ES2218458T3 - Dispositivo giratorio de dispersion de gas para el tratamiento de un baño de metal liquido. - Google Patents
Dispositivo giratorio de dispersion de gas para el tratamiento de un baño de metal liquido.Info
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Abstract
Inyector giratorio (1) para inyectar gas (2) en un metal líquido (3) que comprende un árbol motor (4), medios de remoción (5), medios de transporte (6, 7, 11) del susodicho gas (2) y medios de emisión (8, 9) del gas (2), y caracterizado porque los medios de emisión (8, 9) están constituidos, en todo o parte, por al menos un material mojable por el susodicho metal líquido (3).
Description
Dispositivo giratorio de dispersión de gas para
el tratamiento de un baño de metal líquido.
La invención se refiere a un dispositivo
giratorio de dispersión de gas para el tratamiento de un baño de
metal líquido, en particular de aluminio, de una aleación de
aluminio, de magnesio o de una aleación de magnesio. La invención
se refiere más particularmente a un inyector giratorio (o
"rotor") destinado a la inyección y a la dispersión de por lo
menos un gas de tratamiento en un metal en estado líquido.
El aluminio liquido que sale de las cubas de
electrólisis o de hornos de refusión contiene impurezas disueltas o
en suspensión. Las impurezas más importantes son el hidrógeno, los
elementos alcalinos tales como el sodio o el calcio y los óxidos,
particularmente los óxidos procedentes de la oxidación del metal
durante el tratamiento de éste.
Para eliminar estas impurezas nefastas para las
propiedades ulteriores del semiproducto, el aluminio líquido se
somete a varios tratamientos de eliminación de las impurezas. El
más extendido de estos tratamientos, que utiliza una combinación de
reacciones químicas y de fenómenos de flotación, consiste en
introducir en el baño, en forma de pequeñas burbujas, un gas
llamado "de tratamiento", que puede ser inerte o reactivo. Por
ejemplo, una burbuja de argón va a llevar con ella una inclusión
sólida en suspensión a la superficie del baño y/o captar, por
difusión, el hidrógeno disuelto en el metal líquido. Del mismo
modo, una burbuja de cloro va a reaccionar con el sodio contenido
y dar una sal de sodio que irá también a la superficie del baño.
También se utilizan mezclas, tales como el argón que puede contener
un pequeño porcentaje de gas reactivo del tipo cloro.
Tales tratamientos por acción de gas pueden
efectuarse en discontinuo en un horno o en un crisol (se habla en
este caso de un tratamiento "batch"). Los tratamientos se
efectúan lo más a menudo en continuo entre el horno y la máquina de
colada, en un canal o en una cuba (o "cuchara") de tratamiento
semejante a la que viene esquemáticamente representada en la figura
1.
La eficacia del tratamiento es máxima cuando la
superficie de intercambio entre el baño y el gas es máxima. Esto se
obtiene gracias al dispositivo de dispersión diseñado con el fin de
obtener muy pequeñas burbujas, de proyectar estas burbujas en todo
el volumen de metal líquido (es decir para producir el menor
volumen muerto posible) y de crear recirculaciones del mismo baño
para que éste entre en contacto con las burbujas (siempre para
obtener el menor volumen muerto posible).
El gas de tratamiento puede dispersarse en el
metal líquido de diferentes maneras. Por lo general, se utilizan
dispositivos de dispersión estáticos, tales como tubos o, más
frecuentemente, dispositivos de dispersión giratorios que
comprenden uno o varios inyectores giratorios.
Típicamente, un inyector giratorio, o
"rotor", comprende un árbol motor hueco por donde llega el
gas, orificios de emisiones del gas y palas. Las palas sirven para
remover el baño, para dispersar el gas en éste y, a veces, para
escindir las burbujas en burbujas de tamaño inferior por efecto de
corte. Los orificios suelen situarse a proximidad de las palas del
rotor, por ejemplo entre éstas o en su extremo. La solicitud
internacional WO 98/05915 (que corresponde a la patente americana
US 6 060 013) describe un inyector giratorio de este tipo.
