Sonda de ultrasonidos con capa protectora de niobio.

Dispositivo (300) ultrasónico que comprende: un transductor (360) ultrasónico,

y una sonda (304) alargada que comprende un primer extremo y un segundo extremo, estando el primer extremo unido al transductor ultrasónico y comprendiendo el segundo extremo una punta (310), caracterizado porque la punta (310) de la sonda (304) alargada comprende:

una capa interna que comprende un material metálico o cerámico, y una capa externa que comprende niobio, teniendo la capa externa un grosor de menos de aproximadamente 10 micrómetros.

Sonda de ultrasonidos con capa protectora de niobio.

Antecedentes El procesamiento o la colada de artículos de cobre puede requerir un baño que contiene cobre fundido, y este baño de cobre fundido puede mantenerse a temperaturas de aproximadamente 1100º C. Pueden usarse muchos instrumentos o dispositivos para monitorizar o para someter a prueba las condiciones del cobre fundido en el baño, así como para la producción final o colada del artículo de cobre deseado. Hay una necesidad de que estos instrumentos o dispositivos resistan mejor las elevadas temperaturas encontradas en el baño de cobre fundido, teniendo beneficiosamente una vida útil más larga y reactividad limitada o inexistente con el cobre fundido.

El documento US 2004/0190733 da a conocer un dispositivo ultrasónico según el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta. El documento US 2006/0127577 da a conocer el uso de niobio en pulverización térmica.

Sumario Este sumario se proporciona para introducir una selección de conceptos de una forma simplificada que se describen adicionalmente a continuación en la descripción detallada. Este sumario no pretende identificar características clave o características esenciales de la materia reivindicada. Tampoco este sumario pretende usarse para limitar el alcance de la materia reivindicada.

Pueden ponerse en contacto dispositivos con metales fundidos tales como cobre, por ejemplo. Los dispositivos pueden incluir, pero no se limitan a, una boquilla usada para producir artículos preparados a partir del metal fundido, un sensor para determinar una cantidad de un gas disuelto en el metal fundido, o un dispositivo ultrasónico para reducir el contenido en gas (por ejemplo, hidrógeno) en el metal fundido. Puede usarse niobio como barrera protectora para los dispositivos cuando se exponen a los metales fundidos.

El dispositivo ultrasónico forma la presente invención definida en las reivindicaciones 1 a 7 adjuntas. La boquilla y el sensor son sólo ejemplos ilustrativos.

Tanto el sumario precedente como la siguiente descripción detallada proporcionan ejemplos y son sólo explicativos. Por consiguiente, no debe considerarse que el sumario precedente y la siguiente descripción detallada son restrictivos. Además, pueden proporcionarse características o variaciones además de las expuestas en el presente documento. Por ejemplo, las realizaciones pueden referirse a diversas combinaciones y subcombinaciones de características descritas en la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta descripción, ilustran diversas realizaciones de la presente invención. En los dibujos:

la figura 1 muestra una vista en sección transversal parcial de una boquilla;

la figura 2 muestra una vista en sección transversal parcial de un sensor; y la figura 3 muestra una vista en sección transversal parcial de un dispositivo ultrasónico.

Descripción detallada La siguiente descripción detallada se refiere a los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se usan los mismos números de referencia en los dibujos y la siguiente descripción para hacer referencia a los mismos o similares elementos. Mientras que pueden describirse realizaciones de la invención, son posibles modificaciones, adaptaciones y otras implementaciones. Por ejemplo, pueden hacerse sustituciones, adiciones o modificaciones a los elementos ilustrados en los dibujos, y los métodos descritos en el presente documento pueden modificarse sustituyendo, reordenando o añadiendo etapas a los métodos dados a conocer. Por consiguiente, la siguiente descripción detallada no limita la invención.

Las realizaciones de la presente invención pueden proporcionar sistemas y métodos para aumentar la vida de componentes directamente en contacto con metales fundidos. Por ejemplo, las realizaciones de la invención pueden usar niobio para reducir la degradación de materiales en contacto con metales fundidos dando como resultado mejoras de calidad significativas en productos finales. En otras palabras, las realizaciones de la invención pueden aumentar la vida de o preservar materiales o componentes en contacto con metales fundidos usando niobio como barrera protectora. El niobio puede tener propiedades, por ejemplo su alto punto de fusión, que pueden ayudar a proporcionar las realizaciones mencionadas anteriormente de la invención. Además, el niobio también puede formar una barrera de óxido protectora cuando se expone a temperaturas de 200º C y superiores.

