CN1202930C - 耐火出水口 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于冶金容器壁上配置的耐火出水口，该出水口包括一个流出通道、一个固体电解质材料内壁，所述流出通道设有一个上端和一个下端；所述固体电解质材料包封所述流出通道的侧面，在背离流出通道的方向，该固体电解质材料的外侧面上以导电方式装设至少一个具有多根连线的电极，而且所述固体电解质材料和所述电极的外侧面至少部分地由绝热材料包封，其特征在于，所述至少一个电极(3、4)是由熔点至少1400℃的金属和/或至少一种该金属的氧化物制成。

Description

耐火出水口
技术领域
本发明是关于冶金容器壁上、特别是炼钢用冶金容器壁上配置的耐火出水口，该出水口包括一个流出通道、一个固体电解质材料内壁，所述流出通道设有一个上端和一个下端；所述固体电解质材料包封所述流出通道的侧面，在背离流出通道的方向，该固体电解质材料的外侧面上以导电方式装设至少一个具有多根连线的电极，而且所述固体电解质材料和所述电极的外侧面至少部分地由绝热材料包封。
背景技术
这样的出水口已经在US4850572中公开。该专利中描述了一种电化学方法，用以防止流过出水口的材料沉积到出水口内壁的表面上。
JP62104655A中公开了另一种出水口配置，该出水口的流出通道内壁包含有固体电解质层，它与一个由石墨构成的外部电极接触。该电极被绝缘材料所包围。
在JP57085659A中还公开了一种与之类似的出水口。
此外，目前还知道一种用于熔融金属的耐热的出水口。US3722821中公开了，在出水口的内壁周围配置电阻加热器，目的是消除热机械张力和防止流过的材料凝固到出水口的壁上。
发明内容
本发明的任务是提供一种耐火出水口，该出水口是对已知的技术方案的改进，具有高度的可靠性。
根据本发明，提供一种冶金容器壁上配置的耐火出水口，该出水口包括一个流出通道、一个固体电解质材料内壁，所述流出通道设有一个上端和一个下端；所述固体电解质材料包封所述流出通道的侧面，在背离流出通道的方向，该固体电解质材料的外侧面上以导电方式装设至少一个具有多根连线的电极，而且所述固体电解质材料和所述电极的外侧面至少部分地由绝热材料包封，其中，所述至少一个电极是由熔点至少1400℃的金属和/或至少一种该金属的氧化物制成。这种电极是稳定的，因此，具有这种上配置的出水口是非常可靠和稳定的，并且价格比较低。特别有利的是，所述的至少一个电极基本上是由钢、铬或Cr2O制成的。
有利的是，具有一个至少部分地配置在固体电解质材料和电极之间的铬层，其厚度优选约50μm。电极的金属的氧化物应该是在1400℃的温度下具有至少10-2Ω-1cm-1的导电率。使用已知的铜电极与固体电解质材料接触是有困难的，而已知的石墨电极材料则容易氧化生成一氧化碳或二氧化碳，可能导致出水口的恶化。这个问题可以通过使用铬来解决，因为这种材料的氧化是无害的，Cr2O3也可以导电。这种配置可以在长时间内保持较低的电阻。Cr2O3可以与氧化锆混合。
在背离固体电解质材料的电极一侧配置金属嵌入物特别是丝网也是有益的。优选是至少提供二个电极，这二个电极在流出通道的方向上一个接着另一个排列，并且形成环状、管环或螺旋状包围着固体电解质材料。另一个优点是，在流出通道的端部和至少一个电极之间配置有电绝缘材料。耐火出水口的绝缘材料例如可以是选自氧化铝、氧化锆和莫来石中的一种或多种材料，特别是具有约37％(重量百分比)氧化锆和63％(重量百分比)莫来石的氧化锆莫来石。
绝缘材料在其上侧与氧化锆莫来石烧结环邻接，该烧结环包含固体电解质材料，由此氧化锆莫来石环可以配置在流出通道的顶端，在氧化锆莫来石环与固体电解质材料之间可以配置水泥。所述的水泥例如可以是以氧化铝为基础的。有益的是，使用具有较高热膨胀系数的水泥作为氧化锆莫来石环和/或固体电解质材料，以便在加热过程中在出水口的中心方向上产生张力，这样可改善该装置的强度。在这种情况下，水泥起到固定环的作用，提高装置的强度。
有益的是，设有一个加热器，优选是电阻加热器，该加热器至少部分地环绕固体电解质材料的外侧，包封住电极。该加热器可以预热出水口，防止由于温度的快速变化而引起材料的张力和恶化。该加热器优选是在固体电解质材料的外侧形成环状、管状或螺旋状，优选是在绝热材料内形成。加热器可以由碳或石墨、高熔点金属特别是钼、碳化物特别是碳化硅或氧化物特别是Cr2O3构成。优选是使用氧化锆作为固体电解质材料。其优点是，这种内壁的固体电解质材料具有高于5.2g/cm3的密度并且氧化硅的含量低于1.5％(重量百分比)，并优选是烧结而成的。
附图说明
下面参照附图来说明本发明的实施例。
图1表示耐火出水口的一个截面。
具体实施方式
出水口具有一个流出通道1，流出通道1的内壁2由氧化锆构成。流出通道1的直径在朝着流出通道1的顶部开口方向连续增大。两个环状电极3、4一个接一个地配置在氧化锆外侧，在内壁2和电极3、4之间，在固体电解质材料上至少部分地形成了铬层3’、4’，其厚度约50μm。电极3、4或铬层3’、4’可以由铬粉末构成。电极3、4也可以由钢构成，铬层3’、4’的材料可以与氧化锆混合，然后压制成形。由电极3、4向外引出连接线或接触电极5。这些电极被电绝缘材料6所包围，即被氧化锆莫来石包围，在电绝缘材料6中嵌入加热器7。出水口的外表面被金属外壳8所包围。该外壳8由上部部件8a和下部部件8b组成。在上部部件8a的上部的氧化锆莫来石环9起到从外部封闭出水口的作用。以氧化铝为基料的水泥10被配置在氧化锆莫来石环9和氧化锆内壁2之间。