La solicitud europea EP 819 770 (que equivale a
la patente americana US 5 904 894) describe un inyector giratorio
en el que se inyecta el gas de tratamiento con ayuda de un material
poroso inerte con respecto al metal líquido.
Ahora bien, la búsqueda de la mayor eficacia de
tratamiento mediante una agitación intensa en el volumen del baño,
que se traduce en una agitación permanente en la superficie,
frecuentemente llamada "ola de superficie", que puede provocar
proyecciones de baño por subida de grandes burbujas y por un
fenómeno de remolino alrededor del árbol motor, puede provocar una
"nueva gasificación" del metal y degradar la calidad de
inclusión por formación de óxidos en la superficie y/o por arrastre
de inclusiones o de óxidos de la superficie libre hacia el interior
del metal líquido. Por consiguiente, se procura limitar lo más
posible la agitación de la superficie libre del metal líquido.
Además, el recurso a una importante agitación del
metal líquido lleva a la utilización de velocidades de rotación de
los inyectores giratorios que suelen situarse entre 200 y 1000
r.p.m., según el tipo de inyector. Tales velocidades provocan un
desgaste importante de las piezas móviles del dispositivo de
gas.
Por otra parte, los inyectores giratorios
conocidos no permiten controlar de forma satisfactoria el flujo y
el tamaño de las burbujas de gas emitidas. Los inyectores
giratorios comprenden orificios de emisión que presentan riesgos de
obturación de los orificios y de evolución del tamaño de los
orificios y de las palas por erosión, lo que modifica la calidad de
dispersión del gas.
En los casos de inyectores giratorios que
comprenden una materia porosa para dispersar el gas, los poros
suelen ser demasiado grandes. Por consiguiente, por una parte, las
burbujas son demasiado grandes, faltan de eficacia, el gas se
dispersa suficientemente en el metal líquido, y provocan remolinos
de superficie perjudiciales; por otra parte, es necesario no parar
el paso del gas en los poros para impedir que el metal líquido
penetre en éstos, en particular durante los períodos de reposo
entre dos coladas. En cambio, cuando los poros son demasiado
pequeños, las burbujas se extienden y quedan grandes y es difícil
introducir un flujo de gas elevado en el metal líquido. Así, varios
procedimientos conocidos que utilizan difusores porosos, incluso
con porosidades muy finas (por ejemplo inferiores a aproximadamente
1 mm), situados en el fondo de las cubas o de los hornos permiten
obtener, en el mejor de los casos, burbujas del orden de los 30 a
50 mm de diámetro.
La solicitante ha proseguido sus esfuerzos para
aumentar la eficacia de los dispositivos de tratamiento de metal
líquido, particularmente con un control y una disminución del
diámetro de las burbujas emitidas por un inyector de gas
giratorio.
La invención tiene por objeto un inyector
giratorio para inyectar gas, llamado "gas de tratamiento", en
un metal líquido que comprende un árbol motor, medios de remoción,
medios de transporte del gas y medios de emisión del susodicho gas,
y caracterizado porque los medios de emisión están constituidos,
en todo o parte, por al menos un material mojable por el susodicho
metal líquido, preferentemente el susodicho material es
sustancialmente inerte al susodicho metal líquido.
Según una variante ventajosa de la invención, el
susodicho material puede hacerse mojable con ayuda de un
revestimiento de material mojable por el metal líquido.
La invención también tiene por objeto un
dispositivo de dispersión giratorio que comprende por lo menos un
inyector giratorio según la invención.
La invención también tiene por objeto un
dispositivo de tratamiento de un metal líquido, tal como una
cuchara de desgasificación, que comprende por lo menos un inyector
giratorio o por lo menos un dispositivo de dispersión giratorio
según la invención.
