CZ20032546A3 - Žáruvzdorný předmět s pryskyřicí pojeným obložením - Google Patents
Žáruvzdorný předmět s pryskyřicí pojeným obložením Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20032546A3 CZ20032546A3 CZ20032546A CZ20032546A CZ20032546A3 CZ 20032546 A3 CZ20032546 A3 CZ 20032546A3 CZ 20032546 A CZ20032546 A CZ 20032546A CZ 20032546 A CZ20032546 A CZ 20032546A CZ 20032546 A3 CZ20032546 A3 CZ 20032546A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- refractory
- article
- weight
- bonded
- resin
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 36
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 15
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 abstract description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 36
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 36
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 8
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 2-(n-methyl-4-nitroanilino)acetonitrile Chemical compound N#CCN(C)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940123973 Oxygen scavenger Drugs 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013037 co-molding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- -1 silica Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007962 solid dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
- B22D41/18—Stopper-rods therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
- B22D41/28—Plates therefor
- B22D41/30—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/32—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
Žáruvzdorný předmět s pryskyřicí pojeným obložením
Oblast techniky
Vynález se týká žáruvzdorných předmětů, které jsou využívány při odlévání oceli, přičemž se zejména týká takových předmětů, které jsou odolné vůči tomu, aby se na jejich stěnách usazovaly nečistoty, jako je například oxid hlinitý a oxid titaničitý.
Dosavadní stav techniky
V oblasti plynulého odlévání oceli umožňují žáruvzdorné předměty přemísťovat roztavenou ocel mezi různými nádobami, zejména mezi pánví a rozvodným ústrojím, a mezi rozvodným ústrojím a formou na plynulé odlévání. Takové předměty zahrnují například zátkové tyče, ochranné kryty, výlevkové hubice nebo desky šoupátka.
Žáruvzdorné předměty usměrňují proudění roztavené oceli, přičemž rovněž zajišťují ochranu oceli před kyslíkem, který může způsobit snížení kvality oceli. Nehledě na tato opatření se může stále ještě významné množství kyslíku rozpouštět a reagovat s roztaveným kovem. Rozpuštěný kyslík se může srážet z oceli, přičemž může reagovat s uhlíkem a vytvářet oxid uhelnatý. Tyto plyny vytvářejí nežádoucí pórovitost, • · • · · • · praskliny a vnitřní vady, které snižují kvalitu výsledné oceli.
Za účelem odstraňování rozpuštěného kyslíku je roztavená ocel často „uklidňována, a to například přidáním kovového hliníku. U hliníkem uklidněných ocelí potom kovový hliník reaguje s rozpuštěným kyslíkem nebo s oxidem železa pro vytvoření jemně rozptýleného hliníku, z něhož část vzplývá do strusky nad roztaveným kovem, přičemž část zůstává ve formě rozptýlených částic v roztaveném kovu a ve ztuhlé oceli.
Tyto jemně rozptýlené částice oxidu hlinitého máji afinitu vůči uhlíkem vázaným žáruvzdorným materiálům, zejména k takovým, které obsahují grafit, a které jsou všeobecně využívány při plynulém odlévání oceli. Během odlévání může docházet k vysrážení jemně rozptýlených částic oxidu hlinitého z roztaveného kovu na žáruvzdorné plochy.
Alternativně může oxid hlinitý chemicky reagovat se žáruvzdornými plochami, na kterých může ulpívat. Nahromadění oxidu hlinitého na nosu zátkové tyče může zabránit řádnému uzavření proudu roztaveného kovu. Usazeniny v licím kanálu výlevkové hubice, na ochranném krytu nebo na desce šoupátka mohou vést k zanášení licího kanálu, což může vést k podstatnému snížení průtoku roztavené oceli.
Předměty mohou být zbaveny nánosu s využitím kyslíkové přívodní trubky, přičemž však dmychání kyslíku narušuje proces odlévání, snižuje životnost žáruvzdorného materiálu, stejně jako snižuje účinnost odlévání a kvalitu vyráběné oceli. Úplné zablokování licího kanálu oxidem hlinitým snižuje očekávanou životnost žáruvzdorného předmětu, přičemž • · · · • · · · je pro výrobce oceli velice nákladné a časově náročné.
Například ocel, mající původně vysoký obsah rozpuštěného kyslíku, může způsobit omezení krytu na dvě až tři pánve v důsledku silného vytváření oxidu hlinitého v licím kanálu.
Běžným průmyslovým způsobem pro snížení usazování oxidu hlinitého je vhánění inertního plynu, jako je například argon. Inertní plyn vytváří ochrannou bariéru, přičemž zabraňuje tomu, aby se jemně rozptýlený oxid hlinitý srážel na žáruvzdorných materiálech, obsahujících grafit, a aby s nimi reagoval. Inertní plyn rovněž snižuje parciální tlak kyslíku kolem roztaveného kovu, což dále snižuje tvorbu a usazování oxidu hlinitého.
Příklady vhánění inertního plynu jsou popsaný v patentových spisech GB 2 111 880 a US 4 836 508, které popisují licí trubku, opatřenou pro plyn propustným žáruvzdorným materiálem, obklopujícím licí kanál. Bohužel však vhánění plynu vyžaduje velké objemy inertního plynu, složitou konstrukci žáruvzdorných prvků, přičemž vždy nejde o dostatečně účinné řešení. Inertní plyn se může při vysokém tlaku rozpouštět v roztaveném kovu, což může způsobovat vady ve formě pórů nebo bublinek v oceli.
Namísto vhánění inertního plynu nebo v kombinaci s tímto vháněním inertního plynu může být druhá žáruvzdorná složka umístěna na žáruvzdorných plochách, které jsou vystaveny působení proudu roztaveného kovu. Povrchová složka může například pokrývat nos zátkové tyče nebo licí kanál licí trubky.
Povrchová složka může být tvořena žáruvzdorným materiálem s nižším bodem tání, který se drolí, jak se oxid hlinitý usazuje na povrchu. Takové složky zahrnují například CaO-MgO-Al2O3 eutektické směsi, jak je popsáno v patentovém spise GB 2 170 131, nebo MgO podle patentového spisu GB 2 135 918.
