SE470193B - Anordning för införing av en behandlingsgas och en legerings- och fyllnadstråd i en smälta i ett metallurgiskt kärl - Google Patents

Description

4 '7 I .\ 13 G _ 2 doserbarhet, reaktionsförmåga och fördelning vid införingen i metallsmältan för- bättras.

Uppfinningen utgår från insikten att anordningar av inledningsvis angivet slag för inblåsning av gas är möjliga konstruera om på sådant sätt att de även kan användas för tillförsel av tillsatsämnen. Särskilt vid en anordning med en gasinblåsningssten med orienterad porositet kan det eldfasta matrismaterialet mellan de enskilda kanalerna utnyttjas för att bilda en genomloppskanal, genom vilken exvis en legerinstråd kan föras in i metallsmältan. Om kanalen utgår från gasfördelningsrummet spolas den samtidigt med gas. Det är då inte risk för att träden skall smälta inne i stenen eller att smältan skall tränga in i stenen i spalten mellan träden och tillförselröret.

Uppfinningens syfte uppfylls med den i patentkravet 1 angivna anordningen.

Föredragna utföringsformer anges i de osjälvständiga patentkraven.

I sin allmänna form består uppfinningen i att gasfördelningsrummet har en första öppning, från vilken en rörformig genomloppskanal sträcker sig genom gas- inblåsningsstenen fram till dennas närmast metallsmältan belägna övre sida, och en andra öppning, genom vilken en legerings- eller fyllnadstråd eller ett rör kan föras in i gasfördelningsrummet och genomloppskanalen. Lämpligen är den andra öppningen gastätt avtätad.

Avtätningen kan åstadkommas på olika sätt. Ett föredraget utförande består i att anordna en packningshylsa, särskilt när denna kan placeras direkt under den egentliga öppningen, emedan den då blir åtkomlig utifrån.

Utöver de redan nämnda fördelarna ger uppfinningen vinsten att tråden nu förs in i den del av smältan som på grund av den genom gasinblåsningsstenen inblåsta inerta behandlingsgasen befinner sig i kraftigast rörelse. De tillsatta reaktionsämnena blir på så sätt mycket homogent fördelade. Samtidigt innebär konstruktionen att legeringsämnena för att nå ytan måste passera genom badets hela höjd, vilket maximerar deras samverkan med smältan.

Anordningens effektivitet kan höjas ytterligare genom olika konstruktions- åtgärder. Exvis kan området kring gasfördelningsrummets första öppning vara trattformigt och smalna av i trädens inmatningsriktning. Särskilt när början av en ny tråd skall blåsas in säkerställs på detta sätt att tråden blàses direkt in i genomloppskanalen utan att missa denna.

Genomloppskanalen som sådan kan antingen bildas av ett hål direkt genom stenen, eller bestå av ett rör av stål eller eldfast keramik, som företrädesvis muras in i ett genom stenens matrismaterial upptaget hål. En lämplig stålkvalitet är exvis en legering av typ X50-CuNi 18/9. Ett keramiskt rör kan lämpligen bestå av aluminiumoxid eller zirkoniumoxid, och kan vara framställt som en isostatiskt pressad detalj.

Som tidigare nämnts väljs rörets inre diameter företrädesvis något större ...A 4320 95 3 än diametern på tråden som skall blåsas in. Lämpligaste skillnad mellan diamet- rarna är 1 till 2 mm.

Anordningen kan vara utrustad med gasinblåsningsstenar av valfritt slag, t.ex. stenar med gasgenomsläppande fogar, stenar med orienterad porositet eller stenar med icke orienterad porositet, men en sten med orienterad porositet före- dras på grund av att trådinmatningsröret då kan placeras mellan stenens enskilda kanaler. Genomloppskanalen placeras företrädesvis i mitten med gastillförselkanal- erna jämnfördelat placerade runt om genomloppskanalen, vilket har en gynnsam inverkan pâ blåsningen och på fördelningen av den smälta legeringstråden.

Om ett ytterligare rör placeras förskjutbart men glappfritt i genomlopps- kanalen resp det fasta röret kan genomloppskanalen resp röret även användas för inblåsning av fasta ämnen i pulverform. Röret dras företrädesvis ut nedåt genom gasfördelningsrummet. De pulverformiga tillsatsämnena kan, företrädesvis med hjälp av en skyddsgasström, blåsas in genom röret på analogt sätt med vad som beskrivits i det föregående i fråga om införingen av en legeringstråd. Röret kan skjutas in allt eftersom för att kompensera för att det smälts av i kontakt- området med smältan. Mellan enskilda satser kan nya rörstycken skarvas på, t.ex. genom hopskruvning av på lämpligt sätt gängade ändstycken, i den undre änden av det sist inskjutna röret, så att det inskjutna röret blir jämförbart med ett ändlöst rör.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med ledning av ett på rit- ningen visat utföringsexempel. Därvid visar ritningens enda figur en starkt sche- matiserad genomskärning genom en anordning enligt uppfinningen.

