MX2008008912A - Dispositivo para recolectar gases en metales fundido y metodos de medicion. - Google Patents
Dispositivo para recolectar gases en metales fundido y metodos de medicion.Info
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Abstract
La invención trata de un dispositivo para recolección de gases en metales licuados que comprende un extremo de inmersión que tiene un cuerpo recolector de gases, o una abertura de línea de alimentación de gases en el extremo de inmersión y una línea de evacuación de gases para los gases que penetran al cuerpo recolector de gases, en donde el cuerpo recolector de gases tiene una superficie final colocada en el extremo de inmersión y paredes laterales y está hecho de manera que por lo menos una parte del cuerpo recolector de gases tiene una capa impermeable de gas. La invención también trata de un método de medición.
Description
DISPOSITIVO PARA RECOLECTAR GASES EN METALES FUNDIDO Y MÉTODOS DE MEDICIÓN La invención trata de un dispositivo para recolectar gases en metales licuados que comprende un extremo de inmersión que tiene un cuerpo de recolección, una abertura de línea de alimentación de gas en el extremo de inmersión y una línea de evacuación de gas para los gases que penetran al cuerpo de recolección, en donde el cuerpo de recolección de gases tiene una cara final dispuesta en el extremo de inmersión y paredes laterales. Además, la invención trata de un método para medir el contenido de gas en un metal licuado, en donde el gas se introduce en el metal licuado, ahí entra a un intercambio de gas con el gas contenido en el metal licuado, y después es llevado arriba y alimentado a un dispositivo de medición para evaluación, en donde por lo menos dos gases diferentes se introducen en el metal licuado y se evalúan, en donde ambos gases tienen un gas portador respectivo y opcionalmente una mezcla de un gas, cuyo porcentaje en el metal licuado va a ser determinado. Tales dispositivo se conocen, por ejemplo, a partir de DE 10 2005 011 181 Al ó de EP 307 430 Bl . En tales dispositivos, los gases provenientes de un metal licuado se recolectan y alimentan a un dispositivo de medición, de manera que el contenido de ciertos gases contenidos en el metal licuado puede medirse. Para este fin, una línea de
alimentación de gas para alimentar el gas de referencia o el gas portador en el metal licuado es conducida a través del cuerpo de recolección de gases y hacia fuera del mismo en su cara final. Con la ayuda de la línea de alimentación de gas, el gas de referencia se inyecta con aire en el metal licuado. El gas de referencia se enriquece con los gases del metal licuado o, de acuerdo con otro procedimiento, el gas de referencia tiene una concentración superior del gas que va a ser medido que el metal licuado, de manera que la mezcla de gas resultante tiene una concentración menor del componente de gas que va a ser medido que el gas de referencia. La mezcla de gases resultantes es subida por el cuerpo de recolección de gases, alimentado a través de la línea de evacuación de gases al dispositivo de medición y es evaluado. El método de medición se describe en detalle, por ejemplo en EP 307 430 Bl. Dichos métodos de medición también se describen en EP 563 447 Al. Dispositivos similares se conocen a partir de US 6,216,526 Bl y de EP 295 798 Al. Un objeto de la presente invención es mejorar los dispositivos de recolección de gases conocidos y aumentar la eficiencia del proceso de recolección y también el método de medición . El objeto se logra a través de las características de las reivindicaciones independientes. Las formas de
realización preferidas se deducen de las reivindicaciones secundarias. Debido a por lo menos una parte del cuerpo de recolección de gas que tiene una capa impermeable de gas, es de ese modo posible capturar una porción mayor de los gases mediante el cuerpo de recolección de gases y alimentar esta porción a la línea de evacuación de gases y de ese modo al dispositivo de medición, debido a que los gases que penetran en el cuerpo de recolección de gases, esencialmente por lo menos, no pueden ya abandonar el cuerpo de recolección de gases salvo desde la línea de evacuación de gases, así que una porción considerablemente mayor de los gases captados en el cuerpo de recolección de gases puede ser alimentada al dispositivo de