CN1406163A - 用于冶金铸造的有槽耐火材料管、耐火材料部件的组件以及包括该组件的铸造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在上部冶金容器和下部冶金容器之间浇铸熔融金属的耐火材料浇铸管、包括该浇铸管的耐火材料组件和包括该组件的铸造设备。该耐火材料浇铸管形成浇道的一部分(12)，并包括至少第一接触表面(14)，该第一接触表面能够抵靠形成浇道的相邻部分的另一耐火材料部件(9)的第二接触表面(11)，该第二接触表面(11)有注入槽(17)，该注入槽与第一接触表面(14)一起形成至少部分环绕所述浇道的流体注入槽道，所述浇铸管(4)布置成能够沿预定轨道移动，第一接触表面(14)能够沿该预定轨道滑动，并保持与第二接触表面(11)的抵靠接触，而由所述浇铸管形成的浇道部分(12)与注入槽的预定部分(23)交叉。该浇铸管的特征在于：第一接触表面(14)包括一个附加的槽(26、27)，该附加槽布置成它位于注入槽的预定部分(23)附近，并至少在该预定部分的各侧与该槽连通。该耐火材料浇铸管即使在固定部件的注入槽堵塞时也能够很好地保持流体注入。

Description

用于冶金铸造的有槽耐火材料管、 耐火材料部件的组件以及包括该组件的铸造设备

本发明涉及有槽的耐火材料部件，尤其是涉及浇铸管，用于在上部冶金容器和下部冶金容器之间浇铸熔融金属，本发明还涉及包括该部件的耐火材料组件，以及包括该组件的铸造设备。

已知钢的连续铸造需要充装连续的冶金容器，特别是浇包、浇口盘和锭模，且在金属从一个上部冶金容器流向下部冶金容器的过程中，该金属必须尽可能完全不与外界空气接触。

因此，由耐火材料制成的水口套或浸没式引入水口(entry nozzle)形成上部容器(分别是浇包或浇口盘)的浇铸孔的延伸部分，并进入下部容器(分别是浇口盘或锭模)的熔融金属池中，这样，该熔融金属在不暴露于周围空气中的情况下从浇包进入浇口盘或从浇口盘进入锭模。

上部容器的浇铸孔包括耐火材料内水口，该内水口通过设计成与在水口套或浸没式引入水口上的接触表面相配合的接触表面而开口于该容器的下面，这两接触表面形成两部件的连接表面。

通常，铸造设备还包括调节熔融金属流量的装置。该装置可以包括塞棒，该塞棒伸入上部容器的、与浇铸孔相对的金属池中，该塞棒浸没在所述金属池中的程度确定了所述浇铸孔的打开程度。也可以选择使用滑阀，该滑阀包括一组分别有孔的耐火材料板。这些板通常位于内水口和水口套或浸没式引入水口之间。相邻板的孔的对齐程度确定了熔融金属的流量。

因此，连续浇铸装置包括多个装配起来的耐火材料部件，这些耐火材料部件之间的交界面由接触表面形成，该接触表面可以为平面或非平面，例如如USP5984153所述。

应当知道，沿熔融金属浇道出现的截面减小将产生相当大的负压，该负压又会引起空气吸入。为了避免空气通过两相邻耐火材料部件之间的连接表面透入，实际上通常还包括将惰性流体，尤其是惰性气体如氩气注入形成于一个部件的接触表面上的注入槽中，该注入槽与其它部件的接触表面一起确定了气体注入槽道，该气体注入槽道几乎完全包围熔融金属浇铸孔。

因此，当金属从上部容器流向下部容器时，能够有效减小金属与外界空气接触的危险。

近来，文献WO98/17420和WO98/1741也说明注入槽道能够有效实现注入密封剂例如石墨的功能，以便填充由在一个部件的接触表面上的浇铸孔开始扩展的裂纹，或者填充划痕或刮痕，该划痕或刮痕的方向为沿着一个部件在更换时的运动方向。由流体载体运送的密封剂抑制了对裂纹和/或划痕或刮痕周围的耐火材料的损害，从而防止空气通过它们引入。该注入槽道可以开口或封闭。在下面的说明中，采用术语注入槽道或注入槽等价于说明该槽道或槽将用于仅注入惰性气体或注入在流体载体中的密封剂。

