IT8109559A1 - Tappo poroso per contenitore di metallo fuso - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione Industriale dal titolo: ''TAPPO POROSO PER CONTENITORE DI METALLO FUSO''

RIASSUNTO

Un tappo poroso per il trattamento di metallo fuso, caratterizzato dal fatto che una porzione della periferia interna od esterna di esso fe fornita di un refrattario, il cui potere di emissione ? diverso dal potere di emissione di detto refrattario poroso.

DESCRIZIONE

Questa invenzione si riferisce ad un tappo poroso, la cui durata puh essere conosciuta con certezza e facilit?, in relazione alla fueicne in atto, come funzione del periodo di tempo e delle frequenze di gas soffiato nel metallo fuso.

In contenitori per metallo fuso come siviere, secchie per forni d? affinazione e paniere (trudish), allo scopo d? uniformare la temperatura con agitazione o d? accelerare la reazione di affinazione s? ? trovato vantaggioso soffiare gas nel metallo fuso, da un tappo poroso disposto nel fendo di ciascuno di detti oontenitori, poich? ? possibile agitare efficacemente il metallo fuso anche con un frazionamento e con la disposizione semplice del tappo poroso.

Comunque, la fusione del tappo poroso progredisce pi? velocemente di quella del rivestimento refra tario di detto contenitore di metallo fuso, e presen ta maggiore irregolarit?, per cui per impedire per dite di fusione dalla porzione di montaggio del tapp che potrebbero portare a gravi incidenti - occorre poter valutare la durata residua del tappo dopo l'ira piego di detto contenitore e prefer?bilmente nella condizione di non raffreddamento. Specialmente nel caso in cui il metallo fuso sia acciaio, si ha una notevole consunzione del tappo poroso, poich? esso ? sottoposto alla fusione per contatto con inacciaio fuso in condizioni di elevata turbolenza, dovuta al soffiaggio del gas ad una temperatura di 1870?K o mag giore, e la sua rottura ? provocata dall'intrusione cio? invasione dell'acciaio fuso nello strato superfidale, che pu? essere causata dalla forte pressione dell 'acciaio fuso dopo che & cessato il soffiaggio del gas, e dall 'erosione causata dalle scorie dopo che il metallo fuso ? stato spillato.

Convenientemente, la durata res?dua d? un tappo poroso pu? essere valutata nei modi seguenti:

(a) Inserendo un0asta dalla parte superiore del contenitore per mettilo fuse, per cosi micerare l'altessa residua del lappo poroso, a cominciare dal ustione di fondo o simile di detto contenitore come li v?llo base;

(b) Misurando il diametro della superficie s periore del tappo poroso, che ? sottoposta ad erosione, ad una piccola distanca da essa? usando uno strumento di misura, e valutando con ci? l'altessa residua di detto tappo; e

(c) Fornendo il tappo poroso di diametri varianti in modo discontinuo, ed il limite della durata del tappo viene conosciuta misurando il cambiamento di diametro. Comunque, tutti questi metodi di misura della da rata del tappo poroso sono svantaggiosi. Il metodo (a) di cui sopra genera pericolo a causa dell 'operasione ad alta temperatura, mentre l'irregolarit? del detto livello di base produce un errore di misura. Il metodo (b) di cui sopra pu? essere considerato un metodo marcatamente perfeaionato? ma oltre alla manuten sione difficoltosa del preciso strumento ottico nell'ambiente di funsiornamento con tempera-ture notevolmente variabili, l'osservazione fluttuante dell'ogget to basata sulla convezione dell'aria calda aumenta l'errore di misura, rendendo perci? obbligatorio sostituire il tappo con un certo anticipo, in relaziono all'errore di misura. Tale anticipata sostituzione del tappo ? antieconomica e comporta lo svantaggio di disturbare il programma di impiego del contenitore del metallo fuso. Ancora il metodo (c) di cui sopra deve toner conto del eembismeato discontinuo dei diametro in direzione verso il diametro maggiore, in relazione alla resistenza,del finoso di gas. Considerando che l'altezza di sicurezza residua, determi nata sperimentalmente, ? 100 m e la met? del diciaotro dello,superficie di base", questo metodo risulte sten tagsioso in quanto dove esecro impiegata una gran quanti t? di refrattario poroso costano in punti diver si da quello originale dell'uso in questione.

