CN1131068A

CN1131068A - 缸封闭砖的制作方法

Info

Publication number: CN1131068A
Application number: CN 95102944
Authority: CN
Inventors: 郝斯特·克诺林格
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-18

Abstract

一种缸封闭砖的制作方法在铸模(1)中安置一个围绕排出通道(6)对中的并由耐火混凝土预先制作的环件(9)，接着用膏状的耐火混凝土(4)注满该铸模，使浇注的料压实，然后烘干，再用一种碳载体借助压力浸渍进行浸渗。这些渗入缸封闭砖的密封面中的碳载体接着通过一个在还原气氛中的热处理进行裂解以分裂出碳。必要时，还可以在制作程序中进行一个或多个的负压处理。

Description

缸封闭砖的制作方法

本发明涉及一个制作缸封闭砖(Pfannenverschlussstein)的方法，该封闭砖由耐火的混凝土制成并用于冶金的缸或者用于一个对应的缸封闭砖。

耐火的缸封闭砖按照现有技术，通过例如将一种流动粘结的耐火混凝土浇注到模具中或者作为挤压坯而制成。它们例如在钢水缸中作为滑动闸板而应用。以便打开和馈闭冶金的缸。为此，这种封闭砖的相应表面必须可在缸的排放口处滑动，以便保证该排放口能可靠地打开和关闭。

这种要求在实践中通常遇到了困难，因为这个相应的滑动表面直接与侵蚀性的高温熔化金属相接触，并可能形成影响封闭砖性能的烧结物。

此外，由于相应的滑动表面区域中大的温度差以及高的热载荷从而在砖中引起巨大的热应力，这种热应力可能导致该封闭砖断裂和过早的损坏。

为了避免在滑动封闭件的滑动表面上形成烧结物和改善滑动特性，已经公知的是将封闭砖在含碳的介质中例如焦油中浸渍或者在耐火混凝土浇铸以前掺混有适当的添加剂。

这种形式的滑板封闭件例如在DE-PS 2624299中已公开。

但是按照这个文献制作的缸封闭砖，应用了这样的耐火混凝土，它在焙烧之后具有一个相当高的至少为7×10⁷Pa(帕斯卡)的低温抗压强度。然而这种抗拉的混凝土类型由于混合有例如碳黑、沥青或石墨作为滑动材料，所以在制作时就会带来问题。因为将这种公知的封闭砖浸没在例如焦油中则由于在这种高强度的耐火混凝土中存在的强制性低孔隙度，会导致碳载体在耐火混凝土中达不到要求的渗入深度，所以这种类型的滑板封闭件实际上是不能应用的。

在用于冶金缸的滑板封闭件情况下除了改善滑动特性外，将碳素嵌置到例如镁—，白云石—，或铝钒土—耐火压坯的构造中也会实现一个寿命的提高。

为此，这种压坯在一种压力浸渍工艺中用有机的碳载体作浸渍处理。它们与浸过焦油的砖件相比具有一个延长的使用寿命和更好的抵抗熔渣或侵蚀气体的抗腐蚀性。

例如在由流动粘结的耐火混凝土浇铸成耐火的封闭砖情况下，但是至今还没有应用一个压力浸渍工艺，因此碳载体的渗入深度是太微小了。此外，在公知的缸封闭砖情况下，由于高温熔化金属的热载荷造成的不同的热膨胀问题也不能解决，所以在密封表面的区域中就出现龟裂和断裂。

本发明的任务在于，创建一个制作缸封闭砖的方法，该封闭砖由耐火的混凝土制成并用于冶金的缸，其中，一方面该碳素可以在混凝土构造中形成足够大的渗入深度，另一方面还能在密封表面区域允许较高的热膨胀而封闭砖不损坏。

这一任务通过下面的方法步骤解决：

a，将一个由耐火混凝土预先制作的，浇铸的或挤压的环件如此安置在铸模中，即该环件将以后通过一个铸芯填充的排放通道对中地包围并且它的底侧面平整地安置在铸模的底部上；

b，用膏状的耐火混凝土围绕着环件的上侧面和外圆周表面浇铸并注满该铸模；

c，将浇铸的耐火混凝土，最好通过振动压实；

d，将压实的耐火混凝土烘干；

e，用一种碳载体借助压力浸渍对烘干的耐火凝土作浸渍处理；

f，将浸渍过的耐火混凝土在一个处于还原气氛中的炉装置中进行热处理以裂解碳载体而分裂出碳。

通过描述的方法特征，首先可以将一种耐火混凝土应用于制作耐火的缸封闭砖，在其结构中，由于借助一个压力浸渍可以使碳达到足够的渗入深度。通过在浇铸之前将环件置于铸模中，同时可令人惊奇地实现，既不会出现断裂又可以补偿明显较高的热应力，因此，可以制成一种具有优秀密封特性和延长了寿命的封闭砖。

