專利名稱：在鑄造裝置中卸出熔化金屬的設備和使用方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及鋁鎮靜(aluminum killed)熔化鋼和相關的鐵類合金的鑄造工藝。本發明是具體指向在連續鑄造過程中熔化金屬通過的管件例如鑄造護套(shrouds)、注口(nozzle)等(包括浸入式引入(submergedentry)注口和浸入式引入護套)。這些管件在連續鑄造過程中，典型地用于將鐵水包的熔化金屬注入中間罐中或者將中間罐的熔化金屬注入鑄模中。本發明的管件是由一種組合物制造的，這種組合物對于防止非金屬夾雜物特別是氧化鋁(Al2O3)在金屬通過的管件內表面上的沉積是很有效的。此外，由這種材料制造的管件也具有驚人的耐熱沖擊性，本發明尤其針對著浸入式引入注口和浸入式引入護套，這些注口和護套能夠防止氧化鋁在其中的沉積而造成的堵塞，同寸還具有驚人的耐熱沖擊性2.背景技術大家都知道，為了除去溶解的氧，可以將金屬鋁或鋁合金加入熔化鋼中。鋁利用它與氧產生固體Al2O3的反應將氧從鋼中除去，絕大多數固體Al2O3漂浮在熔化鋼的頂部，因此氧化鋁可以很容易除去。可是，少量的Al2O3仍舊留在鋼中。眾所周知，留在鋼中的Al2O3將不斷積累并沉積在熔化金屬通過的鑄造護套和注口的內表面上。雖然這種現象的原因還不完全明了，但是據信由于在構成注口的難熔材料中氧化鋁的存在，因而，當此注口與含有鋁鎮靜工藝中殘留的氧化鋁的熔化鋼接觸時就發生了這種沉積。
氧化鋁在與連續澆鑄過程中使用的中間罐相連的注口和護套中發生沉積是特別麻煩的。在此類過程中，熔化鋼由鐵水包通過注口或護套而澆入中間罐中。中間罐底部有許多孔道，這些孔道與熔化鋼流入鑄機的注口相連。為了完成澆鑄任務，注口能夠向鑄機提供正常的熔化金屬流，這一點是很重要的。典型情況下，這樣的鑄機將以特定的鑄造速度進行運轉。顯然重要的是，在鑄造程序期間經注口流向鑄機的熔化金屬的供應必須盡可能的保持恒定。因此，在鑄造程序中，由于氧化鋁在注口腔內的沉積而部分地或全部阻塞的注口將產生嚴重的問題。
已知在現有技術中有各種各樣的避免出現上述阻塞問題的技術。可是，由于各種原因，這些技術中，迄今沒有一個令人完全滿意。例如，本領域已知，當金屬流入管腔時可提供在內表面有許多供惰性氣體進入管腔的孔道的注口。在運行時，氣體通過這些孔道注入管腔，這種氣體使熔化金屬和注口表面之間的接觸減至最少，因此，阻止了金屬和注口之間的作用，反過來又防止了阻塞作用的發生。典型情況下，孔道構成了高度孔隙的表面，這種多孔隙的表面可以以多孔套筒的形式存在于注口的內腔中。為使惰性氣體到達注口內的孔道或孔隙中，這種類型的注口必須具有復雜而昂貴的內部結構。因此，與這樣的注口相關連的制造步驟和費用使得這種類型的注口不受歡迎。此外，可以知道由于為避免阻塞問題而需要大量惰性氣體，使用這樣的噴管在鋼制品中將產生象針眼那樣的缺陷。
解決這種阻塞問題的另一方法包括由一種本來就不會與熔化金屬作用而形成氧化鋁沉積物的材料制造注口。可是，僅有有限數量的材料具有這種功能，而且還要具有在熔化金屬鑄造設備的環境中所需要的難熔特性。尤其是，尋找當熔化金屬流過的注口要具備所需的耐熱沖擊性的材料，就更加困難。
美國專利5,244,130；5,046,647；5,060,831和5,083,687公開了用于制造鑄造熔化金屬用的注口類管件的各種類型的材料。上述專利的每一說明書均列入本發明作為參考文獻。