Claims (19)

1.冶金容器壁上配置的耐火出水口，该出水口包括一个流出通道、一个固体电解质材料内壁，所述流出通道设有一个上端和一个下端；所述固体电解质材料包封所述流出通道的侧面，在背离流出通道的方向，该固体电解质材料的外侧面上以导电方式装设至少一个具有多根连线的电极，而且所述固体电解质材料和所述电极的外侧面至少部分地由绝热材料包封，其特征在于，所述至少一个电极(3、4)是由熔点至少1400℃的金属和/或至少一种该金属的氧化物制成。
2.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，所述的至少一个电极(3、4)是由钢、铬和/或氧化铬制成的。
3.根据权利要求1或2所述的耐火出水口，其特征在于，在固体电解质材料的内壁(2)与电极(3、4)之间，在固体电解质材料上至少部分地设有铬层(3’、4’)，其厚度约50μm。
4.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，在背离固体电解质材料的方向，在电极(3、4)的一侧提供了一个金属外壳。
5.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，在流出通道(1)的方向上一个接一个地配置至少2个电极(3、4)。
6.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，电极(3、4)以环状、管环或螺旋状包围着固体电解质材料。
7.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，在流出通道(1)的端部和至少一个电极(3、4)之间，配置了至少一个电绝缘材料(6)。
8.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，绝缘材料(6)是由选自氧化铝、氧化锆和莫来石中的至少一种材料构成，具有约37％重量百分比氧化锆和63％重量百分比莫来石的氧化锆莫来石。
9.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，绝缘材料(6)的上侧部分与包封固体电解质材料的二氧化锆莫来石烧结环(9)相邻接。
10.根据权利要求9所述的耐火出水口，其特征在于，二氧化锆莫来石环(9)配置在流出通道(1)的上端部。
11.根据权利要求9或10所述的耐火出水口，其特征在于，在二氧化锆莫来石环(9)与固体电解质材料之间配置水泥(10)。
12.根据权利要求11所述的耐火出水口，其特征在于，水泥(10)是以氧化铝为基础。
13.根据权利要求11所述的耐火出水口，其特征在于，水泥(10)的绝对热膨胀高于二氧化锆莫来石环(9)和/或固体电解质材料的绝对热膨胀。
14.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，内壁(2)的固体电解质材料的外侧至少部分地被加热器(7)所包围，是由包围电极(3、4)的电阻加热器所包围。
15.根据权利要求14所述的耐火出水口，其特征在于，加热器(7)成环状、管环或螺旋状环绕固体电解质材料的外侧配置。
16.根据权利要求14所述的耐火出水口，其特征在于，加热器(7)被配置在绝热材料(6)中。
17.根据权利要求14所述的耐火出水口，其特征在于，加热器(7)由碳或石墨、高熔点金属、碳化物或氧化物，或者上述材料中的至少二种的混合物或合金构成。
18.根据权利要求1所述的耐火出水口，其特征在于，内壁(2)的固体电解质材料由二氧化锆构成。
19.根据权利要求18所述的耐火出水口，其特征在于，内壁(2)的固体电解质材料具有高于5.2g/cm3的密度，其氧化硅的含量低于1.5％重量百分比，并且它是烧结而成的。
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