TW401331B - Apparatus and method of controlling the opening and closing of an outlet in a molten metal handling vessel - Google Patents

Description

A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（1 ) 本發明係關於溶融金屬裝卸桶，尤指提供桶，例如轉 桶底部開口之改良。一閥位於桶之放流管道下面，此閥包 含活動閥部份，具有流動通道，其在閥之關閉位置彼此移 開’在閥之開啓位置則彼此一致，因而溶融液可自桶流動 通過流動通道。 此型之閥及其周邊設備稱為滑動門系統，並且現有幾 種設計包括閥部份跟蹤直線平移相對運動者，及閥部份跟 蹤相對旋轉運動者。除別處外’ WO/87/07306號中説明此型 閥之實例。 以下將參照鑄桶進一步説明本發明。 在轉桶底部有一放流孔通至滑動門閥系統為防止溶融 液變慢進入閥内，固化及將放流管道阻斷，放流孔通常以 沙填滿。儘管如此，在製鋼過程中，裝滿熔融鋼之鑄桶上 之放流閥將行開啓，讓鋼流入鋼錠模或澆口盤時，仍為一 關鍵性時刻。在部份情形，閥開啓時，由於其中或在與放 流孔連接之某種形式阻斯，發生鋼未流出。 閥開啓時，溶駐金屬不自然流動，產生一連串經濟及 工作環境相關之問題》通常，熔融液自鋅桶流動，通過一 防止空氣與液禮鋼接觸之保護管。出現放流管道阻斷時， 必須將此保護管取出，允許氧燃燒設備接近，將障礙清除 。然後以人工方式將一連接至氧氣管線之管喷搶送入放流 管道，以便將阻礙物燒盡。 在此項操作時，熔融鋼及爐渣飛濺於放流孔周圍，並 且在除去障礙時，鋼洶湧流入靠近作業員之澆口盤。此項 表紙逍财ΒΗ家橾準（CNS ) Α4· ( 21GX297公釐 ---------^-----------0 (請先W讀背面之注$項再壤寫本頁) 4.01331 經濟部中夬樣率局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明说明（2 ) 操作之危險十分明顯，除了氧喷槍及氧氣之成本外，此項 操作還引起增加消耗構成放流管道之耐火材料。再者，由 於要花時間開啓阻塞之鑄桶，這可能導致達不到由澆口盤 至鑄模之最佳鑄造速度。這復可能造成降低之鋼品質。在 最壞情形’必須使鑄造停止，隨後準備開始重新鑄造及將 轉桶内之鋼再加熱。 曾有人建議在滑動門開啓之前，將氬氣吹入放流管道 ，這表示秭管道增壓，以便除掉覆蓋放流孔口之高溫燒結 沙殼或表層，或可能之固結鏑。 但難以使清除燒結之沙殼（或固結之鋼}舆希望之閥開 啓準確同步，本發明之目的為提供一種克服此項困難之控 制裝置。 因之’本發明在一方面提供一種在熔融金屬裝卸桶控 制出口開啓及關閉之設備，其包括一舆出口互通並有可相 對活動閑部份之閥，閥部份有開口，其彼此移開將閥及因 而將出口關閉，並且其彼此及輿出口互通以使出口開啓， 熔融金屬可藉以流出桶外，以及提供氣體進入出口之裝置 ’其特徵為提供有氣體流量測量裝置及控制裝置，以監視 氣體流量，檢測出口阻塞下面出口中氣體壓力升高時之流 量降低隨後阻塞除去時之氣體流量增加，及指示發生此種 氣體流量增加之裝置。 本發明在另一方面提供一種在熔融金屬裝卸桶開啓及 關閉出口之方法，其中一閥位於與出口互通，該閥有可相 對活動之閥部份’閥部份有開口，其彼此位於將閥及因而 本纸張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4«WS- ( 210X2974S* ) ---------^------ir------痒 {請先阐讀背面之注$項再緣寫本頁) 經濟部中央梂準扃貝工消费合作社印製 A7 - ------ —B7 ___ 五、發明説明（3 ) 將出口關閉’並且其位於彼此及與出口互通以使出口開啓 ，並且其中將氣體供給至出口中，使形成於出口中之燒結 顆粒材料殼破裂，熔融金屬可藉以流出桶外，其特歡為， 進入出口之氣體流量予以監視，以首先檢測在燒結殼下面 之出口氣體壓力升高時之流量降低，以及然後燒結殼破裂 時之氣體流量增加。 