medición. De esta forma, la medición es más sencilla, más rápida y finalmente también más precisa. Es conveniente que por lo menos una parte de las paredes laterales exteriores tengan una capa impermeable de gas. El cuerpo recolector de gases mismo puede tener en su superficie final un espacio hueco, ya conocido en la técnica anterior (véase arriba) . Los gases que provienen de la masa fundida inicialmente se acumulan en este espacio hueco. Después penetran en el cuerpo recolector de gases, ya que no pueden de alguna u otra forma del espacio hueco. Debido a la barrera lateral de la capa impermeable del gas, los gases pueden escapar solamente hacia la línea de evacuación de gases. Para ese objetivo, la capa impermeable de gases puede
colocarse en la superficie de las paredes laterales del cuerpo recolector de gases. Es útil que la capa se forme de por lo menos subcapas colocadas una encima de la otra. La capa secundaria inferior que está dirigida hacia el interior del cuerpo recolector de gases puede ser de metal, en particular, de un metal con temperatura de fusión superior a la del hierro. Los metales, en particular, molibdeno, titanio, vanadio, cromo, niobio o una aleación de con lo menos uno de estos metales. La capa secundaria inferior, interior es hermética al gas. Una capa secundaria exterior que está dirigida lejos del interior del cuerpo recolector de gases y hecha de cerámica puede aplicarse sobre esta capa secundaria interior. Esta capa secundaria exterior puede actuar como una capa protectora para la capa secundaria inferior hecha de metal colocada entre ésta y el cuerpo recolector de gases. La capa secundaria exterior puede formarse de preferencia de cerámica de óxido o un silicato, en particular de bióxido de zirconio, óxido de aluminio, bióxido de cromo, silicato de zirconio, silicato de aluminio o espinela. El cuerpo recolector de gases también puede estar casi totalmente rodeado con la capa, en donde sólo la entrada de gas de la superficie final hacia el cuerpo recolector de gases y la entrada a la línea de evacuación de gases del cuerpo recolector de gases no están recubiertos. Es sensato
dejar y toda la superficie final del cuerpo recolector de gases sin cubrir o incluso sólo la superficie del espacio hueco de superficie final del cuerpo recolector de gases. De preferencia, por lo menos una de las cajas secundarias se aplica por soplete de plasma. De manera conveniente, el cuerpo recolector de gases puede tener una pared lateral cilindrica o cónica. La línea de evacuación de gases de preferencia está colocada en la pared posterior del cuerpo de recolector de gases extendiéndose opuesta a la superficie final. La línea de evacuación de gases se puede colocar, por ejemplo, en un conector de suministro de gas o en una abertura del cuerpo recolector de gas . El dispositivo se utiliza de acuerdo con la invención para medir el contenido de gas en un metal licuado. Las mediciones son posibles, por ejemplo, en una amplia variedad de diferentes metales licuados. El cuerpo recolector de gases mismo es impermeable al metal licuado, pero muestra permeabilidad y receptividad de gases muy buena para los gases que van a ser medidos. De acuerdo con la invención, el método de medición se caracteriza en que la concentración del gas mezclado se encuentra ya sea abajo en cada caso de la introducción del gas o arriba en cada caso de la introducción del gas de la concentración del gas que va a ser medido en el metal
licuado. En el presente, el método empieza con la concentración de gas prevista y en el metal licuado, y una concentración ya sea considerablemente abajo o considerablemente arriba de la concentración esperada en el metal licuado se selecciona para el gas que va a ser introducido. Después, para los dos gases, el gas que va a ser medido es absorbido o desorbido en el metal licuado. De ese modo, la medición se realiza con dos (o más) gases, que son independientes unos de otros. En el presente el mismo gas o diferentes gases portadores pueden utilizarse. Los gases introducidos en la masa fundida absorben gas desde la masa fundida si la concentración del gas que va a determinarse en el metal licuado es superior que la concentración de este gas en el gas introducido, de manera que, igual que el gas introducido, también gas portador puro puede utilizarse y la concentración del gas que va a ser medido puede ser cero en el gas introducido. En caso contrario, el metal licuado absorbe gas desde el gas introducido, ya que en cada caso la meta es naturalmente el equilibrio. Para la medición, se puede usar la circunstancia de que las características de absorción y desorción de diferentes gases en metal licuado puede ser diferente. Como el gas portador, se pueden usar gases inertes, de preferencia argón y/o nitrógeno. Como el gas mezclado, se puede usar monóxido de carbono, de manera que el contenido de