美國專利5,244,130號(Ozeki等人)提出了改進的注口，聲稱這種注口克服了與其它現有技術的注口有關的問題。Ozeki等人提到了兩類現有的注口，他們的發明對這兩類現有注口作出了改進。第一類現有的注口是由石墨和含有23-36％CaO的鋯酸鈣(鋯磚)制造的。Ozeki等人提到，鋯酸鈣所含的氧化鋁不足以遷移到鋼水流過的注口內腔的表面，因此氧化鈣就不足以與非金屬夾雜物例如α氧化鋁進行接觸，由于這個原因，該現有技術注口在防止氧化鋁在注口內的積累和沉積是沒有效果的。
美國專利5,244,130所討論的第二類現有注口類同于第一類現有的注口，但是還附加地包括偏硅酸鈣(CaO·SiO2)。認為由于鋯酸鈣和偏硅酸鈣的聯合效應，第二類現有注口中偏硅酸鈣的存在克服了對于第一類現有注口提到的問題，偏硅酸鈣使鋯磚每個顆粒中的氧化鈣向著表面遷移。可是，Ozeki等人對第二類現有注口提到，偏硅酸鈣具有低含量的氧化鈣，這種低含量氧化鈣不足以適當地補充能與熔化鋼中氧化鋁反應的氧化鈣；因此使得長期防止注口阻塞成為不可能。為了克服這個問題，Ozeki等人使用了結晶穩定的硅酸鈣(2CaO·SiO2和3CaO·SiO2)。
Ozeki等人公開的注口包括數量為10-35％的石墨，加入這么多數量的石墨，為的是對熔化銅改進其抗氧化物的性能、抗濕性和增加導熱性。要避免石墨數量超過35％，因為這樣大量的石墨會降低抗腐蝕作用。沒有人提出過加入片狀石墨以改進耐熱沖擊性的建議，這并不使人感到驚奇，因為據說Ozeki等人使用的鋯磚具有低的熱膨脹系數。
美國專利5,083,687(Saito等人)提供了能克服上述阻塞問題的改進注口。Saito等人提到，有一類為避免阻塞問題而設計的現有技術的注口是使用由含有90-50％(重量)的MgO和10-50％(重量)的碳的一種材料制造的內襯。可是，該說明書中指出，與由氧化鋁和石墨制造的常規注口相比，含有石墨(C)和MgO的這樣的材料由于很大的熱膨脹系數而發生開裂。Saito等人還注意到，含有MgO和C的注口顯示出很差的抗碎裂作用。
于與含有MgO和C的耐火材料有聯系的這些不符合需要的特點，特別是與組合物中MgO的存在有關的很差的耐熱沖擊性，Saito等人斷定，包含這些組分的注口是不受歡迎的。因此，Saito等人回避了使用任何含有作為制造注口材料的MgO的材料。相反，他們使用了一種含氮化硼、氧化鋯和含SiC和B4C的燒結助劑的組合物。
美國專利5,046,647(Kawai等人)公開了兩類改進的處理阻塞問題的注口。一類注口是由ZrO2、C和SiO2制造的。Kawai等人強調指出應該避開CaO和MgO，或者只能允許少量的CaO和MgO，因此CaO和MgO的總量要小于1％。Kawai等人也敘述了第二類含CaO和SiO2的注口，在這種噴管中，CaO/SiO2的比值限制為0.18-1.86。未公開在這種第二類注口中使用MgO的情況，如果注口的組合物中包含MgO時鑒于現有技術所注意到的會缺失耐熱沖擊性，因而上述這種情況也并不令人感到驚奇。
美國專利5,060,831(Fishler等人)公開了一種涂復鑄造護套例如用于鑄造鋼水的中間罐注口的材料。這種組合物包含CaO和氧化鋯的載體。但沒有組合物中包含有MgO的建議。
發明概述本發明的一個目的是提供一種鑄造元件例如注口之類的元件，在鑄造鋁鎮靜鐵類金屬合金特別是鋁鎮靜鋼的工藝中使用時，它不會被氧化鋁所阻塞。