燒結殼已破裂之指示，可為一種目視及（或）可聽到之 警告，例如警告燈加上蜂鳴器。作業貝於是立即以手動方 式將閥開，讓熔融金屬流出出口。或則，燒結殼已破裂之 指示可自動耦合至使閥開啓之裝置，例如一種習知之液壓 活塞配置，以便在殼破裂後自動完成開啓。在此後一替代 情形，可能仍宜有將發生閥開啓之目視及聲音警告。 本發明可應用於將氣體導入出口，以便將燒結之殼除 去/使其破裂’而將溶融液流釋出之任何系統。但宜配合 一種在放流管道中較高處將氣體導入之裝置利用本發明， 該氣體較佳氬氣。 如果在放流管道下部，在閥之關閉位置將氣體導入， 則在大阻力之下，必須將其向上推移通過例如整個沙柱， 以達到上部。在此等情況沙可能被吹開，並且在閥可予開 啓前，鋼可能向下流進放流管並固結。 在放流管道中較高處將氣體導入之程序，國際專利申 請案WO/GB92/004e5號曾有説明，本發明特別可用於在該程 序監視氣體流動。 國際專利申請案WO/G B92/00485號説明使用一種比較易 〜5〜 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS M4规格（2丨0X297公釐） • > ---------^------tr-------球 (請先H讀背面之注$項脣填寫本頁) 五、發明説明（4 A7 B7 經濟部中央樣率局貝工消費合作杜印製 碎之管，將其插入放流管道，以便出口閥在其關閉位置時 ，管穿過閥之二部份。管可向上伸入放流管道，向形成於 管道頂部之燒結沙殼伸延相當遠路程。因此可將氣髄導入 靠近燒結之沙殼或任何其他阻礙，然後更可靠將其去除。 閱然後開啓，將出口中之該段易碎管努除。 本發明因此將參照一種易碎氣管之使用予以更明確説 明。 本發明因此另僅意在作為實例，參照附圈予以説明， 在附圖中： 圖1示一有應用滑動門系統，並包括易碎管之鑄桶下 部之剖面； 圖2、3及4為類似之剖面，示將閥開啓時之隨後諸階 段； 囷5以較大比例示氣管之一種適當設計之平面圖； 圖6為一種示意性配置，示本發明之配合圖彳至5中所 示滑動門閥系統使用之氣體流量控制機構；以及 圖7為圖6之配置之詳細控制電路。 在圈1至5中’ 1示一鑄桶之底部，2示鑄桶之碑内襯， 及3示轉鈿底部之孔。一井塊體4置於孔3内，並椒以陶瓷 管5{其稱為内喷管），並且其界定鑄桶之放流管道5a。 一滑動門閥系統6固定至鑄桶底1，其包含一上外殼7 及一相似之下活動外殼部份8。滑動門系統6係一可附著至 缚桶’然後再與其分開之單元。其包含一上外殼7内含一 耐火閥板9並有一流動通道開口 1〇穿過，及一下外殼8内 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） (請先H讀背面之注$項再填寫本頁) -裝· 訂 線 A7 B7 鳗濟部中夹樣车為—工消費合作社印裝 五、發明説明（5 ) 含一有出口管道12之耐火閥板11。滑動門系統7之上部配 置為致使其在圖示之位置，相對於鑄桶不可移動，因而流 動通進開口 1〇同軸位於内喷管5所界定之開口下面，亦即 ’其舆放流管道5a同轴。在滑動門系統示為在關閉位置之 圈1中’下活動閥部份8位於左侧，因而閥板η上之出口管 道12偏移至閥板9上之流動通道開口 1〇之側邊，並且閥板n 位於橫越放流管5a並將其關閉》所述之滑動門系統為與已 知之痛似系統相當》 —氣管13穿過下外殼8及閥板彳1之將放流管道5a關掉之 部份。氣管13之上端伸入管道5a之上部，其下端則位於一 抵靠下外殼底側之密封連接片14上。