Tyto směsi mají snahu hydratovat, přičemž jsou spotřebovávány během odlévání. Jejich vysoké součinitele tepelné roztažnosti mohou rovněž způsobit povrchové popraskání. Z těchto důvodů je využitelná životnost povrchové vrstvy omezena. Za účelem prodloužení životnosti vrstvy byly rovněž využívány žáruvzdorné předměty, jejichž složení obsahuje oxid vápenatý nebo zirkoničitan vápenatý. Tyto směsi mají snahu neustále nahrazovat CaO eutektické směsi na povrchové ploše. Bohužel však CaO nedifunduje do povrchové plochy dostatečně rychle, aby bylo zcela účinné.
Jiné povrchové směsi, které zabraňují usazování oxidu hlinitého, zahrnují SiAlON-grafitové žáruvzdorné materiály, jak je popsáno například v patentových spisech US 4 870 037 a US 4 871 698.
SiAlON obsahuje tuhý roztok a/nebo disperzi oxidu hlinitého a nitridu hliníku v základním materiálu nitridu křemíku, přičemž se předpokládá, že snižuje smáčení roztaveným kovem.
Grafit má vynikající odolnost vůči tepelnému šoku, přičemž bývá velmi často hlavní složkou zátkových tyčí, výlevkových hubic, ochranných krytů a desek šoupátek.
4 4
4···
Avšak přes tyto výhody jsou SiAlON grafitové žáruvzdorné materiály velice nákladné, přičemž grafit způsobuje, že směs je náchylná k oxidaci. Oxidace grafitu urychluje usazování oxidu hlinitého a erozi žáruvzdorného materiálu.
Za účelem omezení oxidace je v patentovém spise US 5 185 300 popsáno využití diboridů jako pohlcovačů kyslíku.
V patentovém spise US 5 691 061 jsou popsány bezuhlíkaté povrchové směsi, vytvářené řízenou oxidací materiálu, obsahujícího uhlík. Je zde nárokována počáteční směs oxidu kovu, uhlíku a slinovacího prekurzoru, přičemž je zde popsáno ohřívání směsi, s výhodou na teplotu vyšší, než 1 000 °C v oxidační atmosféře, což vede k ponechání zahuštěného bezuhlíkatého a pro plyn nepropustného materiálu, který je odolný vůči usazování oxidu hlinitého.
V praxi je oxidace uhlíku obvykle prováděna během předběžného ohřívání. Předběžné ohřívání je běžným postupem pro zvýšení teploty žáruvzdorného předmětu před jeho skutečným využitím, v důsledku čehož dochází ke snížení tepelného šoku u tohoto předmětu při jeho styku s roztaveným kovem. Přestože dochází k odstranění problémů, spjatých s oxidací uhlíku, tak režim předběžného ohřívání, nezbytný pro vypálení uhlíku a pro dosažení požadovaných změn složení, není vždy zcela praktický.
V patentovém spise US 5 286 685 je popisována žáruvzdorná směs, obsahující žáruvzdorný materiál s vysokým bodem tání, jako je například oxid hlinitý, oxid hořečnatý, nebo MgO-Al2O3 spinel, nitrid hliníku (A1N) a nitrid boru.
• 0
0 0
0000
Nitrid hliníku (A1N) je spojovací fází, takže může odstraňovat problémy, sdružené s oxidací uhlíku v uhlíkem vázaných žáruvzdorných materiálech. Žáruvzdorné materiály, vázané nitridem hliníku (A1N), jsou odolné vůči usazování oxidu hlinitého, vůči oxidaci, vůči erozi, přičemž nepodporují reakce, sdružené s usazováním oxidu hlinitého, jsou odolné vůči tepelnému šoku a nejsou snadno smáčitelné roztavenou ocelí.
Vázání A1N je prováděno prostřednictvím tvarování kusu, obsahujícího práškový kovový hliník, a vypalováním tohoto kusu na místě v atmosféře dusíku. Tento postup je však jak nebezpečný, a to v důsledku přítomnosti práškového reaktivního kovu, tak i nákladný a velice časově náročný.
Podstata vynálezu
Vyvstává proto potřeba vyvinout nenákladnou a snadno vyrobítelnou žáruvzdornou směs, která by zabraňovala usazování oxidu hlinitého, přičemž by byla odolná vůči oxidaci a erozi. Taková směs bude zejména využitelná jako povrchová vrstva, vystavená působení proudu roztaveného kovu, a uspořádána například na nosu zátkové tyče nebo na vložce v licím kanálu žáruvzdorné hubice, licí trubky nebo desky šoupátka.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut žáruvzdorný předmět pro využití při odlévání roztaveného kovu, mající dotykovou plochu uzpůsobenu pro styk s proudem roztaveného kovu, přičemž předmět obsahuje první žáruvzdornou složku, tvořící těleso předmětu, a druhou žáruvzdornou
9 9 9 9
9 9
9999
Ί složku, umístěnou podél alespoň části dotykové plochy, přičemž druhý žáruvzdorný materiál je vytvořen z pryskyřicí pojené žáruvzdorné směsi, obsahující alespoň jeden žáruvzdorný agregát, vytvrditelné pryskyřičné pojivo a reaktivní kov.
Tímto předmětem je s výhodou zátková tyč, výlevková hubice, ochranný kryt, deska šoupátka nebo jejich kombinace.
Žáruvzdorný předmět podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje vnitřní plochu, vymezující licí kanál, a dotykovou plochu, zahrnující alespoň část licího kanálu.
Dotyková plocha s výhodou zahrnuje alespoň část nosu zátkové tyče.
První žáruvzdorná složka s výhodou obsahuje uhlíkem vázaný žáruvzdorný materiál, kyslíkem vázaný žáruvzdorný materiál nebo slévatelný materiál.
Pryskyřicí pojená žáruvzdorná směs s výhodou obsahuje 50 až 90 % hmotnostních žáruvzdorného agregátu, 1 až 10 % hmotnostních pojivá a 0,5 až 15 % hmotnostních reaktivního kovu.
Žáruvzdorný agregát s výhodou obsahuje alespoň jeden žáruvzdorný materiál, vybraný ze skupiny obsahující oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, oxid vápenatý, oxid hořečnatý, oxid křemičitý a jejich směsi a sloučeniny.