本發明的另一個目的是提供一種鑄造元件，例如注口之類的元件，它可以將上述抗阻塞性能與增強耐熱沖擊性相結合。
本發明的又一個目的是提供一種鑄造鋁鎮靜鐵類金屬特別是鋁鎮靜鋼的方法，該方法使用了本發明的鑄造元件。
這些目的和其它的目的的實現是通過提供含有在碳的基體或網絡中的煅燒白云石(即doloma或CaO·MgO)和片狀石墨的管狀鑄造元件，該碳的基體或網絡是在碳化的條件下加熱粘結劑樹脂由樹脂衍生而成的。已經發現，由上述材料制造的例如注口的管狀鑄造元件可避免阻塞問題。另外還發現，選擇煅燒白云石與片狀石墨相結合作為這樣的鑄造元件的難熔材料，導致獲得具有非常合乎需要的耐熱沖擊性的鑄造元件，因而熔化金屬流過鑄造元件不會開裂，同時鑄造元件只需要最低限度的預熱或不需要預熱。使用煅燒白云石難熔材料所獲得的耐熱沖擊性從現有技術角度來觀察是令人驚奇的，因為現有技術認為包含MgO的注口的耐熱沖擊性是不能接受的，在鑄造過程中使用這種注口時，就會引起噴管開裂。
雖然本發明是特別指向連續鑄造程序中使用的注口，但是本發明不局限于這樣的注口，但更廣義地則適用于熔化金屬通過它并易于發生如上所述的阻塞問題的任何導管或管件。因此，當如下所述的材料是涉及鑄造程序所使用的注口時，應當理解這種描述也同樣適用于易于發生上述阻塞問題的有關裝置。
附圖的簡要說明

圖1是說明本發明注口的一個實施方案的剖面圖。
圖2是說明根據本發明的注口的另一個實施方案的剖面圖。
圖3是說明參數Rst和斷裂概率(the probability of failure)之間關系的曲線圖。
發明詳述和優選的實施方案本發明的注口是這樣制成的，用煅燒白云石/石墨來代替在現有技術注口所使用的Al2O3/石墨。已經發現，煅燒白云石避免了與Al2O3/石墨有關的阻塞問題，因為煅燒白云石引起了不會阻塞注口的可溶反應產物的產生。煅燒白云石是眾所周知的，商業上可買到的耐火材料，由于其耐熱能力，目前用于各種各樣的耐火材料的應用中。制造這種耐火材料的方法是對白云石進行煅燒，以使MgCO3轉化為MgO，和使CaCO3轉化為CaO。為了使顆粒致密，然后要對煅燒過的白云石進行燒結。典型情況下，煅燒白云石是以粉狀的形式出售的，這種粉狀形式可以加工成各種各樣的構件。
是用下述方法制造本發明的注口的，用足夠的液體樹脂粘結劑使煅燒白云石粉與石墨優選地與片狀石墨混合，以形成團塊。通常，9-13％(重量)優選地約91/2 101/2％(重量)的液體樹脂粘結劑(以固體拌合物的重量為基)在混合過程中足以形成團狀。
為了使這種材料加工成形為所需要的形狀，所述團塊在環境的溫度下，在模具中進行等壓沖壓。加工成形的物料在養護爐中進行烘烤，在養護爐中，溫度逐漸增加以硬化(養護)樹脂。為了使樹脂完全碳化并形成使煅燒白云石和石墨結合在一起的碳的網絡或基體，接著在惰性氣氛下，在高于850℃(例如1800-2400°F)的碳化溫度下，在爐中使已成形的物料碳化(焦化)，該惰性氣體(例如氮或氬)與樹脂不發生反應。
具有足夠的使耐火材料結合的濕態強度(green strength)并能碳化而形成碳的網絡的樹脂對于本領域技術人員來說是眾所周知的。已知許多合成樹脂對于使耐火材料成形例如注口是有用的，并能為本發明所使用。一般說來，也已知在碳化即焦化步驟之后，這些樹脂將形成碳的網絡。碳的網絡使制品結合在一起，因此它能抵抗破裂。因此，為了實現這一明顯的目的，樹脂的量應足以提供足量的碳的網絡。但過量的碳的網絡也應避免。因此優選的是，碳的網絡的量應不多于使成品結合在一起所需要的量，以使它能抵抗破裂。通常碳的網絡占成品注口重量的4-7％，優選地約5-6％(例如6％)。
