陶瓷衬里和成形方法与流程

本申请总体上涉及陶瓷衬里和成形方法。
背景技术：
：铸造炉的内壁通常衬有耐火材料，以防止由用于熔化金属的极端高温，如1,200℃到1,600℃引起的熔炉零件损坏。熔炉的衬里还起到绝缘层的作用，以防止热量损失并提高熔炉维持操作温度的效率。炉衬的安装通常涉及内衬模板，其可以由金属或其它合适的材料制成。在安装内衬用混合物之后，通常将金属模板保存在熔炉中，并使其在用以烧结内衬用混合物的热量下熔化。根据需要，来自模板的残余金属可以在熔化金属操作之前通过运行额外的热循环而被洗掉，然而，这减少了熔炉可以运行的总热循环次数。在一些情况下，烧结助剂用于内衬用混合物中，以允许在较低温度下完成烧结并在熔化金属之前移除金属模板。然而，使用烧结助剂使衬里的耐火性降低并且显著缩短衬里的使用寿命。行业继续要求改进铸造炉。附图说明通过实例的方式示出实施例，并且不限于附图。图1包含根据本文实施例的熔炉的一部分的横截面视图的图示。图2包含根据本文实施例的衬里的一部分的放大横截面视图的图示。图3包含根据本文实施例的衬里的一部分的横截面视图的图示。图4包含根据本文实施例的熔炉的俯视图。图5包含根据本文实施例的包含内衬模板和内衬材料的熔炉的一部分的横截面视图的图示。熟练的业内人士了解到，图式中的元件是为了简单和清楚而说明的，并且不必按比例绘制。例如，图中元件中的一些的尺寸可能相对于其它元件而被放大以有助于改善对本发明的实施例的理解。具体实施方式提供结合图的以下描述以辅助理解本文所公开的教导。以下讨论将集中于教导的具体实施方式和实施例。提供此焦点以帮助描述教导，并且其不应被解释为限制教导的范围或适用性。然而，其它教导当然可以用于本申请中。如本文所用，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”“包含(including)”“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变体旨在涵盖非排它性的包含内容。例如，包括一列特征的方法、制品或设备不一定仅限于那些特征，但是可以包含没有明确列出或这种方法、制品或设备所固有的其它特征。进一步，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的或而不是指排它性的或。例如，条件a或b由以下中的任一个满足：a真(或存在)并且b假(或不存在)、a假(或不存在)并且b真(或存在)以及a和b两者都真(或存在)。并且，“一个(a)”或“一种(an)”的使用用于描述本文所描述的元件和部件。这仅仅是为了方便起见并且给出对本发明范围的一般理解。除非另有清楚地说明其含义，否则此描述应该被理解为包含一个或至少一个，并且单数还包含复数，或反之亦然。例如，当在本文中描述单个物品时，可以使用超过一个物品代替单个物品。类似地，在本文描述超过一个物品的情况下，单个物品可以代替超过一个物品。如本文所用，基本上不含某种元素的材料或主体旨在表示材料或主体可能含有杂质含量或痕量中的某种元素，其不会实质上影响材料或主体的性质。例如，这种杂质含量或痕量可以不大于0.1wt％。除非另外限定，否则本文中使用的全部技术与科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。材料、方法以及实例仅是说明性的，并且不旨在是限制性的。在没有描述关于特定材料和处理行为的某些细节的程度上，这种细节可以包含常规方法，其可以在参考书和制造领域内的其它来源中找到。实施例涉及具有整体式主体的熔炉陶瓷衬里。主体包含表面部分和本体部分。表面部分包含不连续非晶相。不连续非晶相允许表面部分在低于用于安装陶瓷衬里的内衬模板的熔化温度的温度下烧结，这允许在施加热量以烧结本体部分之前根据需要移除内衬模板。进一步，不连续非晶相可以有助于防止衬里的初始金属饱和并延长其使用寿命。在一个具体实施例中，本体部分可以基本上不含不连续非晶相。不连续非晶相的局部分布有助于限制非晶相对陶瓷衬里性质的潜在不利影响。另外的实施例涉及形成包含本体材料的陶瓷衬里的方法。方法包含在本体材料上提供涂层并对涂层和本体材料施加热量以形成包含不连续非晶相的陶瓷衬里。在一个具体实施例中，通过利用涂覆的内衬模板并施加热量以将涂层的至少一部分从模板转移到本体材料来提供涂层。方法可以允许大部分涂层转移到衬里的表面部分，使得表面部分可以在较低温度下烧结并提供刚性以降低内衬模板被移除之后衬里塌陷的可能性。更进一步，表面部分可以足够刚性以承受进入的装料金属的冲击，并且因此，在装入熔炉之前烧结衬里的本体部分可能不是必需的，这有助于提高熔炉的效率。