ES2562777T3 - Lanza para alimentación de alambre - Google Patents

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ES2562777T3
ES2562777T3 ES13177005.9T ES13177005T ES2562777T3 ES 2562777 T3 ES2562777 T3 ES 2562777T3 ES 13177005 T ES13177005 T ES 13177005T ES 2562777 T3 ES2562777 T3 ES 2562777T3
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Dominick Colavito
Gregory Kennedy
Yu-Ming Liang
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Specialty Minerals Michigan Inc
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

Una lanza (425, 25, 125, 225, 325) para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido, comprendiendo la lanza: una entrada (426, 26, 126, 226, 326) de lanza para recibir alambre aditivo y una salida (427, 27, 127, 227, 327) de lanza para dispensar alambre aditivo al metal fundido; un primer manguito exterior (406, 6, 106, 206, 306) que comprende un material celulósico, teniendo el primer manguito exterior un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende desde una entrada (428, 28, 128, 228, 328) del primer manguito exterior hasta una salida (429, 29, 129, 229, 329) del primer manguito exterior; un primer manguito interior (403, 3, 103, 203, 303) que comprende material refractario en la superficie interior del primer manguito exterior y que se extiende desde un primer extremo (430, 30, 130, 230, 330) del primer manguito interior, en el que se dispensa el alambre aditivo al metal fundido por el primer manguito interior, hasta un segundo extremo (431, 31, 131, 231, 331) del primer manguito interior que recibe el alambre aditivo, estando situados el segundo extremo del primer manguito interior a cierta distancia de la entrada de lanza; y un manguito de entrada exterior (404, 4, 104, 204, 304) que se extiende a lo largo de una porción del pasadizo del primer manguito exterior y que se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta la entrada de lanza, teniendo el manguito de entrada exterior una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior, y un manguito de entrada interior (405, 5, 105, 205, 305) dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior y que se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta la de entrada de lanza.

Description

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DESCRIPCION
Lanza para alimentacion de alambre Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a metodos y aparatos para la produccion de metal.
Antecedentes
En la produccion de acero, una masa fundida de hierro se produce tfpicamente en un horno adecuado y despues se vierte en un cucharon de colada donde se trata con uno o mas ingredientes con fines de refinado o aleacion. Es bien conocida la adicion de calcio u otros aditivos para el material ferroso fundido en este punto como agente de refinado para la flotacion por inclusion de oxido, la inclusion de oxido, la modificacion de la morfologfa, la desulfuracion, la modificacion qmmica, etc.
Estos aditivos suelen ser alimentados en un alambre que puede ser revestido para facilitar la manipulacion del aditivo. Existen varios metodos para introducir el alambre en el bano de metal fundido. Un metodo utiliza un aparato de alimentacion de alambre y una lanza. Otro metodo utiliza un aparato de alimentacion de alambre y un conducto direccional que alimenta alambre por encima del bano sin el uso de una lanza penetrante. Este metodo tambien se conoce como alimentacion en superficie.
Anteriormente, las lanzas para los aparatos de alimentacion de alambre eran voluminosas y pesadas, con el fin de ser duraderas en un entorno de la planta de metal fundido. Tales sistemas requieren elevadores de grua o elevacion manual pesada durante su uso y mantenimiento. Puede estar limitada la disponibilidad de la grua cuando es necesaria para facilitar el cambio de la lanza. Estas lanzas pesadas siguen siendo utiles para multiples tratamientos de alimentacion de alambre, ya que estan disenadas para una mayor durabilidad a largo plazo. Durante este penodo de uso de las lanzas pesadas, puede llegar a acumularse escoria y/o metal en la lanza, a menudo en el nivel en el que la superficie superior de la escoria hace contacto con la lanza durante su penetracion en el bano de metal fundido. Esta acumulacion de metal o escoria que se produce y se hace mas grande por su uso repetido puede caer inesperadamente fuera de la lanza, tal como durante el cambio de una punta de lanza, hiriendo posiblemente al personal o creando otros problemas de seguridad. Ademas, cualquier acumulacion de metal o escoria en la lanza puede impedir el movimiento de la lanza a traves de una tapa en el recipiente de metal fundido. Si esta acumulacion en la lanza misma cae en una pieza grande, entonces una salpicadura potencial de acero lfquido y escoria podna provocar lesiones o danos materiales.
Para que las lanzas pesadas logren la maxima durabilidad, estas tienen a menudo puntas reemplazables, dado que la punta tiende a desgastarse antes que el cuerpo principal de la lanza. Pueden utilizarse varias puntas durante la vida util de una sola lanza. La sustitucion de las puntas de lanza pesadas se realiza a menudo de forma manual, a veces desde posiciones incomodas para el personal. Ademas, la sustitucion de las puntas debe ser realizada por personal mientras se trabaja debajo de una lanza suspendida. Las lanzas utilizadas de esta clase que estan configuradas para puntas de lanza pesadas estan cubiertas a menudo por una acumulacion de escoria o metal.
