Un inyector sumergido, una barra de tapón o una entrada de boquilla/inyectorsumergido incorporando una banda refractaria fría de escoria inicial,

dichabanda comprendiendo una adición de zirconia parcialmente estabilizado y/ozirconia totalmente estabilizado, zirconia monoclínico y grafito caracterizadopor la proporción de monoclínico relativo al total del contenido de zirconia es almenos un 50% del peso y al menos un 50% del peso de la banda de escoriacomprende la adición de PSZ/FSZ y el zirconia monoclínico.

ARTÍCULO REFRACTARIO QUE INCORPORA UNA BANDA DE ESCORIA FRÍA

La presente invención hace referencia a una banda refractaria para su uso en procesos de fundición del metal, en particular a una banda refractaria (comúnmente denominada “banda de escoria”) para su aplicación sobre un cuerpo refractario que conecta la escoria en un proceso de fundición continuo para fabricar acero. [0002] En el proceso continuo de fundición para elaborar acero, el acero fundido se vierte con una cuchara a un gran recipiente conocido como una artesa a través de el inyector sumergido. La artesa tiene una o más salidas a través de las cuales fluye el acero fundido desde la artesa hacia uno o más respectivos moldes. El acero fundido se enfría y forma una capa sólida en los moldes y eventualmente forma filamentos de metal continuos y sólidos. Una boquilla de entrada sumergida o una boquilla de fundición se localiza entre la artesa y el ingreso de aire: La velocidad del flujo de acero hacia cada molde se controla a menudo con una barra de tapón que reside en la artesa y puede desplazarse de forma vertical mediante un aparato de elevación hacia dentro y fuera de la entrada de la boquilla de entrada sumergida. [0003] Muchos de los cuerpos refractarios, como por ejemplo el inyector sumergido, la boquilla de entrada sumergida y la barra de tapón, tienen regiones que entran en frecuente contacto con una capa de escoria que se establece en la parte superior del metal fundido. La escoria es altamente corrosiva y por lo tanto todos los dispositivos mencionados anteriormente están en riesgo de corrosión tras haber sido sumergidos o parcialmente sumergidos en el metal fundido durante periodos de tiempo relativamente cortos a no ser que estén protegidos de alguna manera de las propiedades corrosivas de la escoria. [0004] Una solución común a este problema es proporcionar una “banda de escoria” por ejemplo una zona resistente al desgaste del material en la región del cuerpo refractario que suele conectar con la escoria en uso. Dicho material es grafito de zirconia con enlace de carbono. Sin embargo, su uso está perjudicado por el hecho de que el zirconia es un polimórfico, existiendo en forma monoclínica a una temperatura ambiente, cambiando a una estructura tetraédrica a 1170ºC y a una forma cúbica a unos 2300ºC. El cambio de monoclínico a tetraedro se acompaña con un cambio de volumen reversible (disminución) del 5% (ver Figura 1) que lleva a la rotura de los granos y por lo tanto al fallo del refractario. Este cambio volumétrico no deseado ha sido aliviado en gran medida mediante la adición de cantidades controladas de varios óxidos cúbicos, como el óxido de calcio, la magnesia o la itria. Estos óxidos establecidos forman una solución sólida con zirconia y generan una estructura que es una mezcla de zirconias cúbicos y monoclínicos, conocida como “zirconia parcialmente estabilizado” (PSZ) . El PSZ se utiliza en bandas de escoria ya que se considera que exhiben el balance óptimo de las propiedades de la expansión termal y del choque de resistencia termal. [0005] Un inconveniente asociado con el uso de PSZ para bandas de escoria es que la alta expansión termal coeficiente del material (10 x 10-6/ºC) necesita un precalientamiento del refractario antes de poder ser utilizado para el flujo del acero líquido. Las temperaturas de precalientamiento están normalmente entre los 900ºC y los 1400ºC y los tiempos de precalentamiento están normalmente entre 1 y 8 horas. Esto claramente no es deseable ya que aumenta el coste del proceso y causa un periodo de inactividad largo si el proceso de fundición debe pararse por alguna razón. Los fabricantes de acero requieren unas capacidades de comienzo frío de las bandas de escoria para las boquillas/inyectores de entrada sumergida en particular, en emergencias como por ejemplo cuando un filamento se pierde debido a un fallo en el inicio. Con tal de mantener la fundición del acero en tales circunstancias, un tubo no precalentado se pone en funcionamiento sobre un filamento en reserva. Estos tubos fríos de puesta en marcha pueden ser proporcionados con una banda de escoria fabricada con aproximadamente un 10% de zirconia reemplazado por carburo de silicona y los tubos son descarburizados. Sin embargo, mientras la baja expansión termal del carburo de silicona confiere suficiente resistencia de choque termal para un inicio frío, el carburo de silicona es soluble en el molde de escoria. Por lo tanto, esto sirve sólo como una medida temporal dado que la resistencia a la corrosión del tubo se ve seriamente comprometida. [0006] JP-A- 52 102 308 publica boquillas para la fundición continua con el 50-90% de PSZ conteniendo entre 2-5%peso de CaO y el resto siendo zirconia monoclínica. También, US 4.913.408 hace referencia a una funda de escoria para la fundición continua llevada a cabo con PSZ y/o zirconia totalmente estabilizado (FSZ) mezclado con zirconia monoclínico. [0007] La presente invención tiene el objetivo de proporcionar una banda refractaria mejorada, en particular una banda de escoria fría inicial que supere o al menos alivie los problemas mencionados con anterioridad. [0008] En consecuencia, la presente invención proporciona un inyector sumergido, una barra de tapón o una boquilla o inyector de entrada sumergida incorporando una composición refractaria como una banda de escoria fría comprendiendo una adición de zirconia parcialmente estabilizado o zirconia monoclínico totalmente estabilizado de zirconia y grafito, en la que la proporción del monoclínico relacionado con el contenido total de zirconia es al menos un 50% del peso como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención, la banda fría de escoria refractaria comprendiendo una adición de zirconia parcialmente estabilizado y/o zirconia monoclínico totalmente estabilizado de zirconia y grafito en el que la proporción de monoclínico relativa al total del contenido de zirconia es al menos un 50% del peso, y al menos un 50% el peso de dicha banda de escoria comprende la adición de PSZ/FSZ y zirconia monoclínico. [0010] Los inventores han descubierto sorprendentemente que la mezcla de zirconia (PSZ) o zirconia totalmente estabilizado (FSZ) con zirconia monoclínico proporciona una expansión termal total que es mucho más baja que la que se obtiene con solo PSZ o FSZ permitiendo por lo tanto el uso del refractario con un comienzo frío a la vez que se conserva la durabilidad. Mientras que los inventores no desean ser limitados por la teoría, se cree que varios tipos de zirconia causan un efecto balanza entre la expansión termal de la PSZ/FSZ y la contracción de el zirconia monoclínico durante el calentamiento de la banda. [0011] El zirconia monoclínico comprende al menos un 50% o un 57% del total del contenido de zirconia. [0012] En ciertos modos de realización, la cantidad máxima de zirconia monoclínico relativa al total de contenido de zirconia puede ser un 85% por peso (particularmente cuando el resto de zirconia es FSZ) . Según otros modos de realización, particularmente cuando el zirconia restante es PSZ, la cantidad máxima de zirconia monoclínico puede ser 65%peso. [0013] Cualquier tamaño de grano adecuado de PSZ/FSZ y de zirconia monoclínico debe proporcionarse a la adición, cuando el tamaño del grano de PSZ/FSZ sean del mismo o diferente tamaño que el monoclínico. Sin embargo, en ciertos modos de realización, el máximo diámetro de grano del monoclínico es igual a o menor que 1mm, y en otros modos de realización es de 0, 25 a 0, 5mm. [0014] La PSZ y la FSZ a incorporar en la mezcla de la presente invención puede formarse al fusionar zirconia con cantidades controladas de varios óxidos, como óxido de calcio, magnesia o itria, preferiblemente óxido de calcio. Se entiende que para un dopante como óxido de calcio tanto si el PSZ o el FSZ están formados depende simplemente del nivel de dopante añadido. [0015] Otros componentes adecuados pueden incluirse en la composición o la banda de escoria en adición al zirconia, preferiblemente el grafito. En la presente invención, al menos un 50% del peso de la composición de la banda de escoria comprende la adición de PSZ/FSZ y zirconia monoclínico, y en algunos modos de realización al menos un 75% del peso.