«« ·· AA A A · A *
A A A A AAA «ΑΑ
A AAA A AAAA * AAA
A AA AAA AA AAA A AAAA ’»·’*AA AA AA AA A
Reaktivní kov s výhodou obsahuje alespoň jeden kov, zvolený ze skupiny, obsahující hliník, hořčík, křemík, titan a jejich směsi a slitiny.
Druhá žáruvzdorná složka s výhodou obsahuje 0,5 až 15 % hmotnostních reaktivního kovu.
Pryskyřicí pojená žáruvzdorná směs s výhodou obsahuje sloučeninu boru, vybranou ze skupiny, obsahující elementární bor, oxid boritý, nitrid boru, karbid boru, kovové boridy a jejich směsi.
Pryskyřicí pojená žáruvzdorná směs s výhodou obsahuje stabilní karbid.
Stabilní karbid je s výhodou vybrán ze skupiny, obsahující karbid hliníku, karbid titanu a karbid zirkonu.
Žáruvzdorný předmět podle tohoto vynálezu má s výhodou konstrukční poměr menší, než osmdesát procent.
Druhá žáruvzdorná složka je s výhodou vytvořena ze
| směsi, obsahující | 65 | až | 80 % hmotnostních spékaného | oxidu | |
| hlinitého, 2 až | 30 | % | hmotnostních | kalcinovaného | oxidu |
| hlinitého, 1 až | 10 | O *O | hmotnostních | pojivá, 0,5 až | 10 % |
| hmotnostních kovového | hliníku, až 15 % | hmotnostních zirkonu a |
méně než 3 % hmotnostní křemíku.
Takže z hlediska širšího aspektu předmětný žáruvzdorný předmět obsahuje první žáruvzdornou složku, tvořící hlavní těleso tohoto předmětu, a druhou žáruvzdornou složku, vymezující dotykovou plochu.
• « • · · • ····
11 <»* ·* · « « · · * * · · • r t« · · ·*· ·
4 4 ··· · · 4 4 4
4 4 4 9 9 4 9 4 4
44 44 44 44
První žáruvzdornou složkou může být jakýkoliv z širšího počtu žáruvzdorných materiálů, jako jsou uhlíkem vázané materiály, kyslíkem vázané materiály a slévatelné materiály.
Druhá žáruvzdorná složka je vytvořena ze směsi, obsahující žáruvzdorný agregát, pojivo a reaktivní kov. Tato směs je vytvrzena při teplotě nižší, než zhruba 200 °C, a to pro vytvoření pryskyřicí pojené složky. Po vytvrzení je pryskyřicí pojená složka s výhodou tepelně ošetřena při teplotě nižší, než zhruba 800 °C.
Druhá žáruvzdorná složka je popsána jako vytvrzený pryskyřicí pojený materiál, a to na rozdíl od materiálů, které jsou vypáleny, vázány uhlíkem, vázány kyslíkem, nebo které obsahují žáruvzdorný cement.
U jednoho výhodného provedení pak druhá žáruvzdorná složka obsahuje 50 až 90 % hmotnostních žáruvzdorného agregátu, 1 až 10 % hmotnostních pojivá a 0,5 až 15 % hmotnostních reaktivního kovu. Druhá žáruvzdorná složka může rovněž zahrnovat uhlík, karbidy a sloučeniny boru.
U dalšího výhodného provedení pak vytvrzený předmět obsahuje 65 až 80 % hmotnostních spékaného oxidu hlinitého, 2 až 30 % hmotnostních kalcinovaného oxidu hlinitého, 0,5 až 10 % hmotnostních kovového hliníku, až 15 % hmotnostních zirkonu a méně než 1 % hmotnostní křemíku. Jako materiál, ošetřený při nízké teplotě, si druhá žáruvzdorná složka zachovává reaktivní kov v podstatě v nezreagovaném stavu před předběžným ohříváním nebo před operací odlévání.
Další aspekt předmětu tohoto vynálezu se týká první žáruvzdorné složky jako vypáleného materiálu, který je společně lisován s druhou žáruvzdornou složkou.
Ještě další aspekt předmětu tohoto vynálezu se týká první žáruvzdorné složky, která je odlita kolem lisovaného kusu, obsahujícího druhý žáruvzdorný materiál.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženému jedinému obrázku výkresů, který znázorňuje pohled v řezu na zařízení pro odlévání oceli, obsahující mezipánev, zátkovou tyč, výlevkovou hubici a formu.
Příklady provedení vynálezu
Žáruvzdorný předmět, určený pro využití při odlévání roztavené oceli, obsahuje žáruvzdorný kus, obsahující první žáruvzdornou slitinu a druhou žáruvzdornou slitinu, pokrývající alespoň částečně povrchovou plochu, která je vystavena působení proudu roztavené oceli.
Tímto žáruvzdorným předmětem může být například zátková tyč, výlevková hubice, ochranný kryt nebo deska šoupátka nebo jejich kombinace.
Druhá žáruvzdorná slitina by měla být odolnější, než první žáruvzdorná slitina, vůči vstupu a difúzi kyslíku během plynulého odlévání oceli. Vstup nebo difúze kyslíku se
9 • · • 99 zejména týká usazování nečistot, zejména oxidu hlinitého, na povrchových plochách, které přicházejí do styku s proudem roztaveného kovu. Druhá žáruvzdorná slitina může být použita na jakýchkoliv plochách pro zamezení tvorbě usazenin z roztaveného kovu.
Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněn pohled v řezu na typické zařízení, určené pro využití při plynulém odlévání oceli.
99 99 99 99 9
Mezipánev 2 obsahuje roztavený kov 6, který proudí licím kanálem 12 výlevkové hubice 10 do formy 8_ pro plynulé odlévání. Na tomto vyobrazení je výlevková hubice 10 zobrazena jako ponořená vstupní hubice, která má výstupní otvory 14 pod povrchem 18 strusky.
Proud roztaveného kovu může být regulován prostřednictvím zátkové tyče 3_, opatřené nosem _5, který může těsně dosedat na dosedací plochu 23 výlevkové hubice 10 ve spodním otvoru J_ mezipánve 2. Pokud je nos 5 zátkové tyče 3 spuštěn směrem dolů na dosedací plochu 23 výlevkové hubice 10, tak je spodní otvor Ί_ mezipánve 2 uzavřen, v důsledku čehož je průtok roztaveného kovu z mezipánve 2 do formy 8_ zastaven.