Además, las realizaciones de la invención pueden proporcionar sistemas y métodos para aumentar la vida de componentes directamente en contacto o interconectados con metales fundidos. Debido a que el niobio tiene baja reactividad con metales fundidos, el uso de niobio puede impedir que un material de sustrato se degrade. La calidad de los materiales en contacto con metales fundidos puede disminuir la calidad del producto final. En consecuencia, las realizaciones de la invención pueden usar niobio para reducir la degradación de materiales de sustrato dando como resultado mejoras de calidad significativas en productos finales. Por consiguiente, el niobio en asociación con metales fundidos puede combinar el alto punto de fusión del niobio y la baja reactividad con metales fundidos tales como cobre.

Realizaciones consecuentes con la invención pueden incluir una boquilla que comprende grafito y niobio. Puede usarse una boquilla de este tipo en la colada vertical de artículos de cobre a partir de un baño que comprende cobre fundido. Por ejemplo, la boquilla puede comprender una capa interna y una capa externa, en el que la capa externa puede estar configurada para hacer que se transfiera calor desde el metal fundido, tal como cobre fundido, a la atmósfera circundante. La capa interna puede estar configurada para proporcionar una barrera, tal como una barrera de oxígeno, para la capa externa. La capa interna puede comprender niobio y la capa externa puede comprender grafito. La capa interna de niobio puede ser la capa en contacto directo con el metal fundido, por ejemplo, en contacto con cobre fundido. El grosor de la capa interna que comprende niobio puede ser importante para tanto la conductividad térmica como la función final de la boquilla así como para la barrera que el niobio proporciona sobre el grafito y la vida útil final resultante de la boquilla. Por ejemplo, la vida útil de una boquilla de grafito sin niobio puede ser de aproximadamente 3 días, mientras que la vida útil de una boquilla que comprende grafito y una capa de niobio en contacto directo con el cobre fundido puede ser de aproximadamente 15 a aproximadamente 20 días. En algunas realizaciones, el grosor de la capa interna que comprende niobio puede ser inferior a aproximadamente 10 micrómetros, tal como en un intervalo de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 micrómetros. El grosor de la capa interna que comprende niobio puede estar en un intervalo de desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 8 micrómetros, o desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 6 micrómetros, en otras realizaciones de la invención.

Consecuente con realizaciones de la invención, puede usarse niobio como recubrimiento sobre boquillas que se usan en la colada de cobre vertical. La abertura de la boquilla puede ser generalmente de forma cilíndrica, pero esto no es un requisito. Las siguientes etapas en la colada de cobre vertical pueden incluir lo siguiente. En primer lugar, una boquilla de grafito vertical encajada en una camisa de refrigeración puede sumergirse en un baño de cobre fundido. La boquilla puede exponerse a una temperatura de aproximadamente 1100º C. Debido a que el grafito puede tener excelente conductividad térmica, el grafito en la boquilla puede hacer que se transfiera calor desde el cobre fundido a la atmósfera circundante. A través de este proceso de refrigeración, el cobre fundido puede convertirse en una varilla de cobre sólido. Sin embargo, la boquilla de grafito anteriormente mencionada puede tener alta reactividad con oxígeno (que puede estar presente en el cobre fundido) conduciendo a la degradación de la boquilla. En consecuencia, puede ser necesario reemplazar periódicamente las boquillas de grafito para cumplir los requisitos de calidad de varillas de cobre. Esto a su vez puede conducir a superiores costes de calidad y producción.

La figura 1 ilustra el uso de niobio como recubrimiento de barrera en, por ejemplo, boquillas de grafito. Tal como se ilustra mediante la figura 1, las realizaciones de las invenciones... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (300) ultrasónico que comprende: un transductor (360) ultrasónico, y una sonda (304) alargada que comprende un primer extremo y un segundo extremo, estando el primer extremo unido al transductor ultrasónico y comprendiendo el segundo extremo una punta (310) , caracterizado porque la punta (310) de la sonda (304) alargada comprende:

una capa interna que comprende un material metálico o cerámico, y una capa externa que comprende niobio, teniendo la capa externa un grosor de menos de aproximadamente 10

micrómetros.

10 2. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 1, en el que la capa interna comprende titanio.

3. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 1, en el que el grosor de la capa externa que comprende niobio está en un intervalo de desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 8 micrómetros.

4. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 1, en el que el grosor de la capa externa que comprende niobio está en un intervalo de desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 6 micrómetros.

15 5. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 1, comprendiendo además el dispositivo ultrasónico medios (328, 324, 320, 340) para enfriar el dispositivo ultrasónico transportando un fluido en una pluralidad de canales (322, 326, 342) que rodean al menos una parte de la sonda (304) alargada.

6. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 5, en el que el fluido es argón.

7. Dispositivo (300) ultrasónico según la reivindicación 1, en el que la sonda (304) alargada comprende acero 20 inoxidable, titanio o una combinación de los mismos.