[发明专利]作为熔融金属中的防护屏蔽层的铌

说明书

相关申请的引用

本申请作为PCT国际专利申请以作为所有指定国的申请人的美国公民Victor F.Rundquist和美国公民Kevin S.Gill的名义于2009年3月4递交，并要求于2008年3月5日递交的美国临时专利申请序列号No.61/033,807的优先权。

版权

包括于此的材料的所有权利，包括版权归属于申请人并且是的所有权。申请人坚持和保留包括于此的材料的所有权利，并且仅连同授权的专利的复制一起授权允许复制该材料，并且不用于其它目的。

背景技术

铜制品的处理或铸造可能需要包含熔融铜的电解槽，这种熔融铜的电解槽可能保持在1100℃左右的温度。多种仪器或设备用来监测或测试在电解槽中熔融铜的情况，以及用于期望的铜制品的最终制造或铸造。存在这样一种需求，希望这些仪器或设备更好地承受熔融铜电解槽中遇到的升高的温度，有益的是具有较长的寿命，且被限制以与熔融铜不反应。

发明内容

提供本发明内容是为了以简单的形式引入在下文中在详细的说明书中进一步描述的概念的选择。本发明内容不是要确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征。本发明内容也是不要用来限制所要求保护的主题的范围。

设备例如可能与诸如铜之类的熔融金属接触。该设备可以包括但不限于用于制造由熔融金属制成的物件的模具、用于确定熔融金属中的溶解气的量的传感器、或用于降低熔融金属中的气体含量(如，氢)的超声波设备。这些设备暴露至熔融金属时，铌可以用作这些设备的防护屏蔽层。

前述发明内容和接下来的具体实施方式都只是提供了例子并且是示例性的。因此，前述发明内容和接下来的具体实施方式不应当认为是限制性的。而且，除了在此提出的那些特征之外，还可以提供其它特征或变形。例如，各实施方式可以涉及在具体实施方式中描述的各种特征组合或二次组合。

附图说明

结合在本公开中并构成其中的一部分的附图图示了本发明的多种实施方式。在附图中：

图1示出了模具的局部剖视图；

图2示出了传感器的局部剖视图；以及

图3示出了超声波设备的局部剖视图。

具体实施方式

接下来的具体实施方式涉及附图。只要可能，相同的附图标记用在附图和接下来的描述中以指示相同或类似的元件。虽然可以描述本发明的多种实施方式，但修改、改写和其它实施方案也是可行的。例如，可以对在附图中图示的元件进行替换、添加或修改，并且可以通过替换、重新排序、或向所公开的方法添加多个阶段而对在此描述的方法进行修改。因此，接下来的具体实施方式不限制本发明。

本发明的各实施方式可以提供用来增加直接与熔融金属接触的部件的寿命的系统和方法。例如，本发明的各实施方式可以采用铌来降低与熔融金属接触的材料的退化，导致最终产品的质量出现明显改进。换句话说，本发明的各实施方式可以采用铌作为防护屏蔽层来增加与熔融金属接触的材料或部件的寿命，或者保护这些材料或部件。铌可以具有多种特征，例如，它的熔点好，可以帮助提供本发明的前述各实施方式。此外，当暴露至200℃和以上的温度时，铌还可以形成防护氧化物屏蔽层。

而且，本发明的各实施方式可以提供用于增加直接与熔融金属接触或接合的部件的寿命的系统和方法。由于铌与熔融金属的反应性低，采用铌可以防止衬底材料退化。与熔融金属接触的材料的质量可能降低最终产品的质量。因此，本发明的各实施方式可以采用铌以降低衬底材料的退化，导致最终产品的质量明显改进。因此，与熔融金属结合的铌可以结合铌的高熔点和与诸如铜金属的低反应性。

与本发明一致的实施方式可以包括包含石墨和铌的模具。这种模具可以用来从包含熔融铜的电解槽垂直铸造铜制品。例如，模具可以包括内层和外层，其中外层可以构造为使热量从诸如熔融铜之类的熔融金属传递到周围环境中。内层可以被构造以为外层提供屏蔽层，如氧屏蔽层。内层可以包括铌，外层可以包括石墨。铌内层可以为直接与熔融金属接触，例如，与熔融铜接触的层。包括铌的内层的厚度可能对模具的导热性和最终功能以及铌提供在石墨之上的屏蔽层以及所产生的模具最终寿命很重要。例如，没有铌的石墨模具寿命可能约为3天，而包括石墨和直接与熔融铜接触的铌层的模具的寿命可以约为15至约20天。在一些实施方式中，包括铌的内层的厚度可以小于约10微米，如在从约1至约10微米的范围内。在本发明的其它实施方式中，包括铌的内层的厚度可以在从约2至约8微米，或从约3至约6微米的范围内。