Alternativně může být namísto zátkové tyče použito šoupátkového mechanizmu (na vyobrazení neznázorněno) pro zastavení proudu roztaveného kovu. Takový šoupátkový mechanizmus obsahuje několik žáruvzdorných desek, přičemž každá z těchto desek je opatřena alespoň jedním licím kanálem, který pokud je vyrovnán s licím kanálem další desky ···· ··· ··· • ··· · ···· » · · · • ·· · · · · · · · · · · · · • · · · · · · · ·· · ·· · · ·· · · ·· · nebo s licími kanály ostatních desek, tak umožňuje průtok roztaveného kovu.
Ve spojitosti se šoupátkovým mechanizmem jsou často využívány rovněž výlevková hubice mezipánve a ponořený vstupní kryt.
Předmět tohoto vynálezu je rovněž využitelný u žáruvzdorných prvků, využívaných při přemísťovány roztavené oceli mezi pánví a mezipánví.
První žáruvzdorná slitina může obsahovat jakýkoliv vhodný žáruvzdorný materiál. Je žádoucí, i když nikoliv nezbytné, aby první žáruvzdorný materiál měl takové vlastnosti, jako je snadná obrusnost, vysoká propustnost a nízká tepelná vodivost, v porovnání s druhým žáruvzdorným materiálem.
Snadná obrusnost umožňuje snadné obrábění a opracování žáruvzdorného předmětu na jeho konečné požadované rozměry.
Vysoká propustnost umožňuje vhánění inertního plynu do žáruvzdorného předmětu.
Nízká tepelná vodivost zajišťuje izolaci roztaveného kovu a snižuje pravděpodobnost tuhnutí oceli ve výlevkové hubici.
První žáruvzdorná slitina často obsahuje uhlíkem vázané žáruvzdorné a slévatelné materiály, přestože je možno rovněž využívat kyslíkem vázané žáruvzdorné materiály.
• · ·
Uhlíkem vázané žáruvzdorné materiály zahrnují směsi žáruvzdorného agregátu, grafitu a pojivá, které byly vypáleny za redukčních podmínek. Vypalování znamená ohřívání slitiny při teplotě, při které se mohou vytvářet karbidy kovů, zejména karbid hliníku. Takové teploty obvykle přesahují hodnotu 800 °C, avšak mohou být i vyšší v závislosti na době vypalování.
Žáruvzdorný agregát zahrnuje jakýkoliv žáruvzdorný materiál, který je vhodný pro odlévání oceli, přičemž obsahuje zejména, avšak bez jakéhokoliv omezení, například oxid hlinitý, oxid hořečnatý, oxid vápenatý, oxid zirkoničitý, oxid křemičitý a jejich směsi.
První žáruvzdorná slitina může s výhodou obsahovat slévatelný materiál, který může být nalisován kolem druhého žáruvzdorného materiálu nebo přímo do něj . Slévatelný materiál zahrnuje jakýkoliv ze žáruvzdorných cementových výrobků, které jsou běžně užívány v průmyslu.
Druhá žáruvzdorná slitina zahrnuje pryskyřicí vázaný materiál, který je odolný vůči usazování oxidu hlinitého. Tento pryskyřicí vázaný materiál zahrnuje alespoň jeden žáruvzdorný agregát, vytvrditelné pryskyřičné pojivo a reaktivní kov. Vytvrditelné pryskyřičné pojivo by mělo být vytvrzeno, avšak nemělo by být vypáleno.
Pojivo je obvykle organické, přičemž tímto pojivém bývá uhlíkatá pryskyřice, jako například uhlíkaté pojivo na základě živice nebo pryskyřice. Pojivo může zahrnovat i jiné typy organických pojiv, jako jsou fenolové sloučeniny, škrob nebo lignosulfinát.
• · • · ·
Pojivo musí být přítomno v takovém množství, aby byla zajištěna přiměřená pevnost za syrová u nevypáleného kusu po jeho vytvrzení. K vytvrzení obvykle dochází při teplotě nižší, než je zhruba 300 °C. Tepelné zpracování zahrnuje ohřívání kusu na teplotu nižší, než je vypalovací teplota, zejména na teplotu nižší,než je zhruba 800 °C, přičemž nejvýhodněji na teplotu nižší, než je zhruba 500 °C.
Množství pojivá se bude měnit například v závislosti na typu používaného pojivá a na požadované pevnosti za syrová. Dostatečné množství pojivá obvykle činí od 1 do 10 % hmotnostních.
Reaktivní kovy zahrnují hliník, hořčík, křemík, titan a jejich směsi a slitiny. Reaktivní kovy jsou s výhodou přidávány ve formě prášku, vloček a podobně. Reaktivní kov musí být přítomen v dostatečném množství tak, aby během odlévání roztavené oceli tyto reaktivní kovy odstraňovaly veškerý kyslík, který by mohl difundovat do žáruvzdorného předmětu nebo vycházet ven z tohoto žáruvzdorného předmětu.
V důsledku toho je kyslíku zabráněno, aby se dostával do styku nebo aby reagovat s roztavenou ocelí nebo s jinými žáruvzdornými součástmi. Množství reaktivního kovu, které bude postačující pro odstraňování kyslíku, ovlivňují různé faktory. Například přítomnost sloučenin, uvolňujících kyslík, jako je například oxid křemičitý, vyžaduje využívání vysokých hladin reaktivního kovu za účelem odstraňování uvolňovaného kyslíku.
φ φφφ φ φφφφ φ φφφ φ φφ φφφ φφ φφφ φφφφ «»·· ·>·· »» ·
Pokrytí pryskyřicí pojeného materiálu inertním plynem zcela zjevně přispívá ke snížení množství kyslíku, který dosáhne pryskyřicí vázaného materiálu, v důsledku čehož rovněž dojde ke snížení nezbytného množství reaktivního kovu.
Omezení množství reaktivního kovu je však nákladné a nebezpečné. Reaktivní kovy jsou obecně mnohem dražší, než žáruvzdorné agregáty, přičemž zejména ve formě prášků mohou být reaktivní kovy výbušné během zpracování, typické množství reaktivního kovu činí od 0,5 do 10 % hmotnostních.