En gasinblåsningssten 10 har ett flertal smala kanaler 12 med en diameter av cirka 1 mm. På ritningen visas totalt 4 sådana kanaler 12. Kanalerna 12 är belägna i en tät, eldfast matris, som består av ett keramiskt material, iföreligg- ande fall i huvudsak bestående av korund med en aluminiumoxidhalt av över 97 viktprocent. Även andra eldfasta material kan dock komma i fråga.

Gasinblåsningsstenen 10 är placerad på en av metall bestående låda 14, som innehåller ett gasfördelningsrum 16.

Metallådan 14 har cirkulär tvärsektion. Dess mantelvägg 18 är förlängd uppåt förbi rummets 16 ovansida 20, så att det bildas ett utrymme 21, i vilket stenen 10 är isatt. Ovansidan 20 är försedd med hål, som till antal, storlek och placering motsvarar kanalerna 12, så att hålen 22 blir belägna i kanalernas 12 förlängning och förbinder kanalerna 12 med gasfördelningsrummet 16. Lådans 14 ovansida 20 är även försedd med ett mitthål 24 med rund sektion. Detta hål 24 är större än hålen 22.

Ovanför hålet 24 innehåller stenen 10 en genomloppskanal 26, vars tvärsektion väsentligen motsvarar hålets 24 sektion. Genomloppskanalens 26 mantelvägg bildas av ett tätt, eldfast keramiskt rör 28 av zirkoniumdioxid. Röret 28 är fastcementat 473 'E93 4 i stenens 10 matrismaterial och slutar precis vid ovansidan 20. Ett trattformigt, nedåt vidgat rörstycke 30 är insvetsat i hålet 24 på sådant sätt att det fungerar som en i gasfördelningsrummet 16 inskjutande förlängning av röret 28.

Metallådans 14 botten är mitt emot hålet 24 försedd med ett hål 34, under vilket en packboxtätning 36 är anordnad. Tätningen 36 bildas av en packboxskruv 38, som skruvas in i en packboxgland 40 med hjälp av gängor 42, och därvid trycker samman ett i packningsrummet 44 mellan delarna 38 och 40 placerat tätningsmaterial. Som framgår av figuren är packboxglanden 40 fastsvetsad på undersidan av metallådans 14 botten 32. Av figuren framgår också att packbox- tätningen omsluter en genomloppskanal 46.

Utöver hålet 34 har bottnen 32 även ett hål 48, från vilket ett gastillförselrör 50 utgår nedåt.

Innan anordningens funktionssätt beskrivs närmare skall nämnas att anord- ningen med gasinblåsningsstenen 10 på känt sätt anordnas i hålstenen i ett metall- urgiskt smältkärls botten.

När driften skall startas tillförs gas, särskilt argon eller annan skyddsgas, till gasfördelningsrummet 16 genom gastillförselröret 50, och fortsätter sedan genom kanalerna 12 i stenen 10 in i metallsmältan. Före starten har en legerings- tråd 52 förts in i röret 28 genom packboxtätningen 36, gasfördelningsrummet 16 och rörstycket 30. Även i den mellan tråden 52 och röret 28 uppstående ring- spalten tränger gas in från gasfördelningsrummet 16. Under det att träden skjuts vidare uppåt och när den når stenens 10 ovansída 54 smälts av metallsmältan omspolas den hela tiden av en skyddsgasström, som dels förhindrar att tråden smälter redan inne i stenen och dels hindrar metallsmältan att tränga in i den ovannämnda spalten mellan tråden 52 och röret 28.

Frammatningen av tråden fortsätter under en tid som bestäms av den mängd legeringsämnen som skall tillsättas. Samtidigt därmed upprätthålls gasinblåsningen genom kanalerna 12 oförändrat.

Gasläckage genom hålet 34 förhindras av att genomloppskanalen 46 i pack- boxtätningen 36 är exakt avpassad till trådens ytterdiameter och av att tätningens anordningssätt ger en extra avtätning.