如果使用固體樹脂，那末它應該溶解在一種溶劑中，以形成液體粘結樹脂組合物。典型情況下，已知用于形成注口的樹脂具有約在45％～50％范圍內的高焦化值，從而在碳化后產生充足的碳網絡。另外，固化樹脂應該避免縮合反應，因為這樣的反應產生的水預計會與白云石中的氧化鈣反應而產生相應的氫氧化物，這種氫氧化物將占去較大的體積，由此造成結構松散。因此，已知與其它含有氧化鈣的耐火材料一同使用的樹脂本發明也可以使用。在碳化或焦化步驟后，粘結樹脂將產生碳的網絡，這種網絡是充分的，因而注口能抗破裂。也已知在碳化步驟發生了樹脂的某些失重。這種失重導致某些多孔的孔隙的產生。理論上，伴隨熱處理的重量損失不會導致大于16％的多孔孔隙的產生。
優選的樹脂是酚醛樹脂。這樣的樹脂是眾所周知的，它是由苯酚和甲醛的反應產生的。優選的情況下，樹脂體系含有，甲醛對苯酚的比為0.85的甲醛和苯酚。苯酚和甲醛之間的反應正常情況下是酸催化的，因此所得到的樹脂必須進行緩沖、脫水并調節游離苯酚。優選地pH值約為7.0，水量低于0.1％，游離苯酚在0.2-0.9％之間。然后樹脂用溶劑配成溶液。合適的溶劑包含一級醇例如甲醇，乙醇，異丙醇和糠醇；二元醇例如乙二醇；酮例如甲乙酮和甲基異丁基酮；醛例如糠醛和乙醛；輝綠酯和二甲基甲酰胺。優選的情況下，溶劑是呋喃化合物，最好是糠醛或者糠醇和糠醛的溶液。實際上樹脂溶液包含堿性共反應劑例如三亞乙基四胺，二亞乙基四胺，乙二胺或四亞乙基戊胺。其它的合適的共反應劑包括具有胺值為1000±100和等價分子量為30±2的二胺。
作為B分級苯酚的可溶可熔酚醛樹脂 糠醛溶液的替代物，本發明可以使用溶解在乙二醇和甲醛中的苯酚的可溶可熔酚醛樹脂，但是這種樹脂不大令人滿意。
另一種可替換的粘結劑體系包括使用糠醛和一種粉狀酚醛樹脂，糠醛和粉狀的酚醛樹脂相混合，直到糠醛粘著了固態的粉狀樹脂為止，然后所得到的塑化樹脂使得原料聚集成團塊。隨后使用轉筒式干燥機來增稠團塊。該過程導致得到了具有優良特性的團塊。
所使用的石墨優選地是天然片狀石墨，碳含量不少于約94％，優選的情況下，石墨片的尺寸應該由集中在250微米左右的正態分布曲線描述。雖然在石墨中允許有少量的雜質存在，但是使這樣的雜質含量減低到最少是優選的。石墨優選地應該顯著地不含污染物和殘留的浮選化合物，水含量應該小于0.5％。表1列出了優選的片狀石墨的分析結果。
石墨呈粉末形式，以便它能夠與煅燒白云石粉和樹脂形成團塊，和這些團塊然后能夠模壓成固定的形狀供碳化用。顆粒的直徑優選地是0.044-0.3毫米。
煅燒白云石也呈粉未形式，它能夠與石墨和樹脂形成團塊。優選地煅燒白云石要小到足以穿過14目網篩(美國標準篩)，和大到足以留在100目的網篩上。但是，當過篩煅燒白云石以獲得本發明合適粒度范圍時，絕對不必將所有穿過100目網篩的物質除去。例如，如果過篩過程持續很長時間，包括約達10％(重量)的最終能通過100目網篩的細粒料是容許的。此外，也可以包括煅燒白云石的球磨細粒料。球磨細粒料小到足以穿過325號美國標準篩網，球磨細粒料可以定義為具有表面積對重量比為2300厘米2/克-2800厘米2/克的顆粒。合適的煅燒白云石是具有直徑0.15毫米-1.4毫米粒度的粉末，還可以包含白云石球磨機細粒料。白云石可以允許有少量的雜質。可是，使這樣的雜質量減少到最低限度是優選的。煅燒白云石優選地應該含有最低量56.5％的CaO，41.5％MgO和最高量2％的其它雜質，以及含有最高量1％的Fe2O3。下表2列出了優選的煅燒白云石的分析結果。
