PL185610B1

PL185610B1 - Układ do transportu ciekłego metalu, zespół ogniotrwały do stosowania w układzie do transportu ciekłego metalu i sposób regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu

Info

Publication number: PL185610B1
Application number: PL97332940A
Authority: PL
Inventors: Francois-Noel Richard
Original assignee: Vesuvius Crucible Co
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2003-06-30
Also published as: CZ130299A3; CA2268047C; EP0946320B1; CN1089043C; ES2163799T3; TR199901537T2; EA000604B1; DE69705233D1; EA000774B1; SK48999A3; AU4469797A; DE69706192T2; CA2268047A1; KR100523968B1; NZ335199A; EP0946320B8; AR008679A1; US6250520B1; PL185612B1; DE69705233T2

Abstract

1 . Uklad do transportu cieklego metalu obejmujacy ze- spoty ogniotrwale z co najmniej dwoma takimi zespolami ognio trwalymi, do stosowania zwlaszcza do transportu stali, zawieraja- cy rynne spustowa, transportujaca metal, przy czym kazdy zespól ogniotrwaly rynny spustowej m a co najmniej jed n a powierzchnie tworzaca powierzchnie styku z odpowiadajaca powierzchnia sasiedniego zespolu ogniotrwalego, regulator przeplywu do regulowania przeplywu cieklego metalu przez rynne spustowa, kanal oslonowy usytuowany wokól rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiedzy zespolami ogniotrwalymi 1 majacy wlot umozliwiajacy pobór plynu, przy czym te co najmniej dwa zespoly ogniotrwale zawieraja srodki tworzace ten kanal oslonowy, znam ienny tym, ze len 10 Zespól ogniotrwaly do stosowania w ukladzie do transportu cieklego metalu, zawierajacy kanal oslonowy usytu- owany wokól rynny spustowej na poziomie powierzchni tworza- cej odpowiednia powierzchnie styku pomiedzy zespolami ognio- trwalymi, znam ienny tym, ze ten kanal oslonowy 12 Sposób regulowania doplywu gazu obojetnego do ukladu do transportu cieklego metalu, zwlaszcza stali, w ukladzie do transportu cieklego metalu, obejmujacym co najmniej dwa zespoly ogniotrwale 1 zawierajacym rynne spustowa, przez która plynie metal, przy czym kazdy zespól ogniotrwaly rynny spusto- wej ma co najmniej jed n a powierzchnie tworzaca powierzchnie styku z odpowiadajaca powierzchnia sasiedniego zespolu ognio- trwalego, regulator przeplywu do regulowania przeplywu ciekle- go metalu przez rynne spustowa, kanal oslonowy usytuowany wokól rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej po- wierzchni styku pomiedzy zespolami ogniotrwalymi 1 majacy wlot umozliwiajacy pobór plynu, przy czym te co najmniej dwa zespoly ogniotrwale zawieraja srodki tworzace ten kanal oslono- wy, ten kanal oslonowy majacy wylot plynu prowadzacy na zewnatrz, znam ienny tym, ze strumien gazu F ig . 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do transportu ciekłego metalu, zespół ogniotrwały do stosowania w układzie do transportu ciekłego metalu i sposób regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu.

Układ do transportu ciekłego metalu, np. z kadzi do innego zbiornika, tj. np. innej kadzi lub formy odlewniczej, krystalizatora itp., składa się z zespołów ogniotrwałych umieszczonych między tymi dwoma zbiornikami w przedłużeniu otworu spustowego i wyznaczających rynnę spustową, przez którą przepływa ciekły metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały należący do rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię styku tworzącą połączenie z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego, oraz kanał osłonowy umieszczony wokół rynny spustowej.

185 610

Przez określenie zespół ogniotrwały rozumie się element z materiału ogniotrwałego jednego typu lub materiałów ogniotrwałych różnych typów, ewentualnie zawierający inne części składowe, np. powłokę metalową. Przez regulator przepływu rozumie się urządzenie dowolnego typu stosowane w tej dziedzinie techniki, jak np. żerdź zatyczkowa, wylew kadziowy z zaniknięciem suwakowym, jak również zwykłe przewężenie.

W układzie tego typu obecność regulatora w rynnie spustowej oznacza, że podczas płynięcia ciekłego metalu występuje spadek ciśnienia. Jeżeli rynna spustowa nie jest doskonale uszczelniona, do jej wnętrza może być zassane powietrze, właśnie w wyniku tego obniżonego ciśnienia. Dzieje się tak szczególnie na powierzchniach styku pomiędzy różnymi zespołami ogniotrwałymi, które tworzą rynnę spustową, a których uszczelnienie jest trudne do zrealizowania i utrzymania. W konsekwencji powietrze jest zasysane do środka, co powoduje pogorszenie jakości metalu.

Problemowi temu próbowano zaradzić znanym sposobem polegającym na wytworzeniu, za pomocą kanału osłonowego, nadciśnienia gazu obojętnego wokół rynny spustowej, na poziomie każdej krytycznej powierzchni styku. Gaz obojętny to gaz, który nie pogarsza jakości spuszczanego metalu. Wśród normalnie stosowanych gazów można znaleźć gazy szlachetne, takie jak argon, lecz także takie gazy jak azot lub dwutlenek węgla.

