熔融金屬泄漏限制及用于容納熔融金屬的容器中的熱優(yōu)化制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的示例性實(shí)施例涉及一種用于容納熔融金屬的容器，例如用于將熔融金屬?gòu)囊粋€(gè)位置輸送到另一個(gè)位置的凹槽段。所述容器具有耐火材料襯里，耐火材料襯里由首尾相連地定位的至少兩個(gè)耐火材料襯里單元構(gòu)成，其中在所述單元之間具有接頭，所述單元每個(gè)具有外部表面和金屬接觸內(nèi)部表面。殼體至少局部地環(huán)繞所述耐火材料襯里單元的外部表面，并且在外部表面與殼體之間存在間隙。不能由熔融金屬滲透的熔融金屬限制元件在所述間隙內(nèi)定位在接頭的相對(duì)側(cè)，至少低于與在使用時(shí)保持在所述容器內(nèi)的熔融金屬的預(yù)定最大工作高度相對(duì)應(yīng)的水平高度，以將所述間隙分隔成在所述元件之間的熔融金屬限制區(qū)域和至少一個(gè)其他區(qū)域，至少一個(gè)其他區(qū)域可以用來(lái)保持會(huì)由于與熔融金屬接觸而被損壞的例如電加熱器等設(shè)備。另一個(gè)實(shí)施例采用具有不同熱傳導(dǎo)率的耐火材料襯里單元，以使從所述間隙中的加熱器到熔融金屬中的熱滲透最大，但使所述端部單元與殼體接觸的所述容器的入口和出口處的熱損失最小。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及用于容納和/或輸送熔融金屬的容器，并且尤其涉及具有在使用期間直接互相接觸并且與熔融金屬直接接觸的兩個(gè)或更多耐火內(nèi)襯單元的這種容器。更特別地，本專(zhuān)利技術(shù)解決這種容器中的熔融金屬泄漏以及熱優(yōu)化的問(wèn)題。
技術(shù)介紹
用于容納和/或輸送熔融金屬的各種容器是已知的。例如，像熔融鋁、銅、鋼等熔融金屬經(jīng)常通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的凹槽(有時(shí)候稱(chēng)為流槽、滑槽等)從ー個(gè)位置輸送到另ー個(gè)位置，例如從金屬熔融爐輸送到鋳造模型或鋳造裝置。在近代，已經(jīng)通常由模塊化凹槽段制造這種凹槽，模塊化凹槽段可以單獨(dú)使用或者接合在一起以提供任意期望長(zhǎng)度的整體凹槽。每個(gè)凹槽段通常包括耐火材料村里，其在使用時(shí)實(shí)現(xiàn)與熔融金屬的接觸并且將熔融金屬?gòu)陌疾鄣囊欢溯斔偷搅硪欢恕Ｋ鲆r里可以由隔熱材料環(huán)繞，并且組合而成的結(jié)構(gòu)可以保持在由金屬或者其他剛性材料制成的外部殼體或外殼內(nèi)。每個(gè)凹槽段的端部可以設(shè)置有擴(kuò)大的橫穿板或凸緣，其提供結(jié)構(gòu)支撐并且促進(jìn)ー個(gè)凹槽段到另ー個(gè)的連接(例如通過(guò)將抵接的凸緣螺栓連接在一起)。還已知的是提供具有加熱部件的金屬輸送凹槽，以在熔融金屬被輸送通過(guò)凹槽時(shí)保持熔融金屬的溫度，并且這種加熱部件可以定位在靠近耐火材料村里的外表面的殼體內(nèi)，以便熱量通過(guò)襯里壁傳遞到其內(nèi)的金屬。例如，2005年12月13日授予Tingey等人的美國(guó)專(zhuān)利6，973，955公開(kāi)了具有保持在外部金屬殼體內(nèi)的在耐火材料襯里下面的電加熱元件的凹槽段。在這種情況下，耐火材料村里由具有相對(duì)較高導(dǎo)熱率的材料例如碳化硅或石墨制成。該裝置顯著的缺點(diǎn)是，熔融金屬可能從襯里(例如通過(guò)可能在使用期間形成的裂縫)泄漏并且對(duì)加熱元件造成損壞。為了保護(hù)使得不發(fā)生這種情況，而在耐火材料村里的底部與加熱元件之間設(shè)置了金屬侵入阻擋層。