La invención también tiene por objeto la
utilización del inyector según la invención para el tratamiento de
un metal líquido, en batch o en continuo, particularmente en un
horno o un canal.
La invención también tiene por objeto un
procedimiento de tratamiento de un metal líquido caracterizado
porque se utiliza por lo menos un inyector giratorio según la
invención.
El susodicho metal puede ser aluminio o una de
sus aleaciones, o magnesio o una de sus aleaciones.
La figura 1 ilustra un dispositivo de tratamiento
de metal líquido típico que utiliza un inyector giratorio.
La figura 2 ilustra el criterio de mojabilidad en
el sentido de la presente invención.
La figura 3 ilustra cuatro modos de realización
del inyector giratorio según la invención, vistos en
perspectiva.
La figura 4 ilustra dos modos de realización del
inyector giratorio según la invención, vistos en el eje de simetría
del lado de la parte destinada a sumergirse en el metal
líquido.
La figura 5 ilustra un modo de realización del
inyector giratorio según la invención, visto en corte longitudinal,
en un plano de corte que pasa por el eje de simetría y que
corresponde a los planos de corte B-B de la figura
4.
La figura 6 ilustra, en corte longitudinal, en un
plano de corte que pasa por el eje de simetría, dos modos de
realización del inyector giratorio de la invención.
La figura 7 ilustra, en corte longitudinal, en un
plano de corte que pasa por el eje de simetría, tres modos de
realización del inyector giratorio de la invención.
Tal como viene ilustrado en la figura 1, un
dispositivo de tratamiento de metal líquido 40 comprende
típicamente un recinto 41 provisto de medios de entrada 42 del
metal líquido "bruto" (es decir del metal líquido que ha de
ser tratado) 421, de medios de salida 43 del metal tratado 431 y de
por lo menos un dispositivo de dispersión giratorio 30. Los medios
de entrada 42 y de salida 43 suelen situarse sea en los extremos
del dispositivo, sea de un solo y mismo lado.
Típicamente, un dispositivo de dispersión
giratorio 30 comprende un inyector giratorio 1, medios de puesta en
rotación 31 del susodicho inyector, una fuente de gas de
tratamiento 32 y conductos 33 entre la susodicha fuente 32 y el
inyector 1. El o cada inyector giratorio 1 penetra en el susodicho
recinto 41 mediante una abertura 44 que suele estar provista de
medios de estanquidad 45. Por lo general, el recinto de
tratamiento 41 es una cuba con uno o varios compartimentos 46,
47.
Según la invención, el inyector giratorio 1 para
inyectar gas 2 en un metal líquido 3 comprende un árbol motor 4,
medios de remoción 5, medios de transporte del gas 6, 7, 11, medios
de emisión 8, 9 del gas 2, y se caracteriza porque los medios de
emisión 8, 9 están constituidos, en todo o parte, por al menos un
material mojable por el metal líquido 3.
Preferentemente, el susodicho material mojable es
sustancialmente inerte al susodicho metal líquido, es decir que
tiene una vida útil en el metal líquido que es suficientemente
larga como para permitir una utilización industrial aceptable.
Típicamente, un material se considera como
sustancialmente inerte al metal líquido cuando puede sumergirse en
el metal líquido durante un tiempo del orden de las 10 horas o más
sin alteración significativa de las propiedades del inyector
giratorio y sin contaminación redhibitoria del metal tratado. Por
lo general, las cerámicas cumplen esta condición, particularmente
las cerámicas a base de óxidos, de carburos, de nitruros, de
boruros y de sus mezclas. Algunos metales refractarios también
cumplen esta condición, tales como el tungsteno.
