CN114901405A - 熔融材料处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及熔融材料处理设备和应用于该熔融材料处理设备的熔融材料处理方法。该设备包括：容器部分，该容器部分包括形成在其中的用以接纳熔融材料的空间；喷射部分，该喷射部分安装在容器部分下方以将气体喷射到容器部分中的熔融材料中；储存部分，该储存部分安装至容器部分使得气体可以填充在储存部分中；以及供应部分，该供应部分安装在容器部分中以将喷射部分和储存部分连接，并且该供应部分包括用于调节气体的供应压力的压力调节器和用于调节其供应压力已被调节的供应的气体的供应流量的流量调节器。公开了熔融材料处理设备和转移方法，其可以长时间有效地防止熔融材料渗透到喷射部分中。

Description

熔融材料处理设备和方法

技术领域

本发明涉及用于处理熔体的设备和方法，并且更具体地，涉及能够长时间段内有效防止熔体渗透到注射单元中的用于处理熔体的设备和方法。

背景技术

在炼钢和连续铸造过程中，钢包用于接纳、精炼和输送钢水。吹扫塞设置在钢包的底部处，并且连接至氩气公用管线。在炼钢过程期间，氩气可以从公用管线供应给吹扫塞，并且因此可以执行钢水的鼓泡过程。在该鼓泡过程中，可以搅动钢水，调节其成分，使其夹杂物漂浮，并且控制其温度。

另一方面，当钢水的鼓泡过程完成时，吹扫塞与氩气公用管线分离，并且钢包被转移到下一个过程。此时，钢包中的钢水渗透到吹扫塞中并凝固。因此，常规地，具有可拆卸结构的气体管道安装在用于承载钢包的台车上，并且在转移钢包的同时气体经由气体管道供应给吹扫塞。

然而，在这种常规结构中，存在的问题是，由于即使在台车的运动期间氩气从氩气公用管线在与鼓泡过程中的压力相同的压力下被供应，所以氩气被过多地供应给吹扫塞。并且还存在的问题是，在从台车提升钢包之后难以将氩气供应给吹扫塞。

在以下专利文献中公布了本发明的基础技术。

(专利文献1)KR10-2013-0101786A

(专利文献2)KR10-2013-0107713A

发明内容

技术问题

本发明提供了一种用于处理熔体的设备和方法，其能够在长时间段内有效地防止熔体渗透到注射单元中。

技术方案

根据本发明的实施方式，用于处理熔体的设备包括：容器单元，该容器单元具有用以接纳熔体的内部空间；注射单元，该注射单元安装在容器单元的下部部分上以将气体注射到容器单元中的熔体中；储存单元，该储存单元安装在容器单元上并填充有气体；以及供应单元，该供应单元安装在容器单元中以将注射单元和储存单元连接，并且该供应单元具有用于调节气体的供应压力的压力调节器和用于调节在调节的供应压力下的气体的供应流量的流量调节器。

供应单元可以包括：管道，该管道沿着容器单元的外表面延伸并且将注射单元和储存单元连接；以及安全阀，该安全阀安装在管道上，其中，压力调节器可以在安全阀与注射单元之间安装在管道上，并且流量调节器可以在压力调节器与注射单元之间安装在管道上。

供应单元可以包括：第一截止阀，该第一截止阀在安全阀与压力调节器之间安装在管道上；排放阀，该排放阀在第一截止阀与安全阀之间安装在管道上；以及第二截止阀，该第二截止阀在压力调节器与流量调节器之间安装在管道上。

可以设置有多个储存单元，并且管道的一部分可以被分支成多个子管道，并且子管道中的每个子管道可以连接至每个储存单元。

储存单元可以包括：可更换的压力容器，该压力容器连接至管道并填充有气体；可部分打开的保护容器，该保护容器安装在容器单元的外表面上以接纳压力容器；防破碎物板，该防破碎物板形成为覆盖保护容器的上表面；以及保持板，该保持板从保护容器的内表面突出并与压力容器接触。

压力容器可以具有凸出的上部部分，可以设置有多个保持板，并且至少一个保持板可以与压力容器的凸出的上部部分接触以限制压力容器的竖向运动。

保持板中的其余保持板可以与压力容器的侧表面接触以限制压力容器的水平运动。

在保护容器的内表面上可以设置有热阻挡构件和冷却通道中的至少一者。

该设备可以包括重量调节单元，该重量调节单元在容器单元的外表面上安装在沿水平方向与储存单元相对的位置处，其中，容器单元置于重量调节单元与储存单元之间。

重量调节单元可以安装成能够沿着容器单元的外表面在水平方向上至少部分地移动，以调节重心。

根据本发明的实施方式，用于处理熔体的方法包括以下步骤：提供能够与填充有气体的储存单元一起移动的容器单元；将容纳熔体的容器单元从第一位置转移至第二位置；将气体供应至安装在容器单元的下部部分上的注射单元，以将气体注射到容器单元中的熔体中；调节供应至注射单元的气体的供应压力；并且调节在调节的供应压力下的气体的供应流量。

调节压力可以包括将供应压力减小至下述参考压力，该参考压力低于公用管线的在第一位置和第二位置中的至少一者中的内部压力并且高于熔体压力。

调节压力可以包括将供应压力减小至下述参考压力，该参考压力低于储存单元的填充压力并且高于熔体压力。

参考压力可以取决于容器单元中的熔体的高度。

调节流量可以包括增加或减少供应流量，使得气体在保持供应压力的同时遵循预设的参考流量。

该方法可以包括以下各者中的至少一者：防止温度从容器单元传递至储存单元；防止从熔体产生的破碎物质污染储存单元；以及当储存单元的内部压力迅速增大时打开气体流动通过的管道的一部分，以防止供应压力的改变。

