專利名稱：缸封閉磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個制作缸封閉磚(Pfannenverschlussstein)的方法，該封閉磚由耐火的混凝土制成并用于冶金的缸或者用于一個對應(yīng)的缸封閉磚。
耐火的缸封閉磚按照現(xiàn)有技術(shù)，通過例如將一種流動粘結(jié)的耐火混凝土澆注到模具中或者作為擠壓坯而制成。它們例如在鋼水缸中作為滑動閘板而應(yīng)用。以便打開和饋閉冶金的缸。為此，這種封閉磚的相應(yīng)表面必須可在缸的排放口處滑動，以便保證該排放口能可靠地打開和關(guān)閉。
這種要求在實踐中通常遇到了困難，因為這個相應(yīng)的滑動表面直接與侵蝕性的高溫熔化金屬相接觸，并可能形成影響封閉磚性能的燒結(jié)物。
此外，由于相應(yīng)的滑動表面區(qū)域中大的溫度差以及高的熱載荷從而在磚中引起巨大的熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力可能導(dǎo)致該封閉磚斷裂和過早的損壞。
為了避免在滑動封閉件的滑動表面上形成燒結(jié)物和改善滑動特性，已經(jīng)公知的是將封閉磚在含碳的介質(zhì)中例如焦油中浸漬或者在耐火混凝土澆鑄以前摻混有適當(dāng)?shù)奶砑觿?br> 這種形式的滑板封閉件例如在DE-PS 2624299中已公開。
但是按照這個文獻制作的缸封閉磚，應(yīng)用了這樣的耐火混凝土，它在焙燒之后具有一個相當(dāng)高的至少為7×107Pa(帕斯卡)的低溫抗壓強度。然而這種抗拉的混凝土類型由于混合有例如碳黑、瀝青或石墨作為滑動材料，所以在制作時就會帶來問題。因為將這種公知的封閉磚浸沒在例如焦油中則由于在這種高強度的耐火混凝土中存在的強制性低孔隙度，會導(dǎo)致碳載體在耐火混凝土中達不到要求的滲入深度，所以這種類型的滑板封閉件實際上是不能應(yīng)用的。
在用于冶金缸的滑板封閉件情況下除了改善滑動特性外，將碳素嵌置到例如鎂—，白云石—，或鋁釩土—耐火壓坯的構(gòu)造中也會實現(xiàn)一個壽命的提高。
為此，這種壓坯在一種壓力浸漬工藝中用有機的碳載體作浸漬處理。它們與浸過焦油的磚件相比具有一個延長的使用壽命和更好的抵抗熔渣或侵蝕氣體的抗腐蝕性。
例如在由流動粘結(jié)的耐火混凝土澆鑄成耐火的封閉磚情況下，但是至今還沒有應(yīng)用一個壓力浸漬工藝，因此碳載體的滲入深度是太微小了。此外，在公知的缸封閉磚情況下，由于高溫熔化金屬的熱載荷造成的不同的熱膨脹問題也不能解決，所以在密封表面的區(qū)域中就出現(xiàn)龜裂和斷裂。
本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)建一個制作缸封閉磚的方法，該封閉磚由耐火的混凝土制成并用于冶金的缸，其中，一方面該碳素可以在混凝土構(gòu)造中形成足夠大的滲入深度，另一方面還能在密封表面區(qū)域允許較高的熱膨脹而封閉磚不損壞。
這一任務(wù)通過下面的方法步驟解決a，將一個由耐火混凝土預(yù)先制作的，澆鑄的或擠壓的環(huán)件如此安置在鑄模中，即該環(huán)件將以后通過一個鑄芯填充的排放通道對中地包圍并且它的底側(cè)面平整地安置在鑄模的底部上；b，用膏狀的耐火混凝土圍繞著環(huán)件的上側(cè)面和外圓周表面澆鑄并注滿該鑄模；c，將澆鑄的耐火混凝土，最好通過振動壓實；d，將壓實的耐火混凝土烘干；e，用一種碳載體借助壓力浸漬對烘干的耐火凝土作浸漬處理；f，將浸漬過的耐火混凝土在一個處于還原氣氛中的爐裝置中進行熱處理以裂解碳載體而分裂出碳。