Według znanego rozwiązania, w co najmniej jednej z powierzchni styku pomiędzy dwoma sąsiednimi zespołami ogniotrwałymi jest utworzony rowek. Rowek ten zasila się gazem obojętnym pod ciśnieniem, tworząc pierścieniowy kanał osłonowy umieszczony wokół rynny spustowej. Taka postać znana jest np. z US 455550 lub EP 0048641.

W szczególnym przypadku, gdy kolejne zespoły ogniotrwałe są zdolne przemieszczać się względem siebie, znane jest również zastosowanie kanału osłonowego. Francuskie zgłoszenie patentowe FR 74/14636 opisuje wylew kadziowy z zamknięciem suwakowym z dwiema płytami, każda z otworem, przez który przepływa ciekły metal, a pizesuwanie się jednej płyty względem drugiej pozwala na regulowanie przepływu ciekłego metalu. Każda z tych dwóch płyt ma, wzdłuż wspólnej powierzchni styku, rowek w kształcie litery „U”, przy czym te rowki są zwrócone ramionami „U” do siebie tak, że ramiona jednego „U” zachodzą na ramiona drugiego „U” i w ten sposób tworzą zamknięty kanał osłonowy, bez względu na wzajemne położenie dwu płyt.

Przykładowe znane rozwiązania układu do transportu ciekłego metalu zilustrowano na rysunku, pos. I i II.

Pos. I przedstawia znany układ do transportu ciekłego metalu. Zawiera on górny zbiornik 2. W pokazanym przykładzie zbiornik 2 jest kadzią pośrednią. która ma stalową dolną ściankę 4 pokrytą warstwą 6 materiału ogniotrwałego. W dnie kadzi pośredniej znajduje się otwór spustowy. Otwór ten ograniczony jest wewnętrzną końcówką wylotową 8, która zamontowana jest w masie materiału ogniotrwałego i przechodzi przed stalową ściankę denną 4. Układ zawiera także krystalizator 10.

Wewnętrzna końcówka wylotowa 8 kończy się w swej dolnej części w płycie 12. Pod wewnętrzną końcówką wylotową 8 znajduje się rura osłonowa 14, zakończona w swym górnym końcu w płycie 16, która odpowiada płycie 12 wewnętrznej końcówki wylotowej 8. W znany sposób płyty 12 i 16 dociskane są do siebie za pomocą znanych elementów dla możliwie najlepszego uszczelnienia. Zamknięty kanał osłonowy 18 stanowi pierścieniowy rowek 20 wykonany w powierzchni styku 22 pomiędzy płytą 12 i płytą 16. Rura 24 służąca do dostarczania gazu obojętnego połączona jest z tym pierścieniowym rowkiem 20. Środki 26 do regulacji przepływu metalu, w tym przypadku stanowi żerdź zatyczkowa 3. Wewnętrzna końcówka wylotowa 8 i rura osłonowa 14 wyznaczają rynnę spustową 28, przez którą metal płynie ze zbiornika 2 do krystalizatora 10. W pokazanej postaci układ ma tylko dwa zespoły ogniotrwałe (wewnętrznąkońcówkę wylotową. 8 i rurę osłonową 14), lecz może być ich więcej, jak np. w przypadku układu wyposażonego w wylew kadziowy z zamknięciem suwakowym mający trzy płyty. Każdy element ogniotrwały wyznaczający rynnę spustową 28 ma co najmniej jedną powierzchnię styku 22 z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego elementu ogniotrwałego.

185 610

Pos. II przedstawia szczegółowo inne znane rozwiązanie tego typu. Przedstawiono końcówkę zbierającą 30 wprowadzoną do dyszowej rury osłonowej 32, tworzącą rynnę spustową 28. Połączenie pomiędzy dwoma zespołami ogniotrwałymi ma powierzchnię styku 22. Zamknięty kanał osłonowy 18 stanowi pierścieniowy rowek 20 wykonany w powierzchni styku 22 dyszowej rury osłonowej 32. Rura 24 służąca do dostarczania gazu obojętnego jest połączona z tym pierścieniowym rowkiem 20.

W obydwu pokazanych znanych rozwiązaniach, kanał osłonowy 18 jest zamkniętym kanałem pierścieniowym, mającym doprowadzenie gazu obojętnego, co pociąga za sobą skomplikowane sterowanie procesem regulacji dostarczania gazu obojętnego.

Wszystkie te znane układy są stosowane w celu zastąpienia zasysania powietrza zasysaniem gazu obojętnego, co eliminuje problemy wynikające z reakcji chemicznych zachodzących w ciekłym metalu gdy styka się on z powietrzem.

Te znane rozwiązania mają jednak szereg wad. Nie wyeliminowano zasysania gazu do rynny spustowej. Zjawisko to przybiera nawet na sile, ponieważ w kanale osłonowym panuje zwiększone ciśnienie. Jest to wadą szczególnie w przypadku transportu metalu między kadzią pośrednią a krystalizatorem. Gaz wprowadzony do rynny spustowej dostaje się do formy i powoduje w niej perturbacje, takie jak turbulencje, porywanie proszku pokrywającego ścianki oraz uwięzienie proszku w ciekłym metalu. Gaz wciągnięty do formy może ponadto rozpuścić się w metalu, tworząc w efekcie wady w zestalonym metalu.