También es posible obtener una vida útil
satisfactoria, y eventualmente una reducción de los costes de
fabricación y de mantenimiento, gracias a la utilización de un
material revestido de un producto inerte al metal líquido que lo
hace mojable por éste. En este caso, los medios de emisión 8, 9 y/o
los medios de remoción 5 y/o el susodicho árbol motor 4 y/o el
susodicho inserto 90 comprenden un revestimiento de material mojable
en todo o parte de su superficie expuesta al metal líquido. El
susodicho material poroso también puede hacerse mojable por metal
líquido con ayuda de un revestimiento de material mojable, es decir
que puede comprender un revestimiento de material mojable.
En el sentido de la presente invención, un
material se considera como mojable cuando el ángulo de mojado que
hace el metal líquido al entrar en contacto con el material es
inferior a los 90º (véase la figura 2). Cuando el material es
mojable por el metal líquido (caso de la figura 2a), el ángulo de
mojado 21 entre la tangente T a la burbuja 20, en su punto de
contacto con el medio de emisión 9, y la superficie exterior S del
medio de emisión es inferior a 90º. En este caso, el metal, que moja
bien entonces el material a proximidad del orificio de emisión 8,
obstaculiza la extensión de la burbuja 20 y limita su diámetro.
Cuando el material no es mojable por el metal líquido (caso de la
figura 2b), el ángulo de mojado 21 es superior a 90º. En este caso,
el metal, que tiene dificultades para mojar el I medio de emisión,
permite que la burbuja se extienda.
En el caso del aluminio o del magnesio o de sus
aleaciones líquidas, el material mojable del difusor puede elegirse
entre algunos metales refractarios sustancialmente inertes con
respecto a los susodichos metales líquidos, el molibdeno (Mo), el
tungsteno (W), el vanadio (V), el titanio (Ti), el cromo (Cr), el
hierro (Fe), los aceros,... o sus aleaciones, o entre cerámicas como
el diboruro de titanio (TiB_{2}), los nitruros (particularmente
los nitruros de aluminio (tales como AIN)), los carburos
(particularmente los carburos de aluminio (tales como
Al_{4}C_{3}) y los carburos de titanio (tales como
TiC_{1-x})),... Al respecto, se puede notar que
normalmente el grafito o la alúmina no son mojables por estos
metales líquidos. El ZrO_{2} y el SiC también son materiales no
mojables por el aluminio y sus aleaciones. En sus pruebas, la
solicitante ha observado que el nitruro de boro (BN) no era mojable
por el aluminio y sus aleaciones. El comportamiento mojante de un
material depende también de la rugosidad y del estado de oxidación
de su superficie.
Los medios de emisión y de remoción, que
constituyen la parte llamada "activa" del inyector, suelen
situarse en el extremo llamado "inferior" del inyector, es
decir el extremo del inyector destinado a sumergirse en el metal
líquido. Normalmente, el inyector está destinado a utilizarse en
posición vertical, con la susodicha parte inferior situada hacia
abajo. Normalmente, la parte activa comprende por lo menos una
superficie inferior 120, 121, 122, por lo menos una superficie
superior 130, 131 y superficies laterales 140, 141, 142.
Tal como viene ilustrado en la figura 5, los
medios de transporte 6, 7, 11 comprenden típicamente un canal
principal 6 en el árbol 4 del inyector y por lo menos un canal
secundario 7 para canalizar el gas de tratamiento hasta los medios
de emisión 8, 9. Típicamente, el canal principal 6 está en el eje
de simetría del susodicho árbol.
En el modo de realización preferido de la
invención, los susodichos medios de emisión comprenden por lo menos
un orificio de emisión 8 del susodicho gas 2. Del diámetro del
orificio 8 depende el diámetro de la burbuja que ha de ser obtenida.
Preferentemente, para obtener pequeñas burbujas, el diámetro de
cada orificio 8 es lo más pequeño posible. En la práctica, el
diámetro se sitúa preferentemente entre 0,5 y 5 mm y más
preferentemente entre 1 y 3 mm, lo que permite obtener un buen
control del tamaño de los orificios durante su fabricación.
