[发明专利]惰性覆盖层在熔炉内的产生

说明书

技术领域

本发明涉及在熔炉内熔融金属浴的表面形成低温流体的惰性覆盖层。

背景技术

在铸造熔融操作中，金属(含铁或不含铁)通常在感应电炉中熔融。 通常有利的是，在惰性气体(例如氩、氮或二氧化碳)的覆盖下将金属熔 融，以减少或防止熔融金属暴露于氧以及最终金属氧化形成金属氧化物， 该金属氧化物不利于由熔融金属形成的铸造金属产品。惰性气体盖层还可 减小熔融金属从大气中吸收气体(例如氧和氢)的趋势，这又减少了与气 体相关的铸造缺陷，例如孔洞。熔融表面惰性化的其它优点包括减少熔渣 的形成、提高金属流动性、增加熔炉使用寿命、并减少脱氧剂的需求。

感应电炉通常是顶部开放的间歇式熔融单元。在整个熔融过程中通常 由此开放的顶部施加惰性气体。已采用多种熔炉惰性化技术。两种主要的 技术包括将惰性气体吹入熔炉的顶部和在开放的顶部处将惰性液体(以低 温的形式)滴入或倾注于熔炉中。在某些液体惰性化技术中，在整个熔融 金属表面上形成液态氩或液态氮的惰性层，以便覆盖金属使之避免与氧和 其它气体接触。

液体惰性化通常比气体惰性化更可取，由于液体的密度比气体的密度 大，因此更易于停留在熔融金属表面上或附近，而不会由于熔炉内上升热 气流而受迫向上。但是，采用低温流体以在熔融金属表面上提供整个覆盖 层或惰性层要求大量的低温液体以在整个过程中维持覆盖层，且这将导致 操作成本的明显且极度地增加。

此外，通过将低温液体直接施加于熔融金属表面而利用液体惰性化， 会在冷的液体和热的金属表面接触时导致熔融金属从熔炉中溅出或被吹 出。这对熔炉操作者特别危险，特别在熔炉内的熔融金属已形成高的弯月 液面的熔炉中是这样。

希望提供一种系统，该系统能够在熔炉内的熔融金属表面上形成有效 的惰性覆盖层，而使得需要的惰性物质的量最小且从而减小与熔融过程相 关的操作成本。

发明内容

在此描述了一种将流体传输到容器中的系统。该系统包括构造成固定 于容器且包括储蓄器以接收和保持液态流体的壳体。所述壳体还包括开口， 该开口在储蓄器和容器内部之间提供流体连通，以便促进由储蓄器内的液 体蒸发而形成的气体流进容器内部。

在示例实施例中，所述系统的壳体包括环状件(collar)，该环状件包 括在环状件的顶端和底端之间延伸通过环状件的开口，以及限定在环状件 内部底端附近的通道，其中该通道的形状为环状或大致为环状，且与开口 流体连通。又设置了入口孔，该入口孔构造成接收液态流体并将该流体输 送到环状通道中。

在另一示例实施例中，该系统构造成和例如处理熔融金属的熔炉(例 如感应炉)的容器一起使用，其中该系统将流体蒸气输送到容器中，以在 容器内的熔融金属表面形成惰性覆盖层或层。在此系统中，所述环状件固 定于容器的打开的顶端，以便促进蒸气行进到容器内且朝向熔融金属表面。

该系统可包括多个不同的技术特征，该技术特征非限制性的包括以下 特征中的任何一个或多个的组合：

-环状件的底端包括内表面，该内表面朝向环状件的顶端向上延 伸以便形成唇部，该唇部具有在顶端和底端之间终止的端部， 且该唇部限定了环状通道的一部分；

-入口孔包括从环状件的外侧壁部分横向延伸的细长管；

-与入口孔相连的喷枪管，其中所述喷枪管构造成将液体形式的 流体传输通过入口孔并传输到环状件中；

-与喷枪管相连的流体源，其中该流体源可选地包括液态氩、液 态氮和液态二氧化碳中的至少一种；

-环状件具有连续、环状形状，该形状为通道限定了相应的连续、 环状形状；

-环状件为弯曲的且为C形，其中，两个终端相互接近，以便为 通道限定相应的C形形状；且

-环状件和入口孔中的至少一个由包括不锈钢的一种或多种材料 制成。

在另一实施例中，用于将流体传输到容器内的系统包括用于接收液态 流体和将流体以蒸气态传输到容器内的装置，并包括入口孔，该入口孔构 造成将液态流体供应到用于将该流体输送到容器中的装置。

在示例性实施例中，用于接收液态流体和将该流体以蒸气态输送到容 器内的装置构造成将蒸气输送到容器内，使得所述蒸气的形状和由容器的 内周壁部分限定的横截面形状的主要部分(例如主要部分至少是容器的内 表面的横截面积的50％)一致并对应。