CN1003186B - 冶金容器底部排放孔的闭合装置 - Google Patents

Abstract

一种冶金容器的底部排放孔的闭合装置。该装置包括有一个能从下面封闭排放孔的关闭部件和一根可以由熔池上面向下移过熔池到关闭排放孔位置的管子。在关闭排放孔位置。管子靠紧在排放孔的上沿。可在管内设置一根轴向可动的喷枪，以便管子可以通过氧气而烧通排放孔。也可以通过管子把可流动的填充材料导入排放孔。本闭合装置可以不倾动容器就能进行“贮油槽操作”。

Description

冶金容器底部排放孔的闭合装置

本发明涉及冶金容器底部排放孔的闭合装置，尤其是金属熔炼炉底部排放孔的闭合装置。

在1980年第三期RADEX-Rundschau杂志第187页至第196页和1983年第一期Stahl und Eisen 104的第27页至第30页都报导了这种类型的闭合装置。在那些装置中，用于关闭排放孔的部件是一个可以绕枢轴旋转的挡板，该挡板在排放孔关闭时从下面靠紧排放孔，并防止在装炉前填入排放孔的颗粒状耐火材料漏出。在熔炼过程中，填充材料使关闭部件与熔池不直接接触。在排放容器内的物质时，把挡板转到旁边，这时填充材料掉落下来而熔融物质从炉膛流出并进入排放车。如果，由于填充材料与熔池接触，在填充材料中形成了烧结的桥墙而使上述排放过程不能进行，排放时就要用氧气把它烧化。在熔融物质流出后，关闭挡板再次关闭，在下一次装炉之前向排放通道填充粒状耐火材料。

如果装备有上述类型的闭合装置的冶金容器在排放时要在容器中截留一部分熔融金属和渣，以利于下一炉的熔炼或冶金过程（这种操作方式被称为贮油槽方式），那么有必要把容器设计成可以倾动的以使闭合系统不被液态金属和渣损坏。为此，对于大容器就要配备昂贵的设备。

奥地利第207053号专利公开一种用于铸造钢水包以及类似装置的底部闭合装置。利用该装置，可以用塞棒来封闭容器底部的开口，可以对排放孔进行加热。此外，该装置还有一个可以装在枢轴上的挡板或可以装在枢轴上的塞棒，它们可以用来从底部封闭排放孔。塞棒可以从熔池中全部拔出，从而使它在排放熔池的过程中可以调节和终止液体材料的喷流。理想的情况是，熔池的最后一部分被装在底部的闭合部件堵住、硬化，以形成一个新的为下一炉使用的密封塞。一旦该塞形成之后，下面的挡板即可以又转到一边，以使它在熔炼过程中不承受热负荷和机械负荷。加热排放孔可以使凝固的塞子液化并开始排放操作。尽管该闭合装置能在不倾斜容器的条件下进行上述贮油槽操作，但在这种情况下，下面的闭合部件要受到液体金属的影响。此外，在排放孔附近还必须配备加热装置。

本发明的一个目的是在这种闭合装置中，保护从下面关闭排放孔的闭合部件，使其不直接接触熔融金属池，本发明还寻求提供一种解决方案，使得可以通过闭合装置给容器提供氧气，以便在开始排放时打开排放孔，并且在排放操作完成以后可以提供用于填充排放孔的填充材料。本发明还努力使承受热载荷的闭合装置部件可以很简便地得到冷却。

除了能关闭排放孔的闭合部件外，闭合装置还包括一根浸入熔融金属的管子。象塞棒一样，这根管子也能够从上面关闭排放孔，并可以调节排放孔的流量。当此装置处于低处的封闭排放孔的位置时，即管子靠紧排放孔的上沿。这样管子的下端口就与排放孔接通。借助于这一管状部件，就有可能通过这根管子喷入氧气，用以打开和清理排放孔。另一方面，在用底下的闭合部件从下面把排放孔封闭后，可以通过管子向排放孔填加粒状填充材料。当管子靠紧排放孔上沿时，排放孔上沿做成适合于管子下沿的底座状，则由于熔融金属受到阻碍不能进入排放孔，这样上述喷氧和通过管子导入粒状填充材料的操作在管子埋入熔池时也能进行，所以可以在不倾动容器的情况下进行“贮油槽操作”。应该注意，在管子进入熔池以后必须喷射气体以确保熔融物质不能通过管子下端口进入到管子中去。喷射气体同时也用于冷却管子自身。

