CN1973054A - 冶金熔炼罐的出料管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶金熔炼罐的出料管。本发明的任务是提出一种出料管，它在使可能的停机时间最小化时可以在出料管的使用期限内最大程度上保证相同的出料时间。本发明的核心构思是将出料管从功能上分成两个部分，也就是说，第一部分可以按现有技术设计，而第二部分可以方便更换地(可更换的)与第一部分相连接，也就是说构成一个完整的出料管。本发明基于这种认识：出料管中对于流动技术来说至关重要的是流出端。流出端处的横截面确定了融熔金属的流出量和流出时间(出料时间)。

Description

冶金熔炼罐的出料管

本发明涉及一种冶金熔炼罐的出料管。所谓冶金熔炼罐是一种设备，在该设备里进行冶金熔液的制造、处理和/或运输，例如一种转炉或者电弧炉。

位于熔炼罐里的融熔金属经出料管被引入一个后接的设备里去。例如钢从转炉里通过盛钢筒被输送给后续的一个连铸设备里。

应该尽可能无污染地运输金属熔液。例如应该同样也如避免随同运炉渣那样避免与环境大气(氧气、氮气)接触。

由EP 0 057 946 B1已知一种转炉出料口，它在轴向方向上由多个相互连接的耐火砖或板组成。在相同几何形状时转炉出料口也可以是整体的。图1表示了这种现有技术，它很久以来已在市场上经受了考验。用于融熔金属的中央贯通通道从入口端至出口端可以设计成圆锥形、圆柱形或台阶形。在任何情况下当通过融熔金属时很快就在贯通通道的界限壁上发生腐蚀，所述贯通通道的横截面因此在工作时总是在变大，正如图2中简明所示那样。

显然，随着贯通通道横截面的变化，单位时间内流过出料管的熔液的量也就改变。这种变化很大程度上是未控制的，因为耐火材料的损耗也是很大程度未控制的。

因此曾经尝试在一定的出料时间之后对所述种类的出料管进行修理，例如通过将圆柱形的刮板装入到由于腐蚀而扩大的贯通通道里，并用耐火材料对刮板压力注塑包封。这种方法很费时间，而且在很热炉子上会带来很大的困难。

本发明的任务是提供一种出料管，它在使可能的停机时间最小化时可以在出料管的使用期限内最大程度上保证相同的出料时间。

本发明的核心构思是将出料管从功能上分成两个部分，也就是说，一个第一部分可以按现有技术设计，而第二部分可以方便更换(可更换)地与第一部分相连接，也就是说构成一种完整的出料管。

本发明基于这种认识：出料管的对于流动技术来说至关重要的部段是流出端。流出端处的横截面确定融熔金属的流出量和流出时间(出料时间)。这个部分在冶金熔炼罐里位于“外面”，也就是离开熔池最远，因此这里的温度反正相对来说最小，这就使相应的出料部件的更换更加容易。

根据图1和2，在图3中示出本发明原理上的构思。可见出料口的上部从流入端E起已经没有改变地被现有技术接受，其中在图3中示出一种类似于图2的摩损状态。

与现有技术的主要区别在于：出料管的流出端A构成单独的可更换的构件B，它与出料管的与之相连接的部分密封连接，如在细节上还要表示的那样。

可更换的构件B基本是圆柱形的，它具有一个贯通通道D1，其横截面面积相当于未摩损的贯通通道D的理论横截面。

不言而喻，在贯通通道D1的部位里也引起了耐火材料的摩损，并因此随着时间的推移而造成横截面的扩大。然而一旦这种横截面的扩大达到一定值之后，短期内就更换构件B，而不改变或者不必改变出料管的流动技术上前置的部段(以下称为上部段)。在装入新构件B之后虽然在至上部出料管部分的过渡部位里出现一个环形台阶S，但这是必须要忍受的，因为出料管的上部的修理由于所述的原因而不可接受，而且从工艺上也是不必要的，因为出料时间和放出的融熔金属的质量流量只取决于贯通通道在流出端A处的横截面。