因此，注入槽道非常有用。不过，本申请人发现，在某些情况下，该槽道可能自身会阻塞和堵塞。

尤其是，当注入槽形成于一个耐火材料管的表面上，而该耐火材料表面将在浇铸操作过程中抵靠在待更换的另一耐火材料部件(浇铸管)的表面上时，将会观察到该现象。例如当注入槽形成于内水口的下表面上时，该内水口的下表面将抵靠水口套或浸没式引入水口的上表面。

尽管本发明显然并不局限于这些特殊情况，但是为了方便，在下面的说明中将参考注入槽形成于抵靠浸没式引入水口上表面的内水口底表面上的情况来进行介绍。

浸没式引入水口的更换可以以已知方式进行，即通过将一个新的浸没式引入水口布置在待更换的浸没式引入水口旁边，然后同时移动这两引入水口，从而使新的引入水口代替旧的引入水口，并使新引入水口位于内水口的下面。

在每次更换之前，浇口盘浇铸孔关闭，但是可能有一定量的熔融金属残留在连接表面上，并在内水口和浸没式引入水口的浇铸孔之间的交界面处。当引入水口运动时，该金属被带入连接表面内，并堆积在惰性气体注入槽内，从而堵塞该注入槽，这使得该注入槽不能有效防止外界空气进入和通过由流体载体运送的密封剂处理裂纹以及划痕或刮痕。

本发明的目的是以简单和经济的方式克服该缺点。

因此，本发明的目的是提供一种耐火材料浇铸管，该耐火材料浇铸管形成浇道的一部分，并包括至少第一接触表面，该第一接触表面能够抵靠形成浇道的相邻部分的另一耐火材料部件的第二接触表面，该第二接触表面有注入槽，该注入槽与第一接触表面一起形成至少部分环绕所述浇道的流体注入槽道，所述浇铸管布置成能够沿预定轨道移动，第一接触表面能够沿该预定轨道滑动，并保持与第二接触表面的抵靠接触，而由所述浇铸管形成的浇道部分与注入槽的预定部分交叉，其特征在于：第一接触表面包括一个附加的槽，该附加槽布置成当处于浇铸位置时，它位于注入槽的预定部分附近，并至少在该预定部分的各侧与该槽连通。

该耐火材料浇铸管例如是浸没式引入水口或水口套。形成于接触表面上的附加槽使得注入的流体能够通过旁路绕过注入槽的堵塞部分。

这样，即使注入槽堵塞时，注入流体也能够完全环绕浇铸孔流动，从而形成阻挡外界空气的屏障。

本发明的一个优选特征是该附加槽形成于将定期更换的耐火材料浇铸管中，这样，每次更换该浇铸管都能清洁该注入槽道，而不象现有技术那样，在现有技术中，更换耐火材料浇铸管将导致注入槽道堵塞。

应当知道，该附加的槽不能太大；例如，它不能完全环绕浇铸孔(例如文献WO92/20480中所述的管)，否则，该附加槽不能起到作为注入流体在堵塞的注入槽部分的旁路的作用。相反，完全环绕浇铸孔的槽将使注入流体短路，从而使得金属不能由该注入流体有效保护。

优选是，该附加槽是盲槽，这样，能够保持注入槽道中的压力。

根据一个特殊特征，该附加槽形成为覆盖流体注入槽道的输送管和/或排出管(当有时)的出口。这样，该出口在堵塞时能够自己清洁。

优选是，该附加槽的宽度为这样，即当该槽在浇铸孔的水平位置处时(例如当更换管时)，它不与注入槽连通。这样，当一些熔融金属遗留在内水口和浸没式引入水口的浇铸孔之间的交界面处时，该熔融金属不能到达注入槽。因此，根据本发明的一个优选特征，在浇铸孔水平位置处的附加槽比在浇铸孔各侧的注入槽的相对部分之间的最小宽度更短。