Por lo menos los documentos US4608107 y US4093193 definen construcciones de tubo que hacen uso de materiales tejidos para combinar alta resistencia y peso ligero.
En los sistemas de alambre alimentado en superficie, la penetracion dentro del bano fundido por el alambre puede ser dificil si la escoria es muy viscosa o espesa. El alambre puede ser doblado o desviado por esta capa de escoria impidiendo que el alambre entre en el bano fundido y dando como resultado un tratamiento sin exito del alambre.
En un intento de superar los problemas mencionados anteriormente, los inventores han desarrollado una lanza que evita los peligros especificados, permitiendo al mismo tiempo la alimentacion de alambre al bano de metal fundido y logrando una recuperacion eficaz.
Sumario
Segun una realizacion de la invencion, se revela una lanza para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie de metal fundido. Tambien se revela un metodo de alimentacion de un alambre aditivo a un metal fundido usando la lanza. La lanza comprende una entrada de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado al metal fundido y una salida de la lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada y la salida para el alambre aditivo que esta siendo alimentado a traves de la lanza. La lanza tiene un manguito exterior de cartulina, carton u otros materiales de celulosa o de papel u otro material que retenga la forma y mantenga su resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior tiene un pasadizo y una superficie interior que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior desde una entrada del manguito exterior hasta una salida del manguito exterior. Un primer manguito interior se dispone en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo del
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manguito interior, en el que el alambre aditivo se dispensa, hasta un segundo extremo del manguito interior. El segundo extremo del primer manguito interior se encuentra a cierta distancia del extremo de entrada de la lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza. El primer manguito interior puede ser de material refractario.
Un segundo manguito interior esta dispuesto a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta el extremo de salida del extremo receptor de alambre de la lanza.
Segun una realizacion de la invencion, se revela una lanza para la alimentacion de un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. Tambien se revela un metodo de alimentacion de un alambre aditivo a un metal fundido usando la lanza.
La lanza comprende una entrada de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado al metal fundido y una salida de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada y la salida para el alambre aditivo que esta siendo alimentado a traves de la lanza. La lanza tiene un manguito exterior fabricado de cartulina, carton u otro material celulosico o de otro material que conserve la forma y mantenga su resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior tiene un pasadizo y una superficie interior que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior desde una entrada del manguito exterior hasta una salida del manguito exterior. Un primer manguito interior esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo del manguito interior, en el que se dispensa el alambre aditivo, hasta un segundo extremo del manguito interior. El segundo extremo del primer manguito interior se encuentra a cierta distancia del extremo de entrada de la lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza. El primer manguito interior puede ser de material refractario.
Un manguito de entrada interior que tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada interior esta dispuesto a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior a cierta distancia del extremo de salida del extremo receptor de alambre de la lanza. Un manguito de entrada exterior que tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior esta dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior y se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior a cierta distancia del extremo de salida del extremo receptor de alambre de la lanza.
Segun una realizacion de la invencion, se revela una lanza para la alimentacion de un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. Tambien se revela un metodo de alimentacion de un alambre aditivo a un metal fundido usando la lanza. La lanza comprende una entrada de lanza para recibir alambre aditivo que se ha de alimentar al metal fundido y una salida de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada y la salida para el alambre aditivo que esta siendo alimentado a traves de la lanza. La lanza tiene un manguito exterior de cartulina, carton u otro material celulosico o de otro material que conserve la forma y mantenga su resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido. El manguito exterior tiene un pasadizo y una superficie interior que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior desde una entrada del manguito exterior hasta una salida del manguito exterior. Un primer manguito interior esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo del manguito interior, en el que se dispensa el alambre aditivo, hasta un segundo extremo del manguito interior. La lanza puede tener unos medios de union para acoplarse con un aparato de alimentacion de alambre.
En algunas realizaciones, la lanza puede tener un tubo de grna para permitir el paso del alambre a traves de la lanza. El tubo de grna puede ser conico en el extremo de salida de la lanza.
En algunas realizaciones, la lanza puede tener unos medios de union para acoplarse con un aparato de alimentacion de alambre.
En algunas realizaciones, la lanza tiene un manguito refractario exterior, un manguito de cartulina exterior a lo largo de la superficie interior del manguito refractario exterior, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union.
En algunas realizaciones, la lanza tiene un segundo manguito de cartulina exterior, un manguito refractario exterior, un primer manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union.
Algunas realizaciones de la invencion tambien se dirigen a un metodo de utilizacion de una lanza como la descrita anteriormente.
Las diversas realizaciones de la invencion se describiran con la ayuda de los siguientes dibujos, en los que los numeros de referencia iguales representan elementos iguales.