Ponadto dla zmniejszenia prędkości metalu wpływającego do formy, a tym samym zmniejszenia turbulencji w tej formie, wiele rur osłonowych typu dyszy ma przekrój poprzeczny wylotu większy niż przekrój poprzeczny wlotu. Prędkość przepływu ciekłego metalu zmniejsza się wówczas stopniowo. Obecność znaczącej ilości gazu w rurze może przeszkodzić prawidłowemu działaniu tego typu rury: strumień może oddzielić się od ścianek rury i ciekły metal spada w postaci strumienia do formy.

Jakość powierzchni styku pomiędzy dwoma zespołami ogniotrwałymi może zmieniać się w niejednakowy sposób w trakcie użytkowania rynny spustowej. Mogą pojawiać się wady, a w szczególności w przypadku zespołów ogniotrwałych mogących przemieszczać się względem siebie, zużycie powierzchni styku może prowadzić do znaczących przecieków.

Zachodzi więc konieczność zastosowania bardziej wyszukanej regulacji dopływu gazu obojętnego.

Jedną możliwością jest regulacja przepływu gazu obojętnego doprowadzanego do kanału osłonowego. W tym przypadku, gdy wady uszczelnienia stają się znaczące, może się zdarzyć, że natężenie przepływu gazu obojętnego nie będzie już na tyle duże, aby do rynny spustowej przedostawał się tylko gaz obojętny. W tym przypadku w kanale osłonowym powstaje podciśnienie i powietrze z otoczenia może być wciągnięte do rynny spustowej. Z drugiej zaś strony, gdy uszczelnienie jest dobre, do kanału osłonowego i tak dopływa stały strumień gazu obojętnego, ciśnienie w tym kanale wzrasta i gaz obojętny wnika do rynny spustowej, mimo iż nie jest to rzeczywiście potrzebne.

Inną możliwością jest regulacja ciśnienia gazu obojętnego doprowadzanego do kanału osłonowego. W tym przypadku, gdy wada uszczelnienia staje się znacząca, natężenie przepływu gazu dopływającego do rynny spustowej jest duże, co prowadzi do wspomnianych wyżej wad.

W praktyce, jeżeli natężenie przecieku jest duże, konieczne jest zastosowanie obydwu tych sposobów regulacji na przemian, nawet jeżeli oznacza to pogodzenie się z wciągnięciem pewnej ilości powietrza w miejsce nadmiaru gazu obojętnego. W konsekwencji sterowanie procesem regulacji jest skomplikowane i z konieczności stanowi kompromis pomiędzy dwoma rodzajami wad.

Przedmiotem wynalazku jest w szczególności układ do transportu ciekłego metalu, który rozwiązuje przedstawione wyżej problemy, oraz zespół ogniotrwały będący częścią tego układu. Przedmiotem wynalazku jest również sposób regulacji dopływu gazu obojętnego do kanału osłonowego.

Wynalazek dotyczy układu do transportu ciekłego metalu obejmujący zespoły ogniotrwałe z co najmniej dwoma takimi zespołami ogniotrwałymi, do stosowania zwłaszcza do

185 610 transportu stali, zawierający rynnę spustową, transportującą metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy, przy czym ten kanał osłonowy ma wylot płynu prowadzący na zewnątrz.

Korzystnie kanał osłonowy ma wlot na jednym końcu i wylot na drugim końcu, korzystnie jest on liniowy i ciągły.

Ponadto korzystnie wlot kanału osłonowego jest usytuowany na jednym z tych zespołów, a wylot kanału osłonowego jest usytuowany na drugim z tych zespołów··'.

Korzystna postać wynalazku polega na tym, że wlot kanału osłonowego i jego wylot znajdują się na jednym zespole ogniotrwałym, przy czym całość kanału osłonowego jest usytuowana w tym zespole ogniotrwałym. Kanał osłonowy może biec w sposób ciągły kolejno przez szereg powierzchni styku rynny spustowej, przy czym kanał osłonowy jest połączony przy powierzchniach styku.

Korzystnie urządzenie zapewniające ustalony spadek ciśnienia zakończone wylotem odgazowującym jest połączone z wylotem kanału osłonowego poza tym układem. To urządzenie o ustalonym spadku ciśnienia stanowi przewód o małym przekroju poprzecznym i odpowiedniej długości usytuowany w przynależnym zespole ogniotrwałym, zakończony wylotem odgazowującym i podłączony do wylotu kanału osłonowego.

Korzystnie układ według wynalazku polega na tym, że dwa lub większa liczba kolejnych zespołów ogniotrwałych w postaci płyt stanowią ruchomy wylew kadziowy z zamknięciem suwakowym, przy czym co najmniej jedna z płyt ma pierwszą „U-kształtną” część kanału osłonowego, a ramiona tego „U” są skierowane zgodnie z kierunkiem ruchu wylewu suwaka w wylewie kadziowym z zamknięciem suwakowym, druga płyta zaś, przylegająca do pierwszej ma drugą „U-kształtną” część kanału osłonowego przeciwległą względem poprzedniej, przy czym jedno ramię „U” jednej z płyt nakłada się częściowo na jedno ramię „U” drugiej płyty w co najmniej pewnych położeniach wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym, dla zapewnienia ciągłości kanału osłonowego, przy czym ramiona kanału osłonowego, które leżą naprzeciw nakładających się ramion są przesunięte i nie nakładają się bez względu na położenie wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym, a części kanału osłonowego są połączone ze sobą i z sąsiednimi zespołami ogniotrwałymi z utworzeniem ciągłego, liniowego kanału osłonowego.