不言而喻，在可更换部件B和出料管的保留部段之间的连接部位一方面是密封的，但另一方面也必须使构件B可以方便地拆下。因此以下就说明所建议的方案。

同样也不言而喻，“松开”的构件B必须保持于图3所示的连接，以使它不会脱开出料管的上部段。为此本发明提供了各种不同的解决方案，它们同样也在下面作了说明。

在其最通常的实施方式中本发明包括一种用于冶金熔炼罐的出料管，它具有以下特征：

-出料管具有一个用于融熔金属的贯通通道，它使流入端与流出端连接起来，

-从流出端出发，出料管包括一段圆柱形的端部段，它邻接于贯通通道地构成单独的圆柱形的构件，

-该构件在其包括出料管的流出端的第一端部上将构件位置固定地、但可拆开地固定在一个保持机构里，所述构件在其第二端部上具有一个朝向流入端的端面，该端面在构件的一个保持位置中密封地贴靠住出料管的一个轴向可邻接的部段。

圆柱形在此包括具有圆形横截面的横截面，但也包括所有其它的横截面几何形状。这不仅适用于所述管的内横截面，也适用于所述管的外横截面。在轴向方向上(熔液的流动方向上)所述管可以是圆柱形或者圆锥形的。也可以是其它的轮廓，例如一种有台阶的表面。除了圆形横截面之外，内、外横截面可以是多边形或椭圆形。任意多边形形状都是可以的。

对于按照本发明的出料管来说重要的是：所述的可更换的构件在圆周侧限制住贯通通道D(D1)。

这包括一些如图3所示的实施方式，其中构件B在出料管的整个横截面表面上延伸。但这也包括一些实施方式，其中构件按照一种装入套筒的样式装入出料管的下(流出侧)端部段里，如以下用图还要表示的那样。

圆柱形构件可以具有一种任意的内横截面。例如贯通通道在构件部位里具有一种圆的或椭圆形内横截面。横截面面积在此应该相当于考虑到所希望的质量流量和所希望出料时间下的理论横截面面积。

在构件部位里的贯通通道在构件的高度上看可以具有一种不变的内横截面，但它也可以设计成向着流出端略成锥形或成台阶状。

如前所述，圆柱形构件可以装入出料管的一个外圆柱形端部段里。所述出料管按照该方式使其理论长度保持不变。在流出端上只是可更换地设有一个更换套筒。

但在出料管的一种规定长度时，该出料管也可以如图3所示那样缩短，其中可更换的构件在装入出料管之后又回复到其原始长度。

可更换构件在出料管上或者在出料管的其它部位里的固定可以按各种不同的形式和方式进行。在一种方案中，所述构件在圆周上设有外螺纹，该外螺纹与一个对应的内螺纹共同作用。该内螺纹可以作为单独的构件布置在所属冶金熔炼罐上的出料管的流出端部位里。但所述构件也可以是出料管流出端的组成部分，尤其是对于所述使用的构件来说。

同样可以用一种卡口连接来代替螺纹连接。

按照一种实施方式，所述圆柱形更换构件在其外侧面上或在流出端上具有用于一种压力构件的挡块，此压力构件可以朝向流入端作用于构件。

压力构件例如可以是弹簧，它们布置在一个保持机构上，该保持机构又固定在冶金罐的外侧面上。

重要的是将更换构件朝向出料管的流入端保持在压力下，从而相对于出料管的余留部分形成一种密封连接。对应的保持机构因此尤其是布置在构件的自由下部端面上或者外圆周上。

若端面在构件的装入侧端部上具有一种表面成型部分，也就是说并不是光滑的，那就可以改善密封性。一种这样的表面成型部分可以由单个不连续的榫舌或隔板组成。但所述成型部分同样也可以由同心或螺旋状布置的隔板状突起组成。

以相同的方式可以作为替代方案地或者补充方案设计出料管的表面，更换构件的端面被压向该表面。

另一种替代方案规定：在出料管和构件的对应表面之间设有一个密封件。若耐火材料的对应的表面部段或多或少是平面的话，那就尤其会出现：通常为环形的密封件设计成具有表面成型部分，正如它们在上面已经叙述过的那样。

