引導管的端件、組件和方法
2023-07-05 14:14:21
專利名稱：引導管的端件、組件和方法
技術領域：
本發明涉及與向金屬液注入添加劑相關的裝置和方法。
背景技術：
向金屬液熔池注入添加劑通常通過將添加劑裝入金屬套或金屬殼以形成"包芯線(cored wire)"來完成，並然後將包芯線加入金屬熔池，在那裡包芯線的金屬套或金屬殼成分熔化並釋放添加劑。例如，可加入鋼的添加劑是鈣。^可以用紙和另外的鋼套或鋼殼隔離的線的形式提供。
為了向金屬熔池加入包芯線，使用饋送器(通常稱為"注入器")。饋送器從巻軸或盒拉出包芯線，拉直包芯線並將拉直的包芯線拉過金屬引導管。引導管一般是直徑在25毫米和150毫米之間的鋼管，取決於裝備狀態。通常，當引導管直徑在例如25毫米至50毫米之間範圍下端時收穫率(recorvery)最好。金屬引導管在軌道上引導包芯線，使得包芯線進入金屬液熔池以便於將包芯線溶解在金屬液中。
例如，鈣非常易於反應，相對於鋼液具有較低密度，且如果在鋼液表面溶解時會在熔化鋼溫度下形成蒸汽。為了引導包芯線深入金屬熔池，並由此預防在鋼液熔池表面附近溶解，可將鈣包芯線加入鋼液中時使用能夠放置在鋼液附近並經受鋼液飛濺的引導管。通常，包芯線加入鋼液三至四分鐘。
可見當鋼管放置到金屬液的表面附近時，更多添加劑在金屬液中溶解。"收穫率"是金屬液中測得的添加劑量除以注入金屬液的添加劑的量。幾個因素確定添加劑的收穫率。在幾乎所有情況下，要求更大的收穫率。影響收穫率的因素包括包芯線進入金屬熔池的角度、包芯線進入金屬熔池的速度和引導管端部和金屬熔池表面之間的距離。
如果引導管靠近金屬熔池放置通常提高收穫率。但是，經驗顯示引導管端部會通過使金屬管熔化或氧化而被移除，或者如果引導管太靠近金屬熔池引導管會堵塞。當引導管和金屬熔池之間的距離小於一米時發現熔化、氧化和/或堵塞。為了避免這些情況，可在最靠近金屬液的端部上使用大而密的陶瓷端件。但是，這種端件易於在陶瓷端上出現金屬和結渣。此外，端件的重量使得難以處理。此外，如果管子降低到金屬熔池附近時熔渣最終堵塞引導管。
隨後，需要一種能夠經受熔渣和金屬的溫度和飛濺，同時減少堵塞，並同時能夠經受要加入金屬液熔池的包芯線的機械摩擦和衝擊能的新裝置。
發明內容
本發明實現為用於添加劑引導管的端件。這種端件可具有耐用套管和可脫落套管。耐用套管具有第一端和第二端，以及限定從第一端到第二端延伸的通孔的內表面。可脫落套管可具有添加劑通過其傳輸的通道，且可脫落套管可位於耐用套管的通孔中並可固定到耐用套管上。
本發明實施為一種引導管組件。這種引導管組件可包括引導管和端件。本發明實施為一種方法。在一個這種方法中，提供引導管組件。該引導管
組件可具有(a)耐用套管，具有接納端和分配端，並具有限定從接納端延伸到分配端的通孔的內表面；(b)可脫落套管，具有添加劑可通過其傳輸的通道，可脫落套管位於耐用套管的通孔內並固定到耐用套管；以及(c)添加劑引導管位於可脫落套管的通道中並固定到可脫落套管。耐用套管可設置在金屬液附近，且通過從接納端向分配端穿過套管饋送添加劑而向金屬液提供添加劑。
為了更充分地理解本發明的性質和目的，應當參照附圖和隨後的說明書。 簡言之，附圖是
圖1，在引導管上使用根據本發明的引導管組件以將包芯線饋送入金屬液 的局部剖視立體圖2，根據本發明的端件的側視圖3,根據本發明的端件的側剖視圖；以及
圖4，圖3中所示端件的端部視圖5，根據本發明的端件的側剖視圖6，根據本發明的端件的側剖視圖7，根據本發明的端件的側剖視圖；以及
圖8,示出了根據本發明的方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明可實施為用於添加劑引導管46的端件10。圖1至4示出了一個這 種端件10。端件10可包括耐用套管13和可脫落套管16。在本發明的一實施 例中，耐用套管13具有約10毫米至15毫米的壁厚，約80毫米至90毫米的 直徑，且可脫落套管16具有約7毫米至11毫米的壁厚。