该方法可以包括通过绕容器单元向与储存单元相对的侧部施加重物来防止容器单元的重心偏置。

该方法可以包括根据所消耗的气体的量使重物的作用点朝向储存单元移动。

熔体可以包括钢水和熔渣中的至少一者。

有益效果

根据本发明的上述实施方式，通过使用与公用管线分开的储存单元，可以在期望的压力和流量下长时间地向注射单元供应气体。此外，当储存单元的压力因消耗填充在储存单元中的气体而降低时，可以通过使用压力调节器和流量调节器将气体的供应压力和供应流量保持在期望的参考值。以这种方式，通过先调节气体的供应压力并且然后调节在调节的压力下的气体的供应流量，可以长时间稳定地保持气体的供应压力和供应流量。因此，当容器单元多次重复炼钢和连续铸造过程的整个过程周期时，可以长时间有效地防止熔体渗透到直接暴露于熔体的喷射单元中。因此，可以增加气体注射单元的使用寿命，并且可以平稳地操作容器单元，从而提高炼钢和连续铸造过程的生产率。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的示意图。

图2是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的平面图。

图3是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的侧视图。

图4是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的后视图。

图5是用于解释根据本发明的实施方式的供应单元的概念图。

图6和图7是示出根据本发明的第一修改实施方式的供应单元的概念图。

图8是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的正视图。

图9是示出根据本发明的第二修改实施方式的重量调节单元的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明不限于以下公开的这些实施方式，而是将以各种不同的形式实现。本发明的实施方式仅被提供以使本发明的公开完整，并且向本领域普通技术人员完全告知本发明的范围。附图可能是放大的以对本发明的实施方式进行解释，并且附图中相同的附图标记指的是相同的元件。

根据本发明的用于处理熔体的设备和方法可以应用于各种工业领域中的各种熔体处理过程。在下文中，将参照钢包更加详细地描述本发明，该钢包用于在钢铁工业的炼钢和连续铸造过程中接纳、精炼和输送钢水。

图1是示出根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的示意图，并且图2的(a)和图2的(b)是示出根据本发明的实施方式的容器单元的上部部分和下部部分的平面图。

参照图1和图2，将详细描述根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备。

根据本发明的实施方式，用于处理熔体的设备包括：容器单元100，该容器单元100具有接纳熔体M的内部空间；注射单元200，该注射单元200安装在容器单元100的下部部分上以将气体注射到容器单元100中的熔体M中；储存单元300，该储存单元300安装在容器单元100上并填充有气体；以及供应单元400，该供应单元400安装在容器单元100中以将注射单元200和储存单元300连接，并且该供应单元400具有用于调节气体的供应压力的压力调节器430和用于调节在调节的供应压力下的气体的供应流量的流量调节器440。

熔体M可以包括但不限于钢水和熔渣中的至少一者。此外，气体可以包括但不限于惰性气体，比如氩气。

容器单元100可以将熔体M接纳在其中。容器单元100可以用于在炼钢和连续铸造过程中接纳、精炼和输送钢水，并且可以用于接纳和输送熔渣。容器单元100可以包括容器本体110、突出构件120、锁定构件130、支承构件140和排放构件150。

例如，容器本体110可以具有筒形形状。容器本体110可以具有内部空间和可打开的上部部分。熔体M可以被接纳在容器本体110的内部空间中。容器本体110可以具有底板和侧壁。底板可以是任何形状、例如盘形形状，并且可以在水平方向上延伸。在这种情况下，水平方向可以包括左右方向和前后方向。侧壁可以是中空筒形形状，并且可以在竖向方向上延伸。此外，侧壁可以围绕底板的上表面边缘安装。容器本体110的形状和结构不限于此；容器本体110可以具有各种形状和结构。

突出构件120可以从容器本体110的侧壁的外周表面突出，并且可以沿着外周表面的周缘延伸。一对锁定构件130可以设置为在水平方向上彼此间隔开，并且可以安装在容器本体110的侧壁的两个上侧部上。此外，锁定构件130可以联接至起重机(未示出)的主卷绕钩(未示出)。容器单元100可以通过锁定构件130被支承并提升到主卷绕钩上。另一方面，倾斜臂(未示出)可以设置在容器本体110的底板的下表面上，并且可以联接至起重机的从属卷绕钩(未示出)。容器单元100可以通过利用从属卷绕钩向上拉动倾斜臂来倾斜。

多个支承构件140可以设置成在水平方向上彼此间隔开，并且可以安装在容器本体110的底板的下表面边缘上。当容器本体110坐置在台车(未示出)和钢包回转台(未示出)上时，通过支承构件140可以在容器本体110的底板下方获得期望的分离空间。排放构件150可以在容器本体110的侧壁的上端部上安装在所述一对锁定构件130之间。排放构件150和倾斜臂可以在前后方向上彼此间隔开。排放构件150可以定位在锁定构件130的前面。排放构件150可以在其上表面上设置有呈凹形形状的排放通道。排放通道可以在前后方向上延伸。当容器单元100倾斜时，熔体M可以通过排放通道排放到容器本体110的前面。也就是说，术语前面可以指熔体M从容器单元100排放的方向。

图3是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的侧视图，图4是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的后视图，并且图5是用于解释根据本发明的实施方式的供应单元的概念图。

现在，将参照图3至图5描述根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的注射单元、储存单元和供应单元。

