对来自连铸机的喷淋水进行采样的固水分离的制作方法_2

文档序号:9354927阅读:来源:国知局
7, 601,789和7, 875, 720中描述的方法和/或装置中的任一种或更多种。
[0022] "喷淋室"意指连铸机的一部分,在该部分中利用冷却介质喷淋铸坯以使其进一步 凝固,通常喷淋室为刚好定位在整体式结晶器(一次冷却区)之后的二次冷却区,但喷淋室 可以是冷却熔融金属的第一源或者可以被定位成在其他冷却装置之后或在其他喷淋室之 后。
[0023] "铸还"意指具有相对固态的外壳和在壳内处于恪融的金属流。
[0024] 在上述定义或在本申请中别处所述的描述与通常使用的、字典中的或通过 引用并入本申请的资料中所述的含意(明确的或隐含的)不一致的情况下,本申请 和权利要求术语特别地应理解为根据本申请中的定义或描述来解释,而不应根据常 用定义、字典定义或通过引用并入的定义来解释。鉴于以上内容,在如果术语由字典 解释,如果术语由Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology,第 5 版, (2005),(Wiley,John&Sons,Inc.出版)定义才可理解术语的情况下,该定义应该以权利要 求中应如何定义该术语为准。
[0025] 在本发明的至少一个实施方案中,在冷却介质的样品传递至确定冷却介质的化学 或物理性质的监测装置之前,冷却介质的样品从连铸喷淋室通过分离装置。冷却介质可以 包含水或可以主要由水组成。冷却介质样品可以凝结自当冷却介质与铸坯接触时被蒸发的 介质。该介质可能包含通过介质和在结晶器中使用的润滑剂之间的反应而形成的酸(例如 氢氟酸)。介质可以包括金属颗粒,该金属颗粒来自被腐蚀或被侵蚀的铸坯或者来自设备 (例如二次冷却区的管道或壁)。
[0026] 通常,可以将分离装置定位在铸坯下方。然而,在许多情况下待监测的水为特定 于高度局部化的区域的水,该区域的水将表明在喷淋室的特定设备件或区域处发生的水效 应。因此不能使流量太高以免来自其他位置的水溅入并稀释样品,使特定位置的水应包含 的fg息丢失。
[0027] 还可以将分离装置策略性地定位在靠近非常易于腐蚀的位置或在其正下方的位 置处。分离装置可以被构造并布置成允许细微金属颗粒通过而阻碍大金属颗粒通过。这使 得能够在样品中存在足够的金属以提供连铸机中发生的腐蚀的有用估计,同时使得样品能 够以易于测试且不太可能损坏监测仪器的方式运送。
[0028] 分离装置可以被定位以及构造并布置成使得其收集液体介质的代表性样品。在至 少一个实施方案中,滑筛允许10升/分钟至100升/分钟的流量,优选地允许20升/分钟 至80升/分钟的流量。在该速率下,足够的介质进入监测器以提供代表性样品,而且还不 至于抵消连铸机中发生的各种化学效应。
[0029] 在至少一个实施方案中,分离装置被构造并布置成有利于监测连铸机喷淋室内部 的水化学上的变化。为了实现该目的,需要足够的流量通过分离装置到达监测装置以得到 实时反映过程的读数。例如,为了在5分钟内从工艺水得到读数,水样品流量应该为10升 /分钟至25升/分钟,优选15升/分钟为最佳。
[0030] 在至少一个实施方案中,滑筛被定位在更易于收集到颗粒物质的位置处。例如,颗 粒源(例如易于腐蚀的铸坯或设备件)正下方或喷淋的流动向量(flowvector)正下游的 位置将相比其他位置积聚更多的颗粒。
[0031] 现在参照图1和图2示出分离装置(10)的至少一个实施例。分离装置(10)包括 第一倾斜表面(1),流体样品将在第一倾斜表面(1)上流入装置。流体从第一倾斜表面(1) 流向第二倾斜表面(2)。第二倾斜表面包括一个或更多个孔,流体和细微颗粒可以流过上 述一个或更多个孔而粗粒物质不能流过。这使得细微颗粒能够被分离以随着流体朝着监测 器传递而保流较粗粒的物质,所述细微颗粒是在非常靠近分离装置的位置处直到最近才被 腐蚀或侵蚀的,所述较粗粒的物质通常为存在于喷淋室中的先前被侵蚀/腐蚀物质的团聚 体。然后流体转移到第三倾斜表面(3)上。在至少一个实施方案中,而沿第二倾斜表面(2) 行进的流体的流将粗颗粒带走并带离第二倾斜表面(2),没有使粗颗粒向下传递至第三倾 斜表面3。
