耐熔融铝腐蚀并且具有改进的流动曲线的改进的压气泵的制作方法
【专利摘要】一种气泡泵，其具有钢制管状泵本体，泵本体具有由抵抗熔融金属侵蚀的陶瓷材料形成的内部。该泵还具有附接至泵本体的下部部分的氮气供给线。泵本体和氮气供给线由抵抗熔融金属侵蚀的陶瓷布材料覆盖。该泵还包括附接至泵本体的顶部的排放压头。排放压头由抵抗熔融金属侵蚀的铸造陶瓷材料形成并且在其中包括分配室，该分配室具有带有大体上平坦底部和椭圆形顶部的椭圆形穹顶状。排放压头还包括两个具有方形截面的排放喷嘴。这些特征为本发明的泵提供了延长的使用寿命和减小的熔融金属的排放湍流。
【专利说明】
耐熔融铝腐蚀并且具有改进的流动曲线的改进的压气泵
技术领域
[0001]本发明涉及用于将熔融金属涂覆在钢上的装置。更具体地，本发明涉及在熔融金属浴中使用的用以将表面浮渣从正被涂覆的钢带附近的熔融金属移除的气泡栗。更具体地，本发明涉及保护该气泡栗的内部免受熔融金属的侵蚀及破坏。
【背景技术】
[0002]熔融金属(铝、锌或其混合物)通常用作钢、特别是钢板材料的表面上的保护涂层。热浸熔化炉中的钢表面与熔融金属之间的清洁界面是用以实现良好的涂覆粘合的非常重要的要素。所采取的用以确保界面清洁的步骤中的一个步骤是通过使用栗将新制成的熔融金属供给到钢带与熔融金属首先接触的区域的附近的管嘴(snout)内。该栗推动漂浮浮渣和氧化物颗粒离开带表面附近，并且最终将漂浮浮渣和氧化物颗粒移出熔融金属/管嘴。这已知为推拉式管嘴栗系统。在铝化的熔融物中，熔融铝的腐蚀是非常严重的，使得叶轮式机械栗由于叶轮的溶解而不能操作。只有气动驱动栗可以在这种腐蚀环境中使用。然而，在这种环境中，由钢制成的常规的压气栗在恒定操作的情况下通常仅能使用24小时或更短时间。栗通常在其排放压头中产生孔。当浮渣移动栗发生故障时，必须在生产运行期间更换栗。这导致生产的中断并且污染了熔融金属表面。此外，目前的压气栗在排放喷嘴处显示出发生过多的喷吐，尤其在栗被腐蚀时更是如此。这种喷吐是由于氮气鼓泡和过度的湍流而使熔融金属飞溅所引起的。这导致产生固化金属在管嘴内聚集。该聚集通常是严重的维修问题。因此，现有技术需要的是具有延长的使用寿命和减小的排放湍流的压气栗来增大涂覆线的产量/产率并且减小停机时间。为此，发明人研究了新型的熔融金属压气栗，该压气栗抵抗恪融招的腐蚀并且具有改进的流动曲线(f low prof i Ie)。
【发明内容】
[0003]本发明为一种气泡栗，该气泡栗可以具有栗本体，该栗本体包括构造成允许熔融金属输送穿过的竖向钢管。栗本体可以具有由抵抗熔融金属侵蚀的材料形成的内部。气泡栗还可以包括氮气供给线，该氮气供给线可以附接至栗本体的下部部分。氮气供给线和所述栗本体可以连通，以允许氮气从氮气供给线流动到栗本体的内部。最后，气泡栗可以包括附接至所述栗本体的顶部的排放压头。排放压头可以与栗本体连通，以允许熔融金属和氮气从栗本体输送到排放压头中并且随后离开排放压头。抵抗熔融金属侵蚀的材料可以选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。
[0004]栗本体可以缠绕在一层或更多层陶瓷布内，以为所述栗本体的外部提供柔性的抗熔融金属侵蚀性。氮气供给线也可以缠绕在一层或更多层陶瓷布内，以为所述栗本体的外部提供柔性的抗熔融金属侵蚀性。陶瓷布可以由抵抗熔融金属侵蚀的材料形成，所述材料可以选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。