一氣鱧源（未示）經由 接願Η連接至氣管。氣管13為一種相當易碎，亦即相當 具有有脆性之耐火材料。或則，僅只管長度之一部份需為 易碎’而該長度之其餘部為例如金屬。 在轉桶中在磚内襯2，井塊體4及内喷管5上方有熔融 液(未示），並且如人們所，知由喷管5所界定之放流管道5a 填滿很多沙（未示），其在輿熔融液之接觸區域燒結為圓頂 狀表層15。 進行自鉾桶之放流時，通過連接片14將氣體（較佳為 氬氣）吹入，使放流管道中之阻礙，亦即燒結之沙表層15 裂開(其在圖2中示為在裂開狀態）。由於氣管向上仲入放流 管道a相當遠路程（自底部量計，約為四分之三噴管高度， 經頻示產生良好效果，氣體壓力恰好在除去之障礙下面被 導入。再者，大部份沙將會留在喷管内，因此防止熔融液 木紙狀纽用中帥3^·^从胁（21〇χ29ϋ ---------^------ΤΓ------^ (請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準爲負工消费合作杜印裝

A7 ______B7_ 五、發明説明（6 )~~ "~" ~~ 推下喷管’而有放流管道固結及阻斷之附帶危險。而且， 留下之沙產生向下之反壓力’導致減少漏泄之危險。但如 希望’可將一適當之熱片（未示）位於管13周圍之開口 1〇底 部’並密封於板9舆活動板1*1之間。墊片應為可壓縮，無 孔，耐熱材料’例如一種具有覆蓋雲母層之陶瓷纖維。因 為氣體壓力系統不影響供閥開啓之驅動單元（未示），請如 液壓活塞及缸單元，可如圈1使活動下外殼部份8向右移動 ，以開啓喷管孔單元。就此而言，氣管彳3舆内喷管5内壁 交集，並被切斷抵住後者之下緣。圖3中示此位置。但實 際上氣管將會由於其插入之部份被沙固定在内喷管5十， 而較早斷裂。氣管13在閥板11上之插入部份將會同時被推 開至圖3中所示之位置。繼續之開啓動作將整個放流管道 揭開’因而熔融物可流過内喷管5，通過流動通道開口 1〇 ’然後通過下閥板出口管道12。氣管13之切斷部份在此處 繼之而來。在完全放流後，可釋出使連接片14保持抵住下 外殼部份8之作用劑（未示），而藉以除去氣管13之在下外 殼部份8上之餘留部份。 在圈5中，示氣管13之較佳設計之實例。氣管適合以 陶瓷材料製成，其可耐溫度相等於鋼之熔化溫度，另外在 閥開啓時容易斷掉。管設有若干(在圈4之實例為四個)孔或 管道13a ，轴向穿過其長度。閥開啓時，氣管如上述斷裂 ，並且其一段留在活動閥板8上。如果在進行放流時必須 將滑動門單元關閉，管之餘留部份將會形成一插塞，並且 管上之孔界定其餘可通達之流出區。因此，宜有若干較小 〜8〜 本纸張纽ΑΛ t Β 8家揉準（CNS ) A4规格< 21^297公Ϊ ---------^! (請先BQ讀背面之注ϋϊ:再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 404331 A7 —-_____B7 五、發明説明（7 ) 之孔代替一相當大之孔，讓氣體自由通過，但不由於熔融 液固結並因此阻斷其本身通道，而防礙其通過。 氣親之流量由圖6及7中所示之配置予以Μ測。請特別 參照圖6 ’ 一氣體源20經由手動閥21連接至流量開關没。氣 嫌自流量開關22流至一有壓力調節器鉍之壓力表23 »氣體 然後徑由螺線管啓動閥25流動至圈1至5之在鑄桶（未示)之 滑動門出口閥6上所略示之氣管13。 要作控制系統時，將手動閥21開啓，並將氣流管線連 接至滑動門閥上之易碎管。在此階段，鑄桶之出口放流管 道將會裝滿沙’鑄桶裝滿熔融金屬，並且燒結之沙表層（ 圈1中之15)將會已形成為與熔融金屬接觸。鑄桶將位於一 容納熔融金屬之澆口盤上。然後開啓螺線管閥四，允許氣 體經由易碎管進入放流管道。