这些成型部分与它们是否由耐火材料成型和/或是否是密封件的组成部分无关，若构件与出料管的剩余部段相连接，那么可以保证一定的弹性和可变形性。

例如石墨适合作为密封材料，因为石墨也具有一种相应的耐高温性能。密封件也可以作为密封材料提供，例如作为由絮状石墨和油组成的乳化剂。

所述构件在剩余-出料管的陶瓷部段上的接触面(端面)可以是平面的(尤其是垂直于出料管的中心纵轴线)或者拱曲的，尤其是中凸的，也就是朝向流入端拱起)。

构件同时可以具有一个用于所谓前行炉渣的暂时的阻挡。这种前行炉渣在倾倒所属的转炉时就流入出料管里(并接着流入后接的冶金罐里)，这是不希望的。因此本发明规定：设有具有一个暂时装满内横截面(贯通通道)的闭塞机构的构件。“暂时”意味着：闭塞作用只需很短暂的，例如在出料时融熔金属流入出料通道之前几秒钟。

一种这样的闭塞机构例如可以是一个薄的金属板或者一种杯形件，它们例如借助于在其圆周面上的弹簧臂(夹爪)置于构件的贯通通道里。

构件的长度原则上是任意的。重要的(如所述那样)是流出端的流出横截面。若构件的长度至少相当于最小内径的1.5倍，就可以提高构件的耐用时间，其中1.5至3的比例一般是足够的。这种长度对于确保流出的熔液流的所希望特性也是重要的。尤其是实现均匀流出的熔液流。

所述的出料管通过端部件方便的更换可以在很大程度上保证不变的出料时间，并因此更好地利用熔炼装置。端侧的构件可以自动地更换。因为从外进行更换，因此容易实现而且时间短。安装的进行要使出料管在流出端与冶金罐的外壁或多或少齐平地封闭住。

端部侧构件由与出料管其余部分同样的材料构成。但两个部段也可以由不同种类材料构成。在此构件可以由一种特别耐磨的材料制成。

不同材料的不同热膨胀可以通过所述的密封部位，或者说一种用于构件的弹性支架来补偿。

本发明的其它特征可见从属权利要求所述的特征和其它的申请资料。

以下根据各个不同的实施例对本发明进行详细说明。分别以简明附图示出：

图4：出料管的一个端部段的局部剖视图；

图5：按图4所示出料管的可更换构件的表面24的一个俯视图和一个剖视图；

图6：出料管的另一种实施方式的局部剖视图，其中只示出下部。

在这些图中相同的或者作用相同的构件用相同的附图标记表示。

图4表示一个出料管10的下部，它连接在转炉12的一个耐火炉衬里，该转炉的外面有一个金属外壳14。所有这些是现有技术，因此不继续说明了。

从贯通通道D的流出侧端部16出发，出料管10的一个端部段18的内侧具有一个加宽的空隙20，也就是说此处具有圆柱形壁面。紧邻流出端16在端部段18的壁部部位里粘入一个金属环22，它具有内螺纹。

该内螺纹与在圆周上设于装入构件B上的外螺纹共同作用。构件B是圆柱形的。构件B的外径相当于空隙20的内径。因此构件B可以沿着所述螺纹置于空隙20里，一直到它在流出端16处与端部段18和金属外壳14齐平地封闭住为止。构件B具有一个带有圆形横截面的中心贯通通道D1，它相当于在出料管10的流出侧端部上的贯通通道D的理论横截面。

在构件B的上端面24和部段18的对应的止挡面26之间设有一种石墨密封件28来与部段18相连，当构件B拧入空隙20里时使石墨密封件20压缩，其中在图中密封件28的大小为放大表示的。

若出料管10有摩损，如在图2，3中所示那样，其中构件B也一起磨损，那么只是更换构件B，从而基本上就形成一种如在图3中所示的结构。构件B从空隙20里拧出来并将一个具有规定的贯通通道D1的新构件拧入。

图5用一个剖视图(下)和一个俯视图(上)示出构件B的端面24的结构，该构件具有同心的隔板状的筋条24r，其中密封件28可以有利地被压入到位于筋条24r之间的凹槽里，并由此使密封作用得到最优化。

在按图6的实施例中，构件B并不布置在出料管10的端部段18的一个空隙20里。出料管10的上部缩短了构件B的长度(高度)，使得用于构件B的止挡面26在管10的整个壁厚上延伸。