根据另一特殊特征，第一接触表面包括基本平行于附加槽的第二槽。该第二槽可以相对于该附加槽位于浇道的另一侧。该第二槽的功能为将在新的耐火材料浇铸管布置就位之前刮过包含注入槽的接触表面，以便清洁将损害两表面之间的接触质量的任何污渍或外部材料，下面称该第二槽为刮槽。

优选是，该刮槽与该附加槽相对于浇道对称。因此，这两槽是可互换的，这使得在***更换的浇铸管时并需要考虑它的运动方向。根据各槽相对于注入槽的位置，它们都可以实现附加槽或刮槽的功能。

本发明的目的是还提供一种耐火材料部件的组件，该耐火材料部件形成浇道，该组件的第一部件包括至少第一接触表面，该第一接触表面抵靠相邻耐火材料部件的第二接触表面，在第二接触表面上形成有一个槽，该槽与第一接触表面一起形成至少部分环绕所述浇道的流体注入槽道，其特征在于，该第一部件是如前所述的耐火材料浇铸管。

根据该组件的一个特殊特征，一个或某些耐火材料部件包括用于流体注入槽道的输送管，合适的话，还包括排出管。

本发明的目的是还提供一种铸造设备，该铸造设备包括通过浇道连接的上部冶金容器和下部冶金容器，特别是，该浇道由如上所述的耐火材料部件的组件构成，该设备还包括与流体注入槽道的输送管相连的流体源。

在一个特殊实施例中，该铸造设备还包括将密封剂注入流体中的装置。

为了更好地解释本发明，下面将参考附图介绍实施方式，该实施方式是作为实例，而不是对本发明范围的限定，附图中：

图1是浇口盘的内水口和浸没式引入水口的轴向剖视图；

图2是内水口的接触表面的底侧视图；

图3是浸没式引入水口的接触表面的上部视图；

图4所示为内水口和浸没式引入水口重叠的接触表面；

图5是类似于图1的视图，表示***内水口和浸没式引入水口之间的滑阀；

图6与图2类似，是滑阀底板的底侧视图。

图1所示为浇口盘的底壁1，表示了它的环绕一个浇铸孔2的区域。

浇口盘装有用于更换管4的装置3，该装置3包括：安装板5，该安装板5与浇口盘的底壁成一体；导轨6，该导轨6装有两个浸没式引入水口的套环7，这两引入水口保持在安装板5的附近；以及气缸，该气缸将沿导轨6推动这两个浸没式引入水口4。浇口盘的浇铸孔包括耐火材料的内水口9，该内水口穿过安装板5，并通过接触表面11支承在安装板5的下表面上，该接触表面11环绕浇铸孔并形成平接触表面11。

导轨6使两个浸没式引入水口4以等于几吨重的、高压保持抵靠内水口的接触表面11。

在图1中，右侧的浸没式引入水口4与内水口9一起形成熔融金属的浇道12的一部分。而左侧的引入水口通过在气缸8作用下沿导轨6的运动而恰好被替换。

塞棒10能够抵靠内水口的上部孔13，以便调节金属流或中断浇铸，特别是能够更换浸没式引入水口。

图2表示了内水口的接触表面11。

浇铸孔具有沿方向16的细长剖面，该方向16平行于导轨6，即当更换两引入水口中旧的一个时，该浸没式引入水口运动的方向。

在浇铸孔周围，接触表面包括一个注入槽17，该注入槽17成四分之三圆弧的形式，并延伸出一直线部分，该直线部分的端头16靠近在一起，但并不彼此连通。一个端头19与形成于内水口9中的输送管的出口20连通，或者在采用排出管时与该排出管连通。最重要的并不是槽17的形状。优选是，该槽的端头19必须靠近在一起，这样，没有由该槽环绕的区域减至最小，且该端头19相对靠近边缘，这样，可以接入流体输送管的出口，且在采用排出管时接入排出管的出口。