本文实施例的陶瓷衬里和方法可以应用于铸造炉中，如感应炉和用于熔化金属的其它熔炉，并且可以特别适用于无芯感应炉和通道感应炉。在一个实施例中，陶瓷衬里可以包含可以承受极端热量(例如，金属熔化温度)而没有显著降解的本体材料。例如，本体材料可以包含耐火材料，包含氧化铝和氧化镁。在另一个实施例中，本体材料可以包含铬基耐火材料。在一个具体实施例中，本体材料可以包含尖晶石，如富镁尖晶石、富铝尖晶石或其组合。在另外的实施例中，本体材料可以不包含可能是金属生产污染物的元素。例如，当熔化超合金时，本体材料可能不含有不希望的金属，如ti、ni、co或可能污染超合金的其它金属。在从衬里加入金属元素对于金属生产是可接受的情况下，本体材料可以包含那种金属元素。例如，铬基耐火材料可以用在熔炉的衬里中，用于熔化某些含铬的合金。本领域技术人员将理解，各种本体材料可以适用于本文的实施例中，并且在阅读本公开之后能够为特定应用选择合适的本体材料。在一个具体实施例中，本体材料可以基本上不含烧结助剂。在一个实施例中，陶瓷衬里可以包含具有内表面和外表面的整体式主体。图1包含熔炉100的一部分的横截面视图的图示。炉壁102衬有衬里106，所述衬里具有面向腔104的内表面110和远离腔104并邻接壁102的外表面112。在另一个实施例中，外表面可以比内表面更邻近炉壁，所述炉壁限定腔但仍然远离壁(未示出)。在一个实施例中，整体式主体的总厚度可以测量为内表面与外表面之间的距离。图2包含衬里106的一部分的放大视图的图示。在图2中，衬里106具有整体式主体108，其包含内表面110、外表面112和总厚度130。整体式主体的总厚度可以根据不同熔炉的要求而显著变化。在一个实施例中，整体式主体的总厚度可以为至少75mm，以减少热损失和对熔炉的其它部分的损坏。在另一个实施例中，总厚度可以是至少110mm或至少140mm，以提高维持操作温度的熔炉效率。在另一个实施例中，整体式主体的总厚度可以为至多840mm、至多670mm或至多520mm，这可以有助于减少达到最高操作温度和提高熔炉效率所需的加热时间。总厚度也可能受熔炉的设计或容量的影响。在另外的实施例中，整体式主体的总厚度可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。本领域技术人员将理解，在一些情况下，整体式主体的总厚度可以与上述厚度不同，以满足某些熔炉的要求。在另外的实施例中，整体式主体可以包含表面部分和本体部分。如图2所示，主体108包含表面部分122和本体部分124。虚线120示出在图2中，有助于理解主体108的部分。表面部分122可以包含内表面110并具有厚度140。本体部分124可以包含外表面112并具有厚度150。在一个实施例中，表面部分的厚度可以是整体式主体总厚度的至多90％。在另一个实施例中，表面部分的厚度可以是整体式主体总厚度的至多50％、至多30％或至多15％，以促进陶瓷衬里的改善的耐火性能。在另一个实施例中，表面部分的厚度可以是整体式主体总厚度的至少0.2％，如整体式主体总厚度的至少1％、至少2.5％或至少5％。相对较厚的表面部分可以有助于提高陶瓷衬里的刚性以从即将进行的装料获得冲击。表面部分的厚度可以处于包含上述任何最小百分比和最大百分比的范围内。例如，表面部分的厚度可以处于包含整体式主体的总厚度的至少0.2％且至多50％的范围内，如处于包含整体式主体的总厚度的至少1％且至多15％的范围内。在一个实施例中，表面部分的厚度可以为至多40mm，如至多25mm或至多16mm，以促进陶瓷衬里的改善的耐火性。在另一个实施例中，表面部分的厚度可以为至少4mm，以为陶瓷衬里提供足够的刚度，如至少8mm或至少11mm。表面部分可以具有包含上述任何最小值和最大值的厚度。例如，表面部分的厚度可以处于包含至少4mm且至多40mm的范围内。本体部分的厚度可以在不同的熔炉中变化，并且可以随着整体式主体的总厚度、表面部分的厚度或两者的变化而受到影响。在一个实施例中，本体部分的厚度可以为至少16mm且至多830mm，以促进陶瓷衬里的改善的熔炉效率和耐火性。本领域技术人员将理解，本体部分的厚度可以不同于上述值，因为整体式主体的总厚度可以显著变化以适合于各种熔炉。在一个具体实施例中，本体部分的厚度可以大于表面部分的厚度。在另一个具体实施例中，整体式主体的总厚度是表面部分的厚度和本体部分的厚度的总和。在一个实施例中，整体式主体可以包含非晶相。非晶相可以以一定含量存在，以促进陶瓷衬里的形成。