专利名称：流量控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于熔融金属贮运容器例如盛钢桶或中间包的排出口的流量控制装置。本发明特别涉及一种限制在熔融金属例如钢水从中间包排出的过程中形成涡流效应的装置。
为了方便起见，下面将具体参照从一个从中间包排出钢水的实施例来进一步描述本发明，但是应该理解本申请并非仅限于此实施例。
当钢水通过中间包中的排出口倒空时，通常在排出口周围会形成涡流效应。因为所述涡流效应会使熔渣或其它杂质进入从中间包流出的钢水中，所以涡流效应是不希望出现的。
已经有许多消除或减少这种有害的涡流效应的先有申请。例如，国际申请PCT/CA93/05529描述了一种流量控制装置，该装置包括一个挡板以及多个分流器，该分流器沿径向设置以将挡板隔开在例如中间包的水口的上方。该径向分流器使钢水以几个汇聚的径向液流的形式到达水口，由此消除夹杂的涡流。
用于减少涡流效应的大多数先有申请具有一个问题，即所采用的装置必须在将容器例如中间包填充钢水之前装入该容器中，并且该装置必须持续所采用的浇注工序的时间。尽管可以制造出具有这样寿命的装置，但是该装置易引起由复杂流动产生的氧化物的显著堆积，从而使得排出口流动面积受到限制，这将会在浇注时带来有害的问题。
本发明的目的是提供一种能够克服先有技术的这些缺陷的流量控制装置。
一方面，本发明提供了一种用于熔融金属贮运容器排出口的流量控制装置，该装置具有一个头部、一个尾部以及在头部和尾部之间形成的用以减少熔融金属中的涡流效应的流动通道，该尾部的轮廓使其装配在排出口的与该尾部轮廓相符合的入口内，将流动通道导入该排出口且该装置与一个耐火材料定位装置相连接，由此在熔融金属通过排出口的流动过程中，该流量控制装置可被安装在该排出口中。
另一方面，本发明提供了一种控制熔融金属从容器通过排出口流动的方法，在该容器中设置一个具有头部和尾部的流量控制装置，使其尾部装配在排出口的与该尾部轮廓相符合的入口中，从而将在头部和尾部之间形成的流动通道导入该排出口，在熔融金属通过排出口流动的过程中，利用一个与所述装置相连接的耐火材料定位装置实现所述装配。
该耐火材料定位装置可以是例如一种耐火材料杆或轴、如一种管，它可以是一次性的，其一端与流量控制装置相连接、通常是与该流量控制装置的头部相连接，并且该定位装置具有足够的长度以便可在熔融金属表面上方、优选地是从所述容器的外部操纵。如果需要，该轴也可与所述的控制装置的头部制成一体。
该流量控制装置最适宜在接近通过排出口浇注金属的末期安装到排出口上，由此可以避免前述的氧化物堆积的缺点。因而该装置可以在接近从中间包依次排出的最后“一炉”的末期插入。
该控制装置可使用所述定位装置人工地设置在排出口中，或者如果需要，也可使用机械装置来完成。
该流量控制装置可由至少在短时期内能承受熔融金属的温度和腐蚀作用的任何耐火材料组合物制成。这样该装置可在容器的浇注工序末期被置换，即一次性使用该装置。换言之，如果需要，该装置可以是一种可重复利用的装置，其由例如均匀压制的氧化铝石墨制成。可重复利用的装置应在浇注结束后、例如在位于排出口下方的滑动水口关闭后立即从容器排出口除去。
排出口的与所述控制装置尾部轮廓相符合的入口可以是一定轮廓的浇口板或内部水口块，该浇口板或水口块也可由任何合适的耐火材料制成并且如果需要，它们也可在浇注工序结束、关闭排出口后重新设置。所述的流量控制装置可采用任何具有前述头部和尾部的合适结构。一个合适的类型就如前面提到的PCT/CA93/05529中公开的。因而该头部可包括在使用中设置在水口上的挡板并且该尾部可包括绕排出口纵轴线设置的径向分配器，并且所述分配器支撑所述挡板以便将挡板与排出口隔开。优选地是该分配器确定的径向流动通道至少具有与通过水口流动的横截面面积一样大的总横截面面积。该分配器阻碍熔融金属中的旋转力以便熔融金属沿径向和水平方向流向水口，所述流动通道在水口汇合。于是熔融金属沿轴向流过排出口。