通過描述的方法特征，首先可以將一種耐火混凝土應(yīng)用于制作耐火的缸封閉磚，在其結(jié)構(gòu)中，由于借助一個壓力浸漬可以使碳達到足夠的滲入深度。通過在澆鑄之前將環(huán)件置于鑄模中，同時可令人驚奇地實現(xiàn)，既不會出現(xiàn)斷裂又可以補償明顯較高的熱應(yīng)力，因此，可以制成一種具有優(yōu)秀密封特性和延長了壽命的封閉磚。
在本發(fā)明方法的一個優(yōu)選變型方案中，該坯件在澆注膏狀的耐火混凝土期間或者澆鑄之后承受一個負壓處理。依此在還為膏狀的混凝土料中包含的氣體泡就可以向外部逸出，并且以此方式產(chǎn)生毛細管及氣孔，這些毛細管及氣孔可以使碳載體在以后的壓力浸漬過程中更好地滲入到混凝土料中。
不必要的是，在這個制造階段，全部的混凝土料都承受一個真空處理，而是，僅僅鑄模在底部區(qū)域用膏狀混凝土填注時首先承受一下就足夠了。同時該鑄模安置在一個光滑的基座上，并在其上澆注耐火混凝土，因此，在這個區(qū)域就會形成具有良好平面度的且在以后要求滑動的表面。因為置入環(huán)件的下側(cè)面平整地安置在鑄模的底部上，所以這種平面度也不會由于放置了環(huán)件而受到影響。
通過本發(fā)明例如振動對材料進行的壓實方法，使?jié)茶T的材料得到壓實并避免在內(nèi)部形成較大的中空腔。
在澆注膏狀的耐火混凝土之前，將一個中央的芯體置入鑄模中，該芯體在制成的滑板封閉件中形成以后的排出通道。
作為鑄模，在本發(fā)明制作方法中最好應(yīng)用一個板殼，它起到丟棄的殼體的作用。
在鑄模用耐火混凝土完全注滿之后，必要時進行一個負壓處理和將材料壓實以后，該具有被包圍澆鑄之環(huán)件的成型坯送到一個烘干室中和在那里處于熱載荷下烘干。該烘干程序使坯體的強度得以提高。在烘干時應(yīng)該注意的是，避免過大的溫度差或溫度突變，因為那樣在滑板封閉件的滑動表面上形成的氣孔可能受到破壞，進而以后要完成足夠的滲入深度的浸漬工序就不再可能了。
在耐火混凝土烘干或粘結(jié)以后，該滑板封閉件就可毫無問題地被輸送和例如在一個壓熱器中堆置起來以實施壓力浸漬工作。
該壓力浸漬工作本身以公知的方式進行。首先該壓熱器可以通過一個真空泵抽空，因此，該成型粗坯被脫氣。以此方式形成的氣孔及毛細管是對于用碳載體進行浸漬工作的準備。在負壓處理結(jié)束以后，將含碳的浸漬液體，例如一種液體的酚—樹酯溶液吸入該壓熱器中。這一點可以簡單的方式如此實現(xiàn)，即該壓熱器通過一個上升管道與一個貯存器相連接，該貯存器含有浸漬液體。通過在壓熱器中處于的負壓，液體就可以不用附加的泵而被壓入該壓熱器中并將在其中放置的粗級磚所淹浸。在該壓熱器中達到一個確定的液體狀態(tài)以后，該上升管道就通過一個閥門關(guān)閉和該壓熱器通過一個壓力管道被施加壓力。依此，該浸漬液體就容易地滲入到精細的氣孔及毛細管中，因為這些氣孔及毛細管通到耐火混凝土的表面上。在一個處理時間以后，這個時間按照所應(yīng)用混凝土之調(diào)節(jié)的孔隙度可以計為數(shù)個小時，則通至貯存器的上升管道被打開和該浸漬液體通過在壓熱器中占據(jù)的高壓而被回送到貯存器中。對此也不需要附加的泵，因此浸漬工作的耗費總額就可以明顯地保持較少。
在最后描述的處理步驟之后，這些浸漬過的封閉磚就在一個爐裝置中承受一個熱處理。該熱處理的目標是使被耐火混凝土容納的浸漬液體裂解。在裂解過程中，該浸漬溶液就在分離出堅固的碳情況下分解出氣體的組分，它們轉(zhuǎn)變成爐氣氛。在應(yīng)用酚—樹脂混合物時，這些氣體是可燃的，因此，爐中的氣氛必須調(diào)節(jié)在還原狀態(tài)。依此就可同時避免，在氣孔中為混凝土體分離出的碳被氧化生成一氧化碳及二氧化碳。按照所應(yīng)用的浸漬液體，在爐中應(yīng)該達到不同的裂解溫度，它可以處于300和1200℃之間。對于碳載體的裂解，除了溫度以外，理所當(dāng)然地該成型件的停留時間也起到一個相應(yīng)的角色。
