EA000604B1

EA000604B1 - Огнеупорныйблок

Info

Publication number: EA000604B1
Application number: EA199900371A
Authority: EA
Inventors: Франсуа-Ноэль Ришар
Original assignee: Везувиус Крусибл Компани
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-12-29
Also published as: EP0946320B8; TR199901537T2; BR9711929A; CA2268047A1; EP0946320A1; CN1089043C; ATE204218T1; CN1072537C; PL332961A1; CZ295143B6; CZ295142B6; AU722155B2; ATE202021T1; CA2268185A1; DE69706192T2; DE932463T1; EA000774B1; EP0946320B1; AU720828B2; DK0932463T3

Description

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию огнеупорного блока или комплекта огнеупорных блоков для использования в установке для перемещения жидкого (расплавленного) металла из находящегося выше по течению (верхнего) контейнера в находящийся ниже по течению (нижний) контейнер, причем такая установка включает в себя: расположенный выше по течению контейнер; расположенный ниже по течению контейнер; летку (выпускное отверстие), выполненную в расположенном выше по течению контейнере; регулятор потока, предназначенный для регулирования потока жидкого металла через летку; комплект огнеупорных блоков, которые установлены между расположенным выше по течению контейнером и расположенным ниже по течению контейнером в удлинении летки и ограничивают выпускной желоб, через который металл вытекает из расположенного выше по течению контейнера в расположенный ниже по течению контейнер, причем каждый огнеупорный блок выпускного желоба содержит, по меньшей мере, одну сопряженную поверхность, образующую стык с соответствующей поверхностью смежного огнеупорного блока; и канал оболочки (канал кожуха), размещенный вокруг выпускного желоба поблизости, по меньшей мере, от одной сопряженной поверхности между огнеупорными блоками.

Под огнеупорным блоком следует понимать монолитный компонент, состоящий из одного или нескольких огнеупорных материалов, с возможной добавкой других образующих, например, металлической оболочки. Под регулятором потока следует понимать устройство любого типа, используемое в этой технической области, такое как стопорный стержень, шибер, а также простое ограничение.

В установке данного типа наличие регулятора в выпускном желобе означает, что при протекании жидкого металла имеется падение давления. Если нет полной герметизации выпускного желоба, то в него может всасываться воздух за счет имеющегося пониженного давления. Это обычно имеет место в особенности у сопряженных поверхностей между различными огнеупорными блоками, которые образуют выпускной желоб, где трудно обеспечивать и поддерживать герметизацию (уплотнение). Поэтому во внутрь поступает воздух, который приводит к ухудшению качества металла.

Для разрешения этой проблемы уже предложено создавать за счет канала оболочки избыточное давление инертного газа вокруг выпускного желоба, поблизости от каждой критической сопряженной поверхности. Под инертным газом здесь понимают газ, который не ухудшает качество выпускаемого металла. Среди обычно применяемых газов можно указать как редкие газы, такие как аргон, так и обычные газы, такие как азот или диоксид углерода.

В соответствии с известным вариантом осуществления устройства, образована канавка, по меньшей мере, в одной сопряженной поверхности между двумя смежными огнеупорными блоками. В эту канавку подается инертный газ под давлением, в результате чего она образует кольцевой канал оболочки вокруг выпускного желоба. Такое техническое решение известно, например, из патента США № 4, 555, 050 или из ЕР 0, 048, 641.

Для частного случая, когда последовательные огнеупорные блоки могут иметь перемещение друг относительно друга, также известно применение канала оболочки. В заявке на патент Франции FR 74/ 14 636 описан шибер, имеющий две пластины, каждая из которых имеет отверстие, через которое проходит жидкий металл, причем сдвиг одной пластины относительно другой позволяет регулировать поток жидкого металла. В каждой из указанных пластин, вдоль их общей плоскости сопряжения, выполнена U-образная канавка, причем эти канавки соединены началом с концом друг с другом, так что ветви одной U-образной канавки перекрывают ветви другой U-образной канавки (совмещены с ними), в результате чего получают закрытый канал оболочки при любом относительном положении двух пластин.

Все эти известные решения использованы для замены ввода воздуха вводом инертного газа, в результате чего устраняются химические проблемы, связанные с входом жидкого металла в контакт с воздухом.

Однако известные технические решения имеют различные недостатки.

Ввод (всасывание) газа в выпускной желоб не устранен. Он даже увеличен, так как канал оболочки находится под избыточным давлением. Этот недостаток особенно проявляется при перемещении металла между промежуточным разливочным устройством и кристаллизатором машины непрерывной разливки стали. Газ, введенный в выпускной желоб, поступает в кристаллизатор и вызывает пертурбации, такие как турбулентность, движение кроющего (покрывающего) порошка и захват этого порошка жидким металлом. Более того, введенный в кристаллизатор газ может растворяться в жидком металле и, в результате, создавать дефекты затвердевшего металла. Все указанное приводит к ухудшению качества металла.

