CN106457376A - 用于浇铸金属的钢包长水口、用于将所述钢包长水口联接到钢包的联接组件的成套零件、金属浇铸设备和联接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括钢包(11)的金属浇铸设备，所述钢包(11)包括与顶部闸板(114u)的贯穿开口流体连通的内水口(113)并且装备有钢包长水口联接组件，所述金属浇铸设备包括：(a)支撑框架(211)，所述支撑框架(211)包括底部闸板(114d)和通道(120)，所述支撑框架(211)被滑动地联接到所述顶部闸板(114u)的平坦底部表面，从而所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)可以被带至与所述顶部闸板(114u)的所述贯穿开口对准或者不对准，(b)抽屉式框架(210)，所述抽屉式框架(210)被插入在所述支撑框架(211)的所述通道(120)中，从而所述抽屉式框架(210)可以被来回地移动穿过所述通道(120)，(c)第一和第二闩锁(30)，所述第一和第二闩锁(30)被弹性安装，从而它们可以从联接位置移动到装载位置，(d)特别设计的钢包长水口(111)，包括内孔(115)和适合于被可逆地联接到所述第一和第二闩锁(30)的抓握装置，其中通过移动穿过所述支撑框架的所述通道(120)，所述抽屉式框架(210)可以二者择一地促使所述钢包长水口(111)的所述内孔(115)与所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)对准或者不对准。

Description

用于浇铸金属的钢包长水口、用于将所述钢包长水口联接到 钢包的联接组件的成套零件、金属浇铸设备和联接方法

技术领域

本发明涉及金属浇铸设备(具体地为钢浇铸设备)中用于联接到钢包的水口，其被称作钢包长水口。具体地，本发明涉及可以被装载到钢包的底座和从所述钢包的底座卸载、被滑动到浇铸位置的钢包长水口，并且所述钢包长水口可以在没有任何外部装置(如操作器或机器人)的情况下维持在它的浇铸位置。本发明还涉及用于允许这种可逆联接的联接组件的成套零件、包括这种水口的金属浇铸设备，以及将钢包长水口联接到钢包的底座的方法。

背景技术

在金属成形过程中，熔融金属被从一个冶金容器转移到另一个冶金容器、转移到结晶器(mould)或转移到工具。例如，如图1中所示出的，钢包(11)被填充有从熔炉出来的熔融金属并且被转移到中间包(10)上方，以使熔融金属穿过钢包长水口(111)浇铸到所述中间包中。熔融金属随后可以穿过浇注水口(101)从中间包浇铸到结晶器，用于形成板坯(slab)、方坯(billet)、梁(beams)或模铸锭(ingot)。自冶金容器流出的熔融金属在重力驱动下穿过位于所述容器的底部的水口系统(101、111)。

具体地，钢包(11)的底板的内表面设有包括内孔的内水口(113)。所述内水口的出口端(113b)被联接到闸门(gate)(114u、114d)，闸门(gate)(114u、114d)一般为滑动式闸门或旋转式闸门，用以控制熔融金属流出钢包。为了防止熔融金属在从钢包流动到中间包(10)时被氧化，使钢包长水口(111)与内水口的出口端流体连通(经由所述钢包长水口(111)的上端)，同时所述钢包长水口(111)的下端被浸入到中间包中，一般浸在熔融金属的水平面之下；以在钢包中的内水口(113)的入口端(113a)直至被浸入在中间包中所包含的液态金属中的钢包长水口的出口之间形成保护免于与氧气进行任何接触的连续的熔融金属流动路径。钢包长水口只不过是这样的一种水口：其包括具有中央内孔的、由上游联接部分形成冠部的长的管状部分。在许多情况下，钢包长水口被插在短的下水口(110)周围并且和所述短的下水口(110)形成密封，所述短的下水口(110)被联接到并且伸出钢包底板的外表面，并且通过闸门(114u、114d)与内水口(113)分隔开。

在实践中，钢包从熔炉、转化炉或另一个钢包中填充一批熔融金属并被从所述熔炉、转化炉或另一个钢包处带到中间包或结晶器上方的它的浇铸位置，其中闸门(114u、114d)处于关闭配置。在钢包往返于熔炉、转化炉或其他钢包和中间包上方的浇铸位置的行程中，钢包没有被联接到任何钢包长水口(111)，因为所述钢包长水口(111)是长的，而在长的钢包长水口伸出钢包底座的情况下，横穿车间来回地移动钢包将是危险的。一旦钢包位于在中间包(10)上方的它的浇铸位置处，操作器或机器人(20)将钢包长水口带入浇铸配置。如图1(b)中所示出的，在传统的浇铸设备中，下水口(110)的出口端被贴合地嵌套在(snuggly nested in)钢包长水口的内孔入口中，以形成密封啮合。在钢包(11)中所装有的一批熔融金属的整个浇铸期间，操作器或机器人(20)必须将钢包长水口(111)维持在它的浇铸配置。当钢包为空的时，闸门被关闭，并且操作器或机器人收回钢包长水口，以允许移除空的钢包并且替换为填充有新一批熔融金属的另一个钢包。操作器或机器人(20)对新的钢包和相同的或新的钢包长水口重复前述操作。在将熔融金属从钢包浇铸到中间包的整个持续过程期间，操作器或机器人(20)必须是可工作的的，并且不能同时被用于其他操作，如对各种工艺参数的测量，移除内水口中的堵塞物等等。

在闸门没有恰当地运作的情况下，可能发生紧急事件，从而需要将钢包从它的浇铸位置快速移走，以将所含的剩余熔融金属倒入合适的紧急废料区。如果钢包的下水口(110)被嵌套在钢包长水口(111)的内孔中，其中操作器或机器人将所述钢包长水口(111)牢牢地抓握在它的浇铸配置(参考图1(b))，则对钢包的紧急移除随后将会拖拽钢包长水口和操作器或机器人两者，而对设备造成严重损坏。事实上，操作器或机器人不能被拖拽很远，所以钢包可能被阻滞在半路，而在不适当的车间区域浇铸熔融金属从而导致严重的后果和危险。

为了防止发生这样的事故，在本领域中已经提出了包括如下装置的特定的钢包长水口和联接机构，所述装置用于将所述钢包长水口和联接机构保持在浇铸配置，而不需要操作器或机器人。在本方法中，对钢包的快速移除必然会破坏钢包长水口，但是钢包在其运行中不会拖拽笨重(和昂贵的)操作器或机器人，也不会被它们停住。

例如，JPS09-201657提出了一种具有如下联接装置的钢包长水口，所述联接装置包括需要水口围绕它的纵向轴线旋转以将水口拦阻在它的浇铸配置的卡销。只要极少量的熔融金属流入卡销机构中并且凝固后使卡销机构成锯齿状，这种旋转就可能变得非常困难。可替代地，JPS09-108825提出了一种包括在其两侧上的两个销的钢包长水口，所述钢包长水口适合于通过包括用于接收所述销的互补槽的移动支架而被保持在浇铸配置。该机构需要极好地协调好将钢包长水口装载到支架的槽中以及使支架倾斜处于夹紧配置这两者。

一旦装载有新的一批熔融金属的钢包被带到浇铸位置中，并不总是通过打开闸门(114u、114d)来直截了当地启动熔融金属到中间包的排放。事实上，当熔融金属接触相对冷的容器壁时，可能会凝固而形成靠着壁的固体层。应该在水口系统和闸门的层面通过一切手段避免熔融金属的凝固，以免必须中断浇铸操作来为系统清除堵塞物。在钢包转移期间，静态熔融金属有充足的时间在闸门处凝固。因为这个原因，封堵材料(300)(通常为砂)经常被用来填充内水口的内孔(从内水口的入口到关闭的闸门)，以防止任何熔融金属在其中流动，从而防止金属凝固而堵塞水口和闸门系统。当打开闸门时，堵塞材料流出，接着熔融金属流出，由此防止任何金属在内水口(113)中停留和凝固。

浸渍有凝固金属的烧结的砂的固体外壳通常形成在熔融金属和砂之间的界面处。在大多数情况下，外壳足够薄以致当打开闸门时外壳在熔融金属的自身重量下破裂。然而有时候，有可能发生外壳足够硬而能抵抗熔融金属的重量的情况。随后必须用手动操纵的工具或割枪(torch)或者用机器人来破坏或者熔化外壳。因为钢包长水口的长度，如果钢包长水口已经被联接到钢包的下水口，那么该操作是非常笨重的。如果外壳抵抗熔融金属的重量，那么传统设备中的钢包长水口(如图1(b)中所图示的)必须从下水口拆下，用割枪破坏或熔化外壳以启动熔融金属的浇铸。当金属流动穿过下水口时，将钢包长水口再次联接到下水口是危险的，因为熔融金属的溢出是不可避免的。

