SE0901520L - Ändstycke för styrrör, aggregat och förfarande - Google Patents

Abstract

1 3SAM MANDRAG Ett ändstycke för ett styrrör för tillsatser beskrivs. Ett sådant ändstyckekan ha en hållbar hylsa och en utbytbar hylsa. Den utbytbara hylsan kan haen kanal genom en tillsats kan levereras, och den utbytbara hylsan kan be-finna sig i den hållbara hylsan genomgående hål och kan vara fäst vid denhållbara hylsan. När smält metall kommer i kontakt med den utbytbara hylsan,bränns eller smälter den utbytbara hylsan och lossnar, och hindrar därmedden smälta metallen och slagg från att fastna vid ändstycket, vilket i sin turförhindrar uppbyggnaden av metall och slagg.

Description

AWAPATENT AB Kontor/HandläggareMalmö/Tomas Eriksson AFFIVAL, INC.

Ansökningsnr Vår referens SE-21045195 1 ÄNDSTYCKE FÖR STYRRÖR. AGGREGAT OCH FÖRFARANDE Uppfinningens område Föreliggande uppfinning avser anordningar och förfaranden associe-rade med insprutning av tillsatser i smält metall.

Uppfinningens bakgrund insprutning av tillsatser i bad av smält metall genomförs ofta genom attinnesluta tillsatserna i en metallkapsel eller -mantel för att bilda en kärn-försedd tråd (engelska: ”cored wire”) och sedan tillsätta den kärnförseddatråden till badet av smält metall, där metallkapselkomponenten eller -mantel-komponenten av tråden smälts och utlöser tillsatserna. Kalcium är till exempelen tillsatts som kan tillsättas stål. Nämnda kalciumet kan tillhandahållas i formav en tråd som är isolerad av papper och en ytterligare kapsel/mantel av stål.

För att tillsätta en kärnförsedd tråd till ett metallbad används en in-matare (ofta hänvisad till som en ”insprutare” (engelska: "injector”)). lnmata-ren drar kärnförsedd tråd från en rulle eller hylsa, rätar ut tråden och tryckerden uträtade tråden genom ett styrrör av metall. Generellt är ett styrrör ettstålrör med en diameter mellan 25 millimeter och 150 millimeter beroende påmaterialförhållanden. Ofta är upptagningen bäst då styrhylsans diameter är iden lägre delen av intervallet, mellan 25 millimeter och 50 millimeter. Styrröretav metall riktar den kärnförsedda tråden längs en bana så att den kärnför-sedda tråden införs i badet av smält metall för att underlätta upplösningen avden kärnförsedda tråden i den smälta metallen.

Till exempel är kalcium väldigt reaktivt, har en låg densitet i jämförelsemed smält stål och bildar ånga vid temperaturer för smält stål om det löser signära ytan av det smälta stålet. För att styra tråden djupt ned i metallbadet ochpå detta vis skydda den från att upplösas nära ytan av det smälta stålbadetkan ett styrrör som kan placeras nära det smälta stålet och överleva stänkenav smält stål och slagg användas medan den kalcium-kärnförsedda tråden 2 tillsätts det smälta stålet. Vanligtvis tillsätts den kärnförsedda tråden detsmälta stålet under tre till fyra minuter.

Det har visats att när styrröret placeras nära ytan av den smälta me-tallen så hamnar mer av tillsatsen i den smälta metallen. Återvinningen(engelska: ”recovery”) är den tillsatsmängd som uppmäts i den smälta me-tallen delat med den tillsatsmängd som injicerats i den smälta metallen. Ettflertal faktorer bestämmer återvinningen av tillsatsen. I de flesta fall är storåtervinning att föredra. Faktorer som påverkar återvinningen inkluderar denkärnförsedda trädens inträngningsvinkel i metallbadet, hastigheten med vilkenden kärnförsedda tråden tränger in i metallbadet, och avståndet mellan spet-sen på styrröret och metallbadets yta. Återvinningen förbättras vanligtvis om en av styrrörets ändar placerasnära metallbadet. Emellertid visar erfarenhet att styrrörets ände avlägsnasantingen genom smältning eller oxidering av styrröret, eller kommer styrröretatt bli tillstoppat om styrröret hamnar för nära metallbadet. Smältning, oxide-ring och/ellertillstoppning har observerats där avståndet mellan styrröret ochmetallbadet är mindre än en meter. För att undvika dessa förhållanden kan ettstort, tätt keramiskt ändstycke användas på änden närmast den smälta me-tallen. Emellertid är ett sådant ändstycke känsligt för metall och slagg somkan byggas upp på den keramiska änden. Vidare gör vikten på ändstycket detsvårt att hantera. Dessutom leder uppbyggnaden av metall och slagg slutligentill att styrröret blockeras om röret sänks nära metallbadet.