L 'oggettd della presente invenzione ? fornire un tappo poroso la cui vita cio? la cui durata pu? essere stabilite con certezza e facilmente, senza i suddetti inconvenienti

Il tappo poroso dell'invenzione ? costruito in modo che o un mantello di ghisa collegato con un tubo di guida del gas viene previsto allaperiferia esterna del refrattario poroso, o un manicotto costituito da un refrattario non poroso ? inserito fra detto refrattario e de tto mantello di ghisa. Nel pri no case all'interno del refrattario poroso, e nel secondo caso o in detto imntorno o in dottomanicotto e in ambedue vengonodisposti refrattari di diverso potore di emissione? e viene eseguitoun rilevamento attraverso l'osservazione dello spettro di luminosit? della luce radiante che ? emessa dalla superficie di detto tappood alta temporatura dopo l'uso, cio? le differenza di luminosit?, per mezzo della quale ai pu? rilevare la durate naturale della vita del tappo e il progredire della sua condizione d? fusione.

La relazione o rapporto fra la temperatera e la luminosit? dell'oggetto alla temperatura in cui viene irradiate luce visibile,. pu? essere prevista quantitetivauentc dalla lettura dolio relazione fra lavera temperatura e la luce del pirometro ottico. in cui viene preso cose parametro Al potere d? emissione. Per esempio in Fig. 1, nella quale questa relazione ? espressa con grafico relativo a tette le radiasioni, se la temperatura degli oggetti ? considerata di 1500?L mentre i poteri di emissione degli oggetti so no 0,6 e 0,7 rispettivamente, la temperatura di luminosit? del primo diviene 1330?K mentre quella del secondo diviene 1300?K. Poich? vi ? una differenza di 50?K fra le due temperature di luminosit?, ? possibile distinguere la temperatura di luminosit? di ciascuno dei due. Cos?, la precisione dimisuranel caso incui si misurala temperatura confron tando le temperature di luminosit? dei due oggetti (del filamento e del corpo di cui deve essere misurata la temperatura),come nel pirometro luminoso, pu? essere ottenuta con una differenze di circa 5?K senza bisogno di particolare abilit?, e perci? ? facile distinguerlo con la differenza di 50?K, od ? anche possibile ottenere una differenza di 0,1 o pi? nel potere di emissione del refrattario.

Verranno ora descritti alcuni pratici esempi del tappo poroso dell"invenzione, basati sul principio di cui soprao con riferimento ai disegni allegati.

Nei disegni, le Figg.2 e 4 illustrano tappi porosi, in ciascuno dei quali, all'interno del corpo del refrattarioporoso, tiene disposto -mostrato chiara mente n sezione un refrattario poroso avente un potare di emissione diverso dal potere di emissione del detto corpo del refrattario. Lo Figg.. e 6 illustrano soluzioni, in ciascunadelle quali unrefrattarionon poroso, avente un potere di emissione diversodalpotere di emissione di dettocorpo delrefrattario poroso, viene dispostonellaoiroonferensadellaparte inferiore.di detto corpo. Le Figg*5, 7 , 8 e 9 sono v ste in sezione assiale di esempi, in ciascuno dei qua li sono combinati entrambi i detti messi di attuazione Ciascuna di dette soluzioni viene qui di seguito descritta in dettaglio. ;La Fig.2 ? un esempio in cui la parte inferiore del corpo (3) di un refrattario poroso Include internamente un refrattario poroso (2) avente un pot?re di emissione diverso dal potere di emissione di dotto corpo (1) del refrattario poroso. La Fig,2a ? una vista in sezione assiale del tappo poroso, mentre la Fig,2b ? una vieta laterale in sezione, presa lungo la linea A-A di Fig.2a. In questo tappo poroso l'altezze dalla superficie di base del refrattario poroso (2) ? di valore maggiore o di 100 mm o della met? del diametro della superficie d? fondo di detto refrattario poroso (1). ;La Fig.3 mostra un esempio in cui in un tappo poroso, avente un refrattario non poroso (3) fra un manicotto o guscio d? ghisa (non mostrato) ed il .refrattario poroso (1), u'a porzione inferiore dell*interno di detto refrattario non poroso (3) ? sostituita da un refrattario (4) avente un potere di emissione diverso dai potori di osisalone del refrattario poroso ( 1) e dei refrattario non poroso (3 ). La Fig.3a ? una vista in sezione assiale del tappo poroso, nontre la Fig.3b ? una sezio ne presa lungo la linea B-B di Fig.3a

