所述熔液流的流動方向相反，并且，通過所述力能使所述熔液流的流動速度下降或使所述熔液流停止。
5.一種用于影響在如高爐的出口通道和熔爐的排出通道的熔液通道中的鐵和金屬熔液的熔液流的方法，其特征在于，所述熔液流在外層的流動區(qū)域中受控制地冷卻，以構(gòu)成在所述通道的內(nèi)壁上凝固的熔液層，以便保護(hù)所述通道的內(nèi)壁免受磨損。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過所述出口通道或排出通道的所述內(nèi)壁的相應(yīng)的造型，使在所述熔液流的所述外層的流動區(qū)域中的流動速度降低，以加速所述熔液的凝固過程。
7.一種用于鐵和金屬熔液的高爐⑴的出口通道(2)和熔爐的排出通道，具有用于中斷和恢復(fù)熔液流(8)的裝置，其中，所述出口通道( 或排出通道從外部由用于將所述熔液流(8)轉(zhuǎn)化為凝固狀態(tài)的冷卻裝置(11)和用于熔化所述熔液且用于恢復(fù)所述熔液流(8) 的加熱裝置(13)包圍。
8.如權(quán)利要求7所述的熔液通道，其特征在于，所述冷卻裝置(11)設(shè)置在鄰接在所述出口通道O)的或排出通道的所述排出口(7)上的通道段中。
9.如權(quán)利要求7和8所述的熔液通道，其特征在于，所述加熱裝置(1 設(shè)置在所述出口通道O)的整個長度上或一段長度上。
10.如權(quán)利要求7到9之一所述的熔液通道，其特征在于，所述熔液通道O)由用于引導(dǎo)冷卻劑的一個或多個管狀的冷卻盤管(11)包圍。
11.如權(quán)利要求7到10之一所述的熔液通道，其特征在于，設(shè)有用于熔化已凝固的溶液且圍繞所述熔液通道O)引導(dǎo)的一個或多個電加熱線圈(13)。
12.如權(quán)利要求7到10之一所述的熔液通道，其特征在于，設(shè)有包圍所述熔液通道(2) 的至少一個電感應(yīng)線圈，以通過磁場產(chǎn)生渦流，以便加熱和熔化已凝固的熔液。
13.如權(quán)利要求7到9之一所述的熔液通道，其特征在于，設(shè)有至少一個組合式冷卻和加熱線圈(31)，它的作為空心剖面(33)的繞組(32)由如銅的導(dǎo)電材料組成，其中，流過由所述空心剖面(3 形成的流通通道(34)的冷卻劑導(dǎo)致所述熔液流(8)在高爐(1)的所述出口通道(30)中或在熔爐的所述排出通道中凝固，并且其中，為了在所述高爐(1)或熔爐上重新開始出爐過程，連接在具有高的電流強(qiáng)度的高頻的交流電上的所述冷卻和加熱線圈(31)在冷卻劑流量被節(jié)流的情況下，為了避免所述線圈繞組(3 過熱，在所述出口通道 (30)或排出通道中的已凝固的熔液中產(chǎn)生大的渦流(35)，以用于熔化所述熔液。
14.如權(quán)利要求7到13之一所述的熔液通道，其特征在于，設(shè)有設(shè)置在所述出口通道 (2)或排出通道的排出區(qū)域中的用于調(diào)節(jié)導(dǎo)電熔液流(8)的流動速度且使其減速的裝置 (18)，所述裝置(18)具有由非鐵磁性材料制成的芯(19)，所述芯(19)具有兩個磁極(20、 21)，它們圍繞所述高爐⑴的所述出口通道(2)或所述熔爐的排出通道相對地設(shè)置；以及安裝在所述芯(19)上的用于產(chǎn)生磁場的感應(yīng)線圈02、23)，所述磁場在所述熔液流(8)中通過感應(yīng)引起電壓，通過所述電壓在所述熔液流(8)中產(chǎn)生渦流，所述渦流通過與所述磁場的共同作用產(chǎn)生力，所述力與所述熔液流(8)的所述流動方向(a)相反，并且通過所述力可使所述熔液流( 減速，直到完全靜止。
15.如權(quán)利要求11所述的熔液通道，其特征在于，所述感應(yīng)線圈的所述繞組構(gòu)成為空心剖面，其形成用于冷卻劑的流通通道，以避免線圈繞組由于通過流經(jīng)的電流以及高爐或熔爐的廢熱產(chǎn)生的過熱而造成損壞。
16.如權(quán)利要求7到15之一所述的流動通道，其特征在于，設(shè)有本身已知的阻塞裝置， 例如阻塞閥(14)或滑閥，以用于在所述通道中的所述熔液凝固前封閉所述出口通道(2)的或排出通道的排出口(7)。
17.如權(quán)利要求7到16之一所述的流動通道，其特征在于，所述高爐(1)的所述出口通道( 或所述熔爐的所述排出通道由外管C3)和能夠在該外管中軸向移動的內(nèi)管(4)形成，其中，所述外管C3)與所述高爐(1)的爐襯(5)固定地連接，兩個管(3、4)由高強(qiáng)度的材料，優(yōu)選為陶瓷材料組成，并且所述內(nèi)管的材料是附加地耐磨蝕的。
18.如權(quán)利要求17所述的熔液通道，其特征在于，所述內(nèi)管(4)由管段(6)組成，所述管段每隔一定的時間由新的管段(6a)替代，以補(bǔ)償出現(xiàn)的磨蝕磨損，其中，所述新的內(nèi)管段(6a)通過所述出口通道O)的或排出通道的所述排出口(7)與所述熔液流(8)的流動方向(a)相反地推入所述外管(3)中，并且在此同時，將已磨損的管段(6b)通過已磨損出口通道O)的排出通道的入口(9)從外管(3)中推入所述高爐(1)或熔爐中。
19.如權(quán)利要求18所述的熔液通道，其特征在于，所述內(nèi)管段(6)的內(nèi)壁05)構(gòu)成為拱肋(26)，其具有沿所述熔液流(8)的流動方向(a)逐漸變窄的開口(27)，以用于減慢在所述熔液流(8)的所述外層的區(qū)域中的流動速度，以便通過所述熔液借助于流過包圍所述出口通道04)的或排出通道的所述外管(3)的冷卻盤管(11)的冷卻劑的強(qiáng)化冷卻，在所述出口通道04)或排出通道的內(nèi)壁08)上構(gòu)成凝固的，防磨損保護(hù)的溶液層09)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于中斷和恢復(fù)在熔液通道中，特別是在高爐的出口通道和熔爐的排出通道中的鐵和金屬熔液的熔液流的方法。所述方法的特征在于，熔液流在熔液通道中通過冷卻轉(zhuǎn)化為凝固狀態(tài)，以便中斷熔液流，并且通過加熱熔化已凝固的熔液以及恢復(fù)熔液流，特別是用于在高爐上的重新的出爐過程。
文檔編號F27B1/21GK102177260SQ200980139942
公開日2011年9月7日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者于爾根·皮坦, 克勞德·邁施, 克勞斯·斯皮斯, 盧奇·里夏茨, 彼得·克拉默, 拉爾夫·陶格貝克, 漢斯-烏韋·莫根施特恩, 菲利普·馬利瓦爾 申請人:Tmt出鐵測量技術(shù)有限公司