耐火浇口和密封元件组成的组件制造技术

本发明专利技术涉及钢的连续铸造，尤其钢的再氧化问题。特别地，本发明专利技术涉及中间包（５０），该中间包包括由浇口（１）和用于防止或限制钢再氧化的环绕的耐火元件（４）组成。根据本发明专利技术的其他特征，本发明专利技术还涉及这样一种环绕的耐火元件和连续钢铸造工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及钢的连续铸造，尤其涉及钢的再氧化问题。特别地， 本专利技术涉及包括由浇口和环绕的耐火元件组成的组件的中间包，环绕 的耐火元件用于防止或限制钢再氧化。根据本专利技术的其他特征，本发 明还涉及这样一种环绕的耐火元件和连续钢铸造工艺。技术背景随着对钢的质量和性能控制要求的提高，钢的清洁度变得越来越 重要。关心诸如控制化学成分和均匀性的问题已经被关心出现非金属 夹杂物的问题代替。尤其是出现氧化铝夹杂物被认为既有害于生产工 艺本身又有害于钢的性能。这些夹杂物主要在钢包中进行的连续铸造 所必需的钢脱氧过程中形成。在钢熔体的二次冶炼和再氧化的过程中的非金属夹杂物的不完全清除会造成连续铸造过程的浇口堵塞。堵塞 材料层通常包含聚集的大量氧化铝。堵塞材料层的厚度与钢的铸造数 量以及钢的清洁度有关。由于浇口堵塞使单位时间铸造的钢更少(直 径减小的结果)以及由于更换浇口会同时发生铸造中断，因此导致产 量减少。除了浇口堵塞外，再氧化产物的出现也会导致浇口侵蚀，并 导致在钢内形成夹杂物缺陷。现有技术已经形成几种防止钢再氧化的解决方案。特别地，熔融 的金属流在从铸造容器传送到下游容器(或结晶器)的过程中通常用 水口套覆盖住以便防止浇注的钢与周围大气之间直接接触。常常将氩 直接注入到浇注浇口的表面以便遮盖熔融的金属流。冶金容器(比如 中间包)中的钢熔体表面通常覆盖一层液态熔渣层以便防止钢与周围 大气之间直接接触。替代地(此外)，中间包上方的大气为惰性气体(使 用去氧剂或诸如氩惰性气体)。现有技术还已经形成清除中间包中出现的非金属夹杂物和再氧化产物的解决方案。这些解决方案通常在于促进这些夹杂物和再氧化产 物的上浮以将其由浮动的熔渣层捕获。例如，使用坝、堰、导流板和/ 或沖击板向上偏转中间包中的熔融金属流。惰性气体起泡装置也可用 于浮选出夹杂物和再氧化产物。还存在使夹杂物和再氧化产物无害的其他解决方案。例如，钙基 合金可用来消除氧化铝夹杂物的存在所带来的一些问题。所有这些现有技术的解决方案有助于改善钢的大体清洁度但还无 法铸造出不含夹杂物或再氧化产物的钢。而且， 一些现有技术的解决方案，反过来又在钢内产生新的缺陷(比如气泡、4丐基合金)，太昂贵 (使用惰性气体)或不合乎环境要求。基于这些原因，希望提出一种可 供选择的解决方案来解决上述问题，该解决方案经济实用又不会带来 环境问题。
技术实现思路
本专利技术基于的假设即使钢能相对清洁地制成，在正常条件下也 不可能使其在结晶器内保持洁净。特别地，在连续铸造中(容器炉衬、 熔渣、中间包、塞棒等)使用的耐火组分(通常是金属氧化物)之间 的化学反应而使钢再氧化也能产生再氧化产物。另一个潜在的再氧化 源是通过这些耐火元件或通过底壁炉衬和浇口入口之间的可浸透连接 渗透出来的氧或甚至从耐火元件释放出来的氧。因此，本专利技术的一个目的是通过防止再氧化产物到达铸造浇口和/ 或在铸造浇口紧邻处或浇口内生成再氧化产物来解决上述问题。根据本专利技术，使用根据权利要求1所述的中间包可实现本目的。现有技术已知在中间包的浇注孔周围提供环绕元件。例如 FR-A-2394348公开了 一个环，旨在保持中间包中的钢直到足够高的高 度，因而达到足够的热质量以避免冷钢进入浇注孔。然而，现有技 术未公开环绕元件或环的主表面的最低高度要低于浇口的顶部外边 缘。JP-A1-2003-205360公开了钢连续铸造的中间包。该中间包的座 砖由两个元件组成。浇口位于座砖底部之内。附加的耐火元件定位在浇口上部之上以便覆盖和保护浇口与座砖之间的水泥接头。然而，本 文档未公开耐火元件的外周边必须高于中间包的底壁表面。归因于本专利技术的特殊布置，再氧化产物和/或夹杂物出现在冶金容 器中，而且再氧化产物和/或夹杂物趋向于堆积在容器底面并被熔融钢 流带走不会到达浇口的入口 。必须理解环绕浇口的元件可以是任意的适当形状。在冶金容器 设计的功能中，其可为圓形、椭圆形或多边形；其主孔可居中或偏离 中心。环绕浇口的元件也可被切断以便在当一个或多个中间包壁面靠 近浇注孔时能适应那些情况。元件的主表面可是平面的也可不是平面 的(其可为截头圆锥体、波紋和倾斜的表面)。浇口可为内浇口(例如 在用滑板控流阀控制熔融钢流的情况下或如果装置设有一根管或校准 浇口快换机构)或浸入式水口或SES(例如在塞棒控流控制的情况下)。 冶金容器或中间包可配备一个或多个这类组件。组件可配有一整块预 置件(例如共压或者浇注)或单独的物件。