PL189231B1

PL189231B1 - Dysza ogniotrwała do odlewania stali uspokojonej aluminium i sposób wytwarzania dyszy ogniotrwałej do odlewania stali uspokojonej aluminium

Info

Publication number: PL189231B1
Application number: PL96323158A
Authority: PL
Inventors: Donald Bruce Hoover; Colin Richmond; Charles Frank Cooper
Original assignee: Baker Refractories
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2005-07-29
Also published as: EP0824509B1; DE69633276D1; ZA963381B; TR199701280T1; WO1996034838A1; EP0824509A1; PL323158A1; JP4234789B2; US5885520A; BR9608219A; TW300861B; HUP9802932A3; AU5569496A; DE69633276T2; MX9708311A; AU717909B2; JPH11506393A; KR100426241B1; EP0824509A4; KR19990008274A

Abstract

1. Dysza ogniotrwala do odlewania stali uspokojonej aluminium, posiadajaca w e- w netrzna czesc, która tworzy otwór rozciagajacy sie przez te wew netrzna czesc do prze- plywu stopionego metalu przez dysze, znamienna tym, ze co najmniej czesc tej w e- wnetrznej czesci dyszy jest z materialu ogniotrwalego zawierajacego m ieszanke cial sta- lych zlozona z 30 - 67% wagowych dolomitu spieczonego i co najmniej 33% wagowych grafitu, w stosunku do ciezaru mieszanki cial stalych zwiazanych w podlozu weglowym. 22. Sposób wytwarzania dyszy ogniotrwalej do odlewania stali uspokojonej alum i- nium posiadajacej przelot do wylewania przez nia stopionego metalu, znam ienny tym, ze miesza sie mieszanke cial stalych z ciekla zyw ica i utwardzaczem dla tej zywicy z utwo- rzeniem aglomeratu, przy czym mieszanka cial stalych zaw iera co najmniej 33% wago- wych grafitu i 37 - 66% wagowych dolomitu spieczonego o gestosci wynoszacej co naj- mniej 3,25 g/cm3 i jako ciekla zywice stosuje sie zywice fenolowo-form aldehydowa roz- puszczona w furfuralu lub w roztworze alkoholu furfurylowego i furfuralu, prasuje sie aglomeraty w formie do wytwarzania z aglomeratu ksztaltki przelotowej z otworem roz- ciagajacym sie na calej jej dlugosci, oraz prazy sie ksztaltke przelotow a do utwardzenia zywicy i wypala sie ksztaltke przelotowa w warunkach zweglania zywicy i utworzenia podloza weglowego laczacego razem mieszanke cial stalych. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest dysza ogniotrwała, przez którą przepływa stal uspokojona aluminium w trakcie procesu odlewania ciągłego oraz sposób wytwarzania dyszy ogniotrwałej do odlewania stali uspokojonej aluminium.

Zwykle, dyszę stosuje się w procesie odlewania ciągłego do wlania stopionego metalu z kadzi do garnca lub z garnca do formy odlewniczej.

Wiadomo, ze glin metaliczny lub jego stopy można dodawać do stopionej stali w celu usunięcia rozpuszczonego tlenu. Glin usuwa tlen ze stali w wyniku reakcji z tlenem, tworząc stały Al₂O₃, którego większość pływa na wierzchu stopionej stali, skąd może zostać łatwo usunięty. Jednakże, małe ilości AĘO3, pozostają w stali. Wiadomo, że Al₂O₃, który pozostaje w stali ma skłonności do gromadzenia się i tworzenia osadu na wewnętrznej powierzchni dysz odlewniczych w czasie, gdy przepływa przez nie stopiony metal. Jakkolwiek powody tego

189 231 zjawiska nie są całkowicie zrozumiałe, wiadomo, że osadzanie występuje z powodu obecności tlenku glinu w materiale ogniotrwałym dyszy, która kontaktuje się ze stopionym metalem, zawierającym pozostałości tlenku glinu z procesu uspokajania stali glinem metalicznym.

Osadzanie się tlenku glinu jest szczególnie kłopotliwe w przypadku dysz połączonych z garncem stosowanym w procesie odlewania ciągłego. W procesie tego typu, stal stopioną odlewa się z kadzi do garnca poprzez dyszę. Garniec zawiera szereg otworów umieszczonych w jego dolnej części, które są połączone z dyszami dla przepływu przez nie stopionej stali do maszyny odlewniczej. Dla realizacji tego ważne jest, aby dysze umożliwiały stały przepływ stopionego metalu do maszyny odlewniczej. Zwykle, tego typu maszyny odlewnicze działają z określoną szybkością odlewania. Oczywiście jest rzeczą ważną, aby dostarczanie stopionego metalu, który przepływa do maszyny odlewniczej przez dysze, pozostawało w trakcie odlewania na możliwie stałym poziomie. Dlatego też, dysze odlewnicze częściowo lub całkowicie zokludowane z powodu osadzania się tlenku glinu wewnątrz otworu dyszy, będą przyczyną poważnych problemów w procesie odlewniczym.

We wcześniejszych rozwiązaniach znane są różne sposoby unikania wyżej wymienionych problemów zatykania. Jednakże żaden z nich nie był całkowicie satysfakcjonujący z różnych powodów. Na przykład, znana jest dysza z szeregiem otworów na powierzchni wewnętrznej dla przepływu gazu obojętnego do otworu w trakcie, gdy metal przepływa przez dyszę. W trakcie pracy, gaz wprowadza się przez te otwory do otworu dyszy i ten gaz zmniejsza do minimum kontakt pomiędzy stopionym metalem a powierzchnią dyszy, zapobiegając tym samym wzajemnemu oddziaływaniu pomiędzy metalem a dyszą i w rezultacie zapobiegając zatykaniu dyszy. Zwykle, otwory tworzą wysoko porowatą powierzchnię, która może przybierać postać porowatej tulei znajdującej się wewnątrz dysz odlewniczych. Dysza odlewnicza tego typu musi zawierać złozoną i kosztowną strukturę wewnętrzną, aby gaz obojętny mógł dotrzeć do otworów lub porów znajdujących się wewnątrz dysz odlewniczych. Dlatego też, wieloetapowe wytwarzanie i koszty związane z taką dyszą czynią ten typ dyszy niepożądanym. Wiadomo ponadto, że w wyniku stosowania takich dysz w produktach stalowych powstają defekty takie jak pory, z powodu dużej ilości gazu obojętnego niezbędnego dla uniknięcia problemu zatykania.

Innym podejściem do rozwiązania problemu zatykania dysz odlewniczych, jest wytwarzanie dyszy z materiału, który ze swej natury nie tworzy osadów tlenku glinu. Istnieje jednakże tylko ograniczona liczba materiałów, które działają w ten sposób i które posiadają właściwości ogniotrwałe, niezbędne w środowisku ciekłego metalu w urządzeniu odlewniczym. W szczególności trudno jest znaleźć materiał, który jest odporny na szok termiczny i nadaje się do wykonania dysz, przez które przepływa ciekły metal.