为了消除对于这些危险的操作的需求，在WO2004/052576中提出了一种用于插入和移除钢包水口的装置。尽管解决了上文所讨论的一些问题，但是所述装置操作起来是笨重的。装置尺寸相当大，并且不提供允许操作者以安装钢包长水口所需要的高精度来工作的必要的可视性。例如，钢包的倾翻杆(tilting bar)和肋缺少间隙，以及管底部和中间包之间缺少间隙，是所述联接组件的缺点。

本发明提出一种解决上文提到的所有问题的方案，如提供可以容易地插入和移除的钢包长水口，所述钢包长水口保持在合适位置上而不需要使用任何外部操作器或机器人，并且所述钢包长水口允许在启动浇铸时将短的下水口联接到钢包，接着一旦浇铸已经成功启动，用长的钢包长水口替换所述短的下水口而不会溢出熔融金属。本发明的这些和其他优点被呈现在以下部分中。

发明内容

本发明在所附的独立权利要求中限定。优选的实施例在从属权利要求中限定，并且以下将参考附图讨论。具体地，本发明涉及用于从钢包浇铸金属的长水口(111)(即钢包长水口)，所述水口包括：

(a)内孔(115)，所述内孔(115)平行于第一纵向轴线X1从入口孔(115a)延伸到出口孔(115b)，

(b)入口部分，所述入口部分位于所述钢包长水口的上游端并且由板组成，所述板包括：

-垂直于所述纵向轴线X1的平坦上游表面(2u)，所述上游表面包括所述入口孔(115a)并且由上游周界(2p)限定，

-下游表面(4d)，所述下游表面(4d)由下游周界(4p)限定并且通过外周壁与所述上游表面分隔开，

-与上游周界(2p)和下游周界(4p)两者均邻接的外周壁，所述外周壁限定从所述上游周界(2p)的水平面处开始的所述板的厚度，并且包括被所述内孔(115)彼此分隔开的至少第一和第二抓握部分，

(c)管状部分，所述管状部分沿所述第一纵向轴线X1从所述入口部分的所述下游表面(4d)延伸到与所述上游端相对的下游端，并且所述出口孔(115b)位于所述下游端。根据本发明的钢包长水口的特征在于，所述外周壁的所述第一和第二抓握部分中的每个包括在上游脊部(3r)处达到顶点并且突出于所述对应的抓握部分的整个所述外周壁之外的上游突出部(3)，所述上游脊部(3r)将面向所述钢包长水口的所述上游端的前缘(3u)与面向所述钢包长水口的所述下游端的后缘(3d)分隔开，所述上游部分(3)沿各自相应的第一和第二抓握部分、平行于所述上游表面(2u)并且相对于纵向轴线X1基本上彼此对称地延伸。根据本发明的钢包长水口的特征还在于，

-所述前缘(3u)与平行于所述上游表面(2u)的平面形成角度α1，并且

-所述后缘(3d)与平行于所述上游表面(2u)的平面形成角度β1，其中|α1|≥|β1|。

在本文件中，术语“上游”和“下游”是参考熔融金属的浇铸方向使用的，即，“上游”开始于钢包(11)而“下游”结束于结晶器(100)。在下文中，空间由正交矢量系统(X1、X2、X3)限定，其中X1是纵向轴线或方向，X2是第一横向轴线或方向，并且X3是第二横向轴线或方向。在使用中，纵向轴线X1对应于与平行于熔融金属流过各个水口的流动方向基本垂直的方向。因此，方向X2和X3限定垂直于纵向方向X1并且基本上水平的平面。在本文中使用术语“基本上”是因为在车间中不可能保证能将容器(如中间包)保持为完全水平地，并且因此，尽管被设计为竖直地使用，水口因此经常可能稍微偏离竖直状态。

附图说明

为了更充分地理解本发明的性质，参考以下将附图考虑在内的具体描述，在所述附图中：

图1:表示用于浇铸金属的浇铸设备的全视图。

图2：示出根据本发明的三个实施例的钢包长水口的立体的完整和切开视图。

图3：示出根据本发明的实施例将钢包长水口装载到被滑动地联接到支撑框架的抽屉式框架上的顺序。

图4：示出具有安装在弹性装置上、处于(a)和(c)的联接位置以及(b)和(d)的装载位置的闩锁的抽屉式框架的两个实施例。

图5：示出钢包长水口装载到抽屉式框架的第一实施例中的顺序。

图6：示出下水口和钢包长水口装载到抽屉式框架的第二实施例中的顺序。

图7：示出根据图6的抽屉式框架装载到支撑框架中的顺序，以及下水口和钢包长水口装载到所述抽屉式框架中的过程。

图8：示出抽屉式框架装载到装备有弹性闩锁的支撑框架中的顺序，以及下水口和钢包长水口装载到所述抽屉式框架中的过程。

图9：示出在钢包长水口的装载期间闩锁的移动。

图10：示出在安装在(a)抽屉式框架和(b)支撑框架上的两个闩锁之间的、处于联接位置的钢包长水口。

具体实施方式

如图1中所图示的，一旦钢包(11)处于中间包(10)或任何其他冶金容器或结晶器之上的浇铸位置，钢包长水口(111)就被联接到钢包(11)。钢包长水口是用于将熔融金属从钢包(11)转移到中间包(10)(或其他容器)的长管，避免所述熔融金属被保护免于与空气进行任何接触以防止被氧化。如在引言部分所讨论的，本发明的一个目的是提供一种易于联接到钢包(11)的底座，并且可以在没有任何外部工具(如机器人(20))的情况下被维持在它的浇铸位置的钢包长水口。

如同任何钢包长水口，根据本发明的钢包长水口(111)包括内孔(115)，所述内孔(115)平行于第一纵向轴线X1从入口孔(115a)延伸到出口孔(115b)。如图1(b)中所示出的，位于将要以嵌套方式安装在下水口(110)上的现有技术的钢包长水口的上游端的入口部分，其特征在于成圆锥形渐细的内孔，所述内孔结束于圆形脊部，所述成圆锥形渐细的内孔被设计用于贴合地配合下水口的类似地成圆锥形渐细的部分。密封接触被确保形成在相匹配的成圆锥形渐细的下水口和钢包长水口内孔的入口部分之间。相反，根据本发明的钢包(11)和钢包长水口(111)之间的密封接触通过平坦上游表面滑动地靠置于底部闸板(114d)的平坦底部表面上来确保(参见，例如，图10)。为了这个原因并且如图2中所图示的，根据本发明的钢包长水口的入口部分由板组成，所述板包括：

-垂直于所述纵向轴线X1的平坦上游表面(2u)，所述上游表面包括所述入口孔(115a)并且由上游周界(2p)限定，

-外周壁，所述外周壁限定从所述上游周界(2p)的水平面处开始的所述板的厚度，并且包括被所述内孔(115)彼此分隔开的至少第一和第二抓握部分，所述第一和第二抓握部分从所述上游周界(2p)的对应的部分相对于所述纵向轴线X1彼此对称地向下延伸到下游表面(4d)，

-下游表面(4d)，所述下游表面(4d)通过所述外周壁的高度与所述上游表面分隔开并且由下游周界(4p)限定。

在板的下游表面(4d)的下游，根据本发明的钢包长水口包括类似于现有技术的钢包长水口的管状部分，所述管状部分沿所述第一纵向轴线X1从所述下游表面(4d)延伸到与所述上游端相对的下游端，并且所述出口孔(115b)位于所述下游端。管状部分的几何结构(如它的外直径Dt)以及所述管状部分中的内孔的几何机构不影响本发明，并且本领域已知的任何期望形状的管状部分都可以被应用到根据本发明的钢包长水口。