参照图3，注射单元200可以安装在容器本体110的下部部分上，以将气体注射到容器本体110中。例如，注射单元200可以在竖向方向上穿过容器本体110的底板安装。另外，注射单元200可以具有暴露在容器本体110内部的上表面。注射单元200可以包括多孔耐火材料。例如，注射单元200可以称为吹扫塞或底部塞。此外，注射单元200可以称为喷嘴或底部吹送喷嘴。注射单元200可以经由供应单元400连接至储存单元300，并且填充在储存单元300中的气体可以供应给注射单元200。气体可以从注射单元200注射到容器单元100中的熔体M中。当容器单元100用于精炼熔体M时，相对大量的气体可以供应给注射单元200。当容器单元100用于接纳和输送熔体M时，相对少量的气体可以供应给注射单元200。供应给注射单元200的大量的气体可以使呈熔体M形式的钢水鼓泡。供应给注射单元200的少量的气体用于防止熔体M渗透到注射单元200中，使得其适合于清洁鼓泡，该清洁鼓泡不会在熔体M的上表面上出现裸露熔融金属。气体的供应通过储存单元300和供应单元400执行，并且供应单元400的操作可以通过控制器(未示出)来控制。

储存单元300可以通过容器单元100支承。储存单元300可以与容器单元100一起移动。储存单元300用于在容器单元100多次重复炼钢和连续铸造过程的整个处理周期时，将气体连续地、例如持续供应给注射单元200。也就是说，储存单元300用于在容器单元100重复执行包括转炉出钢、鼓泡、二次精炼、连续铸造和排除熔渣的一系列过程时，将气体连续地供应给注射单元200并防止熔体M渗透到注射单元200中。为此，储存单元300可以构造成储存足够量的气体并将储存的气体长时间稳定地供应给注射单元200。此外，储存单元300可以构造成安全地保护储存的气体不受熔体M的高温和破碎物质的影响。储存单元300可以包括保护容器310、压力容器320、防破碎物板330和保持板340。

参照图3和图4，保护容器310可以在前后方向上与排放构件150间隔开。保护容器310可以与排放构件150的后部间隔开。此外，锁定构件130可以定位在保护容器310与排放构件150之间。保护容器310可以形成为例如具有用以接纳压力容器320的空的内部的筒形形状。然而，根据压力容器320的形状，保护容器310可以具有各种形状。压力容器320也可以具有各种形状，只要它不干扰周围的设备、比如起重机和钩即可。保护容器310可以形成为大于压力容器320，使得保护容器310的内表面的至少一部分可以与压力容器320间隔开。保护容器310可以安装在容器单元100的外表面上。

也就是说，保护容器310可以安装在容器本体110的侧壁和突出构件120中的至少一者上。具体地，保护容器310可以安装在突出构件120上以与容器本体110的侧壁向后间隔开。保护容器310可以在容器本体110的侧壁上在竖向方向上安装在突出构件120之间。保护容器310用于保护压力容器320免受熔体M的高温和破碎的影响。

保护容器310可以部分地打开和关闭，以便于接纳压力容器320。为此，保护容器310可以具有多个可拆卸的保护本体。也就是说，保护容器310可以由可分离的第一保护本体311和第二保护本体312形成。保护本体311和312中的每一者可以具有筒状件在竖向方向上被切成一半的形状。因此，通过组合这些保护本体311和312可以获得一个完整的筒形形状。由于保护本体311和312具有筒形形状，因此可以最小化或防止保护本体311和312与周围设备之间的结构干涉。

保护本体311和312可以在前后方向上布置，保护本体中的任一者可以安装在容器单元100上。具体地，第二保护本体312可以安装在突出构件120上，并且第一保护本体311可以在左右方向上以可旋转的方式安装在第二保护本体312的一个侧部上。此外，第二保护本体312可以在容器本体110的侧壁上安装在突出构件120之间，并且第一保护本体311可以在左右方向上以可旋转的方式安装在第二保护本体312的一个侧部上。替代性地，第一保护本体311可以安装在突出构件120或容器本体110上，并且第二保护本体312可以以可旋转的方式安装在第一保护本体311上。

第一保护本体311可以使其另一个侧部绕一个侧部在左右方向上旋转，以打开和关闭保护容器310的内部。第一保护本体311的在左右方向上的另一个侧部可以设置有期望的紧固构件(未示出)，以将第一保护本体311联接至第二保护本体312。紧固构件可以具有便于打开和关闭保护容器310的各种结构。

压力容器320可以连接至供应单元400的管道410，并且可以填充有高压气体。压力容器320可以是可更换的。这里，术语可更换压力容器320意味着，当充填在压力容器320中的气体被消耗了预定量时，气体被消耗的压力容器320可以用填充有高压气体320的新的压力容器320来替换。

压力容器320可以形成为在竖向方向上延伸并且在水平方向上具有期望直径的筒形形状。然而，压力容器320可以具有各种延伸方向和形状。压力容器320可以被容纳在保护容器310中。压力容器320可以填充有高压气体。这里，术语高压可以指比如下所述的公用管线的压力高的压力。压力容器320也可以称为气体储存容器。

压力容器320可以与设置在炼钢和连续铸造设施中的至少一者中的公用管线分开，并且可以独立使用。也就是说，压力容器320可以是与公用管线分开布置的部件。压力容器320可以通过使用单独的填充装置(未示出)在比公用管线内部的压力高的压力下来填充气体。从压力容器320通过供应单元400供应给注射单元200的气体的供应压力可以低于公用管线的压力。这里，术语公用管线的压力可以指在公用管线内部流动的气体的供应压力。

压力容器320可以具有大约52L的容量。然而，压力容器320的容量可以根据容器本体110的尺寸、执行包括转炉出钢、鼓泡、二次精炼、连续铸造和排除熔渣的一系列过程期间的总时间等变化。压力容器320的气体填充压力可以是公用管线的气体供应压力的6倍至7倍、优选地6.1倍至6.6倍。也就是说，压力容器320的气体填充压力可以例如在110巴至120巴的范围内。这里，术语填充压力意味着当气体被填充到压力容器320中时供应给压力容器320的气体的压力。当压力容器320充满气体时，压力容器320内部的压力可以等于填充压力。也就是说，术语填充压力意味着压力容器320的在压力容器320的填充完成时的气体压力。压力容器320的操作期间在压力容器320内部的气体压力称为内部压力。压力容器320的填充压力可以显著高于约18巴，18巴是炼钢和连续铸造设施中提供的公用管线的气体供应压力。因此，压力容器320的相对高的气体填充压力允许大量气体被填充到压力容器320中。