Кроме того, для снижения скорости металла на входе в кристаллизатор и, следовательно, для уменьшения турбулентности в кристаллизаторе, во многих типах струйных оболочковых труб выпускное поперечное сечение превышает их впускное поперечное сечение. В результате скорость потока жидкого металла снижается постепенно. Присутствие в трубе значительного количества газа может помешать правильной работе трубы такого типа; поток может отде3 ляться от стенок трубы и жидкий металл может затем падать в кристаллизатор струями.

В ходе использования выпускного желоба качество сопряженной поверхности между двумя огнеупорными блоками может изменяться в результате износа. Могут возникать дефекты и, в особенности в случае огнеупорных блоков, которые могут перемещаться друг относительно друга, износ сопряженных поверхностей, что может приводить к существенной утечке.

Поэтому необходимо более разумно осуществлять регулирование ввода инертного газа в канал оболочки.

Одной из возможностей является регулирование потока инертного газа, введенного в канал оболочки. Однако в случае значительных дефектов герметизации может случиться, что скорость потока (расход) инертного газа становится недостаточно высокой даже для ввода инертного газа в выпускной желоб. В этом случае давление в канале оболочки становится отрицательным и в выпускной желоб может всасываться окружающий воздух. С другой стороны, если герметизация хорошая, а постоянный (фиксированный) поток инертного газа тем не менее поступает в канал оболочки, то давление в нем возрастает и инертный газ поступает в выпускной желоб, хотя в этом реально нет необходимости.

Другой из возможностей является регулирование давления инертного газа при его вводе в канал оболочки. В этом случае при значительных дефектах герметизации существует высокая скорость потока инертного газа, поступающего в выпускной желоб, что приводит к упомянутым ранее дефектам.

На практике, когда скорость утечки высока, необходимо поочередно использовать эти два режима регулирования, даже если это означает всасывание некоторого количества воздуха, а не идти на чрезмерный избыток инертного газа. Таким образом, управление регулированием является сложным и обязательно включает в себя компромиссы между двумя типами недостатков.

Задачей настоящего изобретения является создание установки для перемещения жидкого металла, в которой разрешены объясненные выше проблемы, а также создание комплектов огнеупорных блоков, обеспечивающих ее работу.

Задачей настоящего изобретения является также создание способа регулирования подачи инертного газа в канал оболочки.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание способа, позволяющего улучшить герметизацию (уплотнение) сопряженных поверхностей между огнеупорными блоками в ходе использования выпускного желоба.

Настоящее изобретение связано с использованием комплекта огнеупорных блоков, который включает в себя по меньшей мере два огнеупорных блока и может быть использован между расположенным выше по течению контейнером и расположенным ниже выше по течению контейнером в установке для перемещения жидкого металла, в частности, стали. Такая установка обычно включает в себя выпускной желоб, через который металл вытекает из находящегося выше по течению контейнера в находящийся ниже по течению контейнер, причем каждый огнеупорный блок выпускного желоба имеет, по меньшей мере, одну поверхность, сопряженную с соответствующей поверхностью смежного огнеупорного блока; регулятор потока, предназначенный для регулирования потока жидкого металла через выпускной желоб; и канал оболочки, размещенный вокруг выпускного желоба поблизости, по меньшей мере, от одной сопряженной поверхности между огнеупорными блоками и имеющий впуск, обеспечивающий ввод текучей среды.

Указанные, по меньшей мере, два огнеупорных блока содержат средства формирования указанного канала оболочки.

Отличительной характеристикой настоящего изобретения является то, что указанный канал оболочки имеет выпускное отверстие, позволяющее текучей среде вытекать из установки наружу.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, канал оболочки содержит впуск на одном конце и выпуск на другом конце. Преимущественно, канал оболочки является линейным и непрерывным.

Впуск канала оболочки и его выпуск могут быть предусмотрены в единственном огнеупорном блоке. В этом случае весь канал оболочки целиком выполнен в этом огнеупорном блоке. Канал оболочки может также проходить через множество сопряженных поверхностей последовательных каналов оболочки, причем непрерывность канала оболочки в этом случае обеспечивается наличием соответствующих сообщений (сообщающихся частей) указанного канала у сопряженных поверхностей. В частности, комплект огнеупорных блоков может включать в себя два огнеупорных блока, причем в этом случае впуск канала оболочки расположен на одном из указанных блоков, а выпуск канала оболочки расположен на другом из них.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, калиброванная потеря напора, завершающаяся вентиляционным отверстием, подключена к выпуску канала оболочки. Эта калиброванная потеря напора может быть подключена к выпуску канала оболочки вне комплекта огнеупорных блоков, однако она также может представлять собой трубку (канал) подходящей длины с малым поперечным сечением, выполненную внутри имеющегося огнеупорного блока.

