专利名称：当金属熔液出炉时阻止炉碴一起流出的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种当金属熔液从一个金属冶炼容器中出炉时阻止炉碴一起流出的方法及装置。
这种容器例如涉及但不仅仅涉及用于生产钢的容器，即涉及一种转炉或一种电炉的炉埚。
以下本发明将以电炉为例来描述。
这种炉埚在俯视图中大致为椭圆形或梨形，其中在形成尖角的前底部区域设有出炉口。在通常位置上，即在出炉前熔液水平面约在出炉口上方1m至1.50m处。
该出炉口用填充材料填塞及在下部借助一个滑门封闭。该填充材料在出炉口上面构成了一个伸入到容器内空间的小丘。为了出炉，即将熔液灌注到钢水包中，-在后者中钢经受二次冶炼工艺的处理，该炉埚被摆动到出炉位置，以使得该出炉口现在成为该炉埚的最低位置。在该位置上滑门被打开及出炉口中的填充材料被除去。
向外流的熔液在出炉口的上面形成一个涡流(涡流效应)，该涡流使浮在熔液上的炉碴通过抽吸作用被一起夹带，这出于冶金的原因是不希望的。
迄今公知的用于阻止或避免该涡流效应的方法至今被证实是不实用的。
因此本发明的任务在于，对开始部分所述类型的方法作进一步地改进，以便以简单的方式方法实现所述涡流效应的消除。
本发明的另一任务在于提供一种实施该方法的装置。
该第一部分的任务将借助以下方法步骤来解决
a)将炉埚摆动到出炉位置；b)通过围绕出炉口的通道逆着液态金属流动方向在出炉时将气体吹入炉埚中的熔液中；c)打开出炉口；d)将炉埚回摆，直到出炉口不再被熔液覆盖为止；e)结束气体的吹入。
将气体吹入到熔液中已是公知的。
在产生的钢的二次冶金处理中将气体从下面通过钢水包的底部吹入到熔液中，以便产生熔液的滚动过程，由此使熔液温度变均匀及达到合金组分熔化在熔液中。
在这种气体冲搅系统中在钢水包的底部放置着方形或圆形的带孔砖，其中配合有圆锥形状的冲搅砖，后者被这样设计，使得通过它气体可流入熔液。公知有多种类型，例如多孔的冲搅砖、槽形冲搅器及星形冲搅器等。
为了避免气体从侧面流出冲搅砖，这些冲搅砖被一个金属壳包围着。
在钢水包中钢水平面的高度在冲搅砖上面达到4m。
当从下面吹入气体到熔液中时我们可在熔液的表面上观察到所谓的“秃顶”。如从该词可猜想到的，在该位置上的熔液水平面绝对没有异物。
本发明利用了该效应。
在一个电炉的炉埚上通过所谓的交换管构成出炉口(在转炉上也是类似的)，由多个上下重叠的交换管形成向下变窄的孔口。这种交换管由菱镁土，刚玉一混凝土或类似的耐火材料组成。这些交换管将被出炉口框架砖包围，其中在交换管与出炉口框架砖之间具有一个接缝，接缝中填充耐火材料。该系统向下由所谓的杯形砖终止。在此情况下杯形砖的孔口可借助一个滑门关闭。
根据本发明提出类似于刚才所述的冲搅砖，在交换管(至少最上面一个或最上面两个管)的管壁中设有轴向延伸的、通入炉埚内部的通道。这些通道与气体输入装置相连接。
一旦炉埚被摆动到出炉口位置上，则开始输入气体。由通道排出的气体将除去出炉口上方由填充材料构成的小丘。然后杯形砖下面的滑门被移开及排除出炉口内的填充材料。这时熔液可流到钢水包中，其中在出炉口上部将形成所述涡流。类似于钢水包中的冲搅过程，流入熔液的气体将在通道口上方形成所述的“秃顶”，这意味着，在该区域中炉碴被压向外侧及由此阻止它通过出炉口流入钢水包。
气体的吹入被一直进行下去，直到炉埚又被摆回及出炉口不再被熔液覆盖为止。
在此情况下自然可理解，所使用的气体不应干扰生成的熔液的冶金性能。
