КОНЦЕВАЯ ЧАСТЬ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ ТРУБЫ, УЗЕЛ И СПОСОБ Российский патент 2011 года по МПК C21C7/00 C21C5/48 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам, связанным с введением добавок в расплавленный металл.

Уровень техники

Введение добавок в ванны расплавленного металла часто осуществляется посредством заключения добавок в металлический кожух или оболочку, чтобы образовать «проволочный сердечник», и затем добавления проволочного сердечника в ванну расплавленного металла, где металлический кожух или компонент оболочки проволоки расплавляется и высвобождает добавки. Например, добавка, которая может быть добавлена в сталь, представляет собой кальций. Кальций может быть выполнен в форме проволоки, которая изолирована бумагой и дополнительным кожухом/оболочкой из стали.

Для добавления проволочного сердечника в ванну расплавленного металла используется питатель (часто называемый «инжектор»). Питатель вытягивает проволочный сердечник из барабана или обоймы, выпрямляет проволоку и проталкивает выпрямленную проволоку через металлическую направляющую трубу. Направляющая труба, в общем, представляет собой стальную трубу, имеющую диаметр между 25 и 150 миллиметрами в зависимости от режима оборудования. Часто использование является наилучшим, когда диаметр направляющей трубы находится на нижнем пределе диапазона, например между 25 и 50 миллиметрами. Металлическая направляющая труба направляет проволочный сердечник по траектории так, что проволочный сердечник входит в ванну расплавленного металла, чтобы облегчить растворение проволочного сердечника в расплавленном металле.

Например, кальций является очень реакционно-способным, имеет низкую плотность относительно расплавленной стали и образует пар при температурах расплавленной стали, если он растворяется вблизи поверхности расплавленной стали. Для направления проволоки глубоко в ванну расплавленного металла и, таким образом, предохранения от растворения вблизи поверхности ванны расплавленной стали может быть использована направляющая труба, которая может быть помещена вблизи расплавленной стали и выдерживает всплеск расплавленной стали и шлака, в то время как проволочный сердечник из кальция добавляется в расплавленную сталь. Обычно проволочный сердечник добавляется в расплавленную сталь в течение трех или четырех минут.

Показано, что когда направляющая труба помещается вблизи поверхности расплавленного металла, большая часть добавки заканчивается в расплавленном металле. «Усвоение» представляет собой количество добавки, измеренное в расплавленном металле, деленное на количество добавки, введенное в расплавленный металл. Несколько факторов определяют усвоение добавки. Почти во всех случаях большее усвоение является желательным. Факторы, которые влияют на усвоение, включают угол входа проволочного сердечника в ванну расплавленного металла, скорость, с которой проволочный сердечник входит в ванну расплавленного металла, и расстояние между концом направляющей трубы и поверхностью ванны расплавленного металла.

Усвоение обычно улучшается, если конец направляющей трубы помещается вблизи ванны расплавленного металла. Однако опыт показывает, что конец направляющей трубы будет удален либо посредством плавления, либо окисления направляющей трубы, или направляющая труба будет закупорена, если направляющая труба слишком приблизится к ванне расплавленного металла. Плавление, окисление и/или закупоривание наблюдалось, когда расстояние между направляющей трубой и ванной расплавленного металла составляло менее чем один метр. Чтобы избежать этих состояний, большая плотная керамическая концевая часть может быть использована на конце, ближайшем к расплавленному металлу. Однако такая концевая часть является восприимчивой к наращиванию металла и шлака на керамическом конце. Кроме того, вес концевой части делает обработку трудной. Более того, наращивание в конечном счете блокирует направляющую трубу, если труба опускается вблизи ванны расплавленного металла.

Следовательно, существует необходимость в новом устройстве, которое может выдерживать температуры и всплеск шлака и металла, в то же время уменьшая наращивание, и в то же самое время может противостоять механическому износу и энергии удара от проволоки, которая добавляется в ванну расплавленного металла.

Сущность изобретения

Изобретение может быть воплощено в виде концевой части для направляющей добавку трубы. Такая концевая часть может иметь износостойкую втулку и разрушаемую втулку. Износостойкая втулка может иметь первый конец и второй конец и внутреннюю поверхность, образующую сквозное отверстие, проходящее от первого конца ко второму концу. Разрушаемая втулка может иметь канал, выполненный с возможностью подачи добавки через него, может находиться в сквозном отверстии износостойкой втулки и может быть прикреплена к ней.