Комплекты огнеупорных блоков в соответствии с настоящим изобретением могут включать в себя пластины, образующие подвижный шибер (клапан со скользящим затвором). В этом случае, по меньшей мере, одна из пластин содержит первую U-образную часть канала оболочки, причем ветви U согласованы (совмещены) с перемещением шибера. Вторая пластина, смежная с первой, содержит вторую Uобразную часть канала оболочки, расположенную напротив предыдущей. Одна из ветвей U одной из пластин частично наложена на (перекрывает) одну из ветвей U другой пластины, по меньшей мере, для некоторых положений шибера, в результате чего обеспечивается непрерывность канала оболочки. Ветви канала оболочки, которые расположены напротив перекрывающихся ветвей, смещены таким образом, что отсутствует их перекрытие (соединение), вне зависимости от положения шибера. Части канала оболочки выполнены с возможностью соединения вместе и присоединения к смежным огнеупорным блокам, так что при этом образуется непрерывный линейный канал оболочки. В случае пластин такого шибера, U-образная часть канала оболочки может быть установлена не симметрично относительно выпускного желоба.

Настоящее изобретение также имеет отношение к созданию огнеупорного блока, который может быть использован в комплекте огнеупорных блоков, описанных выше.

Более того, настоящее изобретение имеет отношение к созданию установки для перемещения жидкого металла, в частности, стали, между расположенным выше по течению контейнером и расположенным ниже по течению контейнером, отличительной характеристикой которой является то, что она включает в себя комплект огнеупорных блоков, аналогичный описанному выше.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, указанная установка содержит средство введения герметизирующего состава в канал оболочки. Герметизирующим составом может быть порошок, в частности, такой порошок, который содержит частицы различного размера. Среди порошков, которые могут быть использованы как герметизирующий состав, можно указать графит или другие огнеупорные материалы, а также эмали, которые плавятся при температурах, существующих в канале оболочки, причем их вязкость в жидком состоянии достаточна для устранения, по меньшей мере частично, утечек в канале оболочки. Герметизирующий состав может быть также выбран среди красок и полимеров (смол). Он может быть также выбран из солей или металлов.

Наконец, настоящее изобретение имеет отношение к созданию способа регулирования подачи инертного газа в установку для перемещения жидкого металла в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с настоящим изобретением в канал оболочки вводят (инжектируют) такой поток инертного газа, который имеет достаточную величину для того, чтобы избыток инертного газа всегда вытекал из выпуска (выпускного отверстия), вне зависимости от скорости потока инертного газа, поступившего (отсасываемого) в выпускной желоб. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, этот способ включает в себя следующие операции:

- ввод (инжекция) потока инертного газа в канал оболочки;

- измерение давления инертного газа у его впуска в канал оболочки;

- регулирование до заданной величины скорости потока инертного газа, введенного в канал оболочки;

- расчет скорости потока инертного газа у вентиляционного отверстия;

- подстройка (регулировка) заданной величины скорости потока инертного газа, введенного в канал оболочки, таким образом, чтобы скорость потока инертного газа у вентиляционного отверстия всегда была положительной.

В соответствии с одним из вариантов указанного способа, скорость потока инертного газа, поступающего (всасываемого) в выпускной желоб, определяют за счет разности между скоростью потока инертного газа, введенного (инжектированного) в канал оболочки, и скоростью потока инертного газа у вентиляционного отверстия, после чего в канал оболочки вводят герметизирующий состав, когда указанная скорость потока инертного газа, поступившего в выпускной желоб, превышает допустимое предельное значение.

Так как канал оболочки является линейным и непрерывным, то за счет циркуляции инертного газа обеспечивается транспортирование герметизирующего состава по всей длине канала, в результате чего не возникают мертвые зоны. Наличие в канале оболочки отверстия позволяет удалять любой избыток герметизирующего состава из установки наружу.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг. 1 показан общий вид в вертикальном сечении известной установки для перемещения жидкого металла;

на фиг. 2 детально показана в вертикальном сечении часть известной установки для перемещения жидкого металла;

на фиг. 3 - в вертикальном сечении часть такой установки в соответствии с настоящим изобретением, в которой линейный канал оболочки образован канавкой, имеющей впуск и выпуск;

на фиг. 4 - вид сверху части установки в соответствии с настоящим изобретением, в ко7 торой линейный канал оболочки образован канавкой, имеющей впуск и выпуск;

на фиг. 5 - вид, аналогичный фиг. 3, однако канал оболочки проходит через сопряженную поверхность между огнеупорными блоками в виде нескольких витков (оборотов) винта и содержит, ранее вентиляционного отверстия, более узкое поперечное сечение, образующее калиброванную потерю напора;

на фиг. 6 и 7 приведены виды сверху и спереди двух пластин шибера установки для перемещения жидкого металла в соответствии с настоящим изобретением, причем шибер показан в полностью открытом положении;

на фиг. 8 и 9 - виды сверху и спереди тех же двух пластин, но шибер показан в полностью закрытом положении.