W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 5244130, 5046647, 5060831 i 5083687 ujawniono różne typy materiałów stosowanych do wytwarzania dysz i im podobnych elementów do odlewania stopionego metalu. Wszystkie wymienione powyżej opisy patentowe zamieszczono w niniejszym jako referencje.

Opis patentowy USA 5244130 (Ozeki i inni) dotyczy ulepszonej dyszy odlewniczej, która pozwala na uniknięcie problemów związanych z innymi wcześniejszymi dyszami odlewniczymi. Ozeki i inni wymieniają dwa typy wcześniejszych dysz, w stosunku do których ich wynalazek stanowi udoskonalenie. Pierwsza wcześniejsza dysza wykonana jest z grafitu i cyrkonianu wapnia (klinkier cyrkonowy) zawierającego 23 - 36% CaO. Ozeki i inni nadmieniają, ze tlenek wapnia zawarty w cyrkonianie wapniowym nie przemieszcza się w odpowiednim stopniu w kierunku powierzchni otworu dysz odlewniczych, przez który przepływa stal i w konsekwencji tlenek wapnia nie wchodzi w odpowiedni kontakt z niemetalicznymi inkluzjami takimi, jak odmiana a tlenku glinu i z tego powodu ta wcześniejsza dysza jest nieskuteczna w zapobieganiu gromadzenia się i osadzania tlenku glinu wewnątrz dysz odlewniczych.

Drugi typ wcześniejszej dyszy omówionej w opisie patentowym USA 5244130 jest podobny do pierwszego, lecz dodatkowo zawiera metakrzemian wapnia (CaOSiOj). Obecność metakrzemianu wapnia w drugim typie wcześniejszej dyszy pozwala na uniknięcie problemów związanych z pierwszym typem wcześniejszej dyszy dzięki połączonemu działaniu cyrkonianu wapnia i metakrzemianu wapnia, który umożliwia tlenkowi wapnia w każdej cząsteczce klinkieru cyrkonowego przemieszczać się w kierunku powierzchni. Jednakże,

189 231 w odniesieniu do drugiego typu wcześniejszej dyszy, Ozeki i inni odnotowują, że metakrzemian wapnia posiada niską zawartość tlenku wapnia, która jest niewystarczająca do odpowiedniego uzupełniania w tlenek wapnia, reagujący z glinem w stopionej stali, nie zapobiegając tym samym zatykaniu się dyszy przez długi okres czasu. Ozeki i inni, w celu uniknięcia tego problemu stosują krystaliczny stabilizowany krzemian wapniowy (2CaO· SiO2 i 3CaO- SiO2).

Dysze ujawnione przez Ozeki i innych zawierają grafit w ilości od 10% do 35% wagowych, który jest dodany dla poprawienia odporności tlenku, odporności na zwilżanie stopioną stalą i w celu zwiększenia przewodności cieplnej. Unika się ilości grafitu powyżej 35%, ponieważ tak duże ilości grafitu obniżają odporność na korozję. Nie sugeruje się dodawania grafitu blaszkowatego dla zwiększenia odporności na szok termiczny, co nie jest niespodzianką, ponieważ klinkier cyrkonowy stosowany przez Ozeki i innych posiada jak się uważa niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.

W opisie patentowym USA 5083687 (Saito i inni) ujawnia się ulepszoną dyszę odlewniczą dla uniknięcia wyżej wymienionego problemu zatykania. Saito i inni podają, ze w jednym z typów wcześniejszej dyszy, która była zaprojektowana z myślą o uniknięciu problemu zatykania, stosuje się wewnętrzną powłokę wykonaną z materiału zawierającego 90-50% wagowych MgO i 10-50% wagowych C. W opisie nadmienia się jednakże, że tego typu materiały zawierające grafit (C) i MgO pękają z powodu dużego współczynnika rozszerzalności cieplnej w porównaniu do tradycyjnych dysz odlewniczych wykonanych z tlenku glinu i grafitu. Saito i inni podają także, że dysze odlewnicze zawierające MgO i C wykazują gorszą odporność na wstrząsy cieplne. Z powodu tych niepożądanych właściwości materiałów ogniotrwałych zawierających MgO i węgiel, szczególnie z powodu niskiej odporności na szok termiczny związanej z obecnością MgO w kompozycji, Saito i inni doszli do wniosku, że dysze odlewnicze zawierające te składniki są nie do zaakceptowania. Dlatego Saito i inni unikają jakiegokolwiek materiału zawierającego MgO jako materiału do wyrobu dysz. Zamiast tego, stosują oni kompozycję zawierającą azotek boru, tlenek cyrkonu i środek wspomagający spiekanie zawierający SiC i B4C.

W opisie patentowym USA 5046647 (Kawai i inni) ujawnia się dwa typy ulepszonych dysz odlewniczych przeznaczonych do rozwiązania problemu zatykania. Jedna z dysz wykonana jest z ZrO2, C i SiCO2- Kawai i inni podkreślają, że należy unikać CaO i MgO lub w najlepszym przypadku mogą być tolerowane w małych ilościach, takich, że suma CaO i MgO nie przewyzsza 1%. Kawai i inni opisują także drugi typ dyszy odlewniczej zawierającej CaO i SiO, w której stosunek CaO do S1O2 zawiera się w granicach od 0,18 do 1,86. Nie ujawnia się użycia MgO w tym drugim typie dysz odlewniczych, co nie jest niespodzianką z uwagi na brak odporności na szok termiczny odnotowany we wcześniejszych rozwiązaniach, gdy kompozycja do wyrobu dyszy zawiera MgO.

W opisie patentowym USA 5060831 (Fishler i inni) ujawnia się materiał do pokrywania tarczy odlewniczej takiej jak dysza garnca, stosowana do odlewania stali. Kompozycja zawiera CaO i jako nośnik tlenek cyrkonu.

Ogniotrwała dysza odlewnicza według wynalazku stosowana w procesie odlewania stali uspokojonej aluminium posiada zwiększoną odporność na szok termiczny.

Przedmiotem wynalazku jest dysza ogniotrwała do odlewania stali uspokojonej aluminium, posiadająca wewnętrzną część, która tworzy otwór rozciągający się przez tę wewnętrzną część do przepływu stopionego metalu przez dyszę, przy czym co najmniej część tej wewnętrznej części dyszy jest z materiału ogniotrwałego zawierającego mieszankę ciał stałych złozoną z 30 - 67% wagowych dolomitu spieczonego i co najmniej 33% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych związanych w podłożu węglowym.

Przedmiotem wynalazku jest również dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera 37-66% wagowych dolomitu spieczonego, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Kolejny przedmiot wynalazku stanowi dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 33% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych i dolomit jest dolomitem spieczonym o gęstości wynoszącej co najmniej 3,25 g/cm^J.