Изобретение может быть воплощено в виде узла направляющей трубы. Такой узел направляющей трубы может включать направляющую трубу и концевую часть.

Изобретение может быть воплощено в способе. В одном таком способе предусмотрен узел направляющей трубы. Такой узел направляющей трубы может иметь (а) износостойкую втулку, имеющую приемный конец и выпускной конец и внутреннюю поверхность, образующую сквозное отверстие, проходящее от приемного конца к выпускному концу, (b) разрушаемую втулку, имеющую канал, через который может подаваться добавка, причем разрушаемая втулка находится в сквозном отверстии износостойкой втулки и прикреплена к ней, и (с) направляющую добавку трубу, находящуюся в канале разрушаемой втулки и прикрепленную к ней. Износостойкая втулка может быть расположена вблизи расплавленного металла, и добавка может быть подана в расплавленный металл посредством подачи добавки через втулки от приемного конца к выпускному концу.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания сущности и целей изобретения должна быть сделана ссылка на прилагаемые чертежи и последующее описание. Кратко, чертежи представляют собой:

фиг.1 - собой вид в перспективе в частичном разрезе узла направляющей трубы согласно изобретению, используемого в направляющей трубе для подачи проволочного сердечника в расплавленный металл;

фиг.2 - вид сбоку концевой части согласно изобретению;

фиг.3 - вид сбоку в разрезе концевой части согласно изобретению;

фиг.4 - вид с торца концевой части, показанной на фиг.3;

фиг.5 - собой вид сбоку в разрезе концевой части согласно изобретению;

фиг.6 - вид сбоку в разрезе концевой части согласно изобретению;

фиг.7 - вид сбоку в разрезе концевой части согласно изобретению;

фиг.8 - технологическая схема, изображающая способ согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Изобретение может быть воплощено в виде концевой части 10 для направляющей добавку трубы 46. На фиг.1-4 показана одна такая концевая часть 10. Концевая часть 10 может включать износостойкую втулку 13 и разрушаемую втулку 16. В одном варианте осуществления изобретения износостойкая втулка 13 имеет толщину стенки приблизительно от 10 до 15 миллиметров, диаметр D приблизительно от 80 до 90 миллиметров, и разрушаемая втулка 16 имеет толщину стенки приблизительно от 7 до 11 миллиметров.

Износостойкая втулка 13 может быть керамическим материалом, например окисью алюминия или окисью алюминия-графита. Износостойкая втулка 13 может иметь первый конец 19 и второй конец 22. Износостойкая втулка 13 может иметь внутреннюю поверхность 25, образующую сквозное отверстие 28, проходящее от первого конца 19 ко второму концу 22.

Разрушаемая втулка 16 может быть прессованной бумажной плитой, например картоном. В качестве альтернативы разрушаемая втулка 16 может быть керамическим покрытием, либо тканым, либо нетканым. Пример керамического покрытия представляет собой BTU-Block, производимый Thermal Ceramics of Augusta, Georgia. Разрушаемая втулка 16 может образовать канал 31, через который может быть подана добавка 34. Когда расплавленный металл или шлак входят в контакт с такой разрушаемой втулкой 16, часть разрушаемой втулки 16 может сгореть или расплавиться в зависимости от материала. Когда разрушаемая втулка 16 сгорает или расплавляется, расплавленный металл или шлак падает обратно в ванну 37 расплавленного металла, тем самым предотвращая прилипание расплавленного металла или шлака к концевой части 10, что в свою очередь предотвращает наращивание металла и шлака.

Разрушаемая втулка 16 может находиться в сквозном отверстии 28 износостойкой втулки 13 и может быть прикреплена к износостойкой втулке 13. Связующий материал 40, например керамический раствор, может находиться между разрушаемой втулкой 16 и износостойкой втулкой 13 для того, чтобы прикреплять разрушаемую втулку 16 к износостойкой втулке 13. Один керамический раствор, который может быть подходящим, продается под товарным знаком «Super G 3000», который имеется в наличии у Vesuvius USA Corp.