压力容器320所承受的内部压力可以高于压力容器320的填充压力。因此，当压力容器320在例如120巴的压力下填充气体时，可以稳定地使用压力容器320。即使当压力容器320暂时或长期暴露在高温辐射热下并且压力容器320的温度升高时，压力容器320也可以稳定地适应由于温度升高而导致的气体的体积膨胀。在这种情况下，压力容器320所承受的内部压力可以称为例如压力容器320的最大内部压力或可接受压力。

压力容器320可以在气体在110巴至120巴的填充压力下被填充的状态下被容纳在保护容器310中，并且可以在保护容器310内连接至供应单元400的管道410。压力容器320可以经由管道410将气体供应给注射单元200。在这种情况下，从压力容器320到注射单元200的气体的供应压力和流量可以通过供应单元400的压力调节器430和流量调节器440顺序地控制。当填充在压力容器320中的气体的压力、即压力容器320的内部压力接近供应给注射单元200的气体的供应压力时，压力容器320可以用具有在110巴至120巴的填充压力下填充的气体的新的压力容器320更换，并且新的压力容器320可以被容纳在保护容器310中。

防破碎物板330可以形成为覆盖保护容器310的上表面。因此，在保护容器310被污染之前，由容器本体310中的熔体M产生的高温辐射热和破碎物质可以被防破碎物板330阻挡。压力容器320可以主要由防破碎物板330保护而不受热和破碎物质的影响，并且辅助地由保护容器310保护。因此，储存单元300可以使用防破碎物板330和保护容器310安全且双重地保护压力容器320。

例如，当容器单元100执行从转炉出钢到连续铸造和排除熔渣的一系列过程时，熔体M可以多次从容器单元100排放。在这些过程期间，产生强烈的飞溅物并且飞溅物附着至容器单元100，从而形成捆状物。防破碎物板330可以阻挡飞溅物从保护容器310的上侧部到达保护容器310，并且可以防止捆状物附着至保护容器310。防破碎物板330可以是可拆卸的。防破碎物板330也可以比保护容器310更早被更换。也就是说，整个储存单元300可以在不更换整个储存单元300的情况下保持在清洁状态，仅根据需要更换防破碎物板330。

防破碎物板330可以是可拆卸的。防破碎物板330也可以比保护容器310更早被更换。也就是说，整个储存单元300可以在不更换整个储存单元300的情况下保持在清洁状态，仅根据需要更换防破碎物板330。

保持板340用于稳定地支承保护容器310中的压力容器320。也就是说，为了抑制或防止热从保护容器310传递至压力容器320，保护容器310的内侧表面和上表面与压力容器320的外侧表面和上表面间隔开。此时，与压力容器320接触的保持板340可以将压力容器320保持在保护容器310中。例如，保持板340可以形成为环形形状，使得内周表面可以与压力容器320接触，并且使得外周表面可以支承在保护容器310的内侧表面上。在这种情况下，保持板340可以由多个分离的构件形成，例如由两个分离的构件形成，其中，一些构件可以支承在第一保护本体311上，并且其余构件可以支承在第二保护本体312上。当第一保护本体311联接至第二保护本体312时，所述两个分离的构件可以联接以形成一个保持板340。

保持板340可以从内表面、比如保护容器310的内侧表面突出，并且可以与外表面、比如压力容器320的外侧表面和外部上表面接触。压力容器320可以具有向上凸出的上部部分。因此，压力容器320的外部上表面可以形成为向上凸出。可以设置多个保持板340，并且至少一个保持板、例如第一保持板341可以与压力容器310的凸出的上部部分、即外部上表面接触，以限制压力容器的竖向运动。如上所述，第一保持板341可以由两个分离的构件形成，其中，一个构件可以支承在第一保护本体311上，并且另一个构件可以支承在第二保护本体312上。

同时，多个保持板340中除了第一保持板341之外的其余保持板被称为第二保持板342。第二保持板342的数目可以是至少一个。第二保持板342可以与第一保持板341的下侧部间隔开，以与压力容器320的内侧表面接触，由此限制压力容器320的水平运动。第二保持板342也可以由两个分离的构件形成，其中，一个构件可以支承在第一保护本体311上，并且另一个构件可以支承在第二保护本体312上。

保持板340允许在保护容器310与压力容器320之间形成并保持间隔空间，并且因此，压力容器320可以稳定地保持在保护容器310中。

例如，容器单元100在排渣期间可以从直立状态倾斜90°至180°。此时，保持板340可以防止压力容器320在保护容器310内部沿左右方向和竖向方向移动。因此，可以防止压力容器320由于与保护容器310碰撞而损坏。

储存单元300可以包括管道安装孔350和气孔360。管道安装孔350可以形成为穿过第一保护本体311的上部部分或下部部分。此外，供应单元400的管道410可以设置成穿过管道安装孔350。

气孔360可以形成为穿过第一保护本体311的下部部分或上部部分。空气可以通过气孔360从保护容器310的外部引入到内部。气孔360的数目可以是至少一个。此外，鼓风机(未示出)可以设置在气孔360周围以用于迫使空气流入。鼓风机可以由保护容器310支承。

保护容器310可以在其内表面上设置有热阻挡构件和冷却通道(均未示出)中的至少一者。在这种情况下，形成在保护容器310与压力容器320之间的间隔空间可以用作用于热阻挡构件和冷却通道中的至少一者的安装空间。