Następnym przedmiotem wynalazku jest dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 35% wagowych grafitu w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

189 231

Przedmiot wynalazku stanowi również dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera 35-45% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych, przy czym korzystnie grafit jest grafitem płatkowym.

Korzystniejszym przedmiotem wynalazku jest dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera 35-45% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych, przy czym korzystnie grafit jest grafitem płatkowym. Jeszcze korzystniejszym przedmiotem wynalazku jest dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera 35-43% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych, przy czym korzystnie grafit jest grafitem płatkowym.

Następny przedmiot wynalazku stanowi dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera około 33% wagowych grafitu i około 62% wagowych dolomitu spieczonego, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Kolejny przedmiot wynalazku stanowi dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera około 38% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Przedmiotem wynalazku jest również dysza charakteryzująca się tym, ze średnica cząstek grafitu w mieszance ciał stałych wynosi od 0,044 mm do 0,3 mm i dolomit spieczony zawiera frakcję miału z młyna kulowego o stosunku powierzchni do ciężaru wynoszącym od 2300 cm²/g do 2800 cm²/g i frakcje grubą o średnicy od 0,15 mm do 10 1,4 mm, przy czym zawartość frakcji grubej zawiera się w granicach 32-43% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych oraz zawartość frakcji miału z młyna kulowego zawiera się w granicach 20-25% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Przedmiot wynalazku stanowi także dysza, w której całkowita zawartość dolomitu spieczonego w mieszance ciał stałych wynosi około 62% wagowych. Korzystnie w powyżej opisanej dyszy według wynalazku, ilość miału z młyna kulowego stanowi około 25% wagowych mieszanki ciał stałych oraz frakcja gruba dolomitu spieczonego stanowi około 37% wagowych mieszanki ciał stałych, przy czym frakcja gruba zawiera podfrakcję pierwszą o średnicy od 0,15 mm do 1,4 mm i podfrakcję drugą o średnicy od 0,15 mm do 0,42 mm i zawartość grubej podfrakcji pierwszej wynosi około 30% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych oraz zawartość grubej podfrakcji drugiej wynosi około 7% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych. Jeszcze korzystniej dysza według wynalazku charakteryzuje się tym, ze średnica cząstek grafitu wynosi od 0,15 mm do 0,3 mm.

Dalszym przedmiotem wynalazku jest dysza, w której mieszanka ciał stałych zawiera dodatkowo tlenek wybrany z grupy składającej się z SiO2, ZrO2, HfO2, CeO2, TiO2 i MgO, przy czym zawartość tlenku wynosi poniżej 25% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Korzystnie dysza według wynalazku zawiera w mieszance ciał stałych dodatkowo przeciwutleniacz wybrany z grupy składającej się z glinu, krzemu, boru, wapnia, magnezu, węglika wapnia, węglika cyrkonu, węglika boru, węglika tantalu i węglika tytanu.

Dysza według wynalazku korzystnie zawiera także warstwę ochronną przed utlenianiem, dla zapobieżenia wnikania tlenu do podłoża węglowego, przy czym warstwa ochronna zawiera tlenek o niskiej temperaturze topnienia, wybrany z grupy składającej się z tlenku boranu sodowego oraz związki tworzące szkliwo wybrane z grupy składającej się z tlenku glinu, tlenku krzemu, tlenku boru, tlenku fosforu, tlenku cyrkonu, węglika glinu, węglika krzemu, węglika fosforu i węglika cyrkonu.

Kolejny przedmiot wynalazku stanowi dysza, w której wewnętrzna część utworzona jest z materiału ogniotrwałego stanowiącego mieszankę ciał stałych, zawierającą dolomit spieczony i grafit, przy czym składniki stałe tej mieszanki ciał stałych są związane w podłożu węglowym.

Dysza stanowiąca przedmiot wynalazku korzystnie cała jest utworzona z materiału ogniotrwałego stanowiącego mieszankę ciał stałych, zawierającą dolomit spieczony i grafit, przy czym składniki stałe tej mieszanki ciał stałych są związane w podłożu węglowym.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania dyszy ogniotrwałej do odlewania stali uspokojonej aluminium posiadającej przelot do wylewania przez nią stopionego metalu, w którym miesza się mieszankę ciał stałych z ciekłą żywicą i utwardzaczem dla tej żywicy z utworzeniem aglomeratu, przy czym mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 33% wagowych grafitu i 37 - 66% wagowych dolomitu spieczonego o gęstości wynoszącej co najmniej 3,25 g/cm³ i jako ciekłą żywicę stosuje się żywicę fenolowo-formaldehydową

189 231 rozpuszczoną w furfuralu lub w roztworze alkoholu furfurylowego i furfuralu, prasuje się aglomeraty w formie do wytwarzania z aglomeratu kształtki przelotowej z otworem rozciągającym się na całej jej długości oraz praży się kształtkę przelotową do utwardzenia żywicy i wypala się kształtkę przelotową w warunkach zwęglania żywicy i utworzenia podłoża węglowego łączącego razem mieszankę ciał stałych.

Korzystnie w sposobie według wynalazku aglomerat prasuje się izostatycznie w formie pod ciśnieniem od 58,6 MPa do 172,4 MPa do uzyskania gęstości nasypowej kształtki przelotowej w zakresie 2,35-2,45 g/cm³ i praży się kształtkę przelotową w warunkach zwęglania, w nieobecności tlenu, w zakresie temperatury od 975°Cdo 1375 °C.

W sposobie według wynalazku stosuje się mieszankę ciał stałych zawierającą co najmniej 35% wagowych grafitu, a korzystnie 35 - 45% wagowych grafitu.

W sposobie wytwarzania dyszy ogniotrwałej według wynalazku jako grafit korzystnie stosuje się grafit płatkowy.

Korzystnie w sposobie według wynalazku stosuje się mieszankę ciał stałych zawierającą około 38% wagowych grafitu.

Zastosowanie ogniotrwałej dyszy odlewniczej według wynalazku z materiału ogniotrwałego zawierającego dolomit spieczony (to jest dolomit spieczony lub CaO • MgO) i grafit płatkowy w podłożu węglowym lub w strukturze sieciowej otrzymanej z żywicy wiążącej w wyniku ogrzewania żywicy w warunkach zwęglania pozwala na uniknięcie problemu zatykania. Ponadto, odkryto także, że wybór dolomitu spieczonego jako materiału ogniotrwałego dla takich dysz odlewniczych w połączeniu z grafitem płatkowym, daje w wyniku dyszę odlewniczą posiadającą wysoką, pożądaną odporność na szok termiczny tak, że stopiony metal może przepływać przez dyszę odlewniczą bez powodowania jego pękania, przy minimalnym wstępnym ogrzewaniu dyszy odlewniczej lub bez tego ogrzewania. Odporność na szok termiczny materiału ogniotrwałego uzyskanego z dolomitu spieczonego jest nieoczekiwana, w świetle wcześniejszych obserwacji, ze takie dysze, które zawierają MgO posiadają nieodpowiedni poziom odporności na szok termiczny, co powoduje ich pękanie w procesie odlewniczym.