更可取的是，本装置包括一个可以在管子中轴向移动的喷枪，用于喷射气体。喷枪的下端在喷枪向下移动时可以超出管子的下端口。

本发明将通过一个实施例并结合三个附图得到更详细的说明。

图1是冶金容器一部分的剖面图，这部分对本发明来说是至关重要的，其中闭合装置装配在容器上以凸窗方式向外突出的部分。

图2和图3分别为管子操纵杆机构的侧视图与俯视图，管子组成闭合装置的一部分。

图1是一个冶金容器1的一部分的纵剖面图，该冶金容器的部分2从容器本体以凸窗形式向外突出。冶金容器1可以是一个熔炼炉、一个保温炉或一个退火炉、一个浇包或者类似的设备。在容器向外凸出的部分2的底部3上（它与容器其它底部几乎在同一水平上或比其他部分稍微低一些）配备有排放孔4，排放孔是由砌在底部3上的带有孔的砖构成的。排放孔可以用一闭合部件6从底部封闭，在图示的实施例中该闭合部件为一可以旋转的挡板。如前所述，在关闭位置时闭合部件6从底部封闭住排放孔4，这样由耐火材料组成的填充物质7不至漏落到外面。填充物质可以流动，可以被送入排放孔中。在装置处于打开排放孔位置时，挡板绕轴8向下旋转，挡板6的移开使熔融金属喷流的通道完全打开，于是熔融金属从排放孔中流出。闭合部件6也可以是一个可以旋转的塞棒、一个滑动部件、或可以向旁边转开的平板。通过所示的填充材料7，挡板受到保护而不与排放孔上部的熔融金属池直接接触。在图示的实施例中，熔融金属池9是一种留有残液的熔池，目的是改进下一炉的熔炼条件。一层渣10漂浮在熔融金属池9的上面。

除了底下的闭合部件6，闭合装置还包括一根管子，它可以从靠紧排放孔4的上沿12的闭合位置（如图1所示）向上移动到排放孔开放位置（未示出），此时管11的移开使排放孔4打开。至少在管子与熔融金属接触的区域，管子11有一层由耐火材料制成的保护层13。管子11的位置可以移动，这在图1中是由双箭头14来表示的。为了改变管子11的位置而配置的相应机械装置将结合图2、图3加以说明。在图示的实施例中，管子11的轴心实际上与排放孔4的轴心重合。如双箭头13所示，沿着该轴心管子可以上下移动。然而，管子11的轴心与排放孔4的轴心也可以稍稍错开而成相互平行的关系，或相互成一小角度。重要的问题是管子下端与排放孔的上沿12的衔接应该是完全紧密的，并在降低管子至排放孔关闭位置时，管子11的下端口与排放孔4接通。管子11是通过部件盖子16而导向移动的，该部件为冶金容器凸出部分2的顶盖。管子11最好包括一根金属管17，如图所示，该管子在管子17浸入冶炼容器1的整个区域内由保护层13加以保护。保护层13也必须盖住管子的下端，就是说，它须延伸到金属管17的下边，金属管17可以是备有冷却通道的双壁管。

正如下面将要介绍的那样，管子11可用于导入气体作用物和可流动的填充材料。因此，在容器外部，管子11须有适当的接口用于导入上述气体作用物，以及备有密封装置和阀门，以确保不同的气体作用物可以有选择地通过管子11或进入熔炼容器内部或炉子内部，或进入排放孔4中。在图示的实施例中，为了导入气体作用物，在管子11内装备有喷枪19，它可以轴向移动，与管子一起构成环形通道18。由钢管制成的喷枪19穿过安装在管子11上的密封盖20，密封盖20上有一穿透的开口21，其上装有密封件22。喷枪19的导向装置也可以装在管子11内，但是该导向装置不应明显的限制粒状填充物质通过环形通道18。接气管24可以接到喷枪的顶部。喷枪在设备运行过程中有损耗。进一步来说，喷枪19可以由多个管组成，以使允许同时引入各种不同的气体作用物，还可以用作燃烧器。然而在图示的实施例中，它只由一根管组成。接气管通过阀门与惰性气体，如氮气的气源相接，或与二氧化碳或者氧气气源相接。

在容器1外部，管子11还有一个开口25，这开口与环形空间18相通。利用这一结构，通过漏斗26和控制与计量装置27，予先确定好计量的填充材料7可以进入环形通道18。填充材料7向下经过环形通道18和管子11的下端口15，进入排放孔4中。

最后，装置还包括一个可关闭的开口35，这一开口与环形通道18相通，其用途为输入气体作用物。

上下移动管子11的机械装置在图2和图3中以侧视图和俯视图的方式表示出来，它包括两根立柱30和31，这两根立柱固定在容器的外壁上，它们起升降架32的导轨的作用。用套筒33把管子11夹紧在升降架32上。升降架32可以由线性驱动装置34驱动沿立柱30和31而上下移动。升降架32的行程由管子11从图1所示的排放孔关闭位置移至打开位置，即管子完全从熔融金属和其上的渣层中拔出的位置所移动的距离来确定。管子11拔出的高度取决于容器中熔池可能具有的最大高度，当然这高度一定低于盖16下沿的高度。