Вместо связующего материала 40 или в дополнение к нему может быть использован первый крепежный элемент 43 для прикрепления разрушаемой втулки 16 к износостойкой втулке 13. Например, первый крепежный элемент 43 может представлять собой скобу, которая проходит от износостойкой втулки 13 к разрушаемой втулке таким образом, что первый крепежный элемент 43 прикрепляет разрушаемую втулку 16 к износостойкой втулке 13. Первый крепежный элемент 43 может проходить через износостойкую втулку 13. На фиг.5 показан первый крепежный элемент 43, проходящий через износостойкую втулку 13 в разрушаемую втулку 16. На фиг.5 крепежный элемент 43 не проходит полностью через разрушаемую втулку 16.

На фиг.6 показан другой вариант осуществления, в котором первый крепежный элемент 43 проходит в канал 31. Когда направляющая труба 46 вставляется в разрушаемую втулку 16, концы 49 крепежных элементов 43, которые выступают через разрушаемую втулку 16, будут изогнуты направляющей трубой 46. В такой конструкции концы 49 крепежных элементов 43 могут содействовать прикреплению направляющей трубы 46 к разрушаемой втулке 16.

Второй крепежный элемент 52 может проходить через разрушаемую втулку 16, а не через износостойкую втулку 13. На фиг.7 показан пример такой конструкции. На фиг.7 следует отметить, что первый крепежный элемент 43 прикрепляет износостойкую втулку 13 к разрушаемой втулке 16 и концы 49 вторых крепежных элементов 52 проходят в канал 31 для того, чтобы прикрепить направляющую трубу 46 к разрушаемой втулке 16.

Концевая часть 10 согласно изобретению может быть использована с направляющей добавку трубой 46 для образования узла 55. Направляющая труба 46 может быть выполнена из металла. Направляющая труба 46 может быть размещена так, чтобы находиться в канале 31, и может быть прикреплена к разрушаемой втулке 16 первыми крепежными элементами 43 и/или вторыми крепежными элементами 52, которые проходят от разрушаемой втулки 16 в канал 31. В качестве альтернативы или дополнительно направляющая труба 46 может быть прикреплена к разрушаемой втулке 16 посредством выполнения канала 31 такого размера, который обеспечит фрикционную посадку или посадку с натягом направляющей трубы 46. Когда обеспечена посадка с натягом, разрушаемая втулка 16 может быть зажата между направляющей трубой 46 и износостойкой втулкой 13. Таким образом, направляющая труба 46 может быть зафиксирована относительно концевой части 10 без приложения сил к износостойкой втулке 13, что может вызвать разрушение износостойкой втулки 13. Кроме того, разрушаемая втулка 16 может защищать износостойкую втулку 13 от ударов, например, от добавки 34 проволочного сердечника и поэтому может предотвращать разрушение износостойкой втулки 13.

В такой конструкции первый конец 19 износостойкой втулки 13 может рассматриваться как приемный конец, и второй конец 22 износостойкой втулки 13 может рассматриваться как выпускной конец. Направляющая труба 46 может быть размещена в приемном конце 19, и добавка 34 может быть выпущена через выпускной конец 22. Выпускной конец 22 износостойкой втулки 13 может проходить за выпускной конец 58 направляющей трубы 46. Таким образом, износостойкая втулка 13 может служить для защиты направляющей трубы 46 от расплавленного металла и шлака, который может образовать брызги вблизи направляющей трубы 46. При использовании вблизи ванны 37 расплавленного металла износостойкая втулка 13 и направляющая труба 46 могут быть размещены относительно друг друга так, чтобы выпускной конец 22 износостойкой втулки 13 был ближе к ванне 37 расплавленного металла, чем выпускной конец 58 направляющей трубы 46. Относительное положение износостойкой втулки 13 и направляющей трубы 46 варианта осуществления изобретения наилучшим образом видно на фиг.3.