在本发明方法的一个优选变型方案中，该坯件在浇注膏状的耐火混凝土期间或者浇铸之后承受一个负压处理。依此在还为膏状的混凝土料中包含的气体泡就可以向外部逸出，并且以此方式产生毛细管及气孔，这些毛细管及气孔可以使碳载体在以后的压力浸渍过程中更好地渗入到混凝土料中。

不必要的是，在这个制造阶段，全部的混凝土料都承受一个真空处理，而是，仅仅铸模在底部区域用膏状混凝土填注时首先承受一下就足够了。同时该铸模安置在一个光滑的基座上，并在其上浇注耐火混凝土，因此，在这个区域就会形成具有良好平面度的且在以后要求滑动的表面。因为置入环件的下侧面平整地安置在铸模的底部上，所以这种平面度也不会由于放置了环件而受到影响。

通过本发明例如振动对材料进行的压实方法，使浇铸的材料得到压实并避免在内部形成较大的中空腔。

在浇注膏状的耐火混凝土之前，将一个中央的芯体置入铸模中，该芯体在制成的滑板封闭件中形成以后的排出通道。

作为铸模，在本发明制作方法中最好应用一个板壳，它起到丢弃的壳体的作用。

在铸模用耐火混凝土完全注满之后，必要时进行一个负压处理和将材料压实以后，该具有被包围浇铸之环件的成型坯送到一个烘干室中和在那里处于热载荷下烘干。该烘干程序使坯体的强度得以提高。在烘干时应该注意的是，避免过大的温度差或温度突变，因为那样在滑板封闭件的滑动表面上形成的气孔可能受到破坏，进而以后要完成足够的渗入深度的浸渍工序就不再可能了。

在耐火混凝土烘干或粘结以后，该滑板封闭件就可毫无问题地被输送和例如在一个压热器中堆置起来以实施压力浸渍工作。

该压力浸渍工作本身以公知的方式进行。首先该压热器可以通过一个真空泵抽空，因此，该成型粗坯被脱气。以此方式形成的气孔及毛细管是对于用碳载体进行浸渍工作的准备。在负压处理结束以后，将含碳的浸渍液体，例如一种液体的酚—树酯溶液吸入该压热器中。这一点可以简单的方式如此实现，即该压热器通过一个上升管道与一个贮存器相连接，该贮存器含有浸渍液体。通过在压热器中处于的负压，液体就可以不用附加的泵而被压入该压热器中并将在其中放置的粗级砖所淹浸。在该压热器中达到一个确定的液体状态以后，该上升管道就通过一个阀门关闭和该压热器通过一个压力管道被施加压力。依此，该浸渍液体就容易地渗入到精细的气孔及毛细管中，因为这些气孔及毛细管通到耐火混凝土的表面上。在一个处理时间以后，这个时间按照所应用混凝土之调节的孔隙度可以计为数个小时，则通至贮存器的上升管道被打开和该浸渍液体通过在压热器中占据的高压而被回送到贮存器中。对此也不需要附加的泵，因此浸渍工作的耗费总额就可以明显地保持较少。

在最后描述的处理步骤之后，这些浸渍过的封闭砖就在一个炉装置中承受一个热处理。该热处理的目标是使被耐火混凝土容纳的浸渍液体裂解。在裂解过程中，该浸渍溶液就在分离出坚固的碳情况下分解出气体的组分，它们转变成炉气氛。在应用酚—树脂混合物时，这些气体是可燃的，因此，炉中的气氛必须调节在还原状态。依此就可同时避免，在气孔中为混凝土体分离出的碳被氧化生成一氧化碳及二氧化碳。按照所应用的浸渍液体，在炉中应该达到不同的裂解温度，它可以处于300和1200℃之间。对于碳载体的裂解，除了温度以外，理所当然地该成型件的停留时间也起到一个相应的角色。

在热处理程序以后，这样制造的滑板封闭件就可以投入使用，同时在必要情况下，滑动表面及该环件的下侧面应该再磨削一下，依此确保在缸的排出口被打开和锁闭时有一个可靠的性能。