W świetle wcześniejszych badań nie była możliwa do przewidzenia możliwość stosowania materiału ogniotrwałego zawierającego spieczony dolomit i grafit zamiast AhO3 i grafitu. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze dolomit spieczony pozwala na uniknięcie problemu zatykania związanego ze stosowaniem dysz z kompozycji tlenek glinu/grafit, ponieważ dolomit spieczony wytwarza rozpuszczalne produkty reakcji, które nie zatykają dysz odlewniczych. Dolomit spieczony wytwarza się przez prażenie dolomitu w celu przekształcenia MgCCh w MgO i CaCo3, w CaO. Następnie prażony dolomit poddaje się spiekaniu w celu zagęszczenia ziarna.

Jakkolwiek wynalazek jest przede wszystkim przeznaczony dla dysz używanych w procesach odlewania ciągłego, nie ogranicza się do takich dysz ale można go zwykle stosować do dowolnej rury lub tym podobnego elementu, przez który przepływa stopiony metal i który jest podatny na zatykanie jak to opisano powyżej. Dlatego, gdy w poniższym opisie jest mowa o dyszach stosowanych w procesach odlewania, należy rozumieć, że opis stosuje się równie dobrze do urządzeń analogicznych podatnych na wyżej omówiony problem zatykania.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania i w odniesieniu do rysunku, na którym:

Figura 1 przedstawia przekrój ilustrujący odmianę dyszy według wynalazku.

Figura 2 przedstawia przekrój pionowy dyszy według wynalazku.

Figura 3 jest wykresem ilustrującym zależność pomiędzy parametrem R_st stosowanym do oceny odporności na szok termiczny i prawdopodobieństwem uszkodzenia.

Dysze według wynalazku wykonane są przy użyciu kompozycji dolomit spieczony/grafit w miejsce kompozycji Al₂O3/grafit stosowanej w dyszach wcześniej opracowanych. Odkryto, że dolomit spieczony pozwala na uniknięcie problemu zatykania związanego ze stosowaniem rur z kompozycji tlenek glinu/grafit, ponieważ dolomit spieczony wytwarza rozpuszczalne produkty reakcji, które nie zatykają dyszy. Dolomit spieczony jest dobrze znanym i dostępnym na skalę przemysłową materiałem ogniotrwałym, który obecnie używany jest w różnych zastosowaniach wykorzystujących materiały ogniotrwałe z powodu jego odporności

189 231 na ciepło. Wytwarza się go przez prażenie dolomitu w celu przekształcenia MgCOa w MgO i CaCO₃, w CaO. Następnie dolomit prażony poddaje się spiekaniu w celu zagęszczenia ziarna. Zwykle dolomit spieczony sprzedaje się w postaci sproszkowanej, z której można wytwarzać różnorodne kształtki.

Dysze według wynalazku wykonuje się przez zmieszanie sproszkowanego dolomitu spieczonego z grafitem, korzystnie z grafitem płatkowym i z odpowiednim lepiszczem żywicowym dla utworzenia aglomeratów. Do wytworzenia aglomeratów w procesie mieszania wystarcza zwykle od 9% do 13% wagowych, korzystnie około 9%-10% wagowych ciekłego lepiszcza żywicowego (w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych).

Aglomeraty prasuje się izostatycznie w formie w temperaturze otoczenia w celu uformowania materiału w pożądany kształt. Ukształtowaną masę wypala się w piecach gdzie temperatura stopniowo wzrasta do temperatury utwardzenia żywicy. Następnie uformowaną masę spieka się w piecu w temperaturze zwęglania wyzszej od 850°C (na przykład 982°C-1316°C), w atmosferze gazu obojętnego, który nie reaguje z żywicą (na przykład azotu lub argonu) do pełnego zwęglania żywicy w celu utworzenia sieci lub podłoża węglowego, które utrzymuje razem dolomit spieczony i grafit.

Żywice o odpowiedniej wytrzymałości na wilgotno z przeznaczeniem do wiązania materiałów ogniotrwałych i które można zwęglać w celu otrzymania sieci węglowej są dobrze znane specjalistom. Wiele żywic syntetycznych jest znanych jako użytecznych w formowaniu materiałów ogniotrwałych takich jak dysze i mogą być stosowane zgodnie z wynalazkiem. Ogólnie wiadomo, że żywice te tworzą sieć węglową po etapie zwęglania lub koksowania. Sieć węglowa utrzymuje składniki razem tak, że przeciwdziała to rozpadowi. Dlatego ilość żywicy powinna być wystarczająca dla stworzenia odpowiedniej sieci węglowej dla spełnienia tego dobrze znanego warunku. Należy unikać nadmiernej ilości sieci węglowej. Dlatego korzystne jest, aby ilość sieci węglowej była nie większa od ilości niezbędnej dla utrzymania końcowych składników razem, tak że przeciwdziała to rozpadowi. Zwykle, sieć węglowa stanowi 4-7% wagowych gotowej dyszy, korzystnie około 5-6% (na przykład 6%).

Jeżeli stosuje się żywice stałe, należy je rozpuścić w rozpuszczalniku w celu utworzenia wiążącej, ciekłej kompozycji żywicowej. Zwykle, żywice znane do stosowania w wytwarzaniu dysz posiadają wysoką wartość koksowania w zakresie około 45%-50%, dla wytworzenia odpowiedniej sieci węglowej po zwęglaniu. Utwardzając żywicę powinno się unikać reakcji kondensacji, ponieważ należy spodziewać się, że woda wytwarzana w takiej reakcji będzie reagować z tlenkiem wapnia w dolomicie, wytwarzając odpowiedni wodorotlenek, który zajmuje większą objętość i skutkiem tego powoduje rozerwanie struktury. Dlatego, zgodnie z wynalazkiem można stosować żywice, o których wiadomo, że są stosowane do innych materiałów ogniotrwałych zawierających tlenek wapnia. Żywica wiążąca powinna wytwarzać po zwęglaniu lub koksowaniu sieć węglową, która nadaje dyszy odpowiednią odporność na rozrywanie. Wiadomo, ze podczas etapu zwęglania występuje pewien ubytek wagowy żywicy. Ten ubytek wagowy tworzy w pewnym zakresie strukturę o otwartych porach. W warunkach idealnych, ubytek wagowy, który towarzyszy obróbce cieplnej, nie może dawać w wyniku większej ilości otwartych porów niż 16 %.

