BRPI0609345A2 - ponteira e conjunto de tubo guia para aditivo, e, método para distribuir um aditivo - Google Patents
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Abstract
PONTEIRA E CONJUNTO DE TUBO GUIA PARA ADITIVO, E, MéTODO PARA DISTRIBUIR UM ADITIVO. é divulgada uma ponteira para um tubo guia para aditivo. Tal ponteira pode ter uma luva durável e uma luva descartável (sloughable). A luva deseartável pode ter um canal através do qual o aditivo pode ser distribuído e a luva deseartável pode residir no furo vazado da luva durável, e pode ser presa à luva durável. Quando metal derretido contata a luva descartável, a luva descartável queima ou derrete e desaparece, impedindo com isto que o metal derretido ou escória cole na ponteira, o que, por sua vez, impede a acumulação de metal e escoria.
Description
"PONTEIRA E CONJUNTO DE TUBO GUIA PARA ADITIVO, E5MÉTODO PARA DISTRIBUIR UM ADITIVO"
Referência Cruzada a Pedido Relacionado
Este Pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido dePatente Provisório U.S. de Número de Série 60/658.660, depositado em 4 demarço de 2005
Campo da invenção
A presente invenção é relativa a dispositivos e métodosassociados com injeção de aditivos para metal derretido.
Fundamento da invenção
Injeção de aditivos em banhos de metal derretido é muitasvezes realizada envolvendo os aditivos em uma camisa ou bainha metálica,para formar um "arame nucleado", e então adicionando o arame nucleado aobanho de metal derretido, onde a camisa metálica ou o componente bainha doarame derrete e libera os aditivos. Por exemplo, um aditivo que pode seradicionado a aço é cálcio. O cálcio pode ser fornecido na forma de um arameque é isolado com papel e uma camisa/bainha adicional de aço.
Para adicionar um arame nucleado a um banho metálico, umalimentador, muitas vezes referido como um injetor, é utilizado. Oalimentador puxa o arame nucleado a partir de um carretei ou gaiola, endireitao arame e empurra o arame endireitado através de um tubo guia metálico. Umtubo guia é, genericamente, um tubo de aço que tem um diâmetro entre 25milímetros e 150 milímetros, dependendo das condições do equipamento.Muitas vezes a recuperação é melhor quando o diâmetro do tubo guia está naextremidade inferior da faixa, por exemplo, entre 25 milímetros e 50milímetros. O tubo guia metálico direciona o arame nucleado em umatrajetória de modo que o arame nucleado penetra no banho de metal derretidopara facilitar a dissolução do arame nucleado no metal derretido.
Por exemplo, cálcio é muito reativo, tem uma densidade baixaem relação a aço derretido e forma um vapor nas temperaturas de açoderretido se ele dissolve junto à superfície do aço derretido. Para direcionar oarame profundamente para o interior do banho metálico, e com isto protegercontra dissolver próximo à superfície do banho de aço derretido, um tubo guiapode ser utilizado, o qual é capaz de ser posicionado próximo ao aço derretidoe sobreviver ao respingo de aço derretido e escória enquanto o aramenucleado de cálcio é adicionado ao aço derretido. Usualmente o aramenucleado é adicionado ao aço derretido por três a quatro minutos.
Foi mostrado que quando o tubo guia é colocado junto àsuperfície do metal derretido, a maior parte do aditivo acaba no metalderretido. A "recuperação" é a quantidade de aditivo medida no metalderretido dividida pela quantidade de aditivo injetado para o metal derretido.Diversos fatores determinam a recuperação do aditivo. Em quase todos oscasos é desejada recuperação maior. Os fatores que influenciam a recuperaçãoincluem o ângulo de introdução do arame nucleado no banho metálico, avelocidade na qual o arame nucleado penetra no banho metálico, e a distânciaentre a ponta do tubo guia e a superfície do banho metálico.