Velice důležité je, že druhý žáruvzdorný materiál je vytvrzen, avšak není vypálen před využitím. Využití zahrnuje předběžné ohřívání nebo operace odlévání. Vypalování má tendenci zničit pryskyřičné pojivo a složky reaktivního kovu. Během vypalování může pojivo oxidovat, v důsledku čehož dochází ke snížení fyzické celistvosti předmětu, přičemž reaktivní kov může vytvářet nežádoucí sloučeniny.
Například kovový hliník může reagovat tak, že je vytvářen karbid hliníku za redukčních podmínek nebo oxid hlinitý za běžných atmosférických podmínek. Předmět, obsahující karbid hliníku, je náchylný k hydrataci a k destruktivnímu rozpínání. Oxid hlinitý nezabraňuje usazování hliníku, ke kterému může naopak přispívat. V každém případě dochází ke ztrátě výhodného účinku kovového hliníku.
Druhá žáruvzdorná slitina může rovněž obsahovat uhlík, stabilní karbidy, boritany a antioxidanty.
Uhlík je často přidáván ve formě grafitu pro snížení tepelného šoku a smáčivosti ocelí. Uhlík může být přítomen • · · • · · · · · · · 11 19 · » 19 · * 9 v množství až do 30 % hmotnostních, avšak s výhodou je přítomno méně, než 15 % hmotnostních uhlíku.
Stabilní karbidy zahrnují karbidy, které nevytvářejí nestabilní oxidy, oxidy s nízkým tlakem par, nebo oxidy, které nejsou redukovány prostřednictvím oxidu hlinitého, oxidu titaničitého nebo oxidů jiných vzácných zemin, které jsou využívány při ošetřování oceli, jako je například cer a lanthan.
Příklady stabilních karbidů zahrnují karbid hliníku, karbid titanu a karbid zirkonia. Je nutno věnovat pozornost tomu, aby bylo zajištěno, že karbidy nebudou před použitím hydratovat. Karbidy mohou způsobovat popraskání výrobku během jeho předběžného ohřívání.
Antioxidanty zahrnují jakékoliv žáruvzdorné sloučeniny, které s výhodou reagují s kyslíkem, v důsledku čehož zajišťují, že kyslík není obsažen v roztavené oceli. Sloučeniny boru jsou obzvláště účinné, přičemž zahrnují elementární bor, oxid boru, nitrid boru, karbid boru, borax a jejich směsi.
Sloučeniny boru působí jak jako tavidlo, tak i jako antioxidant.
Jako tavidlo pak sloučeniny boru snižují pórovitost a propustnost, v důsledku čehož vytvářejí fyzickou překážku vůči difúzi a vstupu kyslíku.
Jako antioxidant pak sloučeniny boru vyplavují volný kyslík, který tak není přítomen v oceli. Stejně jako • ·
4 4 ·· reaktivní kovy, tak i vypalování ničí antioxidanty, zatímco vytvrzování zachovává jejich využitelnost. Účinné množství antioxidantu záleží na zvoleném antioxidantu. Účinné množství sloučenin boru leží obvykle v rozmezí od 0,5 do 7,0 % hmotnostních.
U předmětu podle tohoto vynálezu pak první žáruvzdorná sloučenina vytváří těleso předmětu, přičemž druhá žáruvzdorná sloučenina pokrývá alespoň část povrchové plochy, vystavené působení proudu roztaveného kovu.
Například druhá žáruvzdorná sloučenina může zahrnovat alespoň část vložky 22 na vnitřní povrchové ploše licího kanálu 12 výlevkové hubice 10, nebo část nosu _5 zátkové tyče 3. Druhá žáruvzdorná sloučenina bude s výhodou zahrnovat celou povrchovou plochu licího kanálu a/nebo dosedací plochu zátkové tyče.
První žáruvzdorná sloučenina a druhá žáruvzdorná sloučenina jsou vzájemně spojeny pro vytvoření jediného žáruvzdorného výrobku. Tyto sloučeniny mohou být například společně lisovány, jedna sloučenina může být vytvořena kolem druhé sloučeniny nebo přímo v ní, nebo kusy, obsahující první a druhou sloučeninu, mohou být vzájemně spolu spojeny, například s využitím malty.
Společné lisování je výhodné tehdy, pokud první a druhá sloučenina jsou ve formě částic, přičemž je obzvláště výhodné tehdy, pokud sloučeniny vyžadují obdobné zpracování, jako jsou například vytvrzovací cykly. Lisování zahrnuje izostatické a standardní lisování. Společné lisování je ·· «· *· ·· «·· • · · ··· · · 9
99 9 999» * 999
9 9 9 99 999 A « · · rovněž možné tehdy, pokud je jedna sloučenina lisována s předliskem z druhé sloučeniny.
První složka může být například vylisována a vypálena pro vytvoření uhlíkem vázaného předlisku. Druhá složka může být poté lisována společně s vypálenou první složkou, načež může být druhá složka vytvrzena pro vytvoření žáruvzdorného předmětu.
Alternativně může být druhý materiál vylisován, přičemž první materiál může být vytvarován nebo odlit kolem druhého materiálu. U jednoho takového provedení může být deska šoupátka opatřena vložkou, obsahující druhý materiál, přičemž zbytek desky může být proveden ze slévatelného materiálu. Slévatelný materiál je často vytvrzován po dobu několika hodin nebo dní za podmínek vysoké vlhkosti.
Další způsob spojování připojování prvního kusu, složku, ke druhému kusu, složku. Pro spojení těchto žáruvzdorné malty.
první a druhé složky zahrnuje obsahujícího vypálenou první obsahujícímu vypálenou druhou dvou kusů je obvykle využíváno
Ze známého dosavadního stavu techniky je znám popis pryskyřicí vázaných složek, přičemž však není uvedena odolnost takových složek vůči usazování oxidu hlinitého.
• ·
0·· * 0
Například v patentovém spise EP 0 669 293 je uvedena odolnost pryskyřicí pojené směsi vůči oxidaci, avšak není zde popsána její odolnost vůči usazování oxidu hlinitého. Pryskyřicí pojené směsi mohou být rovněž mnohem náchylnější k popraskání, způsobenému tepelným šokem, než uhlíkem pojené materiály nebo lité materiály.