Korzystną żywicą jest żywica fenolowo-formaldehydowa. Takie żywice są dobrze znane i wytwarza się je w reakcji fenolu i formaldehydu. Korzystnie, stosunek formaldehydu do fenolu w żywicy wynosi 0,85. Reakcja pomiędzy fenolem i formaldehydem jest zwykle katalizowana kwasem, tak że powstająca żywica musi być buforowana, odwodniona i musi posiadać ustalony poziom wolnego fenolu. Korzystnie, pH wynosi około 7,0, zawartość wody wynosi poniżej 0,1% oraz zawartość wolnego fenolu zawiera się w granicach 0,2-0,9%. Żywicę należy następnie przekształcić w roztwór przy użyciu rozpuszczalnika. Do odpowiednich rozpuszczalników zalicza się: alkohole pierwszorzędowe, takie jak metanol, etanol, izopropanol i alkohol furfurylowy; glikol, taki jak glikol etylenowy; ketony, takie jak keton etylowo-metylowy i keton izobutylowo-metylowy; aldehydy, takie jak furfural i acetaldehyd; estry dwuzasadowe i dimetyloformamid. Korzystnym rozpuszczalnikiem jest związek furanu, korzystnie furfural lub roztwór alkoholu furfurylowego i furfuralu.

189 231

W praktyce, roztwór żywicy zawiera współreagent zasadowy, taki jak trietylenotetramina i dietylenotetramina, etylenodiamina lub tetraetylenopentamina. Do innych, odpowiednich współregentów zalicza się diaminy posiadające wartość aminową wynoszącą 1000 ± 100 i równoważnikowy ciężar cząsteczkowy wynoszący 30 ± 2.

Jako alternatywę w stosunku do roztworu żywicy nowolakowej w stadium B i furfuralu, zgodnie z wynalazkiem można stosować żywicę nowolakową rozpuszczoną w glikolu i metanolu, ale ta żywica jest mniej pożądana.

Jako inne alternatywne lepiszcze wykorzystuje się furfural i sproszkowaną żywicę fenolowo-formaldehydową, którą miesza się az furfural wchłonie w siebie stałą, sproszkowaną żywicę. Powstała plastyczna żywica powoduje następnie tworzenie się aglomeratów z surowca. Do zagęszczenia aglomeratów stosuje się z kolei suszarkę bębnową. W wyniku tych działań otrzymuje się aglomeraty o doskonałych właściwościach..

Jako grafit stosuje się korzystnie naturalny grafit płatkowy, w którym zawartość węgla wynosi nie mniej niż około 94%. Korzystny rozmiar płatków opisuje krzywa rozkładu Gaussa i średni rozmiar powinien wynosić około 250 pm. Jakkolwiek w graficie można tolerować mniejsze ilości zanieczyszczeń, korzystne jest zminimalizowanie obecności takich zanieczyszczeń. Korzystnie, grafit powinien być wolny od zanieczyszczeń i pozostałości związków z flotacji, a zawartość wody powinna być mniejsza od 0,5%. W tabeli 1 przedstawiono analizę korzystnego grafitu płatkowego.

Tabela 1

Rodzaj	% wagowy
Węgiel	95±1
CaO	0,15
MgO	0,06
ALO3	0,87
SiO2	2,7
Fe2O₃	1,0
Inne	0,22

Grafit jest w postaci proszku, tak ze może tworzyć on aglomeraty ze sproszkowanym dolomitem spieczonym oraz z żywicą i aglomeraty te można następnie formować w stałe kształty dla zwęglania. Korzystnie, średnica cząstek wynosi 0,044-0,3 mm.

Dolomit spieczony występuje także w postaci proszku, z którego można formować aglomeraty z grafitem i żywicą. Korzystnie, wymiary cząstek dolomitu spieczonego są wystarczająco małe, aby przejść przez sito o wymiarach 14 mesh i wystarczająco duże, aby zatrzymać się na sicie 100 mesh (mesh - rozmiar sita wg standardu USA). Jednakże, gdy przesiewa się dolomit spieczony w celu uzyskania odpowiedniego zakresu rozmiarów zgodnie z wynalazkiem, nie jest absolutnie konieczne usunięcie całego materiału, który może przejść przez sito 100 mesh. Na przykład, dopuszczalne jest włączenie do około 10% wagowych cząstek, które ewentualnie przeszły przez sito 100 mesh, jeżeli proces przesiewania kontynuowano przez bardzo długi okres czasu. Ponadto, można także włączyć miał dolomitu spieczonego z młyna kulowego. Miał z młyna kulowego jest wystarczająco mały aby przejść przez sito 325 mesh (wg standardu USA) i może być zdefiniowany jako cząstki, w których stosunek pola powierzchni do ciężaru wynosi od 2300 cm/g do 2800 cm²/g. Odpowiednim dolomitem spieczonym jest proszek, którego wymiar średnic cząstek mieści się w zakresie od 0,15 mm do 1,4 mm i który dodatkowo może zawierać miał dolomitu spieczonego z młyna kulowego. W dolomicie spieczonym można tolerować mniejsze ilości zanieczyszczeń. Jednakże, korzystnie jest minimalizowanie obecności takich zanieczyszczeń. Korzystnie, dolomit spieczony powinien zawierać minimum 56,5% CaO i 41,5% MgO oraz maksimum 2% innych zanieczyszczeń, z maksymalną zawartością Fe2O3 wynoszącą 1%. Analizę, korzystnego dolomitu spieczonego przedstawiono poniżej w tabeli 2.

189 231

Tabela 2

Rodzaj	% wagowy
CaO	56,7
MgO	41,2
AkO3	0,5
S1O2	0,4
Fe2O3	1,2

J '

Korzystnie, gęstość dolomitu spieczonego wynosi od 3,25 do 3,28 g/cm . Korzystnie, dolomit powinno się spiekać az gęstość nasypowa ziarna wynosi minimum 3,25 g/cm³. Korzystnie, porowatość otwarta i zamknięta nie powinna przekraczać 5%. Korzystny rozkład wymiaru cząstki frakcji dolomitu spieczonego zawartego w dyszy wynosi 150 - 1300 pm, wraz z miałem z młyna kulowego, którego statystyczna średnia średnica cząstki wynosi 7,2 pm. W innej korzystnej odmianie, dolomit spieczony zawiera frakcję, której zakres wymiaru średnicy cząstki wynosi od 0,15 mm do 1,4 mm (frakcja zgrubna) i frakcję miału z młyna kulowego. W tej korzystnej odmianie, frakcja zgrubna dolomitu spieczonego powinna wynosić od około 32% wagowych do około 43% wagowych w stosunku do mieszanki ciał stałych. Mieszanka ciał stałych zawiera cały materiał stały (to jest grafit i dolomit spieczony) z wyłączeniem żywicy, rozpuszczalnika i żywicowego współreagenta. W tej korzystnej odmianie, ilość frakcji miału z młyna kulowego może zawierać się w zakresie 20 - 25% wagowych mieszanki ciał stałych.