Breve descripcion de los dibujos
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La figura 1A es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario y un manguito de entrada interior y un manguito de entrada exterior de cartulina;
La figura 1B es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario y unos medios de union;
La figura 2 es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un manguito de entrada interior, un manguito de entrada exterior de cartulina, un tubo de grna y unos medios de union;
La figura 2A es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna y unos medios de union;
La figura 3 es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union;
La figura 4 es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un manguito exterior de cartulina, un manguito refractario exterior, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union; y
La figura 5 es una vista lateral en seccion transversal de una lanza segun la invencion, que muestra un segundo manguito exterior de cartulina, un manguito refractario exterior, un primer manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union.
Todos los dibujos son ilustraciones esquematicas y no se pretende que las estructuras representadas en los mismos esten a escala. Se debera entender que la invencion no esta limitada a las disposiciones e instrumentalidades precisas mostradas, sino que solo esta limitada por el alcance de las reivindicaciones.
Descripcion detallada de la invencion
Segun una realizacion de la invencion, se revela una lanza para la alimentacion de un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. Tambien se revela un metodo de alimentacion de un alambre aditivo a un metal fundido usando la lanza. La lanza comprende una entrada de lanza para recibir alambre aditivo que se ha de alimentar al metal fundido y una salida de la lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada y la salida para el alambre aditivo que esta siendo alimentado a traves de la lanza. La lanza tiene un manguito exterior hecho de cartulina, carton u otro material celulosico.
El manguito exterior tiene un pasadizo y una superficie interior que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior desde una entrada del manguito exterior hasta una salida del manguito exterior. Un primer manguito interior esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo del manguito interior, en el que se dispensa el alambre aditivo, hasta un segundo extremo del manguito interior. El segundo extremo del primer manguito interior esta situado a cierta distancia del extremo de entrada de la lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza. El primer manguito interior puede ser de material refractario.
Un segundo manguito interior esta dispuesto a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta el extremo de salida del extremo receptor de alambre de la lanza.
Como se ve en la figura 1A, se revela una lanza 425 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 425 comprende una entrada 426 de lanza para recibir alambre aditivo que se ha de alimentar al metal fundido y una salida 427 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 425 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 426 de lanza y la salida 427 de lanza para el alambre aditivo que esta siendo alimento traves de la lanza 425. La lanza 425 tiene un manguito exterior 406 de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga su resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 406 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 406 de una entrada 428 del manguito exterior 406 hasta una salida 429 del manguito exterior 406. Un primer manguito interior 403, que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 431 del primer manguito interior 403, en el que se proporciona el alambre aditivo al primer manguito interior 403, hasta un segundo extremo 430 del primer manguito interior 403. El primer extremo 431 del primer manguito interior 403 esta situado a cierta distancia de la entrada de lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza 425. El primer manguito interior 403 puede ser de material refractario.
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Un manguito de entrada exterior 404 se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior 406 y se extiende desde el primer extremo 431 del primer manguito interior 403 hasta la entrada 426 de la lanza 425. El manguito de entrada exterior 404 tiene una superficie interior extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior 404. Un manguito de entrada interior 405 esta dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior 404 y se extiende desde el primer extremo 431 del primer manguito interior 403 a cierta distancia de la entrada 426 de lanza. El extremo del manguito de entrada interior 405 que recibe alambre aditivo desde el aparato de alimentacion de alambre puede estar escalonado con respecto al extremo del manguito de entrada exterior 404 que recibe el alambre de tal manera que el extremo receptor de alambre del manguito de entrada interior 405 este mas cerca de la entrada 426 de lanza que del extremo receptor de alambre del manguito de entrada exterior 404.
Como se ve en la figura 1B, se revela una lanza 525 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 525 comprende una entrada 526 de lanza para recibir alambre aditivo que se ha de alimentar al metal fundido y una salida 527 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 525 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 526 de lanza y la salida 527 de lanza para el alambre aditivo que esta siendo alimentado traves de la lanza 525. La lanza tiene un manguito exterior 506 hecho de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 506 tiene un pasadizo y una superficie interior que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 506 desde una entrada 528 del manguito exterior 506 hasta una salida 529 del manguito exterior 506. Un primer manguito interior 503, que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del manguito exterior 506 y se extiende desde un primer extremo 531 del primer manguito interior 503, en el que se proporciona el alambre aditivo, hasta un segundo extremo 530 del primer manguito interior 503. La lanza 525 puede tener unos medios de union 507 para acoplarse con un aparato de alimentacion de alambre. Los medios de union 507 pueden ser una abrazadera.
