對來自連鑄機的噴淋水進行采樣的固水分離的制作方法
【專利說明】對來自連鑄機的噴淋水進行采樣的固水分離
【背景技術】
[0001] 本發(fā)明一般性涉及用于對在連鑄系統(tǒng)中使用的噴淋水的性質進行精確監(jiān)測的方 法和設備。如例如在美國專利7549797、8220525和8066054中所述，連鑄是一種將熔融金 屬轉化為半成品金屬產品（例如小方還（billet)、大方還（bloom)或板還）的方法，并且 可用于大容量和連續(xù)操作。通常在連鑄中，熔融金屬被收集在稱為中間包的特殊的槽中，然 后以精確控制的速率進入一次冷卻區(qū)。在一次冷卻區(qū)中，熔融金屬與整體式結晶器（solid mold)(通常由銅制成并且通常為水冷/液冷的）接觸。整體式結晶器從熔融金屬吸取熱， 促使在仍為液態(tài)的芯周圍形成金屬固態(tài)"殼（skin)"。這種包覆有固體的液態(tài)金屬稱為鑄 還（strand)〇
[0002] 然后鑄坯通常被傳遞至二次冷卻區(qū)，在二次冷卻區(qū)中，鑄坯被設置在噴淋室中，在 所述噴淋室中將液態(tài)冷卻介質（通常為水）噴淋至鑄坯以對金屬進行進一步冷卻。在美國 專利 4, 669, 202、4, 494, 594、4, 444, 495、4, 235, 280、3, 981，347、6, 360, 973、8, 216, 117 和 7, 905, 271中描述了在噴淋室中使用的噴淋技術的實例。在進行噴淋的同時，鑄坯還通過 輥支承，該輥防止鑄坯的固態(tài)壁遭受由于鐵水靜壓力（由彼此擠壓的移動的固態(tài)金屬和液 態(tài)金屬的不同性質而引起的壓力）而造成的破裂（液態(tài)金屬從鑄坯的固態(tài)殼中的裂孔泄漏 出）。然后將進一步凝固的鑄坯傳遞至后續(xù)的冷卻、成形和/或切割步驟。
[0003] 如美國專利7, 799, 151和4, 024, 764所詳述的，適當的鑄造操作需要對所使用的 部件中的所有部件進行精確地控制和調節(jié)。特別重要的是對在噴淋處的冷卻介質的噴淋進 行精密控制。在AmericanIronandSteelTechnologyConference(2004)上提交的作 者為KristyTanner的科學論文:ComparisonofImpact,Velocity,DropSizeandHeat FluxtoRedefineNozzlePerformanceintheCaster描述了這錢因素(例如液滴尺寸、 噴淋密度分布和液滴速度）如何在適當的冷卻技術中都是至關緊要的。這是因為上述因素 影響鑄坯上的蒸氣層或蒸汽層的形成，鑄坯上的蒸氣層或蒸汽層影響鑄坯的熱通量分布和 局部冷卻（熱通量分布和局部冷卻都會影響得到的金屬的整體質量）。知道液滴的化學組 成可以用于確定這些因素并深入了解腐蝕和冷卻速率。然而，這需要實時了解存在于噴淋 室中的冷卻介質的準確性質。然而，噴淋室的性質使這樣的了解復雜化。
[0004] 通常，若干顆?？梢宰罱K與冷卻介質接觸，這些顆粒進而改變介質的性質并使介 質的性質的測量變得困難。例如在整體式結晶器上通常設置有潤滑劑（類似保護渣，例 如在美國專利6, 315, 809中所述的保護渣），該潤滑劑通過鑄坯拉入二次冷卻區(qū)。一旦處 于二次冷卻區(qū)中，潤滑劑便可以與超熱水反應而形成含有高活性氫氟酸的復合化學物質 (complexchemistries)。該復合化學物質可以與高壓高溫一起引起由鑄還的少量金屬的 腐蝕或由噴淋室本身的管道或壁而形成的附加的顆粒。這進而用顆粒填充任何所收集的用 于采樣的冷卻介質，該顆?？赡茏枞糜谑占瘒娏芙橘|的管道，或者可能損壞監(jiān)測器本身。