煅燒白云石的密度優選地是3.25-3.28克/厘米3。因此，煅燒白云石應該燒結到顆粒的堆密度最少是3.25克/厘米3。優選地總孔隙率，開口的和封閉的，不應超過5％。注口所含的煅燒白云石級分的優選粒度分布是150微米-1300微米，而球磨機細粒料具有7.2微米的統計平均粒徑。在另一個優選的實施方案中，煅燒白云石包括具有直徑0.15毫米-1.4毫米的粒度范圍的級分(粗級分)和球磨機細粒料級分。在該優選的實施方案中1對于該固體拌合物，煅燒白云石的粗級分應該在約32％(重量)-約43％(重量)的范圍內。固體拌合物包括所有的固體材料(例如石墨和煅燒白云石)，但不包括樹脂、溶劑和樹脂共反應劑。在該優選實施方案中，球磨機細粒料級分可以占固體拌合物的20％(重量)至25％(重量)。
本發明所使用的固體拌合物可以進一步包括其它的氧化物，這些氧化物與CaO和MgO是相容的。這樣的氧化物包括二氧化硅(SiO2)，二氧化鋯(ZrO2)，二氧化鉿(HfO2)，二氧化鈰(CeO2)，二氧化鈦(TiO2)和氧化鎂(MgO)。這些氧化物含量應該低于固體拌合物重量的25％，優選地不多于10％重量，最優選地不多于5％重量。氧化鎂的含量可以超過1％(例如多于1％到10％或者多于1％到5％)。此外，在固體拌合物中也可以包含耐火注口所使用的有效量的已知抗氧劑。合適的抗氧劑可以包括鋁，硅，硼，鈣和鎂的金屬粉末或者硅，鈣，鋯，硼，鉭和鈦的碳化物。為了在表面形成保護層防止氧氣進入主體，可以向該主體加入某些低熔點氧化物例如氧化硼、硼酸鈉或玻璃形成體氧化鋁，氧化硅，氧化硼，氧化磷和氧化鋯的任何組合物。這些氧將破壞碳鍵，因此必須利用某些阻擋層來防止氧來破壞碳鍵。加入金屬或形成玻璃氧化物或碳化物就能實現這一點。以有效量的抗氧化劑加入這些材料，以保護注口不發生氧化，特別是當注口受熱時。
本發明的注口和有關制品郜是由常規的模壓技術制造的。首先，含有白云石、石墨和任選的金屬氧化物添加劑和任選的抗氧劑添加劑的固體拌合物相混合。其次，向固體干燥的拌合物中加入樹脂，在聚集混合器中使各種組分混合以形成團塊。團塊優選地具有集中在400微米左右的正態粒度分布，團塊不大于約2000微米，和不小于約150微米。當固體拌合物是濕摻樹脂時，混合操作形成了團塊。例如，在優選的實施方案中，利用樹脂溶液與共反應劑一道濕法混合固體拌合物就形成團塊。在混合操作期間，通過樹脂粘度的增強發生了團塊的致密，在揮發性液體蒸發和樹脂與共反應劑彼此反應時，就發生了樹脂粘度的增強。團塊的堆密度優選地不小于1.65克/厘米3，較優選地為1.9-2.1克/厘米3。當以10000磅/英寸2的壓力模壓時，這樣的團塊就形成具有堆密度為2.37-2.45克/厘米3的制品。
形成團塊最好是在環境的溫度下進行，僅僅有逐漸增加的有限量溫熱即可，而這種溫熱是由于混合和樹脂硬化時輕微的放熱反應而產生的。成團塊材料優選地將不允許超過大于約140°F的溫度，溫度增加的速率也不應該高于約3°F/分。