Como se ve en la figura 2, se revela una lanza 25 para la alimentacion de un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 25 comprende una entrada 26 de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado al metal fundido y una salida 27 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 25 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 26 de lanza y la salida 27 de lanza para el alambre aditivo que se alimenta traves de la lanza 25. La lanza 25 tiene un manguito exterior 6 hecho de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 6 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 6 desde una entrada 28 del manguito exterior 6 hasta una salida 29 del manguito exterior 6. Un primer manguito interior 3, que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 31 del primer manguito interior 3, en el que se proporciona el alambre aditivo al primer manguito interior 3, hasta un segundo extremo 30 del primer manguito interior 3. El primer extremo 31 del primer manguito interior 3 esta situado a cierta distancia de la entrada de lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza 25. El primer manguito interior 3 puede ser de material refractario.
Un manguito de entrada exterior 4 se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior 6 y se extiende desde el primer extremo 31 del primer manguito interior 3 hasta la entrada 26 de la lanza. El manguito de entrada exterior 4 tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior 4. Un manguito de entrada interior 5 esta dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior 4 y se extiende desde el primer extremo 31 del primer manguito interior 3 a cierta distancia de la entrada 26 de lanza del extremo receptor de alambre de la lanza 25.
La lanza tiene un tubo 1 de grna para permitir el paso del alambre a traves de la lanza 25. Como se ve en la figura 2, el tubo 1 de grna tiene una parte conica 9 en el extremo de salida de la lanza 25. Opcionalmente, la lanza 25 tiene un tapon o clavija 2 que puede ser de madera. Los medios de union pueden tener una porcion roscada 8 para acoplarse con el aparato de alimentacion de alambre.
Como se ve en la figura 2A siguiente, se revela una lanza 625 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 625 comprende una entrada 626 de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado al metal fundido y una salida 627 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 625 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 626 de lanza y la salida 627 de lanza para el alambre aditivo que se alimenta traves de la lanza 625. La lanza 625 tiene un manguito exterior 606 de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 606 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 606 desde una entrada 628 del manguito exterior 606 hasta una salida 629 del manguito exterior 606. Un primer manguito interior 603, que comprende material refractario, esta dispuesto en la
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superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 631 del primer manguito interior 3, en el que se dispensa el alambre aditivo al primer manguito interior 3, hasta un segundo extremo 30 del primer manguito interior 603. El primer extremo 631 del primer manguito interior 603 esta situado en el extremo receptor de alambre de la lanza 625. El primer manguito interior 603 puede ser de material refractario.
La lanza tiene un tubo 601 de grna para permitir el paso del alambre a traves de la lanza. Unos medios de union 607 pueden ser una abrazadera que acople la lanza con el aparato de alimentacion de alambre.
Como se ve en la figura 3, se revela una lanza 125 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 125 comprende una entrada 126 de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado al metal fundido y una salida 127 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 125 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 126 de lanza y la salida 127 de lanza para el alambre aditivo que se alimenta traves de la lanza 125. La lanza 125 tiene un manguito exterior 106 de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 106 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 106 desde una entrada 128 del manguito exterior 106 hasta una salida de manguito exterior 129 del manguito exterior 106. Un primer manguito interior 103 que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 131 del primer manguito interior 103, en el que se proporciona el alambre aditivo al primer manguito interior 103, hasta un segundo extremo 130 del primer manguito interior 103. El primer extremo 131 del primer manguito interior 103 esta situado a cierta distancia de la entrada de lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza 125. El primer manguito interior 103 puede ser de material refractario.
Un manguito de entrada exterior 104 se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior 106 y se extiende desde el primer extremo 131 del primer manguito interior 103 hasta la entrada 126 de la lanza. El manguito de entrada exterior 104 tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior 104. Un manguito de entrada interior 105 esta dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior 104 y se extiende desde el primer extremo 131 del primer manguito interior 103 hasta cierta distancia de la entrada 126 de lanza del extremo receptor de alambre de la lanza 125. El manguito de entrada interior 105 y el manguito de entrada exterior se extienden en la direccion de la entrada 126 de lanza en la misma media que el manguito exterior 106.
La lanza tiene un tubo 101 de grna para permitir el paso del alambre a traves de la lanza 125. Como se ve en la figura 3, el tubo 101 de grna tiene una porcion conica 109 en el extremo de salida de la lanza 125. Opcionalmente, la lanza 125 tiene un tapon o clavija 102 que puede ser de madera. Los medios de union pueden tener una porcion roscada 108 para acoplarse con el aparato de alimentacion de alambre.
En algunas realizaciones, la lanza tiene un manguito refractario exterior, un manguito de cartulina exterior a lo largo de la superficie interior del manguito refractario exterior, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de grna conico y unos medios de union.
Como se ve en la figura 4, se revela una lanza 225 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 225 comprende una entrada 226 de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado a metal fundido y una salida 227 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 225 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 226 de lanza y la salida 227 de lanza para el alambre aditivo que se alimenta traves de la lanza 225. La lanza 225 tiene un manguito exterior 206 de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El manguito exterior 206 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del manguito exterior 206 de una entrada 228 del manguito exterior 206 hasta una salida 229 del manguito exterior 206. Un primer manguito interior 203 que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 231 del primer manguito interior 203, en el que se proporciona el alambre aditivo al primer manguito interior 203, hasta un segundo extremo 230 del primer manguito interior 203. El primer extremo 231 del primer manguito interior 203 esta situado a cierta distancia de la entrada de lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza 225. El primer manguito interior 203 puede ser de material refractario.
