CN1071607C - 冶金容器流出口的流量控制装置和从该容器浇注金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种熔融金属贮运容器(20)流出口(15，17，18)的流量控制装置(10)，其中该装置被成形作为一个底塞而装配在流出口(15，17，18)中，由此在装置(10)和出口(18)的封闭装置(27)之间形成一个间隙(29)，该装置的孔口(14a)由装置(14)封闭，该装置(14)在容器内熔融金属的作用下熔化，孔口(14a)为熔融金属提供了从容器(20)到出口(18)的通路。

Description

冶金容器流出口的流量控制装置 和从该容器浇注金属的方法
本发明涉及一种熔融金属贮运容器，具体涉及一种改进的装有熔融金属的容器的流出口开口的装置，以及从该容器浇注金属的方法。本发明特别涉及盛钢桶中的钢水的浇注，尽管并非仅限于此，但将在下文参照盛钢桶作更为具体的描述。
在钢铁工业中，盛钢桶用于将熔融金属从熔炼和精炼炉输送到连铸机或铸锭跨。从盛钢桶流出的金属一般由滑动水口控制。通常，流出口区域充满了由盛钢桶顶部引入的耐火砂以防止钢水在浇注前在水口腔中凝固。这可以以各种不同方式、人工或半自动化地实现。
但是，已经发现所有的常规方法都不是稳定可靠的并且通常会导致一些开口失败。术语“自由开口”指的是开口一次成功而无需利用氧气冲刷水口来冲破形成的钢/砂壳。各厂的自由开口成功率各不相同，但通常在80～90％之间。在浇注的末期利用对成渣过程敏感的装置检测熔渣、或利用目视观察中间包中的渣况，据此关闭盛钢桶。
在容器中钢水的较低液面上会形成涡流，这将导致显著的熔渣夹带或在浇注末期需要在盛钢桶中保留相当数量的钢水。熔渣夹带在铸机中产生了各种问题，这通常将导致质量问题并且为盛钢桶稳定的重复使用和装料程序带来困难。
WO-A-9413840公开了一种用于熔融金属贮运容器流出口的流量控制装置，该装置被成形作为一个底塞而装配在流出口中，由此在该流量控制装置和出口的封闭装置之间形成一个间隙。然而该装置并未能很好地解决上述的问题。
本发明的目的是提供一种打开熔融金属贮运容器、特别是盛钢桶的流出口的改进装置，由此可以提高自由开口的成功率。
因此，一方面本发明提供了一种用于熔融金属贮运容器的流出口的流量控制装置，该装置被成形使其作为一个底塞而装配在流出口中，由此在所述流量控制装置和出口的封闭装置之间形成一个间隙，所述流量控制装置具有被封闭装置封闭的孔口，该封闭装置在容器中熔融金属的作用下熔化，所述孔口为熔融金属提供了从容器到出口的通道。
封闭所述孔口的封闭装置可以是带有通气孔的钢板，其在熔融金属-充满容器的钢水的作用下熔化。
流量控制装置优选地是与具有合适轮廓的盛钢桶内部水口的上部相配合的一种压入配合件，并且可以是在盛钢桶的每次浇注后可被去除一次性使用的元件。
优选地当空的盛钢桶转至其水平位置、即垂直于其含金属的直立位置时，容器的封闭装置、即通常是盛钢桶的滑动水口，它与所述流量控制装置之间的间隙可以被经开口的滑动水口吹入间隙的砂子填满。接着，该滑动水口可被关闭并且盛钢桶转至其正常的直立位置以装入熔融金属。
因此，另一方面本发明提供了一种从熔融金属贮运容器浇注金属的方法，所述流量控制装置作为一个底塞而装配在空容器的流出口中，由此在流量控制装置和出口的封闭装置之间形成了一个间隙，该流量控制装置具有被封闭装置封闭的孔口，所述封闭装置能在容器中熔融金属的作用下熔化，所述间隙被经出口封闭装置充入的砂子填充，所述封闭装置被封闭且容器装入熔融金属，由此熔融金属使封闭流量控制装置孔口的封闭装置熔化，出口封闭装置被打开以浇注金属。
