Ультразвуковые датчики с выпускными отверстиями для газа для дегазации расплавленных металлов - RU2016122233A
Код документа: RU2016122233A
Формула
1. Ультразвуковое устройство, содержащее:
ультразвуковой преобразователь;
ультразвуковой датчик, присоединенный к преобразователю, причем датчик содержит наконечник и два или более каналов подачи газа, проходящих через датчик; и
систему подачи газа, причем система подачи газа содержит:
впускное отверстие для газа,
пути потока газа по каналам подачи газа и
выпускные отверстия для газов на наконечнике датчика или вблизи него.
2. Ультразвуковое устройство по п. 1, в котором датчик содержит нержавеющую сталь, титан, ниобий, керамику или их комбинацию.
3. Ультразвуковое устройство по п. 1, в котором датчик содержит сиалон, карбид кремния, карбид бора, нитрид бора, нитрид кремния, нитрид алюминия, оксид алюминия, диоксид циркония или их комбинацию.
4. Ультразвуковое устройство по п. 1, в котором:
датчик содержит сиалон;
датчик содержит от трех до пяти каналов подачи газа, и
выпускные отверстия для газа находятся на наконечнике датчика.
5. Ультразвуковое устройство по п. 1, в котором датчик представляет собой в общем цилиндрический продолговатый датчик, и отношение длины к диаметру продолговатого датчика находится в диапазоне от приблизительно 5:1 до приблизительно 25:1.
6. Ультразвуковое устройство по п. 1, в котором датчик представляет собой в общем цилиндрический продолговатый датчик, и отношение площади поперечного сечения наконечника продолговатого датчика к площади поперечного сечения каналов подачи газа находится в диапазоне от приблизительно 30:1 до приблизительно 1000:1.
7. Ультразвуковое устройство по п. 1, причем ультразвуковое устройство дополнительно содержит усилитель между преобразователем и датчиком, и впускное отверстие для газа находится в усилителе.
8. Ультразвуковое устройство по п. 7, в котором углубленная газовая камера на конце усилителя соединена с впускным отверстием для газа, причем углубленная газовая камера сконструирована для направления потока газа в каналы подачи газа.
9. Ультразвуковое устройство по п. 1, причем ультразвуковое устройство содержит от двух до восьми ультразвуковых датчиков.
10. Способ снижения количества растворенного газа и/или примеси в ванне расплавленного металла, причем способ предусматривает:
(a) работу ультразвукового устройства по п. 1 в ванне расплавленного металла и
(b) введение продувочного газа в систему подачи газа через каналы подачи газа и в ванну расплавленного металла со скоростью для каждого ультразвукового датчика в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 150 л/минуту.
11. Способ по п. 10, в котором:
растворенный газ содержит кислород, водород, SO2 или их комбинацию;
примесь содержит щелочной металл;
ванна расплавленного металла содержит алюминий, медь, цинк, сталь, магний или их комбинацию;
продувочный газ содержит азот, гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, SF6, хлор или их комбинацию; или
любая их комбинация.
12. Способ по п. 10, в котором:
продувочный газ вводят в ванну расплавленного металла со скоростью для каждого ультразвукового датчика в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50 л/минуту;
растворенный газ содержит водород;
ванна расплавленного металла содержит алюминий, медь или их комбинацию;
продувочный газ содержит аргон, азот или их комбинацию; или
любая их комбинация.
13. Способ по п. 10, в котором:
примесь содержит натрий, и количество натрия в ванне расплавленного металла снижают до менее чем 1 части на миллион; и/или
количество всех включений в ванне расплавленного металла снижают по меньшей мере на приблизительно 50%.
14. Способ по п. 10, причем способ предусматривает работу от двух до шестнадцати ультразвуковых устройств в ванне расплавленного металла.
15. Ультразвуковое устройство, содержащее:
ультразвуковой преобразователь;
ультразвуковой датчик, присоединенный к преобразователю, причем датчик содержит наконечник, канал подачи газа, проходящий через датчик, и углубленный участок вблизи наконечника датчика; и
систему подачи газа, причем система подачи газа содержит:
впускное отверстие для газа,
путь потока газа по каналу подачи газа и
выпускное отверстие для газа на наконечнике датчика или вблизи него.
16. Ультразвуковое устройство по п. 15, в котором датчик содержит нержавеющую сталь, титан, ниобий, керамику или их комбинацию.
17. Ультразвуковое устройство по п. 15, в котором диаметр углубленного участка составляет от приблизительно 75 до приблизительно 85% диаметра датчика.
18. Ультразвуковое устройство по п. 15, дополнительно содержащее выпускное отверстие для газа в углубленном участке.
19. Ультразвуковое устройство по п. 15, в котором
датчик содержит сиалон;
датчик содержит от двух до пяти углубленных участков; и
по меньшей мере одно выпускное отверстие для газа находится на наконечнике датчика.
20. Ультразвуковое устройство по п. 19, в котором датчик представляет собой в общем цилиндрический продолговатый датчик, и отношение общей длины углубленных участков к длине продолговатого датчика находится в диапазоне от приблизительно 10:1 до приблизительно 100:1.
21. Ультразвуковое устройство по п. 15, в котором:
датчик представляет собой в общем цилиндрический продолговатый датчик, и отношение длины к диаметру продолговатого датчика находится в диапазоне от приблизительно 5:1 до приблизительно 25:1; и
отношение площади поперечного сечения наконечника продолговатого датчика к площади поперечного сечения канала подачи газа находится в диапазоне от приблизительно 30:1 до приблизительно 1000:1.
22. Ультразвуковое устройство по п. 15, причем ультразвуковое устройство дополнительно содержит усилитель между преобразователем и датчиком, и впускное отверстие для газа находится в усилителе.
23. Способ снижения количества растворенного газа и/или примеси в ванне расплавленного металла, причем способ предусматривает:
(a) работу ультразвукового устройства по п. 15 в ванне расплавленного металла и
(b) введение продувочного газа в систему подачи газа через канал подачи газа и в ванну расплавленного металла со скоростью для каждого ультразвукового датчика в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 150 л/минуту.
24. Способ по п. 23, в котором:
продувочный газ вводят в ванну расплавленного металла со скоростью для каждого ультразвукового датчика в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50 л/минуту;
растворенный газ содержит кислород, водород, диоксид серы или их комбинацию;
примесь содержит щелочной металл;
ванна расплавленного металла содержит алюминий, медь, цинк, сталь, магний или их комбинацию;
продувочный газ содержит азот, гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, SF6, хлор или их комбинацию; или
любая их комбинация.