这种功能可以通过将直线部分和圆形部分结合起来得到实现。

在图3中可以看见，各浸没式引入水口4有浇道的细长横截面部分24(沿方向16)，它的套环7为矩形形状，并能够由浸没式引入水口更换器3的导轨6引导。

各浸没式引入水口的接触表面14由它的套环7的上表面(根据图1的方向)形成，当浸没式引入水口4处于工作位置时，该接触表面14覆盖内水口9的注入槽17，因此形成流体和/或密封剂的注入槽道，以便防止外界空气进入浇道和/或防止构成内水口的位于裂纹或划痕25的耐火材料受到损害。

当更换该浸没式引入水口4时，两个浸没式引入水口的接触表面14沿方向16抵靠内水口的接触表面11滑动。最大摩擦发生在由(图2中的)虚线确定的区域21和22，该区域对应于当浸没式引入水口移动时它的浇铸孔经过的部分。

在内水口和浸没式引入水口的浇铸孔之间的交界面处的熔融金属液滴沿浸没式引入水口运动的方向带入位于浇铸孔旁边的区域22，并堆积在注入槽中，这导致所述注入槽的预定部分23(由粗线标出)发生堵塞，该预定部分23对应于该注入槽与所述区域22交叉的区域。

两个附加槽26和27形成于各浸没式引入水口4的接触表面14中，并处在这样的位置，即当所述浸没式引入水口处于浇铸位置时，该位置与注入槽17的、包含于由虚线(图2中)在内水口的接触表面上确定的区域21和22内的部分相对应，该区域21和22即为当浸没式引入水口移动时，它的注入孔经过的区域。

在所示实例中，两个附加槽26和27关于接触表面的中心28中心对称，该中心28基本与浇道的横截面的中心一致，因为各浸没式引入水口可以用于使它的矩形套环7与导轨6啮合的两个可能位置。

实际上，仅有覆盖注入槽的预定部分23的附加槽26起到清洁注入槽道的功能。

实际上，当随着两个浸没式引入水口的运动而使注入槽17的所述预定部分23堵塞时，送入注入槽道的流体能够通过流过该浸没式引入水口的附加槽26而由旁路绕过该注入槽17的堵塞部分，该附加槽26在堵塞部分23的两侧与所述注入槽7连通。因此，该流体能够到达注入槽道的其它部分，并起到防止空气进入和/或处理裂纹和划痕或刮痕的作用。

附加槽26在它的圆弧部分之后延伸成一直线，该圆弧部分覆盖注入槽的预定部分23，而该直线部分覆盖注入槽的直线部分。

不覆盖注入槽的预定部分23的第二附加槽27并不起到在两浸没式引入水口运动过程中刮过内水口的接触表面11的作用。

图5中的滑阀30布置在前述内水口9和浸没式引入水口4之间。

该滑阀30包括上部固定板31、中间活动板32和底部固定板33。

如上所述，内水口9可以包括注入槽。这时，该注入槽道形成于上部固定板31的上表面(相对于图4)上。

在滑阀的固定板31、33和活动板32之间形成其它连接表面。应当知道，在这些连接表面中可以形成其它注入槽道，以防止空气进入。

在下部固定板33和浸没式引入水口4之间有连接表面，该连接表面也有与参考图1至4所述相同的损坏危险，因为更换浸没式引入水口将引起摩擦和有使形成于下部固定板33的下表面(相对于图4)上的注入槽34堵塞的危险，该注入槽34与浸没式引入水口的接触表面一起形成流体注入槽道。

