能形成不透气的外料层的浇注件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用以浇注钢的浇注件，该浇注件由一个含有碳的耐火材料的本体（２）构成。该浇注件具有一层部分地或全部地覆盖住该本体的料层（１０），该料层能够形成一层不透气的料层（１０ａ），并且在处于高于１０００℃的温度下时会氧化和致密化。该料层（１０）是由一种含有烧结先质的耐火材料制成的，该烧结先质是从包含锻烧氧化铝、活性锻烧氧化铝、二氧化硅烟尘和粘土的一组材料系列中选取的。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在钢的连续铸造中，使用耐火材料浇注件来形成浇道和调节液钢的流量并在液钢从浇包流向分料器和从分料器流向连续铸造模具时防止其再氧化。耐火材料承受恶劣的使用环境。它经历热应力、钢的腐蚀、氧化和一般来说由耐火材料的成分和钢之间的相互作用导致的反应。所用的耐火材料一般含有碳。它们经常采用一种碳结合并且包含若干种诸如氧化铝、二氧化锆、粘土、氧化镁、二氧化硅、碳化硅或其他致密的晶粒的耐火氧化物。这些耐火材料一般也包含大量石墨、非晶体石墨、碳黑形式的碳和来自所用结合剂的辅助量的碳。本专利技术涉及一种用以浇注钢的浇注件，这种浇注件具有一个含有碳的耐火材料的本体。该浇注件特别适用在浇包和连续铸造分料器之间浇注钢和适用在分料器和连续铸造模具之间浇注钢。本专利技术还涉及一种用以热处理本专利技术的浇注件的热处理方法。已知(EP 2695848)有一种具有一个耐火材料的本体的金属的浇注水口，其中形成有一条供熔融金属流动的浇道。该水口具有一个在此浇道的周边附近绕该浇道设置的环形腔并且该环形腔大致上延伸在它的整个长度上。该腔连通到产生真空的装置上。它对气体产品向该浇道的迁移动形成一种防护罩。水口还可以具有一个设置在该浇道的周边和真空腔之间的不含碳的耐火材料的衬套。在该环形腔的区域周围处产生的真空的真空度最大。但随着距此腔的距离的增加，孔隙的复杂网络会导致显著的压头损失。因此，真空度减小，这会大大地限制所形成气体的抽空。这样就很难去掉在紧接耐火材料与液钢接触区域处的气体。还知道有一种浇注塞棒(GB-A-2095612)。它有一个本体和一个形成本体的端部的加强的前端部，并且该前端部是由与本体的材料不同的材料制成的。该本体的材料和该前端部的材料在一个单一的操作中进行共压制。换句话说，两种不同成分的粉末，例如用于本体的石墨氧化铝和用于前端部的二氧化锆或氧化镁，同时引入同一个模具中，然后同时进行压制及焙烧。然而，在这类塞棒中，氧化铝、二氧化锆和/或氧化镁晶粒的结合是通过一种碳型结合获得的，在这种结合中混合物中所含的碳通过热聚合反应制成包围不同晶粒的晶格。刚刚浇注的、且并未必总是用例如铝或硅脱氧的或并未得到充分脱氧的具有高氧含量的腐蚀性钢会腐蚀这类塞棒的前端部。这会导致塞棒的使用寿命缩短并且需要经常对之进行更换。另一方面，在化合物特别是气体化合物之间发生的反应，该化学反应在高温下可在制成塞棒的前端部的耐火材料中和在熔融的液钢中形成。例如，一氧化碳能减少在前端部的表面处的液钢中存在的某些元素，并会导致在此表面上的氧化物特别是氧化铝的析出。氧化物沉积层逐渐地阻止了浇道的完全闭会。本专利技术的目的是提供一种用以浇注钢的浇注件，它可克服现有技术的上述缺点。此浇注件应能完全阻止化合物之间特别是气体化合物之间发生的反应，而该反应可在高温下在制成浇注件的本体的耐火材料中和在液钢中形成。此外，它还可以容易地以低的成本生产。根据本专利技术，这些目的是这样获得的该浇注件具有一层部分地或全部地覆盖本体的料层，该料层能够形成一层不透气并且当处在约1000℃的温度下时会氧化和变得致密的料层。由于存在不透气的料层，可在高温下在制成浇注件的本体的耐火材料中和在液钢中形成的化合物特别是气体化合物不会再直接接触，因此，就不会发生反应。用这样的方法，现有技术的浇注件的大部分缺点就可得到克服。例如，以水口而论，在耐火材料中因形成一氧化碳使得存在于液钢浇道的表面处液钢中的某些元素减少导致该表面上的氧化物特别是氧化铝析出而发生的阻塞现象得到改善。而氧化物沉积层渐渐地堵塞住水口的槽，则会干扰调节并大大地缩短了其使用寿命。这些沉积层也可能不适时地脱落，从而成为在凝固的钢内部的杂质。