Wynalazek dotyczy również zespołu ogniotrwałego do stosowania w układzie do transportu ciekłego metalu, zawierający kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie powierzchni tworzącej odpowiednią powierzchnię styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi, przy czym ten kanał osłonowy ma wylot płynu prowadzący na zewnątrz.

W jednym z wariantów „U-kształtna” część kanału osłonowego jest usytuowana niesymetrycznie względem rynny spustowej.

Wynalazek dotyczy ponadto sposobu regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu, zwłaszcza stali, w układzie do transportu ciekłego metalu, obejmującym co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe i zawierającym rynnę spustową, przez którą płynie metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy; ten kanał osłonowy mający wylot płynu prowadzący na zewnątrz, strumień gazu obojętnego wprowadza się do kanału osłonowego, przy czym ustala się na tyle dużą wartość natężenia przepływu, aby nadmiar gazu obojętnego wydostawał się wylotem bez względu na wartość natężenia przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej.

185 610

W innej postaci wynalazek dotyczy sposobu regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu, zwłaszcza stali w układzie do transportu ciekłego metalu, obejmującym co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe i zawierającym rynnę spustową, przez którą płynie metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy; ten kanał osłonowy mający wylot płynu prowadzący na zewnątrz, przy czym strumień gazu obojętnego wprowadza się do kanału osłonowego, mierzy się ciśnienie gazu obojętnego w kanale osłonowym, natężenie przepływu gazu obojętnego wprowadzanego do kanału osłonowego nastawia się na zadaną wartość, oblicza się natężenie przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym i zadaną wartość natężenia przepływu gazu obojętnego wprowadzanego do kanału osłonowego reguluje się tak, aby natężenie przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym było zawsze dodatnie.

Korzystnie, w tym sposobie natężenie przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej ustala się na podstawie różnicy pomiędzy natężeniem przepływu gazu obojętnego wprowadzonego do kanału osłonowego i natężeniem przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym, a do kanału osłonowego wprowadza się środek uszczelniający, gdy to natężenie przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej przewyższa dopuszczalną granicę.

Z uwagi na liniowy i ciągły układ kanału osłonowego, obieg gazu obojętnego zapewnia, że środek uszczelniający jest przenoszony na całej długości tego kanału, dzięki czemu unika się powstawania martwych stref. Obecność otworu kanału osłonowego pozwala na usunięcie nadmiaru środka uszczelniającego na zewnątrz układu.

Przez określenie „kanał liniowy i ciągły” rozumie się kanał nierozgałęziony i przebiegający nieprzerwanie, bez przerw i odstępów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia szczegół układu według wynalazku, w którym liniowy kanał osłonowy stanowi rowek mający wlot i wylot, fig. 2 - układ według wynalazku, w którym liniowy kanał osłonowy stanowi rowek mający wlot i wylot, w widoku z góry, fig. 3 - rozwiązanie podobne do przedstawionego na fig. 1, przy czym kanał osłonowy biegnie przez powierzchnie styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi w postaci szeregu zwojów spirali i ma przed wylotem odgazowującym mały przekrój poprzeczny, dzięki czemu utworzono urządzenie zapewniające ustalony spadek ciśnienia, fig. 4 i 5 - dwie płyty wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym układu według wynalazku do transportu ciekłego metalu, z wylewem kadziowym z zamknięciem suwakowym w położeniu całkowicie otwartym, w widoku z góry i z przodu, fig. 6 i 7 - te same dwie płyty, z wylewem kadziowym z zamknięciem suwakowym w położeniu całkowicie zamkniętym, w widoku z góry i z przodu, fig. 8 i 9 - trzy płyty wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym układu według wynalazku do transportu ciekłego metalu, w widoku z góry i z przodu, fig. 10 - układ według wynalazku oraz jego obwody pomocnicze, włącznie ze środkami do wprowadzenia gazu obojętnego i środka uszczelniającego, w postaci schematu blokowego.

Figura 1 przedstawia układ do transportu ciekłego metalu według jednej postaci wynalazku. W tym przypadku kanał osłonowy 34 stanowi rowek 36, który jest nie pierścieniowy lecz liniowy i ma wlot 38 na jednym końcu, połączony z rurą 24 doprowadzającą gaz obojętny oraz wylot 40 na drugim końcu, umożliwiający ucieczkę gazu obojętnego na zewnątrz układu. W przykładzie pokazanym na fig. 3 kanał osłonowy ma kształt spiralny. Postać ta jest szczególnie odpowiednia dla stożkowych powierzchni styku. W pokazanym przykładzie rowek 36, wlot 38 i wylot 40 są wykonane w jednym zespole ogniotrwałym, z tym, że te trzy części składowe można by wykonać w innym zespole ogniotrwałym 30, w całości lub częściowo, bez wychodzenia poza zakres wynalazku.