热阻挡构件可以包括即使在约1000℃或更高的温度下也具有热屏蔽功能的耐火隔热材料。热阻挡构件可以通过下述方式制造：使包括二氧化硅和氧化铝的耐火材料熔化和纤维化，随后将所得物质成形或编织成期望的形状。这种热阻挡构件可以被称为例如陶瓷棉(Cerakwool)。热阻挡构件可以形成为包围保护容器310的内表面和压力容器320的外表面中的至少一者。因此，从容器单元100中的熔体M传递至保护容器310的辐射热可以缓慢地传递至压力容器320，或者这种热传递可能被阻止。热阻挡构件可以抑制或防止压力容器320的温度升高，由此抑制或防止压力容器320的内部压力增大。

此外，冷却通道可以安装在保护容器310与压力容器320之间，以至少部分地与压力容器320接触或暴露于压力容器320。冷却通道可以连接至气孔360或用于供应制冷剂的公用管线(未示出)。替代性地，保护容器310与压力容器320之间的间隔空间可以实际上用作冷却通道。可以通过供应至冷却通道的空气或制冷剂来抑制或防止压力容器320的温度升高。因此，可以抑制或防止压力容器320的内部压力增大。

多个储存单元300可以设置在容器本体110的后部处。例如，两个储存单元300可以设置成在左右方向上彼此间隔开，并且可以通过突出构件120支承在锁定构件130的后方，或者在突出构件120之间支承在容器本体110的侧壁上。然而，储存单元300的数目可以变化。多个储存单元300允许气体长时间供应至注射单元200，并且因此，可以长时间保持注射单元200的完整性。可以根据熔体M渗透到注射单元200中的程度来确定完整性。也就是说，在熔体M没有渗透到注射单元200中的状态下，或者在少量熔体M渗透注射单元200足以平稳地操作注射单元200的状态下，可以被认为保持了完整性。

因此，例如，通过使用多个储存单元300，即使容器单元100在排渣之后等待很长时间，也可以保持注射单元200的完整性。替代性地，单个储存单元300可以设置在容器本体100的后部。

参照图3和图5，其示出了沿着容器单元100的外表面延伸的供应单元400。供应单元400可以包括：管道410，其中，一端部连接至注射单元200并且另一个端部连接至储存单元300；安全阀420，该安全阀420安装在管道410的另一个端部上；压力调节器430，该压力调节器430在安全阀420与注射单元200之间安装在管道410上；以及流量调节器440，该流量调节器440在压力调节器430与注射单元200之间安装在管道410上。管道410的一部分可以分支成多个子管道410a，并且子管道410a中的每个子管道可以连接至每个储存单元300。具体地，管道410的另一个端部可以分支成多个子管道410a。此外，多个子管道410a可以以一对一的方式分别连接至多个储存单元300。

管道410可以具有沿着容器本体110的底板的下表面延伸的一个端部，以连接注射单元200和储存单元300，并且管道410可以连接至注射单元200的下部部分。形成在管道410的另一个端部处的子管道410a中的每个子管道可以安装成穿过保护容器310，并且可以连接至压力容器320。

另一方面，当设置单个储存单元300时，管道310的另一个端部可以不分支。也就是说，管道310的另一个端部可以安装成穿过保护容器310并且可以直接连接至压力容器320。

连接管道可以沿着容器本体110的侧壁延伸，以连接管道410的一个端部和另一个端部。压力调节器430和流量调节器440可以分别安装在连接管道上。

安全阀420可以安装在管道410上。具体地，安全阀420可以在保护容器310的外部安装在子管道410a上。当压力容器320的内部压力增大至比由压力容器320承受的内部压力、即可接受的压力小的期望压力时，安全阀420可以自动打开以将气体排放到外部。安全阀420可以在一段时间内排放期望量的气体之后被阻塞。当使用单个储存单元300时，安全阀320可以在保护容器310的外部安装在管道410的另一个端部上。

压力调节器430可以在从压力容器320至注射单元200的气体流的方向上位于流量调节器440的上游。流量调节器440可以在气体流的方向上位于压力调节器430的下游。在此，术语“上游”意指气体相对首先通过的区域，并且术语“下游”意指气体相对较晚通过的区域。

压力调节器430可以包括减压阀。压力调节器430可以将输出压力恒定地保持在小于输入压力的期望压力下。输入压力是指输入至压力调节器430的气体压力，所述气体压力从压力容器320被引导至管道410。输出压力是指经过压力调节器430输出至管道410的内部的气体压力。输出压力可以是从压力容器320至注射单元200的气体的供应压力。

即使当压力由于压力容器310的气体填充容量减少而降低时，压力调节器430也可以恒定地保持输出压力。例如，输入压力可以大于3巴且小于或等于120巴，并且输出压力可以是3巴。输出压力可以由熔体比如钢水的高度决定。通过压力调节器430可以将恒定量的气体稳定地供应至注射单元200。

同时，当通过压力调节器430调节压力时，气体的流量迅速改变。此外，当气体被供应至注射单元200时，难以在维持经调节的气体的供应压力的同时控制气体的供应流量。流量调节器440安装在压力调节器430的下游，以将在经调节的压力下的气体的流量调节成期望的供应流量。也就是说，流量调节器440可以调节供应至注射单元200的气体的供应流量。以这种方式，即使当储存单元300中的气体的内部压力减小时，供应至注射单元200的气体的流量也可以稳定地保持。

流量调节器440可以接收经过压力调节器430的压力经调节的气体，将压力经调节的气体的流量调节成期望的供应流量，并且将压力经调节的气体输出至管道410的内部。因此，气体可以以恒定的供应压力和流量供应至注射单元200。

即使在压力容器320的内部压力降低时经过压力调节器430的压力经调节的气体以不规则的流量被供应至流量调节器440，流量也可以通过经过流量调节器440被调节成期望的供应流量、例如约20L/min。因此，气体可以在3巴的压力下以20L/min的流量从流量调节器440供应至注射单元200。流量调节器440可以包括各种类型的流量计，所述流量计能够自动调节流量，同时将气体压力恒定地保持为等压。

