TW202417145A - 耐火氣體淨化塞體及耐火氣體淨化塞體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種耐火氣體淨化塞體及耐火氣體淨化塞體的製造方法。
Description
發明領域
本發明有關於一種耐火氣體淨化塞體及耐火氣體淨化塞體的製造方法。
發明背景
氣體淨化塞體使用於熔融金屬的冶金處理。彼等配置在冶金容器的底部區域中,例如用於二次冶金處理熔融鋼料(molten steel)的盛鋼桶(ladle)。耐火氣體淨化塞體包含氣體可穿經的耐火陶瓷材料主體。該主體從主體的第一末端延伸到主體的相對第二末端。氣體可在第一末端引進主體。引進主體的氣體流經主體且在主體的相對第二末端離開主體。當氣體淨化塞體配置在冶金容器的底部區域中時,經常將第一末端配置在底部以及將第二末端配置在頂部。第二末端與在冶金容器中的熔融金屬直接接觸。
因此,氣體可通過氣體淨化塞體引進到熔融金屬中,從而在熔融金屬中產生使熔融金屬循環的流動。該流動可去除熔融金屬的有害氣體,將氧化物夾雜物輸送到爐渣中,且使熔融金屬中的組份及溫度均勻化。
已知有各種技術允許氣體穿經在此一氣體淨化塞體中的耐火陶瓷材料主體。根據一技術,該主體包含氣體可穿經的多孔可滲透耐火陶瓷材料。由於這種天然氣體滲透率是由耐火陶瓷材料中之孔隙結構的隨機混亂排列造成的,因此也被稱為「無向」孔隙率。
根據另一技術,已知在耐火陶瓷材料主體中配置有特定幾何的數個氣體通道。這些氣體通道的建立通常藉由首先配置可燃材料於耐火陶瓷材料中,然後燒光從而去除可燃材料。燒光的中空區隨後形成數個氣體通道。例如,在陶瓷材料中可配置例如塑料或纖維素的可燃材料帶狀物或絲狀物且隨後將其燒光。有特定幾何的這些氣體通道也被稱為"有向"孔隙率。
例如,歐洲專利EP 1 101 825 A1揭露一種具有此類無向孔隙率及此類有向孔隙率兩者的耐火陶瓷氣體淨化塞體,亦即形式為狹縫狀氣體通道。
一方面多孔可滲透耐火陶瓷材料的無向孔隙率與另一方面氣體通道的有向孔隙率互相補充。因此,取決於氣體流經氣體淨化塞體的流率,在各種情形下,可能想要較高比例的氣體只流經這兩種孔隙率中之一者。
在此方面,例如,想要高流率的氣體流經氣體淨化塞體以用於均勻化熔融金屬,最好這可通過氣體通道來實現。另一方面,最好用許多小氣泡去除有害氣體與熔融金屬中的氧化物夾雜物,且最好用穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料的低流率氣體實現此類氣泡。在此方面,一般希望,低流率的氣體優先穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料且較高流率的氣體優先穿經氣體通道。此外,也特別想要氣體以較高的流率傳導穿過氣體通道,因為較高的流率可能損傷多孔可滲透耐火陶瓷材料,特別是高質量流率的氣體。就此而言,最好想要引導氣體以較高的流率穿過氣體通道。此外,想要在較高的流率下,該等氣體通道再度免除滲入熔融金屬。
為了能夠向多孔耐火材料及氣體通道兩者傳導供應給耐火氣體淨化塞體的氣體,先前技術氣體淨化塞體經常有首先傳導氣體給它的氣體分配室或多孔插件。供應給氣體淨化塞體的氣體隨後從氣體分配室或多孔插件流到多孔可滲透耐火陶瓷材料或流到氣體通道中。
根據本發明,已發現,用從先前技術得知的氣體通道,熔融金屬在高氣體流率下的最佳均勻化永遠不可能。此外,已發現,用從先前技術得知的氣體淨化塞體,氣體通道再度免除滲入熔融金屬永遠不可能。
發明概要
本發明的目標是要提供一種耐火氣體淨化塞體,用它低流率的氣體優先穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料且較高流率的氣體優先穿經氣體通道使得其中可實現熔融金屬在高氣體流率下的最佳均勻化,同時,氣體通道再度免除滲入熔融金屬為有可能。特別是,本發明的目標是要提供一種耐火氣體淨化塞體,用它同時使低流率的氣體優先穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料且較高流率的氣體優先穿經氣體通道使得熔融金屬可以高流率的氣體最佳地勻化,且同時,該等氣體通道再度免除滲入熔融金屬。從而,又一目標是,可很小心地去除金屬滲入物,而不損傷敏感的多孔可滲透耐火陶瓷材料。
為了解決這些任務,提供一種耐火氣體淨化塞體,其包含下列特徵:
一耐火陶瓷材料主體;
該主體從該主體的一第一末端延伸到該主體之一第二末端,該第一末端可引進氣體到該主體中,該第二末端可從該主體排出氣體,該第二末端與該主體之該第一末端相對;
該主體包含由多孔可滲透耐火陶瓷材料製成的一第一部件,該第一部件從該主體之該第一末端延伸到該主體之該第二末端,該第一部件提供一表面;
該主體包含由耐火陶瓷材料製成的一第二部件,該第二部件從該主體之該第一末端延伸到該主體之該第二末端,該第二部件包含延伸穿過該第二部件的數個氣體通道;
其中,該等氣體通道形成至少一網狀物;
且其中,該至少一網狀物至少部份直接在第一部件的表面上延伸。
本發明基於以下發現,用本發明的氣體淨化塞體,有可能使低流率的氣體優先穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料且較高流率的氣體優先穿經氣體通道。本發明基於以下的進一步發現,由該等氣體通道形成的網狀物使得有可能實現熔融金屬的特別有利均勻化。本發明基於以下進一步的發現:用本發明的氣體淨化塞體,特別是,在高質量流下,氣體通道有可能再度免除滲入熔融金屬。本發明基於以下進一步的發現:用本發明的氣體淨化塞體,有可能可很小心地去除金屬滲入物,而不損傷敏感的多孔可滲透耐火陶瓷材料。
本發明人假設,氣體通過不同孔隙度的流動取決於流率是由於以下事實:首先,該多孔可滲透耐火陶瓷材料與該等氣體通道之間有一定數量的氣體交換,第二,低流率的氣體優先穿經多孔可滲透耐火陶瓷材料且較高流率的氣體優先穿經氣體通道。本發明人假設,這種效果可能基於以下事實:在低流率下,氣體通道被滲入熔融物阻塞,然而,在高流率下,可很小心地從第一部件分別吹出或去除在該等通道中的金屬滲入物,而不損傷敏感的多孔可滲透耐火陶瓷材料。因此,在高流率下,流動通過多孔可滲透耐火陶瓷材料的氣體在某種程度上傳遞到該等氣體通道中,而從該等氣體通道吹出金屬滲入物,然後流動通過該等氣體通道。同時,在氣體以高流率從多孔可滲透耐火陶瓷材料傳遞到該等氣體通道中時,不會損傷敏感的多孔可滲透耐火陶瓷材料。
根據本發明,也已發現,如果該等氣體通道形成至少一個這樣的網狀物,在製造技術方面,可以很容易地提供一種氣體淨化塞體。這是因為,為了這個目的,如下文進一步詳細解釋的,首先,網狀可燃材料可很簡單地配置在第一部件上,例如藉由簡單地將可燃網狀物披上第一部件,然後用耐火材料包圍即可。