Vid detta anordningssätt kan tråden träs in från undersidan, vilket är mycket enkelt och bekvämt, och inte heller är det några problem att avbryta trådtill- förseln, emedan ett visst gastryck hela tiden upprätthålls i genomloppskanalen 28, så att metallsmältan inte kan tränga in och tråden inte smälta i kanalen 28.

Det nedåt vidgade rörstycket 30 har till syfte att underlätta inblåsningen av tråden 52 vid inträdningen. Anordningen kan också användas för enbart gas- inblåsning. I detta fall sätts företrädesvis en tättslutande cylindrisk propp av eldfast keramiskt material, t ex aluminiumoxid, fast i åtminstone den övre delen 28' av röret 28. Röret 28 är då tillslutet, men gasen kan fortsätta att strömma 473 ...A 93 in i metallsmältan genom kanalerna 12.

Genom att kanalerna 12 är placerade runt om röret 28 fås en särskilt effektiv spridning av de smälta legeringspartiklarna i metallsmältan vid inmatning av en tråd. Självfallet kan kanalerna 12, beroende på anordningens användningsändamål, även placeras på annat sätt i förhållande till röret 28.

I stället för en tråd 52 kan ett rör skjutas in i genomloppskanalen på analogt sätt med tråden. Genom detta rör, som är skjutbart anordnat, kan främst pulver- formiga ämnen matas in med hjälp av lämpliga anslutna ledningar, särskilt till- sammans med en skyddsgasström, Lex. argon. Röret är företrädesvis försett med invändig gänga i den ände som nedåt skjuter utanför tätningen 36, så att ett nytt rör med en passande utvändig gänga i sin framände kan skarvas på det första röret. Röret kan då vid behov eftermatas genom kanalen 28 om det smälts av vid stenens ovansida 54. Det nya röret skarvas företrädesvis på mellan enskilda behandlingssatser, då tillförseln av gas och fasta ämnen är avbruten, så att an- slutningsledningarna kan kopplas loss från det första röret och kopplas på det nya röret. Denna utföringsform har i övrigt samma fördelar som erhålles vid det tidigare beskrivna utförandet med inblåsning av tråd.

Claims (9)

CI) -..Ä xO (JJ 6 Patentkrav

1. Anordning för införing av en behandlingsgas och en legerings- eller fyllnads- tråd (52) i en smälta i ett metallurgiskt kärl, innefattande en eldfast keramisk in- blåsningssten (10) placerad på en av metall bestående låda (14) som innehåller ett “ gasfördelningsrum (16) med organ för anslutning av en gastillförselledning (50), kännetecknad av att gasfördelningsrummet (16) upptill har en första öppning (24), som smalnar av i trådens (52) inmatningsriktning och från vilken en rörformig genomloppskanal (26) sträcker sig genom gasinblåsningsstenen (10) fram till dennas närmast metallsmältan belägna övre gavelsida (54), och nedtill har en andra öppning (34) genom vilken legerings- eller fyllnadstråden (52) kan föras in i gasfördelnings- rummet (16) och genomloppskanalen (26), och att den andra öppningen (34) är gastätt avtätad i förhållande till tråden (52), så att gas inte kan tränga ut längs denna.

2. Anordning enligt kravet 1, kännetecknad av att den andra öppningen är av- i tätad med en packningsylsa (36).

3. Anordning enligt kravet 2, kännetecknad av att packningshylsan (36) är pla- cerad direkt under den andra öppningen (34).

4. Anordning enligt något av kraven 1 till 3, kärmeteckriad av att genomlopps- kanalen (26) bildas av ett i stenens matrismaterial placerat rör (28) av stål eller keramik.

5. Anordning enligt kravet 4, kännetecknad av att röret (28) självt eller ett separat rörstycke (30) skjuter ut nedåt in i gasfördelningsrummet (16) och vidgar sig trattformigt in i detta rum.

6. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att genomlopps- kanalens (26) respektive rörets (28) inre diameter är lika med eller något större än ytterdiametern på tråden (52) som skall föras in, varvid skillnaden mellan dia- metrarna företrädesvis är 1 till 2 mm.

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att gasinblås- ningsstenen (10) är en sådan med orienterad porositet (kanaler 10).

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att stenen inne- håller flera gasinblåsningskanaler (12), och att dessa är jämnt fördelade runt genom- loppskanalen (26) respektive röret (28).

9. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den övre delen (28') av genomloppskanalen (26) respektive röret (28) är utformad så att den kan tillslutas med hjälp av en eldfast keramisk propp.