在一个实施例中，相对于本体材料的总重量，整体式主体可以包含至少1.6wt％的非晶相，以允许表面部分在较低温度下烧结。在需要更深的烧结反应的情况下，可以包含更高含量的非晶相。例如，非晶相的含量可以为至少2.1wt％或至少3.1wt％。在另一个实施例中，相对于本体材料的总重量，整体式主体可以包含至多5.2wt％、至多4.2wt％或至多3.5wt％的非晶相，以降低非晶相对衬里性质的潜在影响的可能性。在另外的实施例中，非晶相的含量可以处于包含本文公开的任何最小百分百和最大百分比的范围内。例如，整体式主体可以包含非晶相的含量，其范围包含相对于本体材料的总重量至少2.1wt％且至多5.2wt％。在另一个实施例中，对于主体的总体积来说，整体式主体可以具有至多15vol％的非晶相。在一个具体实施例中，对于主体的总体积来说，整体式主体可以包含至多11vol％或至多6vol％的非晶相。在另一个实施例中，整体式主体可以包含至少0.2vol％的非晶相，如至少1vol％或至少2.5vol％的非晶相。整体式主体可以包含非晶相的含量，对于主体的总体积来说，其范围包含至少0.2vol％且至多15vol％，如对于主体的总体积来说，处于包含至少2.5vol％且至多6vol％的范围内。在一个实施例中，非晶相可以是不连续的，并且非晶相的成分可以由本体材料彼此分开。在另外的实施例中，不连续非晶相可以驻留在表面部分中。特别地，至少50％、至少70％或至少80％的不连续非晶相可以驻留在整体式主体的表面部分内，这可以有助于减少对整体衬里性能的潜在不利影响。在更具体的实施例中，至少90％的不连续非晶相可以驻留在表面部分内。在另一个更具体的实施例中，本体部分可以基本上不含不连续非晶相。在另外的实施例中，不连续非晶相的至少一种成分可以与整体式主体的内表面间隔开。在另一个实施例中，不连续非晶相的至少一种成分可以嵌入在整体式主体的表面部分内。在仍另一个实施例中，不连续非晶相可以通过围绕每个离散成分的晶界勾画。图3包含衬里300的整体式主体中的不连续非晶相的图示。示出了不连续相的示例性成分332、334、336和338，并且由如本体材料的晶粒330之类的晶粒彼此分开。包含模拟线320以帮助理解表面部分322和本体部分324的位置。如图所示，成分334、336和338与内表面310间隔开并嵌入在表面部分322内。在一个实施例中，非晶相可以包含碱性溶液和酸性溶液的热诱导反应产物。示例性的碱性溶液可以包含硅酸盐，如包含iupac元素周期表(日期为2016年1月8日)的第i族或第2族元素的硅酸盐。在一个具体实施例中，碱性溶液可以包含硅酸钠、硅酸钾或其组合。在说明性示例性应用中，碱性溶液可以是包含na2o和sio2的硅酸钠溶液。在一个特定应用中，硅酸钠溶液可以包含相对于溶液总重量，5wt％到12wt％浓度的na2o和相对于总重量，18wt％到35wt％浓度的sio2以及作为溶剂的水。酸性溶液的实例可以包含柠檬酸、硼酸、磷酸铝、氟化铝、冰晶石或其任何组合。在一个具体实施例中，酸性溶液可以包含柠檬酸。在另一个具体实施例中，酸性溶液可以包含硼酸。在另外的实施例中，酸性溶液可以包含氧化物，所述氧化物包含金属氧化物、非金属氧化物或两者，以增强反应产物的强度。金属氧化物的实例可以包含na2o、cao、al2o3、mgo、fe2o3、k2o或其组合。非金属氧化物的实例可以包含硅的氧化物，如sio2。在一个具体实施例中，酸性溶液可以包含al2o3、sio2和硼酸。在一些情况下，粘土可以包含在酸性溶液中以提供合适的氧化物，如高岭石、蒙脱石-蒙脱石(montmorillonite-smectite)、伊利石、亚氯酸盐或其任何组合。在另外的实施例中，可以将添加剂加入酸性溶液、碱性溶液或两者以帮助制备溶液。例如，添加剂可以包含消泡剂、分散剂等。示例性的消泡剂可以包含木质素磺酸钠、木质素磺酸盐、木质素磺酸钙或其任何组合。分散剂可以包含聚乙二醇、多元酸、多羧酸盐或其任何组合。可以选择碱性溶液和酸性溶液以适合于熔炉所用的特定金属生产。例如，硼可能是某些超合金生产的污染物，并且因此，在那些应用中可以避免硼酸形成非晶相。在一个实施例中，碱性溶液和酸性溶液可以分别制备，各自使用h2o作为溶剂。在一个实施例中，对于碱性溶液的总重量来说，碱性溶液可以包含25wt％到35wt％的硅酸盐。在另一个实施例中，对于酸性溶液的总重量来说，酸性溶液可以包含40wt％到80wt％的硼酸、1wt％到30wt％的柠檬酸、5wt％到75wt％的冰晶石、5wt％到35wt％的磷酸铝。在另外的实施例中，对于酸性溶液的总重量来说，酸性溶液可以包含浓度为5wt％到60wt％的氧化物。