CN104903027B - 耐火陶瓷基部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在与用于搬运高温熔体的容器的至少一个壁的连接区域中的耐火陶瓷基部。

Description

耐火陶瓷基部

技术领域

本发明涉及一种在与容器的至少一个壁的连接区域中的耐火陶瓷基部(底部)，容器用于搬运高温熔体。

背景技术

容器可为例如冶金戽斗。在下面使用此应用来进一步描述现有技术和本发明。

例如在US 5.879.616 A中显示这种戽斗。非常简单地说，戽斗由基部和从基部向上延伸的壁组成，戽斗具有几乎为圆形的内部横截面，使得整体上产生一种罐的形状。在基部中布置至少一个孔(排出区域)。

在戽斗中搬运的金属熔体通过排出口(抽头)进入到下游装置中，例如浇口盘。为了调整/控制金属熔体的量，存在例如止动器或滑动板阀，它们也被称为控制器件。

如果渣料也进入到浇口盘中，则钢的品质和浇口盘的耐用性降低。因此试图在渣料一到达排出开口时就立刻关闭排出开口。然后倒掉戽斗的剩余量的熔体和渣料。从而出现巨大的材料损失和高的循环成本。

因为渣料比金属熔体(钢熔体)更轻，所以渣料主要悬浮在金属熔池上。因此已经以倾斜方式设计戽斗基部的表面，以便在渣料流过排出抽头(开口)之前，通过排出抽头传送尽可能多的液体金属，排出抽头是基部的最低点。

这需要形状相应地复杂的基部。基部的耐火衬里变得复杂且昂贵。

发明内容

本发明的目标在于介绍一种结构，在此结构上可以良好品质从熔化容器中移除尽可能多的熔体。

为了实现这个目标，本发明提出以下措施：

从原则上讲，有利的是沿着倾斜表面将熔体传送到排出开口(喷嘴)。因此，根据本发明的基部应当至少以节段的方式相对于水平面倾斜。倾斜表面应当尤其朝排出区域下降。

为了确保在灌注期间有可再现条件，熔体流过的基部的形状应当尽可能始终是一致的。这意味着即使在修理或调换用坏的耐火材料之后，基部、尤其是基部的表面的形状在理想上保持不变(在技术容差的界限内)。

在US 5.879.616中描述的新生产的整体式磨损衬里在修理之后必然特有不同的几何构造。

本发明遵循另一个途径：用耐火(耐热)永久衬里形成基部，磨损衬里布置在耐火永久衬里上。

永久衬里，或者更具体地说：永久衬里的表面对磨损衬里提供期望几何构造。因此永久衬里特有至少一个倾斜区域和三维形状。

在较长的时期里不必更新永久衬里，因为它不会遭受任何磨损。仅耗尽布置在永久衬里的顶部上的磨损衬里，而且必须不时地修理或更换磨损衬里。

如果磨损衬里以耐火砖的形式铺设在永久衬里上，则立刻揭示磨损衬里的上侧特有与永久衬里的上侧相同或者大体相同的形状(几何构造)。这在磨损衬里的砖大体相同且大体沿相同方向铺设时尤其有效。

如果更换或更新单个砖、砖区域或整个磨损衬里时这也是有效的，因为永久衬里在该过程中保持原样，而且仍然限定期望的表面几何构造。

前面提到的特性在技术情况的界限内是有效的。在数学/物理上，以及在具有圆形内部横截面的戽斗的情况下，由耐火陶瓷材料制成的(倾斜)基部可能永远不是完全平坦(倾斜平坦)的，在砖与壁之间或者在砖和排出区域之间不可避免地存在过渡部，必须在单独的步骤中填充过渡部。为了这么做，在下面给出细节。但这些仅是支持措施，因为磨损层的主要部分可由标准砖制成。