На фиг.1 показан вариант осуществления изобретения, используемый вблизи ванны 37 расплавленного металла. Концевая часть 10 может обеспечить размещение направляющей трубы 46 вблизи ванны 37 расплавленного металла, что в свою очередь может повысить усвоение добавок 34, включая сплавы, вводимые в расплавленный металл посредством способов подачи проволоки. Часть разрушаемой втулки 16, которая проходит за конец 58 направляющей трубы 46, может сталкиваться с расплавленным металлом. Когда расплавленный металл входит в контакт с разрушаемой втулкой 16, разрушаемая втулка 16 сгорает или расплавляется и разрушается, тем самым предотвращая прилипание расплавленного металла к концевой части 10, что в свою очередь предотвращает наращивание металла и шлака.

Изобретение может быть воплощено в способе выпуска добавки. На фиг.8 показан один такой способ, в котором обеспечивают 100 узел направляющей трубы. Узел направляющей трубы может иметь износостойкую втулку, разрушаемую втулку и направляющую добавку трубу, как описано выше. Износостойкая втулка и разрушаемая втулка могут быть расположены относительно направляющей трубы так, чтобы выпускные концы износостойкой втулки и разрушаемой втулки проходили за выпускной конец направляющей трубы, и, таким образом, выпускные концы износостойкой втулки и разрушаемой втулки могут быть помещены ближе к ванне расплавленного металла, чем выпускной конец направляющей трубы. Износостойкая втулка и разрушаемая втулка могут быть расположены 103 вблизи расплавленного металла, и добавка может быть введена 106 в расплавленный металл посредством подачи добавки через втулки от приемного конца к выпускному концу и, наконец, в расплавленный металл.

Хотя настоящее изобретение было описано относительно одного или более конкретных вариантов осуществления, следует понимать, что другие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены, не выходя за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение считается ограниченным только прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их разумной интерпретацией.

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам и способу, связанным с введением добавок в расплавленный металл. Концевая часть направляющей трубы имеет износостойкую втулку и разрушаемую втулку. Разрушаемая втулка содержит бумагу или керамику, имеет конец и канал, выполненный с возможностью подачи добавки через него, причем разрушаемая втулка находится в сквозном отверстии износостойкой втулки и прикреплена к ней. Выпускной конец износостойкой втулки и конец разрушаемой втулки проходят за выпускной конец направляющей трубы. Износостойкую втулку располагают вблизи расплавленного металла для обеспечения расположения направляющей трубы вблизи расплавленного металла и ее защиты от расплавленного металла износостойкой втулкой. Изобретение позволяет предотвратить прилипание расплавленного металла и шлака к концевой части направляющей трубы, что в свою очередь предотвращает наращивание металла и шлака за счет конструктивных особенностей разрушаемой втулки, которая при контакте с расплавленным металлом сгорает или расплавляется и сползает. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Концевая часть трубы, направляющей добавку в расплавленный металл, содержащая:
износостойкую втулку, имеющую приемный конец, выпускной конец и внутреннюю поверхность, образующую сквозное отверстие, проходящее от приемного конца к выпускному концу,
разрушаемую втулку, содержащую бумагу или керамику и имеющую конец и канал, выполненный с возможностью подачи добавки через него, причем разрушаемая втулка находится в сквозном отверстии износостойкой втулки и прикреплена к ней,
при этом при использовании концевой части направляющая труба находится в канале разрушаемой втулки, а износостойкая втулка и разрушаемая втулка расположены относительно направляющей трубы так, что выпускной конец износостойкой втулки и конец разрушаемой втулки проходят за выпускной конец направляющей трубы.

2. Концевая часть трубы по п.1, дополнительно содержащая керамический раствор между разрушаемой втулкой и износостойкой втулкой, причем керамический раствор служит для прикрепления разрушаемой втулки к износостойкой втулке.

3. Концевая часть трубы по п.1, дополнительно содержащая первый крепежный элемент, проходящий от износостойкой втулки к разрушаемой втулке и служащий для прикрепления разрушаемой втулки к износостойкой втулке.

4. Концевая часть трубы по п.3, в которой первый крепежный элемент представляет собой скобу.

5. Концевая часть трубы по п.3, в которой первый крепежный элемент проходит через износостойкую втулку.

6. Концевая часть трубы по п.3, в которой первый крепежный элемент проходит в разрушаемую втулку.

7. Концевая часть трубы по п.6, в которой первый крепежный элемент проходит в канал.

