耐火澆鑄裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐火澆鑄裝置。此類裝置用于特別是在所謂的連續鑄造過程中澆注熔融金屬。
【背景技術】
[0002]從EP 1133373 BI和EP 0346378 BI中知道一般類型的耐火澆鑄裝置。所有這些裝置的特征都在于具有中心縱向澆鑄通道的大體管狀設計。
[0003]在組裝裝置之后，S卩，裝置處于其安裝狀態，進行以下:澆鑄通道的入口開口布置在裝置的上端區段處，至少一個出口開口布置在其下端區段處。熔融金屬經由所述入口開口進入澆鑄通道/裝置，并且經由一個或更多個出口開口離開澆鑄通道/裝置。
[0004]所述熔體流由作用到裝置的入口開口上的所謂的止動器桿，或所謂的滑動閥機構控制。這全部都是對本領域技術人員眾所周知的現有技術，并且將不在這里進一步描述。
[0005]EP 1590114 BI公開了一種用于在所謂的換管機中使用的澆鑄裝置。
[0006]現有技術澆鑄裝置中的基本問題在于沿著裝置的滑動頂表面的嚴重磨損/磨蝕，因而限制對應的澆鑄管/噴嘴的工作時間，以及提高空氣進入的危險，因為澆鑄裝置的上部表面與相關聯的結構元件之間的密封性降低。
[0007]根據EP 0346378 BI，至少圍繞入口開口的外周邊緣形成耐磨損的硬質耐火材料。
[0008]EP 1133373 BI公開了一種澆鑄裝置，其包括陶瓷管元件，該陶瓷管元件支承在金屬罐中，陶瓷支承元件封裝在該金屬罐中。
[0009]兩個實施例的特征都在于入口開口周圍的多層滑動表面。
[0010]換句話說:兩個實施例的特征都在于沿著澆鑄裝置的上部滑動表面的至少一個接合部，所述接合部限定不同陶瓷材料之間的接觸區。不同的陶瓷材料提供不同的物理屬性(像不同的熱膨脹)，從而引起保持澆鑄裝置和在熱負載下密切接觸的相鄰結構元件的相應的表面區域的另外的問題。
【發明內容】
[0011]因此，本發明的目標是公開克服現有技術裝置中的這些缺點的可能性。
[0012]本發明基于以下考慮:
用耐磨損性和溫度穩定性提高的耐火材料部分地代替澆鑄裝置的入口開口周圍的陶瓷材料可增加澆鑄裝置的可能總壽命，但在系統泄漏(由陶瓷表面的相鄰區域中的不同熱膨脹引起)方面可減少澆鑄裝置的工作時間。
[0013]在現有技術裝置中，基本管元件由氧化鋁-石墨材料制成。氧化鋁石墨表面易于刨削和加筋條，因為材料相對柔軟。因此，根據EP 1133373 BI的實施例的上部滑動表面在移動期間變得經受損壞，例如在插入換管機期間/在從換管機中排出期間。再次，空氣在鑄造期間進入的危險可增加。
[0014]因此本發明集中在氣密性的要求上。可在相對于彼此移動的表面之間的大2維接觸區域的情況下最佳地實現最高密封性以及目前防止危險空氣進入到系統中。該要求可由2個平/平坦的滑動表面最佳地實現，其中，各個滑動表面的特征在于在使用期間的恒定的物理屬性。恒定物理屬性可由化學成分恒定的表面最佳地實現，接著，該表面的必要的特征在于恒定的物理屬性，包括避免在相應的表面區域中的任何間隙、接頭等。
[0015]用以提供連續滑動表面的單件耐火層的布置可克服所提到的問題，但僅作為對應的復合系統的一部分。
[0016]想法是對澆鑄裝置提供耐火的整塊連續層，其包圍澆鑄通道的入口開口，從而提供連續的滑動表面，該連續的滑動表面另外覆蓋主管元件的上部自由端，該耐火的整塊連續層以杯狀方式進一步向下延伸，從而與所述管元件的相鄰端部節段的外周表面交迭，并且同時提供凸邊，用于將澆鑄裝置附接在對應的固定器件處，諸如換管機。
[0017]在本發明的最一般的實施例中，本發明涉及一種耐火澆鑄裝置，其特征在于中心縱向澆鑄通道在其第一端區段處具有入口開口，并且在其第二端區段處具有至少一個出口開口，該耐火澆鑄裝置包括:
陶瓷管元件，其在離澆鑄通道的入口開口一定距離處延伸直到澆鑄通道的至少一個出口開口，
陶瓷包層，該陶瓷包層至少在與澆鑄通道的入口開口相鄰的其端部節段處覆蓋陶瓷管元件，實際上
在其整個外周表面上面，
在其整個環形端面上面，以及在其間的整個過渡區域上面，其中
陶瓷包層是單件包層，由整塊陶瓷材料制成，并且在澆鑄裝置的第一端區段處提供向外突出的凸邊。
[0018]目前，澆鑄裝置包括基本上兩個結構元件，基本管元件和在其上部端部節段處的包層。包層不僅對管元件的上部端部節段提供外部覆蓋(其同時限定凸邊，澆鑄裝置可通過該凸邊來安裝在對應的換管機中)，而且其封裝該上部端部節段，使得管元件的上部環形(環形)端面也被完全保護。