在本发明的最一般的实施例中，本发明涉及一种在与容器的至少一个壁的连接区域中的耐火陶瓷基部，容器用于搬运高温度熔体，耐火陶瓷基部具有以下特性：

-基部特有至少两个层，即：

-由耐火陶瓷永久衬里制成的下层，以及

-由耐火陶瓷磨损衬里制成的上层，其中

-永久衬里特有与磨损衬里邻接的表面，该表面至少以节段的方式相对于水平面倾斜超过1°，

-这个表面特有三维设计，以及

-磨损衬里由至少60M.-% (质量百分比)的陶瓷实心砖组成，

-永久衬里和磨损衬里各自特有至少一个不一致性，以便形成用于高温熔体的至少一个公共排出开口。

诸如“顶部、底部”等的信息始终表示容器的正常使用中位置。

用语“实心砖”包括所有类型的经典耐火陶瓷砖，不管它们的几何构造或成分如何。实心砖是特别紧凑的耐火砖，其形状为立方形、柱形或三维多边形，具有大部分均匀的内部结构。开放和/或封闭孔隙率应当尽可能低，例如<20 Vol.-%(体积百分比)，较好的是<15 Vol.-%、<10 Vol.-%或<5 Vol.-%。

尤其是排除特有开口或单独的较大的腔体的那些砖和/或用于特殊的冶金应用(诸如气体吹扫塞和其它功能元件)的砖。但是可将喷嘴或气体吹扫塞作为分立的独立元件嵌到永久衬里中，以及嵌到磨损衬里中。“分立的独立元件”表示独立于磨损衬里而使用。

根据本发明，至少60M.-%的磨损衬里应当由这样的实心砖组成。这个值也可为>65M.-%、>70 M.-%、>75 M.-%、>80 M.-%、>85 M.-%、>90 M.-%、>93 M.-%或>95 M.-%。实心砖的对应的百分比取决于对应的戽斗的形状、尺寸和大小。这个百分比应当尽可能高，以便尽可能重建永久衬里的表面结构。

其余部分例如可由耐火质量体形成，在相邻的砖之间的过渡区域中，在砖和壁之间，或者在其它元件处，在排出区域中等应用耐火质量体，以便填充穹隅(间隙)。在下面给出关于这个的另外的信息。

根据一个实施例，永久衬里由整体式耐火质量体组成。可在原地或在任何地方，甚至在其内部使用熔体容器的装置的外部产生整个永久衬里。将永久衬里设计成预制元件是有利的。预制元件可由一个或多个部件(例如2至10部件)组成，而且可由例如彼此互补成完整的永久衬里的元件组成。然后将基部的永久衬里嵌到戽斗中，之后将磨损衬里放在永久衬里的顶部上。

永久衬里的三维形状是重要的，因为它决定磨损衬里的表面结构像什么样子。磨损衬里的表面结构是重要的，因为这个表面与熔体接触，而且为了能够以高品质将尽可能多的熔体引导通过排出口。

永久衬里可特有可为不同的外部和内部装置，例如：

-用于产生用于熔体的(冲击垫的)冲击区域的装置；

-用于排泄熔体的梯级；

-用于在内部安装气体吹扫塞、座砖等的凹口；

-碗形凹口；

-用于形成堰坝的朝上壁。

磨损衬里直接采用这些形状，如前面描述的那样。

永久衬里的表面且因此还有磨损衬里的对应的表面可完全或部分地倾斜。最大斜度通常为相对于水平面45°，可行上限为30°、25°、15°或10°，而可行下限为1.5°、2°、3°、4°、5°或8°。

根据一个实施例，永久衬里的邻近磨损衬里的表面的表面至少以节段的方式相对于水平面倾斜2°至25°。紧邻排出开口(抽头)的节段可特有比冶金容器中的壁区域中的节段更陡的斜度。