耐用套管13可以是陶瓷材料，諸如氧化鋁或氧化鋁-石墨。耐用套管13可 具有第一端19和第二端22。耐用套管13可具有限定從第一端19延伸到第二 端的通孔28的內表面25。
可脫落套管16可以是卡紙，諸如紙板。或者，可脫落套管16可以是紡織 或無紡陶氈。陶氈的實例是喬治亞州的奧古斯塔的Thermal Ceramics生產的 BTU-Block。可脫落套管16可限定添加劑34通過其傳輸的通道31。當金屬液 或熔渣接觸這種可脫落套管16時，可脫落套管16的一部分燃燒或熔化，取決 於材料。當可脫落套管16燃燒或熔化時，金屬液或熔渣落回金屬液熔池，由 此防止金屬液或熔渣粘到端件10上，這又防止了形成金屬和熔渣。
可脫落套管16可位於耐用套管13的通孔28中並可附連到耐用套管13上。 諸如陶漿(ceramic-mortar)的粘結材料40可位於可脫落套管16和耐用套管13之間，以將可脫落套管16固定到耐用套管13上。適合的一種陶漿是可從 Vesuvius USA Corp購得，商品名為"Super G 3000"。
代替粘結材料40或除了粘結材料40，可使用第一固定件43來將可脫落套 管16固定到耐用套管13上。例如，第一固定件43可以是以第一固定件43 將可脫落套管16固定到耐用套管13上的方式從耐用套管13延伸到可脫落套 管16的U形釘。第一固定件43可延伸穿過耐用套管13。圖5示出了延伸穿 過耐用套管13進入可脫落套管16的第一固定件43。
圖6示出了第一固定件43延伸進入通道31的另一實施例。當引導管46 插入可脫落套管16時，突出穿過可脫落套管16的固定件43的端部49會被引 導管46彎曲。在這種設置中，固定件43的端部49可有助於將引導管46固定 到可脫落套管16上。
第二固定件52可延伸穿過可脫落套管16而不是耐用套管13。圖7示出了 這種設置的實例。在圖7中，會注意到第一固定件43將耐用套管13固定到可 脫落套管16上，且第二固定件52的端部49延伸入通道31以將引導管46固 定到可脫落套管16上。
根據本發明的端件10可用於添加劑引導管46以形成組件55。引導管46 可由金屬製成。引導管46可設置成位於通道31內，並可通過從可脫落套管 16延伸入通道31的第一固定件43和/或第二固定件52固定到可脫落套管16。 或者，或另外，引導管46可通過使通道31的尺寸提供與引導管46的摩擦配 合或幹涉配合而固定到可脫落套管16上。
當提供幹涉配合時，可脫落套管16可壓縮在引導管46和耐用套管13之間。 這樣，引導管46可相對於端件IO固定，而不對耐用套管13施加可能使耐用 套管13破裂的力。此外，可脫落套管16可保護耐用套管13免受諸如包芯線 添加劑34的衝擊，且因此可防止耐用套管13破裂。
在該設置中，耐用套管13的第一端19可認為是接受端，且耐用套管13 的第二端22可認為是分配端。引導管46可接納在接納端19中，且添加劑34 可通過分配端22分配。耐用套管13的分配端22可延伸超過引導管46的分配 端58。這樣，耐用套管13可用於保護引導管46免受可能飛濺在引導管46附 近的金屬液和熔渣。當在金屬液熔池37附近使用時，耐用套管13和引導管可
9相對彼此設置成使得耐用套管13的分配端22比引導管46的分配端58更靠近 金屬液熔池37。本發明實施例的耐用套管13和引導管46的相對位置在圖3 中清楚地示出。
圖l示出了在金屬液熔池37附近使用的本發明的實施例。端件10可使引 導管46能夠靠近金屬液熔池37放置，這又可提高添加劑34，包括通過線饋 送方法注入金屬液的合金的收穫率。延伸超過引導管46的端部58的可脫落套 管16的部分可能遇到金屬液。當金屬液接觸可脫落套管16時，可脫落套管 16燃燒或熔化並脫落，由此防止金屬液粘住端件10，這由防止形成金屬和熔 渣。