为了使气体不会从交换管的侧面排出，交换管被一个不锈钢材料作的钢壳包围。
尽管可设想通道可穿过所有上下重叠布置的交换管，但最好考虑仅是最上面一个或最上面两个交换管设有通道。这两个最上面的交换管也可一体地构成及由此构成一个单元。
可根据相应的应用要求得到通道的布置及几何构型。
在通道的产生及几何构型时可参考冲搅砖区域上的经验。
为了使所有导通气体的通道被气体均匀加载，在最下面的延伸有通道的交换管的下面设有所有通道均汇合到其中的环形空腔，气体输入管例如通入其中，该气体输入管例如在交换管与包围它的出炉口框架砖之间的区域中延伸。为此，可利用这两个部件之间现有的接缝或在无通道的交换管的外侧设置一个槽。
为了避免在气体输入管上的电弧放电及造成它的破坏或损伤，权利要求10及11交替地提出，或是金属冶炼炉埚的金属外壳处于与气体输入管相同的电位，或是根据权利要求11，气体输入管相对金属冶炼炉埚所处的电位是绝缘的。
以下将借助附图来描述及详细说明本发明。附图为
图1一个电炉的炉埚的纵剖视图，图2根据图1的炉埚的出炉系统的透视剖视图，图3一个交换管的特殊实施形式的截面图，图4a至4c交换管中三种可能的通道几何结构。
在图1中以纵剖视图表示出一个生产钢的电炉的炉埚及总体地以标号1指示。在俯视图中该炉埚1大致具有梨状，其中，在炉埚1的底部3中在形成尖角的端部2处具有一个出炉口4。在底部3的大致中间区域中设有阳极5。在图中未表示出阴极及容器的盖。
炉埚1可绕垂直地穿过图面的轴翻转。在该炉埚1中主要熔化废钢，其中在熔化过程后熔液将达到由6所指示的高度。
在图2中用放大的尺寸表示出具有出炉口4的出炉系统。在当前的例子中该出炉系统由5个上下重叠布置的交换管7，7’，这些管的孔径向下变小。交换管7，7’被作成立方体的出炉口框架砖8包围，其中在交换管7，7’与出炉口框架砖8之间的接缝9用耐火的填充材料作成。该出炉系统在下部借助一个杯形砖10构成终端，它的孔口可借助一个未示出的一个滑门关闭。
上面的两个交换管7’设有在管壁中轴向上延伸布置的通道11，这些通道11使炉埚1的内空间与一个环形空腔12之间形成连通，该环形空腔被设置在下交换管7’的底面上。在该环形空腔12中通入一个气体输入管路13，该气体输入管路在交换管7与出炉口框架砖8之间通向下及在最下面的出炉口框架砖8与杯形砖之间倾斜地通向外部。
图3中表示一个交换管7’的可能实施形式。该交换管7’被作成两部件的，即由一个内部件14及一个外部件15构成，内部件被作成圆锥形，其中该圆锥的外壳面向上变窄。该内部件14被插在外部件15中，后者的内表面被构造成与内圆锥14的外表面互补。
这种交换管7’的俯视图被表示在图4c中。这里，用于输入气体的通道11由成型在内圆锥14的外表面中的槽构成。
通道的另外可能构型可从图4a及图4b中看出。
在图4a中，该通道11被构造成径向布置的缝槽；而在图4b的例子中，通道11由多个孔构成。
也可以有其它的通道的几何结构或实施形式，例如星形或类似形式的通道。
以下将简要地描述根据本发明的方法在熔化过程后，该炉埚1向前翻转，以使得出炉口4构成炉埚1的最下面部分。
一旦炉埚处于该位置，将通过通道11使气体开始吹入熔液中。这样作了以后才打开出炉系统，以使熔液通过出炉口4向下流到停放在下面的钢水包(未示出)中。通过经由通道11将气体吹入到熔液中，将达到抵制出炉口4上部涡流的形成，以使得不再可能通过该涡流将炉碴经过出炉口4被夹带到钢水包中。