La lanza 225 tiene un manguito refractario exterior 220 que incluye un pasadizo a su traves que presenta una superficie interior a lo largo del pasadizo. El manguito exterior 206 esta dispuesto en el pasadizo del manguito refractario exterior 220 y comprende material refractario o puede estar hecho de material refractario.
Un manguito de entrada exterior 204 se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del manguito exterior 206 y se extiende desde el primer extremo 231 del primer manguito interior 203 hasta la entrada 226 de la lanza. El manguito de entrada exterior 204 tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior 204. Un manguito de entrada interior 205 esta dispuesto a lo largo de la superficie
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interior del manguito de entrada exterior 204 y se extiende desde el primer extremo 231 del primer manguito interior 203 hasta cierta distancia de la entrada 226 de lanza del extremo receptor de alambre de la lanza 225.
La lanza tiene un tubo 201 de gma para permitir el paso del alambre a traves de la lanza 225. Como se ve en la figura 4, el tubo 201 de gma tiene una porcion conica 209 en el extremo de salida de la lanza 225. Opcionalmente, la lanza 225 tiene un tapon o clavija 202 que puede ser de madera. Los medios de union pueden tener una porcion roscada 208 para acoplarse con el aparato de alimentacion de alambre.
En algunas realizaciones, la lanza tiene un segundo manguito exterior de cartulina, un manguito refractario exterior, un primer manguito exterior de cartulina, un primer manguito interior de material refractario, un tubo de gma conico y unos medios de union.
Como se ve en la figura 5, se revela una lanza 325 para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido. La lanza 325 comprende una entrada 326 de lanza para recibir alambre aditivo que ha de ser alimentado a metal fundido y una salida 327 de lanza para dispensar el alambre aditivo a un metal fundido. La lanza 325 tiene un pasadizo o canal dispuesto entre la entrada 326 de lanza y la salida 327 de lanza para el alambre aditivo que se alimenta traves de la lanza 325. La lanza 325 tiene un primer manguito exterior 306 hecho de cartulina, carton u otro material celulosico u otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El primer manguito exterior 306 tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende a lo largo del interior del primer manguito exterior 306 desde una entrada 328 del primer manguito exterior 306 hasta una salida de manguito exterior 329 del primer manguito exterior 306. Un primer manguito interior 303, que comprende material refractario, esta dispuesto en la superficie interior del pasadizo del manguito exterior y se extiende desde un primer extremo 331 del primer manguito interior 303, en el que se proporciona el alambre aditivo al primer manguito interior 303, hasta un segundo extremo 330 del primer manguito interior 303. El primer extremo 331 del primer manguito interior 303 esta situado a cierta distancia de la entrada de lanza, es decir, el extremo receptor de alambre de la lanza 325. El primer manguito interior 303 puede ser de material refractario.
La lanza 325 tiene un manguito refractario exterior 320 que incluye un pasadizo a su traves que presenta una superficie interior a lo largo del pasadizo. El primer manguito exterior 306 esta dispuesto en el pasadizo del manguito refractario exterior 320. La lanza 325 tambien tiene un segundo manguito exterior 332 que incluye un pasadizo a su traves que presenta una superficie interior a lo largo del pasadizo. El manguito refractario exterior 320 esta dispuesto en el pasadizo del segundo manguito exterior 332, que puede ser de cartulina, carton u otros materiales celulosicos.
Un manguito de entrada exterior 304 se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del primer manguito exterior 306 y se extiende desde el primer extremo 331 del primer manguito interior 303 hasta la entrada 326 de la lanza. El manguito de entrada exterior 304 tiene una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior 304. Un manguito de entrada interior 305 esta dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior 304 y se extiende desde el primer extremo 331 del primer manguito interior 303 hasta cierta distancia de la entrada 326 de lanza del extremo receptor de alambre de la lanza 325.
La lanza tiene un tubo 301 de gma para permitir el paso del alambre a traves de la lanza 325. Como se ve en la figura 5, el tubo 301 de gma tiene una porcion conica 309 en el extremo de salida de la lanza 325. Opcionalmente, la lanza 325 tiene un tapon o clavija 302 que puede ser de madera. Los medios de union pueden tener una porcion roscada 308 para acoplarse con el aparato de alimentacion de alambre.
Algunas realizaciones de la invencion tambien se dirigen a un metodo de utilizacion de una lanza segun se describe a continuacion.