Žáruvzdorný předmět by neměl v podstatě sestávat z pryskyřicí pojené směsi, neboť takový předmět by mohl mít tendenci k popraskání v důsledku tepelných účinků během předehřívání a během operací odlévání. Závažnost popraskání leží v rozmezí od problematických prasklin u výlevkové hubice mezipánve, až po katastrofické důsledky pro ponořené vstupní hubice a ochranné kryty.
Za účelem odstranění těchto nedostatků je v případě předmětu tohoto vynálezu kombinován pryskyřicí pojený žáruvzdorný materiál s první složkou.
Za účelem regulace teplem způsobeného popraskání musí být regulován poměr pryskyřicí pojeného žáruvzdorného materiálu vzhledem k první složce.
Poměr pryskyřicí pojeného žáruvzdorného materiálu závisí na několika faktorech, včetně složení žáruvzdorných složek nebo směsí, využití žáruvzdorného předmětu a příslušné geometrie žáruvzdorného předmětu.
U jednoho výhodného příkladu provedení je výlevková hubice opatřena vložkou z druhého materiálu, vytvářející licí kanál. Vložka je obklopena vnějším tělesem z prvního materiálu. Licí kanál má poloměr R, vložka má radiální • « • · · • · • »· * ··· tloušťku (Ri - R) , přičemž vnější těleso má radiální tloušťku (R2 - Ri) . Průřezová povrchová plocha vložky vzhledem k vnějšímu tělesu je proto dána konstrukčním poměrem:
(Ri2 - R2)/(R2 2 - Ri2)
Obdobný konstrukční poměr je odvoditelný tehdy, pokud druhý materiál obklopuje první materiál. U ponořené vstupní hubice může být konstrukční poměr až do šedesáti procent postačující pro dosažení odolnosti vůči tepelnému šoku. Výlevková hubice mezipánve nevyžaduje tak vysokou odolnost vůči tepelnému šoku, takže její konstrukční poměr může být až osmdesát procent.
Součinitele tepelné roztažnosti prvního a druhého žáruvzdorného materiálu by měly být s výhodou obdobné, aby byly postačující pro snížení nebo odstranění výrazných tepelných napětí mezi těmito dvěma materiály. Například při použití prvního žáruvzdorného materiálu, který obsahuje oxid hlinitý, je výhodné použít rovněž druhý žáruvzdorný materiál, který obsahuje oxid hlinitý. Uvážlivý výběr zlepšuje přilnavost mezi dvěma žáruvzdornými materiály, přičemž snižuje povrchové a/nebo meziplošné popraskání.
Příklad 1
Byly vytvořeny směsi, které mají složení, uvedené v tabulce 1. Každá směs byla slisována do plochého předmětu a vytvrzena při teplotě nižší, než 500 °C. Směsi B až D byly přídavně vypáleny v redukční atmosféře při teplotě, přesahující 800 °C. Ploché předměty byly rozřezány na obdélníkovité vzorky.
9
· 9
999
9
9 9 9 • 9 9 9 • 9 9·
Směs A představuje různé pryskyřicí pojené složky podle předmětu tohoto vynálezu.
Směs B představuje běžnou směs uhlíkem vázaného oxidu hlinitého a grafitu, která je obvykle využívána pro těleso litých trubek.
Směsi C a D představují vypálené složky, které snižují vytváření oxidu hlinitého.
Uvedené čtyři vzorky byly ponořeny do roztavené, agresivní a hliníkem uklidněné oceli. V předem stanoveném čase byly vzorky vyjmuty z oceli.
U složení směsi A byla pozorována mírná nebo žádná tvorba oxidu hlinitého.
U složení směsi B se vytvořil silný nános oxidu hlinitého.
Směsi C a D vykazovaly pouze střední množství vytvoření nánosu oxidu hlinitého.
·· «9 9* ·· 99 9
9999 999 999
9 99 9 9 99· 9 999
99 999 99 999 9 9999
9999 9999 99 9
9 * · 9 99 99 9
Tabulka 1
| Směs A | Směs B | Směs C | Směs D | |
| Žáruvzdorný agregát (% hmotn.) | 80-93 | 73 | 86 | 69 |
| Grafit (% hmotn.) | až do 7,5 | 18 | 4 | 22 |
| Pryskyřičné pojivo (% hmotn.) | 2,5-4,0 | 7,5 | 4 | 9 |
| Reaktivní kov (% hmotn.) | 4,0-7,0 | 1/5 | 6 | 0 |
| Tvorba oxidu hlinitého (mm) | 0,3 | 3,0 | 2,0 | 2,0 |
Přiklad 2
Byla vytvořena první vnitřní hubice mezipánve, obsahující běžný žáruvzdorný materiál. Dále byla vytvořena druhá vnitřní hubice mezipánve, opatřená licím kanálem, obsahujícím směs A. Obě licí hubice byly použity pro odlévání hliníkem uklidněné oceli. Na konci odlévání byly hubice vyjmuty, přičemž byly prozkoumány „válečky z každé hubice.
„Válečkem je množství oceli, která ztuhla v licím kanálu po uzavření šoupátka. Váleček z první hubice obsahoval podstatné vytvoření nánosu oxidu hlinitého podél licího kanálu. Avšak u válečku z druhé hubice, který představoval
99 99 99 99 9
9 9 · 9 9 9 9 9 9
9 99 9 9 999 9 9 9 9
99 999 99 999 9 9999
9 9 9 9 9 9 9 · · 9
9 9 9 99 9 9 99 9 předmět tohoto vynálezu, nebylo pozorováno žádné vytvoření nánosu oxidu hlinitého.
Je zcela pochopitelné, že u předmětu tohoto vynálezu je možno vytvářet jeho různé modifikace a varianty. Proto je v rozsahu následujících patentových nároků možno využívat předmět tohoto vynálezu i jiným způsobem, než jak bylo shora konkrétně popsáno.
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Žáruvzdorný předmět pro využití při odlévání roztaveného kovu, mající dotykovou plochu uzpůsobenu pro styk s proudem roztaveného kovu, přičemž předmět obsahuje první žáruvzdornou složku, tvořící těleso předmětu, a druhou žáruvzdornou složku, umístěnou podél alespoň části dotykové plochy, vyznačující se tím, že druhý žáruvzdorný materiál je vytvořen z pryskyřicí pojené žáruvzdorné směsi, obsahující alespoň jeden žáruvzdorný agregát, vytvrditelné pryskyřičné pojivo a reaktivní kov.