Följaktligen finns det ett behov för en anordning som kan motstå tem-peraturerna och stänken av slagg och metall, medan uppbyggnaderna avdessa minskas, och på samma gång kan motstå mekanisk nötning och slag-energi från träden som tillsätts badet av smält metall.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningen kan utformas som ett ändstycke för ett styrrör för till-satser. Ett sådant ändstycke kan ha en hållbar hylsa och en utbytbar hylsa.Den hållbara hylsan kan ha en första ände och en andra ände, och en inreyta som definierar ett genomgående hål som sträcker sig från den förstaänden till den andra änden. Den utbytbara hylsan kan ha en kanal genom 3 vilken en tillsats kan levereras och den utbytbara hylsan kan befinna sig i denhållbara hylsans genomgående hål och kan vara fäst vid den hållbara hylsan.Uppfinningen kan utformas som ett aggregat för styrrör. Ett sådantaggregat kan innefatta ett styrrör och ett åndstycke.Uppfinningen kan utformas som ett förfarande. Vid ett sådan förfa- rande tillhandahålls ett aggregat för styrrör. Aggregatet för styrrör kan ha (a)en hållbar hylsa som har en mottagande ände och en fördelande ände, ochsom har en inre yta som definierar ett genomgående hål som sträcker sig frånden mottagande änden till den fördelande änden, (b) en utbytbar hylsa somhar en kanal genom vilken en tillsats kan levereras, där den utbytbara hylsanbefinner sig i den hållbara hylsans genomgående hål och är fäst vid den håll-bara hylsan, och (c) ett styrrör för tillsatser som befinner sig i den utbytbarahylsans kanal och som är fäst vid den utbytbara hylsan. Den hållbara hylsankan vara placerad närmast den smälta metallen och en tillsats kan tillhanda-hålls den smälta metallen genom att mata tillsatsen genom hylsorna från denmottagande änden mot den fördelande änden.

Kort beskrivning av ritningarna För en utförlig förståelse för uppfinningens art och syfte skall hänvis-ning till den medföljande ritningarna och den följande beskrivningen göras.Enligt ritningarna: Fig. 1 är en perspektivvy, delvis i tvärsnitt, av ett aggregat för styrrörenligt uppfinningen som används på ett styrrör för att mata kärnförsedd trådtill smält metall, Fig. 2 är en sidovy av ett ändstycke enligt uppfinningen, Fig. 3 är en tvärsnittsvy från sidan av ett ändstycke enligt uppfinningen, Fig. 4 är en ändvy av ändstycket visat i Fig. 3, Fig. 5 är en tvärsnittsvy från sidan av ett ändstycke enligt uppfinningen, Fig. 6 är en tvärsnittsvy från sidan av ett ändstycke enligt uppfinningen, Fig. 7 är en tvärsnittsvy från sidan av ett ändstycke enligt uppfinningen,och Fig. 8 är ett flödesschema som visar ett förfarande enligt uppfinningen. 4Ytterligare beskrivning av uppfinningen Uppfinningen kan utformas som ett ändstycke 10 hos ett styrrör 46 förtillsatser. Fig. 1-4 visar ett sådant ändstycke 10. Ändstycket 10 kan innefattaen hållbar hylsa 13 och en utbytbar hylsa 16. I en av uppfinningens utförings-former har den hållbara hylsan 13 en väggtjocklek på ungefär 10 millimeter till15 millimeter, en diameter D på ungefär 80 millimeter till 90 millimeter, ochden utbytbara hylsan 16 har en väggtjocklek på ungefär 7 millimeter till 11millimeter.