在一些情况下，粘土可以用于酸性溶液中以提供某些应用所需的一种或多种氧化物，例如，浓度为5wt％到60wt％。在另一个实施例中，对于溶液的总重量来说，添加剂的含量可以不大于25wt％，其中包含它。在一个实施例中，非晶相可以包含烧结助剂。在一个具体实施例中，非晶相可以包含二氧化硅、硼酸盐或其组合。更具体地说，非晶相可以包含硼硅酸盐。在另一个具体实施例中，非晶相可以包含第i族元素、第ii族元素或两者。更具体地说，非晶相可以包含第i族元素的氧化物(例如，氧化钠)、第ii族氧化物或其组合。在一些其它特定应用中，非晶相可以包含氧化铝、冰晶石或其组合。在一个实施例中，可以向本体材料提供涂层以形成包含非晶相的陶瓷衬里。在一个具体实施例中，涂层可以通过内衬模板提供给本体材料。更具体地说，涂层可以从涂覆的内衬模板转移到本体材料。在一个实施例中，内衬模板的外表面可以根据技术人员的需要通过涂漆、喷涂、喷射等涂覆。为了涂覆大的内衬模板，可以使用喷涂或喷射以便于处理。在另一个实施例中，两部分喷涂或喷射系统可以与双组分溶液一起使用。在一个具体实施例中，双组分溶液可以包含本文公开的碱性溶液和酸性溶液。在另外的实施例中，碱性溶液和酸性溶液可以在两部分喷涂/喷射系统的喷嘴处组合并反应形成产品，所述产品喷涂到外表面上并在与模板接触时固化。在一个实施例中，碱性溶液和酸性溶液可以以各种体积比组合以进行反应和形成产物。在一个实施例中，产物的反应速度和干燥速率可以受碱性溶液和酸性溶液的体积比的影响。在一个实施例中，酸性溶液与碱性溶液的体积比可以为至少1:1且至多10:1，以允许反应以适当的速度发生并有助于防止过度喷涂。许多内衬模板适用于本文的实施例，并且本发明不限于任何特定的内衬模板。内衬模板可以由技术人员已知的材料制成，如金属或陶瓷材料。示例性金属材料可以包含金属元素或合金，如钢。在一个实施例中，外表面上的涂层的厚度可以是至少2.5mm，以使涂层连续。例如，涂层的厚度可以是至少3mm或至少4mm。在另一个实施例中，涂层的厚度可以是至多10mm，以防止涂层剥落，如至多8.8mm或至多7mm。可以调节涂层的厚度以允许在本体材料上提供足够的涂层。在另外的实施例中，涂层的厚度可以处于包含至少2.5mm且至多10mm的范围内，如处于包含至少4mm且至多7mm的范围内。在一个实施例中，可以使用技术人员已知的合适工具和方法将涂覆的内衬模板放置在熔炉中，使得形式可以在其整个长度上居中，并且形式与炉壁之间的间隔沿着形式的圆周可以是均匀的。在另外的实施例中，可以使用技术人员已知的技术将粉末形式的干燥本体材料引入间隔中并压实。在一个实施例中，本体材料粉末可以具有技术人员已知的合适的平均粒度，如至少45微米且至多3200微米。在另一个实施例中，本体材料可以是干燥的和可振动的。在一个具体实施例中，本体材料可以与内衬模板的外表面上的涂层接触。在另一个具体实施例中，涂层可以包含烧结助剂。图4包含熔炉400的顶视图的图示。本体材料410放置在炉壁402与内衬模板420之间。内衬模板在模板的外表面(未示出)上具有涂层422，并且涂层422邻接本体材料410。模板420的内表面424面向熔炉400的腔404。在一个实施例中，在施加热之前，对于安装之后本体材料的总体积来说，本体材料的孔隙率可以是至多17vol％，如至多15vol％或至多13vol％，以促进形成具有所需密度的陶瓷衬里。在另一个实施例中，本体材料的孔隙率可以是至少7vol％，如至少9vol％，因为本体材料的孔隙率可能受到安装过程(例如，压实)的影响。应当理解，在安装之后，对于本体材料的总体积来说，本体材料的孔隙率可以处于包含至少7vol％且至多17vol％的范围内，如处于包含至少9vol％和至多15vol％的范围内。在另一个实施例中，可以使用本领域技术人员已知的技术，如火炬、电力或两者，将初始热量施加到涂覆的模板和本体材料。在另外的实施例中，初始热量可以足够将涂层的至少一部分转移到本体材料。在一个实施例中，对于涂层的总体积或涂层的大部分来说，至少30vol％可以转移到本体材料以促进陶瓷衬里的形成。在一个具体实施例中，初始热量可以足够将至少70vol％、至少90vol％或至少95vol％的涂层转移到本体材料。在另一个实施例中，在第一次加热完成之后，涂层残余物可以遗留在模板上。例如，可以在模板上遗留下小于5vol％、小于2vol％或小于0.7vol％的涂层，因为转移可能受到涂层的加热时间、温度和初始厚度的影响。在另一个实施例中，初始加热可以足够软化涂层的至少一部分，使得涂层的至少一部分可以流入本体材料内的孔隙中。