[其他]向高温液体中喷注物质

说明书

本发明涉及向高温液体中喷注物质。

更具体地说，本发明涉及向熔融物之类的液体中仅喷注气体或喷注混有固体物质或散粒物质的气体。

所处理的液体一般处于如此的高温，以致它们可以被看作具有侵蚀性或危险性。我们在此所公开的方法和装置已设计得操作安全，並在处理开始之前不受液体的影响。

处理用的典型液体包括熔渣和熔融金属。对于金属而言，黑色金属和有色金属都可以用本发明的装置进行处理，以达到不同的目的。就黑色金属而言，它们可为熔融的铁或钢。

下面详细公开的方法和装置可以在真空除气过程中用作引入合金添加剂的简便手段。一次精炼和二次精炼、脱氧以及脱硫均可借该装置顺利进行。钢（及其他金属）的成分可以在凝固之前的任何时候借引入气体，固体物质或粉末状物质加以控制或改变。例如，熔体可在炉中、钢锭模中以及在诸如炼钢容器、各种钢水包、脱气器和中间包之类的容器中进行处理。

在金属浇铸工序之前或过程中，必须或最好向罐或容器内的熔融金属中引入气体。为了不同的目的，将气体喷注到例如容器的底部表面。这些目的包括清洗;清理凝固产物的较冷底面，以有助于从容器底部可浇注金属的出口附近除去凝固产物;调整整个熔体的温度;以及搅拌，以有助于合金添加剂在熔体中均匀分散。通常使用氩气之类的惰性气体。有时根据熔体的组成和化学性质以反应性气体，如氧、二氧化碳及烃类气体取代。

以往的气体喷注建议都注重于容器耐火衬中的多孔砖、滑动水口浇注阀中的固体多孔塞以及传统的自耗喷枪。多孔砖具有简便的优点，但只能用来喷注气体，而且一旦多孔砖上有金属渣或者金属氧化物凝结，例如在倒空和重新装满容器这段时间内，就不能再用。而且重新装满容器的时候，由于熔融金属在多孔砖上撞击或者由于热震而可能使多孔砖损坏，造成潜在的后患。

气体喷注用的滑动闸板阀有可能更安全些，但是如果不搞得过于复杂化，就不可能在浇注的同时喷注气体。

传统的喷枪使用起来有些笨重，成本高，而且由于它们在使用时引起的飞溅而並非不无危险。

尤其本发明旨在提供一种也可随同气体一起引入粉末物质的改进的气体喷注装置。本发明可以将这些物质引入金属熔体内部並提供使用传统的自耗喷枪所不易获得的好处。

在黑色冶金中，熔体常须借引入铝和钙或钙合金来脱氧、脱硫。成分控制或“微调”通常是将固体或粉末状合金添加剂溶于熔体中来进行的。熔体中可以加入许多物质来克服杂质的有害影响或者调整熔体成分使之符合规定。我们並不打算提供可处理物质的详尽种类。物质的选择应取决于熔体、熔体的原始成分和最终成分;选择各种情况下所需的合适添加剂，这完全是化学工作者和冶金工作者的工作范围。向钢水-或者甚至任何其他的金属熔体中引入添加剂有可能会遇到困难，尤其在合金添加剂易熔、易氧化或易汽化的情况下。因此，由于铝的熔点低而可能使向钢水中添加铝成为困难较大的操作。如果仅仅将铝倾倒在熔体表面上，则不会发生明显的脱氧作用;它必须加到熔体内部才有时间熔解並反应，而不致无益地浮于熔体表面。钙的一部分必须供入熔体内部。以前的供料方法包括使用喷枪或复杂而昂贵设备将合金添加剂喷射到熔体内部。喷枪喷注看起来简单，但具有上述缺点。

本发明也提供了有关向熔体中引入合金添加剂固体细长物或丝的改进。

本发明包括将物质通过容器壁上的某个位置引入液体内部液压较大的部位。由于压力大而可能发生泄漏，而且用来向液体中输送所选物质的装置会被喷离容器壁，除非采用周密的预防措施。本发明提出了解决这些安全问题的建议。本发明还寻求使被喷物质与液体的接触效果达最大程度的方法来喷注物质。

按本发明所述，提供了一种经由穿透盛有熔体的容器壁通道将气体喷注到高温熔体中的方法，该通道原先有一个可移去的塞子堵住其内端，该方法包含下列步骤：

（a）从容器外部向通道中插入一根输送管並使该管的内端靠近塞子，该管横截面比通道小某个预定值;

（b）沿输送管通气並将气体排出容器外部，以此来冷却输送管及塞子附近的通道;

（c）紧接在将气体喷注到熔体中之前，在管中形成足够大的气体压力和流量，使喷注时的气体离管速度大得足以使气体以射流而不是以气泡的形式进入熔体;

（d）将管子强力推向塞子，把塞子顶入熔体中並以此开始向熔体中喷注气体;

（e）在随后的喷注过程中基本上保持气体压力和流量不衰减;以及

（f）当断定喷注完成时，减小气体压力/流量，使熔体进入管中並在其中凝固，从而管子被堵塞，