在本發明的意思上,該等氣體通道形成「網狀物」,只要該等氣體通道具有網狀結構或像網狀物一樣延伸。
根據一具體實施例,該等氣體通道形成至少一網狀物,彼等由各自互相平行且互相交叉地延伸的數個氣體通道群組組成。這導致網路的對稱結構,再度造成氣體均勻地注入鋼熔體,從而減少塞體的不一致磨損。
根據一具體實施例,該等氣體通道形成至少一對稱網狀物。
根據本發明,已發現,由氣體通道形成的此一對稱網狀物使得有可能實現熔融金屬的特別有利均勻化。此外,已發現,通過此一對稱網狀物,氣體在第一部件中可特別均勻地擴散,使得該第一部件可特別小心地免除任何金屬滲入物。
較佳地,該等氣體通道線性延伸,亦即,沿著直線。這允許在該等氣體通道內產生特別均勻的流動,特別是,層流,從而,氣體可特別均勻地注入熔融金屬且在第一部件中擴散,這再度可防止塞體的不一致磨損。
根據一特別較佳具體實施例,提供了該網狀物包含被該等氣體通道包圍的網眼,且其中,該等網眼有在1至10毫米之間的網眼大小,在2至8毫米之間更佳,且在3至5毫米之間基至更佳。這使得製造變得容易且防止通道結構中的誤差。在本發明的意思內,「網眼」表示被氣體通道包圍的區域。
較佳地,該等氣體通道至少主要有恆定的橫截面面積。在這個意思上,橫截面面積為該等氣體通道與彼等之縱向延伸垂直的橫截面。與有不恆定橫截面的區域相比,恆定的橫截面面積可防止磨損。根據一較佳具體實施例,該等氣體通道在氣體通道網狀物的節點之前有恆定的橫截面面積。氣體通道網狀物的「節點」為網狀物的氣體通道交叉點。
較佳地,該等氣體通道有圓形橫截面面積。當提供複數個毗鄰氣體通道網狀物時,這是特別較佳的,因為該等氣體通道網狀物的接觸表面被最小化且限制氣體通道網狀物之間的氣體滲入物。
較佳地,該等氣體通道有在0.1至2.0毫米之間的直徑,在0.1至1.0毫米之間更佳,且在0.2至0.9毫米之間甚至更佳。在這個意思上,直徑為該等氣體通道與彼等之縱向延伸垂直的直徑。在該等氣體通道沒有圓形橫截面面積的情形下,直徑為與氣體通道縱向延伸垂直的通道壁之間的最大距離。
根據本發明,已發現,用有此一直徑的氣體通道,氣體可以特別有利的方式通過該等氣體通道注入熔融金屬,特別是,也以高氣體質量流,從而,可實現熔融金屬的良好均勻化,但是同時可完全或很大程度地防止熔融金屬滲入到該等氣體通道中。
根據一特別較佳具體實施例,提供了第二部件的耐火陶瓷材料有比第一部件之耐火陶瓷材料低的滲透率。
根據一具體實施例,也可提供第二部件的耐火陶瓷材料不透氣,特別是,在耐火氣體淨化塞體的氣壓下不透氣。根據一具體實施例,可提供第二部件的耐火陶瓷材料有小於2 nPerm的滲透率,小於0.05 nPerm為較佳。
根據一特別較佳具體實施例,提供了第一區域有在50至400 nPerm之區域內的滲透率,在60至250nPerm之區域內為較佳。
本文給出滲透率數值是根據標準ISO 8841:1991-09來決定的。
根據本發明,已發現,用第一部件的此一滲透率,特別是,在氣體以低質量流率穿經第一部件下,氣體可穿經第一部件致使流經第一部件到熔融金屬中的氣體在熔融金屬中產生許多小氣泡,通過它可以有利地從熔融金屬中去除有害氣體和氧化物夾雜物。此外,已發現,用第一部件的此一滲透率,氣體可很好地從該等氣體通道擴散到第一部件中且使其免除金屬滲入物,如前文所解釋的。
根據一較佳具體實施例,提供了該第二部件包圍該第一部件。
根據本發明,已發現,在該第二部件包圍該第一部件時,用第一部件的氣體通道,該第二部件可特別有利地免除金屬滲入物。
一般而言,該第一部件可具有任何形狀。例如,該第一部件可具有圓形橫截面、多邊形橫截面、或此類橫截面的組合。例如,該多邊形橫截面可為矩形橫截面。例如,該第一部件可包含有圓形橫截面的至少一區段與有多邊形橫截面的至少一區段。
就第一部件具有圓形橫截面而言,第一部件可具有例如圓柱形,其中圓柱的縱軸從主體的第一末端延伸到主體的第二末端。替換地,可提供就第一部件具有圓形橫截面而言,它有縱軸從主體之第一末端延伸到主體之第二末端且沿著該方向縮減的截頭圓錐形。
就第一部件具有多邊形橫截面而言,第一部件可具有例如長方體,棱柱形或楔形,且這些形狀的縱軸從主體的第一末端延伸到主體的第二末端。根據一具體實施例,可提供橫截面的面積沿著從主體之第一末端到主體之第二末端的方向縮減。
根據一具體實施例,可提供該第一部件為一整塊,特別是,由具有均勻性質的一整塊組成。
根據一較佳具體實施例,該第一部件包含第一分段與第二分段,其中,這些分段有不同的性質。較佳地,該第一分段與該第二分段在以下至少一個特徵中有所不同:形狀或孔隙率。特別是,該第一部件具有不同性質之不同分段的顯著優點是,可優化各個分段的某些性質。
根據一具體實施例,該第一部件包含緊鄰耐火陶瓷材料主體之第一末端地設置的第一分段與緊鄰耐火陶瓷材料主體之第二末端地設置的第二分段。換言之,該第一分段形成該主體之第一末端的一部份且該第二分段形成該主體之第二末端的一部份。
在某種程度上,該第一分段與該第二分段的形狀不同,最好該第一分段具有如上所述的多邊形橫截面,且該第二分段具有如上所述的圓形橫截面。這個具體實施例的一顯著優點在於:該第一及第二分段在視覺上彼此不同且該第一分段因此也可當作磨損指示器。又一優點是,只有與主體之第二末端鄰接的第二分段以圓形的橫截面形成。在此方面,不過,必須考慮到的是,氣體從多孔可滲透耐火材料進入融體是有利的,如果此材料有圓形橫截面的話,但是此一圓形橫截面在製造技術方面比多邊形橫截面更難以實現。
較佳地,提供了該第一分段可具有磨損指示器的功能,如從先前技術得知的。眾所周知,在從融熔槽(melting vessel)卸下熔融金屬之後,該第一分段在視覺上可識別從而指示氣體淨化塞體的磨損進度。
在某種程度上,第一分段與第二分段的孔隙率不同,最好提供該第一分段包含有第一滲透率的多孔可滲透耐火陶瓷材料且該第二分段包含有第二滲透率的多孔可滲透耐火陶瓷材料,其中,該第一滲透率與該第二滲透率不同。特別較佳地,提供了該第一滲透率大於該第二滲透率。根據一較佳具體實施例,提供了該第一滲透率在50至400 nPerm的範圍內,在60至250 nPerm的範圍內為較佳,且該第二滲透率在50至400 nPerm的範圍內,在60至250 nPerm的範圍內為較佳。第一及第二滲透率相同為較佳。特別是,此一具體實施例的優點也在於以下事實,穿經第一分段的氣體數量可大於第二分段。結果,氣體可從第一分段向第二分段傳導以及向與其直接鄰接的氣體通道傳導,如下文進一步所描述的。藉由同時傳導較小數量之氣體的第二分段,產生上述自我調節效果,從而,氣體以低氣體流率流動通過多孔可滲透耐火材料,且氣體以較高的流率流動通過氣體通道。
較佳地,該第一分段有與主體之第一末端有一段距離地延伸的表面。因此,第一分段的這個表面在主體「內側」延伸。較佳地,這個表面與主體的第一末端平行。