阻擋層可以采取由不可潤(rùn)濕(相對(duì)于熔融金屬)的耐熱金屬合金例如鐵鎳鉻合金制成的篩或網(wǎng)的形式。雖然上述專(zhuān)利的熔融金屬侵入阻擋層可能是有效的，但是通常難以以由于泄漏產(chǎn)生的所有熔融金屬被防止與加熱元件接觸的方式安裝。并且，針對(duì)金屬泄漏問(wèn)題的該方案往往是昂貴的，特別是當(dāng)阻擋層使用稀有合金時(shí)。當(dāng)襯里本身在凹槽或者凹槽段內(nèi)由抵接在一起的兩個(gè)或更多襯里單元構(gòu)成時(shí)，熔融金屬?gòu)哪突鸩牧弦r里泄漏的問(wèn)題變得更大。兩個(gè)襯里単元之間的接合形成弱點(diǎn)，在那里金屬可能滲透襯里。在許多情況下使用兩個(gè)或更多這種單元是必需的，因?yàn)樵诓粔埣悠屏鸦蛘邫C(jī)械故障的風(fēng)險(xiǎn)的情況下對(duì)可以制造耐火材料村里的長(zhǎng)度有實(shí)際的限制，但是為了使完整的凹槽串所需要的段的數(shù)量最少，可能需要比該限制長(zhǎng)的凹槽段。當(dāng)凹槽段包含首尾相連地接合的兩個(gè)或更多耐火材料村里單元時(shí)，所述單元總體上通過(guò)(由殼體和端部凸緣提供的)壓縮カ保持在一起，并且插入接頭通常僅用耐火紙或耐火繩的可壓縮層密封。隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，這種密封件退化，并且一定量的熔融金屬通常通過(guò)襯里泄漏到殼體內(nèi)部。如果凹槽段包含一個(gè)或更多加熱元件或其他設(shè)備，那么熔融金屬將通常到達(dá)這種加熱元件或設(shè)備，并且導(dǎo)致設(shè)備損壞和電短路。已知設(shè)備的另ー個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)使用加熱的凹槽或凹槽段時(shí)，通常使用高導(dǎo)熱率的耐火材料內(nèi)襯，來(lái)允許通過(guò)凹槽襯里的耐火材料的高效熱傳遞。然而，這樣會(huì)有熱量沿著耐火材料村里傳導(dǎo)到金屬端部凸緣的缺點(diǎn)，從而產(chǎn)生從襯里高熱量損失的區(qū)域和在殼體外部上的高溫的危險(xiǎn)區(qū)域。 因而，有必要改進(jìn)該通用類(lèi)型的凹槽段，以便解決這些問(wèn)題中的一些或者全部以及可能附加的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
示例性實(shí)施例提供ー種用于容納熔融金屬的容器。所述容器包括耐火材料村里，耐火材料村里具有首尾相連地定位的至少兩個(gè)耐火材料襯里單元，其中在所述單元之間具有接頭，所述單元每個(gè)具有外部表面和金屬接觸內(nèi)部表面。所述容器還具有殼體，殼體至少局部地環(huán)繞所述耐火材料襯里單元的外部表面，并且在外部表面與殼體之間存在間隙。不能由熔融金屬滲透的熔融金屬限制元件在所述間隙內(nèi)定位在接頭的相對(duì)側(cè)，至少低于與在使用時(shí)保持在所述容器內(nèi)的熔融金屬的預(yù)定最大工作高度相對(duì)應(yīng)的水平高度，以將所述間隙分隔成在所述元件之間的熔融金屬限制區(qū)域和至少ー個(gè)其他區(qū)域。所述限制元件防止限制區(qū)域中的熔融金屬滲透到殼體內(nèi)的間隙的其他區(qū)域中，以便這些區(qū)域可以用來(lái)容納會(huì)由干與熔融金屬接觸而被損壞的設(shè)備(例如，像電加熱器等加熱設(shè)備)。因此，不是提供阻擋層來(lái)抑制會(huì)滲透穿過(guò)所述容器的耐火材料村里的任何部分的熔融金屬，而是基于這種金屬滲透的最可能位置位于構(gòu)成耐火材料村里的単元之間的接合處的觀(guān)察，為任何這種滲透的熔融金屬提供限制區(qū)域或者逸出路線(xiàn)。