團塊放在模子中(例如橡膠模)，和在高壓下例如8500磅/英寸2(580巴)到25000磅/英寸2(1700巴)的壓力下成形，以得到具有堆積密度在2.35-2.45免/厘米3范圍內的一定形狀的結構，這種堆積密度對于金屬鑄造程序是一種優選的操作密度。可以使用等壓帶橡膠壓型的壓力機來進行模壓操作。在模壓后，成形結構在無氧的條件下(例如在氮氣或氬氣的氣氛中)在高溫下(例如975-1375℃)加熱，直到樹脂鍵轉化為碳鍵為止。這種焦化狀態的制品將具有所需要的物理特性，可以成功的用作注口和鑄造熔化金屬之類的管件。
在用于形成本發明的注口和類似制品的團體材料的量和比例方面可以有廣泛的變化。一般說來，煅燒白云石(包括球磨機細粒料)以固體拌合物重量為基可以從30％變化到70％。如果不另作說明，這里給出的所有的百分數都是重量百分數。
這種固體拌合物中應該至少約有25％(重量)的石墨。為了避免阻塞問題，只要有足量的白云石，對于石墨量就不存在上限。但是，為了避免與含有大量石墨的注口有聯系的過度燒蝕問題，限制石墨的量不高于45％是優選的。因此，本發明的一個優選實施方案，以固體拌合物的重量為基，石墨量可以從約25％(重量)變化到約45％(重量)，更優選地從約30％(重量)到45％(重量)。但是，為了使抗阻塞的優點與得到合適性能所需的耐熱沖擊性相結合，石墨的含量應大于33％(例如，大于35％)至約43％，優選地約為37-43％，最優選約38％，而煅燒白云石應該在37-63％(重量)的范圍內，以上均以固體拌合物重量為基。
本發明注口的耐熱沖擊性是很有意義的，因為它可以逕直使用注口，而無需進行大范圍的而且耗時的預熱程序。
視品位不同而定溫度可由2850°變化到3100°F的熔化鋼碰到較冷的管件時，管件內部開始膨脹，內部膨脹速度比管件外部的膨脹速度快。這將在管件的外層部位產生抗張“環箍應力”。如果這種應力超過了材料的抗張斷裂強度，那未管件將破裂。當管件破裂時，空氣將進入鋼水流中，這將導致不需要的氧化。
下式列出了用于評估耐熱沖擊性的參數Rst=Gα2E]]>在上述的公式中，G是表面斷裂能；α是熱膨脹線性系數，E是楊氏模量，楊氏模量是在應力對應變曲線彈性區域內應力對應變的比。
當斷裂(即破裂)概率(probability of failure)低于容許值時，對于本發明的目的來說，可獲得合適的耐熱沖擊性。圖4是表示縱軸的斷裂概率和橫軸的Rst值之間關系的曲線圖。從實用上，由于這樣的Rst值是與小于10-2的斷裂概率相關聯的，所以當Rst值約為25或更高值時，即可獲得容許的耐熱沖擊性 由于已觀察到，當石墨含量為33％而煅燒白云石含量為62％時，Rst值是24.6，所以當石墨含量高于33％時，就會開始獲得這樣的值。當石墨的量大于固體拌合物重量的35％時，則耐熱沖擊性將有明顯的改進。
本發明的注口可以完全由上述象圖1所示的實施方案那樣的組合物形成。圖1表明了一般由標號為1所表示的注口。整個的注口是由本發明標號2所表示耐火材料制造的。
圖2表示3另一實施方案，其中，只有注口的內部才是由本發明的耐火材料制造的。因此，圖2包括了由本發明的耐火材料制造的內襯3，而外部材料4可以是較便宜的材料，因為外部材料不與熔化金屬接觸。圖1和圖2也表明了熔化金屬通過的注口內的內腔5。
下列的實例例示說明了本發明的優選實施方案，它們都具有可接受的耐熱沖擊值。