根據一特別較佳具體實施例,提供了該第一分段有第一接觸表面且該第二分段有第二接觸表面,該第一接觸表面與該第二接觸表面互相靠緊。因此,該第一分段與該分段區段互相直接鄰接。特別是,這也有以下優點,流動通過第一分段的氣體可直接從第一分段流到第二分段中。特別較佳地,該第一接觸表面及該第二接觸表面與主體之第一末端及第二末端有一段距離地延伸,亦即,在主體「內側」。根據一具體實施例,該第一及第二接觸表面與主體的第一末端平行。
該等氣體通道延伸穿過第二部件,該等氣體通道形成至少部份直接在第一部件之表面上延伸的至少一網狀物。原則上,該等氣體通道可延伸穿過第二部件有在主體的第一末端與主體的第二末端之間的任何距離。較佳地,該等氣體通道延伸到主體的第二末端。這有以下優點,氣體可在主體的第二末端經由該等氣體通道從主體釋放到熔融金屬中。
可提供該等氣體通道延伸到主體的第一末端。這允許在主體的第一末端經由該等氣體通道引進氣體到主體中。根據此具體實施例的又一具體實施例,該等氣體通道同時延伸到主體的第二末端,如前述。在此方面,該等氣體通道從主體的第一末端延伸到主體的第二末端。這允許氣體從主體的第一末端經由該等氣體通道穿經主體到主體的第二末端。
根據一替代較佳具體實施例,提供與主體之第一末端有一段距離地延伸穿過第二部件的氣體通道。因此,在此具體實施例中,該等氣體通道不延伸到主體的第一末端反而末端與第一末端隔開。
在其中該第一部件為一整塊的具體實施例的情形下,且其中,提供與主體之第一末端有一段距離地延伸穿過第二部件的氣體通道,該等氣體通道末端在主體的第一末端與第二末端之間的第一部件區域中與主體的第一末端隔開。
假如具體實施例之中的第一部件包含第一分段與第二分段,如本文所述,且其中,提供與主體之第一末端有一段距離地延伸穿過第二部件的氣體通道,最好經由由多孔可滲透耐火陶瓷材料製成的第一部件藉由引進氣體到第一部件中來供應氣體給該等氣體通道,且如以上所解釋的,經由第一部件與氣體通道之間的氣體交換,氣體從第一部件傳導到氣體通道中。只要如以上所述的第一分段有使第一分段抵接第二分段的第一接觸表面,根據又一具體實施例,提供了該等氣體通道在朝向第二末端的方向從這個接觸表面延伸穿過第二部件。在此具體實施例中,該等氣體通道因此以朝向第一末端有一段距離地配置,該距離與第一接觸表面朝向第一末端的距離對應。較佳地,在此具體實施例中,該等氣體通道與第一接觸表面接觸。這允許流經第一分段的氣體直接從第一分段流到該等氣體通道中。
根據本發明,已發現,該第二部件從而該等氣體通道可特別有利地免除滲入金屬,特別是,在該第二部件包圍該第一部件時。
一般而言,第一部件可由任何多孔可滲透耐火陶瓷材料製成。特別是,第一部件可由習知用於氣體淨化塞體之多孔可滲透耐火陶瓷材料的任何多孔可滲透耐火陶瓷材料製成。較佳地,第一部件由燒結多孔可滲透耐火陶瓷材料製成。較佳地,第一部件可基於以下至少一種耐火陶瓷材料製成,特別是,燒結在一起的材料:氧化鎂、氧化鋁、尖晶石、莫來石、與耐火粘土。
第二部件可由任何耐火材料製成,特別是,有低滲透率的耐火陶瓷材料。在此方面,可使用從先前技術得知的耐火材料。較佳地,第二部件之耐火陶瓷材料的形式為耐火水泥或陶瓷塊,亦即,不定形耐火陶瓷產品。較佳地,第二部件可基於以下至少一種耐火陶瓷材料:氧化鎂、氧化鋁、尖晶石、莫來石、與耐火粘土。
為了提供在第二部件中的該等氣體通道,可使用從先前技術得知的製成技術用於在耐火氣體淨化塞體中建立氣體通道。較佳地,該等氣體通道的建立可首先將可燃材料埋入耐火陶瓷材料,然後加熱此耐火陶瓷材料,使得可燃材料被燒光且隨後形成該等氣體通道。較佳地,此類可燃材料具有一或多個網狀物的形狀,彼等配置在第一部件的表面上為較佳。例如,來自可燃材料的至少一網狀物可放在第一部件的表面上。
該可燃材料可為有機材料,可編織材料為較佳,例如,棉花、纖維素或塑料,例如以下塑料中之一者:軟性聚乙烯、軟性聚丙烯或聚醚碸。
根據本發明之一具體實施例,可提供該等氣體通道取代被燒光的材料。
如從先前技術得知的,該氣體淨化塞體可包含包圍耐火陶瓷材料主體的金屬外殼或外套。
從先前技術得知,該氣體淨化塞體最好可包含一或多個氣體分配室,氣體經由彼等可引進到第一部件和第二部件中。
較佳地,從先前技術得知,該等氣體分配室配置在耐火陶瓷材料主體的第一末端,使得來自該等氣體分配室的氣體可直接引進到第一部件中以及到第二部件的氣體通道中。
如上述,在提供與主體之第一末端有一段距離地延伸穿過第二部件的氣體通道從而該等氣體通道不延伸到第一末端反而是與主體之第一末端隔開的末端的具體實施例中,可提供該氣體淨化塞體只包含一個氣體分配室,氣體經由它只引進到第一部件中。
不過,特別是在上述具體實施例的情形下,在此該等氣體通道延伸到主體的第一末端,可提供兩個或多個氣體分配室,如下述。
根據一具體實施例,可提供該氣體淨化塞體包含設置在主體之第一末端的第一氣體分配室;設置在主體之第一末端的第二氣體分配室;其中,氣體經由該第一氣體分配室可引進到該第一部件中;且其中,氣體經由該第二氣體分配室可引進到該第二部件中。
根據本發明,已發現,如果該氣體淨化塞體包含設置在主體之第一末端的第一及第二氣體分配室,可更好地傳導氣體穿過耐火氣體淨化塞體。這是因為用此類第一及第二氣體分配室,特別是,有可能實現氣體通過適合氣體流動行為之氣體淨化塞體的傳導。特別是,提供這種第一及第二氣體分配室允許根據該氣體的流動行為向該多孔可滲透耐火陶瓷材料或向該等氣體通道的針對性氣體傳導。
一般而言,特別是,此一第一及第二氣體分配室的優點是,可選擇性經由該第一氣體分配室引進氣體到該第一部件中從而到該多孔可滲透耐火陶瓷材料中,且經由該第二氣體分配室到該第二部件中從而到該等氣體通道中。
例如,這兩個氣體分配室允許,一方面,優先引導氣體到該第一氣體分配室,從而以低流率通過該多孔可滲透耐火陶瓷材料,另一方面,優先傳導氣體通過該第二氣體分配室,從而以較高的流率通過該等氣體通道。以此方式,取決於該氣體的流動行為,氣體穿過該氣體淨化塞體的最佳傳導在各種情形下都有可能。
根據一具體實施例,可提供第一氣體分配室與第二氣體分配室互相分離,例如藉由一壁。根據本發明的又一具體實施例,可提供第一氣體分配室與第二氣體分配室彼此流體分離。這樣做有一特別優點:在第一氣體分配室中的氣體與在第二氣體分配室中的氣體不會互相混合,使得可明確引導氣體經由第一氣體分配室到第一部件中且經由第二氣體分配室到第二部件中。
根據一特別較佳具體實施例,提供了氣體無法經由第一氣體分配室引進到第二部件。
根據一具體實施例,提供了 氣體無法經由第二氣體分配室引進到第一部件。
上述具體實施例可用特殊的方式確保,氣體經由該第一氣體分配室可引進到該第一部件中且氣體經由第二氣體分配室可引進到第二部件中。以此方式,根據該氣體的流動行為,可用特別有利的方式實現向多孔可滲透耐火陶瓷材料或者是向氣體通道的針對性氣體傳導。