通过吹入的气体在出炉口4上方构成所谓的“秃顶”，即这样一个区域，其中将炉碴向旁侧推开。
当钢水包中的注入高度达到所需的值，该炉埚1将摆回来。
当出炉口4不再被熔液覆盖时，停止气体的输入。
权利要求
1.当金属熔液从一个金属冶炼炉埚中出炉时阻止炉碴一起流出的方法，其特征在于，具有下列步骤a)将炉埚(1)摆动到出炉位置；b)通过围绕出炉口(4)的通道(11)逆着液态金属流动方向在出炉时将气体吹入炉埚(1)中的熔液中；c)打开出炉口(4)；d)将炉埚(1)摆回，直到出炉口(4)不再被熔液覆盖为止；e)结束气体的吹入。
2.用于在一个金属冶炼炉埚上实施根据权利要求1的方法的装置，其中出炉口由耐磨的耐火材料组成的、上下重叠安置的交换管构成，这些管被出炉口框架砖包围，其中，这样构成的出炉交换系统的下端部由一个杯形砖组成，在其上靠置着一个可关闭出炉口的滑门，其特征在于至少在通入炉埚内空间的交换管(7’)的管壁中设有轴向延伸的、连通到管(7’)的两个端面上的通道(11)，这些通道在背离炉埚内空间的管端面上与一个气体输入装置(13)相连接。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于在它/它们的管壁中设有气体输入通道(11)的该/这些个交换管(7’)被一个不锈钢制成的板壳包围。
4.根据权利要求2或3的装置，其特征在于这些通道(11)是包围管内孔的、径向上布置的缝槽。
5.根据权利要求2或3的装置，其特征在于这些通道(11)是包围管内孔的、均匀分布的孔。
6.根据权利要求2或3的装置，其特征在于这些通道(11)由中间空间构成，当交换管(7’)由一个圆锥形构成的内管(14)及一个互补形状构成的外管(15)组合而成及在内圆锥(14)的外表面或在外圆锥(15)的内表面上设有形成通道的槽时，该中间空间被形成。
7.根据权利要求2至6中一项的装置，其特征在于通向具有通道的该/这些交换管的气体输入装置(13)通入对所有通道加载气体的环形空腔(12)，该环形空腔设在最下面的延伸有通道的交换管的下面。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于气体输入装置(13)由一个管组成，它在杯形砖(10)的上面通入交换管(7)与出炉口框架砖(8)之间的接缝(9)及从那里轴向地通入环形空腔(12)。
9.根据权利要求2至8中一项的装置，其特征在于具有通道(11)的交换管(7’)构成一个单元。
10.根据权利要求2至9中一项的装置，其特征在于金属冶炼炉埚的金属外壳处于与气体输入管相同的电位。
11.根据权利要求2至9中一项的装置，其特征在于气体输入管相对金属冶炼炉埚所处的电位是绝缘的。
全文摘要
在当金属熔液从一个金属冶炼炉埚中出炉时阻止炉碴一起流出的装置中，炉埚的出炉口由耐磨的耐火材料组成的、上下重叠布置的交换管构成，这些管被出炉口框架砖包围，其中这样构成的出炉交换系统的下端部由一个杯形砖构成，在该下端部上靠置着一个可关闭出炉口的滑门，本发明提出至少在通入炉埚内空间的交换管的管壁中设有在管(7)的两个端部敞开的轴向延伸的通道，在背离炉埚内空间的管端部该通道与一个气体输入装置相连接。
文档编号B22D41/58GK1460124SQ02801051
公开日2003年12月3日 申请日期2002年3月27日 优先权日2001年4月5日
发明者霍斯特·西克 申请人:格奥尔格斯玛林许特有限公司