用于铸造熔融铜的流槽结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于输送熔融金属的流槽结构。金属在流槽结构的下部在由耐火物质限定的通道中流动，所述流槽为绝热的，从而在操作条件下，金属在多孔的耐火物质中形成固体区域。所述流槽结构的基本特征包括：设有电阻器的盖部件，从而保证金属维持熔融状态，并且流槽在整个过程中足够热；以及气体燃烧器，该气体燃烧器防止在流动在流槽通道中的气体的效应下金属被冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造和铸造熔融金属，例如铜的流槽。铜的制造包括在铸造设备中由粗铜铸造成铜阳极以用于铜的电解净化的阶段。铜从熔炼炉通过流槽和贮槽被引导并计量到铸造机中。设有钢套的流槽衬砌有耐火材料，并且它们是开式流槽或配有盖子的流槽。所述流槽以合适的倾斜度安装，以通过重力使熔体流动。为了输送和计量熔体，同样需要贮槽，例如一种稳定贮槽，熔体从熔炼炉浇入稳定贮槽中，从而在将熔融金属导入所述流槽之前使所述熔融金属的运动在该稳定贮槽中被稳定。此外，通常还需要中间槽和计量槽。当增加铸造设备的容量时，必须使得熔体流槽更长，从而导致比以前更大的铜在流槽中的冷却和固化问题。当铜在流槽中凝固时，阻止了熔体的熔融流动并且熔融金属溢出流槽。为了防止凝固，将熔融铜在熔融反应器中加热至充分高的温度，从而熔融金属的温度使得金属保持流动并且使流槽也加热直到铸造机的温度。流槽衬砌有耐火材料，其耗损与所输送的金属的温度成直接的比例熔体的温度越高，流槽的衬里耗损得越快。自然地，这导致额外的维护成本。熔体在流槽中的凝固化尤其可能发生在铸造的初始阶段，当时流槽仍然是冷的。当铸造结束时，流槽和贮槽迅速地冷却，由此熔融金属在该流槽和贮槽内凝固。类似地，在出现任何工序故障方面，在贮槽和流槽中的熔融金属的流动被中断或降低到金属凝固的程度，并且全部流槽系统应该在继续铸造或开始新的铸造之前进行维护。以前的解决所描述的技术问题的尝试基于利用气体燃烧器或电阻器来进行。气体燃气器的火焰设置成加热熔融金属、流槽和贮槽。然而，问题是燃烧器不能将流槽加热至铜的熔化温度，由此在铸造期间具有冷却效应。迄今为止，由于过高的热损失还不可能主要利用流槽中的电阻器获得足够的加热效应。美国专利US 5,744,093的说明书中公开了一种用于铜铸造的流槽结构，其中一种流槽设有绝热盖，所述流槽具有钢套并衬砌有耐火材料。通过气体燃烧器对所述流槽进行额外加热。在所述流槽的盖子上布置了用于气体从流槽中排出的排气系统。所述流槽的盖子同样起到避免从流槽释放辐射热的绝热作用。在该公开文件中的流槽系统的一个缺点是，由于烟囱效应，在配备有盖子的倾斜热流槽中形成上升气流，由此冷却了流槽中的热金属。作为该问题的解决方案的密封塞并不适合于根据我们的专利技术的流槽系统，该流槽系统采用稳定槽和中间槽来调节熔融金属的流动。本专利技术的目的是消除现有技术的所述问题，并提供一种用于输送熔融金属的改进的流槽结构。本专利技术的另一目的是提供一种流槽和贮槽结构，其用来从熔炼炉可靠地将熔融金属输送至铸造机并容许在铸造中中断。尤其是，所述目的可靠地将铜从阳极炉输送至阳极的铸造机中。根据本专利技术的针对现有技术的问题的解决方案基于这样的事实设有电阻器的盖子布置在熔体流槽结构、其流槽和贮槽中，加热所述流槽和贮槽，其中铜在该流槽和贮槽中流动。以及还基于这样的事实在设有盖子的流槽中产生的烟囱效应通过在被覆盖的流槽部分的上端处产生的驻点压力被限制。根据本专利技术的加热盖适于装配应用于例如熔融金属流槽、中间槽(熔体从该中间槽被计量进入铸造贮槽)和铸造贮槽(熔体从该铸造贮槽被计量进入铸造模型中)中。本专利技术具有大量的优点。本专利技术与传统的燃烧器解决方案相比允许使用更少的能源来加热流槽结构。易于调节热的产生并且可避免局部热应力，由此还避免了流槽嵌入物的开裂。由于不存在金属在流槽和贮槽中凝固的风险而不必中断铸造，从而铸造设备停工的趋势减少。本专利技术延长了贮槽和流槽以及尤其是阳极炉的嵌入物的工作寿命。在根据本专利技术的流槽结构中，熔融金属例如熔融铜设置成在倾斜的流槽中在重力作用下流动，所述流槽衬砌有耐火材料并具有金属套，流槽和贮槽的至少一部分覆盖有绝热盖。