CN108290211B - 冶金容器的喷口上的滑动封闭件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在冶金容器的喷口上的滑动封闭件单元（10），所述冶金容器优选的是铜阳极炉（1），所述滑动封闭件单元包括壳体（9），在所述壳体中设置有耐火封闭板（6、8）以及至少一个连接的耐火内套（13）。可移除感应加热器（14）被设置，所述可移除感应加热器具有至少一个感应线圈，所述至少一个感应线圈在所述壳体（9）外侧环绕所述耐火内套（13）。以此方式，能够持续使位于所述喷口的所述出口通道中的熔体保持足够热，以使所述熔体在浇注所述熔体之前和/或期间不会凝固或者以使任何凝固的金属和/或熔渣能够在所述喷口中熔化。

Description

冶金容器的喷口上的滑动封闭件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的冶金容器的喷口上的滑动封闭件。
背景技术
在公开文献EP 2 318 559中公开了这种类型的滑动封闭件，例如，在阳极铜炉上的滑动封闭件。在阳极铜炉中，熔融的铜借助于火法精炼而精炼以形成阳极铜，然后以阳极形式浇注铜，通过借助于设置在喷口的端部上的滑动封闭件控制流出量来调节铜的流速。以此方式，能够在炉筒没有进一步旋转的情况下执行铸造过程。然而，利用这种炉的缺点在于，当滑动封闭件关闭或者受到极大限制时，并且当滑动封闭件打开时，位于喷口通道中的熔体可能凝固，并且浇注的功能能力受到影响使得系统的操作被中断。
利用某些冶金炉，能够使得在进行浇注之前，在操作期间用包含熔体的炉中的堵塞物使喷口的出口通道保持关闭。因此，必须从出口通道钻除该堵塞物，并且必须用喷枪熔化已经凝固在出口通道中的熔体和/或熔渣。这通常造成形成喷口的耐火材料的不可控且迅速的磨损。
发明内容
本发明的根本目标是避免这些缺点并且设计用于开始时详述的类型的冶金容器的滑动封闭件，从而在整个浇注过程期间保证该容器的完整的功能能力。
根据本发明，该目标通过设置可移除感应加热器而实现，该可移除感应加热器具有至少一个感应线圈，该至少一个感应线圈在壳体的外侧和/或内部至少部分地环绕至少一个耐火内套。
以此方式，能够使位于喷口的出口通道中的熔体持续地保持足够热，以使其在浇注熔体之前和/或浇注熔体期间不会凝固或者以使任何凝固的金属和/或熔渣能够在喷口中熔化。
对应地，如果滑动封闭件关闭，则在浇注之前，在出口通道中凝固的熔体和/或熔渣能够已经利用感应线圈熔化。以此方式，整个铸造过程能够更安全地执行并且能够被更好地控制或者监测，并且另外，实现喷口的耐火材料的更长的使用寿命。以此方式，无需使用堵塞物并且钻除堵塞物，或者无需用常规的喷枪熔化凝固的熔体或者熔渣。
本发明还提供的是，感应加热器由环绕喷口的感应线圈以及包括该感应线圈的冷却系统组成。通过这种措施，防止通过炉的衬里或者外包层对感应线圈进行加热，如同在操作期间过热的滑动封闭件那样。
为了以尽可能最小的损耗将感应线圈的热量输出集中在浇注通道上，本发明提供的是，感应线圈嵌入由铁素体材料制成的支撑体中，并且冷却系统设置有在外围围住支撑体的冷却室以及与支撑体的朝向炉的侧壁相邻的冷却室。
感应线圈的冷却系统提供了另外的优点，即，当滑动封闭件关闭时，熔体或者熔渣在炉的喷口中的目标凝固是可能的。例如，这可以用作对免于断裂的保护，以保证炉在两个铸造过程之间的安全操作，这对于某些冶金炉可能是重要的，例如，在冶金炉的喷口在操作期间低于熔池水平时。
根据本发明，支撑体以及环绕其的冷却室装配在紧固至钢包层的支撑板中，抵靠感应线圈的支撑体支撑的间隔环（例如，由铜材料制成）插入支撑板与滑动封闭件之间。因此，喷口上的滑动封闭件或者耐火材料能够与由支撑体、感应线圈和冷却室组成的组件分开装配和移除。