на фиг. 10 и 11 - виды сверху и спереди трех пластин шибера установки для перемещения жидкого металла в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 12 - структурная схема установки в соответствии с настоящим изобретением и ее вспомогательных узлов, в том числе и средств инжекции инертного газа и герметизирующего состава.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1, на которой показана установка для перемещения жидкого металла в соответствии с известным состоянием техники, которая включает в себя установленный выше по течению контейнер 2. В показанном примере установленный выше по течению контейнер 2 представляет собой промежуточное разливочное устройство, которое имеет стальную стенку основания 4, покрытую слоем огнеупорного материала 6. В днище промежуточного разливочного устройства предусмотрена летка. Эта летка ограничена внутренним соплом 8, которое введено в толщу огнеупорного материала и проходит через стальную стенку основания 4. Установка также включает в себя установленный ниже по течению контейнер 1 0. В показанном примере установленный ниже по течению контейнер 1 0 представляет собой кристаллизатор машины непрерывной разливки стали.

Внутреннее сопло 8 заканчивается в своей нижней части пластиной 12. Под внутренним соплом 8 (ниже него) находится струйная оболочковая труба 1 4, которая заканчивается в своей верхней части пластиной 16, причем эта пластина 16 сопряжена с пластиной 12 внутреннего сопла 8. Пластины 12 и 16 прижаты друг к другу известным образом при помощи известных средств, так чтобы достичь возможно лучшей герметизации между ними. Закрытый канал оболочки 1 8 образован кольцевой канавкой 20, выполненной в сопряженной поверхности 22 между пластиной 12 и пластиной 16. Труба 24 для подачи инертного газа подведена к этой кольцевой канавке 20. Позицией 26 обозначено средство регулирования потока металла, в данном случае стопорный стержень. Внутреннее сопло 8 и струйная оболочковая труба 1 4 ограничивают выпускной желоб 28, через который металл вытекает из расположенного выше по течению контейнера 2 в расположенный ниже по течению контейнер 1 0. В показанном на фиг. 1 варианте установка имеет только два огнеупорных блока (внутреннее сопло 8 и струйная оболочковая труба 1 4), однако она может иметь и большее их число, например, в случае установки, содержащей шибер с тремя пластинами. Каждый огнеупорный компонент, ограничивающий выпускной желоб 28, имеет, по меньшей мере, одну поверхность, образующую поверхность 22, сопряженную с соответствующей поверхностью смежного огнеупорного компонента.

На фиг. 2 приведен детальный вид другого примера построения части установки для перемещения жидкого металла в соответствии с известным состоянием техники. Можно видеть собирающее сопло 30, вставленное в струйную оболочковую трубу 32, которая при этом образует выпускной желоб 28. В стыке между двумя огнеупорными блоками имеется сопряженная поверхность 22. Закрытый канал оболочки 1 8 образован кольцевой канавкой 20, выполненной в сопряженной поверхности 22 струйной оболочковой трубы 32. Труба 24 для подачи инертного газа подведена к этой кольцевой канавке 20.

Как в варианте, показанном на фиг. 1 , так и в варианте, показанном на фиг. 2, канал оболочки 1 8 представляет собой закрытый кольцевой канал с подачей инертного газа, что предусматривает сложное управление регулированием подачи инертного газа.

На фиг. 3 детально показана часть установки для перемещения жидкого металла в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этой установке канал оболочки 34 образован канавкой 36, которая является не кольцевой, а линейной, и имеет впуск 38 на одном конце, подключенный к трубе 24 для подачи инертного газа, и выпуск 40 на другом конце, позволяющий вытекать инертному газу из установки наружу. В показанном на фиг. 3 примере канал оболочки имеет винтовую форму. Такое построение особенно хорошо подходит для конических сопряженных поверхностей. В показанном примере канавка 36, впуск 38 и выпуск 40 выполнены в одном и том же огнеупорном блоке 32, однако эти три компонента могут быть выполнены и на другом огнеупорном блоке 30, полностью или частично, что не выходит за рамки настоящего изобретения.