[0005]排放压头可以由抵抗熔融金属侵蚀的铸造陶瓷材料形成，所述材料可以选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。排放压头可以在其中包括分配室，分配室可以与栗本体连通，以允许熔融金属和氮气从栗本体流动穿过分配室。分配室可以具有带有大体上平坦底部和椭圆形顶部的椭圆形穹顶状。排放压头还可以包括可以与分配室连通的两个排放喷嘴，以允许来自分配室的熔融金属和氮气流动穿过排放喷嘴并且离开气泡栗。排放喷嘴可以具有方形截面。
【附图说明】
[0006]图1是现有技术的压气栗的描绘；
[0007]图2是本发明的栗本体的实施方式的截面图的描绘；
[0008]图3是用于本发明的栗的优选排放压头的实施方式的描绘；以及
[0009]图4是本发明的栗的优选实施方式的截面图的描绘(未按比例)。
【具体实施方式】
[0010]气举栗或气泡栗使用通过将压缩空气、水蒸汽、氮气等的气泡引入到出口管中而使诸如水、油或甚至熔融金属之类的流体上升的人工升举技术。与管的入口侧处的液体静压力相比，这具有减小管的出口中的液体静压力的效果。发明人已试图在使熔融物流更受引导、消除喷吐问题、以及显著地增大栗的使用寿命方面来改进栗的性能。在改进的本发明的压气栗中，栗设计的改变和浇注耐火衬里的引入是关键因素。
[0011]图1是现有技术的压气栗的描绘。该栗包括由钢管道或钢管构成的栗本体I。该栗还包括流出喷嘴2a、2b。具有向栗本体I供给氮气气泡的氮气供给线3。氮气供给线3具有附接至外部氮气源的连接器3’。在操作中，氮气气泡在栗本体I中上升，从而使熔融金属向上流动。熔融金属进入管状栗本体的敞开的底部并且从流出喷嘴2a、2b喷出。由于熔融金属从熔融物的表面下方进入，因此熔融金属不包含漂浮浮渣和其他污染物。在钢板穿过金属浴时，两个喷嘴2a、2b将干净且新制成的金属引导至钢板的任一侧，从而对钢板进行涂覆。
[0012]该现有技术的栗在熔融金属中、特别是在金属被鼓泡的氮气和流旋涡所搅动的情况下易受腐蚀及磨损。这些由钢制成的现有技术的压气栗仅能持续多达24小时的恒定操作并且在排放压头中产生孔。在生产运行期间更换浮渣移动栗导致生产的中断并且使熔融金属表面受到污染。
[0013]为了抵抗该腐蚀和磨损，发明人已经在本发明的栗本体内形成现浇陶瓷衬里。图2是本发明的栗本体I’的截面图的描绘。内铸层8由抗熔融金属渗透的非润湿的并且可以承受熔融金属的温度的陶瓷材料形成。该材料铸造在钢壳管6的内部上。保护性的内铸层衬里8优选地由选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组的材料制成。
[0014]此外，钢管6的外部由柔性陶瓷布卷7覆盖以延长钢的寿命。卷7优于钢外侧的标准陶瓷衬里，这是由于卷7在使用期间不会破裂。应该注意的是，氮气供给管由钢形成并且也被覆盖在卷7内。此外，任何钢制的支架也都应该覆盖在卷7内。
[0015]除了通过浇注陶瓷衬里8和陶瓷卷7来改进耐腐蚀性之外，本发明的气泡栗具有优于现有技术的栗的改进的流动特性。图3是用于本发明的栗的优选的排放压头10的描绘。压头10由同一类陶瓷材料一一即，抗熔融金属的非润湿的且可以承受熔融金属的温度的陶瓷材料一一铸造而成。压头的陶瓷材料可以是与栗本体的陶瓷衬里的陶瓷材料相同的材料，或者在条件使其有利的情况下可以是不同的材料。此外，在一些情况下在陶瓷压头10内铸造金属支承结构以提供增强的机械强度和耐久性可能是有利的。应该注意的是，陶瓷块内的形状实际上是铸造到用于流体流的块中的敞开的中空区域的形状。