從先前技術得知,在本發明的意思上,「氣體分配室」是指分別被數個壁圍封或界定的空間。該氣體分配室不需要完全被數個壁圍封。反而,圍封氣體分配室的壁例如可以有開口,例如以引導氣體到氣體分配室中。
根據一較佳具體實施例,提供了由第一氣體分配室界定的空間部份由第一部件界定。換言之,該第一部件構成界定被第一氣體分配室圍封之空間之壁的一部份。由於第一氣體分配室配置在本發明氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體的第一末端,這個特徵特別容易實現。特別是,此特徵的一個特別優點是,在第一部件構成第一氣體分配室之壁的一部份時,氣體可特別容易通過第一氣體分配室向第一部件傳導。
根據一特別較佳具體實施例,提供了由第二氣體分配室界定的空間部份由第二部件界定。換言之,該第二部件構成界定被第二氣體分配室圍封之空間之壁的一部份。由於第二氣體分配室配置在本發明氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體的第一末端,這個特徵特別容易實現。特別是,此特徵的一個特別優點是,如果第二部件構成第二氣體分配室之壁的一部份,氣體可特別容易通過第二氣體分配室向第二部件或向形成於第二部件之中的氣體通道傳導。
較佳地,第一及第二氣體分配室之壁中不是由第一部件及第二部件界定的其他部份可由金屬形成,例如從先前技術得知的。可提供第一及第二氣體分配室之壁可為供氣構件中經由它可向該第一部件及該第二部件傳導氣體的部份。
為了傳導氣體至第一氣體分配室中,可提供該第一氣體分配室有至少一第一供氣開口,經由它氣體可引進到第一氣體分配室中。
為了傳導氣體至第一氣體分配室中,可提供該第二氣體分配室有至少一第二供氣開口,經由它氣體可引進到第二氣體分配室中。
根據一較佳具體實施例,可提供該氣體淨化塞體進一步包含一供氣構件,用它可向該第一部件以及向該第二部件傳導氣體;其中,該供氣構件包含一控制構件,該供氣構件用它可控制該氣體向該第一部件以及向該第二部件的傳導。
根據一特別較佳具體實施例,提供了氣體可用供氣構件經由第一氣體分配室向第一部件傳導,且其中,氣體可用供氣構件經由第二氣體分配室向第二部件傳導。
較佳地,通過供氣構件可經由第一開口引進氣體到第一氣體分配室中。同樣,通過供氣構件可經由第二供氣開口引進氣體到第二氣體分配室中為較佳。
根據本發明,已發現,如果該氣體淨化塞體包含通過它可向該多孔可滲透耐火陶瓷材料以及向該等氣體通道傳導氣體的供氣構件,以及如果這些供氣構件包含用它可控制氣體經由該供氣構件之傳導的控制構件,可更好地傳導氣體穿過耐火氣體淨化塞體。這是因為,用此類控制構件,特別是,也有可能實現氣體穿過適合該氣體之流動行為之該氣體淨化塞體的傳導。特別是,這些控制構件允許根據該氣體的流動行為向該多孔可滲透耐火陶瓷材料或向該等氣體通道的針對性氣體傳導。例如,這些控制構件,一方面,取決於該氣體的流動行為,允許優先引導氣體以低流率穿過該多孔可滲透耐火陶瓷材料,且另一方面,優先傳導氣體以較高流率穿過該等氣體通道。以此方式,取決於該氣體的流動行為,氣體穿過該氣體淨化塞體的最佳傳導在各種情形下都有可能。
氣體向第一部件(亦即,向多孔可滲透耐火陶瓷材料)或向第二部件(亦即,至氣體通道)傳導的可控性也有可界定或調整向第一部件或向第二部件傳導之氣體數量的特殊優點。特別是,這樣做的優點是,可以可控地調節可向第一部份或第二部份引導的氣體數量,以獲得氣體淨化塞體的所欲淨化結果。
該控制構件例如可為用它可控制氣體向第一部件及/或向第二部件之傳導的閥。較佳地,可用方向控制閥的方式設計該控制構件。藉由用此一方向控制閥的方式來設計控制構件,可很簡單又高效地控制氣體向第一部件以及向第二部件的傳導。有利地,也可以用非常強健和簡單的方式提供此一方向控制閥。
根據一較佳具體實施例,取決於該氣體的流動行為,用該控制構件可控制該供氣構件向該第一部件以及向該第二部件的氣體傳導。
特別是,像這樣可根據氣體的流動行為來控制氣體傳導的優點是,不需要對氣體傳導進行額外或外部的控制。反而,氣體管路的傳導可以根據氣體的流動行為來自我調節。這樣做的特別優點是,取決於該氣體的流動行為,可做出在各種情形下向第一部件或向第二部件傳導的氣體比例。在此具體實施例中,氣體本身的流動行為可控制多少比例的氣體流向第一部件或流向第二部件。從這個意義上講,氣體的流動行為最好可為氣體在供氣構件中的流動行為,特別是,在控制構件的區域中。
例如,用以方向控制閥之方式設計的控制構件可再度很簡單又高效地實現藉助於流動行為的氣體傳導可控性,其中,用具有致動器(特別是,活塞或線軸)的閥可用氣體致動該方向控制閥,亦即,氣動地,該致動器取決於該氣體的流動行為可移到該閥的不同切換位置。
根據一特別較佳具體實施例,該氣體的這種流動行為為該氣體的質量流。在此具體實施例中,因此,可用控制構件取決於該氣體的質量流來控制該氣體通過供氣構件向第一部件以及向第二部件的傳導。眾所周知,質量流的定義為每一時段移動通過橫截面的介質質量。該氣體的質量流因此在本例為每一時段移動通橫截面的氣體質量。該橫截面最好可為供氣構件的特定橫截面,特別是,在控制構件的區域中。根據本發明,已發現,作為該氣體之質量流的函數,可特別容易且有效地控制氣體向第一部件以及向第二部件的傳導。
根據一較佳具體實施例,可提供可用控制構件控制氣體的傳導致使氣體經由供氣構件可向第一部件或者是向第二部件傳導。第一部件(亦即,多孔可滲透耐火陶瓷材料)與第二部件(亦即,氣體導管)因此不會同時地供應氣體。
根據一特別較佳具體實施例,可提供可用控制構件控制供氣構件向第一部件以及向第二部件的氣體傳導致使氣體可向第一部件而不是向第二部件傳導,或者是向第二部件而不是向第一部件傳導。
根據一特別較佳具體實施例,提供用控制構件分別依賴該氣體之質量流率的至少一範圍或數值範圍可控制氣體經由供氣構件向第一部件以及向第二部件的傳導。例如,這種可控性可取決於該氣體之質量流率是在該氣體之質量流率的此一範圍或數值範圍內或外。最好定義用於該氣體之質量流率的數值。
根據一特別較佳具體實施例,提供控制構件取決於該氣體之質量流率可控制供氣構件向第一部件以及向第二部件的氣體傳導,使得,在該質量流率位於一第一範圍內的情形下,可向該第一部件傳導氣體,以及在該質量流率位於一第二範圍內的情形下,可向該第二部件傳導氣體。
根據本發明想法之又一具體實施例,可提供該第一範圍低於該第二範圍。
根據本發明的又一具體實施例,可提供控制構件取決於該氣體之質量流率可控制供氣構件向第一部件以及向第二部件的氣體傳導,使得,在該質量流率位於一第一範圍內的情形下,氣體可向該第一部件傳導而不是向第二部件,以及在該質量流率位於一第二範圍內的情形下,氣體可向該第二部件傳導而不是向第一部件,其中,該第一範圍最好低於該第二範圍。