Mieszanka ciał stałych zgodnie z wynalazkiem może zawierać ponadto inne tlenki, które są zdolne do jednorodnego mieszania się z CaO i MgO. Do takich tlenków zalicza, się krzemionkę (SiO2), dwutlenek cyrkonu (ZrOz), dwutlenek hafnu (HfO2), dwutlenek ceru (CeO2), dwutlenek tytanu (TiO2) i tlenek magnezu (MgO). Zawartość tych tlenków powinna wynosić poniżej 25% wagowych stałej mieszaniny, korzystnie nie więcej niż 10% wagowych i najkorzystniej nie więcej niż 5% wagowych. Ilość MgO może przekroczyć 1% (to znaczy ponad 1% aż do 10% lub ponad 1% aż do 5%). Dodatkowo, stała mieszanina może także zawierać skuteczną ilość znanych przeciwutleniaczy używanych w dyszach ogniotrwałych. Do odpowiednich przeciwutleniaczy zalicza się proszki takich metali jak glin, krzem, bor, wapń i magnez lub węglików krzemu, wapnia, cyrkonu, boru, tantalu i tytanu. Pewne niskotopliwe tlenki, takie jak tlenek boru, boran sodowy lub dowolne połączenie związków tworzące szkliwo - tlenki glinu, krzemu, boru, fosforu i cyrkonu można dodać do masy, w celu utworzenia warstwy zabezpieczającej na powierzchni, dla zahamowania wprowadzania tlenu do masy. Ten tlen będzie rozrywał wiązania węglowe i dlatego trzeba temu zapobiec przez pewne bariery ochronne. Można to zrealizować przez dodanie metali albo tlenków lub węglików tworzących szkliwo. Materiały te dodaje się w ilościach skutecznie przeciwutleniających dla zabezpieczenia dyszy przed utlenieniem, szczególnie wtedy, gdy jest gorąca.

Dysze i tym podobne wyroby według wynalazku wytwarza się tradycyjnymi metodami formowania. Po pierwsze, miesza się stalą mieszaninę zawierającą dolomit, grafit oraz opcjonalne dodatki w postaci tlenku metalu i przeciwutleniacza. Następnie, do suchej stałej mieszaniny dodaje się żywicę i miesza się składniki w mieszalniku aglomeracyjnym w celu wytworzenia aglomeratów. Korzystnie, średni rozmiar aglomeratów zgodnie z krzywą rozkładu Gaussa wynosi około 400 pm, przy czym nie występują większe aglomeraty niż około 2000 pm i mniejsze od około 150 pm. Aglomeraty tworzą się w trakcie operacji mieszania, gdy stałą mieszaninę zwilża się żywicą w trakcie mieszania. Na przykład, w korzystnej odmianie, aglomeraty tworzy się na mokro przez mieszanie stałej mieszanki z roztworem żywicy, łącznie ze współreagentem. Zagęszczenie aglomeratów zachodzi podczas operacji mieszania, dzięki zwiększeniu się lepkości żywicy w wyniku odparowania lotnych ciekłych składników i dzięki reakcji wzajemnej żywicy i współreagenta. Korzystnie, gęstość nasypowa aglomeratów nie powinna być mniejsza od 1,65 g/cm3, korzystniej 1,9-2,1 g/cm3. Takie aglomeraty po sprasowaniu pod ciśnieniem 68,94 MPa będą tworzyć wyroby, których gęstość nasypowa będzie wynosić 2,37 - 2,45 g/cm3.

189 231

Aglomerowanie najlepiej przebiega w temperaturze otoczenia, ze stopniowanym tylko i ograniczonym podgrzaniem, które zachodzi w wyniku mieszania i słabej reakcji egzotermicznej będącej wynikiem utwardzania żywicy. Korzystnie, materiał aglomerowany nie powinien być poddawany działaniu temperatury wyzszej od 60°C, przy czym szybkość wzrostu temperatury nie powinna być większa niż 1°C/minutę.

Aglomeraty umieszcza się w formie (na przykład w formie z gumy) i formuje się pod wysokim ciśnieniem, na przykład od 58,6 MPa do 172,4 MPa, tworząc kształtki posiadające gęstość nasypową w zakresie 2,35 - 2,45 g/cm3, która jest gęstością korzystną dla ich działania w procesie odlewania metalu. W procesie formowania można stosować izostatyczny nacisk z oprzyrządowaniem z gumy. Po uformowaniu, kształtki ogrzewa się bez obecności tlenu (na przykład w atmosferze azotu lub argonu), w wysokiej temperaturze na przykład 975 - 1375°C) aż wiązania żywicy przekształcą się w wiązania węglowe. Kształtki w stanie skoksowanym będą posiadały wymagane właściwości fizyczne, pozwalające na zastosowanie ich z powodzeniem jako dysze i tym podobne elementy do odlewania stopionego metalu..

Może istnieć szeroka gama stałych materiałów, zarówno co do ich ilości, jak i wzajemnych proporcji, które są stosowane do formowania dysz według wynalazku. Zwykle, zawartość dolomitu spieczonego (wliczając w to miał z młyna kulowego), może wahać się w granicach 30 - 70% w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych. Jeżeli nie zaznaczono inaczej, wszystkie wartości procentowe podane w niniejszym są procentami wagowymi.

W mieszance ciał stałych powinno być co najmniej około 25% wagowych grafitu. Nie ma górnej granicy odnośnie ilości grafitu, jak długo jest odpowiednia ilość dolomitu dla uniknięcia problemu zatykania. Jednakże, korzystne jest ograniczenie ilości grafitu do wartości nie większej niz 45% wagowych, dla uniknięcia nadmiernej erozji, co ma miejsce w przypadku dysz zawierających duze ilości grafitu. Dlatego w korzystnej odmianie wynalazku, ilość grafitu może zmieniać się od około 25% wagowych do około 45% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych. Korzystniej od około 30% wagowych do około 45% wagowych. Jednakże, w celu połączenia korzystnych właściwości zapobiegających zatykaniu z pożądaną odpornością na szok termiczny, wymaganą do odpowiedniego działania, zawartość grafitu powinna być większa od 33% wagowych (na przykład większa od 35% wagowych) i dochodzić do około 43% wagowych, korzystnie około 37 - 43% wagowych i najkorzystniej około 38% wagowych oraz zawartość dolomitu spieczonego powinna wynosić 37 - 63% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.

Odporność dysz według wynalazku na szok termiczny jest bardzo ważna, ponieważ pozwala na używanie dysz bez przeprowadzania bezproduktywnej i czasochłonnej operacji wstępnego ogrzewania.

Gdy stal stopiona, której temperatura w zależności od gatunku może zmieniać się w granicach od około 1560°C do 1700°C, trafia do rury chłodzącej, wewnętrzna strona rury zaczyna rozszerzać się szybciej od strony zewnętrznej. Wywołuje to w zewnętrznej części rury rozciągające „naprężenie obwodowe”. Jeżeli to naprężenie przekroczy wytrzymałość materiału na rozerwanie przy rozciąganiu, rura pęknie. Gdy rura pęknie, to do strumienia stali dostaje się powietrze, co spowoduje niepożądane utlenianie. Parametr, który stosuje się do oceny odporności na szok termiczny jest pokazany poniżej w postaci wzoru:

W powyzszym wzorze: G oznacza energię pękania powierzchniowego; a jest liniowym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, E oznacza moduł Younga, który jest stosunkiem rozciągania w strefie elastycznej do krzywej rozciągania (współczynnik sprężystości wzdłużnej).