在仍另一个实施例中，本体材料厚度的至多50％内的孔可以用涂层加以填充。在一个具体实施例中，本体材料厚度的至多30％、至多20％或至多15％内的孔可以用涂层加以填充。在另一个实施例中，涂层可能不会到达位于深于本体材料厚度的60％、深于50％或深于30％处的孔。在另一个实施例中，涂层的至少一部分可以粘附到本体材料而不会进入本体材料内的孔。在一个实施例中，初始加热可以在特定温度下执行。温度可以低于内衬模板的熔化温度、本体材料的烧结温度或两者。在另外的实施例中，初始加热可以足够使涂层与本体材料反应并允许发生局部烧结反应。在一个具体实施例中，烧结反应可以限制在填充有涂层的本体材料的表面部分内，使得本体材料的表面部分可以在初始加热下烧结，而本体部分可以未烧结。图5包含初始加热中熔炉500的一部分的横截面视图的图示。如图所示，内衬模板502具有与表面部分522接触的涂层506，所述表面部分包含具有晶粒510的本体材料。包含模拟线520以示出表面部分522和本体部分524的位置。本体部分524包含与表面部分相同的本体材料。本体材料可以具有各种晶粒尺寸，并且在初始加热之前，表面部分和本体部分中的平均晶粒尺寸可以是相同的。如图所示，涂层506已经进入表面部分522并占据晶粒之间的至少一些空间。在一个具体实施例中，表面部分内的所有空间可以被涂层占据。在初始加热中，在表面部分522内的空间中形成不连续非晶相508。本体部分524保持未烧结，并且空气被截留在晶粒510之间(例如，孔528)。本体部分524可以具有低孔隙率。在一个实施例中，本体部分524可以具有由压缩耐火粉末产生的孔隙率。在一个具体实施例中，涂层可以不进入本体部分524。在一个实施例中，初始加热可以是至少500℃的温度，如至少650℃或至少800℃，以允许涂层转移、表面部分烧结或两者。在另一个实例中，初始加热可以是至多1200℃的温度，如至多1150℃或至多1050℃，以低于内衬模板的熔融温度。在另外的实施例中，初始加热可以是处于包含本文所述的任何最小温度和最大温度的范围内的温度。例如，温度可以处于包含至少500℃和至多1200℃的范围内。对于使用不同涂层的应用，初始加热可以处于不同温度。例如，当使用硼酸时，第一温度可以处于800℃到860℃的范围内。然而，当使用氟化铝时，第一温度可以处于950℃到1000℃的范围内。在阅读本公开之后，技术人员将能够确定用于施加初始加热的合适温度。在另外的实施例中，可以以至少90℃/小时和至多1000℃/小时的速率加热熔炉，以达到初始加热所需的温度。在一个具体实施例中，根据需要，加热速率可以是至少90℃/小时和至多500℃/小时。如果加热速率太高，则可能损害模板的强度，并且模板可能会撕裂。加热速率可以根据熔炉设计确定，如熔炉的容量和材料，以及操作条件。在另外的实施例中，在第一温度下加热可以进行至少20分钟，如至少40分钟或至少一小时或甚至更长，以允许涂层转移到完整且足够深度的本体材料以烧结。在另一个实施例中，第一次加热可以持续至多6小时，如至多4小时或至多3小时。初始加热的加热时间可以根据本体材料和涂层的组成以及加热温度而变化。在另外的实施例中，初始加热可以施加处于包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内的时间段。例如，第一次加热可以持续至少20分钟并且至多6小时。在一个实施例中，在初始加热之后，表面部分和本体部分可以具有不同的孔隙率。在一个实施例中，在初始加热之后，可以烧结表面部分。在另一个实施例中，在初始加热之后，对于表面部分的总体积来说，表面部分的孔隙率可以是至多5vol％，如至多2vol％或至多0.5vol％，因为孔隙率可能受到烧结反应程度和加热条件的影响。在另一个实施例中，在初始加热之后，表面部分的孔隙率可以大于0。在另外的实施例中，在初始加热之后，本体部分可以保持未烧结。在另外的实施例中，在初始加热之后，本体部分的孔隙率可以是至少7vol％，如本体部分总体积的至少9vol％，因为孔隙率可能受到安装过程(例如，压实)的影响。在另一个实施例中，对于本体部分的总体积来说，本体材料的孔隙率可以是至多17vol％，如至多15vol％或至多13vol％，以促进形成具有所需密度的陶瓷衬里。在一个实施例中，如果需要，可以在第一次加热完成之后除去内衬模板。在一个实施例中，出于安全考虑，熔炉可以被冷却到至多200℃，并允许内衬模板从本体材料拉出。在另一个实施例中，较低的温度可能有助于由于模板的收缩而与本体材料分开。例如，熔炉可以被冷却到至多120℃或至多60℃。