用本發明的上述具體實施例,可實現,氣體以較低的氣體質量流率向多孔可滲透耐火陶瓷材料傳導,同時氣體以較高的氣體質量流率向該等氣體通道傳導。從而,用根據本發明的氣體淨化塞體,可實現氣體穿過氣體淨化塞體的特別有利傳導。
根據本發明想法的又一開發,可提供用控制構件取決於氣體質量流率可進一步控制供氣構件向第一部件以及向第二部件的氣體傳導,使得,在質量流率落在第三範圍內的情形下,氣體可向該第一部件以及向第二部件傳導,其中,該第三範圍高於該第一範圍且低於該第二範圍。
用此措施,可實現氣體同時通過第一部件和第二部件的有利傳導,特別是,以中等的氣體流率。
根據一具體實施例,可提供該控制構件包含一致動器,特別是,活塞或線軸。較佳地,該致動器可採用不同的位置。較佳地,該致動器取決於該氣體的流動行為可採用不同的位置。根據一較佳具體實施例,可提供取決於該致動器的位置,可控制氣體向第一部件以及向第二部件的傳導。在此方面,可以在方向控制閥中的控制活塞或線軸的方式來設計該致動器,其中,該致動器的位置釋放或阻塞氣體路徑。
較佳地,可提供該致動器至少可採用第一位置與第二位置。可進一步提供當該氣體的質量流在上述第一範圍中時,該致動器可採用第一位置,且當該氣體的質量流在上述第二範圍中時,可採用第二位置。根據又一具體實施例,可進一步提供在第一位置時無法引導氣體至第二部件且在第二位置時無法引導氣體至第一部件。
根據本發明的又一具體實施例,可提供當氣體的質量流率落在第三範圍內時,該致動器採用第三位置,且其中,在處於第三位置時,氣體可向該第一部件以及向第二部件傳導。
因此,當氣體質量流率落在第一範圍(亦即,較低的氣體質量流率)與第二範圍(亦即,較高的氣體質量流率)之間時,該致動器採用這個第三位置,且在此位置時,該致動器可控制氣體向第一部件以及向第二部件的傳導致使氣體可向第一部件與第二部件兩者傳導。
一般而言,該供氣構件可為通過它可向第一部件以及向第二部件傳導氣體的任何裝置。較佳地,該供氣構件配置在氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體之第一末端的區域中。較佳地,也從先前技術得知,該供氣構件各自以配置在耐火陶瓷材料主體之第一末端的噴嘴或帽蓋的形式設計,亦即,在氣體淨化塞體的進氣側。較佳地,該供氣構件均由金屬形成。較佳地,該控制構件均配置在供氣構件中,亦即,例如,在供氣構件中形成為噴嘴或帽蓋。
可提供該氣體淨化塞體包含可連接至氣體管路的氣體接頭。接著,該氣體管路可連接至氣體來源。因此,氣體可從氣體來源經由氣體管路傳導到供氣構件中,且隨後經由供氣構件向氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體的第一部件以及向第二部件傳導氣體。
可提供如果該氣體淨化塞體包含上述供氣構件,該供氣構件最好包含可連接至該氣體管路的該氣體接頭。因此,氣體可從氣體來源經由氣體管路傳導到供氣構件中,且隨後經由供氣構件向氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體的第一部件以及向第二部件傳導氣體。
可用一種方法來製造該耐火陶瓷材料主體,其包含下列步驟:
提供一耐火陶瓷材料元件;其中,
該元件從該元件的第一末端延伸到與該元件之第一末端相對的該元件之第二末端;該元件包含由第一耐火材料製成的第一區段,該第一區段從該元件的第一末端延伸到該元件的第二末端,該第一區段提供一表面;與該元件包含由第二耐火材料製成的一第二區段,它從該元件之該第一末端延伸到該元件之該第二末端,該第二區段包含埋入該第二耐火材料的可燃材料且從該元件的第一末端延伸穿過第二區段到該元件的第二末端;其中,該可燃材料形成至少一網狀物;且其中,該至少一網狀物至少部份在該第一區段的表面上直接延伸;與
加熱該元件。
在加熱步驟之後,該耐火陶瓷材料元件形成本發明氣體淨化塞體的耐火陶瓷材料主體。
藉由施加該可燃材料,該可燃材料可埋入第二耐火材料,而形成至少一網狀物,其至少部份直接在該第一區段之表面上,且隨後施加該第二區段於該可燃材料周圍。
例如,該可燃材料可拉到第一區段上面致使在施加圍繞第二區段的可燃材料之前,它至少部份直接在第一區段的表面上延伸。
用於製造耐火氣體淨化塞體的方法進一步可包含以下步驟:在提供第二區段之前,在該第一區段之表面上施加從該元件之第一末端到該元件之第二末端的數條可燃材料。
在加熱之後,該第一耐火材料的第一區段形成由多孔可滲透耐火陶瓷材料製成之主體的第一部件。由耐火材料製成的第一區段最好為定形主體。如上述,該第一部件的形式最好為燒結主體。因此,該第一區段的形式最好為燒結主體。替換地,該第一區段為定形生坯(shaped green body),其中,進行該加熱最好致使藉由加熱來燒結第一耐火材料以形成多孔可滲透耐火陶瓷材料。該第一耐火材料最好基於下列耐火陶瓷材料中之至少一者:氧化鎂、氧化鋁、尖晶石、莫來石與耐火粘土。較佳地,該第一區段的形式為定形產品,特別是,模壓產品,特別是,形式為生坯。
在加熱之後,該第二耐火材料的第二區段形成本發明氣體淨化塞體之耐火陶瓷材料主體的第二部件。該第二耐火材料最好基於下列耐火陶瓷材料中之至少一者:氧化鎂、氧化鋁、尖晶石、莫來石與耐火粘土。為了在加熱期間在第二區段中形成該等氣體通道,第二耐火材料中有埋入的可燃材料。在加熱期間,燒光該可燃材料使得該等氣體通道在加熱後取代被燒光的材料。根據一特別較佳具體實施例,為了將可燃材料埋入第二耐火材料,首先將可燃材料配置於第一區段的表面上然後埋入第二材料。為了埋入,第二耐火材料例如隨後可放在配置在第一耐火材料上的可燃材料上,特別是,澆灌。為了這個目的,例如,有配置於其上之可燃材料的第一區段可配置在模具或模板上。較佳地,為了這個目的,可以耐火水泥或陶瓷塊的形式來呈現或施加第二耐火材料,亦即,不定形耐火陶瓷材料。較佳地,為了這個目的,該第一區段的形式為定形產品,如以上所解釋的,使得該第一區段提供該可燃材料可特別容易配置於其上的表面。如上述,該可燃材料從而在加熱之後形成形式為至少一網狀物的氣體通道,它至少部份直接在第一部件之表面上延伸。使用至少一此類網狀物作為可燃材料的特別優點也在於:藉由簡單地將其拉到第一部件上,此類網狀物可特別容易地配置在第一部件的表面上。一般而言,該可燃材料可為藉由加熱而燒光的任何材料,例如紙、紙板或任何合成材料,特別是,塑膠。較佳地,該可燃材料為塑膠,其形式為至少一種以下塑膠材料特別較佳:軟性聚乙烯、軟性聚丙烯或聚醚碸。
較佳地,加熱是以分別使可燃材料燒光或焚化的溫度實施。較佳地,以在200至600°C之間的溫度實施加熱,特別是,在400至600°C之間,從而固化第二耐火材料為較佳。在此範圍內,上述可燃材料可分別被燒光或焚化。
較佳地,實施該方法致使該第二區段包圍該第一區段。