相较于现有技术的钢包长水口，根据本发明的钢包长水口(111)的特征在于所述钢包长水口(111)的入口部分的几何结构。具体地，如图2中所示出的，外周壁的所述第一和第二抓握部分中的每个均包括在上游脊部(3r)处达到顶点的上游突出部(3)，所述上游脊部(3r)将面向钢包长水口的上游端的前缘(3u)与面向钢包长水口的下游端的后缘(3d)分隔开。所述上游突出部(3)突出于对应的抓握部分的整个外周壁之外，所述上游部分(3)沿相应的第一和第二抓握部分、平行于上游表面(2u)并且相对于纵向轴线X1基本上彼此对称地延伸。上游突出部的前缘(3u)与平行于上游表面的平面形成角度α1，并且后缘(3d)与平行于上游表面(2u)的平面形成角度β1，其中|α1|≥|β1|。前缘(3u)的角度α1优选地被包括在45°和70°之间，更优选地在55°和65°之间，并且后缘(3d)的角度β1优选地小于角度α1，并且更优选地被包括在25°和45°之间，最优选地在35°和40°之间。上游突出部(3)的前缘和后缘的角度α1和β1的相关性将在下文中与用来将这种钢包长水口(111)联接到钢包(11)的抽屉式框架(210)和支撑框架(211)一起详细地深入讨论。

优选的是钢包长水口(111)的外周壁包括第三和第四抓握部分，所述第三和第四抓握部分被内孔(115)彼此分隔开，并且从上游周界(2p)的对应的部分相对于纵向轴线X1彼此对称地向下延伸到下游周界(4p)的对应的部分。第三和第四抓握部分优选地具有与第一和第二抓握部分相同的几何结构和尺寸，并且大体上垂直于所述第一和第二抓握部分横向延伸，并且包括上游突出部(3)，所述第三和第四抓握部分的上游突出部(3)具有与第一和第二抓握部分的上游突出部相同的几何结构。优选的几何结构是具有弯曲的或优选为直的边缘的正方形的上游周界(2p)，并且具有如上文所限定的沿整个外周壁平行于上游表面(2u)延伸的上游突出部(3)。通过这种方式，当处理钢包长水口时，操作者不需要检查钢包长水口关于纵向轴线X1的角度定向，因为如此一来钢包长水口的任意90°旋转都将提供长水口的等同联接配置。当上游表面(2u)必须为平坦的时，对于限定根据本发明的钢包长水口的板的其余表面中的任一者而言，没有对平面性的具体要求。然而，优选地是，上游周界(2p)和下游周界(4p)的对应于第一和第二抓握部分中的每个的部分为直线。类似地，优选地是，上游突出部(3)的前缘(3u)和上游脊部(3r)以及下游表面(4d)为至少部分是平坦的，优选地为完全平坦的。

上游突出部(3)可以是与上游表面(2u)邻接的，所述上游突出部(3)的前缘(3u)的基部限定上游周界(2p)的一部分或全部，如图2(a)中所图示的那样。可替代地，如图2(b)中所图示的，上游突出部(3)可以通过外周壁的一部分与上游周界(2p)分隔开。上游突出部(3)的精确位置取决于钢包长水口(111)要联接到的抽屉式框架(210)和支撑框架(211)的几何结构，这在下文将详细地深入讨论。上游突出部(3)通常为当在板的外周壁从板的上游表面(2u)向下延伸到板的下游表面(4d)时遇到的第一个突出部。上游突出部(3)的几何结构是重要的，因为它必须适合于与安装在抽屉式框架(210)或支撑框架(211)上的闩锁协作，以在钢包长水口不处于它的浇铸位置时使它维持联接到钢包的底座、保持钢包长水口的自身重量。沿平行于上游表面的平面测量的从上游突出部(3)的上游脊部(3r)到前缘(3u)的底部的距离Hu优选地大于5mm，并且更优选地被包括在6mm和15mm之间，最优选地在8mm和12mm之间。另一方面，沿平行于上游表面的平面测量的从上游突出部(3)的上游脊部(3r)到后缘(3d)的底部的距离Hd等于或不同于Hu，并且优选地大于5mm，更优选地被包括在6mm和15mm之间，最优选地在8mm和12mm之间。

在图2(c)中所图示的优选实施例中，第一和第二抓握部分中的每个进一步包括在下游脊部(4r)处达到顶点并且沿相应的第一和第二抓握部分平行于上游突出部(3)延伸的下游突出部(4)，所述下游脊部(4r)将面向上游突出部(3)的前缘(4u)与下游表面(4d)分隔开。因此，上游脊部(3r)和下游脊部(4r)被凹部彼此分隔开。如后文所讨论的，上游突出部(3)的后缘(3d)、下游突出部(4)的前缘(4u)，以及将上游突出部与下游突出部分隔开的凹部限定与用来将钢包长水口联接到钢包(11)的闩锁(30)的轮廓相匹配的几何结构。

如图2、7、8和10中所示出的，将根据本发明的钢包长水口(111)联接到钢包(11)所需要的元件包括：

(a)如上文所讨论的钢包长水口(111)，

(b)用于容纳(host)钢包长水口(111)的抽屉式框架(210)，

(c)用于接收抽屉式框架(210)并且将其联接到钢包(11)的支撑框架(211)，

(d)被安装在抽屉式框架(210)上或者支撑框架(211)上的一对弹性闩锁(30)，用于当钢包长水口不处于浇铸位置时将其保持在抽屉式框架中，

(e)包括顶部闸板(114u)和底部闸板(114d)的闸门，用于控制熔融金属流出钢包(11)，以及

(f)可选地，下水口(110)。

本发明的要旨是一对弹性闩锁(30)与如前文所讨论的钢包长水口(111)的抓握部分的组合，其中闩锁(30)适合于啮合钢包长水口(111)的抓握部分。弹性闩锁(30)必须适合于：

(a)允许钢包长水口到在闩锁之间的悬挂位置中的卡扣配合啮合(参考图3(c)-(e)、9和10)，

(b)在钢包长水口的悬挂位置支撑钢包长水口的自身重量(参考图3(e)、(g)和(h)以及图(10)))，

(c)允许钢包长水口从它的悬挂位置转移到浇铸位置，其中所述钢包长水口的内孔(115)与闸门的下闸板(114d)的开口(114a)对准(参考图3(f)和(i))，

(d)允许钢包长水口从它的浇铸位置转移回到它在闩锁之间的悬挂位置(参考图3(g)和(k))，并且

(e)允许钢包长水口从闩锁之间脱离(参考图3(l))。

用于将钢包长水口(111)联接到钢包(11)的组件包括抽屉式框架(210)，所述抽屉式框架(210)包括沿第一横向轴线X2延伸的两个纵向梁(210x)，所述两个纵向梁(210x)被两个横向梁(210y)彼此分隔开，由此限定空隙(gap)，所述空隙具有分别沿第一和第二横向轴线X2、X3测量的宽度和长度的面积和周长，所述空隙的面积和周长适合于贴合地容纳至少一个如上文所讨论的并且在图4至8中所图示的钢包长水口(111)的入口表面(2u)的等同物。所述横向和纵向梁被布置为形成可以被内接于这样的矩形中的外部轮廓：所述矩形具有沿第一横向轴线X2测量的纵向长度以及沿垂直于所述第一横向轴线X2的第二横向轴线X3测量的横向宽度。优选地是，纵向和横向梁(210x、210y)是直的并且形成矩形或者甚至如图5中所示出的正方形。抽屉式框架(210)必须适合于(a)至少容纳钢包长水口(111)并且适合于(b)借助于联接到抽屉式框架(210)的横向梁(210y)的液压臂(40b)，沿支撑框架的通道(120)滑动以促使钢包长水口(111)的内孔(115)与底部闸板(114d)的开口(114a)对准或者不对准(参考图3(f)、(g)、(i)和(k))。

如图1和3中所示出的，钢包(11)的底板包括内水口(113)，所述内水口(113)具有从内水口的内端处的入口(113a)延伸到内水口的相对端处的出口(113b)的内孔，所述内孔促使钢包(11)的内部与所述钢包(11)的外部流体连通。内水口内孔的出口(113b)联接有顶部闸板(114u)，所述顶部闸板(114u)包括平坦顶部表面以及平行于平坦顶部表面并且通过顶部闸板的厚度与所述平坦顶部表面分隔开的平坦底部表面，如图10中所示出的那样。顶部闸板(114u)具有从平坦顶部表面延伸穿过顶部闸板的厚度到平坦底部表面的贯穿开口，并且部闸板(114u)被固定地联接到钢包(11)的底板的外表面，其中所述贯穿开口与内水口(113)的出口孔(113b)流体连通。“固定地联接”是指，在使用中，顶部闸板(114u)不相对于钢包移动，并且具体地不相对于内水口移动。