[0005]因此，提供將固體顆粒與在連鑄操作中使用的凝結的液態(tài)冷卻介質分離的方法和 設備是有用且期望的。除非明確指定，否則本部分所描述的技術非旨在承認在本文中所引 用的任何專利、出版物或其他信息是相對于本發(fā)明的"現(xiàn)有技術"。另外，本部分不應被解釋 為意指已經進行了檢索或者不存在如37CFR§I. 56(a)中定義的其他相關信息。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的至少一個實施方案涉及一種精確地采樣冷卻介質的性質的方法，該冷卻 介質在連續(xù)金屬鑄造過程的噴淋室內被噴淋在鑄坯處。該方法包括如下步驟：使冷卻介質 的樣品通過分離裝置。分離裝置包括傾斜流動表面（flowsurface)，該流動表面被構造并 布置成使得介質在表面上流過并且來自介質樣品的流體和細微顆粒通過流動表面并傳遞 至監(jiān)測器。介質中的大顆粒沒有通過傾斜流動表面而是滑落并離開傾斜流動表面，由此抑 制在表面上形成阻塞物。監(jiān)測器被構造并布置成確定冷卻介質的化學或物理性質。沒有阻 塞物使得在鑄造操作期間能夠連續(xù)監(jiān)測介質。如果形成阻塞物，則監(jiān)測器將不能接受足夠 /任何樣品，并且因此鑄造操作將"看不見"由介質組成而引起的影響。
[0007] 該方法的傾斜流動表面可以包括復數個細長構件。細長構件可以具有頂部寬而底 部窄的錐形構造。相鄰細長構件的頂部可以限定復數個孔。該表面可以以相對于水平軸成 20°至60°之間（優(yōu)選地30°至50°之間）的角度來定位并且使得樣品能夠以10升/分 鐘至100升/分鐘（優(yōu)選地20升/分鐘至80升/分鐘）的速率通過孔板。分離裝置可以 定位在鑄坯的正下方或者在易于腐蝕的特定設備件的下方。
[0008] 所述表面可以包括復數個孔，其具有0? 15mm至Imm之間的橫截面孔徑和/或 0? 15mm2至Imm2之間的橫截面積，優(yōu)選為0? 3mm至0? 8mm之間。分離裝置可以具有表面積 為0.Im2至Im2 (優(yōu)選為0. 3m2至0. 8m2之間）的表面板，沿該表面板設置有復數個狹縫。
[0009] 樣品可以包括由凝結的液態(tài)介質、直接噴淋水以及飛濺物構成的混合液，該凝結 的液體介質先前在噴淋室中是蒸汽。監(jiān)測器可以為選自下述裝置的裝置：PH計、熒光計、氧 化還原電位計、腐蝕測量儀、溫度、電導率及其組合。如果沒有使樣品通過分離裝置，則朝監(jiān) 測器的流體流動可能由于存在于介質中的顆粒而被阻塞。監(jiān)測器可以確定在噴淋室中正發(fā) 生的腐蝕的程度。監(jiān)測器可以確定冷卻介質的組成是否將造成超出預定量的腐蝕。該方法 還可以包括如下步驟：響應于由監(jiān)測器測量的性質升高或降低介質的PH以及投放適量的 緩蝕劑。在通過監(jiān)測器對所述樣品進行分析之后，可以將所述樣品送入至氧化皮坑（scale pit)中或返回噴淋室內。傳遞至監(jiān)測器的顆粒絕大多數可以包括在監(jiān)測器對其進行測量的 5分鐘內所引入的介質中的顆粒。
[0010] 在本文中描述了另外的特征和優(yōu)勢，并且通過下面的具體實施方案將是明顯的。
【附圖說明】
[0011] 在下文中具體參照附圖來描述發(fā)明的【具體實施方式】，其中：
[0012] 圖1為分離裝置的側視示意圖。
[0013] 圖2為分離裝置的透視示意圖。
[0014] 圖3為滑篩的側視示意圖。
[0015] 圖4為滑篩的透視示意圖。
[0016] 圖5為覆蓋分離裝置的透視示意圖。
[0017] 為了本公開內容的目的，除非另有說明，否則圖中相同的附圖標記指代相同的特 征。附圖僅是發(fā)明原理的舉例說明，而不旨在將本發(fā)明限制于示出的具體實施方案。
【具體實施方式】
[0018] 提供以下定義以確定本申請中特別是權利要求中使用的術語應如何解釋。定義的 結構僅為了方便，而不旨在將任何定義限制至任何特定的分類。
[0019] "連鑄機"意指下述裝置，該裝置利用連續(xù)鑄造工藝將熔融金屬轉化為半成品固體 金屬產品例如小方還、大方還或板還。
[0020] "冷卻介質"意指噴淋在鑄坯處以使鑄坯進一步冷卻并凝固的流體（通常為液 體），其通常包含水或主要由水組成，但也可以包括霧和/或空氣或者由霧和/或空氣組成。
[0021] "監(jiān)測器"意指下述裝置，該裝置被構造并布置成測量至少一個物理或化學特性 并響應于測量結果輸出信號或顯示，該裝置包括但不限于美國專利申請13/095, 042和/ 或 13/730, 087 以及美國專利 6, 645, 428、6, 280, 635、7, 179, 384、6, 312, 644、6, 358, 746、