8. Концевая часть трубы по п.6, дополнительно содержащая второй крепежный элемент, проходящий через разрушаемую втулку.

9. Концевая часть трубы по п.8, в которой второй крепежный элемент проходит в канал.

10. Концевая часть трубы по п.1, в которой разрушаемая втулка включает прессованную бумажную плиту.

11. Концевая часть трубы по п.1, в которой разрушаемая втулка включает керамическое покрытие.

12. Концевая часть трубы по п.11, в которой керамическое покрытие является тканым.

13. Концевая часть трубы по п.11, в которой керамическое покрытие является нетканым.

14. Концевая часть трубы по п.1, в которой износостойкая втулка включает керамику.

15. Узел трубы, направляющей добавку в расплавленный металл, содержащий:
износостойкую втулку, имеющую приемный конец, выпускной конец и внутреннюю поверхность, образующую сквозное отверстие, проходящее от приемного конца к выпускному концу,
разрушаемую втулку, содержащую бумагу или керамику и имеющую конец и канал, выполненный с возможностью подачи добавки через него,
причем разрушаемая втулка находится в сквозном отверстии износостойкой втулки и прикреплена к ней;
направляющую добавку трубу, находящуюся в канале разрушаемой втулки и прикрепленную к ней, при этом износостойкая втулка и разрушаемая втулка расположены относительно направляющей трубы так, что выпускной конец износостойкой втулки и конец разрушаемой втулки проходят за выпускной конец направляющей трубы.

16. Узел по п.15, в котором направляющая труба прикреплена к разрушаемой втулке посредством фрикционной посадки.

17. Узел по п.15, в котором направляющая труба прикреплена к разрушаемой втулке посредством посадки с натягом.

18. Узел по п.15, в котором износостойкая втулка проходит за выпускной конец направляющей трубы.

19. Узел по п.15, дополнительно содержащий керамический раствор между разрушаемой втулкой и износостойкой втулкой, причем керамический раствор служит для прикрепления разрушаемой втулки к износостойкой втулке.

20. Узел по п.15, дополнительно содержащий первый крепежный элемент, проходящий от износостойкой втулки к разрушаемой втулке и служащий для прикрепления разрушаемой втулки к износостойкой втулке.

21. Узел по п.20, в котором первый крепежный элемент представляет собой скобу.

22. Узел по п.20, в котором первый крепежный элемент проходит через износостойкую втулку.

23. Узел по п.20, в котором первый крепежный элемент проходит в разрушаемую втулку.

24. Узел по п.23, в котором первый крепежный элемент проходит в канал.

25. Узел по п.20, дополнительно содержащий второй крепежный элемент, проходящий через разрушаемую втулку.

26. Узел по п.25, в котором второй крепежный элемент проходит в канал.

27. Узел по п.15, в котором разрушаемая втулка включает прессованную бумажную плиту.

28. Узел по п.15, в котором разрушаемая втулка включает керамическое покрытие.

29. Узел по п.28, в котором керамическое покрытие является тканым.

30. Узел по п.28, в котором керамическое покрытие является нетканым.

31. Узел по п.15, в котором износостойкая втулка включает керамику.

32. Способ выпуска добавки в расплавленный металл, включающий: обеспечение узла направляющей трубы, содержащего
(a) износостойкую втулку, имеющую приемный конец, выпускной конец и внутреннюю поверхность, образующую сквозное отверстие, проходящее от приемного конца к выпускному концу,
(b) разрушаемую втулку, содержащую бумагу или керамику и имеющую конец и канал, выполненный с возможностью подачи добавки через него, причем разрушаемая втулка находится в сквозном отверстии износостойкой втулки и прикреплена к ней,
(c) направляющую добавку трубу, находящуюся в канале разрушаемой втулки и прикрепленную к ней, при этом износостойкая втулка и разрушаемая втулка расположены относительно направляющей трубы так, что выпускной конец износостойкой втулки и конец разрушаемой втулки проходят за выпускной конец направляющей трубы,
расположение износостойкой втулки вблизи расплавленного металла для обеспечения расположения направляющей трубы вблизи расплавленного металла и ее защиты от расплавленного металла износостойкой втулкой, введение добавки в расплавленный металл посредством подачи добавки через втулки от приемного конца к выпускному концу.