例1-6是由表3所列的組合物制造的，表3給出了其中所使用的每個成分的重量百分數。在例1-6中，這些成分(石墨、煅燒白云石和球磨機細粒料)是干混的，以形成拌合物，拌合物然后與樹脂和共反應劑進行濕混。混合是連續進行的，以便形成硬化的樹脂和固體顆粒的團塊。這些團塊放在橡膠模中，在高壓(例如8500～25000磅/英寸2的壓力)下成形。接著，這些部件在無氧的情況下加熱，直到樹脂轉化為碳鍵為止。這種焦化狀態的部件具有所需要的物理特性，可成功地用作澆注管件。表4列出了這些特性。
上面所有的實例都很好地具有超過25的Rst值。可是，與石墨含量為38％時的Rst值為38.5相比較，石墨含量從占固體拌合物的38％降低到33％時將導致Rst值僅為24.6。由表5所示的組合物經模壓和碳化而形成的復合體A和B之間進行比較，例示說明了這種明顯差別，表5給出了每個成份的重量百分數。
下表6列出了復合體A和B的物理特性
由表6的Rst值和圖3的曲線圖可以看到，復合體A的斷裂概率很低，1428個管件中僅約1個管件斷裂，而復合體B的斷裂概率高得多，100個管件就有約1個管件斷裂。
當根據某些優選實施方案敘述本發明的時候，本領域技術人員將很容易意識到，在不違背本發明精神的前提下，可以作出各種變更、改變、刪改和替換。因此，應當理解本發明僅由下列權利要求書的范圍所限定。
權利要求
1.澆注熔化金屬的注口；該注口具有內區，內區形成在其中延伸貫通的孔道，以使熔化金屬通過該注口，其中所述注口的內區的至少一部分是由含有固體拌合物的耐火材料制成的，固體拌合物包含煅燒白云石和石墨，和所述固體拌合物的固體是在一碳化基體中進行結合的。
2.權利要求1的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含有30-70％(重量)的煅燒白云石和至少25％(重量)的石墨。
3.權利要求2的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含37-66％(重量)的煅燒白云石。
4.權利要求3的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含至少33％(重量)的石墨，和煅燒白云石的密度至少為3.25克/厘米3。
5.權利要求4的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含至少35％(重量)的石墨。
6.權利要求4的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含33-45％(重量)的石墨
7.權利要求6的注口，其中石墨是片狀石墨。
8.權利要求6的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含3545％(重量)的石墨。
9.權利要求8的注口，其中石墨是片狀石墨。
10.權利要求8的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含35-43％(重量)的石墨。
11.權利要求10的注口，其中石墨是片狀石墨。
12.權利要求7的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含約33％(重量)的石墨和約62％(重量)的煅燒白云石。
13.權利要求11的注口，其中固體拌合物以拌合物重量為基包含約38％(重量)的石墨。