185 610

Figura 2 przedstawia, w widoku z góry, zespół ogniotrwały 42 według wynalazku. Wlot 38 i wylot 40 kanału osłonowego 34, stanowiącego liniowy rowek 36 mają ujście na obwodzie zespołu ogniotrwałego w postaci otworów wywierconych w masie materiału ogniotrwałego. Ten widok zespołu ogniotrwałego 42 mógłby dotyczyć np. dolnej powierzchni wewnętrznej końcówki wylotowej, górnej powierzchni rury osłonowej, płyty zmieniacza rur albo, bardziej ogólnie, dowolnego przekroju rynny spustowej 28.

W jednej z postaci wynalazku liniowy kanał osłonowy 34 jest połączony z urządzeniem 44 zapewniającym ustalony spadek ciśnienia, które może stanowić prosta rura połączona z wylotem zespołu ogniotrwałego. Korzystnie, może być ono utworzone w obrębie ostatniego zespołu ogniotrwałego, przez który biegnie kanał osłonowy 34, w postaci przewodu o małym przekroju poprzecznym i odpowiedniej długości.

Kanał osłonowy 34 stanowi liniowy rowek 36 biegnący przez powierzchnię styku 22, ewentualnie w postaci szeregu zwojów spirali. Gaz obojętny, przed osiągnięciem wylotu odgazowującego 46, przepływa przez część 44 przewodu o małym przekroju poprzecznym stanowiącego urządzenie zapewniające ustalony spadek ciśnienia. Dobierając wymiary tej części 44, można ustalić wartość spadku ciśnienia. Takie rozwiązanie wynalazku umożliwia realizację układu z pominięciem zewnętrznej rury wylotowej, co szczególnie go upraszcza.

Przykłady pokazane na fig. 1-3 przedstawiają układy, w których kanał osłonowy 34 biegnie przez jeden i tylko jeden zespół ogniotrwały. Możliwe jest, bez wychodzenia poza zakres wynalazku, wykonanie kanału osłonowego 34 biegnącego przez szereg kolejnych zespołów ogniotrwałych 42, dzięki czemu szereg powierzchni styku 22 będzie osłoniętych tym samym kanałem osłonowym 34, ewentualnie w kolejności innej niż kolejność zespołów ogniotrwałych w rynnie spustowej. Zatem możliwe jest wykonanie np. wlotu 38 w zespole ogniotrwałym 42 i wytworzenie kanału osłonowego 34 biegnącego przez szereg powierzchni styku układu i ciągnącego się w dół przez zespoły ogniotrwałe, bez opuszczania ostatniego zespołu ogniotrwałego.

Figury 4, 5, 6 i 7 przedstawiają przykładowe rozwiązania układu do transportu ciekłego metalu według wynalazku, obejmującego górną płytę 48 przewierconą otworem tworzącym rynnę spustową 28, dolną płytę 50 również mającą otwór, przy czym płyty te mogą przesuwać się poziomo względem siebie, co umożliwia regulowanie przepływu ciekłego metalu poprzez zmianę wielkości otworu rynny spustowej 28. Każda z dwóch płyt 48, 50 ma rowek 52 w kształcie litery „U”. W przeciwieństwie do rowków znanych z dotychczasowego stanu techniki, np. z francuskiego zgłoszenia patentowego FR 74/14636, dwa nakładające się, „U” zachodzą na siebie tylko jednym ze swych ramion, na części 54 swej długości, która może zmieniać się w zależności od wzajemnego położenia dwu płyt 48 i 50. Ramiona 56 i 58 nie zachodzą na siebie i są. połączone, na swych odpowiednich końcach, z wylotem 40 i wlotem 38 kanału osłonowego 34. W tym układzie istnieje więc ciągły, liniowy kanał osłonowy 34, mający wlot 38 na jednym końcu i wylot 40 na drugim, usytuowany wokół rynny spustowej 28. Układ taki umożliwia zastosowanie sposobu regulacji doprowadzenia gazu obojętnego według wynalazku przez umieszczenie urządzenia zapewniającego ustalony spadek ciśnienia bądź w obrębie dolnej płyty 50, bądź połączonego z jej powierzchnią zewnętrzną.

Odległość pomiędzy ramionami „U” górnej płyty 48 jest różna od odległości pomiędzy ramionami „U” dolnej płyty 50. Co najmniej jedno z tych „U” jest więc niesymetryczne względem otworu tworzącego rynnę spustową 28.

Postać ta jest szczególnie odpowiednia dla układu znanego jako końcówka z wylewem kadziowym z zamknięciem suwakowym.

Figury 8 i 9 przedstawiają przykładowe rozwiązanie urządzenia według wynalazku, w postaci wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym złożonego z trzech płyt, górnej płyty 48, pośredniej płyty 60, która może przesuwać się poziomo, oraz dolnej płyty 50. Na tych figurach górną płytę 48 narysowano linia przerywaną, pośrednią płytę 60 linią ciągłą, a dolną płytę 50 linią punktową. Nie zastosowano się więc do przyjętych zasad rysunku technicznego, dotyczących linii widocznych i zakrytych. Górna płyta 48 zawiera przyłącze do rury 24 doprowadzającej gaz obojętny. Układ kanału osłonowego 34 na powierzchni styku 22 pomiędzy górną płytą 48 i pośrednią płytą 60 jest pod każdym względem podobny do opisanego

185 610 przykładowo w odniesieniu do fig. 6, 7, 8 i 9. To samo dotyczy kanału osłonowego na powierzchni styku pomiędzy pośrednią płytą 60 i dolną płytą 50. Otwór 62 łączy „U-ksztaltną” część górnej powierzchni pośredniej płyty 60 z ..U-ksztaltną” częścią dolnej powierzchni tej samej płyty. Dolna płyta 50 zawiera połączenie z wylotem 40 kanału osłonowego 34.