用于将钢包长水口(111)联接到钢包(11)的组件进一步包括支撑框架(211)。支撑框架包括顶部板(211u)，所述顶部板(211u)具有垂直于纵向轴线X1的顶部平坦表面并且包括开口，所述纵向轴线X1垂直于第一和第二横向轴线X2、X3两者。顶部板(211u)贴合地包住底部闸板(114d)，所述底部闸板(114d)具有稍微突出于支撑框架(211)的顶部平坦表面(211u)之上的平坦顶部表面，以及平行于所述顶部表面并且通过底部闸板的厚度与所述顶部表面分隔开的平坦底部表面。底部闸板具有平行于纵向轴线X1的、延伸穿过底部闸板的厚度的开口(114a)。在使用中，支撑框架被联接到钢包(11)的底板，从而底部闸板(114d)的顶部表面平行于顶部闸板(114u)的底部表面并且与其滑动接触，并且从而所述支撑框架可以借助于液压臂(40a)从密封位置滑动到浇铸位置并且返回。在密封位置中，底部闸门(114d)的开口(114a)不与顶部闸板(114u)的贯穿开口对准(参考图3(a)-(e)和(j)-(l))，并且在浇铸位置中，底部闸门(114d)的开口(114a)与顶部闸板(114u)的贯穿开口对准(参考图3(f)-(i))。只在以下情况时，穿过钢包长水口(111)浇铸熔融金属是可能的：

(a)钢包长水口和抽屉式框架(210)处于它们的浇铸位置，其中钢包长水口(111)的内孔(115)与底部闸板(114d)的开口(114a)对准，以及

(b)支撑框架(211)处于它的浇铸位置，其中底部闸板(114d)的开口(114a)与顶部闸板(114u)的贯穿开口流体连通，并且由此与内水口(113)的内孔流体连通。

为了允许保持钢包长水口(111)的抽屉式框架(210)滑动到它的浇铸位置，支撑框架(211)包括从框架入口沿第一横向轴线X2延伸的T形通道(120)。T形通道(120)的竖直条杆(vertical bar)适合于允许钢包长水口(111)的管状部分通过，同时T形通道(120)的平行于第二横向轴线X3延伸的水平条杆(horizontal bar)适合于容纳抽屉式框架(210)并且使所述抽屉式框架(210)沿通道在两条导轨(117)上滑动。两条导轨(117)在T形通道的水平条杆的每个突出端上、在T形通道的竖直条杆的两侧沿第一横向轴线X2并且平行于顶部板(211u)的所述顶部平坦表面延伸。导轨被具有沿第二横向轴线X3测量的宽度的空隙彼此分隔开，所述宽度大于钢包长水口的管状部分的直径Dt，并且稍微小于其中内接有抽屉式框架(210)的矩形的横向宽度。为了允许将下水口从底部插入到抽屉式框架(210)中，所述空隙应该具有这样的宽度：所述宽度至少局部大于钢包长水口板的宽度，并且由此大于由抽屉式框架(210)所限定的空腔的宽度。换言之，导轨(117)应该适合于以滑动方式支撑抽屉式框架(210)的纵向梁(210x)，而不(至少局部地)延伸到所述抽屉式框架(210)的空腔上方。

最终，支撑框架(211)必须包括两组推杆(118)或摇杆(rocker)，所述两组推杆(118)或摇杆设置在所述空隙两侧、邻近于两条底部导轨(118)、与底部闸板开口齐平。推杆(118)或摇杆对于被联接到中间包(10)的底板的管交换装置中所使用的浇注水口(例如WO2011/113597中所公开的)而言在本领域为已知的。推杆被用于当抽屉式框架(210)以及由此钢包长水口(111)都处于它们的浇铸位置，其中钢包长水口内孔(115)与底部闸板(114d)的开口(114a)对准时，将钢包长水口(111)的上游表面(2u)紧密且密封地压在底部闸板(114d)的下表面上。当钢包长水口(111)不处于浇铸位置时，必须仅由联接组件支撑钢包长水口的自身重量，并且钢包长水口因此可以仅挂在闩锁上。当抽屉式框架与钢包长水口一起滑动到它们的浇铸位置时，钢包长水口靠置于推杆(118)或摇杆上。这是必要的，因为推杆一方面确保钢包长水口和底部闸板之间的密封接触，并且另一方面确保到钢包(11)的强力联接，所述强力联接能够抵抗穿过钢包长水口的流动金属的压力，以及具体地，特别是在浇铸操作的一开始时或者在出现可能会临时堵塞内孔的松散的固体结块的情形时的任何可能的锤击。

弹性闩锁(30)可以被安装在抽屉式框架(210)上，如图3-7和10(a)中所图示的那样。可替代地，它们可以被安装在支撑框架(211)上，如图8和10(b)中所图示的那样。所需要的仅是：当抽屉式框架(210)被插入在支撑框架(211)的通道(120)中时，所述第一和第二闩锁可以位于两条导轨的顶部滑动表面上方或下方，彼此面对面的处于两条导轨之间所形成的空隙的两侧。本文中的术语“在..上方(above)”“在..下方(below)”指当支撑框架和抽屉式框架被联接到准备好进行浇铸的钢包时闩锁相对于滑动表面的位置。在闩锁被安装在支撑框架(211)上(参考图8和10(b))的情况下，闩锁应该相对于底部闸板(114d)的开口(114a)以及由此相对于推杆(118)或摇杆在第一横向方向X2上偏置，以允许用于使钢包长水口从底部插入两个闩锁之间的充足的间隙。如果闩锁(30)被安装在抽屉式框架(210)上，随着液压臂(40b)来回地移动抽屉式框架，所述闩锁(30)将跟随钢包长水口(111)在它的悬挂和浇铸位置之间的转换而移动。这意味着，不像闩锁被安装在支撑框架(211)上的情形，钢包长水口(111)在它的浇铸位置时也保持与闩锁接触。这不是问题，因为闩锁被设计来防止钢包长水口在其自重作用下掉落，并且推杆在钢包长水口板的下游表面(4d)上施加向上的力，将上表面(2u)压在底部闸板(114d)上。这两个操作是与彼此完全相容的，并且闩锁因此不干扰推杆。

如图9中所示出的，两个弹性闩锁(30)中的每个包括与平行于第一和第二横向轴线X2-X3的平面形成角度β1的倒角(chamfered)上游表面(30u)，所述角度β1基本上等于由根据本发明的钢包长水口(111)的上游突出部(3)的后缘(3d)形成的角度β1，从而钢包长水口(111)可以靠置于闩锁的匹配表面上。两个弹性闩锁(30)中的每个还包括与平行于第一和第二横向轴线X2-X3的平面形成角度α1的倒角下游表面(30d)，所述角度α1基本上等于由钢包长水口(111)的上游突出部(3)的前缘(3u)形成的角度α1。

在如图2(c)中所图示的钢包长水口(111)包括下游突出部(4)的情形中，所述下游突出部的前缘(4u)应该形成与闩锁的下游表面(30d)相同的角度α1，从而两个表面处于匹配接触，如图10中所图示的那样。在该配置中，由上游和下游突出部(3、4)之间形成的凹部所限定的钢包长水口的几何结构应该匹配由上游和下游表面(30u、30d)以及将上游和下游表面(30u、30d)分隔开的表面所限定的闩锁(30)的几何结构。这允许钢包长水口在闩锁之间的稳定并且可重复的抓握。

如图9中可以看到的，闩锁(30)可沿第二横向轴线X3来回地从联接位置移动到装载位置。在联接位置，第一和第二闩锁最接近彼此，彼此隔开距离d，如图9中的顶部的一组的闩锁所图示的那样，其中第一和第二闩锁的上游和下游倒角表面突出在两条导轨之间的空隙中。如果钢包长水口(111)被插入在处于联接位置的两个闩锁(30)之间，钢包长水口上游突出部(3)的后缘(3d)可以靠置于闩锁的匹配的上游表面(30u)上，并且钢包长水口不会在它的自身重量作用下掉落。在装载位置，第一和第二闩锁相距最远，被分隔开约d+2Hd的距离，其中Hd是钢包长水口上游突出部(3)的后缘(3d)的高度。在该装载位置，第一和第二闩锁不突出在两条导轨之间的空隙中，并且当两个闩锁处于它们的装载位置时，钢包长水口可从下方被插入到两个闩锁之间。

