[发明专利]具有配置的穿孔结构的冶金容器衬里

说明书

一种用于冶金容器的衬里被配置成具有工程化孔隙。所述衬里包含多个区域，每一个区域均在所述衬里的主平面中延伸，每个区域均具有如在所述衬里的主平面中测量的总孔面积或总穿孔面积的不同值。所述衬里可用于形成所述容器的底板或壁的部分或全部工作表面。在铸造使用中，所述衬里在从在金属熔体和所述冶金容器的所述壁和底板之间的界面延伸的金属熔体的相间产生氧化缓冲层，以使得在铸造使用中，在所述氧化缓冲层中的金属流量基本上为零，且在所述氧化缓冲层中的内生夹杂物，特别是氧化物的浓度显著高于在大部分金属熔体中的浓度。

技术领域

本发明概括地涉及金属成形生产线，诸如连续的金属铸造生产线。具体地，其涉及一种用于冶金容器诸如中间包的衬里，该衬里能够大大减少在金属熔体中的氧化物夹杂物的形成。

背景技术

在金属成形工艺中，将金属熔体从一个冶金容器转移至另一个容器中，或转移至模具或工具。例如，利用钢包将冶炼炉内的金属熔体定期地转移到大容量的中间包内。由此实现将金属熔体从中间包连续地浇注进模具或工具中。金属熔体因重力驱动，通过位于冶金容器底部的水口系统从该容器流出，该水口系统通常设有闸门系统以控制(打开或关闭)金属熔体通过该水口系统的流动。为了对抗金属熔体的高温，容器的壁具备耐火材料的衬里。

金属熔体，特别是钢，极易发生氧化反应，因此必须保护金属熔体，防止其受到任何氧化物来源的影响。通常添加少量的铝，从而在氧化物与熔体相接触的情况下使铁钝化。在实践中，这通常不足以防止在熔体中形成氧化物夹杂物，这在由熔体生产的最终部件中产生缺陷。据报道，10公斤的钢铸件可能包含高达十亿个非金属夹杂物，其中的大部分是氧化物。必须通过研磨或切割从最终部件移除夹杂物；这些程序增加了生产成本并产生大量的废料。

夹杂物可能是与金属熔体反应的结果；这些夹杂物被称为内生夹杂物。外来夹杂物为其中的材料不是由金属熔体产生的那些夹杂物，诸如沙、熔渣和水口的碎屑；外来夹杂物通常比内生夹杂物更厚。

内生夹杂物主要包括铁氧化物(FeO)、铝氧化物(Al₂O₃)和存在于熔体中或与其相接触的其他化合物的氧化物，诸如MnO、Cr₂O₃、SiO₂、TiO₂。其他夹杂物可以包括硫化物以及较少的氮化物和磷化物。由于金属熔体处于非常高的温度下(对于低碳钢1600℃级别的高温)，所以显然铁原子极易与氧化物反应且不能阻止该氧化反应。

迄今为止，用于减少在钢铸件中存在的夹杂物的大多数措施是将夹杂物保留在形成该夹杂物的冶金容器中。本发明提出了一种完全不同的解决方案，其是通过用简单、可靠且经济的方式来大大减少在冶金容器中的内生夹杂物的形成。

发明内容

本发明是由所附的独立权利要求限定的。从属权利要求限定各种实施例。具体地，本发明涉及一种用于金属熔体铸造的冶金容器的衬里。示例性的这种冶金容器包括底板，该底板由在该底板的整个周界上方的壁所围绕；以及出口或多个出口，所述出口位于该底板上；其特征在于，底板和/或壁的至少一部分包括一种装置，该装置用于在铸造使用中在从介于金属熔体和冶金容器的壁和底板之间的界面延伸的金属熔体的中间相产生氧化缓冲层，以使得在铸造使用时，在该氧化缓冲层中的金属流量基本上为零，且在该氧化缓冲层中的内生夹杂物，特别是氧化物的浓度显著上高于在大部分金属熔体中的浓度。