На фиг. 4 приведен вид сверху огнеупорного блока 42 в соответствии с настоящим изобретением. Впуск 38 и выпуск 40 канала оболочки 34, образованного линейной канавкой 36, выходят на периферию огнеупорного блока че9 рез отверстия, просверленные в массе огнеупорного материала. Этот вид сверху огнеупорного блока 42 может представлять собой, например, нижнюю сторону внутреннего сопла, верхнюю сторону струйной оболочковой трубы, пластину механизма замены труб или, в более общем случае, секцию выпускного желоба 28.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, линейный канал оболочки 34 подключен к калиброванной потере напора 44, которая образована простой трубкой, подключенной к выпускному отверстию огнеупорного блока. Преимущественно, она может быть образована внутри последнего огнеупорного блока, через который проходит канал оболочки 34, при помощи трубки (канала) малого поперечного сечения соответствующей длины. Такой подход отображен на фиг. 5. Канал оболочки 34 представляет собой линейную канавку 36, проходящую через сопряженную поверхность 22, которая может иметь несколько винтовых витков. Инертный газ, до того, как он доходит до вентиляционного отверстия 46, проходит через участок 44 трубки малого поперечного сечения, образующей потерю напора. За счет выбора размеров этого участка 44 возможно устанавливать величину потери напора. Указанный вариант осуществления настоящего изобретения позволяет избежать применения внешней выпускной трубы в установке и поэтому является чрезвычайно простым.

В показанных на фиг. 3-5 примерах установки содержат канал оболочки 34, который проходит через один и только один огнеупорный блок. Однако возможно, не выходя за рамки настоящего изобретения, предусмотреть канал оболочки 34, проходящий через несколько последовательных огнеупорных блоков 42, при этом один и тот же канал оболочки 34 будет иметь несколько сопряженных поверхностей 22, расположенных не обязательно в том же порядке, в котором расположены огнеупорные блоки в выпускном желобе. При этом возможно, например, сделать впуск 38 в огнеупорном блоке 42 и создать канал оболочки 34, проходящий через несколько сопряженных поверхностей установки и идущий вниз через огнеупорные блоки, не выходя за пределы последнего огнеупорного блока (не покидая его).

На фиг. 6, 7, 8 и 9 показан пример построения комплекта огнеупорных блоков в соответствии с настоящим изобретением, который включает в себя верхнюю пластину 48, в которой просверлено отверстие, образующее выпускной желоб 28, нижнюю пластину 50, в которой также просверлено отверстие, причем эти пластины выполнены с возможностью горизонтального скольжения друг относительно друга, в результате чего появляется возможность регулирования потока жидкого металла за счет изменения просвета (отверстия) выпускного желоба 28. В каждой из пластин 48, 50 имеется Uобразная канавка 52. В отличие от канавок, известных, например, из заявки на патент Франции FR 74/ 14 636, две наложенные друг на друга U-образные канавки совмещены (соединены) только в одной из их ветвей, вдоль участка их длины 54, который может изменяться в зависимости от относительного положения двух пластин 48 и 50. Ветви 56 и 58 не совмещены и на своих соответствующих концах соединены с выпуском 40 и впуском 38 канала оболочки 34. При этом в установке образуется непрерывный линейный канал оболочки 34, имеющий впуск 38 на одном конце и выпуск 40 на другом конце, размещенный вокруг выпускного желоба 28 (охватывающий его). Такой вариант построения позволяет применить способ регулирования инжекции инертного газа в соответствии с настоящим изобретением, реализуемый за счет применения калиброванной потери напора либо в нижней пластине 50, либо подключенной к ней снаружи.

Расстояние между ветвями U верхней пластины 48 отличается от расстояния между ветвями U нижней пластины 50. В результате по меньшей мере одно из этих U не симметрично по отношению к отверстию, образующему выпускной желоб 28.

Этот вариант особенно хорошо подходит для системы, известной как сопло с шибером.

На фиг. 1 0 и 11 показан пример построения устройства в соответствии с настоящим изобретением, в котором шибер содержит три части, образованные верхней пластиной 48, промежуточной пластиной 60, которая может скользить горизонтально, и нижней пластиной 50. На этих фигурах верхняя пластина 48 показана прерывистой линией, промежуточная пластина 60 показана сплошной линией, а нижняя пластина 50 показана пунктиром, поэтому не соблюдены общепринятые условные обозначения видимых и скрытых линий. В верхней пластине 48 имеется соединение (разъем) для подключения трубы подачи инертного газа 24. Построение канала оболочки 34 у сопряженной поверхности 22 между верхней пластиной 48 и промежуточной пластиной 60 во всех отношениях аналогично описанному в примере, который показан на фиг. 6, 7, 8 и 9. То же самое относится и к каналу оболочки, выполненному у сопряженной поверхности между промежуточной пластиной 60 и нижней пластиной 50. Отверстие 62 подсоединяет U-образный участок верхней стороны промежуточной пластины 60 к U-образному участку нижней стороны этой же пластины. В нижней пластине 50 имеется соединение с выпуском канала оболочки 34.

