CN1968772B - 闸板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冶金熔液容器滑阀的闸板和用于生产上述类型的闸板的方法。该闸板具有由耐火陶瓷材料构成的基体；该基体有至少一个垂直于其主要表面延伸的通流口并环绕由耐火陶瓷材料构成的环形嵌入体；基体和嵌入体一起被压制；嵌入体至少在基体的主要表面范围内在各面环绕通流口，并与主要表面平齐；用一种浸渍剂填充嵌入体和基体之间存在的空间，该浸渍剂使基体与嵌入体在200至700℃之间的温度对闸板进行退火之后传力连接，所述空间是位于嵌入体周围表面和基体表面之间的环形间隙。在所述方法中，所述嵌入体在压制过程中在所述基体中一体化、出模，在嵌入体和基体之间的过渡区内对这样构成的闸板用浸渍剂浸渍并退火。
Description
技术领域
本发明涉及一种在冶金熔液容器中用于滑阀的闸板。
背景技术
人们所理解的既用于直线滑阀又用于旋转滑阀的闸板，几十年来一直用于金属熔液容器的流出控制，例如铸钢桶或者所谓的中间罐。
这样的滑阀(滑阀系统)例如由两块板组成，一块固定的，一块可移动的。两块板具有至少一个用于所属熔液的通流口，其中通流口垂直经过板的主要表面。两块板相对可以互相移动，使得板的相应的通流口可以被错开，部分重叠或者排成直线的相互对齐，以调节通过的熔液的量或者中断熔断流。
已知带有两个以上的板的滑阀系统。
在使用时通流口的壁范围尤其易磨损。为了改善其抗磨损性(同样为了便于修理)，已知在板的基体中在通流口周围配置一个由特别的抗磨损材料组成的环形嵌入体。有问题的是，该嵌入体与其周围的基体的耐火材料的“连接”。
由DE 100 06 939 C1中已知，在相应的板的基体间隙内为环形嵌入体抹上砂浆。因而基体必须在机械方面做好相应的准备，例如钻孔。这样会导致额外的成本。此外只能使用旋转对称的嵌入体。
在DE 100 06 939 C1中也提到这种方案，即通过与周围的耐火母体材料一起压制压制环形嵌入体。这样预制的嵌入体被放入压模中，由稍后构成基体的泥料环绕，接着压制该泥料。这种方法在原则上可以运用在任意的嵌入体形状上，并且容易完成。其缺点是，嵌入体和周围的基体由压力机成形后脱开并在嵌入体和基体之间产生一个较小的缝隙。这样该嵌入体在使用滑阀中闸板时与周围的基体脱开或者甚至脱落。
经常使用的方法为，用一种耐火的，水合的泥料(一种混凝土)包封预成形的置入体。同样用这样方式来使用几乎任意的嵌入体的几何图形。在加热时，基体的母体材料的水合结合损失至少一部分强度。只有在温度明显超过1000℃时才会产生固定的陶瓷结合。在这种联系中人们把其称为“强度空洞”，通常在900℃左右。在使用闸板时，在板的通孔和边缘之间形成较强的温度梯度。在通流口范围耐火材料温度大约为液态钢的温度(例如，1600℃)。在板的边缘温度明显降低。必然在板内产生一个加热到“强度空洞”(大约900℃)的范围。板磨损相应提高。
发明内容
由现有技术出发，本发明的目的是，提供一种用于金属熔液容器滑阀的闸板，其在熔液的通流口范围中具有一个抗磨损的嵌入体，其中该闸板可以用简单的方法生产，并且在其总体积上具有一个尽可能固定不变的较高的强度(抗磨损性)。
为了实现该目的本发明由上面提到的现有技术出发，即在压制用于基体的环绕嵌入体的耐火母体材料时在基体中在原处固定嵌入体。下面把该嵌入体描述为“环形”，其“精确环形”，由此得出嵌入体外部圆周范围的圆形。这个概念也包括造型，其中在相对立的端面之间的通流口的轴向上使嵌入体外部成阶梯形，即有不同的外径或者用圆锥形周围表面构成。“环形”更进一步包含非对称的周围形状和偏心配置通流口。环形使嵌入体有引导熔液的通流口。