压力调节器430和流量调节器440可以由控制单元(未示出)控制。压力调节器430和流量调节器440可以在控制单元的控制下机械地操作，以按顺序地调节气体的供应压力和流量。此外，压力调节器430和流量调节器440可以在控制单元的控制下调节预设供应压力和流量的大小。也就是说，在希望根据需要来减小供应压力的情况下，控制单元可以控制压力调节器430来降低压力调节器430的出口压力。在希望根据需要减小供应流量的情况下，控制单元可以控制流量调节器440来减小流量调节器440的出口流量。

例如，当熔体M的高度降低时，熔体M的压力、例如铁静压力减小，因此由熔体M施加至注射单元200的压力也减小，从而导致供应压力减小。当熔体M的温度改变时，熔体M的诸如流动性和粘度之类的性质也改变，并且供应流量可以对应地改变。

供应单元400可以不连接至炼钢和连铸过程中使用的公用管线。也就是说，在使用容器单元100的整个过程期间，如果仅将填充在储存单元300中的气体供应至注射单元200来防止注射单元200的堵塞就足够了。

图8是根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备的正视图。

参照图2和图8，根据本发明的实施方式的用于处理熔体的设备还可以包括重量调节单元500。重量调节单元500可以在容器单元100的外表面上安装在沿前后方向与储存单元300相对的位置处，其中，容器单元100插置在重量调节单元500与储存单元300之间。重量调节单元500可以防止由储存单元300引起的容器单元100的重心的偏心。重量调节单元500可以沿竖向方向延伸，并且可以包括由突出构件120支承的保持杆510以及重物520。重物520可以形成为沿着容器本体110的外周表面的形状弯曲、坐置在突出构件120的上表面上、并且配装至保持杆510。重量调节单元500可以位于容器本体110的前部。重量调节单元500可以调节重物520的数目，以将容器本体110的重心定位在一对锁定构件130之间。因此，即使储存单元300很大并且有大量气体填充在储存单元300中，容器单元100的重心也不会朝向储存单元300偏置。

可以设置多个保持杆510。多个保持杆510可以在左右方向和竖向方向中的至少一者上彼此间隔开。保持杆的上端部和下端部中的每一者可以分别配装至在竖向方向上布置的突出构件120的彼此面对的表面。

重物520可以是弓形形状的构件并且可以具有可以坐置在突出构件120的上表面上的区域。多个重物520可以彼此上下堆叠。在这种情况下，不规则物和粘合构件可以设置在重物520的上表面和下表面上。因此，当多个重物520彼此上下堆叠时，所述多个重物520可以彼此联接以防止移动。重物520可以具有形成在其侧部上的配装凹槽h。保持杆510可以配装到配装凹槽h中。配装凹槽h可以形成在重物520的前侧部上。因此，重物520可以在容器本体110与保持杆510之间被稳定地保护。在此，术语前侧部是指朝向容器本体110前方的侧部。后侧部可以是面向容器本体110的侧部。

根据本发明的前述实施方式，即使填充在压力容器320中的气体的压力、例如压力容器320的内部压力变化，气体也可以长时间以恒定的供应压力和流量稳定地供应至注射单元200。此外，压力容器320对来自熔体M的辐射热的暴露可以最小化。因此，可以长时间抑制或防止熔体M渗透到注射单元200中。

图6和图7是示出根据本发明的第一修改实施方式的供应单元的概念图。具体地，图6是图示当使用多个储存单元、例如两个储存单元时，根据本发明的第一修改实施方式的供应单元的连接结构的概念图，并且图7是示出当使用单个储存单元时，根据本发明的第一修改实施方式的供应单元的连接结构的概念图。

参照图6，根据本发明的第一修改实施方式，供应单元400可以包括第一截止阀450，该第一截止阀450在安全阀420与压力调节器430之间安装在管道410上；排放阀460，该排放阀460在第一截止阀450与安全阀420之间安装在管道410上；以及第二截止阀470，该第二截止阀470在压力调节器430与流量调节器440之间安装在管道410上。

第一截止阀450可以包括手动针阀。当容器单元100不运行时，第一截止阀450可以手动阻挡从储存单元300至供应单元400的气体供应。排放阀460可以包括手动球阀。当容器单元100再次开始运行时，排放阀460可以排放在第一截止阀450与储存单元300之间积聚在管道410中的高压气体，以减小第一截止阀450与储存单元300之间的压力。因此，当容器单元100再次运行时，可以保护压力调节器430免受损坏。排放阀460可以将高压气体排放至通风管线L。第二截止阀470可以包括手动针阀，并且可以用于根据需要阻挡压力调节器430与流量调节器440之间的气体流。

供应单元400还可以包括在流量调节器440的下游安装在管道410上的压力计490以及在压力计490与注射单元200之间安装在管道410上的切换阀480。

压力计490可以测量从流量调节器440输出的气体的压力。来自压力计490的测量结果被传输至控制单元。当由压力计490所测量的实际压力不同于压力调节器430中设定的输出压力时，控制单元可以迅速通知用户这种情况。

例如，切换阀480可以是三通阀。切换阀480可以选择性地从公用管线U拆下。当切换阀480安装在公用管线U上时，切换阀480可以阻挡从流量调节器440至注射单元200的气体流，并且使从公用管线U至注射单元200的气体流畅通。当切换阀480与公用管线U断开连接时，切换阀480可以使从流量调节器440至注射单元200的气体流畅通。

图9是示出根据本发明的第二修改实施方式的重量调节单元的示意图。

参照图8和图9，根据本发明的第二修改实施方式，重量调节单元500可以被安装成能够沿着容器单元的外表面在水平方向上至少部分地移动，使得容器单元100的重心可以根据由于储存单元300中的气体的消耗而引起的重量变化来调节。为此目的，重量调节单元500可以包括保持杆510、重物520、致动器530和导轨540。