为了在将钢包长水口(111)从下方引入到两个闩锁之间时提供卡扣配合效果，闩锁被安装在弹性装置(31)上，弹性装置(31)自然地偏置以将闩锁推动到它们的联接位置(参考图4和9)。通过这种方式，当钢包长水口(111)从插入在支撑框架(211)中的抽屉式框架(210)下方被引入(参考图3(b))时，形成角度α1的钢包长水口的上游突出部(3)的前缘(3u)接触形成相同的角度α1的闩锁(30)的下游表面(30d)(参考图3(c))。通过将钢包长水口向上压到闩锁的下游表面(30d)，随着钢包长水口被向上推，闩锁(30)将通过沿前缘(3u)的滑动而后退(recede)，直到闩锁被推回到与上游突出部(3)的上游脊部(3r)齐平，所述闩锁在此处到达它们的装载位置(参考图3(d)和9(底部))。通过进一步向上推钢包长水口，促使上游脊部(3r)通过闩锁，所述闩锁被弹性装置驱动弹回到它们的联接位置(参考图3(e)和10)。在该阶段，形成角度β1的后缘(3d)接触形成相同的角度β1的闩锁(30)的匹配的上游表面(30u)，并且钢包长水口(111)由此被联接到钢包(11)并且能够保持住，因此能够在没有任何外部工具或机器人(20)的情况下进行联接。

本发明的闩锁(30)的一个很大的优点是钢包长水口到钢包的联接是可逆的，并且钢包长水口(111)可以以这样的方式很容易地从钢包(11)脱离：通过用足够的力简单地向下拉钢包长水口(例如，用机器人(20))，使闩锁随着闩锁的上游表面(30u)沿上游突出部(3)的后缘(3d)滑动而后退，直到所述闩锁与上游脊部(3r)齐平，闩锁在此处达到它们的装载位置。进一步向下拉钢包长水口将会使它从闩锁脱离，所述闩锁被弹性装置(31)驱动而返回到它们的联接位置。角度α1和β1，以及弹性装置(31)的刚度必须是这样的，以使(a)通过用合理的力向上推钢包长水口，容易将所述钢包长水口插入到两个闩锁之间，(b)钢包长水口由可以保持钢包长水口自身重量的闩锁支撑，并且(c)通过用合理的力向下拉钢包长水口，容易使钢包长水口脱离。为了这个原因，优选地是上游突出部(3)的前缘(3u)倾斜角度α1，所述角度α1大于由上游突出部(3)的后缘(3d)形成的角度β1。通过这种方式，插入钢包长水口时比使钢包长水口从闩锁脱离时更容易将弹性闩锁移动到它们的装载位置，因为前缘(3u)和闩锁(30)的下游表面(30d)之间的滑动角度α1大于后缘(3d)和闩锁(30)的上游表面(30u)之间的滑动角度β1(即，滑动角度β1是更水平的)。这是重要的，因为当插入钢包长水口时，机器人必须施加足够提起钢包长水口的自身重量并且将闩锁推到它们的装载位置的力，同时当使钢包长水口脱离时，钢包长水口的自身重量实际上帮助将闩锁推回到它们的装载位置。

弹性装置(31)可以是本领域已知的任何弹性装置。具体地，在图3、4(a)和(b)、5以及8-10所图示的第一实施例中，弹性装置(31)包括螺旋弹簧，优选地围合图9中可见的伸缩轴(32)，所述螺旋弹簧被联接到闩锁并且被夹在闩锁(30)和挡片(catch)之间，所述挡片被固定在沿第二横向轴线X3距对应的导轨(117)恒定距离处。在图4(c)和(d)、6和7所图示的第二实施例中，弹性装置(31)包括由有弹性的柔性簧片组成的悬臂弹簧，所述有弹性的柔性簧片在其一端处推向闩锁(30)，并且在另一端处或者推向抽屉式框架(210)的对应的纵向梁(210x)或者推向支撑框架(211)的两条底部导轨(117)的顶部滑动表面下方。

图5中所图示的抽屉式框架(210)限定适合于容纳单个钢包长水口(111)的空腔，所述单个钢包长水口(111)可以被插入在弹性安装在纵向梁(210x)上的两个闩锁(30)之间，并且两个闩锁(30)具有如上文关于第一实施例所讨论的螺旋弹簧(31)。可以看到，闩锁优选地被啮合在每个纵向梁(210x)上的面向彼此的孔中。借助于伸缩轴(32)和螺旋弹簧(31)，闩锁(30)可以在它们的联接和装载位置之间沿第二横向方向X3可逆地并且有弹性地移动穿过所述孔并且返回。

图4示出抽屉式框架(210)的两个实施例，所述两个实施例的共同点在于，空腔可以容纳沿第一横向方向X2并排放置的两个钢包长水口板。该几何结构允许钢包长水口(111)和下水口(110)在抽屉式框架中啮合。下水口(110)包括入口部分和非常短的管状部分，所述入口部分包括具有平坦上游表面的板。内孔从上游表面延伸到短的管状部分的末端。这种下水口(110)的使用将在下文中参考图3解释。根据第一实施例的以及参考图5所讨论的相同的弹性装置被示出在图4(a)和(b)中。图4(c)和(d)示出有弹性的柔性簧片的可替代第二实施例，所述有弹性的柔性簧片为悬臂式，它的一端被固定到抽屉式框架(210)的纵向梁(210x)，而另一端被固定到闩锁(30)。同样，闩锁可以穿过位于纵向梁(210x)中的孔沿第二横向轴线X3有弹性地来回移动。图4(a)和(c)示出闩锁处于它们的联接位置，而图4(b)和(d)示出闩锁处于它们的装载位置。

图8示出没有任何闩锁(30)的抽屉式框架(210)，闩锁被安装在支撑框架(211)上，位于两个底部导轨(117)的顶部滑动表面下方。在该情形中，抽屉式框架(210)具有非常简单的构造。对于被设计用于容纳单个钢包长水口而不用于容纳下水口的抽屉式框架(这不是图8中的情形)而言，尤其是这样。不管是用于容纳一个还是两个水口，这种抽屉式框架都是有用的，因为液压臂(40b)可以被联接到横向梁(210y)中的一个，用于使抽屉式框架滑动进入和离开它的浇铸位置(参考图3(a)和(b))。将液压臂(40b)直接联接到钢包长水口就不是这么容易的了。

图5至8示出钢包长水口(111)、可选地下水口(110)、抽屉式框架(210)以及如上文所解释的那样被滑动地联接到钢包的支撑框架(211)彼此之间的相互作用。抽屉式框架(210)被啮合到支撑框架的T形通道(120)中，其中抽屉式框架(210)的纵向梁(210x)靠置于导轨(117)上。通过将液压臂(40b)连接到抽屉式框架(210)的横向梁(210y)，所述抽屉式框架(210)可以通过沿导轨(117)滑动而移动进入和离开它的浇铸位置。在抽屉式框架能够容纳钢包长水口(111)和下水口(110)两者的情形中，如图7和8中所图示的那样，所述钢包长水口(111)和下水口(110)可以在将抽屉式框架(210)啮合到T形通道(120)中之前或者之后被装载到抽屉式框架(210)中。一旦抽屉式框架(210)被啮合在T形通道中，它就被移动到接收位置，其中钢包长水口(111)可以从底部被装载到它在由抽屉式框架(210)所限定的空腔中的对应位置，并且挂在弹性闩锁(30)之间。如果抽屉式框架也容纳下水口(110)，如图7和8中所图示的那样，当抽屉式框架(210)处于它的接收位置时，下水口(110)优选地靠置于推杆(118)或摇杆上。图3(c)中所图示的这种配置允许减小支撑框架(211)的尺寸。

