[发明专利]耐火组合物以及原位抗氧化阻隔层

说明书

一种用于冶金容器中工作内衬的耐火组合物(耐火复合物)，包含粗粒耐火颗粒(即，骨料)部分和细粒耐火颗粒(即，细粉)部分，或者至少0.25％的添加剂氧化钙，或者至少0.25％的二氧化钛。粗粒耐火颗粒可以包括氧化铝颗粒、氧化镁颗粒、镁铝尖晶石颗粒、氧化锆颗粒或白云石颗粒，或这些颗粒中的任意组合。细粒耐火颗粒可以由任何低氧化镁耐火氧化物组成。耐火组合物可以通过喷涂、喷补、喷射、振动、浇注、抹涂、或定位不同形状的预制件，或这些技术中的任意的组合应用到冶金容器。当熔融金属接触时，熔融金属渗透到耐火材料中、润湿粗粒耐火颗粒、并形成耐火物质‑金属组合阻隔层，该阻隔层用于减少或阻挡氧气通过耐火内衬的传输。

技术领域

本申请涉及耐火组合物以及原位抗氧化阻隔层。

背景技术

背景技术部分中描述的信息不一定被承认为现有技术。

在冶金工艺(诸如铸造)中，在冶金容器中的单元操作之间传输熔融金属。例如，在连铸工艺中，钢水从炼钢炉中被排放到钢包中。钢包用作传输容器，钢水在其中从炼钢炉移动到浇铸平台。在浇铸平台处，钢水从钢包转移到中间包。中间包用作计量装置，该计量装置通过一个或多个喷嘴将钢水以连续的流分配到模具中。

冶金容器(例如钢包和中间包)必须在相对较高的温度下物理地容纳熔融金属，例如在炼钢过程中，在高于1400℃(2552℉)的温度下，在某些情况下高于1500℃或甚至高于1600℃。因此，冶金容器衬有耐火材料，以提供物理稳定和化学稳定的熔融金属接触表面以及熔融金属和容器壳体之间的隔热，容器壳体通常由脱氧钢制成并且因此如果与熔融金属接触，则容易过热并且丧失机械完整性。传统上，冶金容器中熔体接触耐火内衬的组成成分被配制成相对于容器中容纳的熔融金属尽可能是化学惰性的且物理稳定的。

许多熔融金属和合金，特别是熔融铁水，与诸如大气氧(O₂)的氧物质(oxygenspecies)发生氧化反应。钢水(铁水)中的铁会与氧物质发生反应，并生成铁的氧化物(例如，氧化铁或氧化亚铁)。这在精炼后的传输和浇铸操作中尤其成问题，在这些传输和操作中，在铁水和钢水中形成的铁的氧化物变成了铸铁和钢产品中的凝固的氧化物夹杂物，从而降低了铸铁和钢产品的洁净度。由于熔体接触耐火内衬对大气氧(O₂)的孔隙和渗透性，可能使这个问题进一步复杂化。例如，已经观察到，大气氧(O₂)易于通过冶金容器中的熔体接触耐火内衬向耐火物质-熔体界面传输，在该界面处铁水和其它钢成分(例如碳、硅、铬、锰等)被氧化。

针对冶金容器内衬已经开发了各种耐火产品。然而，在使用期间提供改进的抗氧化阻隔性能的、用于冶金容器内衬的增强的耐火组合物(本领域中常称为耐火复合物)和产品将是有利的。

发明内容

本说明书中描述的发明涉及耐火组合物(耐火复合物)，其在冶金容器中用作熔体接触内衬(即工作内衬)期间提供抗氧化阻隔性能。本说明书中描述的本发明还涉及由该耐火组合物形成的耐火工作内衬、包括耐火内衬的冶金容器、用于制造耐火内衬和用于制造包括耐火内衬的冶金容器的方法，以及在冶金工艺中使用包括耐火内衬的冶金容器的方法。耐火内衬提供增加的抗氧化阻隔性能，其特征在于，例如耐火内衬中的原位类化学蚀刻效应和/或孔隙渗透效应，熔融金属渗入到蚀刻的和/或多孔的耐火内衬中，以及渗入的熔融金属截留在耐火内衬中，从而形成耐火物质-金属组合阻隔层，其减少或阻挡氧气传输通过耐火内衬。