- 2. Žáruvzdorný předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že tímto předmětem je zátková tyč, výlevková hubice, ochranný kryt, deska šoupátka nebo jejich kombinace.
- 3. Žáruvzdorný předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje vnitřní plochu, vymezující licí kanál, a dotykovou plochu, zahrnující alespoň část licího kanálu.
- 4. Žáruvzdorný předmět podle nároku 1, vyznačující se tím, že dotyková plocha zahrnuje alespoň část nosu zátkové tyče.
- 5. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že první žáruvzdorná složka obsahuje uhlíkem vázaný žáruvzdorný materiál, kyslíkem vázaný žáruvzdorný materiál nebo slévatelný materiál.φφ φ φ φβ. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv až 5, vyznačující se tím, že pojená žáruvzdorná směs obsahuje 50 až 90 % žáruvzdorného agregátu, 1 až 10 % hmotnostních až 15 % hmotnostních reaktivního kovu.ΦΦ φφ φφ φφ φφφφ φφφ φ φ φφφ φ Φφφφ φ φφφ φ φφ φφφ φφ φφφ φφφφ φφφφ φφφφ φφ φ φφ φφ φφ φφ φφ φ z nároků 1 pryskyřicí hmotnostních pojivá a 0,5
- 7. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že žáruvzdorný agregát obsahuje alespoň jeden žáruvzdorný materiál, vybraný ze skupiny obsahující oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, oxid vápenatý, oxid hořečnatý, oxid křemičitý a jejich směsi a sloučeniny.
- 8. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7,vyznačující se tím, že reaktivní kov obsahuje alespoň jeden kov, zvolený ze skupiny, obsahující hliník, hořčík, křemík, titan a jejich směsi a slitiny.
- 9. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že druhá žáruvzdorná složka obsahuje 0,5 až 15 % hmotnostních reaktivního kovu.
- 10. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že pryskyřicí pojená žáruvzdorná směs obsahuje sloučeninu boru, vybranou ze skupiny, obsahující elementární bor, oxid boritý, nitrid boru, karbid boru, kovové boridy a jejich směsi.
- 11. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že pryskyřicí pojená žáruvzdorná směs obsahuje stabilní karbid.«9 999 99 ·9 ·99999 9 9 · 9 9 99 999 9 9999 9 999
- 12. Žáruvzdorný předmět podle nároku 11, vyznačující se tím, že stabilní karbid je vybrán ze skupiny, obsahující karbid hliníku, karbid titanu a karbid zirkonu.
- 13. Žáruvzdorný předmět podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že má konstrukční poměr menší, než osmdesát procent.
- 14. Žáruvzdorný vyznačuj ící složka je vytvořena hmotnostních spékaného oxidu hlinitého, předmět podle nároku 1, se tím, že druhá žáruvzdorná ze směsi, obsahující 65 až 80 %30 % az hmotnostních kalcinovaného oxidu hlinitého, 1 až hmotnostních pojivá, 0,5 až 10 % hmotnostních kovového hliníku, až 15 % hmotnostních zirkonu a méně než 3 % hmotnostní křemíku.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/818,219 US6475426B1 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Resin-bonded liner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20032546A3 true CZ20032546A3 (cs) | 2004-09-15 |
Family
ID=25224989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20032546A CZ20032546A3 (cs) | 2001-03-27 | 2002-03-22 | Žáruvzdorný předmět s pryskyřicí pojeným obložením |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6475426B1 (cs) |
| EP (1) | EP1385658A1 (cs) |
| JP (1) | JP2004525772A (cs) |
| KR (1) | KR20030083756A (cs) |
| CN (1) | CN1512925A (cs) |
| AU (1) | AU2002309507B2 (cs) |
| BR (1) | BR0208370A (cs) |
| CA (1) | CA2441998A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ20032546A3 (cs) |
| MX (1) | MXPA03008802A (cs) |
| PL (1) | PL364173A1 (cs) |
| RU (1) | RU2279948C2 (cs) |
| SK (1) | SK11842003A3 (cs) |
| UA (1) | UA76985C2 (cs) |
| WO (1) | WO2002092263A1 (cs) |
| ZA (1) | ZA200307412B (cs) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100515047B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-09-14 | 주식회사 포스코 | 비스므스 쾌삭강의 연속주조장치 |
| KR20050057141A (ko) * | 2002-09-03 | 2005-06-16 | 비수비우스 크루서블 컴패니 | 가스 퍼징 노즐 |
| TW200420371A (en) * | 2002-10-16 | 2004-10-16 | Vesuvius Crucible Co | Resin-bonded, gas purged nozzle |
| EP1789220B1 (en) * | 2004-07-20 | 2007-12-19 | Vesuvius Crucible Company | Stopper rod for delivering gas into a molten metal |
| FR2974751B1 (fr) * | 2011-05-06 | 2013-06-14 | Roxel France | Nouvelles protections thermiques obtenues par procede d'enroulement filamentaire et leur utilisation |
| KR101382648B1 (ko) * | 2012-06-05 | 2014-04-10 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연속주조용 스토퍼 내화물 및 스토퍼 제조방법 |
| CN115403374B (zh) * | 2022-08-25 | 2023-04-07 | 淄博龙程耐火材料有限公司 | 一种防絮流及防堵塞的塞棒及其加工工艺 |
| KR20240066882A (ko) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 조선내화 주식회사 | 물성이 개선된 개재물 부착방지용 질화물계 내화물 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1191099B (it) | 1981-12-09 | 1988-02-24 | Mannesmann Ag | Becco di colata ad immersione e suo impiego |
| DE3300166C2 (de) | 1983-01-05 | 1986-07-17 | ARBED Saarstahl GmbH, 6620 Völklingen | Mehrteiliger Tauchausguß für Stranggießanlagen |
| CA1263216A (en) | 1984-12-24 | 1989-11-28 | Toshin Seiko Kabushiki Kaisha | Molten steel pouring nozzle |
| US4870037A (en) | 1987-09-23 | 1989-09-26 | Vesuvius Crucible Company | Prevention of Al2 O3 formation in pouring nozzles and the like |