在熱處理程序以后，這樣制造的滑板封閉件就可以投入使用，同時在必要情況下，滑動表面及該環(huán)件的下側(cè)面應(yīng)該再磨削一下，依此確保在缸的排出口被打開和鎖閉時有一個可靠的性能。
這樣制造的缸封閉磚，通過耐火混凝土的原始混合比，最好是如此調(diào)節(jié)，即它們在一個約1400℃溫度的焙燒以后具有一個最大為7×107Pa(帕斯卡)的低溫抗壓強度。這種滑板封閉件與較高的強度相反具有較好的使用性能。同時，通過使混凝土調(diào)節(jié)到這個低溫抗壓強度上就可確保，孔隙度處于希望的數(shù)量級內(nèi)。
這種機械的滑動性能以及在預(yù)制環(huán)中碳的滲入深度，在本描述的制作方法中只扮演一個次要的角色，因為環(huán)件在排出通道區(qū)域內(nèi)僅僅應(yīng)該承擔(dān)熱力的膨脹并因此它的幾何尺寸可以保持相對較小。作為預(yù)制的環(huán)件，最好該環(huán)件取用內(nèi)直徑為50-180mm，厚度為10-60mm以及壁厚為10-60mm，這樣，密封表面良好的滑動性能及使用壽命就不會受到影響。
因為，用于缸封閉件的鑄模是作為丟棄的殼體而用的，所以制造這種滑板(封閉件)時不用專門的鑄模就能既無問題又能價廉的實現(xiàn)。這種為了以后形成排放接口而應(yīng)用的鑄芯可以公知的方式在耐火材料固化以后取出。
在本發(fā)明滑動封閉板在其應(yīng)用以后可以再循環(huán)制造。為此，將板殼與耐火材料分離，將混凝土壓碎和添加到一個新的混合料中，同時金屬可以熔化掉。因此不會產(chǎn)生廢料。
成型坯在澆鑄以后的烘干可以按照要得到的氣孔度在200和800℃之間的溫度下完成。
為了實施壓力浸漬工序，這作為浸漬室而設(shè)置的壓熱器可以施加負壓和高壓。以此方式該浸漬液體可以通過一條上升管道從一個貯存器毫無問題地輸入到壓熱器中并在壓力浸漬工作結(jié)束以后進行回送。這樣，就不需要附加的輸送泵，然而這些泵卻需要一個明顯的高花費。
該缸封閉磚的孔隙度最好如此調(diào)節(jié)，即它是其體積的10和60％之間值。
通過相應(yīng)調(diào)節(jié)的孔隙度，所制作的成型坯的重量就在相應(yīng)的依賴關(guān)系中變化。該烘干的坯料的單位重量，并即所謂的體積密度可以位于0.2和3.2kg/dm3之間。
本發(fā)明在附圖中以實施例方式作了描述并在下面借助附圖加以詳細說明。它表明

圖1是通過一個用于缸封閉磚的鑄模之截面圖，和圖2是一個用于壓力浸漬這種滑板封閉件的方法簡圖。
在圖1截面圖中描述的鑄模1由一個板殼2構(gòu)成，其中通過上邊的開口3澆注膏狀的耐火的耐火混凝土。該板殼2，在粘接的耐火混凝土固化之后作為丟棄的模具，因此不需要分離的鑄模了。
在板殼2的內(nèi)部置入一個芯體5，它在耐火混凝土4固化以后被取掉，因此構(gòu)成一個排出通道6以用于流出的液體金屬。該鑄模1以其下側(cè)面7安置在一個很光滑的，例如滲鉻硬化的，必要時磨光的基座8上。該基座8放置在一個未描述的振動臺上，為的是該耐火混凝土4可以在板殼2內(nèi)部振動并被壓實。
在將耐火混凝土4填入鑄模1之前，一個預(yù)先制作的環(huán)件9圍繞芯體5如此對中地安置，即它以其下側(cè)面10平整地安置在基座8上。
在環(huán)件9的外圓周面11及上側(cè)面12被膏狀的耐火混凝土4圍鑄以后，該鑄模，通過振動臺被置于振動并使得耐火混凝土4壓實。同時，可以通過一個同樣未描述的負壓(真空)泵將鑄模1的內(nèi)部抽成負壓，這樣以使首先澆鑄的耐火混凝土4層料13脫氣和形成氣孔及毛細管。