Dla celów wynalazku, odpowiednią odporność na szok termiczny uzyskuje się, gdy prawdopodobieństwo uszkodzenia (to jest pęknięcia) znajduje się poniżej akceptowalnego poziomu. Figura 3 jest wykresem pokazującym zalezność pomiędzy prawdopodobieństwem uszkodzenia - na osi pionowej i wartością Rst - na osi poziomej. W praktyce, akceptowalną odporność na szok termiczny uzyskuje się, gdy wartość R_st wynosi około 25 lub więcej, ponieważ takie wartości R_st są związane z prawdopodobieństwem uszkodzenia, które jest

189 231 mniejsze od 10’2. Takie wartości można zacząć uzyskiwać, gdy zawartość grafitu jest wyższa od około 33% wagowych, ponieważ stwierdzono, że gdy zawartość grafitu wynosi 33% wagowych, przy zawartości dolomitu spieczonego wynoszącej 62% 10 wagowych, wartość R_Sr równa się 24,6. Występuje wyraźne polepszenie odporności na szok termiczny, gdy poziom grafitu jest wyzszy od 35% wagowych stałej mieszanki.

Dysze według wynalazku można formować w całości z wyżej opisanej kompozycji, tak jak to pokazuje odmiana przedstawiona na fig. 1, na którym dysza jest pokazana ogólnie odnośnikiem numerycznym 1. Cała dysza wykonana jest z materiału ogniotrwałego według wynalazku oznaczonego odnośnikiem numerycznym 2.

Figura 2 przedstawia odmianę dyszy, w której tylko jej wewnętrzna część jest wykonana z materiału ogniotrwałego według wynalazku. Tak więc fig. 2 obejmuje wewnętrzne wyłożenie 3 wykonane z materiału ogniotrwałego według wynalazku, podczas gdy materiał części zewnętrznej 4 może być wykonany z mniej kosztownego surowca, który nie wchodzi w kontakt ze stopionym metalem. Na fig. 1 i fig. 2 pokazany jest wewnętrzny otwór 5 dyszy, przez który przepływa stopiony metal.

Poniższe przykłady ilustrują korzystne odmiany wynalazku, wykazujące akceptowalne wartości odporności na szok termiczny.

Tabela 3

	Przykład I	Przykład II	Przykład III	Przykład IV	Przykład V	Przykład VI
Grafit o średnicy 0,3 mm - 0,15 mm	38	30	38	30	45	38
Grafit 0,15 mm - 0,044 mm	0	8	0	8	0	7
Dolomit spieczony 0,42 mm - 0,15 mm	7	7	37	37	0	12
Dolomit spieczony 1,4 mm - 0,15 mm	30	30	0	0	37	25
Dolomit spieczony miał z młyna kulowego	25	25	25	25	25	25
Ciekła żywica	10	10	10	10	10	10
Podstawowy współreagent	1	1	1	1	1	1

Przykłady I-VI wykonano z kompozycji przedstawionych w tabeli 3, która pokazuje części wagowe każdego składnika użytego w kompozycjach. W przykładach I-VI, suche składniki (grafit, dolomit spieczony i miał z młyna kulowego) miesza się na sucho w celu utworzenia mieszanki, którą następnie miesza się na mokro z żywicą i współreagentem.

Mieszanie kontynuuje się do momentu utworzenia aglomeratów utwardzonej żywicy i cząstek stałych. Aglomeraty te umieszcza się w formach z gumy i prasuje pod wysokim ciśnieniem (na przykład 58,6 MPa - 172,4 MPa). Następnie, elementy te ogrzewa się przy nieobecności tlenu aż żywica zostanie przekształcona w wiązanie węglowe. Elementy w stanie skoksowanym posiadają pożądane właściwości fizyczne, pozwalające na ich stosowanie z powodzeniem jako rury wylewcze. Właściwości te są przedstawione w tabeli 4.

Tabela 4

	Przykład I	Przykład II	Przykład III	Przykład IV	Przykład V	Przykład VI
1	2	3	4	5	6	7
Gęstość nasypowa	2,28±0,05	2,29±0,05	2,26±0,06	2,26±0,06	2,23±0,05	2,20±0,05

189 231

c.d. tabeli 4

1	2	3	4	5	6	7
Porowatość względna	15,4±2%	15,1±2%	16,1±2 %	16,0±2,0%	16,3+2,0%	16,7±2,0%
Ciśnienie prasowania w temp. pok. MPa	4,8±1,4	4,8±1,4	4,1±1,4	4,6±1,4	4,1+1,4	3,8±0,7
Wartość Rs,	38,1	36,4	36,4	35	41	40

We wszystkich powyższych przykładach wartość R_st przekracza z nadmiarem wartość 25. Jednakże, obniżenie ilości grafitu z 38% wagowych stałej mieszanki do 33% wagowych stałej mieszanki daje w wyniku wartość Rst równą tylko 24,6, w porównaniu do wartości Rst równej

38,5 gdy ilość grafitu wynosi 38% wagowych. Tę różnicę ilustruje porównanie dwóch kompozytów A i B uformowanych przez prasowanie i zwęglanie kompozycji, których skład przedstawiono poniżej w tabeli 5, gdzie podaje się części wagowe każdego składnika.

Tabela 5

	Przykład A	Przykład B
Grafit o średnicy 0,3 mm - 0,15 mm	38	33
Dolomit spieczony 1,4 mm - 0,59 mm	30	30
Dolomit spieczony 0,42 mm - 0,1 5 mm	7	12
Dolomit spieczony miał z młyna kulowego	25	25
Żywica	10	10
Współreagent	1	1

•Właściwości fizyczne kompozytów A i B przedstawiono poniżej w tabeli 6.

Tabela 6

	Przykład A	Przykład B
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	6,8 x 10-6 °C·'	8,7 x 10-6 °C·-
Moduł Younga GPA	1,65	2,33
1/ δ, ε,	119	107
Rst	38,5	24,6

Na podstawie wartości Rst przedstawionych w tabeli 6 i wykresu pokazanego na fig. 3 widać, że prawdopodobieństwo uszkodzenia kompozytu A jest bardzo niskie i wynosi około 1 rurę na 1428 rur, podczas gdy prawdopodobieństwo uszkodzenia kompozytu B jest bardzo duze i wynosi 1 rurę na 100 rur.