| US4871698A (en) | 1987-11-09 | 1989-10-03 | Vesuvius Crucible Company | Carbon bonded refractory bodies |
| US4836508A (en) | 1988-05-03 | 1989-06-06 | Vesuvius Crucible Company | Ladle shroud with co-pressed gas permeable ring |
| US5007615A (en) * | 1988-12-12 | 1991-04-16 | Dresser Industries, Inc. | Refractory slide gate assembly and method |
| US5286685A (en) | 1990-10-24 | 1994-02-15 | Savoie Refractaires | Refractory materials consisting of grains bonded by a binding phase based on aluminum nitride containing boron nitride and/or graphite particles and process for their production |
| US5185300A (en) | 1991-03-11 | 1993-02-09 | Vesuvius Crucible Company | Erosion, thermal shock and oxidation resistant refractory compositions |
| FR2699841A1 (fr) * | 1992-12-28 | 1994-07-01 | Vesuvius France Sa | Quenouille comportant un capuchon de renforcement du nez. |
| EP0669293A1 (en) | 1994-02-25 | 1995-08-30 | North American Refractories Company | Resin bonded ceramic-carbon-metal composite comprising boron source and a combination of at least two metals |
| FR2727340B1 (fr) * | 1994-11-28 | 1997-01-24 | Vesuvius France Sa | Quenouille comportant une couche externe apte a former une couche impermeable au gaz |
| FR2721241B1 (fr) * | 1994-06-15 | 1996-08-14 | Vesuvius France Sa | Busette de coulée comportant une chemise interne apte à former une couche imperméable au gaz et procédé de mise en Óoeuvre. |
| IN191421B (cs) | 1994-06-15 | 2003-11-29 | Vesuvius Frnance Sa | |
| TW300861B (cs) * | 1995-05-02 | 1997-03-21 | Baker Refractories | |
| US6103651A (en) * | 1996-02-07 | 2000-08-15 | North American Refractories Company | High density ceramic metal composite exhibiting improved mechanical properties |
| US5954989A (en) * | 1997-03-20 | 1999-09-21 | Vesuvius Crucible Company | Erosion and abrasion resistant refractory composition and article made therefrom |
-
2001
- 2001-03-27 US US09/818,219 patent/US6475426B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-22 CN CNA028107810A patent/CN1512925A/zh active Pending
- 2002-03-22 UA UA2003109178A patent/UA76985C2/uk unknown
- 2002-03-22 EP EP02736506A patent/EP1385658A1/en not_active Withdrawn
- 2002-03-22 MX MXPA03008802A patent/MXPA03008802A/es not_active Application Discontinuation
- 2002-03-22 CZ CZ20032546A patent/CZ20032546A3/cs unknown
- 2002-03-22 BR BR0208370-1A patent/BR0208370A/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-03-22 WO PCT/US2002/009014 patent/WO2002092263A1/en not_active Ceased
- 2002-03-22 KR KR10-2003-7012540A patent/KR20030083756A/ko not_active Withdrawn
- 2002-03-22 CA CA002441998A patent/CA2441998A1/en not_active Abandoned
- 2002-03-22 JP JP2002589186A patent/JP2004525772A/ja active Pending
- 2002-03-22 AU AU2002309507A patent/AU2002309507B2/en not_active Ceased
- 2002-03-22 SK SK11842003A patent/SK11842003A3/sk unknown
- 2002-03-22 PL PL02364173A patent/PL364173A1/xx not_active Application Discontinuation
- 2002-03-22 RU RU2003130473/02A patent/RU2279948C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-09-23 ZA ZA200307412A patent/ZA200307412B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020171184A1 (en) | 2002-11-21 |
| US6475426B1 (en) | 2002-11-05 |
| JP2004525772A (ja) | 2004-08-26 |
| CN1512925A (zh) | 2004-07-14 |
| AU2002309507B2 (en) | 2006-04-27 |
| SK11842003A3 (en) | 2004-10-05 |
| WO2002092263A1 (en) | 2002-11-21 |
| CA2441998A1 (en) | 2002-11-21 |
| ZA200307412B (en) | 2004-09-23 |
| EP1385658A1 (en) | 2004-02-04 |
| RU2279948C2 (ru) | 2006-07-20 |
| RU2003130473A (ru) | 2005-04-10 |
| PL364173A1 (en) | 2004-12-13 |
| BR0208370A (pt) | 2004-03-09 |
| UA76985C2 (en) | 2006-10-16 |
| KR20030083756A (ko) | 2003-10-30 |
| MXPA03008802A (es) | 2004-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU697401B2 (en) | Casting part comprising an external layer appropriate to form a gas impervious layer, and implementation process | |
| US5328878A (en) | Aluminum nitride refractory materials and methods for making the same | |
| US5925585A (en) | Materials formed by refractory grains bound in a matrix of aluminum nitride or sialon containing titanium nitride | |
| US4870037A (en) | Prevention of Al2 O3 formation in pouring nozzles and the like | |
| US5681499A (en) | Method and compositions for making refractory shapes having dense, carbon free surfaces and shapes made therefrom | |
| JPS62297264A (ja) | 炭素結合した耐火物 | |
| CN105642877B (zh) | 碳化硅晶须结合高强复合浸入式水口及制造方法 | |
| CZ20032546A3 (cs) | Žáruvzdorný předmět s pryskyřicí pojeným obložením | |
| EP2792656B1 (en) | Method for producing a silicon carbide whisker-reinforced refractory ceramic composition | |
| US5979720A (en) | Nozzle for the continuous casting of steel | |
| AU2002309507A1 (en) | Refactory article having a resin-bonded liner | |
| JPH09503445A (ja) | 気体不透過性の層を形成することのできる外層を有する鋳造物及びその製法 | |
| US20060135345A1 (en) | Permeable refractory material for a gas purged nozzle | |
| US6637629B2 (en) | Immersion nozzle | |
| KR20050057141A (ko) | 가스 퍼징 노즐 | |
| JP2002362969A (ja) | プレートれんが | |
| JP6767659B2 (ja) | スライドプレート耐火物 | |
| JPS5921581A (ja) | 連続鋳造用耐火物 | |
| JPS63157746A (ja) | 連続鋳造用浸漬ノズル | |
| GB2173185A (en) | Carbon-containing refractories | |
| JPH06285599A (ja) | 連続鋳造用ノズル | |
| JP2002029833A (ja) | スライディングノズル |