用于金属连铸锭模耐火材料件的防护涂料及耐火材料件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模耐火材料件上的防护涂料，其特征在于是在溶剂中散布着微粒，上述微粒包括氮化硼和至少下述金属氧化物之一：锆英石、氧化锆、氧化铝和二氧化硅，氮化硼在上述微粒中的重量比为２０％～５０％。本发明专利技术还涉及一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模上的耐火材料件，其特征在于，在耐火材料件上覆盖有保护层（１３、１４、１４′），该保护层是由涂覆本申请的涂料并经干燥而形成的。耐火材料件主要是浇注水口（７）或连续铸造机两辊间的侧板（４、４′）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属，尤其是钢的连续铸造，更精确地说，它涉及多种在锭模中与液态金属相接触的耐火材料件，铸件在锭模中开始凝固。在这些耐火材料件中特别涉及把液态金属引入锭模的浇注水口，以及在双辊连铸中，保证把液态金属限制在所说辊子的冷却表面之间的侧板。用于连续铸钢的锭模基本上由金属壁(一般由铜或铜合金制成)板构成，它能被充分冷却并限定型腔，形成钢的初始凝固。然而锭模内的液态金属在多数情况下还与由耐火材料制造的构件接触。在绝大多数的连铸机，液态金属通过由像石墨化氧化铝材料制成的浇注水口引入锭模，浇注水口的低部端口浸入到锭模的金属熔池中。此外，所说“双辊铸造”机是用来浇注很小厚度(几个毫米)的钢带坯的，它使液态钢在相隔很近的两辊壁上凝固，具有水平轴线的转动辊与两个耐火材料板限定了它们的型腔，两个耐火材料板放在辊子两端的端面上。这些板的成分主要是二氧化硅、石墨化氧化铝或其它材料的结合，板应具有强绝热性能、与钢水的低反应性能和高的抗侵蚀性能，特别是与浇注辊相摩擦接触的那部分。为了避免耐火材料件在开始接触钢水时受到过分大的热冲击，这些热冲击会导致耐火材料件的破坏，及为了避免引起金属的过分冷却，这些耐火材料件在浇注前应该进行强烈的预热。然而，这种预热会促进氧化反应并因此带来耐火材料件很大程度上的退化，特别是当所采用的耐火材料含有很多石墨时(特别是含有石墨的氧化铝)。从而不能总是达到所期望的高温度的原因，或不能使温度保持所必须长的时间(例如，当浇注必须拖延，而预热却早已经开始)此外，在板从侧面限定双辊铸造的型腔时(以下此板称作“侧板”)，板表面需涂有固体润滑剂，至少在与辊相摩擦接触的那部分应涂有润滑剂，以此来限制它们之间的机械损耗。润滑剂可采用石墨，它的价格比较便宜，例如，比氮化硼便宜。然而，石墨层在被预热的材料上或已经预热的材料上暴露在空气中，将不可避免地被消耗掉，因此这种解决方法是不能指望的。为了解决含有石墨的耐火材料在预热过程中的退化变质问题，在US 5259439专利文献中已经提出，预热前在其上涂一表层以延缓它的氧化。此层可以是硅基陶瓷釉，可承受预热温度达1200～1500℃。这样的涂层在预热过程中可以有效地起到保护耐火材料的功能，但是在接触液态金属的作用下，浇注一开始它就被消耗完了。现在应该采用一种有效的涂料来长时间地保护耐火材料件，抵抗在实际浇注时的剥蚀，这种剥蚀是由于在接触钢水时遭受化学反应和物理应力引起的。本专利技术的目的是提供一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模耐火材料件上的涂料，它能同时保护所说耐火材料件及它们的合理涂层在预热期间抵御氧化，并尽可能长的延缓这些耐火材料件本身在接触铸件时的损耗。为达此目的，本专利技术的主题是一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模耐火材料件上的防护涂料，其特征在于它是由微粒散布于溶剂中而构成的，上述微粒包括氮化硼和至少下述金属氧化物之一锆英石、氧化锆、氧化铝和二氧化硅，氮化硼在上述微粒中的重量比为20～50％。本专利技术的另一主题是一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模上的耐火材料件，其特征在于，在耐火材料件上覆盖着保护层，该保护层是由涂覆并干燥所说的防护涂料而形成的。在这些耐火材料件中特别涉及把液态金属引入锭模的浇注水口，以及在双辊连铸中的侧板。在后一种情况下，保护层可以覆盖着一种固体润滑剂和/或一种当它在液态金属中熔化消失时放热的材料。