Para diámetros inferiores a 0,5 mm, es más
ventajoso utilizar materiales porosos mojables para los cuales es
fácil controlar la sinterización y la formación de las porosidades.
En este caso, los susodichos medios de emisión comprenden un
material poroso mojable por el susodicho metal líquido 3, y
preferentemente también sustancialmente inerte al susodicho metal
líquido 3, para el que el diámetro de los poros abiertos emergentes
a la superficie del susodicho material poroso es preferentemente
inferior a 0,5 mm.
Para un mayor control del diámetro de las
burbujas, es importante que la presión del gas en el orificio de
emisión 8 y/o en los poros emergentes a la superficie del medio de
emisión, en la interfase entre el metal y la superficie del medio de
emisión 9, sea sensiblemente constante cualquiera que sea el flujo
de gas, en particular durante la formación y la liberación de la
burbuja 20. Con este fin, el inyector giratorio 1 también puede
comprender una cavidad intermedia 11, típicamente entre el canal
principal 6 y los canales secundarios 7, que desempeña la función de
volumen regulador, y/o un medio para introducir una pérdida de carga
local justo antes del orificio de emisión, tal como un material
poroso. Típicamente, la cavidad intermedia 11 tiene una forma
cilíndrica y los canales secundarios 7 salen en una dirección
radial de ésta hacia los medios de emisión 8, 9.
Preferentemente, los orificios de emisión 8 se
sitúan a proximidad de las palas 5 del inyector, típicamente entre
éstas (figuras 3a y 3b) o en el extremo de éstas (figuras 3c y 3d).
Se pueden prever orificios de emisión en el extremo del inyector;
por ejemplo, se puede prever un orificio en la parte central de la
susodicha superficie inferior 120 del inyector. El número de
orificios de emisión 8 puede ser diferente del número de palas 5.
También es posible prever orificios de emisión superpuestos. En la
práctica, se prevé un orificio de emisión para cada pala.
Preferentemente, los oficios de emisión 8 emergen
en las susodichas superficies laterales 140, 141, 142, por ejemplo
en la superficie lateral externa 141 de una de las palas 5 o en la
superficie lateral 140 entre las palas. Preferentemente, la
posición de los orificios de emisión es tal como para que permita
obtener un corte máximo de las burbujas durante su formación.
Cuando orificios de emisión se sitúan entre palas, se sitúan
preferentemente a media altura de la superficie lateral 140
correspondiente; cuando orificios de emisión se sitúan en palas,
pueden situarse en la mitad superior de la superficie lateral
externa 141 correspondiente (es decir en la parte de la susodicha
superficie más cerca del árbol 4). Típicamente, orificios de
emisión emergen con un ángulo con respecto a la superficie lateral
que es igual a unos 90º; en algunos casos, este ángulo puede ser
diferente de 90º, y entonces el eje de los canales secundarios 7
también puede formar un ángulo con respecto al eje del canal
principal que es diferente de 90º.
Los medios de remoción 5 también pueden estar
constituidos, en todo o parte, por al menos un material mojable por
el susodicho metal líquido 3, y preferentemente también
sustancialmente inerte al susodicho metal líquido 3, este material
puede ser diferente del que se utiliza para los medios de emisión
8, 9. Los medios de remoción comprenden típicamente palas 5. Estas
palas suelen tener una forma simple, tal como una forma de placa.
Los medios de remoción también pueden comprender un medio de
dispersión complementario, tal como un disco 12 situado por encima
de las palas, típicamente en contacto con éstos (tal como viene
ilustrado en las figuras 3a, 3c y 4a).
Ventajosamente, el árbol motor 4 puede estar
constituido, en todo o parte, por al menos un material mojable por
el susodicho metal líquido, y preferentemente también
sustancialmente inerte al susodicho metal líquido, este material
puede ser diferente del que se utiliza para los medios de emisión
8, 9. En la práctica, es suficiente que la parte del susodicho
árbol destinada a sumergirse en el metal líquido, esté constituida,
por lo menos en su superficie, por el susodicho material
mojable.