如果希望，可藉壓力調節器24 ，使來自氣體源2〇之比如10巴之初始氣體壓力減低至8至9 巴，並在壓力表23上指示初始及減低之壓力。 在燒結之沙表層下面氣體壓力增加時，由流量開關22 所監視之氣體流動速率將會降低。壓力已足夠升高時，沙 表層便行破裂，並且氣體流量變動。此變動由流量開關所 檢測，並在比如1或2秒之預定延遲後，控制電路操作目視 信號26，以指示將開啓滑動門閥。（或則，如以上所示， 控制電路可在預定之延遲後，自動使閥開啓）。 現請參照圖7，電源例如為單相，110伏交流。 設一緊急止動裝置ES卜 接通電源，並壓下線路1〇1上之開關S1，使繼電器阳 〜9〜 ) ^------11------^ (請先S讀背面之注$項再填寫本頁) A7 B7 五、發明说明（8 ) 通電。這造成線路1〇2上之關連觸頭R"!閉合，這復使彈黃 加載之氣體螺線管間Y1通電，因此反抗彈簧壓力而開啓Y1 ，讓惰性氣體流至圈6之滑動門喷管6及易碎管13。氣體流 動造成線路103上之開關S3閉合，使線路103上之固定氣體 流動定時繼電器T1通電。如果此氣流通電作用超過比如七 秒，觸頭J1便藉關連觸頭ΤΊ之閉合，使線路104上之繼電 器R2通電。這造成線路105上之關連觸頭R*2閉合，導使氣 體流動燈LT1點亮，並造成線路106上之關連觸頭R’2閉合， 因而使氣體螺線管閥關閉定時繼電器T2通電。在比如10秒 之延遲後，繼電器丁2使關連之開關Γ2斷開，藉以使接觸 路線1〇斷路，因而重設控制電路，並藉氣體閥Y1之彈簧使 其關閉。氣體流動燈LT1於是熄掉。 請予察知，該電路在線路106以習知方式完成，或則 ，可增加另外之電路，例如在適當時間完成滑動門閥之自 動開啓及關閉。 (請先w1»t面之注$項寫本頁) 線 經濟部中央標準局員工消費合作衽印袈 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. * 六 申請專利範圍 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 咖气利申請案第83107177號 %ln* No.83107177 A然;♦利M®十文本-附件— Amended Claims in Chinese - Enel f 年ϋ %曰埤幻-~ (bubmitted on December } 1995^ l了種在溶融金屬裝卸桶控制出口（5a)開啓及關閉之設備 ，其包括一與出口（5a)互通並有可相對活動閥部份(7、9 及8、11)之閥(6) ’閱部份有開口㈤' 12)，其彼此移開將 闕ϋ因而將出π_ ’並且其彼此及與出口互通以使出 口開啓，熔融金屬可藉以流出桶外；以及裝置〇3)提供 氣體至出口 (5a)中，其特徵為，設有氣體流量測量裝置(22 、23)及控裝置(a、％、烈），監視氣體流量，以檢測 出口之阻塞（15)下面出口中之氣體壓力升高時流量降低 隨後除去阻塞（15)時氣體流量增加，以及設有裝置（L丁” 以指示發生此種流量增加。 2. 根據申請專利範圍第1項之設備，其特徵為，指示氣體 流量增加之裝置為目視及(或）聲響警告。 3. 根據申凊專利範圍第1或2項之設備，其特徵為，指示氣 體流量增加之裝置予以耦合至閥之開啓裝置，藉以除去 阻塞(15)時可自動完成開啓。 S 4/部據申請專利範圍第1項之設備，其特徵爲，提供氣體 至出口中之裝置包含一易碎管（13)穿過可相對活動閥部 份（7、9及8、11)進入出口（5A)中’因而閥（6、7、8)開 啓時，易碎管（13)之在出口中之長度被切掉。 5_根據申請專利範圍第4項之設備’其特徵為，管(η)長度 之僅只一部份為易碎。 6. 根據申請專利範圍第4項之設備，其特徵爲，管（丨3)有 許軸向伸延之孔（13a)。 7. 