De acuerdo con las presentes reivindicaciones, la invención reside en un articulo refractario con forma de inyector sumergido, barra de tapón o boquilla/inyector de entrada sumergida que incorpora la llamada banda de escoria fría. [0017] La banda refractaria puede estar formada de manera integral con el articulo refractario que requiere protección de la banda. El artículo puede ser por ejemplo un inyector sumergido, una barra de tapón o una boquilla/inyector de entrada sumergida... [Seguir leyendo]

1. Un inyector sumergido, una barra de tapón o una entrada de boquilla/inyector sumergido incorporando una banda refractaria fría de escoria inicial, dicha banda comprendiendo una adición de zirconia parcialmente estabilizado y/o

zirconia totalmente estabilizado, zirconia monoclínico y grafito caracterizado por la proporción de monoclínico relativo al total del contenido de zirconia es al menos un 50% del peso y al menos un 50% del peso de la banda de escoria comprende la adición de PSZ/FSZ y el zirconia monoclínico.

2. La boquilla, barra de tapón o inyector como describe la reivindicación 1, en el

que la banda de escoria contiene FSZ y el contenido de zirconia monoclínico relativo al total de contenido de zirconia no es mayor al 85% del peso.

3. La boquilla, barra de tapón o inyector como describe cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la banda de escoria contiene PSZ y el contenido de zirconia monoclínico relativo al total de contenido de zirconia no

es mayor al 65% del peso.

4. La boquilla como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diámetro del grano del zirconia monoclínico es de entre 0, 25 a 0, 5mm.

Temperatura