根据本专利技术，耐火元件包括主表面和环绕主表面的周边；周边的 上面比耐火元件的主表面高。因而，在浇口周围的区域产生一种偏斜 的凹陷。必须理解周边的上面不必是平面。它可为波浪形的或沿周 边具有不同高度(例如在靠近容器侧壁的周边区域处较高，在另一侧 较低)。至少一个耐火元件的外周边的高度高于中间包底壁表面。因而， 在浇口中间包周围产生的第二个障碍用于防止夹杂物或再氧化产物进 入中间包入口。这种类型的布置特别有利。有利的是，环绕的耐火元件由气密性材料制成，优选为可浇注材 料。为了视为气密性，这种材料具有低于20% (这样低于传统炉衬材 料(典型地高于30%)的开孔率)的开孔率(在使用温度下)。对于 耐火材料，尤其是浇注料，透气性通常与孔隙率直接相关。因此，低 孔隙率可铸造材料具有较低的透气性。因此低的孔隙率能通过在用于 构成环绕元件的材料中包含除氧材料(比如抗氧化剂)获得。合适的 材料为硼或金刚砂或诸如硅或铝的金属(或其合金)。优选地，它们的 使用量不超过5wt%。替代地(或此外)，产生熔融相的产品(例如B203 )也能包含在构成环绕元件的材料中。优选地，它们的使用量不 超过5wt。/。。替代地(或此外)，形成更大体积新相(取决于反应或者 温度影响)并且因而关闭现有的孔隙率的材料也能包含在构成预制元 件的材料中。合适的材料包含有氧化铝和氧化镁。因而，防止在环绕 浇口的区域内的钢的再氧化。根据本专利技术的特别优选的实施例，浇口或(其一层)它本身由气 密性材料制成。通常，这种浇口由耐高温氧化物(氧化铝、氧化镁和 氧化钙)组成并等静压制。为了符合本专利技术视为的气密性，将100g 候选材料的取样放置在氩气体下的熔炉中(平緩的氩流连续吹入(大 约1 1/miii)熔炉中)并将温度升高到1000°C。然后将温度逐渐升高到 1500。C (在l小时内)，然后保持在1500°C 2小时。然后测量样本在 1000。C和150(TC之间的重量损失。这个重量损失必须低于2%才能保 证材料具有合格的气密性。因而，不仅夹杂物或再氧化产物不能到达 浇口，另外，它们也不能在浇口本身内形成。这种特别的组合由此提 供了协同效应，根据这种协同效应，能铸造一种完美的不含夹杂物或 再氧化产物的钢。构成浇口的材料可选自三种不同种类的材料a) 不含碳的材料；b) 基本由不可还原的耐高温氧化物结合碳构成的材料；或c) 包含与生成的一氧化碳发生反应的元素的材料。 优选地，所选材料将具有两种或三种上述种类的材料。 第一种合适的材料例子为以氧化铝、莫来石、氧化锆或氧化镁为基的材料(尖晶石)。第二种合适的材料，例如铝碳质材料。特别地，这些材料应该包 含非常少量的氧化硅或通常在氧化硅(钠或钾的氧化物)中发现的非 常少量的常规杂质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于熔融钢连续铸造的中间包，包括至少一个由用于形成将熔融钢传送到冶金容器底壁（３）的通道（２）的耐火浇口（１）和环绕在浇口（１）的入口部分（１１）的耐火元件（４）组成的组件，元件（４）包括适合用于与浇口（１）的外表面至少一部分匹配接合的主孔（４０）；环绕主孔（４０）并具有最低的高度的主表面（４１），耐火元件（４）的主表面（４１）的最低高度低于浇口（１）的入口部分（１１）的顶部外边缘（１２）；环绕着元件（４）的主表面（４１）的周边，所述周边的上面（４２）高于耐火元件（４）的主表面（４１）；其特征在于，耐火元件（４）的周边（４２）高于中间包底壁（３）的表面（３１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-7-15 05076628.61.用于熔融钢连续铸造的中间包，包括至少一个由用于形成将熔融钢传送到冶金容器底壁(3)的通道(2)的耐火浇口(1)和环绕在浇口(1)的入口部分(11)的耐火元件(4)组成的组件，元件(4)包括适合用于与浇口(1)的外表面至少一部分匹配接合的主孔(40)；环绕主孔(40)并具有最低的高度的主表面(41)，耐火元件(4)的主表面(41)的最低高度低于浇口(1)的入口部分(11)的顶部外边缘(12)；环绕着元件(4)的主表面(41)的周边，所述周边的上面(42)高于耐火元件(4)的主表面(41)；其特征在于，耐火元件(4)的周边(42)高于中间包底壁(3)的表面(31)。2. 根据权利要求1所述的中间包，其特征在于元件(4)由气密 性耐火材料制成。3. 根据权利要求1或2所述的中间包，其特征在于浇口 (l)基 本上由气密性耐火材料构成。4. 根据权利要求l-3任意一个所述的中间包，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：J西莫伊斯，P吉约，D让森，
申请(专利权)人：维苏维尤斯克鲁斯布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]