抽屉式框架(210)在T形通道中的它的接收位置中时，准备好以如上文所解释的方式将钢包长水口(111)接收在空腔中：通过用机器人(20)或其他装卸工具将钢包长水口(111)向上推动穿过弹簧闩锁(30)，直到上游突出部(3)的后缘(3d)靠置于闩锁的上游表面(30u)上，并且钢包长水口安全地挂在钢包(10)下方，处于非工作位置(idle position)。通过启动液压臂(40b)，抽屉式框架(210)可以与啮合在其空腔中的钢包长水口(111)一起被移动到它们的浇铸位置，在所述浇铸位置，钢包长水口的内孔(115)与底部闸板(114d)的开口(114a)对准。在该位置，推杆(118)压在钢包长水口板的下游表面(4d)上，以在钢包长水口的上游表面(2u)和底部闸板(114d)的下表面之间形成密封接触。如果抽屉式框架(210)容纳下水口(110)，后者被移动到非工作位置，如图3(f)中所示出的那样。图7和8仅在弹性闩锁(30)的位置上不同于彼此：在图7中，弹性闩锁(30)被啮合在设在抽屉式框架(210)的纵向壁(210x)中的开口中，而在图8中，弹性闩锁(30)被安装在支撑框架上，位于导轨(117)下方，并且在纵向方向X1上位于推杆(118)旁边。类似地，图10(a)示出闩锁被安装在抽屉式框架(210)上的实施例，而图10(b)示出闩锁被安装在支撑框架上的实施例。

图3示出使用根据本发明的联接组件时可能的一些过程步骤。针对由括号中的字母所指代的每个步骤，示出有两个分别以数字1和2指代的沿两个正交平面(X1、X3)和(X1、X2)的剖视图。在本说明书中，每个步骤仅由其字母指代，而不指明数字1或2，除非指代具体的视图。具体地，例如，图3(a)指代图3(a1)和图3(a2)两者。

图3(a)示出包括内水口(113)的钢包(11)的底板，所述内水口(113)与顶部闸板(114u)接触，从而内水口的内孔(113a、113b)与顶部闸板的贯穿开口流体连通。如上文所讨论的，在整个浇铸操作中，顶部闸板(114u)相对于钢包底板的位置保持不变。支撑框架被联接到钢包(11)，从而底部闸门(114d)的开口(114a)不与顶部闸板(114u)的贯穿开口对准。具有底部闸板(114d)的支撑框架(211)可以借助于液压臂(40a)滑动，以促使底部闸板(114d)的开口(114a)与顶部闸板(114u)的贯穿开口对准或者不对准。被装载有下水口(110)的抽屉式框架(210)被示出为是与支撑框架(211)分开的。下水口(110)可以在抽屉式框架(210)被啮合在支撑框架(211)的T形通道中之前或之后装载在抽屉式框架(210)上。

在图(3b)中，抽屉式框架(210)被插入到T形通道(120)中。横向梁(210y)被联接到液压臂(40b)。液压臂(40b)将抽屉式框架(210)移动到它的接收位置，准备接收钢包长水口(111)，并且使下水口(110)靠置于推杆(118)上，且下水口(10)的内孔与底部闸门(114d)的开口对准。用机器人(20)或任何其他装卸工具将钢包长水口(111)带到支撑框架和抽屉式框架下方。

在图3(c)至(e)中，钢包长水口(111)被向上推到闩锁(30)之间，进入它在由抽屉式框架(210)所限定的空腔中的位置中，直到上游突出部(3)的后缘(3d)靠置于闩锁(30)的上游表面(30u)上。在该阶段，支撑框架(211)和抽屉式框架(210)两者相对于图3(b)中它们各自的位置而言都没有被各自的液压臂(40a、40b)移动。

图3(e)示出在上文引言部分所讨论的并且传统地用来防止在启动浇铸之前停滞的金属熔体在内水口(113)的内孔中凝固的具体技术。在向钢包中填充熔融金属(200)之前，内水口(113)的内孔被填充有封堵材料(300)，封堵材料(300)通常为砂。当填充钢包时，一些熔融金属渗透进砂床(300)一个较短的距离并且凝固形成由砂颗粒和固体金属的混合物构成的固体帽(301)，由此防止熔融金属(200)流动穿过内孔入口(113a)。

如图3(f)中所图示的，通过一方面使用液压臂(40b)将抽屉式框架(210)滑动到它的浇铸位置，其中其内孔(115)与底部闸板(114d)的开口(114a)对准，且另一方面，使用液压臂(40a)将支撑框架(211)滑动到它的浇铸位置，其中顶部和底部闸板(114u、114d)以及它们各自的开口对齐，封堵材料流出内水口内孔，穿过闸门(114u、114d)并且流出钢包长水口(111)进入中间包(10)的底部中。大部分情况下，压在帽(301)上的熔融金属的重量足以破坏外壳(301)，并且熔融金属穿过钢包长水口(111)到中间包中的浇铸由此可以开始。然而，在某些情况下，如图3(g)中所图示的，形成帽(301)的外壳足够厚而能抵抗熔融金属的压力并且密封内水口的内孔入口(113a)，从而浇铸过程不能开始。因此必须用工具来破坏这样的帽。一般地，割枪(21)被从下方插入到下水口(10)的内孔中并且被用来熔化帽(301)的外壳。

在传统设备中，下水口被嵌套在钢包长水口的成圆锥形渐细的内孔中，如图1(b)中所示出的。因为钢包长水口的管状部分的长度，钢包长水口必须首先从下水口移除，之后割枪(21)才可以被插入来熔化外壳(301)，以启动熔融金属流动穿过下水口。在该阶段，钢包长水口必须快速地被重新插入在下水口上，以使流动的金属避开氧气。该操作是非常笨重并且危险的，因为在熔融金属的流动期间重新插入钢包长水口时，熔融金属的溢出是不可避免的。

使用本发明的联接组件，钢包长水口(111)和下水口(110)并排对齐在抽屉式框架(210)中。在内水口堵塞的情形下，通过用液压臂(40b)滑动抽屉式框架(210)，下水口(110)可以被带到浇铸位置。该操作将钢包长水口(111)带到它的非工作位置，从而它仅由闩锁(30)保持(参考图3(g2)和(h2))。穿过下水口(110)进入内水口的内孔是非常容易的。当外壳(301)熔化时，熔融金属可以流动穿过内水口(113)、闸门(114u、114d)和下水口(110)。在该阶段，如图3(i)中所图示的，液压臂(40b)可以被启动以滑动抽屉式框架(210)，来将钢包长水口(111)带回到它的浇铸位置。熔融金属到中间包的浇铸可以由此容易地、快速地开始，并且由于钢包长水口(111)被带到它的浇铸位置，因此没有熔融金属溢出。因此，相较于传统的冶金设备，这种操作的危险性被大幅减小。

如图3(j)中所示出的，当钢包为空(或者已经决定停止从钢包的浇铸操作)时，液压臂(40a)被启动以滑动支撑框架(211)，从而通过促使底部闸板(114d)的开口(114a)不与顶部闸板(114u)的贯穿孔对准来密封闸门。如图3(k)中所示出的，通过用液压臂(40b)滑动抽屉式框架(210)，钢包长水口(111)随后被带到它的非工作位置，离开推杆(118)，从而钢包长水口(111)仅挂在闩锁(30)上。图3(l)示出机器人(20)如何抓握住钢包长水口(111)并且迫使它向下通过弹性闩锁(30)并且由此被从钢包(11)移除。

如上文所限定的包括支撑框架(211)、抽屉式框架(210)和钢包长水口(111)的本发明的联接组件允许从钢包(11)的非常清洁的和重复性的浇铸操作。该组件的优点还在于，许多操作可以由中央处理单元(CPU)自动实现和控制，由此进一步增加这些操作的安全等级。

参考编号列表

2p 上游周界

2u 钢包长水口的平坦上游表面

3d UP(3)的后缘

3r UP(3)的上游脊部

3u UP(3)的前缘

3 上游突出部(UP)

4d 下游表面

4p 下游周界

4r 下游脊部

4u DP(4)的前缘

4 下游突出部(DP)

10 中间包

11 钢包

20 机器人或装卸工具

21 割枪

30d 下游倒角表面

30u 上游倒角表面

30 第一和第二闩锁

31 闩锁的弹性装置

32 伸缩轴

40a 用于支撑框架(211)的液压臂

40b 用于抽屉式框架(210)的液压臂

100 结晶器

101 浇注水口

110 下水口

111 钢包长水口

113 内水口

113a 内水口(113)的入口孔

113b 内水口(113)的出口孔

114a 底部闸板114d的开口

114d 底部闸板

114u 顶部闸板

115a 入口孔

115b 出口孔

115 内孔

117 底部导轨

118 推杆

120 T形通道

200 熔融金属

210x DF(210)的纵向梁

210y DF(210)的横向梁

210 抽屉式框架(DF)