14.權利要求13的注口，其中石墨直徑是0.044毫米-0.3毫米，煅燒白云石包括具有表面積/重量的比為2300厘米2/克-2800厘米2/克的球磨機細料部分和具有粒徑0.15毫米-1.4毫米的粗料部分；所述粗料部分以固體拌合料重量為基在32-43％(重量)的范圍內，所述球磨機細料部分以固體拌合料重量為基在20-25％(重量)的范圍內。
15.權利要求14的注口，其中所述固體拌合物中的煅燒白云石總含量約是62％(重量)。
16.權利要求15的注口，其中煅燒白云石的球磨機細料的量占固體拌合物重量的約25％，煅燒白云石的粗料的量占固體拌合物重量的約37％，所述粗料部分包括具有直徑0.15毫米-1.4毫米的第一亞份和具有直徑0.15毫米-0.42毫米的第二亞份；所述粗料第一亞份以固體拌合物重量為基是以約30％(重量)的量存在的，所述第二亞份以固體拌合物的重量為基是以約7％(重量)的量存在的。
17.權利要求16的注口，其中石墨的直徑為0.15毫米-0.3毫米。
18.權利要求9的注口，其中固體拌合物還包括選自由SiO2，ZrO2，HfO2，CeO2，TiO2和MgO所組成一組氧化物中的氧化物；所述氧化物以固體拌合物重量為基是以低于25％(重量)的量存在的。
19.權利要求9的注口，其中所述固體拌合物還包括選自由鋁，硅，硼，鈣，鎂，碳化硅，碳化鈣，碳化鋯，碳化硼，碳化鉭和碳化鈦所組成的一組物質中的抗氧劑。
20.權利要求9的注口，該注口還包括能防止氧進入碳化鑄模的氧化阻擋層；該氧化阻擋層包括選自氧化硼和硼酸鈉的低熔點氧化物和選自氧化鋁，氧化硅，氧化硼，氧化磷，氧化鋯，碳化鋁，碳化硅，碳化硼，碳化磷和碳化鋯的形成玻璃的化合物。
21.權利要求6的注口，其中所述注口的整個內區是由含有固體拌合物的耐火材料制成的，固體拌合物包含煅燒白云石和石墨，該固體拌合物的固體是在碳化基體中結合的。
22.權利要求11的注口，其中所述注口的整體是由含固體拌合物的耐火材料制成的，固體拌合物包含煅燒白云石和石墨，該固體拌合物的固體是在碳化基體中結合的。
23.鑄造熔化鋁鎮靜鐵類金屬的方法，該方法包括將所述熔化金屬通過一注口澆注入模中，然后使所述金屬固化，其中所述注口具有內區，內區形成了在其內延伸貫通的孔道，以使熔化金屬通過該注口，其中所述注口的內區的至少一部分是由含有固體拌合物的耐火材料制成，固體拌合物包含煅燒白云石和石墨，該固體拌合物的固體是在碳化基體中結合的。
24.澆注熔化鋁鎮靜鐵類金屬的方法，該方法包括通過具有內區的一注口澆注所述熔化金屬，內區形成了在其內延伸貫通的孔道以使熔化金屬通過該注口，其中該注口的內區的至少一部分是由含固體拌合物的耐火材料制成的，該固體拌合物包含煅燒白云石和石墨，該固體拌合物的固體是在碳化基體中結合的。
全文摘要
注口或注管(1)常用于澆注熔化金屬,特別是鋁鎮靜熔化鋼。注口(1)是由煅燒白云石和石墨的拌合物制成的,煅燒白云石和石墨在碳化鑄模中結合在一起。根據本發明制造的注口或注管(1)增強了耐熱沖擊性。此外,當使用本發明的注口或注管(1)澆注鋁鎮靜鋼時,本發明的注口或注管(1)將防止氧化鋁在注口中的形成。因此在連續鑄造過程中,可以長期地使用這些注口或注管(1),而不需要定期地中止生產過程和更換注管(1),因為有氧化鋁時注管會被堵塞。由于具有耐熱沖擊性,在注口(1)與熔化金屬接觸前通常的預熱步驟也大大地減少了。
文檔編號C04B35/06GK1187803SQ96194825
公開日1998年7月15日 申請日期1996年4月26日 優先權日1995年5月2日
發明者D·B·霍維爾 申請人:貝克耐火材料公司