在一个实施例中，只需关闭热量就可以使熔炉冷却，或者使用工具(例如风扇)根据需要加速冷却。在另外的实施例中，可以基于所需的冷却时间、工具的可用性和熔炉设计应用冷却速率。例如，冷却速率可以是至少400℃/小时或至少800℃/小时以缩短冷却时间。在另一个实例中，可能需要更高的冷却速率，如1600℃/小时，以加速金属生产。在阅读本公开之后，技术人员将能够确定适合于应用的适当冷却速率。在另外的实施例中，内衬模板可以如本文所公开进行清洁和涂覆，以便在衬里安装中重复使用。在另一个实施例中，内衬模板可以保持在熔炉中并允许在随后的加热中熔化。在一个实施例中，可以将随后的热量施加到本体材料和涂层。随后的热量可以在熔炉装入金属之前或之后施加。在一个具体实施例中，随后的热量可以足以烧结本体材料。在另一个具体实施例中，随后的热量可以足以熔化金属装料。在一些情况下，可能希望在熔炉装满金属之前完全烧结衬里。在一个实施例中，熔炉可以以至少100℃/小时且至多200℃/小时的速率被加热，以允许足够的时间使烧结反应发生。在形成完全烧结的衬里之前装满熔炉的实例中，加热速率可以是至少100℃/小时且至多500℃/小时，以达到适当的熔融温度。在一些应用中，在熔融金属的一些或多个操作之后，衬里可以变得完全烧结。在一个实施例中，随后的加热可以在至少1200℃的温度下进行，如至少1200℃，或至少1400℃。在另一个实例中，随后的加热可以处于至多1650℃的温度下，如至多1500℃，或至多1450℃。温度可以根据本体材料的组成和金属的熔化温度而变化。在一个具体实施例中，随后的加热温度可以高于初始加热温度。在一个实施例中，随后的加热可以进行适当的时间以允许本体材料完全烧结、金属装料熔化或两者。在一个实施例中，随后的加热可以进行至少1小时，如至少2.5小时或至少4小时。在另一个实施例中，第二次加热可以进行至多12小时，如至多10小时或至多8小时。随后的加热时间可以根据本体材料的材料和厚度以及所需的加热温度而变化。随后的加热可以进行处于包含上述任何最小值和最大值的范围内的时间段。在一个实施例中，在随后的加热完成之后，可以根据需要移除熔融金属，并且可以冷却熔炉以进行第二操作。许多不同方面和实施例是可能的。本文描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读此说明书之后，技术人员将了解，那些方面和实施例仅是说明性的并且不限制本发明的范围。实施例可以与如下所列的实施例中的任何一种或多种一致。实施例1.一种陶瓷衬里，其包括整体式主体，所述整体式主体包含：表面部分，其包含所述整体式主体的内表面并且其厚度小于所述整体式主体的总厚度；以及本体部分，其中：所述表面部分包括嵌入在所述表面部分内的非晶相；并且所述本体部分基本上不含非晶相。实施例2.一种陶瓷衬里，其包括整体式主体，所述整体式主体包括不连续非晶相，其中至少50％的所述不连续非晶相驻留在所述整体式主体的表面部分内，其中所述表面部分包含所述整体式主体的内表面并且其厚度为所述整体式主体的总厚度的至多90％。实施例3.一种形成陶瓷衬里的方法，其包括：向熔炉提供所述陶瓷衬里的涂层和本体材料；以及加热所述本体材料和所述涂层以形成具有整体式主体的所述陶瓷衬里，其中所述整体式主体包括表面部分和主体部分，所述表面部分包含所述整体式主体的内表面，并且其厚度小于所述整体式主体的总厚度；并且其中所述表面部分包括嵌入在所述表面部分内的非晶相，并且所述本体部分基本上不含非晶相。实施例4.一种形成陶瓷衬里的方法，其包括：将具有涂层的模板放入熔炉中，将本体材料引入所述熔炉的壁与具有所述涂层的所述模板之间的空间；在第一温度下加热所述本体材料和具有所述涂层的所述模板，其中所述第一温度足以将所述涂层的至少一部分转移到所述本体材料；以及从所述熔炉移除所述模板。实施例5.根据实施例4所述的方法，其进一步包括在移除所述模板之后，在第二温度下加热所述本体材料和所述涂层，其中所述第二温度足以烧结所述本体材料。实施例6.根据实施例5所述的方法，其中所述陶瓷衬里包含具有非晶相的整体式主体。实施例7.根据实施例6所述的方法，其中所述非晶相驻留在所述整体式主体的表面部分内，其中所述表面部分的厚度小于所述陶瓷衬里的总厚度。实施例8.根据实施例4到6中任一项所述的方法，其进一步包括将所述涂层喷涂到所述模板上。实施例9.根据实施例8所述的方法，其中用双组分溶液进行喷涂。实施例10.根据实施例9所述的方法，其中所述双组分溶液包括硅酸盐溶液。实施例11.根据实施例10所述的方法，其中所述硅酸盐包括选自由i族和ii族元素组成的组的元素。