像描述的那样，在成形时为构成嵌入体和基体之间的空间(间隙)，通常以环形间隙位于嵌入体周围表面和基体相对应的表面，其至少局部阻碍两部分的传力连接。这个空间(间隙)可以是多段的。
该问题根据本发明可以这样解决，即用可以使基体与嵌入体传力连接的浸渍剂填充嵌入体和基体之间存在的空间。
本发明最普通的实施形式涉及具有以下特征的一种用于冶金属熔液容器滑阀的闸板：
a)该闸板具有一个由耐火陶瓷材料组成的基体，
b)该基体具有至少一个垂直于基体主要表面的通流口，
c)该基体环绕一个由耐火陶瓷材料组成的环形嵌入体，
d)基体和嵌入体一起被压制，
e)该嵌入体至少在基体的主要表面范围内在各面环绕通流口，并且与主要表面平齐，
f)用一种浸渍剂填充嵌入体和基体之间存在的空间，该浸渍剂使基体与嵌入体在200至700℃之间的温度对闸板进行退火之后实现传力连接，所述空间以位于嵌入体周围表面和基体相对应的表面之间的环形间隙的形式存在。
提到的嵌入体与基体之间的间隔(其中两部分之间不存在传力连接)通常及其窄并且具有通常小于100微米的宽度，经常小于10微米。这样窄的空间(间隙)明显不能用灰泥或者类似的材料填充。可使用(液体的)浸渍剂使空腔被填充成，并且用这样方式两个部分被连接起来。
在此可以用含碳的浸渍剂填充该空间。这样的浸渍剂可以例如由以下材料组选出：煤焦油沥青，石油沥青，酚醛树脂。
从压力机出模后用这样的材料对闸板进行浸渍，紧接着在200至700℃的温度之间对板所述的退火(tempern)使得浸渍剂结焦并凝固，其中其在环形嵌入体与周围的基体之间产生希望的传力连接。所述两个部件之间的间隙将通过一个连续的碳层相连接。
在此浸渍剂限制在提到的嵌入体与基体之间的过度区内。也可选择较大一些的浸渍范围，直到全部板被浸渍。
浸渍具有的额外优点为，板的密封性在被浸渍的范围内总体被提高并且其滑移性能增强。
当嵌入体和基体的材料在浸渍前具有体积5％至20％的开口孔隙度时可以优化浸渍。因而基体的开口孔隙度通常高于嵌入体的开口孔隙度，因为嵌入体已经被作为预成形的通常是预压制部分来使用。
对于材料的选择以及压制技术可以这样选择，即嵌入体与基体之间的要被填充的空间的宽度≤70微米，例如在20至70微米之间。也可以通过对于嵌入体或者基体的粒度的选择进行调整。
当嵌入体通常作为预压制的部分来使用时，基体在必要情况下可以通过铸造技术来制造。通常间隙较高一点，使得嵌入体和基体之间的空间(间隙)的宽度在浸渍之前和对板的可能烘干之后高于提到的100微米。
此外关于材料的选择可以把背景技术中描述的特点转用到本发明的闸板上。这样通常嵌入体比基体具有更高的抗磨损性。因而对于基体可以使用便宜的材料质量，因此闸板的总体价格降低。
通常用不同的耐火陶瓷材料构成嵌入体和基体。
用于嵌入体的合适材料是一种基于ZrO2的材料。例如对于基体可以用基于Al2O3的材料。
尽管可以用不同的方法像前面所述的那样生产闸板，一种方法是有利的，其中由耐火陶瓷材料组成的预压制的环形嵌入体在压制过程中在 由耐火陶瓷材料组成的基体中一体化，出模，并且紧接着在嵌入体和基体之间的过渡区内对这样构成的闸板用浸渍剂浸渍并且退火。
这样的方法在以下的试验中来证明：
将烧过的由被氧化镁稳定的氧化锆组成的环形嵌入体至于压制模子内。紧接着用基于氧化铝的压制泥料环绕该嵌入体，并且使用的量为，压制泥料(用于构成基体)高出于该嵌入体的上面的端面，并且在紧接着的压制过程后基体的上部的端面与嵌入体的上部的端面平齐。
