[发明专利]将芯线引入熔融金属浴的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是通过借助含有一种添加剂的一个芯线来引入所述添加剂，而进行的一个熔融金属浴的成分调节或杂质处理。

更确切地，本发明涉及具有改善的添加剂的实际添加效率的将芯线引入熔融金属浴的方法和设备。

背景技术

金属和金属合金、例如钢或铸铁的性能尤其取决于其成分。在制造金属和金属合金时，一般从一个基本成分开始，根据最后希望的组成成分，调节某些成份的含量。

这种调节可根据多种技术来进行，其中一种是，在熔融金属浴中引入一个预定长度的芯线，芯线为一长形元件，具有一个外壳，其中装有希望引入的粉状添加剂。

芯线的壳体通常由薄的金属板或带制成，在使所述板具有一个管形结构之后，其相对的两纵向边缘被折拢以彼此钩接。通过两边缘的这种机械固定，获得对添加剂的良好密封。

该芯线呈长度很大的线卷形状，例如为6000米。传统地，如文献FR2871477中图1所示，芯线从线卷引出，线卷或着呈静态，布置在一个框架内，或着呈动态，卷绕在一个卷筒上，然后，芯线沿一个水平路径进入一个注入器，被带入一个弯曲的导管。芯线在金属浴表面的上方以一确定的高度从导管的远端引出，所述高度约为1至1.4米。文献FR2871477中图1所示的注入器是一个传统的注入器，其包括三组、每组两个被驱动旋转的圆柱形辊，芯线在辊之间通过。辊施加的压力必须足以使芯线从线卷抽出，并通过导管朝金属浴驱动所述芯线。该压力通常会导致芯线在横截面上的变形。

人们知道，使用借助于一个芯线调节熔融金属浴成分的技术对于一些添加剂、尤其是钙、镁、硒会有一些困难。对于某些添加剂，在非常接近熔融金属浴表面的区域，熔融金属浴的热量会引起芯线爆裂。对于其它添加剂，添加剂会在表面附近迅速汽化。在所有情况下，都会发生很强的表面反应，引起一些现象：金属浴的氧化和/或氮化，金属液的喷溅，产生大量烟雾。

使用这种添加剂，可以发现，为了获得金属浴成分的相关添加剂的调节，所需芯线的长度、因而也就是由芯线实际提供的添加剂的量，比如果所提供的添加剂全部参与了金属浴成分的调节而所需的理论长度要大很多。

因此，该引入操作的效率一般都非常低，添加效率可能为10％至15％。

已经有了一种改善添加效率的方法，即，使芯线进入一个耐火材料制成的预先插入到金属浴中的保护管或喷管，再引入到金属浴中。但是，浸入金属浴中的该耐火材料管的存在，除其成本高外，还具有其它缺陷，尤其是与管或喷管的堵塞及管被金属浴本身腐蚀而引起的金属浴污染的危险相关的问题。

为了提高添加效率，还提出用一个第二壳体覆盖装有添加剂的金属壳体，第二壳体可燃，但不留下有害的残渣，且暂时延缓热量向芯线中心的传播。特别是用一条或多条纸带螺旋缠绕在第一金属壳体上。纸带选择成具有一定的耐火性，其热阻系数大于普通纸的热阻系数。

该第二壳体的存在可实现芯线的较大深度的引入，从而使添加剂的爆燃和/或汽化现象最小化。

为了避免该第二壳体可能在卷绕时、尤其是从线卷抽出时被毁坏，最好配置一个与第一壳体相同类型的第三金属壳体。

文献FR2871477中描述的芯线的这种改进，已经可以显著地提高芯线引入操作的效率，特别是针对如钙、镁、硒和硫这样的添加剂。

发明内容

本申请人的目的是提出一种补充的改进，不涉及芯线结构的改变，而是考虑引入的方法和设备。

该方法以已知的方式包括，从一个线卷引出芯线，驱动其移动，直至熔融金属浴，芯线行程的一部分在一个导管中实施，导管的远端距熔融金属浴的表面有一个确定的高度。

根据本发明的特征，在几乎不改变其基本呈圆形的截面、并使其能沿一个垂直方向引入和进入到金属浴深处的条件下，芯线被驱动且经受一个矫直操作。

实际上，这要归功于申请人发现的，一方面，由现有设备的驱动系统所引起的芯线横截面的变形，另一方面，芯线进入金属浴时的恢复其在线卷上所具有的弯曲构形的自然倾向，对芯线引入操作的效率的影响。这两方面的实际后果都是，当芯线进入熔融金属浴时，它具有一个非直线的方向，且朝向金属浴表面弯曲，从而限制了在金属浴中的引入深度。而现有的芯线注入设备又增加了这种影响，其中，芯线的引入方向、尤其是导管的引入方向相对于金属浴表面倾斜，从而只是加剧了芯线朝金属浴表面上升的现象。

这样，根据本发明的概念，提供的条件使得芯线可沿着分解之前在其整个高度上保持尽可能垂直的一个方向，深深地进入金属浴中。