Para facilitar su fabricación, su mantenimiento y
su reparación, el inyector giratorio 1 según la invención puede
estar constituido por varias piezas distintas 4, 5, 12, 13, 14, 90,
tal como viene ilustrado en las figuras 6 y 7. Las piezas pueden
estar constituidas por materiales diferentes. En particular, el
inyector giratorio puede comprender ventajosamente un inserto 90
que comprende los susodichos medios de emisión 8, 9 y constituido
por el susodicho material mojable, lo que permite cambiarlo
fácilmente según el metal que ha de ser tratado o en caso de rotura
accidental. La parte del inyector destinada a sumergirse en el
metal líquido puede estar constituida por una sola pieza.
A título de ejemplo no limitativo, ilustrado en
la figura 6a, el inyector comprende las siguientes piezas: un
árbol motor 4, un disco 12, palas 5, un núcleo central 13 y un
cuerpo de ensamblaje 14. El núcleo central comprende una cavidad
intermedia 11, canales de transporte 7 y orificios de emisión 8. En
el modo de realización ilustrado en la figura 6b, el inyector
comprende las siguientes piezas: un árbol motor 4, palas 5 y un
cuerpo de ensamblaje 14. Las palas comprenden canales de transporte
7, orificios de emisión 8 y una cavidad intermedia 11, la susodicha
cavidad suele ser común a todas las palas y encerrada en un núcleo
central 13 (no ilustrado). En estos dos modos de realización, el
cuerpo de ensamblaje 14 comprende por lo menos un canal central 60
y medios de unión 15a, 16a, 17a, típicamente una rosca, que
cooperan con medios de unión complementarios 15b, 16b, 17b de las
otras piezas 4, 12, 13. Según variantes posibles de estos modos de
realización, ilustradas en la figura 7, el núcleo central 13 y/o las
palas 5 están provistos de insertos 90 amovibles.
Según la invención, es suficiente que sólo los
medios de emisión 8, 9 sean de un material mojable. Las pruebas de
la solicitante han mostrado que era particularmente ventajoso que
las partes del inyector que se sumergen en el metal líquido durante
el tratamiento sean todas de un material mojable. El mismo
material puede utilizarse para todas estas partes. En efecto, ha
sido observado que, en este caso, las burbujas emitidas por los
orificios 8 y atraídas en las palas y a lo largo del árbol del
rotor por un efecto hidrodinámico no quedan encerradas y no tienden
a fusionar para formar burbujas de gran tamaño, tal como ocurre
con materiales no mojables. Cuando el inyector está constituido por
varias piezas, las piezas del inyector sumergidas en el metal
líquido durante el tratamiento son preferentemente todas de un
material mojable. El mismo material puede utilizarse para todas
estas piezas.
El inyector puede estar provisto de un anillo 10
para permitir el acoplamiento con medios de puesta en rotación
31.
El eje de rotación del inyector giratorio 1 se
sitúa en el eje de simetría del árbol motor 4.
El inyector giratorio 1 de la invención puede
utilizarse para el tratamiento de un metal líquido que circula en
un recinto, tal como viene ilustrado en la figura 1, que es
típicamente una cuchara de tratamiento, o en un canal de
circulación de metal líquido (no ilustrado). También puede
utilizarse para el tratamiento en batch, por ejemplo en un horno. En
otros términos, una cuchara de tratamiento, un horno o un canal
pueden estar equipados con un inyector giratorio según la invención
con vistas al tratamiento de un metal líquido en continuo o por
lotes (tratamiento en batch).