monóxido de carbono en el metal licuado pueda medirse. Una forma de realización de la invención se explicará con mayor detalle a continuación haciendo referencia a un dibujo. El dibujo muestra un dispositivo de acuerdo con la invención, parcialmente en sección. El dispositivo que aparece en el dibujo está unido a una boquilla de fijación 1 en un tubo transportador (no aparece) y se sumerge con este tubo en un metal licuado. El cuerpo recolector de gases 2 se sumerge en el metal licuado, a fin de realizar el intercambio de gases. En la boquilla de fijación 1 hay conexiones de gas 3; 3' . En el presente, la conexión de gas central 3 se abre hacia la línea de alimentación de gas 4 colocadas centralmente en el dispositivo. Esta línea de alimentación es guiada centralmente a través del cuerpo recolector de gases y termina debajo de la superficie final 5 del cuerpo recolector de gases. El gas portador se introduce en el metal licuado a través de la línea de alimentación de gas 4. La línea de alimentación de gas 4 está hecha esencialmente de un tubo de cuarzo, que puede ser doblado en su extremo de inmersión, de manera que la abertura queda orientada en la dirección del cuerpo recolector de gases 2. La línea de alimentación de gases 4 se fija en el cuerpo recolector de gases 2 por medio de cemento 6. El gas portador que fluya hacia el metal
licuado a través de la línea de alimentación de gas 4 absorbe los gases del metal licuado, sube al espacio hueco 7 del cuerpo recolector de gases 2 y penetra desde ahí y desde la superficie final 5 al cuerpo recolector de gases 2. Éste está conformado de un material poroso, por ejemplo de cemento. Un cuerpo cerámico, por ejemplo óxido de aluminio también es posible. El gas penetra hacia arriba a la línea de evacuaciones de gases a través de los poros del cuerpo recolector de gas. Esta línea de evacuación esta formada esencialmente de tubo de cristal de cuarzo 8, que se fija en el cuerpo recolector de gases 2 con cemento 9. En el tubo de cristal de cuarzo hay un relleno poroso 10 hecho de óxido de aluminio, por ejemplo de forma esférica. A través del relleno 10 el gas portador mezclado con gas del metal licuado se descarga a través de las conexiones de gas 3' hacia un dispositivo de medición. Ahí, el gas extraído se compara con el gas introducido en el metal licuado, y de ese modo el gas absorbido (o desorbido) de (o para) la masa fundida se evalúa, y el contenido de gas en el metal licuado se determina a través del mismo. Este proceso es suficientemente bien conocido por si mismo y se describe, por ejemplo en EP 307 430 Bl (o de manera similar EP 563 447 Al) . El argón se utiliza como el gas portador del gas introducido. El monóxido de carbono en un porcentaje de más que 2.5% (por ejemplo 5% y 10%) se mezcla con el gas portador para medir el contenido de
monóxido de carbono en el acero fundido, ya que el contenido esperado de gas es de 2.5%. El cuerpo recolector de gas es 2 tiene en su superficie exterior cónica una capa impermeable de gas hecha de una capa secundaria inferior 11 y una capa secundaria exterior 12. La capa inferior 11 está formada de molibdeno. La capa secundaria exterior 12 se usa como capa protectora y está hecha de espinela. En principio, la capa impermeable de gas puede también colocarse al final del cuerpo recolector de gases 2 dando hacia el extremo de inmersión. Sin embargo, en el caso normal, esto no es necesario, ya que la superficie proporcionada ahí es pequeña, de manera que fuga de gas ocurre sólo en una medida insignificante. Por lo tanto, en la práctica todo el gas captado por el dispositivo se alimenta hacia la línea de evacuación de gases definida por el tubo de cristal de cuarzo 8. con el dispositivo, el contenido de hidrógeno o nitrógeno en el acero fundido también se puede determinar.