La lanza y el metodo de uso de la lanza permiten la alimentacion del alambre aditivo hasta profundidades dentro de la masa fundida de hasta aproximadamente seis pies (aproximadamente 1,8 metros) para permitir una mayor recuperacion de los aditivos tales como el calcio. Ademas, debido a que la lanza de la presente invencion es ligera y de un diametro mas pequeno en comparacion con lanzas convencionales, la presente lanza tiene la ventaja de permitir el cambio de la lanza sin la necesidad de una grua u otra maquinaria para mover objetos pesados.
Segun el metodo de la presente invencion, no hay necesidad de cambiar una punta de lanza durante su uso. La totalidad de la lanza misma se puede cambiar de una vez de forma manual, sin la necesidad de cambiar la punta de lanza pesada, ya sea por medios manuales o con la ayuda de maquinaria para izado de objetos pesados.
Debido a que la lanza puede ser utilizada economicamente para un solo uso y desecharla despues de un solo uso, el metodo de uso de la lanza de la presente invencion evita la acumulacion no deseable de metal o escoria en la lanza que pueda desprenderse y causar lesiones o danos materiales. Debido a que se evita la acumulacion de escoria o metal en la lanza, no estan presentes ni escoria ni metal en la lanza para bloquear el paso de la lanza a traves de un agujero en una tapa del recipiente metalurgico.
Debido a que cada lanza es una unidad desechable de bajo coste en comparacion con lanzas tradicionales caras, se reduce al mmimo la perdida economica en el caso de danos en una unidad.
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En resumen, el uso de la lanza de la presente invencion evita la necesidad de un sistema de apoyo voluminoso tal como el que sostiene las combinaciones de lanza y de punta de lanza tradicionales. A pesar del menor peso y del tamano mas pequeno de la lanza de la presente invencion, la lanza todavfa permite la penetracion de gruesas capas de escoria viscosas en un bano de metal fundido frente a la alimentacion de alambre en superficie para lograr tratamientos exitosos con una recuperacion de aditivo aceptable.
El primer manguito exterior o el segundo manguito exterior de la lanza pueden ser de cartulina, carton o cualquier otro material celulosico o de otro material que conserve la forma y mantenga la resistencia hasta que se consuma en el bano de metal fundido.
El tubo de grna puede ser cualquier tubo o tubena que se disponga en el manguito interior que permite el paso del alambre aditivo a traves de la lanza. El tubo de grna puede ser de acero u otros metales.
El manguito exterior puede ser de un diametro exterior nominal de 1 a 4 pulgadas (2,5 a 10 cm), preferiblemente 2 pulgadas (5 cm).
Los medios de union pueden ser cualquier medio para unir la lanza a un aparato de alimentacion de alambre tal como una abrazadera, acoplamiento, desconexion rapida u otro dispositivo mecanico que una la lanza a un aparato de alimentacion de alambre.
El material refractario del manguito interior puede ser un material refractario denso a base de magnesia o un material refractario ligero, preferiblemente un refractario a base de magnesia. El material refractario puede ser magnesia, olivina, arcilla refractaria, dolomita, calcia, circonia, alumina, sflice, cromita, grafito, zircon, magnesia-carbono, magnesia-cromo y mezclas de los mismos.
Aglutinantes de alta temperatura utiles en el refractario del manguito interior incluyen, pero sin limitacion, resinas tales como resinas fenolicas, fosfato sodico, fosfato potasico, fosfato de amonio, fosfato de magnesio, fosfato de calcio, silicato de sodio, silicato de potasio, silicato de magnesio, silicato de calcio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato de calcio, sulfato de amonio, sulfato de zirconio y sulfato de aluminio, preferiblemente silicato de sodio. Estos plastificantes y aglutinantes de alta temperatura estan disponibles comercialmente.
Puedes proporcionarse un revestimiento en el manguito exterior que proteja la lanza en el entorno localizado cerca o por encima del recipiente de metal fundido. El revestimiento puede ser un revestimiento intumescente o refractario que ayude a evitar la quema de la parte exterior del manguito. Por ejemplo, se puede aplicar como revestimiento una solucion de silicato de sodio sobre el exterior de la lanza.
La lanza de la presente invencion se puede utilizar para la alimentacion de alambre a un bano de metal fundido, tal como por el metodo segun se describe a continuacion.
Tabla 1 - Material refractario vibratil en seco aglutinado por resina
Materia prima
Descripcion Porcentaje en Peso
Magnesia 97 MgO
-1 mm 75,5
Magnesia 97 MgO
Polvo 16,0
Resina Fenolica
Polvo 5,0
Silicato de Sodio
Polvo Anhidro 2,0
Silicio Metal
Finos, Malla -325 1,5
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Tabla 2 - Material refractario fundido en humedo
Materia Prima
Descripcion Porcentaje en Peso
Magnesia 97 MgO
-1 mm 65,0
Magnesia 97 MgO
Polvo 20,0
Hidroxido de Calcio
Polvo 8,0
Carbonato de Calcio
Polvo 4,0
Acido Sulfamico
Polvo 3,0
Total 100,0
Ejemplo 1 - Manguito refractario vibratil en seco aglutinado por resina en la lanza
Se proporciono un tubo de cartulina de 2,0 pulgadas (5 cm) como manguito exterior y se dispuso un tubo de acero en el interior del manguito exterior. La formulacion anterior de un material vibratil en seco en forma de un polvo se vertio entre el tubo de acero y el manguito exterior. Todo el conjunto se hizo vibrar en su sitio en una plantilla para mantener el manguito exterior y el tubo de acero en una disposicion concentrica. A continuacion, el conjunto anterior se coloco en un horno y se calento a 350 grados Fahrenheit (177°C) y se mantuvo a 350 grados F (177°C) durante tres horas. Posteriormente, se dejo enfriar la pieza curada.