[0016]压头内是具有带有大体上平坦底部和椭圆形顶部的椭圆形穹顶状(domeshape)的分配室9。引入这种延长的内穹顶的概念用来容纳膨胀的气体体积并且提供比现有技术的钢制压气栗更稳定的排放流。在排放压头10中还铸造有两个排放口2a’、2b’。引入方形的排放喷嘴设计以提供更趋于层流的排放而不发生喷吐。如在图1中可以观察到的，现有技术的常规的排放设计具有圆形的喷嘴2a、2bο方形喷嘴2a’、2b ’的效率首先通过水模拟来评估，随后在工厂条件下试用，确认了该设计提供了更受引导的熔融流并且消除了现有技术的喷吐问题。
[0017]最后，图4是本发明的栗的截面图的描绘(未按比例)。具体地示出了本发明的所有发明特征。首先在栗本体I’的钢壳管6内具有浇注的陶瓷衬里8。然后，具有缠绕钢制氮气供给线3和栗本体I’的钢壳管6的外陶瓷布7。接下来，具有结合有本发明的分配室9的浇注陶瓷排放压头10，该分配室9具有带有大体上平坦底部和椭圆形顶部的椭圆形穹顶形状。最后具有所引入的用以提供更趋于层流的排放而不发生喷吐的方形排放喷嘴2a’、2b’。
[0018]所有这些发明特征提供了下述本发明的栗:该栗在压气栗的故障之间具有延长的使用寿命并且减小了熔融金属中的排放湍流。
【主权项】
1.一种气泡栗，具有 栗本体，所述栗本体包括构造成允许熔融金属输送穿过的竖向钢管； 所述栗本体具有由抵抗熔融金属侵蚀的材料形成的内部； 氮气供给线，所述氮气供给线附接至所述栗本体的下部部分； 所述氮气供给线和所述栗本体连通，以允许氮气从所述氮气供给线流动到所述栗本体的所述内部；以及 排放压头，所述排放压头附接至所述栗本体的顶部； 所述排放压头与所述栗本体连通，以允许熔融金属和氮气从所述栗本体输送到所述排放压头中并且随后离开所述排放压头。2.根据权利要求1所述的气泡栗，其中，抵抗熔融金属侵蚀的所述材料选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。3.根据权利要求1所述的气泡栗，其中，所述栗本体缠绕在一层或更多层陶瓷布内，以为所述栗本体的外部提供柔性的抗熔融金属侵蚀性。4.根据权利要求3所述的气泡栗，其中，所述氮气供给线也缠绕在一层或更多层陶瓷布内，以为所述栗本体的所述外部提供柔性的抗熔融金属侵蚀性。5.根据权利要求4所述的气泡栗，其中，所述陶瓷布由抵抗熔融金属侵蚀的材料形成，所述材料选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。6.根据权利要求1所述的气泡栗，其中，所述排放压头由抵抗熔融金属侵蚀的铸造陶瓷材料形成。7.根据权利要求6所述的气泡栗，其中，抵抗熔融金属侵蚀的所述材料选自包括氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅、石墨以及这些陶瓷材料的混合物的组。8.根据权利要求1所述的气泡栗，其中，所述排放压头在其中包括分配室，所述分配室与所述栗本体连通，以允许来自所述栗本体的熔融金属和氮气流动穿过所述分配室。9.根据权利要求8所述的气泡栗，其中，所述分配室具有带有大体上平坦的底部和椭圆形的顶部的椭圆形穹顶状。10.根据权利要求8所述的气泡栗，其中，所述排放压头还包括与所述分配室连通的两个排放喷嘴，以允许来自所述分配室的熔融金属和氮气流动穿过所述排放喷嘴并且离开所述气泡栗。11.根据权利要求10所述的气泡栗，其中，所述排放喷嘴具有方形的截面。
【文档编号】F04F1/18GK105829734SQ201480065058
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月30日
【发明人】李勇, 詹姆斯·科斯蒂诺, 伊戈尔·科马罗夫斯基
【申请人】安赛乐米塔尔公司