211u 支撑框架(211)的顶部板

211 支撑框架

300 封堵材料

301 烧结材料的外壳

α1 前缘3u的角度

α2 前缘4u的角度

β1 后缘3d的角度

Hd 后缘3d的高度

Hu 前缘3u的高度

Claims (16)

1.一种用于从钢包浇铸金属的长水口(111)，所述水口包括：

(a)内孔(115)，所述内孔(115)平行于第一纵向轴线X1从入口孔(115a)延伸到出口孔(115b)，

(b)入口部分，所述入口部分位于所述钢包长水口的上游端并且由板组成，所述板包括：

-垂直于所述纵向轴线X1的平坦上游表面(2u)，所述上游表面包括所述入口孔(115a)并且由上游周界(2p)限定，

-下游表面(4d)，所述下游表面(4d)由下游周界(4p)限定并且通过外周壁与所述上游表面分隔开，

-与上游周界(2p)和下游周界(4p)两者均邻接的外周壁，所述外周壁限定从所述上游周界(2p)的水平面处开始的所述板的厚度，并且包括被所述内孔(115)彼此分隔开的至少第一和第二抓握部分，

(c)管状部分，所述管状部分沿所述第一纵向轴线X1从所述入口部分的所述下游表面(4d)延伸到与所述上游端相对的下游端，并且所述出口孔(115b)位于所述下游端，

其特征在于，所述外周壁的所述第一和第二抓握部分中的每个包括上游突出部(3)，所述上游突出部(3)在上游脊部(3r)处达到顶点并且突出于所述对应的抓握部分的整个外周壁之外，所述上游脊部(3r)将面向所述钢包长水口的所述上游端的前缘(3u)与面向所述钢包长水口的所述下游端的后缘(3d)分隔开，所述上游部分(3)沿各自相应的第一和第二抓握部分、平行于所述上游表面(2u)并且相对于纵向轴线X1基本上彼此对称地延伸，并且其中，

-所述前缘(3u)与平行于所述上游表面(2u)的平面形成角度α1，并且

-所述后缘(3d)与平行于所述上游表面(2u)的平面形成角度β1，其中|α1|≥|β1|。

2.根据权利要求1的钢包长水口，其中所述外周壁包括被所述内孔(115)彼此分隔开的第三和第四抓握部分，所述第三和第四抓握部分具有与所述第一和第二抓握部分相同的几何结构和尺寸，并且横向于所述第一和第二抓握部分连续地延伸，并且包括上游突出部(3)，所述第三和第四抓握部分的上游突出部(3)具有与所述第一和第二抓握部分的上游突出部相同的几何结构。

3.根据权利要求1或2的钢包长水口，其中所述α1被包括在45°和70°之间，优选地在55°和65°之间，并且其中β1优选地被包括在25°和45°之间，更优选地在35°和40°之间。

4.根据前述权利要求中任一项的钢包长水口，其中在所述第一和第二抓握部分中的每个中：

-沿平行于所述上游表面的平面测量的从所述上游突出部(3)的所述上游脊部(3r)到所述前缘(3u)的底部的距离Hu大于5mm，优选地被包括在6mm和15mm之间，更优选地在8mm和12mm之间，并且

-沿平行于所述上游表面的平面测量的从所述上游突出部(3)的所述上游脊部(3r)到所述后缘(3d)的底部的距离Hd等于Hu或不同于Hu，并且大于5mm，优选地被包括在6mm和15mm之间，更优选地在8mm和12mm之间。

5.根据前述权利要求中任一项的钢包长水口，其中所述第一和第二抓握部分中的每个进一步包括下游突出部(4)，所述下游突出部(4)在下游脊部(4r)处达到顶点并且沿各自相应的第一和第二抓握部分平行于所述上游突出部(3)延伸，所述下游脊部(4r)将面向所述上游突出部(3)的前缘(4u)与所述下游表面(4d)分隔开，所述上游脊部(3r)和下游脊部(4r)被凹部彼此分隔开。

6.根据前述权利要求中任一项的钢包长水口，其中所述上游周界(2p)和下游周界(4p)的对应于所述第一和第二抓握部分中的每个的部分为直线。

7.一种成套零件，用于在钢包(11)的底板的外表面处将根据前述权利要求中任一项的钢包长水口(111)流体联接到所述钢包的内水口(113)的出口孔(113b)，所述成套零件包括：

(a)抽屉式框架(210)，所述抽屉式框架(210)包括沿第一横向轴线X2延伸的两个纵向梁(210x)，所述两个纵向梁(210x)被两个横向梁(210y)彼此分隔开，由此限定空腔，所述空腔具有适合于贴合地容纳至少一个根据前述权利要求中任一项的钢包长水口(111)的入口表面(2u)的等同物的面积和周长，所述横向和纵向梁被这样布置以形成可以被内接于这样的矩形中的外部轮廓：所述矩形具有沿第一横向轴线X2测量的纵向长度以及沿垂直于所述第一横向轴线X2的第二横向轴线X3测量的横向宽度，

(b)顶部闸板(114u)，所述顶部闸板(114u)包括平坦顶部表面以及平坦底部表面，所述平坦底部表面平行于所述平坦顶部表面并且通过所述顶部闸板的厚度与所述平坦顶部表面分隔开，并且具有从所述平坦顶部表面延伸穿过所述顶部闸板的所述厚度到所述平坦底部表面的贯穿开口，所述顶部闸板(114u)适合于被固定地联接到钢包(11)的所述底板的所述外表面，其中所述贯穿开口与所述内水口(113)的所述出口孔(113b)流体连通，

(c)支撑框架(211)，所述支撑框架(211)适合于被联接到钢包(11)的所述底板的所述外表面，从而所述支撑框架(211)可以从密封位置滑动到浇铸位置并且返回，所述支撑框架包括：

-顶部板(211u)，所述顶部板(211u)具有垂直于纵向轴线X1的顶部平坦表面并且包括开口，所述纵向轴线X1垂直于第一和第二横向轴线X2、X3两者，所述开口中贴合地包有：

-底部闸板(114d)，所述底部闸板(114d)具有顶部表面以及底部表面，所述顶部表面稍微突出于所述支撑框架(211)的所述顶部平坦表面(211u)之上，所述底部表面平行于所述顶部表面并且通过所述底部闸板的厚度与所述顶部表面分隔开，所述底部闸板具有平行于所述纵向轴线X1的、延伸穿过所述底部闸板的所述厚度的开口(114a)，并且其中当所述支撑框架被联接到所述钢包时，所述底部闸板(114d)的所述顶部表面平行于所述顶部闸板(114u)的所述底部表面并且与之滑动接触，从而在将所述支撑框架(211)从它的密封位置滑动到它的浇铸位置时，所述底部闸板的所述开口(114a)从它与所述顶部闸板(114u)的所述贯穿开口相阻隔的位置被移动到它与所述顶部闸板的所述贯穿开口流体连通的位置，

-两个导轨(117)，所述两个导轨(117)沿所述第一横向轴线X2并且平行于所述顶部板(211u)的所述顶部平坦表面延伸，并且被具有沿所述第二横向轴线X3测量的宽度的空隙彼此分隔开，所述空隙的宽度小于其中内接有所述抽屉式框架(210)的所述外部轮廓的所述矩形的横向宽度，并且至少局部地大于所述抽屉式框架中所限定的所述空腔的沿所述第二横向轴线X3测量的宽度；

-T形通道(120)，所述T形通道(120)从框架入口沿所述第一横向轴线X2延伸，所述开口适合于容纳所述抽屉式框架(210)以及使所述抽屉式框架(210)沿所述通道在所述两条导轨(117)上滑动，

-两组推杆(118)或摇杆，所述两组推杆(118)或摇杆被设置在所述空隙两侧、邻近于两个底部导轨、与所述底部闸板开口齐平，

其特征在于，所述成套零件进一步包括第一和第二闩锁(30)，其中当所述抽屉式框架(210)被插入在所述支撑框架(211)的所述通道(120)中时，所述第一和第二闩锁，

-在形成于所述导轨之间的空隙两侧彼此面对，

-具有与平行于所述第一和第二横向轴线X2-X3的平面形成角度β1的倒角上游表面(30u)，所述角度β1基本上等于由根据前述权利要求中任一项的钢包长水口(111)的所述上游突出部(3)的所述后缘(3d)形成的角度β1，