A recuperação é usualmente melhorada se um extremo do tuboguia é colocado próximo ao banho metálico. Contudo, a experiência mostraque a extremidade do tubo guia será removida ou por fusão ou oxidação dotubo guia, ou o tubo guia se tornará entupido se o tubo guia for trazido muitopróximo do banho metálico. Fundição, oxidação e/ou entupimento foramobservados quando a distância entre o tubo guia e o banho metálico é menordo que um metro. Para evitar estas condições, uma ponteira cerâmica densa,grande, pode ser utilizada na extremidade a mais próxima do metal derretido.Contudo, tal ponteira está sujeita a acumular metal e escória sobre aextremidade cerâmica. Além disto, o peso da ponteira torna a manipulaçãodifícil. Em adição, a acumulação finalmente bloqueia o tubo guia se o tuboguia é abaixado próximo ao banho metálico.Conseqüentemente, existe uma necessidade por um novodispositivo que seja capaz de suportar as temperaturas e respingos de escória emetal, enquanto reduz acumulação e ao mesmo tempo é capaz de suportarabrasão mecânica e energia de impacto a partir do arame que está sendoadicionado ao banho de metal derretido.
Sumário da invenção
A invenção pode ser configurada como uma ponteira para umtubo guia para aditivo. Tal ponteira pode ter uma luva durável e uma luvadescartável. A luva durável pode ter uma primeira extremidade, uma segundaextremidade e uma superfície interna que define um furo vazado que seestende a partir da primeira extremidade até a segunda extremidade. A luvadescartável pode ter um canal através do qual um aditivo pode ser distribuído,e a luva descartável pode residir no furo vazado da luva durável, e pode serpresa à luva durável.
A invenção pode ser configurada como um conjunto de tuboguia. Tal conjunto de tubo guia pode incluir um tubo guia e uma ponteira.
A invenção pode ser configurada como um método. Em talmétodo, um conjunto de tubo guia é fornecido. O conjunto de tubo guia podeter: (a) uma luva durável que tem uma extremidade de recebimento e umaextremidade de distribuição, e tem uma superfície interna que define um furovazado que se estende desde a extremidade de recebimento até a extremidadede distribuição, (b) uma luva descartável que tem um canal através do qual oaditivo pode ser distribuído, a luva descartável residindo no furo vazado daluva durável e sendo presa à luta durável, e (c) um tubo guia para aditivo quereside no canal da luva descartável, e que é preso à luva descartável. A luvadurável pode ser posicionada próximo ao metal derretido e o aditivo pode serfornecido para o metal derretido alimentando o aditivo através das luvas apartir da extremidade de recebimento, no sentido da extremidade dedistribuição.Breve descrição dos desenhos
Para um entendimento mais completo da natureza e objetivosda invenção, poderia ser feita referência aos desenhos que acompanham e àdescrição subseqüente. Resumidamente os desenhos são:
Figura 1, que é uma vista em perspectiva, parcialmente emcorte transversal, de um conjunto de tubo guia de acordo com a invenção, queestá sendo usado em um tubo guia para alimentar arame nucleado para metalderretido;
Figura 2, que é uma vista lateral de uma ponteira de acordocom a invenção;
Figura 3, que é uma vista lateral em seção transversal de umaponteira de acordo com a invenção; e
Figura 4, que é uma vista extrema da ponteira delineada naFigura 3; e
Figura 5, que é uma vista lateral em seção transversal de umaponteira de acordo com a invenção;
Figura 6, que é uma vista lateral em seção transversal de umaponteira de acordo com a invenção;
Figura 7, que é uma vista lateral em seção transversal de umaponteira de acordo com a invenção; e
Figura 8, que é um fluxograma que delineia um método deacordo com a invenção.
Descrição adicional da invenção
A invenção pode ser configurada como uma ponteira 10 paraum tubo guia para aditivo 46. As Figuras 1 até 4 delineiam uma tal ponteira10. A ponteira 10 pode incluir uma luva durável 13 e uma luva descartável 16.