此外,在加熱或點火後,隨後可將該供氣構件配置在所得主體上。
此外,該第一及第二室可配置在所得主體上。
此外,在點火後,可將外殼或外套配置在主體上致使它包圍耐火陶瓷材料主體,如上述。
一般而言,本發明耐火氣體淨化塞體可用來配置在冶金容器的底部區域中。特別是,可提供使用本發明耐火氣體淨化塞體於用以收容熔融金屬之容器的底部區域中,特別是,熔融鋼料。特別較佳地,提供使用配置在盛鋼桶之底部區域中的本發明氣體淨化塞體,特別是,在用於處理熔融鋼料的連續鑄造廠中。
本發明的又一方面是要提供一種冶金容器,其具有配置在冶金容器之底部區域中的本發明氣體淨化塞體。特別是,該冶金容器可為如以上所述的冶金容器。
本發明的又一方面是要提供一種控制氣體向耐火氣體淨化塞體傳導的方法,該方法包含下列步驟:
提供一本發明耐火氣體淨化塞體;
控制氣體用該供氣構件向該第一部件以及向該第二部件的傳導。
因此,如本文所述,可實施氣體用供氣構件向第一部件以及向第二部件傳導的控制。
從專利請求項、附圖和附圖的隨附說明可明白本發明的進一步特徵。
本發明的所有特徵可以單獨或組合的方式互相組合。
本發明的示範具體實施例示意圖示於附圖且在說明中加以詳細解釋。
根據圖1至8之具體實施例的氣體淨化塞體:
根據圖1至8之具體實施例的耐火氣體淨化塞體在圖中整體用元件符號1表示。
耐火氣體淨化塞體1包含耐火陶瓷材料主體2,它從主體2中可引進氣體到主體2中的第一末端3延伸到主體2中與主體2之第一末端3相對的第二末端4,在此氣體可從主體2排出。
主體2有沿著主體2之縱軸5從第一末端3到第二末端4縮減的整體截頭圓錐形外輪廓。在它的徑向外輪廓,主體2完全被金屬外套6覆蓋。如圖1所明示,氣體淨化塞體1因此有沿著主體2之縱軸5從第一末端3到第二末端4縮減的整體截頭圓錐形外輪廓。
主體2包含由多孔可滲透耐火陶瓷材料製成的第一部件7,它從主體2之第一末端3延伸到主體2之第二末端4。第一部件7由第一分段7.1與第二分段7.2的兩個分段構成。第一分段7.1從第一末端3在第二末端4的方向延伸到上端8;第二分段7.2緊鄰第一分段7.1且延伸到第二末端4。上端8用作接觸第二分段7.2的第一接觸表面。在圖示的具體實施例中,第一分段7.1有截頭圓錐形,然而第二分段7.2有具有矩形橫截面的長方體形狀。從而,第一分段7.1也有磨損指示器的功能。在第一分段7.1的區域中,主體2的第一末端3由第一分段7.1的進氣側區域3.1界定。第一分段7.1與第二分段7.2各自由基於氧化鋁及氧化鎂尖晶石的燒結多孔可滲透耐火陶瓷材料製成。第一分段7.1有200nPerm的第一滲透率且第二分段7.2也有200nPerm的第二滲透率。
第一分段7.1被在其面向第一末端3之側面上的金屬帽蓋17覆蓋。金屬帽蓋17有實質類似鍋子的形狀和側壁17.1與底部17.2。側壁17.1包圍第一分段7.1的徑向下緣。底部17.2與第一分段7.1的進氣側區域3.1有一段距離地延伸,使得在金屬帽蓋17與第一分段7.1之間形成第一氣體分配室18。由第一氣體分配室18界定的空間因此由金屬帽蓋17與第一部份7界定,亦即,第一部件7的分段7.1。底部17.2有中央通孔19。
主體2進一步包含由耐火陶瓷材料製成的第二部件9,它從主體2之第一末端3延伸到主體2之第二末端4且完全和對稱地包圍第一部件7。第二部件9有截頭圓錐形外輪廓,如上述,其徑向外表面被金屬外套6覆蓋。在第二部件9的區域中,主體2之第一末端3由第二部件9的進氣側區域3.2界定。第二部件9的耐火材料包含形式為基於氧化鋁及氧化鎂尖晶石的固化耐火陶瓷材料且滲透率小於0.05nPerm而幾乎沒有氣體滲透率的耐火陶瓷材料。第二部件9包含形式為網狀物11且從主體2之第一末端3延伸穿過第二部件9到主體2之第二末端4的氣體通道10。在此方面,第一部件7提供表面12,且其中,網狀物11部份直接在第一部件7的表面12上延伸。
如圖3所示,由氣體通道10形成的每個網狀物11均為對稱網狀物11,其中,在網狀物11內的氣體通道10都線性延伸。被氣體通道10包圍的網眼13有4.0毫米的網眼大小。氣體通道10都有直徑為0.50毫米的恆定圓形橫截面面積。
第二部件9被在其面向第一末端3之側面上的金屬頭罩15覆蓋。頭罩15在邊緣沿著焊縫16焊接至金屬外套6的下緣。頭罩15覆蓋主體2之第二部件9的進氣側3.1與金屬帽蓋17,留下空出的第二氣體分配室20。由第二氣體分配室20界定的空間因此由金屬帽蓋17、頭罩15與第二部件9界定。頭罩15有中央通孔21。
因此,第一氣體分配室18與第二氣體分配室20藉由一壁互相分離,亦即,金屬帽蓋17。
帽蓋15的中央通孔21與金屬帽蓋17之基底17.2的中央通孔19互相對齊,其中主體2的縱軸5在中央穿過通孔21和中央通孔19。
氣體淨化塞體1進一步包含供氣構件13,用它可向該第一部件7以及向第二部件9傳導氣體。供氣構件13包含控制構件14,用它可控制經由供氣構件13向第一部件7以及向第二部件9的氣體傳導。
供氣構件13配置在主體2之第一末端3的區域中且詳細圖示於圖4至6。
供氣構件13呈實質管狀且有穿過頭罩15之中央通孔21與金屬帽蓋17底部17.2之中央通孔19且通到第一氣體分配室18的管狀部份22。
在第二氣體分配室20位於底部17.2、頭罩15之間的區域中,管狀區段22有徑向向外突出軸環23,用它管狀區段22密封地抵頂基底17.2和頭罩15,且同時確實地固定在金屬帽蓋17與頭罩15之間。管狀區段22包括軸向延伸穿過管狀區段22的內部鑽孔24。鑽孔25在軸環23中形成以使鑽孔24流體連接至第二氣體分配室20。
供氣構件13的管狀主體26配置在有控制構件14配置於其中的管狀區段22中。管狀主體26有軸向內孔27,通過它可從管狀主體26的入口側28傳導氣體通過鑽孔27到第一氣體分配室18中以及到第二氣體分配室20中。從第一氣體分配室18,可直接引導氣體到第一部件7的第一分段7.1中。此外,氣體可從第二氣體分配室20直接傳導到形成於第二部件9之中的氣體通道10中。
管狀主體26經組配為在軸向可插入管狀區段22。圖1圖示從管狀區段22卸下的管狀主體26。
通過形成在管狀主體26中的控制構件14,可控制經由供氣構件13向第一部件7以及向第二部件9的氣體傳導。從而,控制構件14以方向控制閥的方式形成。控制構件14有形式為活塞的致動器29,藉由氣體可移到不同位置,亦即,氣動地,根據該氣體的質量流,從入口側28流動進入且通過管狀主體26。