這樣使熔融金屬保持遠(yuǎn)離容器內(nèi)部的可能會(huì)造成損壞的區(qū)域。另ー個(gè)示例性實(shí)施例涉及ー種用于容納熔融金屬的容器，其具有用于熔融金屬的入口和用于熔融金屬的出ロ。所述容器包括由抵接的耐火材料村里單元構(gòu)成的耐火材料襯里。所述單元包括至少ー個(gè)中間耐火材料襯里單元和兩個(gè)端部単元，其中所述端部単元中的ー個(gè)定位在熔融金屬入口處，而所述端部単元中的另ー個(gè)定位在熔融金屬出口處。所述中間單元遠(yuǎn)離所述入口和所述出ロ地定位在所述端部単元之間。所述耐火材料村里單元每個(gè)具有外部表面和金屬接觸內(nèi)部表面。殼體接觸所述端部單元并且至少局部地環(huán)繞所述耐火材料襯里單元的外部表面，其中在所述中間単元的外部表面與殼體之間存在間隙。加熱設(shè)備與所述中間単元相鄰地定位在所述間隙中。所述襯里単元由耐火材料制成并且所述端部單元(或者它們的至少ー個(gè))的材料比所述中間單元的耐火材料具有更低的導(dǎo)熱率。這樣使來(lái)自加熱設(shè)備通過(guò)所述中間單元的耐火材料的熱滲透最大，而使通過(guò)所述端部単元到與熔融金屬入口和出ロ相鄰的殼體的熱損失最小。所述容器可以采取各種形式，但是這兩個(gè)示例性實(shí)施例優(yōu)選地為用于輸送熔融金屬的凹槽或凹槽段，在該情況下所述耐火材料村里是細(xì)長(zhǎng)的，在一個(gè)端部具有用于熔融金屬流入的入口并且在相對(duì)端部具有用于熔融金屬流出的出口。所述襯里単元的金屬接觸內(nèi)部表面形成頂部開(kāi)ロ式的熔融金屬輸送通道或者替代地形成閉合通道(例如利用耐火材料村里形成導(dǎo)管)。優(yōu)選示例性實(shí)施例涉及ー種用于輸送熔融金屬的凹槽段，所述凹槽段包括首尾相連地定位的至少兩個(gè)耐火材料襯里單元，其中在所述單元之間具有接頭以形成細(xì)長(zhǎng)的耐火材料內(nèi)襯，所述單元每個(gè)具有外部表面和在所述外部表面的上側(cè)開(kāi)放的縱向的金屬輸送通道；殼體，除了在所述上側(cè)至少局部地環(huán)繞耐火材料內(nèi)襯單元，并且在耐火材料內(nèi)襯單元與殼體之間形成有間隙；以及對(duì)于熔融金屬不能滲透的ー對(duì)金屬限制元件，在接頭的每側(cè)定位有ー個(gè)金屬限制元件，并且金屬限制元件環(huán)繞耐火材料內(nèi)襯單元的外部表面，至少低干與在使用時(shí)由所述凹槽段輸送的熔融金屬的預(yù)定最大工作高度相對(duì)應(yīng)的水平高度，并且橋接所述外部表面與所述殼體的內(nèi)部表面之間的間隙；其中每個(gè)所述限制元件具有在形狀方面與所述外部表面和所述內(nèi)部表面一致的表面，從而在限制元件之間形成熔融金屬限制區(qū)域，用于容納和限制在使用時(shí)從所述接頭泄漏的任何熔融金屬。另ー個(gè)優(yōu)選示例性實(shí)施例提供ー種用于輸送熔融金屬的凹槽段，所述凹槽段包 括首尾相連地定位以形成具有相對(duì)縱向端部的細(xì)長(zhǎng)耐火材料內(nèi)襯的至少兩個(gè)耐火材料內(nèi)襯單元，所述單元每個(gè)具有在上側(cè)開(kāi)放的縱向的金屬輸送通道；以及殼體，除了在所述上側(cè)所述殼體至少局部地環(huán)繞所述耐火材料內(nèi)襯單元，并且包括接觸和局部地環(huán)繞所述耐火材料內(nèi)襯的其中ー個(gè)縱向端部的橫向端壁，其中接觸所述橫向本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：EW里弗斯，J布爾曼，RB瓦斯塔夫，RG沃麥克，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：諾維爾里斯公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：