Em uma configuração da invenção, a luva durável 13 tem uma espessura deparede de aproximadamente 10 milímetros até 15 milímetros, um diâmetro Dde aproximadamente 80 milímetros até 90 milímetros, e a luva descartável 16tem uma espessura de parede de aproximadamente 7 milímetros até 11milímetros.
A luva durável 13 pode ter um material cerâmico tal como, porexemplo, alumina ou alumina-grafite. A luva durável 13 pode ter umaprimeira extremidade 19 e uma segunda extremidade 22. A luva durável 13pode ter uma superfície interna 25, que define um furo vazado 28 que seestende desde a primeira extremidade 19 até a segunda extremidade 22.
A luva descartável 16 pode ser papelão tal como cartão.Alternativamente, a luva descartável 16 pode ser uma manta cerâmica tecidaou não tecida. Um exemplo de uma manta cerâmica é BTU-Block produzidapor Thermal Ceramics de Augusta, Geórgia. A luva descartável 16 podedefinir um canal 31 através do qual o aditivo 34 pode ser distribuído. Quandoo metal derretido ou escória contata tal luva descartável 16, uma porção daluva descartável 16 pode queimar ou derreter, dependendo do material.
Quando a luva descartável 16 queima ou derrete, o metal derretido ou escóriacai de volta para o banho de metal derretido 37, impedindo com isto que ometal derretido e escória colem na ponteira 10, o que, por sua vez, impede aacumulação de metal e escória.
A luva descartável 16 pode residir no furo vazado 28 da luvadurável 13 e pode ser ligada à luva durável 13. Um material de ligação 40, talcomo uma argamassa cerâmica, pode residir entre a luva descartável 16 e aluva durável 13 para prender a luva descartável 16 à luva durável 13. Umaargamassa cerâmica que pode ser adequado é vendido sob o nome comercial"Super G 3000", que é disponível de Vesuvius USA Corp.
Em lugar do, ou em adição ao material de ligação 40, umprimeiro fixador 43 pode ser utilizado para prender a luva descartável 16 àluva durável 13. Por exemplo, o primeiro fixador 43 pode ser um grampo quese estende a partir da luva durável 13 até a luva descartável 16, em umamaneira tal que o primeiro fixador 43 prende a luva descartável 16 à luvadurável 13. O primeiro fixador 43 pode se estender através da luva durável13. A Figura 5 mostra o primeiro fixador 43 se estendendo através da luvadurável 13 para o interior da luva descartável 16. Na Figura 5 o fixador 43não se estende sempre através da luva descartável 16.
A Figura 6 delineia uma outra configuração na qual o primeirofixador 43 se estende para o interior do canal 31. Quando o tubo guia 46 éinserido na luva descartável 16, as extremidades 49 dos fixadores 43 que sesalientam através da luva descartável 16 será dobrado pelo tubo guia 46. Emtal arranjo as extremidades 49 dos fixadores 43 podem ajudar a prender o tuboguia 46 à luva descartável 16.
Um segundo fixador 52 pode se estender através da luvadescartável 16 porém não da luva durável 13. A Figura 6 mostra um exemplode tal arranjo. Na Figura 7 será observado que o primeiro fixador 43 prende aluva durável 13 à luva descartável 16, e as extremidades 49 dos segundosfixadores 52 se estendem para o interior do canal 31, para prender o tubo guia46 à luva descartável 16.
Uma ponteira 10 de acordo com a invenção, pode ser utilizadacomo um tubo guia para aditivo 46, para formar um conjunto 55. O tubo guia46 pode ser feito de metal. O tubo guia 46 pode ser posicionado para residirno canal 31, e pode ser preso à luva descartável 16 por meio de primeirosfixadores 43 e/ou segundos fixadores 52, que se estendem a partir da luvadescartável 16 para o interior do canal 13. Alternativamente ou em adição, otubo guia 46 pode ser preso à luva descartável 16, fazendo o canal 31 de umadimensão que irá fornecer um ajuste por atrito, ou um ajuste por interferência,com o tubo guia 46. Quando um ajuste por interferência é fornecido, a luvadescartável 16 pode ser comprimida entre o tubo guia 46 e a luva durável 13.