如果单独或更好地结合起来考虑以下参数，则磨损衬里的表面形状甚至更类似于永久衬里的表面形状：

-磨损衬里的实心砖的至少75%铺设成单个层。如果那个值>80%、>85%、>90%或者甚至>95%，则达到较高的一致性。

-磨损衬里的实心砖的至少60%是相同的。如果磨损衬里的砖的超过85%是相同的，例如>90%或95%，则永久衬里和磨损衬里的表面之间的平行度得到优化。

-磨损衬里的砖主要(>80%、>85%、>90%、>95%)以相同定向或一致的型式(例如“鱼骨型式”)铺设。

本发明允许将磨损部分的实心砖至少部分地作为预制节段插入，各个节段由多个实心砖组成。从而可简化修理。

如提到的那样，砖的几何构造不是关键的。但是，可特别容易地制作磨损衬里由至少70M.-%或至少75M.-%的实心砖组成的基部，实心砖在俯视图(平面图)中特有长方形或多边形形状。

根据另一个实施例，磨损衬里由至少80M.-%实心砖组成，实心砖沿竖向方向具有最大延伸。

大体上，磨损层的砖可由任何耐火材料制成，例如由以下组中的至少一种材料制成：氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)、镁碳(MgO-C)、煅烧白云石(MgO-CaO)、镁铬(MgO-Cr₂O₃)、TiO₂。

在具有圆的/圆形内部横截面的戽斗和用于永久衬里或磨损衬里的立方形砖处，在基部和壁之间不可避免地会产生穹隅/间隙。例如可在下者之间产生相似的穹隅

-在实心砖之间；

-在实心砖和永久衬里之间；

-在实心砖和基部中的单独元件之间。

可对这些穹隅填充耐火陶瓷质量体。例如可通过冲压、喷压或接合来手动或自动地应用耐火陶瓷质量体。

为了避免在磨损衬里的相邻实心砖之间有接头(凹槽)，本发明的一个实施例提出以下建议：实心砖位于永久衬里的相对于水平面倾斜至少1.5°的表面上，实心砖例如布置成以梯级状方式偏移，如图描述中显示的那样(只要没有平面支承即可)。

与现有技术相比，本发明提供以下优点：

-可对磨损衬里使用任何耐火类型。

-特有高坚固性和高防水性的质量体对于整体式永久衬里来说是有意义的，例如氧化铝质量体。

-基部的安装时间短，因为未更新的永久衬里已经限定了完工基部的表面的形状。

-将永久衬里安装成预先做好的/预制元件会优化整个基部布置的安装。

-在安装期间大体不可能出错，因为永久衬里保持不变。

-磨损层的砖的铺设简单，最大程度地减少在选择砖的格式或定位期间的错误。

-还可产生复杂的基部形状。

-可轻易地结合内部和外部装置。

-永久衬里不接触熔体；因此即使使用廉价的耐火材料，永久衬里的服务时间也额外地增加。永久衬里的轮廓得到永久保持。

-在抽头出料期间，容器仅需要略微倾斜/歪斜。

-耐火材料的消耗减少。

在从属权利要求的特性以及另外的申请文献中显示本发明的另外的特性。单独特性还可以不同的组合应用，只要这未被明确排除或者在技术上模糊不清。

附图说明

在不同的实施例的帮助下，在下面进一步描述本发明。在各个示意图中显示：

图1：在分解图中(图1a、1b)且在组装之后(图1c)的根据本发明的戽斗的基部的透视图；

图2：通过基部的第一节段的部分横截面；

图3：通过基部的第二节段的部分横截面；

图4：通过基部的第三节段的部分横截面；

图5：通过基部的第四节段的部分横截面；

图6：通过戽斗的横截面，基部类似于图1；

在图中，相同或相似地出现的元件由相同参考标号显示。描述其中戽斗完全沿竖向对齐的布置。

具体实施方式

图1显示具有两个层的基部，即，下层10和布置在顶部上的上层20。它们两者在俯视图(平面图)中都大约为圆形。

下层10设计成永久衬里，并且由基于氧化铝的耐火陶瓷质量体制成。永久衬里10完全设计成预制元件，而且特有水平下表面10u和经三维设计的上表面10o。表面10o特有以下区域：