在这样压制的闸板出模后，在嵌入体与基体之间的过渡区两边各几毫米的范围内用液体煤焦油沥青浸渍以及紧接着以500℃对其进行退火。
附图说明
如附图1所示，在嵌入体1与基体2之间的清晰的过渡区内一个由结焦的煤焦油沥青组成的宽度大约为5微米的层3可以通过显微镜来证明。
具体实施方式
该填充层在嵌入体与外壳(基体)之间形成一个传力接合。这样嵌入体比较稳定而且可靠地固定于基体上。在后面的实际试验中对闸板以及用于构成滑阀系统的构造相同的闸板进行测试。用6种装料钢进行浇铸，并且不会失去嵌入体在基体内的传力连接。
对于闸板内的嵌入体的更好的固定将通过下面的试验来检测，如图2所示：
将板10水平置于环12上，其中嵌入体14不压在上面。嵌入体14的外径为130毫米，孔内径为80毫米，厚度为15毫米。板从上面开始在6个以均匀的角度间隔分布在虚拟圆周上的位置16上直到嵌入体14的上部14o被钻孔。在孔引中入带有6个相应压力柱20的压模18。测量破坏嵌入体14或者由板10脱落的力量。
因而对于按照本发明构成的在500摄氏度退火的闸板(E)和对于没有浸渍的构造相同的闸板(S)各试验5次并确定每个板的平均值。
对于S的值为2±1千牛。对于E的值为18±3千牛。
嵌入体可以延伸在闸板(垂至于主要表面)的整个高度。同样可能的是，嵌入环外径与其周围的基体相应的逐级变化相符成阶梯型。这样就会产生额外的金属稳定性，使得嵌入时环可靠地位于基板的相一致的领口(Kragen)上，并且不会在金属熔液的流动方向上脱落。
Claims (9)
1.用于冶金熔液容器滑阀的闸板，具有以下的特征：
a)该闸板具有由耐火陶瓷材料构成的基体(2)，
b)该基体(2)具有至少一个垂直于基体(2)的主要表面而延伸的通流口，
c)该基体(2)环绕由耐火陶瓷材料构成的环形嵌入体(1)，
d)基体(2)和嵌入体(1)一起被压制，
e)该嵌入体(1)至少在基体(2)的主要表面范围内在各面环绕通流口，并且与主要表面平齐，
f)用一种浸渍剂填充嵌入体(1)和基体(2)之间存在的空间，该浸渍剂使基体(2)与嵌入体(1)在200至700℃之间的温度对闸板进行退火之后实现传力连接，所述空间以位于嵌入体周围表面和基体相对应的表面之间的环形间隙的形式存在。
2.根据权利要求1所述的闸板，其特征在于，所述浸渍剂为含碳的浸渍剂。
3.根据权利要求1所述的闸板，其特征在于，所述浸渍剂由以下材料组选出：煤焦油沥青，石油沥青，酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的闸板，其特征在于，用浸渍剂填充的间隙的宽度小于100微米。
5.根据权利要求1所述的闸板，其嵌入体(1)的抗磨损性高于基体(2)的抗磨损性。
6.根据权利要求1所述的闸板，其中嵌入体(1)与基体(2)由不同的耐火陶瓷材料构成。
7.根据权利要求1所述的闸板，其嵌入体(1)用基于ZrO2的材料构成。
8.根据权利要求1所述的闸板，其基体(2)用基于Al2O3的材料构成。
9.用于生产根据权利要求1所述的闸板的方法，其中由耐火陶瓷材料组成的预压制的环形嵌入体在压制过程中在由耐火陶瓷材料组成的基体中一体化、出模，并且紧接着在嵌入体和基体之间的过渡区内对这样构成的闸板用浸渍剂漫渍并且退火。
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