В результате получают канал оболочки 34, в котором обеспечено протекание непрерывного потока инертного газа от впуска 38 до выпуска 40 этого канала, вне зависимости от положения промежуточной пластины 60.

Теперь со ссылкой на фиг. 12 будут описаны более подробно различные способы использования установки в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с первым способом, на впуск 38 канала оболочки 34 поступает инертный газ, а выпуск 40 этого канала соединен с воздухом (с окружающей средой). На впуске инертного газа предусмотрен, например, резервуар, клапан снижения давления 64, расходомер 66 и регулятор потока 68. Построение этих устройств таково, что обеспечивается подача в канал оболочки 34 постоянного потока инертного газа со скоростью, превышающей максимально возможную скорость утечки, так что всегда есть избыток относительно объема инертного газа, вытекающего через выпуск 40. Причем, при обеспечении поступления в выпускной желоб 28 только инертного газа, объем инертного газа, введенного в выпускной желоб 28, снижают до минимума, связанного с состоянием сопряженных поверхностей 22, так как давление в канале оболочки снижают до минимально возможного, то есть до атмосферного давления. Преимуществом указанного способа является чрезвычайная простота управления и оптимальная эффективность.

Усовершенствование указанного способа заключается в добавлении второго расходомера на выпуске 40 канала оболочки 34, позволяющего измерять избыток инертного газа, вытекающего через выпуск 40. Это позволяет находить расход инертного газа, действительно всасываемого в выпускной желоб 28 за счет отклонения от расхода Q_m инертного газа, введенного в канал оболочки 34. Преимущественно расходомер образован при помощи калиброванной потери напора 44 и манометра 70. Скорость потока Qout инертного газа, проходящего через калиброванную потерю напора 44, создает небольшое избыточное давление Р_т в канале оболочки 34, которое считывается манометром 70. Связь между давлением Р_т, измеренным манометром 70, и скоростью потока Q_out инертного газа, вытекающего через выпуск 40, может быть выражена следующим известным эмпирическим соотношением:

Qout = К * f (Ρ,η) в котором К представляет собой калибровочный коэффициент калиброванной потери напора.

Так как потеря напора в канале оболочки 34 является малой, то давление Р_ш, измеренное манометром 70 на впуске канала оболочки 34, приблизительно равно давлению, которое можно было бы измерить на выпуске 40 этого канала. Установка манометра 70 на впуске 38 канала оболочки позволяет избежать трудностей, связанных с его установкой на выпуске. Эти трудности связаны с нахождением в непосредственной близости от выпускного желоба 28 и, если калиброванная потеря напора 44 выполнена внутри огнеупорного блока, с трудностью доступа для оператора.

За счет выполнения калиброванной потери напора в виде трубки диаметром от 3 до 4 мм и длиной от 1 до 4 м создается низкое избыточное давление (от 0,1 до 0,3 бар), что практически не оказывает отрицательного влияния на скорость утечки. Преимуществом указанного варианта выполнения является возможность дистанционного измерения избытка потока, вытекающего через выпуск канала оболочки 34. Другое преимущество данного варианта выполнения заключается в том, что расходомер является чрезвычайно простым и надежным, причем он может быть установлен непосредственно на выпуске огнеупорного блока, вне зависимости от трудностей, создаваемых тяжелыми окружающими условиями. В результате нет необходимости предусматривать дополнительную трубку для установки расходомера в защищенном месте, доступном для оператора.

Из описанного можно понять, что указанный способ позволяет гарантировать отсутствие ввода воздуха в выпускной желоб, без существенного увеличения поступления инертного газа. Предельное значение характеристик зависит только от состояния сопряженных поверхностей.

Существенное преимущество настоящего изобретения заключается во вводе герметизирующего состава в канал оболочки 34. Этот герметизирующий состав хранится в резервуаре 72 и вводится в трубу инертного газа при помощи инжектора 74.