具體言之,致動器29取決於該氣體的質量流可移到3個位置:如果氣體以在第一範圍內的質量流率流動通過管狀主體26,致動器29 採取圖示於圖4的第一位置,其中致動器29只騰出通過管狀主體26到第一氣體分配室18中的一條氣體路徑且阻塞進入第二氣體分配室20的氣體路徑。當氣體以在高於第一範圍之第二範圍內的質量流率流動通過管狀主體26時,致動器29採取圖示於圖5的第二位置,其中致動器29只騰出通過管狀主體26及鑽孔25而進入第二氣體分配室20的ㄧ條氣體路徑且阻塞進入第一氣體分配室18的氣體路徑。此外,當氣體以在高於第一範圍且低於第二範圍之第三範圍內的質量流率流動通過管狀主體26時,致動器29採取圖示於圖6的第三位置,其中致動器29騰出穿過管狀主體26到第一氣體分配室18中的氣體路徑與穿過管狀主體26和鑽孔25到第二氣體分配室20中的氣體路徑。圖4至6以箭頭圖示該等氣體路徑。
因此,氣體可用供氣構件13經由第一氣體分配室18向第一部件7傳導以及經由第二氣體分配室20向第二部件9傳導。同時,氣體無法經由第一氣體分配室18引進到第二部件9中且無法經由第二氣體分配室20引進到第一部件7中。
此外,可實現氣體以較低的氣體質量流率向第一部件7的多孔可滲透耐火陶瓷材料傳導,同時氣體以較高的氣體質量流率向第二部件9的氣體通道10傳導,同時可實現氣體以中等氣體流率同時通過第一部件7與第二部件9的傳導。
在入口端28處,供氣構件13有可與氣體管路(未圖示)連接的氣體接頭。接著,該氣體管路可連接至氣體來源(未圖示)。因此,氣體可從氣體來源經由氣體管路傳導到供氣構件中13,且隨後氣體經由供氣構件13向主體2的第一部件7以及向第二部件9傳導。
當然,在沒有上述供氣構件13下,也可提供形成至少一網狀物11的氣體通道10。
為了製造耐火陶瓷材料的主體2,首先,從第一耐火材料,以低水泥可塑式氧化鋁尖晶石(alumina spinel low cement castable)的形式,提供兩個組件107.1、107.2作為燒結主體。兩個組件107.1、107.2然後如圖7所示組合在一起以形成第一區段107。這個第一區段107有第一部件7的形狀且會形成耐火氣體淨化塞體1的第一部件7。第一區段107提供一徑向外表面。
此外,提供塑膠網狀物,其由軟性聚乙烯製成且有氣體通道10之網狀物11的尺寸。因此,如圖示此類網狀物111之一部份的圖8所示,由塑膠纖維110形成的每個網狀物111皆為對稱網狀物111,其中,纖維110皆線性延伸。被纖維110包圍的網眼113均有約4.0毫米的網眼大小。纖維110有直徑0.5毫米的恆定圓形橫截面面積。由於這些網狀物111由塑膠製成,因此它們可燃且有彈性。
將這些彈性網狀物111中之數個拉到第一區段107上使得該等網狀物111中之一些部份直接在第一區段107的表面上延伸。
此外,將有網狀物111配置於其上的第一區段107放入模具(未圖示)以及將基於低水泥可塑式氧化鋁尖晶石的耐火陶瓷塊(未圖示)倒入在第一區段107與模具之間的空間。從而,網狀物111被埋在該第二耐火材料中。由耐火陶瓷塊形成的此一部件形成第二區段,其具有第二部件9的形狀,且在燃燒後,會形成耐火氣體淨化塞體1的第二部件9。
第一區段107與第二區段結合形成一元件,在將它燃燒後會形成氣體淨化塞體1的主體2。
在又一步驟中,在爐中以約500°C的溫度加熱由第一區段107與第二區段製成的元件,從而,固化該第二耐火材料。在加熱之後,製成主體5,其中,第一區段107形成第一部件7且第二區段形成第二部件9。此外,在加熱期間,塑膠網狀物111被燒光且氣體通道110取代被燒光的網狀物111。
最後,為了製造氣體淨化塞體1,配置圍繞主體5的金屬外套6且配置在主體5之進氣側的供氣構件13,如上述。
在用於處理熔融鋼料的連續鑄造廠中,耐火氣體淨化塞體1用來配置在盛鋼桶的底部區域中。
根據圖9之具體實施例的氣體淨化塞體:
圖9具體實施例的氣體淨化塞體201與圖1至8的氣體淨化塞體1大部份相同。只要圖9氣體淨化塞體201的元件與圖1至8之氣體淨化塞體1的元件相同,就用相同的元件符號。
氣體淨化塞體201與圖1至8之氣體淨化塞體1的一本質差異在於:第一部件7為一整塊,從而它不是由第一分段7.1與第二分段7.2構成。反而,第一部件7為有均勻化學及物理性質的一整塊,亦即,根據圖1至8之分段7.2的物理化學及物理性質。
根據圖10之具體實施例的氣體淨化塞體:
根據圖10之具體實施例的氣體淨化塞體301大部份與圖1至8之氣體淨化塞體1相同。只要根據圖10之氣體淨化塞體301的元件與圖1至8之氣體淨化塞體1的元件相同,就用相同的元件符號。
氣體淨化塞體301與圖1至8之氣體淨化塞體1的一本質差異在於:氣體通道310都不延伸達到主體2的第一末端3,反而是在主體2中與第一末端3有一段距離地結尾。因此,在主體2的第一末端3處沒有氣體通道310。
在該具體實施例中,氣體通道310均與第一分段7.1的上端8接觸。
因此,在第一末端3,只供應氣體到第一部件7中,亦即,到第一部件7的第一分段7.1中,以及只從進入氣體通道310的第一分段7.1傳導氣體到氣體通道310。
在主體1的第一末端3處,只配置一個氣體分配室318。
為了在第一末端3提供氣體分配室318,第一末端3被金屬頭罩315覆蓋。氣體分配室318由在頭罩315與第一末端3之間的自由空間界定。為了引進氣體到氣體分配室318中,頭罩315包括氣體連接埠322。
根據圖11之具體實施例的氣體淨化塞體:
根據圖11之具體實施例的氣體淨化塞體401大部份與圖10之氣體淨化塞體301相同。只要圖11之氣體淨化塞體401的元件與圖10之氣體淨化塞體301的元件相同,就用相同的元件符號。
氣體淨化塞體401與圖10之氣體淨化塞體301的一本質差異在於:第一部件7為一整塊,從而它不是由第一分段7.1與第二分段7.2構成。反而,第一部件7為有均勻化學及物理性質的一整塊,亦即,根據圖1至8之第二分段7.2的物理化學及物理性質。
氣體淨化塞體401與圖10之氣體淨化塞體301的另一本質差異在於:氣體通道410皆延伸達到主體2的第一末端3。因此,在主體2的第一末端3處有數個氣體通道410。
1:(耐火)氣體淨化塞體
2:(耐火陶瓷材料)主體
3:主體2之第一末端
3.1:進氣側(區域)
3.2:進氣側區域
4:主體2之第二末端
5:主體2之縱軸
6:金屬套管
7:第一部件
7.1:第一分段
7.2:第二分段
8:上端
9:第二部件
10:氣體通道
11:氣體通道10之網狀物
12:第一部件7的表面
13:供氣構件
14:控制構件
15:頭罩;帽蓋
16:焊縫
17:金屬帽蓋
17.1:側壁
17.2:底部
18:第一氣體分配室
19:中央通孔
20:第二氣體分配室
21:中央通孔
22:管狀部份;管狀區段
23:軸環
24:內部鑽孔
25:鑽孔
26:管狀主體
27:軸向內孔
28:管狀主體26的入口側
29:致動器
107:第一區段
107.1:組件
107.2:組件
110:塑膠纖維
111:網狀物
113:網眼
201:氣體淨化塞體
301:氣體淨化塞體
310:氣體通道
315:金屬頭罩
318:氣體分配室
322:氣體連接埠
401:氣體淨化塞體
410:氣體通道
附圖有:
圖1為本發明氣體淨化塞體之一具體實施例的仰視透視圖;
圖2為圖1氣體淨化塞體的剖面圖;
圖3為圖1氣體淨化塞體之氣體通道的詳圖;
圖4根據圖2剖面圖圖示在控制構件處於第一切換位置時在氣體淨化塞體之供氣構件之區域中的詳圖;
圖5根據圖4圖示在控制構件處於第二切換位置時的詳圖;
圖6根據圖4圖示在控制構件處於第三切換位置時的詳圖;
圖7的俯視透視圖圖示在氣體淨化塞體之製造步驟期間將要製造氣體淨化塞體的部件;
圖8為圖示於圖7之網狀物的一部份;
圖9的剖面圖圖示本發明氣體淨化塞體之一替代具體實施例的氣體淨化塞體;
圖10為本發明氣體淨化塞體之又一替代具體實施例之氣體淨化塞體的剖面圖;與
圖11為本發明氣體淨化塞體之又一替代具體實施例之氣體淨化塞體的剖面圖。
1:(耐火)氣體淨化塞體
6:金屬套管
15:頭罩;帽蓋
22:管狀部份;管狀區段
26:管狀主體
Claims (18)
- 一種耐火氣體淨化塞體(1),其包含下列特徵: 1.1 耐火陶瓷材料的一主體(2); 1.2 該主體(2)從該主體(2)之一第一末端(3)延伸到該主體(2)之一第二末端(4),該第一末端(3)可引進氣體到該主體(2)中,該第二末端(4)可從該主體(2)排出氣體,該主體(2)之該第二末端(4)與該第一末端(3)相對; 1.3 該主體(2)包含由多孔可滲透的耐火陶瓷材料製成的一第一部件(7),該第一部件(7)從該主體(2)之該第一末端(3)延伸到該主體(2)之該第二末端(4),該第一部件(7)設有一表面; 1.4 該主體(2)包含由耐火陶瓷材料製成的一第二部件(9),該第二部件(9)從該主體(2)之該第一末端(3)延伸到該主體(2)之該第二末端(4),該第二部件(9)包含延伸穿過該第二部件(9)的數個氣體通道(10); 1.5 其中該等氣體通道(10)形成至少一網狀物(11); 1.6 且其中該至少一網狀物(11)至少部份直接地在該第一部件(7)之該表面上延伸。
- 如請求項1之耐火氣體淨化塞體(1),其中該等氣體通道(10)形成至少一對稱網狀物(11)。
- 如請求項1或2的耐火氣體淨化塞體(1),其中該等氣體通道(10)線性延伸。
- 如請求項1至3中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該網狀物(11)包含被該等氣體通道(10)包圍的數個網眼,且其中該等網眼有在1至10毫米之間的網眼大小。
- 如請求項1至4中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該等氣體通道(10)主要有一恆定橫截面面積。
- 如請求項1至5中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該等氣體通道(10)有在0.1至2.0毫米之間的直徑。
- 如請求項1至6中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該第二部件(9)之該耐火陶瓷材料有比該第一部件(7)之該耐火陶瓷材料低的一滲透率。
- 如請求項1至7中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該第一部件(7)有在50至400nPerm之區域中的一滲透率。
- 如請求項1至8中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該第二部件(9)包圍該第一部件(7)。
- 如請求項1至9中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該第一部件(7)包含有不同性質的至少兩個分段(7.1、7.2)。
- 如請求項1至10中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其進一步包含: 10.1 設置在該主體(2)之該第一末端(3)的一第一氣體分配室(18); 11.2 設置在該主體(2)之該第一末端(3)的一第二氣體分配室(20);其中, 11.3 氣體經由該第一氣體分配室(18)可供應給該第一部件(7);與 11.4 氣體經由該第二氣體分配室(20)可供應給該第二部件(9)。
- 如請求項1至11中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該第一氣體分配室(18)與該第二氣體分配室(20)可互相流體分離。
- 如請求項1至12中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其進一步包含供氣構件(13),藉由該供氣構件(13)氣體可傳導到該第一氣體分配室(18)中以及到該第二氣體分配室(20)中。
- 如請求項12之耐火氣體淨化塞體(1),其中該供氣構件(13)包含控制構件(14),藉由該控制構件(14)可控制到該第一氣體分配室(18)中以及到該第二氣體分配室(20)中的氣體傳導。
- 如請求項1至14中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1),其中該等氣體通道(10)取代被燒光的材料。
- 一種如請求項1至15中之至少一項的耐火氣體淨化塞體(1)的製造方法,其包含下列步驟: A. 提供耐火陶瓷材料的一元件;其中, A.1 該元件從該元件的一第一末端延伸到與該元件之該第一末端相對的該元件之一第二末端; A.2 該元件包含由一第一耐火材料製成的一第一區段(107),該第一區段(107)從該元件之該第一末端延伸到該元件之該第二末端,該第一區段(107)設有一表面;與 A.3 該元件包含由第二耐火材料製成的一第二區段,該第二區段從該元件之該第一末端延伸到該元件之該第二末端,該第二區段包含埋入該第二耐火材料的可燃材料(110),且該可燃材料(110)從該元件之該第一末端延伸穿過該第二區段到該元件之該第二末端; A.4 其中,該可燃材料(110)形成至少一網狀物(111); A.5 且其中,該至少一網狀物(111)至少部份在該第一區段(107)之該表面上直接地延伸;與 B. 加熱該元件。
- 如請求項16之方法,其中藉由施加可燃材料(110)將該可燃材料(110)埋入該第二耐火材料,而形成至少一網狀物(111),其至少部份直接地在該第一區段(107)之該表面上,且隨後施加圍繞該可燃材料(110)的該第二區段(108)。
- 一種如請求項15之耐火氣體淨化塞體(1)的製造方法,其進一步包含以下步驟:在設有該第二區段之前,將數條可燃材料施加在該第一區段(107)之該表面上且從該元件之該第一末端到該元件之該第二末端。
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