实施例12.根据实施例9到11中任一项所述的方法，其中所述双组分溶液包括硅酸钠溶液、硅酸钾溶液或其组合。实施例13.根据实施例9到11中任一项所述的方法，其中所述双组分溶液包括包含磷酸铝、氟化铝或其组合的溶液。实施例14.根据实施例9到11中任一项所述的方法，其中所述双组分溶液包括酸性溶液。实施例15.根据实施例14所述的方法，其中所述酸性溶液包括硼酸、柠檬酸或其组合。实施例16.根据实施例3到14中任一项所述的方法，其中所述涂层的厚度为至少2.5mm到至多10mm。实施例17.根据实施例4到15中任一项所述的方法，其中所述第一温度为至少500℃到至多1200℃。实施例18.根据实施例4到16中任一项所述的方法，其中在所述第一温度下进行加热至少20分钟到至多6小时。实施例19.根据实施例3所述的方法，其中在加热之前，对于所述本体材料的总体积来说，所述本体材料的孔隙率为9vol％到15vol％。实施例20.根据实施例4到17中任一项所述的方法，其中在所述第一温度下加热之前，对于所述本体材料的总体积来说，所述本体材料的孔隙率为9vol％到15vol％。实施例21.根据实施例3到20中任一项所述的方法，其中相对于所述涂层的总体积来说，至少90vol％的所述涂层被转移到所述本体材料。实施例22.根据实施例3到21中任一项所述的方法，其中相对于所述涂层的总体积来说，至少95vol％的所述涂层被转移到所述本体材料。实施例23.根据实施例4到18和20到22中任一项所述的方法，其中引入所述本体材料包括在所述空间内压实所述本体材料，使得所述本体材料的孔隙率为至多15vol％。实施例24.根据实施例4到21中任一项所述的方法，其中在第二温度下加热之后，所述非晶相为所述整体式主体的至多15vol％。实施例25.根据实施例4到22中任一项所述的方法，其中在第二温度下加热之后，所述整体式主体的孔隙率为至多2vol％、至多1vol％或至多0.4vol％。实施例26.根据实施例4到18和20到25中任一项所述的方法，其进一步包括在从所述熔炉移除所述模板之前，将所述熔炉冷却到至多200℃、至多120℃或至多60℃的温度。实施例27.根据实施例4到18和20到26中任一项所述的方法，其中在所述第二温度下加热之前进行从所述熔炉移除所述模板。实施例28.根据实施例1到27中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述陶瓷衬里包括氧化铝、氧化镁或其组合。实施例29.根据实施例1、2、3和6到28中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述非晶相包括二氧化硅。实施例30.根据实施例1、2、3和6到29中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述非晶相包括选自由i族和ii族元素组成的组的一种或多种元素。实施例31.根据实施例1、2、3和6到30中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述非晶相包括氧化钠。实施例32.根据实施例1、2、3和6到31中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述非晶相包括氧化铝、冰晶石或其组合。实施例33.根据实施例1、2、3和6到32中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述非晶相包括硼硅酸盐。实施例34.根据实施例1、3和6到33中任一项所述的陶瓷衬里，其中所述整体式主体包括驻留在所述表面部分中的不连续非晶相。实施例35.根据实施例2或34所述的陶瓷衬里或方法，其中至少70％或至少90％的所述不连续非晶相驻留在所述表面部分中。实施例36.根据实施例2、34和35中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述整体式主体内的所述非晶相的离散非晶成分与所述整体式主体的内表面间隔开。实施例37.根据实施例1、2、3和5到36中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述陶瓷衬里的所述非晶相的含量为所述整体式主体的至少0.2vol％到至多15vol％。实施例38.根据实施例1、2、3和7到37中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述表面部分的厚度为至多40mm、至多25mm或至多15mm。