這在基座8上構(gòu)成的滑動面14在以后的應(yīng)用這種滑板封閉件時靠置到缸的排入口上并且可以通過一個側(cè)向的運動將這個排入口打開或封閉。
在圖2中描繪的流程簡圖情況下，表明一個本發(fā)明浸漬設(shè)備用于浸漬干燥的缸封閉磚。該設(shè)備包括一個壓熱器15，它通過一個真空泵16并借助一個管道17可以抽成負壓。該管道17可以通過閥門18截止。該壓熱器15還通過另一條管道19與一個壓力容器20相連接，該容器20通過一個未描述的壓力泵提供壓力空氣。同樣該管道可以通過一個閥門21截止。
在壓熱器15的下端部設(shè)置一個可通過閥門22截止的上升管道23，借助它與一個貯存容器24相連接，該容器24含有浸漬液體。
在壓熱器15的內(nèi)部置有的封閉磚可以依此方式任意地承受高壓或負壓。
如果在壓熱器15內(nèi)處于負壓情況下該閥門22打開了，則浸漬液體就自動地從貯存器24流到壓熱器15中并淹沒了在其中堆置的封閉磚。
一個相應(yīng)的浸漬液體的回送是如此以簡單方式實現(xiàn)的，即該閥門21被打開并使壓熱器15施以壓力空氣。在打開閥門22和關(guān)閉閥門18的情況下就可以按此方式使含碳的浸漬介質(zhì)回送到貯存器24中。
關(guān)于為了烘干模制件或為了熱處理以使浸漬介質(zhì)裂解而設(shè)置的爐裝置的描述或說明就可省去了，因為這些設(shè)備是傳統(tǒng)的烘干室或燃燒爐的結(jié)構(gòu)并且是完全公知的。
缸封閉磚的制作以及將其輸送到單個的處理設(shè)備去可以用人手完成，理所當(dāng)然，而且可以通過應(yīng)用相應(yīng)的輸送或裝料裝置，使單個的生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)自動化。還有單個的處理設(shè)備的控制如壓力、溫度和停留時間可以通過程序化設(shè)計的控制單元自動地實現(xiàn)。
參考編號1 鑄模2 板殼3 上開口4 耐火混凝土5 芯體6 排入通道7 下底面8 基座9 環(huán)件10下側(cè)面11外圓周面12上側(cè)面13層料14滑動面
15壓熱器16真空泵17管道18閥門19管道20壓力容器21閥門22閥門23上升管道24貯存容器
權(quán)利要求
1.一種制作由耐火的混凝土組成的缸封閉磚的方法，該缸封閉磚用于冶金的缸，其特征在于下面的方法步驟a，將一個預(yù)先制作的、澆鑄的或擠壓的環(huán)件(9)如此地安置在一個鑄模(1)中，即該環(huán)件(9)對中地圍繞著以后由一個鑄芯(5)填充的排放通道(6)，并且它的下側(cè)面(10)平整地安置在鑄模(1)的底部上；b，用膏狀的耐火混凝土(4)圍繞環(huán)件(9)的上側(cè)面(12)和外圓周表面(11)澆鑄并填充鑄模(1)；c，使?jié)茶T的耐火混凝土(4)，最好通過振動壓實；d，烘干壓實的耐火混凝土(4)；e，借助壓力浸漬方式用一種碳載體浸漬干燥的耐火混凝土(4)；f，在一個處于還原氣氛的爐裝置中對浸漬過的耐火混凝土進行熱處理以便裂解碳載體而分裂出碳。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在澆鑄膏狀的耐火混凝土期間或以后，該坯件承受一個負壓處理。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于應(yīng)用一個起到丟棄的殼體作用的板殼(2)作為鑄模(1)。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于在混合耐火混凝土?xí)r水添加量如此調(diào)節(jié)，即耐火混凝土在約1400℃情況下焙燒以后具有一個最大為7×107Pa(帕斯卡)的低溫抗壓強度。