流量控制装置优选地包括头部和尾部，所述头部具有孔口，所述尾部的形状使其成为容器出口的相应轮廓入口、即流出口的紧配合件。它可以用砂浆粘接成出口的压入配合件，并且例如通过盛钢桶顶部的机械手或者由受绝热阻挡体保护的操作者来安装在灼热容器中所需要的位置上。一台摄像机用来确保精确定位。
流量控制装置的头部优选地高于容器的底部，使得可以和容器一起充分预热并且不会导致注入容器的熔融金属凝固。
当熔融金属使流量控制装置孔口的封闭件熔化时，它与充满间隙的砂子在出口封闭装置的上面接触，砂子会在熔融金属/砂交界面上烧结。当需要浇注时，打开出口使得未烧结的砂子落下并且位于砂子烧结层上的金属静压力会冲破该烧结层，金属流出容器。
那么金属流出直到熔渣被检测到。从金属到熔渣的转变是非常剧烈的，从而本发明为熔渣检测提供了更高的灵敏度，由此消除或减少过早的浇注中断。
在浇注的末期，容器进行脱渣处理，使用过的流量控制装置被冲出水口而用一个新的装置替换以用于下次浇注。
该流量控制装置可以由任何合适的耐火材料组合物例如镁基或铝基耐火材料制成。
本发明的实施方案下面将参照附图以实施例的形式加以描述，其中：
图1是安装在盛钢桶出口的本发明装置的示意图；以及
图2至8是各连续步骤的盛钢桶断面示意图；该连接步骤是指将本发明的装置装入空盛钢桶，然后将盛钢桶充入熔融金属并且将钢水从该盛钢桶中倒空，之后将使用过的装置从盛钢桶上去除。
图1中，本发明的流量控制装置10具有与尾部12整体成形的头部11。尾部12包括四个等间距的筋板13，该筋板的形状是远离头部11而向内聚合。成形的尾部被设计成装配在相应轮廓的开口上浇口砖板1 5上，该上浇口砖板15装配在位于水口17之上的永久浇口砖16上，该水口限定了盛钢桶的出口18。出口18穿过上滑板19a并且被下滑板19b封闭，这些是常规的封闭装置。
石墨化的砂浆层15a和17a分别将上浇口砖板15和水口17与永久浇口砖16进行密封。
可以理解，流量控制装置10和上浇口砖板15可以被做成一件，其在每一炉后可被更换。然而，如图所示，上浇口砖板15可以是例如在2～5炉后被更换的半置换件。
金属封闭板14被装配在头部11以封闭孔口，该孔口由头部下边缘11a的蝶形轮廓形成。封闭板通常为钢制的薄板，其具有排出孔14b，使得当所述流量控制装置被装入盛钢桶中时能经流出口向上排放。
图1所示的流量控制装置的使用将参照图2至8进行描述。
图2示出的空盛钢桶20旋转至侧放或水平位置。盛钢桶具有侧壁21和底部22。底部上的出口23包括浇口砖24、装配在该浇口砖上以形成出口通道26的内部水口25以及类似于图1中板15的上浇口砖板24a。
常规的滑动水口27围绕着出口被固定在盛钢桶底部22的外侧。
上浇口砖板24a的上表面的轮廓可以容纳流量控制装置10的尾部，因而流量控制装置的头部11高于盛钢桶的底部。利用一个可拆卸的定位杆28将装置10装配在盛钢桶内并利用砂浆将其安装就位在内部水口的上部。
如图2所示，所述流量控制装置的头部11和封闭板14将从盛钢桶内部到出口的通路完全封闭，但在出口中在该装置与滑动水口之间留出了一个间隙或空腔29。
图3示出利用一个软管31和鼓风装置(未示出)经打开的滑动水口27将盛钢桶砂30引入间隙29。
图4示出间隙29充满了砂子且滑动水口27已被关闭。
图5中，盛钢桶20已被转至其直立位置并被预热且装入钢水32，钢水32上覆盖了渣层33。滑动水口27仍然被关闭而熔融金属使封闭板14熔化以露出孔口14A，熔融金属流经该孔口14A而与位于间隙29上部的砂子接触，从而在砂/金属交界面上形成砂子的烧结层(未示出)。钢水被精炼，盛钢桶被运到铸机(未示出)。
图6中，盛钢桶内的钢水开始浇注。滑动水口27打开，未受约束的砂子30流出。作用在任何砂子烧结层上的钢水32的压力冲破该烧结层，钢水经出口流出。
图7中示出浇注的末期。滑动水口27被关闭，熔渣33和极少量的钢水32剩余在盛钢桶中。