本發明體現為一種分配添加劑的方法。圖8示出了其中提供了引導件組件 100的一個這種方法。該引導管組件可具有耐用套管、可脫落套管和添加劑引 導管，諸如上述的那樣。耐用套管和可脫落套管可相對引導管設置成使得耐用 套管的分配端和可脫落套管延伸超過引導管的分配端，且這樣耐用套管的分配 端和可脫落套管可放置在比引導管的分配端更靠近金屬液熔池。耐用套管和可 脫落套管可靠近金屬液放置103，且通過從接納端向分配端穿過套管饋送添加 劑，並最終進入金屬液而向金屬液提供添加劑106。
美國臨時專利申請第60/658,660揭示了關於本發明和本發明實施例的其它 細節。該專利申請的內容以參見的方式納入本文。
儘管本發明關於一個或多個特定實施例進行了描述，但是應當理解可進行 本發明的其它實施例而不背離本發明的精神和範圍。因此，認為本發明僅由所 附權利要求書和其合理解釋所限制。
權利要求
1.一種用於將添加劑注入到金屬液的添加劑引導管端件，包括耐用套管，具有第一端和第二端，並具有限定從所述第一端延伸到所述第二端的通孔的內表面；可脫落套管，所述可脫落套管在其與金屬液或熔渣接觸時適於燃燒或熔化，並且具有一端部和添加劑可通過其傳輸的外露通道，所述可脫落套管位於所述耐用套管的所述通孔內並固定到所述耐用套管上；並且當所述端件被使用時，引導管位於所述可脫落套管的通道內，並且所述耐用套管和所述可脫落套管都相對於引導管布置成使所述耐用套管的分配端和所述可脫落套管的端部延伸越過引導管的分配端。
2. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，還包括所述可脫落套管和所述 耐用套管之間的陶漿，所述陶漿用於將所述可脫落套管固定到所述耐用套管 上。
3. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，還包括從所述耐用套管延伸到 所述可脫落套管並用於將所述可脫落套管固定到所述耐用套管上的第一固定 件。
4. 如權利要求3所述的端件，其特徵在於，所述第一固定件是U形釘。
5. 如權利要求3所述的端件，其特徵在於，所述第一固定件延伸穿過所述 耐用套管。
6. 如權利要求3所述的端件，其特徵在於，所述第一固定件延伸入所述可 脫落套管。
7. 如權利要求6所述的端件，其特徵在於，所述第一固定件延伸入所述通道。
8. 如權利要求6所述的端件，其特徵在於，還包括延伸穿過所述可脫落套 管的第二固定件。
9. 如權利要求8所述的端件，其特徵在於，所述第二固定件延伸入所述通道。
10. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，所述可脫落套管包括卡紙。
11. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，所述可脫落套管包括陶氈。
12. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，所述陶氈是紡織的。
13. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，所述陶氈是無紡的。
14. 如權利要求l所述的端件，其特徵在於，所述耐用套管包括陶瓷。
15. —種用於將添加劑注入到金屬液的添加劑引導管組件，包括耐用套管，具有接納端和分配端，並具有限定從所述接納端延伸到所述分配端的通孔的內表面； 可脫落套管，所述可脫落套管在其與金屬液或熔渣接觸時適於燃燒或熔化，並且具有一端部和添加劑可通過其傳輸的外露通道，所述可脫落套管位於所述耐用套管的所述通孔內並固定到所述耐用套管；添加劑引導管，位於所述可脫落套管的通道中並固定到所述可脫落套管，所述耐用套管和所述可脫落套管都相對於引導管布置成使所述耐用套管的分配端和所述可脫落套管的端部延伸越過引導管的分配端。
16. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述引導管通過摩擦配合固定到所述可脫落套管。
17. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述引導管通過幹涉配合固定到所述可脫落套管。
18. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述耐用套管延伸超過所述引導管的所述分配端。
19. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，還包括所述可脫落套管和所述耐用套管之間的陶漿，所述陶漿用於將所述可脫落套管固定於所述耐用套管。
20. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，還包括從所述耐用套管延伸到所述可脫落套管並用於將所述可脫落套管固定於所述耐用套管的第一固定件。
21. 如權利要求20所述的引導管組件，其特徵在於，所述第一固定件是U形釘。
22. 如權利要求20所述的引導管組件，其特徵在於，所述第一固定件延伸穿過所述耐用套管。
23. 如權利要求20所述的引導管組件，其特徵在於，所述第一固定件延伸入所述可脫落套管。
24. 如權利要求23所述的引導管組件，其特徵在於，所述第一固定件延伸入所述通道。
25. 如權利要求20所述的引導管組件，其特徵在於，還包括延伸穿過所述可脫落套管的第二固定件。
26. 如權利要求25所述的引導管組件，其特徵在於，所述第二固定件延伸入所述通道。
27. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述可脫落套管包括卡紙。
28. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述可脫落套管包括陶氈。
29. 如權利要求28所述的引導管組件，其特徵在於，所述陶氈是紡織的。
30. 如權利要求28所述的引導管組件，其特徵在於，所述陶氈是無紡的。
31. 如權利要求15所述的引導管組件，其特徵在於，所述耐用套管包括陶瓷。
32. —種分配添加劑給金屬的方法，包括提供一種引導管組件，具有(a) 耐用套管，具有接納端和分配端，並具有限定從所述接納端延伸到所述分配端的通孔的內表面；(b) 可脫落套管，所述可脫落套管在其與金屬液或熔渣接觸時適於燃燒或熔化，並且具有一端部和添加劑可通過其傳輸的外露通道，所述可脫落套管位於所述耐用套管的所述通孔內並固定到所述耐用套管；(c) 添加劑引導管，位於所述可脫落套管的通道中並固定到所述可脫落套管，所述耐用套管和所述可脫落套管都相對於引導管布置成使所述耐用套管的分配端和所述可脫落套管的端部延伸越過引導管的分配端；將所述耐用套管設置成靠近金屬液；通過從所述接納端向所述分配端穿過所述套管饋送所述添加劑而向所述金屬液提供添加劑。
全文摘要
揭示了一種用於添加劑引導管的端件。這種端件可具有耐用套管和可脫落套管。可脫落套管可具有添加劑通過其傳輸的通道，且可脫落套管可位於耐用套管的通孔內並可固定於耐用套管。當金屬液接觸可脫落套管時，可脫落套管燃燒或熔化並脫落，由此防止金屬液和熔渣粘住端件，這又防止形成金屬和熔渣。
文檔編號F27D99/00GK101653817SQ20091016599
公開日2010年2月24日 申請日期2006年3月4日 優先權日2005年3月4日
發明者G·馬澤克, J·T·施瓦德隆, L·W·尼米 申請人:阿菲瓦爾股份有限公司