具有圆形横截面的中间贯通通道D1的构件B在外面有一种平截头圆锥形形状，并且布置在一个对应的金属密封圈30里，该金属密封圈具有一个径向环绕的隔板32。

靠在该隔板32上的是止动臂34，它们通过压力弹簧36被压向出料管10的上部方向上。弹簧36又支承在臂38上，这些臂止挡在冶金罐的金属外壳14上(未详细示出)。突出部分则构成了构件B的保持机构。

按照该方式将构件B在弹簧36的作用下用其上端面24压向出料管10的上部的对应的止挡面26上。在也可以成型地进行构造的面24，26之间又可以设置一种密封件，例如石墨薄膜。

在发生磨损的情况下(用虚线L表示)可以短期内更换构件B，其方法是松开保持机构。接着用保持机构又将新的构件B(具有贯通通道D1)固定住，并接着保证流出横截面具有规定的理论直径用于以下的出料装料。

即使当出料管10继续磨损时(用点线P表示)，出料管10的上部仍保持不变。当然一旦构件B重新又达到由虚线L所表示的磨损状态时，重新更换构件B。

图6还示意示出一个罐状闭塞构件40，它由薄板制成，薄板的圆周边缘放置在构件B的上端面24上，此时该构件被压向对应的止挡面26。闭塞构件40阻止了前行炉渣在注入时经过通道D流入后接的熔炼罐里。只有少量的炉渣可能进入贯通通道D直至闭塞构件40。一旦前行炉渣由于熔炼罐的倾倒而在出料管10的流入端旁流过的话，那么现在只还有熔液位于流入端之上。现在位于出料管10的流入侧部分里的炉渣或者可能漂浮起来，或者在闭塞构件40熔化之后该部分炉渣就流出。接着只还有熔液流过出料管10。

所示的闭塞构件是一种可能的结构方案。重要的是：随着构件B的更换同时也可以一起装入相同功能的闭塞构件，该闭塞构件接着对贯通通道D起到暂时闭塞的作用。

Claims (15)

1.冶金熔炼罐(12)的出料管(10)，具有一个将流入端E与流出端A连接起来的用于融熔金属的贯通通道D，在该出料管中，从流出端A出发邻接于贯通通道D地将出料管(10)的一个附属的圆柱形端部段设计为单独的圆柱形的构件B，该构件在其包围出料管(10)的流出端A的第一端部处将构件B位置固定地、但可拆开地保持在一个保持机构(22；34)里，并在其第二端部上具有一个朝向流入端E的端面(24)，该端面在构件B的一个保持位置上密封地贴靠在出料管(10)的一个轴向邻接部段(26)上。

2.按权利要求1所述的出料管，其圆柱形构件B具有一个相当于贯通通道D的理论横截面的内横截面。

3.按权利要求1所述的出料管，其中所述构件B的内横截面在其高度上恒定不变。

4.按权利要求1所述的出料管，其构件B装入出料管(10)的一个外圆柱形端部段里。

5.按权利要求1所述的出料管，其构件B邻接于流出端A在圆周上具有外螺纹。

6.按权利要求1所述的出料管，其构件B在其外侧或在流出端A上具有用于压力构件(34，36)的挡块(32)，该压力构件朝向流入端E作用于构件B上。

7.按权利要求1所述的出料管，其中在构件B的第二端部处的端面(24)上具有一种表面成型部分(24r)。

8.按权利要求7所述的出料管，其中所述表面成型部分(24r)由相互同心的或螺旋状布置的隔板状筋条组成。

9.按权利要求1所述的出料管，其中在构件B的第二端部处的端面(24)是一个假想球体的一个环形部段。

10.按权利要求1所述的出料管，在构件B的第二端部的端面(24)和出料管(10)的轴向邻接部段(26)之间具有一个密封件(28)。

11.按权利要求10所述的出料管，其中密封件由一种密封材料制成。

12.按权利要求10所述的出料管，其中密封件由一种环状的密封薄膜制成，该密封薄膜具有一面或两面的被构造的表面。

13.按权利要求1所述的出料管，其中所述出料管(10)的相邻于构件的第二端部处的端面(24)的部段(26)是平的。

14.按权利要求1所述的出料管，具有一个临时装满构件B的内横截面的闭塞构件(40)。

15.按权利要求1所述的出料管，其中构件B的长度相当于出料管(10)的最小内径的1.5至3倍。

Images