应当理解的是，本专利技术在于用一种保护涂料涂覆耐火材料件(特别是双辊连铸机的浇注水口或侧板)，该涂料主要是一种由氮化硼和一种或几种氧化物在溶剂(水或其它)中形成的混合物，氧化物的物理化学性能能够适应与液态金属接触。该保护涂料随后干燥并因此而形成的保护层可以保证使耐火材料件(和它的可能的氧化涂层)得到好的保护，抵抗预热时的燃烧或氧化。同时，在浇注期间，氮化硼的存在降低了耐火材料件外表面的润湿性，这也少量降低了耐火材料件和液态金属之间的化学反应。如果保护层足够厚的话，耐火材料件的使用期限也会因此增加。另外，保护层还构成了一个对限制耐火材料件的热损耗有贡献的隔离界线。参考附图和下述说明，会更好地理解本专利技术附图说明图1是双辊连铸机锭模沿I-I剖面的俯视图，其带有本专利技术的所述的侧板和浇注水口，此图是浇注开始前，设备还没有钢水；图2a是同样的锭模沿IIa-IIa剖面的俯视图，开始浇注后不久；图2b是同样的锭模沿IIb-IIb剖面的正视图，浇注过程中。图3是本专利技术另一种侧板的透视图。薄带钢坯双辊连铸设备，如图1、2a和2b所示，以一种公知方式包括两个辊子1，1′，双辊1、1′带有平行且水平的轴2、2′，其内部充分冷却和绕轴2、2′以常规方式(没有画出)反方向旋转。两辊1、1′通常直径为600～1500mm，长度为600～1500mm。它们的离开的最小距离由要铸造的钢带坯的厚度决定，对应最小距离的高度3称为“颈”，侧板4、4′由一种单纯绝热耐火材料如二氧化硅、石墨化氧化铝或sialon，或这几种材料的组合构成，其与辊1、1′的边缘5、5′、5″、5相接触，这样就横向封闭了由辊1、1′的冷却表面所限定的型腔。侧板4、4′的的施压是用众所周知的装置，并用弹簧6、6′表示。浇注水口7由耐火材料制成，它与浇包相连(未画出)，圈住钢水并引导钢水8进入该型腔，其上还有出口9、9′，每个出口指向一个侧板4、4′。钢水8在辊1、1′冷却表面凝固，以形成两个凝固壳10、10′，最后两个凝固壳10、10′在水平颈3处合为一体形成只有几毫米厚度的铸造带坯11，该带坯被连续不断地从锭模中拉出。浇注水口7的外表面12覆盖有保护层13，其厚度可达几毫米(一般为0.5～2mm)。根据本专利技术，保护层13是由一种涂料产生的，该涂料的构成是在溶剂中散布微粒，上述微粒主要包括氮化硼和至少下述金属氧化物之一锆英石、氧化锆、氧化铝和二氧化硅，氮化硼在上述微粒中的重量比为20％～50％。这种涂料的详细举例及其制备方法将在后面的叙述中提到。在该涂料涂到浇注水口7上并干燥后，就可以预热以备浇注。保护层13有多种功能。首先，以前文中所提到的材料来说，特别是US 5259439专利文献中所提到的，保护浇注水口7在预热过程中防止氧化。这对耐火材料中含有石墨时尤其有用，通常采用的这类材料之一是石墨化氧化铝。然而，与US 5259439专利文献所引用的材料相比，本专利技术中的保护层13如果其厚度超过大约0.5mm时，那么其在接触钢水8时就具有高的强度，并在浇注初始阶段不会被破坏。这就使它们在钢水8和浇注水口7的耐火材料之间建立一个热屏障，后者因此要比没有保护层13时应力要小得多。同时，在保护层13中存在大量的氮化硼，使得此保护层13与钢水具有低的浸润性，这样就限制了钢水8和浇注水口7的耐火材料之间的化学反应程度。结果，浇注水口的耐用性就增加了，其在浇注中可以使用较长时间。同样，在制备时，侧板4、4′根据本专利技术涂覆一个保护层。涂层干燥后，侧板4、4′就有了几个毫米厚度的保护涂层14、14′(一般厚度为0.5～2mm)。然后侧板4、4′被装到铸造机上，预热并最后用弹簧6、6′把它们压在辊1、1′的棱边5、5′、5″、 5位置。这就是图1所示机械的状态。通常，在钢水8还没有浇入型腔之前，辊1、1′是旋转的，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属，尤其是钢的连续铸造锭模耐火材料件上的防护涂料，其特征在于它是由微粒散布于溶剂中所构成，所述微粒包括氮化硼和至少下述金属氧化物之一：锆英石、氧化锆、氧化铝和二氧化硅，氮化硼在上述微粒中的重量比为２０％～５０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JP克里斯希，C甘瑟，JM达马斯，W史密兹，D森克，G斯特布纳，
申请(专利权)人：于西纳公司，特森斯塔尔股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]