实施例39.根据实施例1、2、3和7到38中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述表面部分的所述厚度为所述整体式主体的所述总厚度的至多50％、或至多30％、或至多15％。实施例40.根据实施例1、2、3和7到39中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述表面部分的所述厚度为所述整体式主体的所述总厚度的至少0.2％。实施例41.根据实施例1、2、3和6到40中任一项所述的陶瓷衬里或方法，其中所述整体式主体的厚度为至少75mm、至少110mm或至少140mm。实施例42.一种熔炉，其包括实施例1、2、3和28到41中任一项所述的陶瓷衬里或通过实施例3到41中任一项所述的方法制备。实例1用h2o制备酸性溶液1和2，分别具有组合物1和2，如表1所公开。制备包含25wt％到35wt％的硅酸钠的硅酸盐溶液。使用两部分喷涂系统用硅酸盐溶液和溶液1或硅酸盐溶液和溶液2涂覆钢模板。对于每种涂层，将溶液以1:1的体积比组合。涂层的厚度约为3.2mm。表1组分组合物1(wt.％)组合物2(wt.％)无水硼酸40-600#6tenn.clay30-5010-40木质素a2-1210-30氧化铝5-350-30柠檬酸010-30冰晶石025-50聚合物分散剂0-10.20-1本实施例表示背离现有技术。金属内衬模板通常具有低于衬里耐火材料的烧结温度的熔化温度。在安装耐火粉末之后，通常施加第一热量以烧结耐火材料，这导致金属模板熔化。在用于航空航天、医疗和其它超合金实例的金属生产中，金属模板是污染物并且需要在熔化超合金之前被洗掉，如使用具有合适熔融金属负载的热循环。这额外的洗涤步骤减少了熔炉可以运行的总热循环(例如，减少40％)，并且因此显著降低了熔炉效率。使用烧结助剂降低耐火材料的烧结温度可能导致衬里使用寿命缩短，因为烧结助剂不利地影响衬里的耐火性能，使衬里在操作温度下更容易受到侵蚀和腐蚀。本文实施例的陶瓷衬里和方法提供了具有改善的使用寿命的衬里，并且可以特别适合于超合金生产，因为可以避免熔化金属模板并且烧结助剂的分布限于衬里的表面部分，从而最小化对衬里的耐火性能的整体不利影响。此外，金属模板可以根据需要重复使用，以降低金属生产成本。注意，以上在一般描述或实例中描述的所有活动并非都是必需的，可能不需要一部分特定活动，并且除了所描述的那些之外可以执行一个或多个进一步活动。仍进一步，所列活动的顺序不一定是执行它们的顺序。上面已经针对具体实施例描述了益处、其它优点和问题解决方案。然而，益处、优点、问题解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何一个或多个特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。许多不同方面和实施例是可能的。本文描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读此说明书之后，技术人员将了解，那些方面和实施例仅是说明性的并且不限制本发明的范围。额外地，本领域的技术人员将理解，可以类似地使用数字电路来实施包含模拟电路的一些实施例，并且反之亦然。本文描述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示不旨在用作使用本文描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。独立的实施例也可以组合地提供于单个实施例中，并且相反地，为了简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合形式提供。进一步，对范围中所述值的引用包含那个范围内的每个值。只有在阅读本说明书之后，许多其它实施例对于技术人员才是可以显而易见的。可以使用并从本公开得出其它实施例，使得可以进行结构替换、逻辑替换或其它改变而不脱离本公开的范围。因此，本公开将被视为说明性的而非限制性的。上面已经针对具体实施例描述了益处、其它优点和问题解决方案。然而，益处、优点、问题解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何一个或多个特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。当前第1页12