Desta maneira, o tubo guia 46 pode ser fixo em relação à ponteira 10 semaplicar forças à luva durável 13 o que pode fraturar a luva durável 13. Alémdisto, a luva descartável 16 pode proteger a luva durável 13 de impactos taiscomo a partir do aditivo de arame nucleado 34, e portanto pode impedirfraturamento da luva durável 13.
Neste arranjo, a primeira extremidade 19 da luva durável 13pode ser considerada uma extremidade de recebimento e a segundaextremidade 22 da luva durável 13 pode ser considerada uma extremidade dedistribuição. O tubo guia 46 pode ser recebido na extremidade de recebimento19 e o aditivo 34 pode ser distribuído através da extremidade de distribuição22. A extremidade de distribuição 22 da luva durável 13 pode se estenderalém de uma extremidade de distribuição 59 do tubo guia 46. Desta maneira,a luva durável 13 pode servir para proteger o tubo guia 46 de metal derretidoe escória que pode respingar na vizinhança do tubo guia 46. Quando utilizadajunto a um banho de metal derretido 37, a luva durável 13 e o tubo guia 46podem ser posicionados um relação ao outro, de modo que a extremidade dedistribuição 22 da luva durável 13 estará mais próxima do banho de metalderretido 37 do que a extremidade de distribuição 58 do tubo guia 46. Aposição relativa da luva durável 13 e do tubo guia 46 de uma configuração dainvenção está melhor vista na Figura 3.
A Figura 1 mostra uma configuração da invenção sendoutilizada próximo ao banho de metal derretido 37. A ponteira 10 podepermitir ao tubo guia 46 ser colocado próximo ao banho de metal derretido 37o que, por sua vez, pode aprimorar a recuperação de aditivos 34 que incluemligas injetadas em metal derretido através de métodos de alimentação dearame. A porção da luva descartável 16 que se estende além da extremidade58 do tubo guia 46 pode encontrar metal derretido. Quando metal derretidocontata a luva descartável 16, a luva descartável 16 queima ou derrete edesaparece, impedindo com isso que metal derretido cole à ponteira IOo que,por sua vez, impede a acumulação de metal e escória.
A invenção pode ser configurada como um método paradistribuir um aditivo. A Figura 8 delineia um tal método, no qual um conjuntode tubo guia 100 é fornecido. O conjunto de tubo guia pode ter uma luvadurável, uma luva descartável e um tubo guia para aditivo, tal como aquelesdescritos acima. A luva durável e a luva descartável podem ser arranjadas emrelação ao tubo guia de modo que as extremidades de distribuição da luvadurável e da luva descartável se estendem além de uma extremidade dedistribuição do tubo guia e, desta maneira, as extremidades de distribuição daluva durável e da luva descartável podem ser colocadas mais próximas de umbanho de metal derretido do que uma extremidade de distribuição do tuboguia. A luva durável e a luva descartável podem ser posicionadas 103próximo ao metal derretido, e um aditivo pode ser fornecido 106 para o metalderretido alimentando o aditivo através das luvas a partir da extremidade derecebimento no sentido da extremidade de distribuição, e finalmente para ointerior do metal derretido.
O Pedido de Patente Provisório U.S. Número 60/658.660divulga detalhes adicionais a respeito da invenção e configurações adicionaisda invenção. A divulgação daquele Pedido de Patente é incorporada por meiodesta referência.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com relação auma ou mais configurações particulares, será entendido que outrasconfigurações da presente invenção podem ser feitas sem se afastar doespírito e escopo da presente invenção. Daí a presente invenção serdevidamente limitada apenas pelas reivindicações anexas e suas ainterpretações razoáveis.