[0032] 在至少一个实施方案中,第一和/或第二倾斜表面(1,2)的角度被构建成实现最 佳的流动速率。在至少一个实施方案中,该角度相对于水平轴在20°至60°之间,优选地 30°至50°之间。这使得流体能够将沉积的颗粒冲离板的表面,同时还使得含代表性量的 细微颗粒的流体能够通过以到达第三倾斜表面(3)。倾斜表面(3)收集现刚刚过滤的流体 样品并将其传递至监测装置。
[0033] 在至少一个实施方案中,第二倾斜表面可以包括一个以上或者复数个孔,流体和 细微物质可以流过上述孔而粗粒材料不能流过上述孔。这样的孔可以具有〇. 15mm2至Imm2 之间的横截面积和/或〇. 15mm至Imm之间的横截面孔径,优选地具有0. 30mm2至0. 8mm2之 间的横截面积。在至少一个实施方案中,过滤板(2)的表面积优选地为0.1m2至Im2,更优 选地在0. 3m2至0. 8m2之间。在至少一个实施方案中,孔的尺寸可以正比于放置分离装置的 位置积聚颗粒的倾向。在至少一个实施方案中,分离装置的一部分或全部由耐酸、耐热和/ 或耐水基腐蚀(waterbasedcorrosion)的材料构成。分离装置可以部分地或全部由不锈 钢构成。
[0034] 现在参照图2、图3和图4,示出第二倾斜表面(2)可以包括一个或更多个滑筛。滑 筛包括复数个细长构件(5),细长构件具有锥形构造,使得其上表面(介质(7)的流将落在 其上)宽于其下表面。相邻细长构件(5)之间的窄的狭缝开口(4)限定了孔,细微颗粒和 流体将通过该孔而粗粒物质(8)不会通过该孔。
[0035] 如图2所示,狭缝开口(4)可以被定位成至少部分地沿竖直轴及水平轴延伸。因 此,介质将沿狭缝开口(4)晃动着流动(shosh)直至其脱离狭缝开口(4)的下端为止。在 如此经过狭缝开口(4)的情况下,流体和细微颗粒有长的时间段来与粗粒物质分离。如图 3所示,狭缝开口(4)可以被定位成至少垂直于竖直轴及水平轴延伸。如图4所示,细长构 件(5)可以通过接合至一个或更多个支承杆(6)而被支承。细长构件(5)和支承杆(6)的 阵列可以部分地或全部地限定第二倾斜表面(2)。
[0036] 如图2和图5所示,分离装置可以被构造并布置成使得第三倾斜表面(3)将流体 的流动定向成与第二倾斜表面(2)的流动方向大体垂直的方向。
[0037] 在至少一个实施方案中,样品从分离装置传递至选自下列中的监测仪器:pH计、 氟化物测量探测器、氧化还原电位计、腐蚀测量仪、电导率仪、温度计及其组合。通过将粗颗 粒从样品中去除,可以进行更精确的测量;可以进行更频繁的测量;并且测量更易于进行 而不会损坏监测仪器。在至少一个实施方案中,除非使样品首先经过滑筛,否则监测器和/ 或其进料装置可能被损坏或可能无法准确地测量样品。
[0038] 分离装置(10)的一个或更多个部件的布置特别适用于连铸机系统喷淋室的性 质。因为连铸机通常以高的速率铸造金属,所以热环境的轻微变化可以引起结晶器中热通 量的大的变化。因此,冷却介质的不同的或不一致的性质或效果可以引起非常不同的传热 速率和热应力。例如,冷却介质中可能存在的某些材料将在结晶器上引起导致传热不均匀 的随机沉积物。类似地,水中的某些颗粒可以在铜结晶器上形成随机铜氧化物形成,或者介 质的微生物侵染可以在结晶器上引起随机的铁氧化物沉积。其他材料例如有机碳可能使一 些介质起泡,这将不一致地改变一些介质的冷却性质。这些影响可以在结晶器上导致传热 不均匀,这将在结晶器中引起破裂、过度的结晶器磨损以及开裂和缺陷。因此,对冷却介质 的组成的实时分析对于了解冷却介质将如何工作以及总体上维持室的运行效率是至关重 要的。因为分离装置去掉粗粒物质但允许流体和细微颗粒传递至监测器,所以分离装置可 以有利于冷却介质中的条件的长期实时分析,而不会受需要不断地疏通进入监测器的样品 输入流影响。因此,与没有分离装置的类似监测器将能够做到的相比,本发
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