Den hållbara hylsan 13 kan vara av ett keramiskt material, såsom förexempel aluminiumoxid eller aluminiumoxid-grafit. Den hållbara hylsan 13kan ha en första ände 19 och en andra ände 22. Den hållbara änden 13 kanha en inre yta 25 som definierar ett genomgående hål 28 som sträcker sigfrån den första änden 19 till den andra änden 22.

Den utbytbara hylsan 16 kan vara av kartong, som till exempel avkartongpapper. Alternativt kan den utbytbara hylsan 16 vara en keramiskmantel, antingen vävd eller icke-vävd. Ett exempel på en keramisk mantel ärBTU-Block som produceras av Thermal Ceramics of Augusta, i Georgia,USA. Den utbytbara hylsan 16 kan definiera en kanal 31 genom vilken entillsats 34 kan levereras. När smält metall eller slagg kommer i kontakt meden sådan utbytbar hylsa 16, kan ett parti av den utbytbara hylsan 16 brännaseller smälta, beroende på materialet. När den utbytbara hylsan 16 brinnereller smälter faller den smälta metallen eller slaggen tillbaka i badet av smältmetall 37 och förhindrar därmed att den smälta metallen eller slaggen fastnarvid ändstycket 10, vilket i sin tur förhindrar att metall och slagg byggs upp.

Den utbytbara hylsan 16 kan befinna sig i den hållbara hylsans 13genomgående hål 28 och kan vara fäst till den hållbara hylsan 13. Ett bind-ningsmaterial 40, som till exempel keramiskt murbruk, kan finnas mellan denutbytbara hylsan 16 och den hållbara hylsan 13 för att fästa den utbytbarahylsan 16 vid den hållbara hylsan 13. Ett keramiskt murbruk som kan varapassande säljs under handelsbeteckningen ”Super G 3000” som är tillgängligtfrån Vesuvius USA Corp.

Istället för eller som tillägg till bindningsmaterialet 40 kan ett förstafästdon 43 användas för att fästa den utbytbara hylsan 16 vid den hållbara 5 hylsan 13. Som exempel kan det första fästdonet 43 utgöras av en klammersom sträcker sig från den hållbara hylsan 13 till den utbytbara hylsan 16 påett sådant sätt att det första fästdonet 43 fäster den utbytbara hylsan 16 vidden hållbara hylsan 13. Det första fästdonet 43 kan sträcka sig genom denhållbara hylsan 13. Fig. 5 visar hur det första fästdonet 43 sträcker sig genomden hållbara hylsan 13 in genom den utbytbara hylsan 16. I fig. 5 sträcker siginte fästdonet 43 hela vägen genom den utbytbara hylsan 16.

Fig. 6 visar en annan utföringsform i vilken det första fästdonet 43sträcker sig in i kanalen 31. Då styrröret 46 förs in i den utbytbara hylsan 16böjs fästdonets 43 ändar 49 som skjuter ut från den utbytbara hylsan 16. Viden sådan anordning kan fästdonets 43 ändar 49 hjälpa till att fästa styrröret46 mot den utbytbara hylsan 16.

Ett andra fästdon 52 kan sträcka sig genom den utbytbara hylsan 16men inte genom den hållbara hylsan 13. Fig. 7 visar ett exempel på en sådananordning. I Fig. 7 skall det noteras att det första fästdonet 43 fäster den håll-bara hylsan 13 med den utbytbara hylsan 16, och att det andra fästdonets 52ändar 49 sträcker sig in kanalen 31 för att fästa styrröret 46 vid den utbytbarahylsan 16.