-具有与平行于所述第一和第二横向轴线X2-X3的平面形成角度α1的倒角下游表面(30d)，所述角度α1基本上等于由根据前述权利要求中任一项的钢包长水口(111)的所述上游突出部(3)的所述前缘(3u)形成的角度α1，并且

-可沿所述第二横向轴线X3从联接位置到装载位置来回地移动，其中在所述联接位置，所述第一和第二闩锁最接近彼此并且所述第一和第二闩锁的所述上游和下游倒角表面突出在所述两个导轨之间的所述空隙中，在所述装载位置，所述第一和第二闩锁相距最远并且不突出在所述两个导轨之间的所述空隙中，并且

-被安装在弹性装置(31)上，所述弹性装置(31)被自然地偏置，以将所述闩锁推动到它们的联接位置。

8.根据权利要求7的成套零件，其中所述抽屉式框架(210)的所述两个纵向梁(210x)中的每个包括孔口，所述孔口面向彼此，穿过所述孔口，所述第一和第二闩锁(30)可以沿所述第二横向轴线X3从它们的联接位置移动到它们的装载位置并返回。

9.根据权利要求7的成套零件，其中所述第一和第二闩锁(30)被安装在所述支撑框架上、在所述两个底部导轨(117)下方，并且在所述第一横向方向X2上相对于所述推杆(118)或摇杆偏置。

10.根据权利要求7至9中任一项的成套零件，其中每个弹性装置(31)包括下述任一个：

-(a)由有弹性的柔性簧片组成的悬臂弹簧，所述有弹性的柔性簧片在它的一端处被固定到闩锁(30)，并且在另一端处或者被固定到所述抽屉式框架(210)的对应的纵向梁(210x)，或者被固定在所述支撑框架(211)的所述两个底部导轨(117)的所述顶部滑动表面下方，或者

-(b)优选地围合伸缩轴(32)的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被联接到闩锁并且被夹在所述闩锁(30)和挡片之间，所述挡片被固定在沿所述第二横向轴线X3距对应的所述导轨(117)恒定距离处。

11.根据权利要求7至10中任一项的成套零件，其中由所述两个纵向梁(210x)和两个横向梁(210y)限定的所述空腔的所述面积和周长适合于贴合地容纳两个沿所述第一横向轴线X2并排放置的、根据权利要求1至6中任一项的钢包长水口(111)的入口表面(2u)的等同物。

12.根据权利要求11的成套零件，进一步包括根据权利要求1至6中任一项的钢包长水口(111)和下水口(110)，所述下水口(110)具有包括入口孔并且由上游周界限定的平坦上游表面，从而当所述钢包长水口和所述下水口沿所述第一横向轴线X2并排对齐时，所述钢包长水口的所述上游周界(2p)和所述下水口(110)的所述上游周界贴合地配合在所述抽屉式框架(210)的所述空腔中。

13.一种包括钢包(11)的金属浇铸设备，所述钢包(11)包括具有内水口(113)的底板，所述内水口(113)具有与如权利要求7(b)中所限定的顶部闸板(114u)的所述贯穿开口流体连通的出口孔(113b)，并且被装备有根据权利要求7至12中任一项的成套零件的组装元件，所述金属浇铸设备包括：

(a)如权利要求7(c)中所限定的支撑框架(211)，所述支撑框架(211)被滑动地联接到所述顶部闸板(114u)的平坦底部表面，从而借助于第一液压臂(40a)，可以促使所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)与所述顶部闸板(114u)的所述贯穿开口对准或者不对准，

(b)根据权利要求1至6中任一项的钢包长水口(111)，其中将所述第一抓握部分的所述上游突出部(3)的所述上游脊部(3r)与所述第二抓握部分的上游突出部(3)的上游脊部(3r)分开的距离等于d+2Hd，其中Hd是沿平行于所述上游表面(2u)测量的从所述上游突出部(3)的所述上游脊部(3r)到所述后缘(3d)的底部的距离，所述钢包长水口(111)被可释放地联接到：

(c)如权利要求7(a)中所限定的抽屉式框架(210)，所述抽屉式框架(210)被插入在所述支撑框架(211)的所述T形通道(120)中，从而所述抽屉式框架(210)可以借助于所述第二液压臂(40b)沿所述第一横向轴线X2来回移动穿过所述T形通道，并且其中

(d)所述第一和第二闩锁(30)被安装为使它们可以从它们的联接位置移动到它们的装载位置，在所述联接位置，所述第一和第二闩锁(30)沿所述第二横向轴线X3彼此分隔开基本上等于d的距离，在所述装载位置，所述第一和第二闩锁(30)沿所述第二横向轴线X3彼此分隔开基本上等于d+2Hd的距离，

(e)机器人或装卸工具(20)，适合于保持所述钢包长水口(111)，并将所述钢包长水口(111)带到所述支撑框架(211)下方与所述闩锁(30)齐平处，并且通过使所述弹性装置(31)变形促使所述钢包长水口(111)的所述入口部分向上穿过所述闩锁，直到所述闩锁啮合在所述钢包长水口的所述上游突出部(3)下方，所述钢包长水口由此到达它的联接位置，其中所述上游突出部(3)的所述后缘(3d)贴合地靠置于所述对应的闩锁(30)的所述平坦倒角上游表面(30u)上，

其中通过沿所述第一横向轴线X2移动穿过所述支撑框架的所述T形通道(120)，所述抽屉式框架(210)可以二者择一地促使所述钢包长水口(111)的所述内孔(115)与所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)对准或者不对准，其中当所述钢包长水口(111)的所述内孔(115)与所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)对准时，所述推杆(118)压到所述钢包长水口(111)的所述下游表面(4d)上。

14.根据权利要求13的金属浇铸设备，其中所述抽屉式框架(210)如权利要求12中所限定的并且装载有下水口(110)，从而沿所述第一横向轴线X2移动所述抽屉式框架(210)穿过所述支撑框架的所述通道可以二者择一地促使所述钢包长水口(111)的所述内孔(115)或所述下水口(110)的所述内孔与所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)对准或者不对准。

15.一种用于将熔融金属从钢包(111)浇铸到中间包(10)或其他冶金容器中的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)将包含熔融金属并且装备有如权利要求7(c)中所限定的支撑框架(211)和如权利要求7(a)或8中所限定的抽屉式框架(210)的钢包(11)带到中间包(10)或任何其他冶金容器上方，

(b)用机器人(20)或任何其他装卸工具，将钢包长水口(111)带到所述支撑框架(211)下方与所述闩锁(30)齐平处，

(c)用所述机器人(20)或任何其他装卸工具，通过使所述弹性装置(31)变形促使所述钢包长水口(111)的所述入口部分向上穿过所述闩锁进入到所述抽屉式框架(210)的所述空腔中，直到所述闩锁啮合并且所述钢包长水口到达它的联接位置，在所述联接位置，所述第一突出部(3)的所述后缘(3d)贴合地靠置于所述对应的闩锁(30)中的每个的所述平坦倒角上游表面(30u)上，

(d)用第一液压臂(40b)移动所述抽屉式框架(210)，以促使所述钢包长水口(111)的所述内孔(115)与所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)对准，其中所述推杆(118)压到所述钢包长水口(111)的所述下游表面(4d)上，

(e)用第二液压臂(40a)将所述支撑框架(211)移动到浇铸位置，从而所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)与所述顶部闸板(114u)的所述贯穿开口对准，从而所述钢包(11)中所包含的熔融金属可以流动穿过所述钢包长水口。

16.根据权利要求15的方法进一步包括以下步骤：

(a)当从所述钢包浇铸熔融金属的浇铸完成时，用所述第二液压臂(40a)将所述支撑框架(211)移动到密封位置，从而所述底部闸板(114d)的所述开口(114a)不与所述顶部闸板(114u)的所述贯穿开口对准，

(b)用所述第一液压臂(40b)移动所述抽屉式框架(210)，以从所述推杆(118)移除所述钢包长水口(111)，从而所述钢包长水口(111)仅挂在所述闩锁(30)上，

(c)用机器人(20)或其他装卸工具，通过使所述弹性装置(31)变形促使所述钢包长水口(111)向下穿过闩锁，直到所述钢包水口从所述抽屉式框架(210)脱离并且移除所述钢包长水口(111)；以及

(d)移除所述钢包(11)。