Dzięki temu powstaje kanał osłonowy 34, który zapewnia ciągły przepływ gazu obojętnego od wlotu 38 do wylotu 40 tego kanału, bez względu na położsnis płyty pośredniej 60.

Różne sposoby eksploatacji układu według wynalazku opisano niżej bardziej szczegółowo i pokazano na fig. 10.

W pierwszym sposobie wlot 38 kanału osłonowego 34 zasila się gazem obojętnym, a jego wylot 40 otwarty jest do atmosfery. Doprowadzenie gazu obojętnego obejmuje źródło zasilające, którym może być np. butla, reduktor ciśnisnia 64, przepływomierz 66 i regulator 68 natężenia przepływu. Nastawy są tak dobrane, aby dostarczać do kanału osłonowego 34 stały strumień gazu obojętnego, o natężeniu większym niż maksymalne możliwe natężenie przecieku, dzięki czemu zawsze iptnisjs nadmiar gazu obojętnego, uciekającego przez wylot 40. Tak więc przy zachowaniu pewności, że tylko gaz obojętny może być zassany do rynny spustowej 28, ilość gazu obojętnego zassanego do rynny spustowej 28 ulega zmniejszeniu do minimum odpowiadającego stanowi powierzchni styku 22, gdyż ciśnisnis w kanale osłonowym zmniejsza się do możliwego minimum, tzn. do ciśnisnia atmosferycznego. Korzyścią tego sposobu są bardzo duża prostota eksploatacji i optymalna sprawność.

Korzystnie, w sposobie tym dodaje się drugi przepływomierz na wylocie 40 kanału osłonowego 34, by mierzyć nadmiar gazu obojętnego wylatującego przez wylot 40. Można w ten sposób ustalić wielkość natężenia przepływu gazu obojętnego zasysanego w danej chwili do rynny spustowej 28, jako różnicę względem natężenia przepływu Q,_n gazu obojętnego doprowadzanego do kanału osłonowego 34. Korzystnie przepływomierz jest utworzony przez urządzenie 44 zapewniające ustalony spadek ciśnienia i manometr 70. Natężenie przepływu Qout gazu obojętnego przepływającego przez urządzenie 44 zapewniające ustalony spadek ciśnienia wytwarza lekkie nadciśnesnis P,n w kanale osłonowym 34, które mierzy manometr 70. Zależność pomiędzy ciśnieniem P,n zmierzonym przez manometr 70 i natężeniem przepływu Qout gazu obojętnego wylatującego przez wylot 40 określa znana zależność empiryczna wyrażona równaniem:

Qout = K * f 1P,n) gdzie K jest współczynnikiem kalibracji urządzenia zapewniającego ustalony spadek ciśnienia.

Ponieważ spadek ciśnisnia w kanale osłonowym 34 jest mały, ciśnisnie P,n zmierzone przez manometr 70 na wlocie do kanału osłonowego 34 jest w przybliżeniu równe ciśnieniu, które byłoby zmierzone na wylocie 40 tego kanału. Dzięki umieszczeniu manometru 70 na wlocie 38 do kanału osłonowego unika się trudności związanych z jego przyłączeniem do wylotu, to jest trudności związanych ze środowiskiem w sąsiedztwie rynny spustowej 38 oraz, jeżeli urządzenie 44 zapewniające ustalony spadek ciśnienia jest umieszczone w obrębie zespołu ogniotrwałego, związanych z jego dostępnością.

Dzięki wykonaniu urządzenia zapewniającego ustalony spadek ciśnienia w postaci rurki mającej średnicę od 3 do 4 mm i długość od 1 do 4 m, wytwarza się niewielkie nadciśnienie (10-30 kPa), które niewiele wpływa na natężenie przecieku. Zaletę tego rozwiązania stanowi możliwość zdalnego pomiaru natężenia przepływu nadmiaru gazu uciekającego przez wylot kanału osłonowego 34. Inną zaletą tego sposobu jest to, że przepływomierz w tej postaci jest niezwykle prosty i wytrzymały i można go zainstalować bezpośrednio na wylocie zespołu ogniotrwałego, bez względu na trudności związane ze szczególnymi warunkami otoczenia. Nie zachodzi więc konieczność instalowania dodatkowej rurki w celu zamontowania przepływomierza w miejscu chronionym i dostępnym dla operatora.

Jak to opisano, ten sposób gwarantuje, ze rynna spustowa jest zabezpieczona przed jakimkolwiek zasysaniem powietrza, bez istotnego zwiększenia zasysania gazu obojętnego. Granica skuteczności zależy jedynie od stanu powierzchni styku.

Znaczące korzyści w sposobie według wynalazku przynosi wprowadzenie środka uszczelniającego do kanału osłonowego 34. Ten środek uszczelniający magazynuje się

185 610 w zbiorniku 72 i wprowadza w miarę potrzeby do rury doprowadzającej gaz obojętny, za pomocą inżektora 74.