La Fig.4 mostra ?a esempio simile a quello di Fig.2,in cui per? sopra il refrattario poroso (2) vie ne disposto un refrattario poroso (5), il cui potere di emissione ? diverso da ciascuno del poteri di emissiono di detto corpo (1) di refrattario poroso e di detto refrattario poroso (2)? Esso ? costruito in modo tale che possa essere rilevata la posizione del l'usura progressiva del tappo poroso. La Fig.4a ? una vista in sezione assiale, mentre la Fig.4b ? una sezione presa lungo la linea C-C di Fig.4a.

Le Figure da 5 a 9 sono tutte viste in sezioni assiali illustranti esempi di altre diverse strutture. La Fig.5 ? un esempio in cui le strutture dello Figg.2 e 3 sono combinate.

La Fig.6 ? un esempio in cui sopra il manicotto cio? il refrattario non poroso (4) illustrato in Fig.3, viene disposto un manicotto di refrattario non poroso (6), che presenta un potere di emissione diverso da ciascuno dei poteri di emissione del refrattario poroso (1) e dei refrattari non porosi (3) e (4) , in modo che esso eia capace di rivelare la posizione del l'usura progressiva del tappo poroso.

La Fig.7 ? un esemplo in cui sono combinate le struttura delle Figg.6 e 4

La Fig.8 ? un esempio in cui sono combinate le strutture delle Pigg.2 e 6.

Fa Fig.9 ? un esempio in cui sono combinate le strutture delle Figg.3 e 4.

Negli esempi delle Figure da 5 a 9, il manicotto (4) o entrambi i manicotti (4) e (6) nella posizione desiderata possono esecro sostituiti al manicot to intero (3)? Altrimenti possono essere incassati nel manicotto (3) come illustrato in Fig. 3. Data tale struttura, la luce radiante pi? avere livelli tripli por la rilevazione dell ?usura, in modo che la di scriminazione risulta facile . Inoltre ? chiaro che ? possibile ottenere una positiva discriminazione molto pi? in questo modo che nel caso in cui i potori di emi Baione di detti manicotti (4) e (6) siano o maggiori o minori di entrambi i potori di emissione di dotto refrattario poroso (1) e di detto manicotto (3)? Con i tappi porosi del 'invenzione, come spiegato sopra,, ? possibile rilevare efficacemente - osser vando la. superficie di ciascun tappo - il limite del la durata dei tappi delle Figg.2, 3 e 5. e lo stato di usure progressiva ed il limite della durata dei tap pi delle Figg.4, 6, 8 e 9.

Il refrattario poroso o non poroso di cui sopra ? usualmen te a base di ossidi come silice, allumina e magnesia o di ima composizione di pi? di uno dei composti di questi, e quindi, anche se esso contiene una piccola quantit? di impurit? come ossidi di ferro, il potere di emissione totale ad una temperatura al di sotto di 1900?K ? minore di 0,6. Poich? il potere di emissione dell'oggetto varia a seconda della dimensione delle particelle, i poteri di emissione di detti refrattari possono essere regolati selezionando la dimensione o grandezza della particella e , se detti refrattari sono miscelati con un composto di un elemento di transizione^? possibile aumentare considerevolmente il potere di emissione anche con una piccola quantit? del composto dipendentemente dal tipo di composto, in modo che il potere di emissione totale possa ?ssere regolato al valore di 0,1? L'ossido di cromo pu? essere menzionato come un composto di elemento d? transizione, che non abbassa molto la temperatura sulla curva del solido della s?lice, dell'allumina o della magnesia 0 della cambiraziono di queste, che sene 1 maggiori componenti doi refrattari, cio? non diminuisce di molto il grado di refrattariet?. ?ra tutti, l'ossido di cromo (III) (Cr2O3)? ? il pi? adatto. Mescolando una quantit? di questo pari al 15% o pi? non si influenza la refrattariet?, anzi ci? ? conveniente data la tendenza a migliorare la resistenza alla ?scoria.

Le esemplificazioni dei tappi porosi dell ' invenzione , illustrati nelle 2 e 3, chiariranno ulteriormente la struttura e l ' effetto funzionale dell ' in venzione.