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于該烘干過程是在200和800℃之間的溫度下實現(xiàn)的。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于用于裂解碳載體的熱處理是在350和1200℃之間的溫度下完成的。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于在用碳載體進行壓力浸漬之前設(shè)置一個第二負壓處理工序。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于為了負壓處理和壓力浸漬，應(yīng)用一個共同的壓熱器(15)。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于該壓熱器(15)具有一個使其與一個碳載體貯存容器(24)相連接的并可鎖閉的上升管道(23)，通過它，在打開鎖閉機構(gòu)(22)以后由于在壓熱器(15)中處于負壓，該碳載體就流入到壓熱器(15)中直至淹沒了缸封閉磚；并且在鎖閉機構(gòu)(22)關(guān)閉上升管道(23)以后，該壓熱器(15)則為了實施壓力浸漬而被施以壓力。
10.按權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于該缸封閉磚為了壓力浸漬工序在壓熱器(15)中承受一個2和12Bar(巴)之間的壓力。
11.按權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于該碳載體在將浸漬過的缸封閉磚取出以前由于在壓熱器(15)中占據(jù)的壓力則通過打開的上升管道(23)而被回送到貯存器(24)中。
12.由一種耐火的混凝土制成的缸封閉磚，其特征在于該烘干的耐火混凝土的孔隙度位于10和60Vol-％之間，最好為15和30Vol-％(體積百分率)之間。
13.由一種耐火的混凝土制成的缸封閉磚，其特征在于其粗密度位于0.2和3.2kg/dm3之間。
14.由一種耐火的混凝土制成的缸封閉磚，包括一個對中地包圍排放通道(6)的耐火混凝土預(yù)制環(huán)件(9)，一個圍繞環(huán)件(9)的上側(cè)面(12)和外圓周面(11)的耐火混凝土料(4)，一個圍繞該耐火混凝土料(4)或者說至少在其側(cè)邊圓周面上圍繞該磚的板殼(2)，以及一個從磚的密封側(cè)面往該磚及環(huán)件(9)的內(nèi)部濃度遞減分布的碳滲入結(jié)構(gòu)。
15.按照權(quán)利要求12至14之一所述的由一種耐火的混凝土制成的缸封閉磚，該環(huán)件具有一個內(nèi)徑內(nèi)50-180mm，一個厚度為10-60mm和一個壁厚為10-60mm的尺寸。
全文摘要
一種缸封閉磚的制作方法在鑄模(1)中安置一個圍繞排出通道(6)對中的并由耐火混凝土預(yù)先制作的環(huán)件(9)，接著用膏狀的耐火混凝土(4)注滿該鑄模，使?jié)沧⒌牧蠅簩?，然后烘干，再用一種碳載體借助壓力浸漬進行浸滲。這些滲入缸封閉磚的密封面中的碳載體接著通過一個在還原氣氛中的熱處理進行裂解以分裂出碳。必要時，還可以在制作程序中進行一個或多個的負壓處理。
文檔編號B22D41/52GK1131068SQ9510294
公開日1996年9月18日 申請日期1995年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月13日
發(fā)明者郝斯特·克諾林格 申請人:郝斯特·克諾林格