由于本专利技术防止了在水口的耐火材料的本体和钢之间的气体交换，以前遇到的阻塞现象大大地减少并且所铸造的钢的品质也得到改善。钢变得较纯净，所含的杂质很少。致密的不透气的料层的存在还具有其他优点。它减少了腐蚀现象。实际上，在高氧含量的钢中，一般会因耐火材料中有大量溶解的氧侵袭其碳结合而使耐火材料的腐蚀加速。它还会导致钢纯度的下降，而钢纯度的下降一般是通过穿过耐火材料的空气通路对氮的回收而发生的。不含碳的硬的致密料层可避免上述现象。以塞棒而言，前端部对未脱氧的或未充分脱氧的钢的耐受力得以大大地增强。塞棒的使用寿命显著地得到加长，且对于用户来说大大地节省成本。也避免了在前端部表面上产生氧化物沉积层，使得对钢的调节不受干扰。即使经过长时间的浇铸工艺之后，也可以永久地保持出钢口的严密闭合。水口的外料层最好是由含有烧结先质的耐火材料制成。这些先质是设计成用以促进烧结现象即促进晶粒与晶粒的结合的。它允许烧结在较低的温度下进行并且在较短的时间内完成。这些烧结先质特别是从包含锻烧氧化铝、活性锻烧氧化铝、二氧化硅烟尘、粘土和氧化物的精细颗粒(＜50微米)的一组材料系列中选择的。外料层最好是含有至少4％而不超过9％重量份的碳的材料，这些碳包括结合剂中含有的碳，它们中的1.5-6％是石墨形式。在理想情况下，总的含碳量不超过总重量的5％。外料层可以由与本体分开生产然后安装到此本体上的嵌套件制成。它还可以与水口的本体同时共压制而成。最好使用同样的结合剂将制成浇注件的本体的材料和制成外料层的材料结合起来。使用同样的结合剂给予加工制造极大的便利，特别方便该浇注件的共压制。实际上，在后一种情况下，在共压制一件浇注件时，使用两种不同的结合剂是非常困难的，也许还是不可能的。根据实施例的较佳模式，外料层的材料含有用以减小渗透性的药剂。这些药剂最好是从一组包含硼砂、金刚砂、碳化硼、氮化硼和金属添加剂特别是硅的药剂系列中选出的。减小渗透性的药剂的使用目的是要生成一层渗透性小的料层，并将它加到经氧化的气体不能渗透的致密料层上，该渗透性小的料层是通过烧结形成浇道的壁的。在一个较佳实施例中，外料层是由至少80％的氧化铝制成的并且不用搪瓷覆盖。它的厚度小于10毫米，而经烧结的不透气的致密料层的厚度则小于5毫米。本专利技术还涉及用于实现本专利技术的浇注件的方法。根据此方法，经烧结的不透气的致密料层是在热处理阶段中形成在浇道的表面处的。热处理过程最好是通过将浇注件置于1000℃下不超过20分钟的方式完成。通过阅读下面的说明和作为实例的非限制性的实施例并参照附图便可对本专利技术的其他的特征和优点有清楚的认识。附图说明图1是本专利技术的浇注水口的纵向剖视图。图2和3是图1中所示水口的一部分按比例放大的局部视图。图4是描述最好用以制成本专利技术的水口中经烧结的不透气的致密料层的热处理的模式的示意图。图5是本专利技术的改型浇注水口的实施例的纵向视图。图6是本专利技术的塞棒的纵向剖视图。图1所示的浇注水口设计成放置在一个分料器下方。它可以固定在此分料器下方的一个固定的位置上，例如，通过灌浆将之固定在一个座砖内或借助卡口式机构及其类似物将之固定住。它还可以被放置在一个管更换机中，该管更换机允许以常用的方式用另一个管快速地更换一个管。水口具有本体2，和一个上部，该上部可使液钢贯穿并流入一个浇道9内，该浇道则从该水口的一端跨越到该水口的另一端。在所示实例中，液体金属通过设置在本体的侧面处的孔口6流出。最后，用常用的方法，通过将耐腐蚀材料粉末覆盖在浇注模具上而在该浇注水口上制成一个套筒8。此套筒8将放置在连续浇注模具内的液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以浇注钢的浇注件，该浇注件由一个含有碳的耐火材料的本体（２）构成的，其特征在于：该浇注件具有一层部分地或全部地覆盖住该本体的料层（４，１０），该料层能够形成一层不透气的料层（４ａ，１０ａ），并且在处于约１０００℃的温度下时会氧化和致密化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E汉斯，P杜马斯，
申请(专利权)人：维苏威乌斯法国公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]