Ввод герметизирующего состава может быть непрерывным, так как избыток герметизирующего состава автоматически удаляется наружу через выпуск 40 совместно с избытком инертного газа. Отсутствует риск закупорки газовой трубы 24 или канала оболочки 34 за счет накопления герметизирующего состава. Другим преимуществом данного способа является то, что, по причине отсутствия мертвых зон в контуре, инертный газ протекает по всей длине канала оболочки 34 со скоростью, достаточной для транспортирования герметизирующего состава в любое место, где он может быть необходим. Способ с непрерывным вводом (герметизирующего состава) является предпочтительным, когда качество сопряженной поверхности может быть нарушено в любой момент. Это особенно относится к случаю нахождения сопряженных поверхностей между пластинами шибера для регулирования выпускной струи, которые подвержены частому перемещению и поэтому создают риск образования новых утечек в любой момент времени. Это также относится к случаю нахождения сопряженных поверхностей 22 между собирающим соплом шибера ковша и струйной оболочковой трубой. Перемещение шибера и вибрации трубы, которые создаются потоком жидкого металла, могут в любой момент привести к ухудшению качества сопряженной поверхности.

Другое применение настоящего изобретения, описанное далее, преимущественно относится к случаю сопряженных поверхностей, которые в большей части являются статическими в ходе выпуска металла, но положение которых может периодически изменяться. Это в особенности относится к случаю механизмов замены трубы, описанных в патенте США № 4,569,528. В таком механизме замены трубы, в верхней части трубы имеется пластина, которая плотно прижата к стационарной пластине контейнера, расположенного выше по течению. При износе трубы производят ее замену на новую трубу, главным образом осуществляя сдвиг (перемещение со скольжением) новой трубы относительно стационарной верхней пластины. Сопряженная поверхность обычно сильно повреждается в ходе операции замены трубы, в то время как при ее работе повреждения практически отсутствуют, так как сопряженная поверхность является статической. Для такого вида применения преимущественный вариант способа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что ввод герметизирующего состава производят только тогда, когда состояние сопряженной поверхности требует этого. Когда скорость утечки возрастает свыше заданного приемлемого уровня, то есть когда давление, измеренное манометром 70 падает ниже заданного порогового значения, подают команду на ввод герметизирующего состава. Как только скорость утечки падает до заданного уровня, что означает, что измеренное манометром 70 давление возрастает до порогового значения, то подачу герметизирующего состава прекращают.

Указанный способ легко может быть автоматизирован за счет установки двухпорогового датчика давления 76.

Другое усовершенствование способа в соответствии с настоящим изобретением состоит в применении дополнительной линии подачи инертного газа, образованной клапаном 78, который опционно может быть управляемым, расходомером 80 и регулятором потока 82. Клапан 78 открывается одновременно с переключением (началом) ввода герметизирующего состава, что позволяет подать дополнительный поток инертного газа в ходе этого ввода.

Преимуществом данного способа является то, что имеется возможность установки регулятором 68 скорости основного потока инертного газа на относительно низком уровне, например, 10 нл/ мин, что достаточно при нормальной работе установки, когда сопряженная поверхность герметизирована надлежащим образом, причем относительно высокая скорость потока используется при повреждении сопряженной поверхности, например, после замены трубы, чтобы поддерживать избыток инертного газа для надежного обеспечения транспортирования герметизирующего состава, с отводом избытка через выпуск 40.

Несмотря на то, что были описаны со ссылкой на чертежи предпочтительные варианты огнеупорных блоков, установок и способов, совершенно ясно, что в них специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения. В частности, канал оболочки может проходить через любое число сопряженных поверхностей 22 между огнеупорными блоками, которые могут быть как стационарными, так и подвижными, что не выходит за рамки настоящего изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 . Комплект огнеупорных блоков, который включает в себя, по меньшей мере, два огнеупорных блока (8, 12, 30, 32, 42, 48, 50, 60), которые установлены между расположенным выше по течению контейнером (2) и расположенным ниже по течению контейнером (10) установки для перемещения жидкого металла, в частности стали, включающий в себя выпускной желоб (28), через который металл вытекает из находящегося выше по течению контейнера (2) в находящийся ниже по течению контейнер (10), причем каждый огнеупорный блок (8, 12, 30, 32, 42, 48, 50, 60) выпускного желоба (28) имеет, по меньшей мере, одну поверхность (22), сопряженную с соответствующей поверхностью смежного огнеупорного блока (8, 12, 30, 32, 42, 48, 50, 60);

регулятор потока (26), предназначенный для регулирования потока жидкого металла через выпускной желоб (28);

канал оболочки (34), размещенный вокруг выпускного желоба (28) на уровне, по меньшей мере, одной сопряженной поверхности (22) между огнеупорными блоками (8, 12, 30, 32, 42, 48, 50, 60) и имеющий впуск (38), обеспечивающий ввод текучей среды;

причем указанные, по меньшей мере, два огнеупорных блока содержат средство формирования указанного канала оболочки;