这样制造的缸封闭砖，通过耐火混凝土的原始混合比，最好是如此调节，即它们在一个约1400℃温度的焙烧以后具有一个最大为7×10⁷Pa(帕斯卡)的低温抗压强度。这种滑板封闭件与较高的强度相反具有较好的使用性能。同时，通过使混凝土调节到这个低温抗压强度上就可确保，孔隙度处于希望的数量级内。

这种机械的滑动性能以及在预制环中碳的渗入深度，在本描述的制作方法中只扮演一个次要的角色，因为环件在排出通道区域内仅仅应该承担热力的膨胀并因此它的几何尺寸可以保持相对较小。作为预制的环件，最好该环件取用内直径为50-180mm，厚度为10-60mm以及壁厚为10-60mm，这样，密封表面良好的滑动性能及使用寿命就不会受到影响。

因为，用于缸封闭件的铸模是作为丢弃的壳体而用的，所以制造这种滑板(封闭件)时不用专门的铸模就能既无问题又能价廉的实现。这种为了以后形成排放接口而应用的铸芯可以公知的方式在耐火材料固化以后取出。

在本发明滑动封闭板在其应用以后可以再循环制造。为此，将板壳与耐火材料分离，将混凝土压碎和添加到一个新的混合料中，同时金属可以熔化掉。因此不会产生废料。

成型坯在浇铸以后的烘干可以按照要得到的气孔度在200和800℃之间的温度下完成。

为了实施压力浸渍工序，这作为浸渍室而设置的压热器可以施加负压和高压。以此方式该浸渍液体可以通过一条上升管道从一个贮存器毫无问题地输入到压热器中并在压力浸渍工作结束以后进行回送。这样，就不需要附加的输送泵，然而这些泵却需要一个明显的高花费。

该缸封闭砖的孔隙度最好如此调节，即它是其体积的10和60％之间值。

通过相应调节的孔隙度，所制作的成型坯的重量就在相应的依赖关系中变化。该烘干的坯料的单位重量，并即所谓的体积密度可以位于0.2和3.2kg/dm³之间。

本发明在附图中以实施例方式作了描述并在下面借助附图加以详细说明。它表明：

图1是通过一个用于缸封闭砖的铸模之截面图，和

图2是一个用于压力浸渍这种滑板封闭件的方法简图。

在图1截面图中描述的铸模1由一个板壳2构成，其中通过上边的开口3浇注膏状的耐火的耐火混凝土。该板壳2，在粘接的耐火混凝土固化之后作为丢弃的模具，因此不需要分离的铸模了。

在板壳2的内部置入一个芯体5，它在耐火混凝土4固化以后被取掉，因此构成一个排出通道6以用于流出的液体金属。该铸模1以其下侧面7安置在一个很光滑的，例如渗铬硬化的，必要时磨光的基座8上。该基座8放置在一个未描述的振动台上，为的是该耐火混凝土4可以在板壳2内部振动并被压实。

在将耐火混凝土4填入铸模1之前，一个预先制作的环件9围绕芯体5如此对中地安置，即它以其下侧面10平整地安置在基座8上。

在环件9的外圆周面11及上侧面12被膏状的耐火混凝土4围铸以后，该铸模，通过振动台被置于振动并使得耐火混凝土4压实。同时，可以通过一个同样未描述的负压(真空)泵将铸模1的内部抽成负压，这样以使首先浇铸的耐火混凝土4层料13脱气和形成气孔及毛细管。

这在基座8上构成的滑动面14在以后的应用这种滑板封闭件时靠置到缸的排入口上并且可以通过一个侧向的运动将这个排入口打开或封闭。

在图2中描绘的流程简图情况下，表明一个本发明浸渍设备用于浸渍干燥的缸封闭砖。该设备包括一个压热器15，它通过一个真空泵16并借助一个管道17可以抽成负压。该管道17可以通过阀门18截止。该压热器15还通过另一条管道19与一个压力容器20相连接，该容器20通过一个未描述的压力泵提供压力空气。同样该管道可以通过一个阀门21截止。

在压热器15的下端部设置一个可通过阀门22截止的上升管道23，借助它与一个贮存容器24相连接，该容器24含有浸渍液体。

在压热器15的内部置有的封闭砖可以依此方式任意地承受高压或负压。

如果在压热器15内处于负压情况下该阀门22打开了，则浸渍液体就自动地从贮存器24流到压热器15中并淹没了在其中堆置的封闭砖。

一个相应的浸渍液体的回送是如此以简单方式实现的，即该阀门21被打开并使压热器15施以压力空气。在打开阀门22和关闭阀门18的情况下就可以按此方式使含碳的浸渍介质回送到贮存器24中。