保持杆510可以在容器本体110的前部沿竖向方向延伸。多个保持杆510可以设置成在左右方向上彼此间隔开，并且可以设置在突出构件120之间。此外，可以设置多个重物520。多个重物520可以沿左右方向布置，并且可以彼此上下堆叠。左边一组重物520和右边一组重物520可以配装到不同的保持杆510中。

致动器530可以沿左右方向调节长度，致动器530支承在容器本体110的外表面上，并且以一对一的方式连接至保持杆510。导轨540可以分别形成在在竖向方向上布置的突出构件120中的彼此面对的表面上，并且沿着突出构件120在容器本体110的周向方向上延伸。保持杆510的上端部和下端部中的每一者可以安装在导轨540上。

致动器530可以由控制单元控制。当储存单元300中填充的气体的量相对较大时，致动器530可以朝向容器本体110的前方移动保持杆510，使得保持杆510彼此更加靠近。相反，当气体的量相对较小时，致动器530可以将保持杆510朝向锁定构件130拉动，使得保持杆510在左右方向上远离彼此移动。可以根据支承杆510的运动在前后方向上调节重物520的位置，由此调节重心。

在下文中，将参照图1至图9对根据本发明的实施方式的用于处理熔体的方法进行详细描述。

根据本发明的实施方式，用于处理熔体的方法包括以下步骤：提供容器单元100，该容器单元100能够与填充有气体的储存单元300一起移动；将容纳熔体M的容器单元100从第一位置转移至第二位置；向安装在容器单元100的下部部分上的注射单元200供应气体，以将气体注射到容器单元100中的熔体M中；调节供应至注射单元200的气体的供应压力；以及在经调节的供应压力下调节气体的供应流量。

首先，提供能够一起移动的填充有气体的储存单元300以及容器单元100。储存单元300可以处于在约110巴至120巴的压力下填充气体的状态。然而，填充压力可以具有高于或低于上述压力的任何压力范围。此时，容器单元100可以容纳熔体M。熔体M可以是钢水和熔渣中的至少一者。

然后，容纳熔体M的容器单元100从第一位置转移至第二位置。第一位置可以是容器单元100当前所处的位置，并且第二位置可以是容器单元100要移动至其的预定位置。例如，当容器单元100将已经完成转炉出钢的钢水输送至后续过程时，转炉处理设备所在的位置可以是第一位置，并且用于后续过程比如吹泡、二次精炼或连铸过程的后续处理设备所在的位置可以是第二位置。

在前述过程期间，气体被供应至注射单元200，使得气体可以被注射到容器单元100中的熔体M中。具体地，填充在储存单元300中的气体可以使用供应单元400被供应至注射单元200。此时，当填充在储存单元300中的气体的量减少时，供应至注射单元200的气体的流量和压力可能不规则地变化。因此，熔体M的熔融金属表面变得不稳定，使得质量可能变坏。为了防止这种情况，在所述过程期间，调节供应至注射单元200的气体的供应压力，并且随后还调节在经调节的压力下的气体的供应流量。

在这种情况下，首先调节供气压力的原因如下：在调节气体的压力之后，气体的流量通常波动较大。因此，为了以稳定的流量向注射单元200供应气体，首先通过压力调节器430调节气体的压力，并且然后通过流量调节器430调节气体的流量，并且最后将气体供应至注射单元200。

调节压力的步骤可以包括将供应压力减小至低于储存单元300的填充压力且高于熔体M的压力的参考压力。替代性地，调节压力的步骤可以包括将供应压力减小至下述参考压力，该参考压力低于公用管线的在第一位置和第二位置中的至少一者中的内部压力，并且高于熔体M的压力。熔体的压力可以是熔体的底部处的压力，也就是说，由熔体施加至容器单元100的底板的上表面的压力。

此时，熔体M的压力可以是由熔体M施加至注射单元200的压力、例如铁静压力。参考压力可以是期望压力，气体可以以该期望压力经由注射单元200注射到熔体M中，同时防止熔体M进入注射单元200。替代性地，参考压力可以是当熔体M包含钢水和熔渣时防止在钢水的熔融金属表面上形成裸露熔融金属表面的期望压力。

这样，由于气体在减小至参考压力的供应压力下被供应至注射单元200，因此可以使用少量的气体。此外，可以防止熔体M进入注射单元200，并且防止在熔体M的熔融金属表面上形成裸露熔融金属。参考压力可以为约3巴。例如，参考压力可以比如上所述的公用管线的供应压力低6倍。

同时，随着熔体m的高度增加，熔体M的压力、例如铁静压力也增加，因此供应压力必须对应地增加。例如，当熔体的密度为7020kg/m³时，在熔体m的高度增加约1m的情况下，供应压力必须增加约0.68巴。因此，即使熔体m的高度改变，也可以在适当的压力下向注射单元200供应气体。因此，参考压力可以根据容器单元100中的熔体M的高度来确定。

然后，调节压力经调节的气体的供应流量。具体地，供应流量可以增加或减少，以遵循预设的参考流量，同时保持供应压力的恒定水平。因此，即使气体的流量在压力调节器430中不规则地变化，气体也可以通过由流量调节器440调节流量而以恒定的供应流量被供应至注射单元200。参考流量可以是不会在熔体M的熔融金属表面上形成裸露熔融金属的流量或防止熔体M快速搅动的流量。然而，参考流量可以以各种方式限定。

当执行前述过程时，可以通过使用保护容器310和防破碎物板330来防止高温从容器单元100传递至储存单元300的压力容器320。还可以防止从熔体M产生的破碎物质污染压力容器320。

