[发明专利]耐熔融铝侵蚀的改良气泡泵

说明书

一种具有由耐熔融铝侵蚀的材料形成的内部的气泡泵。内部的表面可由陶瓷形成。所述陶瓷可选自氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅或石墨及其混合物。陶瓷可以是不含碳的85％Al₂O₃磷酸盐结合可浇注耐火材料。

技术领域

本发明涉及用于将熔融金属涂布到钢上的设备。更特别地，其涉及用于熔融金属浴以从待涂布钢带附近的熔融金属中移除表面浮渣的气泡泵。最特别地，其涉及保护这种气泡泵内部免受由熔融金属附加的侵蚀和破坏。

背景技术

多年来都使用熔融铝和熔融锌来涂布钢的表面。涂布工艺步骤之一是将钢片浸入熔融铝或熔融锌中。涂层的表面质量对于生产高质量涂布产品是非常重要的。然而，在2007年镀铝钢向美国市场的引入对于镀铝作业线是相当大的挑战。早期试验由于涂层缺陷而导致了大于50％的不良品。

缺陷的主要来源之一是在漂浮在管嘴(snout)内铝浴上和粘到带上的浮渣。为了实现高质量的表面抛光，需要从待涂布表面移走熔融金属浴中(尤其是管嘴内侧的限制区域中)的漂浮浮渣和氧化物。碳钢气动浮渣泵(也被称为气泡泵)已被用于从涂布区移除浮渣。实施推拉式管嘴泵以确保管嘴内的无浮渣熔融表面使得高质量涂层成为可能。气泡泵(亦称为浮渣泵)使用通过将压缩气体、空气、水蒸气的气泡或其他蒸气气泡引入出口管而使流体例如水或油(或在该情况下为熔融金属)升高的人工提升技术。这具有相对于管入口侧的流体静压降低出口管中的流体静压的作用。将气泡泵用于金属涂层作业线的熔融金属浴以从管嘴内的镀铝浴表面移除漂浮浮渣，从而防止涂布带上与浮渣相关的缺陷。因此，气泡泵在高质量汽车镀铝薄板生产中是关键的硬件部件。

影响生产成本的主要因素之一是镀铝锅硬件故障。硬件故障中主要是气泡泵(拉力泵)的故障。由碳钢制成的气泡泵的平均使用寿命为8小时至12小时，其导致每月使用35至40个泵(对于2周生产而言)。在生产期间更换碳钢气泡泵导致了生产中断以及熔融金属浴的污染。此外，在碳钢泵更换期间必然使经涂布钢片的“品质”降级(导致了价值较小的产品)。此外，泵更换需要线路停止并重新启动，导致了启动线圈的过度消耗。归因于气泡泵的平均损失大约接近一百万美元/年。气泡泵寿命的增加将显著地减少降级片的量，并且将减少停工期和成本。

因此，本领域需要可以比裸碳钢管泵持续显著更久的用于熔融铝浴的气泡泵。

发明内容

本发明是具有由耐熔融铝侵蚀的材料形成的内部的气泡泵。内部的表面可以由陶瓷形成。陶瓷可选自氧化铝、氧化镁、硅酸盐、碳化硅或石墨及混合物。陶瓷可以是不含碳的85％Al₂O₃磷酸盐结合可浇注耐火材料。

气泡泵的外部可由碳钢管材形成。气泡泵可由接合到一起的多个管材区段形成。气泡泵可包括3个直管材件和3个弯管材件。多个管材区段可通过受压法兰接头(compression flange joints)接合在一起。受压法兰接头可压紧内部陶瓷材料以使得熔融铝不能渗入接头。耐熔融铝侵蚀的内部的材料的受压法兰接头可在气泡泵的区段之间形成45度角的凸/凹接头(male/female joint)。

附图说明

图1是气泡泵的示意图(未按比例)；以及

图2是气泡泵的件之间的接头的横截面的示意性描绘。

具体实施方式

本发明人试图开发改进泵性能并且显著提高泵的使用寿命(优选至少五天)的方法。对碳钢气泡泵的故障模式进行了广泛的研究。基于结果，本发明人开发了具有浇注陶瓷保护衬里的改良气泡泵。所述改良泵的一个实施方案连续地持续长达167小时(约7天)而没有故障，表明了相对于碳钢泵在熔融铝中通常经验所得的8至12小时的使用寿命具有很大的性能优势。泵设计的改变和浇注耐火衬里的引入是改良的关键因素。