关于为了烘干模制件或为了热处理以使浸渍介质裂解而设置的炉装置的描述或说明就可省去了，因为这些设备是传统的烘干室或燃烧炉的结构并且是完全公知的。

缸封闭砖的制作以及将其输送到单个的处理设备去可以用人手完成，理所当然，而且可以通过应用相应的输送或装料装置，使单个的生产工序实现自动化。还有单个的处理设备的控制如压力、温度和停留时间可以通过程序化设计的控制单元自动地实现。

参考编号

1 铸模

2 板壳

3 上开口

4 耐火混凝土

5 芯体

6 排入通道

7 下底面

8 基座

9 环件

10下侧面

11外圆周面

12上侧面

13层料

14滑动面

15压热器

16真空泵

17管道

18阀门

19管道

20压力容器

21阀门

22阀门

23上升管道

24贮存容器

Claims

1.一种制作由耐火的混凝土组成的缸封闭砖的方法，该缸封闭砖用于冶金的缸，其特征在于下面的方法步骤：

a，将一个预先制作的、浇铸的或挤压的环件(9)如此地安置在一个铸模(1)中，即该环件(9)对中地围绕着以后由一个铸芯(5)填充的排放通道(6)，并且它的下侧面(10)平整地安置在铸模(1)的底部上；

b，用膏状的耐火混凝土(4)围绕环件(9)的上侧面(12)和外圆周表面(11)浇铸并填充铸模(1)；

c，使浇铸的耐火混凝土(4)，最好通过振动压实；

d，烘干压实的耐火混凝土(4)；

e，借助压力浸渍方式用一种碳载体浸渍干燥的耐火混凝土(4)；

f，在一个处于还原气氛的炉装置中对浸渍过的耐火混凝土进行热处理以便裂解碳载体而分裂出碳。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：

在浇铸膏状的耐火混凝土期间或以后，该坯件承受一个负压处理。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

应用一个起到丢弃的壳体作用的板壳(2)作为铸模(1)。

4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：

在混合耐火混凝土时水添加量如此调节，即耐火混凝土在约1400℃情况下焙烧以后具有一个最大为7×10⁷Pa(帕斯卡)的低温抗压强度。

5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于：

该烘干过程是在200和800℃之间的温度下实现的。

6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：

用于裂解碳载体的热处理是在350和1200℃之间的温度下完成的。

7.按权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于：

在用碳载体进行压力浸渍之前设置一个第二负压处理工序。

8.按权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于：

为了负压处理和压力浸渍，应用一个共同的压热器(15)。

9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于：

该压热器(15)具有一个使其与一个碳载体贮存容器(24)相连接的并可锁闭的上升管道(23)，通过它，在打开锁闭机构(22)以后由于在压热器(15)中处于负压，该碳载体就流入到压热器(15)中直至淹没了缸封闭砖；并且在锁闭机构(22)关闭上升管道(23)以后，该压热器(15)则为了实施压力浸渍而被施以压力。

10.按权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于：

该缸封闭砖为了压力浸渍工序在压热器(15)中承受一个2和12Bar(巴)之间的压力。

11.按权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于：

该碳载体在将浸渍过的缸封闭砖取出以前由于在压热器(15)中占据的压力则通过打开的上升管道(23)而被回送到贮存器(24)中。

12.由一种耐火的混凝土制成的缸封闭砖，其特征在于：

该烘干的耐火混凝土的孔隙度位于10和60Vol-％之间，最好为15和30Vol-％(体积百分率)之间。

13.由一种耐火的混凝土制成的缸封闭砖，其特征在于：

其粗密度位于0.2和3.2kg/dm³之间。

14.由一种耐火的混凝土制成的缸封闭砖，包括一个对中地包围排放通道(6)的耐火混凝土预制环件(9)，一个围绕环件(9)的上侧面(12)和外圆周面(11)的耐火混凝土料(4)，一个围绕该耐火混凝土料(4)或者说至少在其侧边圆周面上围绕该砖的板壳(2)，以及一个从砖的密封侧面往该砖及环件(9)的内部浓度递减分布的碳渗入结构。

15.按照权利要求12至14之一所述的由一种耐火的混凝土制成的缸封闭砖，该环件具有一个内径内50-180mm，一个厚度为10-60mm和一个壁厚为10-60mm的尺寸。