如上所述，本发明具体用于中间包中，特别是在使用滑动水口控制排出口的中间包中。常规操作中在浇注工序结束时，排出口关闭后留在中间包中的钢水量是很易变化的，这主要是为了防止熔渣流过排出口，因为那样会导致严重的质量问题。
习惯上，在浇注工序结束时经常使用两种操作方法中的一种，例如使用一个70吨的双流中间包(该中间包具有大约60英寸的操作深度)。
a)该中间包排放熔融金属直到中间包称量秤上的秤砝码表示某一值时。为了安全起见，这样可产生大约30-50,000磅的熔渣。
b)当盛钢桶关闭时可插入一种熔渣浮起装置并且该装置被控制在距离中间包内水口顶部14英寸或15英寸的高度，此时盛钢桶的闸板被关闭。一般的熔渣重量为15-20,000磅。
本发明能在排出口关闭后使用。当中间包装有一个辅助的底部时，熔化量可以得到进一步提高，因此增加了浇口区域的高度。在这些情况下，熔渣重量减少至约3,000至5,000磅并且没有熔渣被钢水夹带。
所述装置可单独使用或与中间包称量秤或一个熔渣浮起装置结合使用。如果这样结合使用，操作的成功率可接近或甚至达到100％。
现将参照附图以实施例的形式描述本发明的特定实施方案，其中
图1是浇注工序中开始浇注最后一炉钢水时，在中间包排出口区域的一部分中间包的截面示意图；以及图2是在所述最后一炉钢水浇注结束时与图1类似的视图。
在图1中，中间包10具有一个底部11、侧壁12和顶盖13。排出口14通过底部11被设置在一个由底部的较高辅助底部区域11B所确定的凹陷区域11A中。
排出口14是由一个常规的浇注水口16确定的，利用一个滑动水口17与该浇注水口16共同确定了一个排出通道18。安装一个与水口块15和内水口16轮廓相符的浇口顶板19以覆盖在水口块15和内水口16的顶部。
中间包装有由熔渣层21覆盖的钢水20。所述钢水是中间包的一批熔炼钢水中的最后一炉。
滑动水口17被打开，钢水通过排出口14中的通道18进行浇注。
当继续浇注时，安装在一次性连接臂23上的本发明的流量控制装置22被设置在排出口14的上方，该连接臂23穿过顶盖13上的孔24。装置22具有一个头部25和一个尾部26，头部25的下表面25A具有堞形轮廓线，尾部26包括四块筋板26A，该筋板离开头部25而汇聚。
尾部26A的轮廓与浇口顶板19的轮廓相符合，该尾部可紧密地安装在浇口顶板19中，见图2。
在图2中，流量控制装置22已被安装在由一定轮廓的浇口顶板19所确定的排出口14的入口内。装置22的堞形表面25A形成了间隙25C，当滑动水口17一直开着的时候钢水通过所述间隙25C连续流过排出口。
滑动水口17可以一直开着直到钢水液面很低为止，这是由于装置22抑制了涡流效应。此外，如图2所示，在滑动水口17被迫关闭之前钢水仅仅残留在中间包底部的凹陷区域11A中。这样在浇注工序结束时关闭滑动水口17，未从中间包浇注的残余钢水的量被显著地减少。
权利要求
1.一种用于熔融金属贮运容器(10)的排出口的流量控制装置，其特征在于，该装置(22)具有头部(25)、尾部(26)以及在所述头部和尾部之间形成的用以减少熔融金属(20)的涡流效应的流动通道(25C)，所述尾部(26)的轮廓使其装配到排出口(14)的与该尾部轮廓相符合的入口(19)中，而流动通道(25C)导入排出口(14)并且所述装置(22)与一个耐火材料定位装置(23)相连接，由此在熔融金属(20)通过所述排出口(14)的流动过程中，所述控制装置(22)被装配在所述排出口(14)中。
2.一种按照权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，所述流量装置包括一个作为一次性轴的耐火材料定位装置(23)。