отличающийся тем, что указанный канал оболочки (34) имеет выпуск (40), позволяющий текучей среде выходить из установки наружу.
2. Комплект огнеупорных блоков по п. 1 , отличающийся тем, что канал оболочки (34) имеет впуск (38) на одном конце и выпуск (40) на другом конце.
3. Комплект огнеупорных блоков по п.2, отличающийся тем, что канал оболочки (34) является линейным и непрерывным.
4. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп. 1 -3, включающий в себя два огнеупорных блока, отличающийся тем, что впуск (38) канала оболочки (34) расположен на одном из указанных блоков, а выпуск (40) канала оболоч15 ки (34) расположен на другом из указанных блоков.
5. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что впуск (38) канала оболочки (34) и его выпуск (40) предусмотрены на одном и том же огнеупорном блоке, причем весь канал оболочки (34) целиком выполнен в этом огнеупорном блоке.
6. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп. 1 -3, отличающийся тем, что канал оболочки (34) проходит через несколько последовательных сопряженных поверхностей (22) выпускного желоба (28), причем непрерывность канала оболочки (34) обеспечена за счет соответствующих сообщений указанного канала у сопряженных поверхностей (22).
7. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп.1 -6, отличающийся тем, что калиброванная потеря напора (44), завершающаяся вентиляционным отверстием (46), подключена к выпуску (40) канала оболочки (34) вне комплекта огнеупорных блоков.
8. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп.1 -6, отличающийся тем, что калиброванная потеря напора (44), завершающаяся вентиляционным отверстием (46), подключена к выпуску (40) канала оболочки (34) и представляет собой трубку с малым поперечным сечением, выполненную внутри имеющегося огнеупорного блока.
9. Комплект огнеупорных блоков по одному из пп.1-8, в котором два или несколько огнеупорных блоков в виде пластин (48, 50) образуют подвижный шибер, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из пластин (48) содержит первую U-образную часть канала оболочки (34), причем ветви U согласованы с перемещением шибера, а вторая пластина (50), смежная с первой, содержит вторую U-образную часть канала оболочки (34), расположенную напротив предыдущей, причем одна из ветвей U одной из пластин (48) частично наложена на одну из ветвей U другой пластины (50), по меньшей мере, для некоторых положений шибера, в результате чего обеспечивается непрерывность канала оболочки, при этом ветви канала оболочки, которые расположены напротив перекрывающихся ветвей, смещены таким образом, что отсутствует их перекрытие, вне зависимости от положения шибера, причем части канала оболочки выполнены с возможностью соединения вместе и присоединения к смежным огнеупорным блокам, так что при этом образуется непрерывный линейный канал оболочки (34).
10. Огнеупорный блок (42), отличающийся тем, что он может быть использован в комплекте огнеупорных блоков по одному из пп. 1-9.
11. Огнеупорный блок (42), который может быть использован в комплекте огнеупорных блоков по п.9, отличающийся тем, что Uобразная часть канала оболочки (34) установлена не симметрично относительно выпускного желоба (28).
12. Установка для перемещения жидкого металла, в частности стали, между расположенным выше по течению контейнером (2) и расположенным ниже по течению контейнером (10), отличающаяся тем, что она включает в себя комплект огнеупорных блоков по одному из пп.1-9.
1 3. Установка для перемещения жидкого металла по п.1 2, отличающаяся тем, что она включает в себя средство введения герметизирующего состава в канал оболочки (34).
14. Способ регулирования подачи инертного газа в установку для перемещения жидкого металла по одному из пп.12 или 13, отличающийся тем, что в канал оболочки (34) инжектируют такой поток инертного газа, который имеет достаточную величину для того, чтобы избыток инертного газа всегда вытекал из выпуска (40) вне зависимости от скорости потока инертного газа, поступающего в выпускной желоб.
1 5. Способ регулирования подачи инертного газа в установку для перемещения жидкого металла по одному из пп.12 или 13, отличающийся тем, что он включает в себя следующие операции: инжекцию потока инертного газа в канал оболочки (34); измерение давления инертного газа у его впуска в канал оболочки; регулирование до заданной величины скорости потока инертного газа, инжектированного в канал оболочки; расчет скорости потока инертного газа у вентиляционного отверстия (46); подстройку заданной величины скорости потока инертного газа, инжектированного в канал оболочки, таким образом, чтобы скорость потока инертного газа у вентиляционного отверстия всегда была положительной.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что скорость потока инертного газа, поступающего в выпускной желоб (28), определяют за счет разности между скоростью потока инертного газа, инжектированного в канал оболочки, и скоростью потока инертного газа у вентиляционного отверстия (46), причем герметизирующий состав вводят в канал оболочки, когда указанная скорость потока инертного газа, поступившего в выпускной желоб (28), превышает заданное предельное значение.