根據上述申請專利範圍第1項之設備，其特·徵爲，氣，轉 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS)八賴展（210><297公着） --i n · ------',裝II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂 •，線 * 六 申請專利範圍 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 咖气利申請案第83107177號 %ln* No.83107177 A然;♦利M®十文本-附件— Amended Claims in Chinese - Enel f 年ϋ %曰埤幻-~ (bubmitted on December } 1995^ l了種在溶融金屬裝卸桶控制出口（5a)開啓及關閉之設備 ，其包括一與出口（5a)互通並有可相對活動閥部份(7、9 及8、11)之閥(6) ’閱部份有開口㈤' 12)，其彼此移開將 闕ϋ因而將出π_ ’並且其彼此及與出口互通以使出 口開啓，熔融金屬可藉以流出桶外；以及裝置〇3)提供 氣體至出口 (5a)中，其特徵為，設有氣體流量測量裝置(22 、23)及控裝置(a、％、烈），監視氣體流量，以檢測 出口之阻塞（15)下面出口中之氣體壓力升高時流量降低 隨後除去阻塞（15)時氣體流量增加，以及設有裝置（L丁” 以指示發生此種流量增加。 2. 根據申請專利範圍第1項之設備，其特徵為，指示氣體 流量增加之裝置為目視及(或）聲響警告。 3. 根據申凊專利範圍第1或2項之設備，其特徵為，指示氣 體流量增加之裝置予以耦合至閥之開啓裝置，藉以除去 阻塞(15)時可自動完成開啓。 S 4/部據申請專利範圍第1項之設備，其特徵爲，提供氣體 至出口中之裝置包含一易碎管（13)穿過可相對活動閥部 份（7、9及8、11)進入出口（5A)中’因而閥（6、7、8)開 啓時，易碎管（13)之在出口中之長度被切掉。 5_根據申請專利範圍第4項之設備’其特徵為，管(η)長度 之僅只一部份為易碎。 6. 根據申請專利範圍第4項之設備，其特徵爲，管（丨3)有 許軸向伸延之孔（13a)。 7. 根據上述申請專利範圍第1項之設備，其特·徵爲，氣，轉 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS)八賴展（210><297公着） --i n · ------',裝II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂 •，線 六 、申請專利範圍

   調 流量測量裝置及控制裝置包含一連接至氣體源之閥（21) ，一測量氣體流量之流量開關（22), —壓力表（23)及〜 壓力調節器（24)。 8. 根據申請專利範圍第7項之設備，其特徵為巧 節器(24)與串口 (5a)之間設有一螺線管啓動閥(25)。 9. 根據申請專利範圍第4項之設備，其特徵爲，其包括一 包圍易碎管（13)，並位於出口中，以在可相對活動閥部 份（9、11)之間密封之墊片。 10. —種在熔融金屬裝卸桶開啓及關閉出口（5a)之方法，其 中一閥⑹位於與該出口互通，該闕有可相對活動之閱部 份(7、9及8、”），閥部份有開口（1〇、12) ’其彼此移開將 閥及因而將開口關閉，並且其位於彼此及與出口互通， 以使出口開啓，並且其中氣體供給至出口中，使形成於 出口中之顆粒材料之燒結殼（Μ)破裂，熔融金屬可藉以 流出捕外、，其特徵為，進人出口（5a)之氣體流量予以監 視’以檢測燒結殼（15)，下面出口中氣體壓力升高時之 一量降低及然後燒結殼破裂時之氣體量增加。 ，U 11. 根據申請專利範圍第1〇項之方法，立牿 万电具特徵為，燒結殼(15) 社時增加軸—目視及(或) 12. ，據申請專·圍第彳。或”項之方法，其特徵為，声結 =(。15)破裂時之氣體流量增加啓動閥(7、9及8 根據申請專利範圍第1〇項之方法，其特徵爲，經由一穿 過可相對活動閥部份（7、9及8、⑴進入出口⑸)之易 •12- I 裝 訂--；一I---咸 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) μ規格（ 210Χ297 公釐） 六 、申請專利範圍