Se han realizado pruebas en una cuba experimental
de pequeño tamaño. El tamaño de las burbujas formadas ha sido
observado y determinado con ayuda de una cámara de rayos X. El
método consiste en irradiar el baño de metal líquido 3 en el que se
emiten las burbujas 20 con ayuda de rayos X, en visualizar las
susodichas burbujas después de haber recuperado su imagen con una
cámara y en medirlas después de una calibración de la cadena de
adquisición.
Las pruebas han sido realizadas con inyectores
giratorios comparables a los que vienen ilustrados en la figura 3.
En un caso, representativo del arte anterior, las palas y los
medios de emisión eran de grafito; en otro caso, representativo de
la invención, eran de titanio. En ambos casos, los orificios tenían
un diámetro de 1 mm.
En estas pruebas, la solicitante ha observado por
una parte que, con los inyectores del arte anterior, las burbujas
tenían un diámetro medio del orden de los 15 mm, una parte del gas
de tratamiento podía subir a lo largo del rotor y del árbol del
inyector y 20% del gas inyectado no se dispersaba en el metal
líquido. La parte del gas no dispersada es casi inútil porque no
contribuye al tratamiento del metal líquido.
Por otra parte, la solicitante ha observado que,
con los inyectores según la invención, las burbujas tenían un
diámetro medio del orden de los 6 mm y que menos de 0,5% del gas
inyectado (límite de detección) no se dispersaba en el metal
líquido.
Además, la solicitante ha observado que,
contrariamente al arte anterior, las burbujas emitidas por los
orificios situados en los extremos de las palas no tienden a formar
cucharas de gas entre las palas. De ahora en adelante, las burbujas
preservan su pequeño tamaño, lo que ofrece una mayor eficacia de
tratamiento con respecto al arte anterior.
La solicitante ha observado también que el
inyector según la invención evita la formación de cucharas de gas
por debajo del inyector que podrían provocar inestabilidades.
Así, los resultados de desgasificación obtenidos
con inyectores según la invención han sido claramente mejorados con
respecto a los que se han observado con inyectores del arte
anterior.
El inyector giratorio según la invención presenta
la ventaja de permitir una reducción significativa de la velocidad
de rotación requerida para obtener burbujas de pequeño tamaño por
efecto de corte. Con un inyector según la invención y para un
rendimiento equivalente al del arte anterior, la velocidad de
rotación puede situarse entre 100 y 350 r.p.m., lo que permite
además limitar la agitación de la superficie del metal líquido y
reducir el desgaste de las piezas.
El inyector giratorio según la invención también
tiene la ventaja de presentar resultados de tratamiento menos
sensibles al desgaste eventual de las palas del inyector. En
efecto, según la invención, el tamaño de las burbujas de gas es
esencialmente determinado por los orificios de emisión, y muy poco
por el movimiento de rotación de las palas, que tienen entonces
como principales funciones la dispersión de las burbujas en el
mayor volumen de baño posible y la agitación de éste,
particularmente con vistas a homogeneizar el tratamiento. Por
consiguiente, el desgaste de las palas en el tiempo no provoca
ninguna degradación redhibitoria de los resultados de tratamiento
del inyector de la invención.
El orificio de los medios de emisión del inyector
según la invención puede ser suficientemente pequeño como para
evitar la penetración de metal líquido.
Claims (20)
1. Inyector giratorio (1) para inyectar gas (2)
en un metal líquido (3) que comprende un árbol motor (4), medios
de remoción (5), medios de transporte (6, 7, 11) del susodicho gas
(2) y medios de emisión (8, 9) del gas (2), y caracterizado
porque los medios de emisión (8, 9) están constituidos, en todo o
parte, por al menos un material mojable por el susodicho metal
líquido (3).
2. Inyector giratorio (1) según la reivindicación
1, caracterizado porque el susodicho material mojable
también es sustancialmente inerte al susodicho metal líquido
(3).
3. Inyector giratorio (1) según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque el susodicho material se hace
mojable con ayuda de un revestimiento de material mojable por el
metal líquido.