Claims (20)
- REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para recolección de gases en metales licuados que comprenden un extremo de inmersión que tiene un cuerpo recolector de gases, una abertura de línea de alimentación de gases en el extremo de inmersión y una línea de evacuación de gases para los gases que penetran en el cuerpo recolector de gases, en donde el cuerpo recolector de gases tiene una superficie final colocada en el extremo de inmersión y paredes laterales, que se caracteriza en que por lo menos una porción del cuerpo recolector de gases tiene una capa impermeable de gas.
- 2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que por lo menos una parte de las paredes laterales tiene una capa impermeable de gas.
- 3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza en que la capa impermeable de gas está colocada en la superficie de las paredes laterales del cuerpo recolector de gases.
- 4. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza en que la capa se forma de por lo menos dos capas secundarias colocadas una encima de la otra.
- 5. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza en que una capa secundaria inferior que está dirigida hacia el interior el cuerpo recolector de gases está formada de metal.
- 6. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza en que la capa secundaria inferior está formada de un metal con una temperatura de fusión superior a la del hierro.
- 7. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza en que la capa secundaria inferior está formada esencialmente de un metal del grupo de molibdeno, titanio, vanadio, cromo, niobio o una aleación con por lo menos uno de estos metales.
- 8. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, que se caracteriza en que una capa secundaria exterior que está dirigida lejos del interior del cuerpo de recolección de gas está formada de cerámica.
- 9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza en que la capa secundaria exterior está formada de una cerámica de óxido o un silicato.
- 10. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, que se caracteriza en que la capa secundaria exterior está formada de bióxido de zirconio, óxido de aluminio, bióxido de cromo, silicato de zirconio, silicato de aluminio o espinela.
- 11. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que se caracteriza en que por lo menos una capa secundaria se aplica por soplete de plasma.
- 12. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, que se caracteriza en que el cuerpo recolector de gases tiene una pared lateral cilindrica o cónica .
- 13. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que se caracteriza en que la línea de evacuación de gases se coloca en la pared posterior del cuerpo recolector de gases que se extiende al lado contrario de la superficie final .
- 14. El dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 13 , que se caracteriza en que la línea de evacuación de gases se coloca en una boquilla de conexión de gas o en una abertura del cuerpo recolector de gases.
- 15. El uso del dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 para medir el contenido de gases en un metal licuado.
- 16. Método para medir un contenido de gases en un metal licuado, en donde el gas se introduce al metal licuado, que entra en un intercambio de gases con el gas que contiene el metal licuado, y después es captado y alimentado a un dispositivo de medición para evaluación, en donde por lo menos dos gases diferentes se introducen en el metal licuado se evalúan, en donde ambos gases tienen respectivos gases portadores y opcionalmente una mezcla de un gas, cuyo porcentaje en el metal fundido va a ser determinado, que se caracteriza en que la concentración del gas mixto es inferior en cada caso de introducción de gas o superior en cada caso de introducción de gas a la concentración del gas que va a ser medido en el metal fundido.
- 17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, que se caracteriza en que los gases introducidos tienen diferentes gases portadores.
- 18. El método de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, que se caracteriza en que un gas inerte, en particular argón y/o nitrógeno se utiliza como el gas portador.
- 19. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18, que se caracteriza en que el gas mezclado es monóxido de carbono.
- 20. El método de acuerdo con la reivindicación 17, que se caracteriza en que la concentración del gas mezclado con respecto al gas portador puede ser cero en el caso de una concentración inferior a la concentración del gas que va a ser medido.
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