Wprowadzenie środka uszczelniającego może odbywać się w sposób ciągły, ponieważ nadmiar środka uszczelniającego jest automatycznie porywany na zewnątrz przez wylot 40, wraz z nadmiarem gazu obojętnego. Nie zachodzi ryzyko zablokowania rury 24 doprowadzającej gaz albo kanału osłonowego 34 w wyniku nagromadzenia środka uszczelniającego. Inną zaletą sposobu jest to, że w związku z tym, iż obwód nie ma martwej strefy, gaz obojętny przepływa wzdłuż całej długości kanału osłonowego 34 z dostateczną prędkością, aby zapewnić transport środka uszczelniającego do każdego miejsca, w którym może być on potrzebny. Sposób ciągłego wprowadzania jest korzystny gdy jakość powierzchni styku może ulec gwałtownemu pogorszeniu w dowolnym momencie. Jest to w szczególności przypadek powierzchni styku pomiędzy płytami wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym do regulacji strumienia spustowego, które często przemieszczają się i tym samym narażone są na ryzyko powstawania nowych przecieków w dowolnym momencie. Jest to również przypadek powierzchni styku 22 pomiędzy końcówką zbierającą wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym kadzi i rurą osłonową. Ruchy wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym i wibracje rury spowodowane przepływem ciekłego metalu mogą w każdej chwili spowodować pogorszenie jakości powierzchni styku.

Inne zastosowanie wynalazku, opisane niżej, będzie korzystnie stosowane w przypadku powierzchni styku, które pozostają głównie statyczne podczas spustu, lecz mogą okresowo ulegać zmianie. Jest to w szczególności przypadek zmieniaczy rur, co opisano w US 4569528. W takim zmieniaczu rur, rura w swej górnej części ma płytę, która jest mocno dociskana do pozostającej w spoczynku płyty kadzi. Zużytą rurę wymienia się na nową zwykle poprzez przesunięcie nowej rury po stacjonarnej płycie górnej. Operacja wymiany rur wpływa zwykle bardzo niekorzystnie na powierzchnię styku, podczas gdy zjawisko to zachodzi rzadko w okresie eksploatacji rury, ponieważ wówczas powierzchnia styku pozostaje statyczna. Dla takich zastosowań, korzystny wariant sposobu według wynalazku polega na rozpoczęciu wprowadzania środka uszczelniającego tylko wtedy, gdy wymaga tego stan powierzchni styku. Gdy natężenie przecieku wzrasta powyżej ustalonej wartości dopuszczalnej, tzn. gdy ciśnienie zmierzone przez manometr 70 spada poniżej ustalonego progu, włącza się wprowadzanie środka uszczelniającego. Z chwilą gdy natężenie przecieku zmniejszy się do ustalonej wartości, tzn. że ciśnienie na manometrze 70 wzrośnie powyżej wartości progowej, wprowadzanie środka uszczelniającego przerywa się.

Sposób ten można łatwo zautomatyzować, dodając detektor ciśnienia 76 rozpoznający dwie wartości progowe.

W innej korzystnej postaci wynalazku wprowadza się dodatkową linię doprowadzenia gazu obojętnego, składającą się z ewentualnie sterowanego zaworu 78, przepływomierza 80 i regulatora przepływu 82. Zawór 78 otwiera się równocześnie z rozpoczęciem wprowadzania środka uszczelniającego, aby dostarczyć dodatkowy strumień gazu obojętnego podczas wprowadzania.

Zaleta tego sposobu polega na tym, że istnieje możliwość nastawienia natężenia przepływu głównego strumienia gazu obojętnego doprowadzanego przez regulator 68 na względnie niskim poziomie, np. 10 N l/min, co jest wystarczające podczas normalnego działania urządzenia do odlewania gdy powierzchnia styku jest właściwie uszczelniona oraz istnieje możliwość zastosowania dostatecznie dużego natężenia przepływu gdy powierzchnia styku uległa pogorszeniu, np. po wymianie rury, w celu utrzymania nadmiaru gazu obojętnego, aby zapewnić skuteczny transport środka uszczelniającego i usunąć jego nadmiar przez wylot 40.

Rozwiązania opisane wyżej w odniesieniu do rysunków stanowią nie wprowadzające ograniczeń przykłady zespołów ogniotrwałych, układu i sposobów wynalazku. W szczególności kanał osłonowy biegnący przez dowolną liczbę powierzchni styku 22 pomiędzy zespołami ogniotrwałymi, stacjonarnymi bądź ruchomymi, stanowi część wynalazku.