当上述装置用于熔炼炉时，其操作方法特说明如下：

在炉子投入使用以前，排放孔4被闭合部件6从下面封闭。予先确定好计量的小颗粒耐火材料经由管子11加入到排放孔中，这时管子11应处于图1所表示的低的位置。填充材料应充满整个排放孔4。在管子11已被提升至某一高度之后，此时管子下端15约在盖子16下面的部位，按照该炉子使用的常规方式向炉子中加炉料及熔化炉料的工作就可以开始了，在排放孔4上面形成的熔池使得排出孔4中的填充材料7部分地被烧结。在复盖有一层渣的熔池达到要求的成分及出炉温度时，开始进行排放操作。把下面的关闭部件移至开放位置，在图1所示的实施例中就是通过适当的驱动装置使紧靠在排放孔底部的挡板绕轴8旋转。一般来说是通过熔池的静压力把填充材料压出去，液态金属以喷射方式流出容器。如果金属向容器外排放受到排放孔中形成的烧结桥墙的阻碍，则把喷枪降低至排放孔附近，在喷枪内通入氧气把排放孔烧通。在这一操作过程中，管子11仍然留在上面提到的高于渣表面的位置。在排放孔4烧通以后，喷枪的下半段，即与熔池和渣接触的部分，被氧气烧化，喷枪的剩余部分又向上收回到管子11内。

如果容器的操作是按照“贮油槽式的操作”，容器中一部分液态金属，例如它的50%，要留在炉子容器中以利于下一炉的熔炼过程，那么即可把管子11降低到图1所示的位置就能中断液态金属向排放孔4的流动过程。在这样做的时候，喷枪相对于管子11的位置保持在图1所示的位置。在管子11向下运动时，通过喷枪喷出二氧化碳气体或氮气。一方面，在管子11浸入渣层10和熔池9时，通气能保持管子11下端口通畅;另一方面，喷气也起到冷却管子的作用。在终止液态金属9向排放孔4的流动之后，向喷枪19的送气又改为氧气，这样，可以在降低喷枪位置以后，通过短暂的吹氧，烧去粘附在排放口4的金属颗粒以保持排放孔的清洁。然后再次将关闭部件6从下面把排放孔封闭。喷枪在处于低位的管子内升至图1所示位置后，予先确定好计量的已经送入送料斗26的小颗粒耐火材料通过环形通道18被导入管内。这些粒状材料流经管子11的下端口15进入排放孔4中，做为下一次熔炼过程的填充材料。最后，在通气的条件下管子11被提升至上方位置。在下一批炉料装入炉子容器之后，即可开始下一次的熔炼过程。

从前面的说明可以看出，这一闭合装置使得容器在不倾动的条件下，可以保留进行“贮油槽操作方式”所须的剩余熔融物质。这同一闭合装置也适用于截留漂浮在熔池表面上的渣。此外，这一闭合装置还可以设置成具有更多的功能，例如通过燃烧来清理排放孔以及向排放孔输送填充材料等。否则，执行这些功能就需要配备一些单独的设备。前面说到的喷枪19也可以由一组同轴管构成，以便可以同时喷射各种不同的气体，则喷枪或管子也可以用做燃烧器，做为冶金容器向外凸出呈凸窗结构的这一部分的熔池的加热手段。此外，气体也可以通过开口35注入。气体可以是惰性气体或其他做为冷却用的气体，用来冷却管子以及在管子向下移动浸入渣层10和熔池9的时候保持下管口通畅。气体也可以是能够燃烧的气体，从而使管子和在管子内能够轴向移动、并能提供氧气的喷枪19组合做为燃烧器而使用。

Claims (7)

1、一种用于冶金容器（1），尤其是金属熔炼炉底部排放孔（4）的闭合装置，它包括一个可以从下面关闭排放孔（4）的闭开合部件（6）和一个可以从上面堵住排放孔的、并可上下移动的上部闭合部件，该上部闭合部件（21、35）用以导入气体，在提升后的位置可完全被提到熔池的外面，其特征在于上部闭合部件为一空心的、底部开口的管子（11），至少在管子与熔池接触的部分有一层由耐火材料制成的保护层（13），管子（11）上部有一个用于导入可以流动的填充材料（7）的开口（25），管子（11）至少包括一个外进气口。

2、如权利要求1所述的闭合装置，其特征在于管子（11）为一金属管（17），该金属管（17）为带有冷却剂流经的冷却管道的双壁管。

3、如权利要求1所述的闭合装置，其特征在于有一只用于导入气体的喷枪（19）被同轴地设置在管子（11）内且轴向可移动，并与管子（11）形成环形通道（18）。

4、如权利要求3所述的闭合装置，其特征在于为导入填充材料（7）而设置在上部的材料开口（25）通入环形通道（18）。

5、如权利要求3所述的装置，其特征在于，管子（11）的上部包括一个备有密封件（22）的开口（21）的盖板部件（20），喷枪（19）从中通过。

6、如权利要求3所述的闭合装置，其特征在于喷枪（19）至少包括两根同轴金属管，它们构成一个中心通道和至少一个环形通道，中心通道的上端与一个含氧气的气源相通，而各相应通道的上端，至少有一个环形通道与气体燃料源相通。

7、如权利要求1所述的闭合装置，其特征在于管子（11）的侧壁上有侧面开口（35），用以导入气体。

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