Claims (32)
1. Ponteira de tubo guia para aditivo, caracterizada pelo fato decompreender:uma luva durável que tem uma primeira extremidade, e umasegunda extremidade que tem uma superfície interna que define um furovazado que se estende desde a primeira extremidade até a segundaextremidade;uma luva descartável que tem um canal através do qual umaditivo pode ser distribuído, a luva descartável residindo no furo vazado daluva durável e sendo presa à luva durável.
2. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de ainda compreender uma argamassa cerâmica entre a luva descartável ea luva durável, a argamassa cerâmica servindo para prender a luva descartávelà luva durável.
3. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de ainda compreender um primeiro fixador que se estende desde a luvadurável até a luva descartável, e que serve para prender a luva descartável àluva durável.
4. Ponteira de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de o primeiro fixador ser um grampo.
5. Ponteira de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de o primeiro fixador se estender através da luva durável.
6. Ponteira de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de o primeiro fixador se estender para o interior da luva descartável.
7. Ponteira de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelofato de o primeiro fixador se estender para o interior do canal.
8. Ponteira de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelofato de ainda compreender um segundo fixador que se estende através da luvadescartável.
9. Ponteira de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelofato de o segundo fixador se estender para o interior do canal.
10. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de a luva descartável incluir papelão.
11. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de a luva descartável incluir uma manta cerâmica.
12. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de a manta cerâmica ser tecida.
13. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de a manta cerâmica ser não tecida.
14. Ponteira de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de a luva durável incluir uma cerâmica.
15. Conjunto de tubo guia para aditivo, caracterizado pelo fatode compreender:uma luva durável que tem uma extremidade de recebimento euma extremidade de distribuição, e que tem uma superfície interna que defineum furo vazado que se estende desde a extremidade de recebimento até aextremidade de distribuição;uma luva descartável que tem um canal através do qual umaditivo pode ser distribuído, a luva descartável residindo no furo vazado daluva durável e sendo presa à luva durável;um tubo guia para aditivo que reside no canal da luvadescartável e que é preso à luva descartável.
16. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de o tubo guia ser preso à luva descartável por meio deum ajuste por atrito.
17. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de o tubo guia ser preso à luva descartável por meio deum ajuste por interferência.
18. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a luva durável se estender além de umaextremidade de distribuição do tubo guia.
19. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de ainda compreender argamassa cerâmica entre a luvadescartável e a luva durável, a argamassa cerâmica servido para prender aluva descartável à luva durável.
20. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de ainda compreender um primeiro fixador que seestende a partir da luva durável até a luva descartável, e que serve paraprender a luva descartável à luva durável.
21. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de o primeiro fixador ser um grampo.
22. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de o primeiro fixador se estender através da luvadurável.
23. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de o primeiro fixador se estender para o interior daluva descartável.
24. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de o primeiro fixador se estender para o interior docanal.
25. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de ainda compreender um segundo fixador que seestende através da luva descartável.
26. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de o segundo fixador se estender para o interior docanal.
27. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a luva descartável incluir papelão.
28. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a luva descartável incluir uma manta cerâmica.
29. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de a manta cerâmica ser tecida.
30. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de a manta cerâmica ser não tecida.
31. Conjunto de tubo guia de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a luva durável incluir uma cerâmica.
32. Método para distribuir um aditivo, caracterizado pelo fatode compreender:fornecer um conjunto de tubo guia que tem:(a) uma luva durável que tem uma extremidade de recebimentoe uma extremidade de distribuição, e que tem uma superfície interna quedefine um furo vazado que se estende a partir da extremidade de recebimentoaté a extremidade de distribuição;(b) uma luva descartável que tem um canal através do qual oaditivo pode ser distribuído, a luva descartável residindo no furo vazado daluva durável e sendo presa à luva durável;(c) um tubo guia para aditivo que reside no canal luvadescartável e que é preso à luva descartável;posicionar a luva durável próximo ao metal derretido;fornecer um aditivo para o metal derretido, alimentando oaditivo através das luvas a partir da extremidade de recebimento no sentido daextremidade de distribuição.
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