Una lanza hecha segun la formulacion anterior se monto sobre una estructura de soporte para la lanza en una planta de fabricacion de acero. En este taller de fabricacion de acero se probo la lanza en un cucharon de acero que contema un grado de acero que estaba cubierto con una gruesa capa de escoria altamente viscosa. Este taller particular tiene escorias que son muy difroiles de penetrar con una lanza o un alambre alimentado en superficie. Se bajo la lanza parcialmente dentro de la masa fundida de acero y se la mantuvo en posicion durante un total de seis minutos. La prueba fue un exito y, despues de haber sido parcialmente sumergida en la masa fundida, una porcion sustancial de la lanza se mantuvo intacta.
Ejemplo 2 - Composicion refractaria fundida en humedo
Se proporciono un tubo de cartulina de 2,0 pulgadas (5,1 cm) de diametro como manguito exterior y se dispuso un tubo de acero en el interior del manguito exterior. Una mezcla fundida en humedo de la formulacion anterior de la Tabla 2 se vertio entre el tubo de acero y el manguito exterior. Todo el conjunto se hizo vibrar en su sitio en una plantilla para mantener el manguito exterior y el tubo de acero en una disposicion concentrica. Se fabricaron tres lanzas por el metodo descrito anteriormente. Una de las tres lanzas se revistio con una solucion de silicato de sodio. A continuacion, los conjuntos anteriores se colocaron en un horno y se calentaron a 230 grados Fahrenheit (110°C) y se mantuvieron a 230 grados F (110°C) durante 48 horas. Posteriormente, se dejaron enfriar las piezas curadas.
Cada lanza se monto por turno sobre una estructura de soporte para la lanza en una planta de fabricacion de acero y se conecto a un mecanismo de alimentacion de alambre para alimentar alambre de calcio revestido.
Se alimentaron 1000 pies (305 metros) de alambre de calcio a traves de cada una de las tres lanzas de 72 pulgadas (183 cm) de la presente invencion a una velocidad de 460 pies por minuto (140 m/min) para introducirlos en un cucharon de acero fundido. Las lanzas teman una pieza de conducto ligera de diametro nominal interior de acero de media pulgada (12,7 mm) que forman el canal o pasadizo de las lanzas. El conducto se estrechaba hasta tres octavos de pulgada (9,5 mm) de diametro interior en cada lanza. El conducto estaba dentro de un manguito interior de material refractario basado en magnesia fundida. El manguito exterior de las lanzas tema un espesor de pared de un cuarto de pulgada (6,4 mm). Las lanzas teman un acoplamiento roscado en el extremo receptor de alambre de la lanza conectado a un soporte en los medios de transporte para hacer avanzar la lanza dentro del acero y la escoria del cucharon. Las lanzas penetraron la escoria y el acero en cargas subsiguientes de un cucharon y se mantuvieron allt durante todo el perrodo durante el cual se alimento alambre. La recuperacion de calcio en la masa fundida de acero resultante fue aceptable en cada caso. Se mantuvo una porcion residual de cada una de las lanzas de la presente invencion y se la recupero despues de los tratamientos con alambre.
Ejemplo 3 - Composicion refractaria fundida en humedo
Se proporciono un tubo de cartulina de 2,0 pulgadas (5,1 cm) como manguito exterior y se dispuso un tubo de acero en el interior del manguito exterior. Una mezcla fundida en humedo de la formulacion anterior de la Tabla 2 se vertio entre el tubo de acero y el manguito exterior. Todo el conjunto se hizo vibrar en su sitio en una plantilla para mantener el manguito exterior y el tubo de acero en una disposicion concentrica. Se fabricaron cuatro lanzas por el
metodo descrito anteriormente. Una de las cuatro lanzas se revistio con una solucion de silicato de sodio. A continuacion, los conjuntos anteriores se colocaron en un horno y se calentaron a 230 grados Fahrenheit (110°C) y se mantuvieron a 230 grados F (110°C) durante 48 horas. Posteriormente, se dejaron enfriar las piezas curadas.
Cada lanza fue montada por turno sobre una estructura de soporte para la lanza en una planta de fabricacion de 5 acero y conectada a un mecanismo de alimentacion de alambre para la alimentacion de alambre de calcio revestido.