4. Inyector giratorio (1) según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los
susodichos medios de emisión comprenden por lo menos un orificio de
emisión (8) del susodicho gas (2).
5. Inyector giratorio (1) según la reivindicación
4, caracterizado porque el diámetro del susodicho, o de
cada, orificio (8) se sitúa preferentemente entre 0,5 y 5 mm.
6. Inyector giratorio (1) según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los
susodichos medios de emisión comprenden un material poroso mojable
por el susodicho metal líquido (3) o un material poroso hecho
mojable con ayuda de un revestimiento de material mojable por el
metal líquido.
7. Inyector giratorio (1) según la reivindicación
6, caracterizado porque el diámetro de los poros abiertos
emergentes a la superficie del susodicho material poroso es
inferior a 0,5 mm.
8. Inyector giratorio (1) según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende
un inserto (90) que comprende los susodichos medios de emisión (8,
9) y constituido por el susodicho material mojable o por un
material hecho mojable con ayuda de un revestimiento de material
mojable por el metal líquido.
9. Inyector giratorio según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los susodichos
medios de remoción (5) también están constituidos, en todo o parte,
por al menos un material mojable por el susodicho metal líquido o
por un material hecho mojable con ayuda de un revestimiento de
material mojable por el metal líquido.
10. Inyector giratorio (1) según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el
susodicho árbol motor (4) también está constituido, en todo o
parte, por al menos un material mojable por el susodicho metal
líquido o por un material hecho mojable con ayuda de un
revestimiento de material mojable por el metal líquido.
11. Inyector giratorio (1) según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el o
cada material mojable se elige en el grupo que comprende el
molibdeno, el tungsteno, el vanadio, el titanio, el cromo, el
hierro, los aceros o sus aleaciones, y el diboruro de titanio, los
nitruros de aluminio, los carburos de aluminio y los carburos de
titanio.
12. Dispositivo de dispersión giratorio (30)
caracterizado porque comprende por lo menos un inyector
giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Dispositivo de tratamiento de un metal
líquido (40) caracterizado porque comprende por lo menos un
inyector giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
11 o por lo menos un dispositivo de dispersión giratorio según la
reivindicación 12.
14. Cuchara de desgasificación de un metal
líquido que comprende por lo menos un inyector giratorio según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 o por lo menos un
dispositivo de dispersión giratorio según la reivindicación 12.
15. Horno que comprende por lo menos un inyector
giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 o por
lo menos un dispositivo de dispersión giratorio según la
reivindicación 12.
16. Canal provisto de por lo menos un inyector
giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 o por
lo menos un dispositivo de dispersión giratorio según la
reivindicación 12.
17. Utilización de un inyector giratorio según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, de un dispositivo
de dispersión giratorio según la 1 reivindicación 12, de un
dispositivo de tratamiento según la reivindicación 13, de una
cuchara de desgasificación según la reivindicación 14, de un horno
según la reivindicación 15 o de un canal según la reivindicación 16
para el tratamiento de un metal en estado líquido.
18. Utilización según la reivindicación 17,
caracterizada porque el susodicho metal se elige entre el
aluminio, las aleaciones de aluminio, el magnesio y las aleaciones
de magnesio.
19. Procedimiento de tratamiento de un metal en
estado líquido, caracterizado porque se utiliza por lo menos
un inyector giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 11, por lo menos un dispositivo de dispersión giratorio según
la reivindicación 12, por lo menos un dispositivo de
desgasificación según la reivindicación 13, por lo menos una
cuchara de desgasificación según la reivindicación 14, por lo
menos un horno según la reivindicación 15 o por lo menos un canal
según la reivindicación 16.
20. Procedimiento de tratamiento según la
reivindicación 19, caracterizado porque el susodicho metal
se elige entre el aluminio, las aleaciones de aluminio, el magnesio
y las aleaciones de magnesio.
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