Jakkolwiek wynalazek został opisany w świetle pewnych korzystnych odmian, specjalista z łatwością oceni, że można dokonać różnych zmian, modyfikacji, ominięć i podstawień, bez odejścia od ducha wynalazku. Dlatego wynalazek ograniczony jest wyłącznie zakresem podanych zastrzezeń:

189 231

Prawdopodobieństwo uszkodzenia

FIG. 3

189 231

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Dysza ogniotrwała do odlewania stali uspokojonej aluminium, posiadająca wewnętrzną część, która tworzy otwór rozciągający się przez tę wewnętrzną część do przepływu stopionego metalu przez dyszę, znamienna tym, że co najmniej część tej wewnętrznej części dyszy jest z materiału ogniotrwałego zawierającego mieszankę ciał stałych złożoną z 30 - 67% wagowych dolomitu spieczonego i co najmniej 33% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych związanych w podłożu węglowym.
2. Dysza według zastrz. 1, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera 37 - 66% wagowych dolomitu spieczonego, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
3. Dysza według zastrz. 2, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 33% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych i dolomit jest dolomitem spieczonym o gęstości wynoszącej co najmniej 3,25 g/cm³.
4. Dysza według zastrz. 3, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 35% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
5. Dysza według zastrz. 3, znamienna tym, ze mieszanka ciał stałych zawiera 33 - 45% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
6. Dysza według zastrz. 5, znamienna tym, że grafit jest grafitem płatkowym.
7. Dysza według zastrz. 5, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera 35 - 45% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
8. Dysza według zastrz. 7, znamienna tym, że grafit jest grafitem płatkowym.
9. Dysza według zastrz. 7, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera 35 - 43% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
10. Dysza według zastrz. 9, znamienna tym, że grafit jest grafitem płatkowym.
11. Dysza według zastrz. 6, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera około 33% wagowych grafitu i około 62% wagowych dolomitu spieczonego, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
12. Dysza według zastrz. 6, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera około 38% wagowych grafitu, w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
13. Dysza według zastrz. 10, znamienna tym, że średnica cząstek grafitu wynosi od 0,044 mm do 0,3 mm i dolomit spieczony zawiera frakcję miału z młyna kulowego charakteryzującą się stosunkiem powierzchni do ciężaru wynoszącym od 2300 cm/g do 2800 cm/g i frakcję grubą o średnicy od 0,15 mm do 1,4 mm, przy czym zawartość frakcji grubej zawiera się w granicach 32 - 43% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych oraz zawartość frakcji miału z młyna kulowego zawiera się w granicach 20 - 25% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
14. Dysza według zastrz. 12, znamienna tym, że całkowita zawartość dolomitu spieczonego w mieszance ciał stałych wynosi około 62% wagowych.
15. Dysza według zastrz. 14, znamienna tym, ze ilość miału z młyna kulowego stanowi około 25% wagowych mieszanki ciał stałych oraz frakcja gruba dolomitu spieczonego stanowi około 37°% wagowych mieszanki ciał stałych, przy czym frakcja gruba zawiera podfrakcję pierwszą o średnicy od 0,15 mm do 1,4 mm i podfrakcję drugą o średnicy od 0,15 mm do 0,42 mm i zawartość grubej podfrakcji pierwszej wynosi około 30% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych oraz zawartość grubej podfrakcji drugiej wynosi około 7% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
16. Dysza według zastrz. 15, znamienna tym, że średnica cząstek grafitu wynosi od 0,15 mm do 0,3 mm.
17. Dysza według zastrz. 8, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera dodatkowo tlenek wybrany z grupy składającej się z SiO2, ZrO2, HfO2, CeC>2, TiO2 i MgO, przy

189 231 czym zawartość tlenku wynosi poniżej 25% wagowych w stosunku do ciężaru mieszanki ciał stałych.
18. Dysza według zastrz. 8, znamienna tym, że mieszanka ciał stałych zawiera dodatkowo przeciwutleniacz wybrany z grupy składającej się z glinu, krzemu, boru, wapnia, magnezu, węglika krzemu, węglika wapnia, węglika cyrkonu, węglika boru, węglika tantalu i węglika tytanu.
19. Dysza według zastrz. 8, znamienna tym, że zawiera warstwę ochronną przed utlenianiem, dla zapobieżenia wnikania tlenu do podłoża węglowego, przy czym warstwa ochronna zawiera tlenek o niskiej temperaturze topnienia, wybrany z grupy składającej się z tlenku boru i boranu sodowego oraz związki tworzące szkliwo wybrane z grupy składającej się z tlenku glinu, tlenku krzemu, tlenku boru, tlenku fosforu, tlenku cyrkonu, węglika glinu, węglika krzemu, wąglika fosforu i węglika cyrkonu.
20. Dysza według zastrz. 5, znamienna tym, że wewnętrzna część dyszy utworzona jest z materiału ogniotrwałego stanowiącego mieszankę ciał stałych, zawierającą dolomit spieczony i grafit, przy czym składniki stałe tej mieszanki ciał stałych są związane w podłożu węglowym.
21. Dysza według zastrz. 10, znamienna tym, że cała dysza utworzona jest z materiału ogniotrwałego stanowiącego mieszankę ciał stałych, zawierającą dolomit spieczony i grafit, przy czym składniki stałe tej mieszanki ciał stałych są związane w podłożu węglowym.
22. Sposób wytwarzania dyszy ogniotrwałej do odlewania stali uspokojonej aluminium posiadającej przelot do wylewania przez nią stopionego metalu, znamienny tym, ze miesza się mieszankę, ciał stałych z ciekłą żywicą i utwardzaczem dla tej żywicy z utworzeniem aglomeratu, przy czym mieszanka ciał stałych zawiera co najmniej 33% wagowych grafitu i 37 - 66% wagowych dolomitu spieczonego o gęstości wynoszącej co najmniej 3,25 g/cm3 i jako ciekłą żywicę stosuje się żywicę, fenolowo-formaldehydową rozpuszczoną w furfuralu lub w roztworze alkoholu furfurylowego i furfuralu, prasuje się aglomeraty w formie do wytwarzania z aglomeratu kształtki przelotowej z otworem rozciągającym się na całej jej długości oraz praży się kształtkę przelotową do utwardzenia żywicy i wypala się kształtkę, przelotową w warunkach zwęglania żywicy i utworzenia podłoża węglowego łączącego razem mieszankę ciał stałych.
23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że aglomerat prasuje się izostatycznie w formie pod ciśnieniem od 58,6 MPa do 172,4 MPa do uzyskania gęstości nasypowej kształtki przelotowej w zakresie 2,35 - 2,45 g/cm ³ i praży się kształtkę przelotową w warunkach zwęglania, w nieobecności tlenu, w zakresie temperatury od 975°C do 1375°C.
24. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że stosuje się mieszankę, ciał stałych zawierającą co najmniej 35% wagowych grafitu.
25. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że stosuje się mieszankę ciał stałych zawierającą 35 - 45% wagowych grafitu.
26. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że jako grafit stosuje się grafit płatkowy.
27. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, ze stosuje się mieszankę ciał stałych zawierającą około 38% wagowych grafitu.