-大约在中心的第一梯级13；

-在左上三分之一中的凸起冲击垫14；

-表面10o的所有区域都相对于水平面倾斜大约3°，具有沿朝向排出区域30的方向的斜度。

上层20，所以磨损层，主要由大小相同、布局一致(除了在排出口30的区域中)的(>80M.-%)的立方形耐火砖21组成。

因此磨损层20的下侧20u和上侧20o的几何构造大体遵从永久衬里10的上侧10o的几何构造条件。

差别仅由于以下原因产生：砖21(实心砖)在梯级13的区域中略微偏移(斜度：大约90°)，如图2中显示的那样。从而在永久衬里的上侧10o和砖21.1的下侧20u之间产生的空间23由基于氧化铝的耐火质量体填满。

这对于斜度为例如25°(图3)的区域中的梯级或者将实心砖21定位在具有不同斜度的连续倾斜表面处(图4)同样是有效的。

图5显示实施例，其中，图3、4的平坦倾斜表面由梯级状轮廓代替，但是它们在技术上共同产生类似于图3中的斜度的斜度。在这个范围内，用语“倾斜表面”在技术上还包括具有对应的连续小梯级13的实施例(图5)。

如图1和6中显示的那样，在砖21和戽斗50的相邻的弯曲容器壁52之间还存在穹隅Z。这些区域也填充有整体式耐火质量体。

在根据本发明的基部处，仅更换磨损衬里20。为了这么做，拆除砖21和可能的磨损衬里20的另外的元件。永久衬里10保持不变。因此将新的磨损衬里20嵌回永久衬里10的现有几何构造上，使得磨损衬里20的上侧20o再次对应于永久衬里10的表面几何构造。

从而，提供简单、快速和廉价的修理选择，其中，三维设计由未改变的永久(耐用的)衬里10自动确定。

Claims (8)

1.一种在与容器(50)的至少一个壁(52)的连接区域中的耐火陶瓷基部，所述容器(50)用于处理高温熔体，所述耐火陶瓷基部具有以下特性：

a)所述基部特有至少两个层(10，20)，即

b)由耐火陶瓷永久衬里(10)制成的下层，以及

c)由耐火陶瓷磨损衬里(20)制成的上层，其中

d)所述永久衬里(10)特有邻近所述磨损衬里(20)的表面(10o)，所述表面(10o)至少成节段、是平坦的，且相对于水平面倾斜2°至25°，

e)这个表面(10o)特有三维设计，包括至少一个梯级(13)，以及

f)所述磨损衬里(20)由至少70%质量百分比的耐火陶瓷实心砖(21)组成，所述实心砖在俯视图中特有多边形轮廓，

g) 所述磨损衬里的实心砖的至少75%铺设成单个层，

h) 所述磨损衬里(20)的实心砖(21)的至少60%是相同的，

i) 以便为所述磨损衬里(20)的上侧赋予与所述永久衬里(10)的上侧大体相同的形状，其中

j) 所述永久衬里(10)和所述磨损衬里(20)特有至少一个不一致性，以结合用于所述高温熔体的至少一个公共排出开口(30)。

2.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，其永久衬里(10)主要由至少一个整体式耐火质量体组成。

3.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，其永久衬里(10)是用至少一个整体式耐火质量体制成的预制元件。

4.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，具有至少一个单独元件(14，30)，其嵌到所述永久衬里(10)和所述磨损衬里(20)中。

5.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，所述磨损衬里(20)的实心砖(21)至少部分地设置成由多个实心砖组成的预组装节段。

6.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，所述基部的磨损衬里(20)由至少80%质量百分比的实心砖(21)组成，所述实心砖在竖向方向上具有其最大延伸。

7.根据权利要求1所述的基部，其特征在于，所述磨损衬里(20)的实心砖(21)由以下组中的至少一种材料构成：氧化镁、氧化铝、镁碳、煅烧白云石、镁铬。

8.根据权利要求1或4所述的基部，其特征在于，穹隅(23)

-在所述实心砖(21)之间；

-在所述实心砖(21)和所述容器(50)的壁(52)之间；

-在所述实心砖(21)和所述永久衬里(10)之间；

-在实心砖(21)和所述基部中的单独元件(14，30)之间，所述穹隅(23)至少部分地填充有耐火陶瓷质量体。