   調 流量測量裝置及控制裝置包含一連接至氣體源之閥（21) ，一測量氣體流量之流量開關（22), —壓力表（23)及〜 壓力調節器（24)。 8. 根據申請專利範圍第7項之設備，其特徵為巧 節器(24)與串口 (5a)之間設有一螺線管啓動閥(25)。 9. 根據申請專利範圍第4項之設備，其特徵爲，其包括一 包圍易碎管（13)，並位於出口中，以在可相對活動閥部 份（9、11)之間密封之墊片。 10. —種在熔融金屬裝卸桶開啓及關閉出口（5a)之方法，其 中一閥⑹位於與該出口互通，該闕有可相對活動之閱部 份(7、9及8、”），閥部份有開口（1〇、12) ’其彼此移開將 閥及因而將開口關閉，並且其位於彼此及與出口互通， 以使出口開啓，並且其中氣體供給至出口中，使形成於 出口中之顆粒材料之燒結殼（Μ)破裂，熔融金屬可藉以 流出捕外、，其特徵為，進人出口（5a)之氣體流量予以監 視’以檢測燒結殼（15)，下面出口中氣體壓力升高時之 一量降低及然後燒結殼破裂時之氣體量增加。 ，U 11. 根據申請專利範圍第1〇項之方法，立牿 万电具特徵為，燒結殼(15) 社時增加軸—目視及(或) 12. ，據申請專·圍第彳。或”項之方法，其特徵為，声結 =(。15)破裂時之氣體流量增加啓動閥(7、9及8 根據申請專利範圍第1〇項之方法，其特徵爲，經由一穿 過可相對活動閥部份（7、9及8、⑴進入出口⑸)之易 •12- I 裝 訂--；一I---咸 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) μ規格（ 210Χ297 公釐） A8 B8 C8 D8 獅^•月4日

   六 、申請專利範圍 碎管（13)將氣體導入出口（5a)之上部，並且間（6、7、8 )之開啓將易碎管（13)切斷。 14.根據中請專利範圍第13項之方法，其特徵為，將出口 (¾) 裝滿沙，將溶融金屬注入桶内而出口（5a)關閉，操作氣 體控制裝置(25)允許氣體經由管(ο)進入出口，在燒結之 沙殼(15)下面氣體壓力升高，—流量開關(22)在殼破裂後 測得氣體流量之變動，並且在歡之延 ㈣ 指示閥⑹將行開啓。 又控制裝置 ---------.裝------訂I^-----咸 (請先閲讀背面之‘江項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 ，13' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨0><297公釐） A8 B8 C8 D8 獅^•月4日

   六 、申請專利範圍 碎管（13)將氣體導入出口（5a)之上部，並且間（6、7、8 )之開啓將易碎管（13)切斷。 14.根據中請專利範圍第13項之方法，其特徵為，將出口 (¾) 裝滿沙，將溶融金屬注入桶内而出口（5a)關閉，操作氣 體控制裝置(25)允許氣體經由管(ο)進入出口，在燒結之 沙殼(15)下面氣體壓力升高，—流量開關(22)在殼破裂後 測得氣體流量之變動，並且在歡之延 ㈣ 指示閥⑹將行開啓。 又控制裝置 ---------.裝------訂I^-----咸 (請先閲讀背面之‘江項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 ，13' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨0><297公釐）