根据本发明，喷口由设置在耐火炉衬里中的带孔砖状物和连接至所述带孔砖状物并且形成喷口的出口通道的由耐火材料制成的内套组成，该内套在感应线圈的区域中设置有环形插入件，该环形插入件具有适当的电特性和热特性，诸如例如，由石墨或者包含石墨的材料制成。因此，感应线圈对位于喷口通道内的熔体和/或熔渣的加热效果提高。
取决于待铸造的熔融金属和/或熔渣，内套在插入件的区域中设置有保护插入件的内表面的硬层，例如，该硬层由黏土材料或者SiC（碳化硅）制成。因此，防止流出的熔体和/或熔渣和/或氧化气体（诸如例如，空气）侵袭插入件。这种保护效果也可以通过使硬层延伸超出插入件而延伸到整个内套。
附图说明
下面参照附图借助于示例性实施例更详细地描述本发明。附图示出如下内容：
图1是根据本发明的滑动封闭件和铜阳极炉的喷口的局部横截面图或者局部视图。
图2是通过根据图1的滑动封闭件的感应加热器的放大示意性横截面图，以及
图3是透视地图示的具有装置的根据本发明的铜阳极炉。
具体实施方式
图1示出了在冶金炉（优选地是铜阳极炉1）的喷口5上的滑动封闭件10，该滑动封闭件包括外部钢包层2和耐火衬里3。在衬里3中，该喷口5形成为与具有出口开口12的带孔砖状物11一起径向向外延伸。
代替铜阳极炉，也可以设置具有滑动封闭件或者类似的关闭装置的其它容器，诸如例如，由多个对齐的外壳形成而没有带孔砖状物的具有流放口（run-off）的转换器、闪速熔炼炉、电熔炼炉、或者类似的冶金容器。
按照常规方式设计滑动封闭件10（没有显示滑动封闭件的所有细节）。特别地，滑动封闭件设置有固定至炉外侧的壳体9，至少一个耐火封闭板6插入该壳体中，并且邻接在滑动封闭件上方的内套13可拆卸地固定。滑动封闭件10额外地具有如图所示的可移动耐火滑动板8，该可移动耐火滑动板保持在单元（未详细示出）中并且压靠在上部封闭板6上并且能够相对于上部封闭板6移动到滑动封闭件的开启或者关闭位置。
根据本发明，具有感应线圈15的可移除感应加热器14放置在喷口5上，该感应线圈围住壳体9上方的内套13。有利地，壳体9分配有支撑环23，支撑环固定在保持板2'中，该保持板固定在炉1的钢包层2中。
为了优化感应线圈15在喷口的出口通道12中的加热效果，环形插入件30（优选地由石墨或者包含石墨的材料制成）设置在感应线圈15的区域的内套13中。有利地，插入件30在后侧和/或在两个前侧上设置有绝缘层。
取决于待浇注的熔融金属和/或熔渣，有利的是，内套13在插入件30的区域中设置有硬层31（优选地由黏土Al2O3或者SiC制成），借助于该层保护插入件的内表面免于流出的熔体和/或熔渣和/或氧化气体（诸如例如，空气）的影响。可选地，硬层31可以延伸超出环形插入件30。为了便于适配，内套13在壳体9和间隔环24中居中并且从外部插入带孔砖状物11中。
替代地，环形插入件30可以至少部分地由SiC制成，在该环形插入件30上在内部没有设置硬层，或者环形插入件30可以由涂覆石墨制成。
如从图2明显看出，感应线圈15嵌入由铁素体材料制成的支撑体17中。支撑体17以及围住其的冷却室18、19装配在支撑板23中。此外，有利地，感应加热器14在后壁和侧壁上包裹有绝缘层。另外，间隔环24（优选地由铜材料制成）插入在该支撑体17与滑动封闭件10之间。该间隔环24同样地用于将内套13定中在喷口5中。然而，也可以设置两个单独的环。在支撑板23、保持板2'与壳体9之间还设置有纵向延伸线路，该纵向延伸线路具有用于容纳用于感应线圈15的至少一个线路26（诸如，电源线路和冷却剂线路）的沟槽。
壳体9固定至支撑板23或者保持板2'，并且能够与内套13一起与具有支撑体17、感应线圈15、和冷却室18、19的感应加热器14移除分开装配和移除。
图3图示了具有装配至其喷口的滑动封闭件10的铜阳极炉1，该滑动封闭件包括炉筒，该炉筒具有钢包层2和填充开口4。通过特殊处理在炉中精炼的铜熔体然后通过装配在炉筒外周上的喷口上的滑动封闭件10浇注。