在所述流槽的盖子中布置有至少一个电阻元件来加热所述流槽并保持金属熔融，燃烧器或热风机设置在被覆盖的流槽部分的上端以在流槽通道中提供驻点压力，从而使流动气体减速，或者防止其流动或甚至使其向下流动。布置在贮槽的顶部的盖在铸造期间和各次铸造之间的期间以及在铸造被中断的任意期间使用。所述贮槽的盖由于其轻便结构而易于安装到位和移去。加热元件可布置在贮槽的盖中，从而加热元件延伸到贮槽的坑(pit)中的区域，熔体在处理过程中在该区域中流动。在根据本专利技术的流槽结构中，流槽的下部包括流槽本身，熔融金属在其中流动。用于熔体的流槽空间的横截面是例如U形的，其向上开口并变宽。与熔融金属接触的流槽的内表面由耐火材料例如陶瓷磨损成分限定。合适的材料为耐火、可铸的灰浆。耐火材料形成用于熔融金属的流动通道，该流动通道优选为具有圆形底部的向上变宽的凹槽。优选地形成所述流动通道的尺寸，从而在正常工作状态下，流动的熔融金属的上表面延伸的高度为所述流动通道总高度的10至20％。所述流槽的外壳优选由金属例如钢制造。当生产陶瓷内衬时，所述钢壳用作模具并利于到安装点的运输。根据本专利技术的流槽结构包括金属壳体，例如钢套，其形成所述流槽底部的外表面；耐火材料衬，其限定用于熔融金属的流动通道；以及布置在耐火材料衬和金属外壳之间的绝热层，所述绝热层在绝热性方面比所述耐火材料衬显著地好。在本专利技术的一个实施方案中，流入流槽中的铜的温度在1080至1300℃的范围内。所述流槽结构的流槽的流动通道的耐火材料衬的厚度优选形成为使得在工作状态时该流槽底部的外表面的温度在700至900℃的范围内，其中，在该流槽底部的外表面上具有在流槽中流动的铜。在流槽中流动的待铸造的铜在大约1070℃凝固。熔融铜穿透多孔耐火材料衬并在其中凝固，从而在该耐火材料衬中在适当位置上形成铜的固定层，在该适当位置，温度处于铜的凝固点的区域中。因此，优选使得耐火材料衬的厚度和流槽的绝热层布置成这样，从而在操作状态中，对应于铜的凝固点的温度范围处于所述耐火材料衬的温度范围内。在本专利技术的其它的实施方案中，熔融铝、锌或金属合金在流槽中流动，由此流槽的绝热构造成对应于这些金属的熔化温度。根据本专利技术的优选实施方案，流槽的耐火材料衬是一单独元件，其可以作为整体部件拆卸下来并替换，从而绝热体和/或所述钢壳体保持安装在适当位置。在那种情况下，陶瓷棉(ceramic wool)使复合物与钢套分开并使得易于替换该复合物。复合物通过紧固构件例如螺钉锚固到钢壳上。锚固螺钉穿过钢壳体和陶瓷棉绝热体拧紧到已经铸造在复合物中的螺母上。例如通过适当地选择布置在所述流槽结构的耐火材料衬和外壳之间的绝热层的厚度和绝热容量来为所述耐火材料衬提供如上所述的优选温度梯度。一种用于所述绝热层的尤其优选的绝热材料是陶瓷棉绝热材料。绝热层非常重要，如果没有它，热损失会太大，从而所需的由加热电阻提供的热将会熔化电阻器自身。另一方面，如果绝热性太好，熔融金属例如铜会渗透入陶瓷耐火复合材料中，从而流槽会泄漏。根据本专利技术的流槽结构的盖布置在流槽的顶部，从而不会有大量气体从盖和流槽之间排放到外面，并且不会通过辐射或气体流动产生热损失。相互靠着设置的所述盖和流槽的表面优选基本上平齐，由此所述流槽在其长边上基本上贯穿其长度连续地支承所述盖。根据本专利技术的流槽结构的盖包括金属盖，例如钢套；至少一个电阻器，布置用来加热所述流槽的下部；和绝热层，用来防止穿过金属外壳通过辐射产生的热损失。加热电阻器位于流槽的流动通道之上，从而来自电阻器的热基本上可以在金属和所述耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输送熔融金属（４），例如铜的流槽结构，其中，所述熔融金属布置成在倾斜的流槽（１０）中在重力作用下流动，所述流槽（１０）衬砌有耐火材料并设有金属壳体，所述流槽的至少一部分被绝热盖（５）覆盖，其特征在于：至少一个电阻器元件（３） 布置在所述盖（５）中，用于加热所述流槽的下部，并将所述金属（４）保持在熔融状态，在被覆盖的流槽部分的上端处，设置有燃烧器或热风机（２３）来提供驻点压力，用于使在流槽通道中流动的气体减速以防止其流动或甚至使得其向下流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J西皮莱，J伦皮奥，
申请(专利权)人：奥图泰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]