由于该危险，与图3中相同的浸没式引入水口的附加槽26和27对下部固定板所起到的作用与对图1中的内水口的作用相同。

尽管所述清洁槽用于浸没式引入水口和浇口盘出口的平连接表面之间，但是应当知道，本发明能够用于在两个耐火材料部件之间的任何平面或非平面的交界面，这两个耐火材料部件之间形成有流体注入槽道。

参考图6，其中的参考标号相对于图2进行了一些变化，参考标号34表示形成于底部固定板的下表面(相对于图5)上的注入槽。

参考标号

1.浇口盘底壁

2.浇铸孔

3.管更换装置

4.浸没式引入水口

5.安装板

6.导轨

7.管的套环

8.气缸

9.内水口

10.塞棒

11.内水口接触表面

12.浇道部分

13.内水口的上部孔

14.管的接触表面

16.方向X

17.注入槽

19.槽端头

20.输送管或排出管各自的开口

21.位于浇铸孔前面的区域

22.位于浇铸孔后面的区域

23.注入槽的预定部分

24.浸没式引入水口的浇道的沿X方向的细长横截面部分

25.在内水口上的裂纹、划痕和刮痕

26.覆盖注入槽的预定部分的附加槽

27.第二附加槽

28.浸没式引入水口的接触表面的中心

30.滑阀

31.上部固定板

32.中间活动板

33.各部固定板

34.形成于底部固定板下表面(相对于图5)上的注入槽

Claims (11)

1.一种耐火材料浇铸管(4)，该耐火材料浇铸管形成浇道(12)的一部分，并包括至少第一接触表面(14)，该第一接触表面能够抵靠形成浇道的相邻部分的另一耐火材料部件(9)的第二接触表面(11)，该第二接触表面(11)有注入槽(17)，该注入槽与第一接触表面(14)一起形成至少部分环绕所述浇道的流体注入槽道，所述浇铸管(4)布置成能够沿预定轨道移动，第一接触表面(14)能够沿该预定轨道滑动，并保持与第二接触表面(11)的抵靠接触，而由所述浇铸管形成的浇道部分(12)与注入槽的预定部分(23)交叉，其特征在于：第一接触表面(14)包括一个附加的槽(26、27)，该附加槽位于注入槽的预定部分(23)附近，并至少在该预定部分的各侧与该槽连通。

2.根据权利要求1所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：所述浇铸管是浸没式引入水口(4)或水口套。

3.根据权利要求1和2中任意一个所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：该附加槽(26)是盲槽。

4.根据权利要求1至3中任意一个所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：该附加槽(26)形成为覆盖流体注入槽道的输送管和/或排出管的开口(20)。

5.根据权利要求1至4中任意一个所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：该第一接触表面(14)包括基本平行于附加槽的第二槽(27)。

6.根据权利要求5所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：该第二槽(27)相对于该附加槽位于浇道(12)的另一侧。

7.根据权利要求6所述的耐火材料浇铸管，其特征在于：该第二槽(27)与该附加槽相对于浇道(12)对称。

8.一种耐火材料部件的组件，该耐火材料部件形成浇道，该组件的第一部件(4)包括至少第一接触表面(14)，该第一接触表面抵靠相邻耐火材料部件(9)的第二接触表面(11)，在第二接触表面上形成有一个槽(17)，该槽与第一接触表面(14)一起形成至少部分环绕所述浇道的流体注入槽道，其特征在于，该第一部件(4)是如权利要求1-7所述的耐火材料浇铸管。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于：一个或某些耐火材料部件包括用于流体注入槽道的输送管，也可选择，还包括排出管。

10.一种铸造设备，该铸造设备包括通过浇道(12)连接的上部冶金容器和下部冶金容器，特别是，该浇道由如权利要求8或9所述的耐火材料部件的组件来确定，该设备还包括与流体注入槽道的输送管相连的流体源。

11.根据权利要求10所述的铸造设备，其特征在于：所述铸造设备还包括将密封剂注入流体中的装置。

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