3.一种按照权利要求1或2所述的流量控制装置，其特征在于，所述定位装置是一个具有足够长度的耐火材料管(23)，以便可以从容器(10)的外部操纵所述控制装置(22)进入所述排出口(14)。
4.一种按照权利要求1或3所述的流量控制装置，其特征在于，所述控制装置(22)是一个可重复利用的装置。
5.一种按照权利要求4所述的流量控制装置，其特征在于，所述控制装置(22)是由均匀压制的氧化铝石墨制成的。
6.一种按照上述权利要求中任何一项所述的流量控制装置，其特征在于，所述头部(25)具有堞形轮廓的下表面(25A)并且所述尾部具有轮廓成形为离开头部(25)而汇聚的筋板(26A)。
7.一种按照权利要求1至5中任何一项所述的流量控制装置，其特征在于，所述头部(25)包括一个在使用中设置在排出口(14)上的挡板并且所述尾部(26)包括在使用中绕所述排出口纵轴线设置的径向分配器，所述分配器支撑所述挡板以便将所述挡板与所述排出口隔开。
8.一种控制熔融金属从容器(10)通过排出口流动的方法，其特征在于，设置一个具有头部(25)和尾部(26)的流量控制装置(22)以便将其尾部(26)装配在排出口(14)的与所述尾部轮廓相符合的入口(19)中，从而将在所述头部和尾部之间形成的流动通道(25C)导入所述排出口(14)，在熔融金属(20)通过排出口(14)的流动过程中，利用一个与所述控制装置(22)相连接的耐火材料定位装置(23)实现所述装配。
9.一种按照权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述控制装置(22)在接近从中间包排出的一批熔融金属的最后的末期装配入所述排出口(14)的入口(19)中。
10.一种按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述控制装置(22)可人工地装配在所述排出口(14)的入口(19)中。
11.一种按照权利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，所述控制装置(22)是一次性使用的。
12.一种按照权利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，所述控制装置(22)是一个可重复利用的装置，并且在关闭所述排出口(14)以停止熔融金属(20)经该排出口的流动后立即将所述控制装置(22)从所述排出口(14)移出。
13.一种按照权利要求8至12中任何一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(22)的头部(25)包括一个设置在所述排出口(14)上方的挡板并且所述尾部(26)包括绕所述排出口(14)纵轴线设置的径向分配器，所述分配器支撑所述挡板以将所述挡板与所述排出口隔开。
14.一种按照权利要求8至13中任何一项所述的方法，其特征在于，所述容器是一个中间包并且所述流量控制装置与中间包称量秤或一个熔渣浮起装置一起使用。
全文摘要
本发明提供了一种在接近通过排出口浇注熔融金属的末期所使用的熔融金属贮运容器(10)排出口(14)上的流量控制装置，装置(22)具有一个头部(25)和一个尾部(26)以及在所述头部和尾部之间形成的以减少熔融金属(20)涡流效应的流动通道(25C)，尾部(26)的轮廓使其装配在排出口(14)的与该尾部轮廓相符合的入口(19)中，而流动通道(25C)导入排出口(14)，所述控制装置(22)与一个耐火材料定位装置(23)相连接，由此在熔融金属(20)流经排出口(14)的过程中该装置可被装配在排出口(14)中。
文档编号B22D41/18GK1164200SQ95195809
公开日1997年11月5日 申请日期1995年8月15日 优先权日1994年9月2日
发明者A·E·戴顿 申请人:福塞科国际有限公司