(1) Produzione del tappo poroso

Un tappo poroso & stato fabbricato nel aedo descritto pi? avanti indicato con la seguente gabella (in cui i valori numerici sono quantit? percentuali) della composizione chimica del refrattario poroso (2) e del manicotto (4),1 cui poteri di emissione totali sono maggiori dei poteri di emissione del refrattario poroso (1) nello Figg.2 e 3, del manicotto (3) in F?g.3 e del detto refrattario (1) e del detto menieot to (3) in entrambe le Figure,

i) Nel procedimento di fabbricazione del tappo poroso illustrato in Fig.2, un tappo ? stato formato con il materiale di dotto refrattario (2) contenuto in un involucro di polietilene, il pezzo formato ? stato poste noi fondo di uno stampo metallico, dopo d? che il pezzo ? stato ulteriormente lavorato riempiendo il detto stampo metallico con il materiale refrattario (1), quindi il pozzo 6 stato cotto ed infine corredato come usualmente di un manicotto o guscio di ghisa e di un tubo di convogliamento del gas per dar luogo ad un tappo poroso. La forma esterna del refrat tarlo (1) ? tale che il diametro superiore ? 100 m , il diametro inferiore ? 200 mm, l'altezza ? 250 mm e l'altezza del refrattario (2) ? 100 mm.

11) Nel processo di fabbricazione dei manicotto (3), nel quale ? incorsato il manicotto (4) mostrato in Fig.3, in primo luogo ? stato inserito nella parte interna delio eterico un manicotto (4) preformato ad tuie pressione met? di quella finale, in secondo luogo lo stampo metallico ? stato riempito di materia le del manicotto (3), od infine ? stato stampato a pressa un manicotto. Il refrattarie poroso gi? preparato ? stato fatto aderire a dotto manicotto con una malta refrattarie per cui ? stato preparato un tappo poroso come al punto i) di cui sopra. La forma esterne del refrattario (1) fe telo che il diametro superile re ? 80 mm, il diametro inferiore ? 115 mm e l'altezza ? 270 mm ilmanicotto (3) ha configurazione tale per cui la sua superficie interna ? a contatto con la superficie esterna del refrattario (1), il diametro superiore esterno ? 110 mm, il diametro inferiore esterno ? 213 mm e l?altezze ? 270 mm; ed il manicotto (4) ? di forma tale che la sua superficie inter na ? a contatto con la superficie esterna del refrattario (1), il diametro inferiore interno ? 115 mm, il diametro superiore esterno ? 132 mm, il diametro inferiore esterno ? 145 mm e l?altezza ? 100 mm.

(2) Prova per l'uso pratico

Sue tipi di detti tappi porosi sono stati fissati ad una siviera per colata continua, con capacit? d? 250 t di acciaio fuso, e quindi scalo state eseguito prove per c?ascun tappo. Come risultato si ? trovato che la durata era da 8 a 15 impieghi e la media ora d? 10 impieghi, ed ? stato possibile rilevare con precisione il limite cio? la fine della durata. Le condizioni di prova sono state le seguenti:

A) Condizione di impiego

temperatura dell?acciaio fuso: 1880-1900?K Soffiaggio di argon: 180 lit/min, 5-10 min. li) Osservazione

Pepo lo scarico dell'acciaio fuso la siviera fu tirata gi?, la superficie del tappo poroso fu pulita con soffiaggio di ossigeno, dopo di che il tappo fu osservato con binocolo da teatro (3,5 ingrandimenti )

Claims (3)

RIVENDICAZIONI

1. Un tappo poroso per il trattamento di meta lo fuso i caratterizzato dal fatto che una porzione nella periferia interna od esterno di un refrattario poroso ? formata con un refrattario il cui potere il emissione ? diversa dal potere di emissione di detto refrattario porosa?

2. Un tappo poroso per il trattemento di metallo fuso come descritto nelle rivendicazione 1, in cui ? previsto un refrattario non poroso includente il refrattario poroso.

3. Un tappo poroso per il trattamente del metallo fuso come descritto nella rivendicasione 1, in cui il refrattaria che ? disposto in una parto della periferia interna od esterna del refrattarie poroso, ha una altezza di un valore o maggiore di 100 mm dal fon do di detto tappo poroso o .maggiore di met? del diametro della superficie di baca del tappo.