Ett ändstycke 10 enligt uppfinningen kan användas tillsammans medett styrrör 46 för tillsatser för att bilda ett aggregat 55. Styrröret 46 kan varagjort av metall. Styrröret 46 kan vara placerat att befinna sig i kanalen 31 ochkan vara fäst vid den utbytbara hylsan 16 av första fästdon 43 och/eller andrafästdon 52 som skjuter ut från den utbytbara hylsan 16 i kanalen 31. Alterna-tivt, eller dessutom, kan styrröret 46 vara fäst vid den utbytbara hylsan 16genom att kanalen 31 görs i en sådan storlek att en friktionspassning eller engreppspassning åstadkommes med styrröret 46. Då en greppspassningåstadkommes kan den utbytbara hylsan 16 tryckas samman mellan styrröret46 och den hållbara hylsan 13. På detta sätt kan styrröret 46 fixeras relativt tilländstycket 10, utan att krafter anbringas till den hållbara hylsan 13 som skullekunna ge upphov till sprickor i den hå||bara hylsan 13. Dessutom kan denutbytbara hylsan 16 skydda den hållbara hylsan 13 från stötar, som till exem-pel från den kärnförsedda trädens tillsats 34 och därmed förhindra sprickor iden hållbara hylsan 13. 6 Enligt denna anordning kan den hållbara hylsans 13 första ände 19anses som en mottagande ände och den hållbara hylsans 13 andra ände 22kan anses som en fördelande ände. Styrröret 46 kan tas emot i den motta-gande änden 19 och tillsatsen 34 kan delas ut genom den fördelande änden22. Den hållbara hylsans 13 fördelande ände 22 kan sträcka sig bortom enfördelande ände 58 på styrröret 46. På detta sätt kan den hållbara hylsan 13skydda styrröret 46 från smält metall och slagg som kan stänka i närheten avstyrröret 46. När den hållbara hylsan 13 och styrröret 46 används nära ett badav smält metall 37 kan den hållbara hylsan 13 och styrröret 46 placeras rela-tivt varandra på ett sådant sätt att den hållbara hylsans 13 fördelande ände22 kommer närmre badet av smält metall 37 än styrrörets 46 fördelande ände58. Den relativa positionen för den hållbara hylsan 13 och styrröret 46 för enav uppfinningens utföringsformer visas bäst i Fig. 3 Fig. 1 visar en av uppfinningens utföringsformer som används nära ettbad av smält metall 37. Ändstycket 10 kan tillåta att styrröret 46 placeras närabadet av smält metall 37, vilket i sin tur kan förbättra återvinningen av till-satser 34, inklusive legeringar som injicerats i den smälta metallen via tråd-matningsmetoder. Partiet av den utbytbara hylsan 16 som sträcker sig bortomänden 58 på styrröret 46 kan anträffa smält metall. När smält metall kommer ikontakt med den utbytbara hylsan 16, bränns eller smälts den utbytbara hyl-san 16 och lossnar, och hindrar därmed den smälta metallen från att fastnavid ändstycket 10, vilket i sin tur förhindrar uppbyggnaden av metall ochslagg.

Enligt en utföringsform kan uppfinningen betraktas som ett förfarandeför att fördela en tillsats. Fig. 8 visar ett sådant förfarande i vilket ett aggregatför styrrör är tillhandahållt 100. Aggregatet för styrrör kan ha en hållbar hylsa,en utbytbar hylsa och ett styrrör för tillsatser, som till exempel de som be-skrivits ovan. Den hållbara hylsan och den utbytbara hylsan kan vara till-handahållna relativt styrröret på ett sådant sätt att de fördelande ändarna avden hållbara hylsan och den utbytbara hylsan sträcker sig bortom en för-delande ände på styrröret, och på detta vis kan den hållbara hylsan och denutbytbara hylsan placeras närmare ett bad av smält metall än en fördelandeände på styrröret. Den hållbara hylsan och den utbytbara hylsan kan placeras 7 103 närmast den smälta metallen, och en tillsats kan tillhandahållas 106 densmälta metallen genom att mata tillsatsen genom hylsorna från den mot-tagande änden mot den fördelande änden, och slutligen ner i den smältametallen. Även om den innefattande uppfinningen har beskrivits med avseendepå en eller flera utföringsformer skall det förstås att andra utföringsformer avuppfinningen kan göras utan att avvika sig från den innefattande uppfin-ningens tanke och omfattning. Därför anses den innefattande uppfinningenendast begränsad av de bifogade paterltkraven och patentkravens skäliga tolkning.