Se alimentaron 1000 pies (305 metros) de alambre de calcio a traves de cada una de las cuatro lanzas diferentes de 72 pulgadas (183 cm) de la presente invencion a una velocidad de 460 pies por minuto (140 m/min) para introducirlos en un cucharon de acero fundido. Las lanzas teman una pieza de conducto ligera con un diametro interior de acero nominal de media pulgada que formaba el canal de la lanza. El conducto estaba estrechado. El 10 conducto estaba dentro de un manguito interior de material refractario basado en magnesia fundida. El manguito exterior de las lanzas tema un espesor de pared de un cuarto de pulgada (6,4 mm). Las lanzas teman un acoplamiento roscado en el extremo receptor de alambre conectado a un soporte para la lanza en los medios de transporte para hacer avanzar la lanza dentro del acero y la escoria del cucharon. Las lanzas penetraron la escoria y el acero en un cucharon y se mantuvieron ailt durante todo el penodo durante el cual se alimento alambre. La 15 recuperacion de calcio en la masa fundida de acero resultante fue aceptable en cada caso. Se mantuvo una porcion residual de cada una de las lanzas de la presente invencion y se la recupero despues del tratamiento con alambre.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una lanza (425, 25, 125, 225, 325) para alimentar un alambre aditivo a una cantidad de metal fundido por debajo de la superficie del metal fundido, comprendiendo la lanza:
    una entrada (426, 26, 126, 226, 326) de lanza para recibir alambre aditivo y una salida (427, 27, 127, 227, 327) de lanza para dispensar alambre aditivo al metal fundido; un primer manguito exterior (406, 6, 106, 206, 306) que comprende un material celulosico, teniendo el primer manguito exterior un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo que se extiende desde una entrada (428, 28, 128, 228, 328) del primer manguito exterior hasta una salida (429, 29, 129, 229, 329) del primer manguito exterior;
    un primer manguito interior (403, 3, 103, 203, 303) que comprende material refractario en la superficie interior del primer manguito exterior y que se extiende desde un primer extremo (430, 30, 130, 230, 330) del primer manguito interior, en el que se dispensa el alambre aditivo al metal fundido por el primer manguito interior, hasta un segundo extremo (431, 31, 131, 231, 331) del primer manguito interior que recibe el alambre aditivo, estando situados el segundo extremo del primer manguito interior a cierta distancia de la entrada de lanza; y
    un manguito de entrada exterior (404, 4, 104, 204, 304) que se extiende a lo largo de una porcion del pasadizo del primer manguito exterior y que se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta la entrada de lanza, teniendo el manguito de entrada exterior una superficie interior que se extiende a lo largo de un pasadizo en el manguito de entrada exterior, y un manguito de entrada interior (405, 5, 105, 205, 305) dispuesto a lo largo de la superficie interior del manguito de entrada exterior y que se extiende desde el segundo extremo del primer manguito interior hasta la de entrada de lanza.
  2. 2. La lanza de la reivindicacion 1, en la que el manguito de entrada interior se extiende a lo largo de toda la superficie interior del manguito de entrada exterior.
  3. 3. La lanza de la reivindicacion 1, que comprende ademas unos medios (8, 108, 208, 308) para unir la lanza a un aparato de alimentacion de alambre.
  4. 4. La lanza de la reivindicacion 3, en la que los medios para unir la lanza a un aparato de alimentacion de alambre son una abrazadera o un acoplamiento que tiene una parte roscada.
  5. 5. La lanza de la reivindicacion 1, que comprende ademas un tubo (1, 101, 201, 301) de grna a lo largo de una superficie interior del primer manguito interior y el manguito de entrada interior.
  6. 6. La lanza de la reivindicacion 5, en la que el tubo de grna tiene una parte conica (9, 109, 209, 309) a cierta distancia de la salida de lanza.
  7. 7. La lanza de la reivindicacion 1, que comprende ademas un segundo manguito exterior (220, 320) de material refractario que tiene un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo, y en la que el primer manguito exterior (206, 306) esta dispuesto en el pasadizo del segundo manguito exterior.
  8. 8. La lanza de la reivindicacion 7, que comprende ademas un tercer manguito exterior (332) de un material celulosico, teniendo el tercer manguito exterior un pasadizo y una superficie interior a lo largo del pasadizo, y en la que el segundo manguito exterior esta dispuesto en el pasadizo del tercer manguito exterior.
  9. 9. La lanza de la reivindicacion 1, en la que el primer manguito exterior esta recubierto con un material ablativo, intumescente, refractario o aislante.
  10. 10. La lanza de la reivindicacion 9, en la que el revestimiento del primer manguito exterior es silicato de sodio.
  11. 11. Un metodo de alimentacion de alambre aditivo a un bano de metal fundido utilizando la lanza de la reivindicacion 1.
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