[发明专利]限制熔融金属泄漏及用于容纳熔融金属的容器

说明书

本申请是申请号为201180019991.2、国际申请日为2011年4月13日的同名的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于容纳和/或输送熔融金属的容器，并且尤其涉及具有在使用期间直接互相接触并且与熔融金属直接接触的两个或更多耐火内衬单元的这种容器。更特别地，本发明解决这种容器中的熔融金属泄漏以及热优化的问题。

背景技术

用于容纳和/或输送熔融金属的各种容器是已知的。例如，像熔融铝、铜、钢等熔融金属经常通过细长的凹槽（有时候称为流槽、滑槽等）从一个位置输送到另一个位置，例如从金属熔融炉输送到铸造模型或铸造装置。在近代，已经通常由模块化凹槽段制造这种凹槽，模块化凹槽段可以单独使用或者接合在一起以提供任意期望长度的整体凹槽。每个凹槽段通常包括耐火材料衬里，其在使用时实现与熔融金属的接触并且将熔融金属从凹槽的一端输送到另一端。所述衬里可以由隔热材料环绕，并且组合而成的结构可以保持在由金属或者其他刚性材料制成的外部壳体或外壳内。每个凹槽段的端部可以设置有扩大的横穿板或凸缘，其提供结构支撑并且促进一个凹槽段到另一个的连接（例如通过将抵接的凸缘螺栓连接在一起）。

还已知的是提供具有加热部件的金属输送凹槽，以在熔融金属被输送通过凹槽时保持熔融金属的温度，并且这种加热部件可以定位在靠近耐火材料衬里的外表面的壳体内，以便热量通过衬里壁传递到其内的金属。例如，2005年12月13日授予Tingey等人的美国专利6,973,955公开了具有保持在外部金属壳体内的在耐火材料衬里下面的电加热元件的凹槽段。在这种情况下，耐火材料衬里由具有相对较高导热率的材料例如碳化硅或石墨制成。该装置显著的缺点是，熔融金属可能从衬里（例如通过可能在使用期间形成的裂缝）泄漏并且对加热元件造成损坏。为了保护使得不发生这种情况，而在耐火材料衬里的底部与加热元件之间设置了金属侵入阻挡层。阻挡层可以采取由不可润湿（相对于熔融金属）的耐热金属合金例如铁镍铬合金制成的筛或网的形式。虽然上述专利的熔融金属侵入阻挡层可能是有效的，但是通常难以以由于泄漏产生的所有熔融金属被防止与加热元件接触的方式安装。并且，针对金属泄漏问题的该方案往往是昂贵的，特别是当阻挡层使用稀有合金时。

当衬里本身在凹槽或者凹槽段内由抵接在一起的两个或更多衬里单元构成时，熔融金属从耐火材料衬里泄漏的问题变得更大。两个衬里单元之间的接合形成弱点，在那里金属可能渗透衬里。在许多情况下使用两个或更多这种单元是必需的，因为在不增加破裂或者机械故障的风险的情况下对可以制造耐火材料衬里的长度有实际的限制，但是为了使完整的凹槽串所需要的段的数量最少，可能需要比该限制长的凹槽段。当凹槽段包含首尾相连地接合的两个或更多耐火材料衬里单元时，所述单元总体上通过（由壳体和端部凸缘提供的）压缩力保持在一起，并且插入接头通常仅用耐火纸或耐火绳的可压缩层密封。随着时间的经过，这种密封件退化，并且一定量的熔融金属通常通过衬里泄漏到壳体内部。如果凹槽段包含一个或更多加热元件或其他设备，那么熔融金属将通常到达这种加热元件或设备，并且导致设备损坏和电短路。

已知设备的另一个缺点是，当使用加热的凹槽或凹槽段时，通常使用高导热率的耐火材料内衬，来允许通过凹槽衬里的耐火材料的高效热传递。然而，这样会有热量沿着耐火材料衬里传导到金属端部凸缘的缺点，从而产生从衬里高热量损失的区域和在壳体外部上的高温的危险区域。

因而，有必要改进该通用类型的凹槽段，以便解决这些问题中的一些或者全部以及可能附加的问题。

发明内容