185 610

Fig. 2

185 610

Fig. 3

185 610

Fig. 4

52

^54

Fig.6

Fig. 7

185 610

Fig. 9

185 610

Fig. 10

185 610

Pos. I

185 610

Pos. II

185 610

Departament Wydawnictw ΌΡ RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ do transportu ciekłego metalu obejmujący zespoły ogniotrwałe z co najmniej dwoma takimi zespołami ogniotrwałymi, do stosowania zwłaszcza do transportu stali, zawierający rynnę spustową, transportującą metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy, znamienny tym, ze ten kanał osłonowy (34) ma wylot (40) płynu prowadzący na zewnątrz.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał osłonowy (34) ma wlot (38) na jednym końcu i wylot (40) na drugim końcu.
3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że kanał osłonowy (34) jest liniowy i ciągły.
4. Układ według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że wlot (38) kanału osłonowego (34) jest usytuowany na jednym z tych zespołów ogniotrwałych, a wylot (40) kanału osłonowego (34) jest usytuowany na drugim z tych zespołów.
5. Układ według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że wlot (38) kanału osłonowego (34) i jego wylot (40) znajdują się na jednym zespole ogniotrwałym, przy czym całość kanału osłonowego (34) jest usytuowana w tym zespole ogniotrwałym.
6. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kanał osłonowy (34) biegnie w sposób ciągły kolejno przez szereg powierzchni styku (22) rynny spustowej (28), przy czym odęinki kanału osłonowego (34) są połączone przy powierzchniach styku (22).
7. Układ według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że urządzenie (44) zapewniające ustalony spadek ciśnienia zakończone wylotem odgazowującym (46) jest połączone z wylotem (40) kanału osłonowego (34) poza tym układem.
8. Układ według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że urządzenie (44) o ustalonym spadku ciśnienia stanowi przewód o małym przekroju poprzecznym i odpowiedniej długości usytuowany w przynależnym zespole ogniotrwałym, zakończony wylotem odgazowującym (46) i podłączony do wylotu (40) kanału osłonowego (34).
9. Układ według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że co najmniej dwa kolejne zespoły ogniotrwałe w postaci płyt (48, 50) stanowią ruchomy wylew kadziowy z zamknięciem suwakowym, przy czym co najmniej jedna z płyt (48) ma pierwszą „U-kształtną” część kanału osłonowego (34), a ramiona tego „U” są skierowane zgodnie z kierunkiem ruchu wylewu suwaka w wylewie kadziowym z zamknięciem suwakowym, druga płyta (50) zaś, przylegająca do pierwszej ma drugą „U-kształtną” część kanału osłonowego (34) przeciwległą względem poprzedniej, przy czym jedno ramię „U” jednej z płyt (48) nakłada się częściowo na jedno ramię „U” drugiej płyty (50) w co najmniej pewnych położeniach wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym, dla zapewnienia ciągłości kanału osłonowego, przy czym ramiona kanału osłonowego, które leżą naprzeciw nakładających się ramion są przesunięte i nie nakładają się bez względu na położenie wylewu kadziowego z zamknięciem suwakowym, a części kanału osłonowego są połączone ze sobą i z sąsiednimi zespołami ogniotrwałymi z utworzeniem ciągłego, liniowego kanału osłonowego (34).
10. Zespół ogniotrwały do stosowania w układzie do transportu ciekłego metalu, zawierający kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie powierzchni tworzą185 610 cej odpowiednią powierzchnię styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi, znamienny tym, że ten kanał osłonowy (34) ma wylot (40) płynu prowadzący na zewnątrz.
11. Zespół według zastrz. 10, znamienny tym, że „U-kształtna” część kanału osłonowego (34) jest usytuowana niesymetrycznie względem rynny spustowej (28).
12. Sposób regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu, zwłaszcza stali, w układzie do transportu ciekłego metalu, obejmującym co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe i zawierającym rynnę spustową, przez którą płynie metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy; ten kanał osłonowy mający wylot płynu prowadzący na zewnątrz, znamienny tym, że strumień gazu obojętnego wprowadza się do kanału osłonowego (34), przy czym ustala się na tyle dużą wartość natężenia przepływu, aby nadmiar gazu obojętnego wydostawał się wylotem (40) bez względu na wartość natężenia przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej.
13. Sposób regulowania dopływu gazu obojętnego do układu do transportu ciekłego metalu, zwłaszcza stali w układzie do transportu ciekłego metalu, obejmującym co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe i zawierającym rynnę spustową, przez którą płynie metal, przy czym każdy zespół ogniotrwały rynny spustowej ma co najmniej jedną powierzchnię tworzącą powierzchnię styku z odpowiadającą powierzchnią sąsiedniego zespołu ogniotrwałego; regulator przepływu do regulowania przepływu ciekłego metalu przez rynnę spustową; kanał osłonowy usytuowany wokół rynny spustowej na poziomie co najmniej jednej powierzchni styku pomiędzy zespołami ogniotrwałymi i mający wlot umożliwiający pobór płynu; przy czym te co najmniej dwa zespoły ogniotrwałe zawierają środki tworzące ten kanał osłonowy; ten kanał osłonowy mający wylot płynu prowadzący na zewnątrz, znamienny tym, że strumień gazu obojętnego wprowadza się do kanału osłonowego (34), mierzy się ciśnienie gazu obojętnego w kanale osłonowym, natężenie przepływu gazu obojętnego wprowadzanego do kanału osłonowego nastawia się na zadaną wartość, oblicza się natężenie przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym (46) i zadaną wartość natężenia przepływu gazu obojętnego wprowadzanego do kanału osłonowego reguluje się tak, aby natężenie przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym było zawsze dodatnie.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że natężenie przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej (28) ustala się na podstawie różnicy pomiędzy natężeniem przepływu gazu obojętnego wprowadzonego do kanału osłonowego i natężeniem przepływu gazu obojętnego na wylocie odgazowującym (46), a do kanału osłonowego wprowadza się środek uszczelniający, gdy to natężenie przepływu gazu obojętnego wciąganego do rynny spustowej (28) przewyższa dopuszczalną granicę.