最后在图8中，几乎空的盛钢桶20被旋转至其侧放位置。熔渣33被除去而利用冲头34经出口将所述流量控制装置10冲出。
在一般的常规板坯铸机中，通常采用容量为250～300吨、自由开口率高达约95％的盛钢桶。如果浇注高质量等级的产品，在浇注的末期盛钢桶中大约剩余1～3％的钢水。使用上述的本发明可使盛钢桶内的剩余钢水减少至约0.5％且可提供事实上尚未所闻的超过99％的自由开口率。

Claims (12)

1．一种用于熔融金属贮运容器(20)流出口的流量控制装置，该装置被成形作为一个底塞而装配在流出口中，由此在该流量控制装置(10)和出口(18)的封闭装置(27)之间形成一个间隙(29)，其特征在于，所述流量控制装置(10)的孔口(14a)被装置(14)封闭，该装置(14)在容器(20)内熔融金属(32)的作用下熔化，所述孔口(14a)为熔融金属(32)提供了从容器(20)到出口(18)的通道。
2．一种按照权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，封闭孔口(14a)的装置(14)是钢板，其在容器(20)内熔融金属(32)的作用下熔化。
3．一种按照权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于，所述钢板(14)具有排出孔(14b)，以便于当装置(10)被装配在容器流出口中时能向上排放。
4．一种按照权利要求1、2、或3所述的流量控制装置，其特征在于，所述装置(10)是具有适当形状的盛钢桶内部水口顶部的一个压入配合件。
5．一种按照权利要求1、2或3所述的流量控制装置，其特征在于，所述装置(10)是一次性装置，其可在容器的每次浇注之后被去除。
6．一种按照权利要求1、2或3所述的流量控制装置，其特征在于，所述装置(10)包括头部(11)和尾部(12)，该头部(11)具有孔口(14a)，该尾部(12)的形状使其成为出口(18)的相应轮廓入口的紧配合件。
7．一种按照权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于，所述头部在使用中高于容器(20)的底部。
8．一种按照权利要求6所述的流量控制装置，其特征在于，在使用中孔口(14a)是由装置(10)的头部(11)下边缘(11a)的蝶形轮廓形成的。
9．一种从熔融金属贮运容器浇注的方法，其中流量控制装置作为一个底塞而装配在空容器(20)的水口中，由此在装置(10)和出口(18)的封闭装置(27)之间形成一个间隙(29)，其特征在于，装置(10)形成有由装置(14)所封闭的孔口(14a)，该装置(14)在容器(20)内熔融金属(32)的作用下熔化，间隙(29)被通过出口(18)的封闭装置(27)而进入的砂子填充，出口(18)的封闭装置(27)被关闭且容器(20)装入熔融金属(32)，由此熔融金属将封闭所述装置(10)的孔口(14a)的装置(14)熔化，出口封闭装置(27)被打开以便于容器(20)的浇注。
10．一种按照权利要求9所述的方法，其特征在于，当容器灼热时，利用机械手(28)将所述装置安装在容器(20)的流出口中。
11．一种按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于，装置(10)是一次性装置，并且在浇注后将其冲出水口而用一个新的装置替换以用于下次浇注。
12．一种按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述流量控制装置(10)被压入配合在具有合适轮廓的盛钢桶内部水口的上部。
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