此外，当执行前述过程时，在储存单元300的内部压力由于储存单元300中的温度升高而快速增大超过特定压力的情况下，从压力容器320引导至压力调节器430的气体的供应压力快速增大。在这种情况下，可以使用供应单元400的安全阀420打开气体流动通过的管道400的一部分、例如子管道410a，以减小供应至压力调节器430的气体的压力。由此，可以防止对压力调节器430的损坏，并且防止供应压力的波动。在此，所述特定压力可以是高于储存单元300的填充压力并且低于可接受压力的压力范围内的任何压力，该可接受压力是由储存单元300的压力容器320所承受的内部压力。

当在经调节的供应压力和流量下向注射单元200供应气体时，可以可选地执行下述步骤：防止温度传递至压力容器320、防止压力容器320被污染以及防止供应压力波动。例如，当在供应压力和流量被调节的情况下向注射单元200供应气体时，可以执行这些步骤中的至少一者。

此外，当执行前述过程时，通过使用重量调节单元500从绕容器单元100与储存单元300相对的一侧向容器单元100施加重量，可以防止容器单元100的重心偏置。以这种方式，根据储存单元300中消耗的气体的量，重量调节单元500施加重量的作用点可以朝向储存单元300移动，以稳定地保持重心。

因此，即使储存单元300的压力容器320的内部压力改变，由于气体长时间在恒定的流量和压力下供应至注射单元200，因此可以防止熔体M渗透到注射单元200中，并且防止注射单元被损坏。

本发明的前述实施方式旨在说明本发明，而非限制本发明。应当注意的是，本发明的实施方式中公开的构型及其改型可以通过彼此组合或混合而以各种形式组合和变化，并且本发明的实施方式中公开的构型的改型也可以被认为在本发明的范围内。也就是说，本发明将在所附权利要求和等同技术精神的范围内以各种不同的形式实施，并且本发明所属领域的技术人员应该理解的是，本发明可以在本发明的技术精神的范围内以各种实施方式实现。

(附图标记的描述)

100：容器单元

200：注射单元

300：储存单元

320：压力容器

400：供应单元

430：压力调节器

440：流量调节器

Claims (19)

1.一种用于处理熔体的设备，包括：

容器单元，所述容器单元具有用以接纳熔体的内部空间；

注射单元，所述注射单元安装在所述容器单元的下部部分上以将气体注射到所述容器单元中的所述熔体中；

储存单元，所述储存单元安装在所述容器单元上并填充有气体；以及

供应单元，所述供应单元安装在所述容器单元中以将所述注射单元和所述储存单元连接，并且所述供应单元具有用于调节所述气体的供应压力的压力调节器和用于调节在调节的所述供应压力下的所述气体的供应流量的流量调节器。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述供应单元包括：管道，所述管道沿着所述容器单元的外表面延伸并且将所述注射单元和所述储存单元连接；以及安全阀，所述安全阀安装在所述管道上，其中，所述压力调节器在所述安全阀与所述注射单元之间安装在所述管道上，并且所述流量调节器在所述压力调节器与所述注射单元之间安装在所述管道上。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述供应单元包括：第一截止阀，所述第一截止阀在所述安全阀与所述压力调节器之间安装在所述管道上；排放阀，所述排放阀在所述第一截止阀与所述安全阀之间安装在所述管道上；以及第二截止阀，所述第二截止阀在所述压力调节器与所述流量调节器之间安装在所述管道上。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，设置有多个储存单元，并且所述管道的一部分被分支成多个子管道，并且子管道中的每个子管道连接至每个储存单元。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述储存单元包括：可更换的压力容器，所述压力容器连接至所述管道并填充有气体；可部分打开的保护容器，所述保护容器安装在所述容器单元的外表面上以接纳所述压力容器；防破碎物板，所述防破碎物板形成为覆盖所述保护容器的上表面；以及保持板，所述保持板从所述保护容器的内表面突出并与所述压力容器接触。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述压力容器具有凸出的上部部分，设置有多个保持板，并且至少一个保持板与所述压力容器的所述凸出的上部部分接触以限制所述压力容器的竖向运动。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述保持板中的其余保持板与所述压力容器的侧表面接触以限制所述压力容器的水平运动。

8.根据权利要求5所述的设备，其中，在所述保护容器的内表面上设置有热阻挡构件和冷却通道中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的设备，包括重量调节单元，所述重量调节单元在所述容器单元的外表面上安装在沿水平方向与所述储存单元相对的位置处，其中，所述容器单元置于所述重量调节单元与所述储存单元之间。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述重量调节单元安装成能够沿着所述容器单元的外表面在水平方向上至少部分地移动，以调节重心。

11.一种用于处理熔体的方法，所述方法包括：

提供能够与填充有气体的储存单元一起移动的容器单元；

将容纳所述熔体的所述容器单元从第一位置转移至第二位置；

将气体供应至安装在所述容器单元的下部部分上的注射单元，以将所述气体注射到所述容器单元中的所述熔体中；

调节供应至所述注射单元的气体的供应压力；以及

调节在调节的所述供应压力下的气体的供应流量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，调节压力包括将所述供应压力减小至下述参考压力，所述参考压力低于公用管线的在所述第一位置和所述第二位置中的至少一者中的内部压力并且高于熔体压力。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，调节所述压力包括将所述供应压力减小至下述参考压力，所述参考压力低于所述储存单元的填充压力并且高于熔体压力。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述参考压力根据所述容器单元中的所述熔体的高度来确定。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其中，调节流量包括增加或减少所述供应流量，使得所述气体在保持所述供应压力的同时遵循预设的参考流量。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括以下各者中的至少一者：防止温度从所述容器单元传递至所述储存单元；防止从所述熔体产生的破碎物质污染所述储存单元；以及当所述储存单元的内部压力迅速增大时打开气体流动通过的管道的一部分，以防止所述供应压力的改变。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括通过向绕所述容器单元与所述储存单元相对的一侧施加重物来防止所述容器单元的重心偏置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述方法包括根据所消耗的气体的量使所述重物的作用点朝向所述储存单元移动。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述熔体包括钢水和熔渣中的至少一者。

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