[0019]包層的僅該部分現在提供澆鑄裝置的頂層，并且因而使滑動表面有風險。
[0020]入口開口現在專門由所述包層的所述材料限定(包圍)，沒有接頭、密封件等，從而影響裝置的最有危險的耐火部分的磨損行為。
[0021]取決于其厚度(沿裝置的縱向方向)，包層的上層進一步限定澆鑄通道的上端，該澆鑄通道的下部部分由基本管元件限定。它們兩者都應當與彼此完全對齊，以減小磨損和阻塞的危險。
[0022]該改良的澆鑄裝置與已知的實施例不同，尤其是在于以下特性:
陶瓷包層是單件元件，或多或少地覆蓋平上表面以及管元件的圓筒形外表面，
陶瓷包層提供上部滑動表面，
上部滑動表面完全由整塊陶瓷材料制成，
可單獨地選擇所述包層的材料，
可在一個操作循環中鑄造包層，
外部金屬罐可在鑄造期間用作模板， 上部滑動表面不具有間隙、接頭等，
上部滑動表面可為平坦的(在技術意義上，表示高度/厚度/不均勻度的容差〈1mm，尤其〈0.5mm,〈0.3mm 或〈1mm),
陶瓷包層強加到陶瓷管元件上。
[0023]澆鑄裝置的大體結構可由以下特征中的一個或更多個改良:
陶瓷包層可成形為反向杯，該反向杯在其底部中具有孔，所述孔限定澆鑄通道的入口開口。
[0024]孔可以以與澆鑄通道對齊的方式延伸。換句話說:澆鑄通道具有至少2個區段:由包層的貫通開口限定的上部區段，以及由管元件的澆鑄通道限定的下部區段。在最佳模式中，這兩個區段對齊，以便提供一個連續的澆鑄通道，該連續的澆鑄通道的內表面的特征僅在于一個環形不連續性，即，包層和管元件之間的邊界線。
[0025]陶瓷管元件可由任何適當的耐火材料制成，并且通過鑄造、澆鑄、搗固或壓制(尤其是等靜壓制)制造。經等靜壓制/制造的元件提供最高抗磨損性和壽命/使用時間。
[0026]管元件可由氧化鋁/石墨級制成，盡管其相對(機械)柔軟，因為管元件的易于刨削和/或加筋條的所有外表面現在被所述包層封裝。
[0027]陶瓷包層典型地是鑄造元件，但其也可為預成形/預制的工件。通過使用適當的/對應的模板，丟失模板或仍然是澆鑄裝置的一部分的模板，來執行鑄造。鑄造在簡化制造和加強“頭部區域”(即，澆鑄裝置的上部部分)方面具有優點，該頭部區域特別是在澆注期間經受熱機械應力。在該方面，使用所謂的自流式或自由流動式整塊耐火材料來提供澆鑄裝置的包層區段具有若干優點，即，密度高而沒有物理攪拌器件。在EP 525394 BI中公開了適當的自由流動質量。
[0028]本發明包括如附圖中示出的實施例，其中，陶瓷包層的覆蓋陶瓷管元件的外周表面的那部分至少部分地被金屬罐包圍。為了清楚:上部陶瓷表面，滑動表面始終保持未覆蓋，入口開口也是如此。
[0029]包層的陶瓷材料可由離散的機械元件加強，尤其是由不同材料的機械元件加強，諸如耐火或金屬纖維、針狀物等。
[0030]另一個加強選擇是將此類元件設計為錨定件，該錨定件至少固定在陶瓷管元件和金屬罐中的一個處。在附圖中示出兩種變型。
[0031]如上面提到的，澆鑄裝置的一個重要優點在于，陶瓷包層的覆蓋陶瓷管元件的環形端面的所述部分可提供無級/無縫滑移表面，其布置成與陶瓷管元件的環形端面相距一距離。避免任何間隙、接頭等提高裝置的穩定性、壽命/使用時間，同時典型地降低不必要的空氣進入的可能性。
[0032]這由以下實施例最佳地實現:其中，滑移表面布置成與陶瓷管元件的環形端面相距一距離，并且分別垂直于中心縱向澆鑄通道或澆鑄通道/裝置的中心縱向軸線。
[0033]如上面公開的，澆鑄裝置可安裝在冶金器皿的底部中處于固定位置(即由砂漿固定)，或者安裝在更換系統中，像所謂的機械換管器，如大體在EP 1590114 BI中公開的。
[0034]目前，澆鑄裝置的上端區段(包層的包圍管元件的上部端部節段的那部分)可構建成凸邊，該凸邊具有圓筒形、平頂錐形或立方體設計。目前，對應的滑動表面可具有外部圓形或長方形形狀，其中所述入口開口始終在其周邊內，并且在大多數情況下位于其中心。
[0035]在該背景下，關于相應的凸邊的底面的設計，本發明提供兩個另外的備選方案:
該(多個)底面可垂直于澆鑄通道的中心縱向軸線延伸，或者以傾斜的方式延伸。
[0036]當澆鑄裝置意于在換管裝置中使用時，立方體凸邊區域典型地提供四個底面，其用作用于對應的固定器件(諸如壓縮彈簧)的對應的承載表面。在實施例的所附描述中公開目前的另外的選擇。
[0037]典型地，澆鑄通道具有至少沿著澆鑄裝置的第一端區段的圓形橫截面。
【附圖說明】
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