在铜阳极炉1中，外部发电机27和经由线路25连接至外部发电机的变压器28优选地设置在用于感应加热器14的操作的喷口中，例如，所述变压器附接至炉1。另外，设置有从变压器28通向感应线圈15的该电源线26以及冷却线。发电机和变压器也可以形成为一个单元并且附接至炉，或者与炉分开定位。
借助于具有冷却单元27以及供给线和返回线20、21的冷却系统16，一方面，冷却剂被输送到感应加热器14的感应线圈15和冷却室18、19中，并且另一方面，利用充足的冷却能力将冷却剂输送至发电机27和变压器28。
本发明基本上也能够用于所有冶金炉，冶金炉的喷口设置有在喷口的端部上设置的滑动封闭件。
根据本发明的感应加热器14与滑动封闭件的致动装置协同地手动或者自动地启动。取决于炉的类型或者结构，能够包括在喷口的长度上分布的多个感应线圈。

Claims (10)

1.一种位于冶金炉的喷口上的滑动封闭件单元，所述滑动封闭件单元包括壳体（9），耐火封闭板（6、8）以及至少一个连接的耐火内套（13）设置在所述壳体（9）中，其特征在于，
可移除感应加热器（14）被设置，所述可移除感应加热器具有至少一个感应线圈（15），所述至少一个感应线圈在所述壳体（9）的外部和/或内部至少部分地环绕至少一个耐火内套（13），
其中，所述感应线圈（15）与这些包围的冷却室（18、19）嵌入由铁素体材料制成的支撑体（17）中，并且设置有在外围围住所述支撑体（17）的冷却室（18）以及与所述支撑体的朝向所述冶金炉的侧壁相邻的冷却室（19），
其中，所述支撑体（17）与环绕其的所述冷却室（18、19）一起可移除地装配在紧固至所述喷口（5）的支撑板（23）中，其中，抵靠所述支撑体（17）支撑的间隔环（24）插入所述支撑板与所述滑动封闭件（6）之间。
2.根据权利要求1所述的滑动封闭件单元，其特征在于，借助于冷却系统（16）向所述感应加热器（14）的所述感应线圈（15）和所述冷却室（18、19）供给冷却剂，所述冷却系统（16）在所述冶金炉附近具有冷却单元（29）。
3.根据权利要求2所述的滑动封闭件单元，其特征在于，能够利用所述感应线圈的所述冷却系统（16）来实现熔体和/或熔渣在冶金炉的所述喷口中的凝固。
4.根据权利要求2或3所述的滑动封闭件单元，其特征在于，具有所述冷却单元（29）的所述冷却系统（16）还向用于向所述感应线圈（15）的电源供电的发电机（27）和变压器（28）提供冷却剂。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的滑动封闭件单元，其特征在于，所述冶金炉是铜阳极炉（1）。
6.一种位于具有根据权利要求1至5中任一项所述的滑动封闭件单元的冶金炉上的喷口，所述喷口具有设置在耐火炉衬里中的带孔砖状物，其特征在于，
所述带孔砖状物（11）连接至形成所述喷口的出口通道（12）的耐火内套（13），所述内套在所述感应线圈（15）的区域中设置有环形耐火插入件（30），所述环形耐火插入件由提高加热效果的材料制成并且具有适当的电特性和热特性，
其中，所述插入件（30）由石墨或者包含石墨的材料制成或者至少部分地由SiC或者涂覆石墨制成。
7.根据权利要求6所述的喷口，其特征在于，所述内套（13）在所述环形插入件（30）的区域中设置有保护所述插入件的内表面的硬层（31）。
8.根据权利要求7所述的喷口，其特征在于，所述硬层（31）延伸超出所述环形插入件（30）。
9.根据权利要求7所述的喷口，其特征在于，所述硬层由黏土或者SiC制成。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的喷口，其特征在于，具有所述插入件（30）的至少一个内套（13）能够从外部插入所述带孔砖状物（11）中。
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