Recipiente que contiene metal fundido y procedimientos de fabricación del mismo.

Un recipiente para metal fundido, comprendiendo el recipiente un cuerpo de material refractario que tiene una cavidad para contener o transportar metal fundido,

y una superficie exterior que tiene una tela de hilos metálicos incrustados en ella, donde las telas de hilos metálicos comprenden al menos dos secciones de tela superpuestas unidas entre sí, estando dichos hilos superpuestos unos con otros con aberturas formadas entre dichos hilos por cuyas aberturas penetra dicho material refractario y donde una de las secciones de tela superpuesta comprende una matriz tejida de dichos hilos metálicos y otra de dichas secciones de tela comprende una matriz no tejida de dichos hilos metálicos.

Recipiente que contiene metal fundido y procedimientos de fabricación del mismo

Campo de la técnica

Esta invención se refiere a estructuras para contener metal fundido que incluye recipientes refractarios o cerámicos utilizados para transportar, tratar y/o retener metales fundidos. Más particularmente, la invención se refiere a tales recipientes y secciones de los mismos.

Antecedentes de la técnica

A menudo se requieren estructuras para contener metales tales como lavaderos, bebederos, etc., durante las operaciones de fundición y similares para transportar el metal fundido desde un lugar, p. ej., un horno de fundición de metal, a otro lugar, p. ej., un molde de colada o una mesa de colada. En otras operaciones, las estructuras para contener metal se utilizan para tratamientos del metal, tal como el filtrado del metal, la desgasificación del metal, el transporte del metal o la retención del metal. Los recipientes de contacto con el metal, tales como cubetas, contenedores, cazos y similares, utilizados en tales estructuras se fabrican generalmente de materiales refractarios, y especialmente de materiales cerámicos, que son resistentes a altas temperaturas y a la degradación por los metales fundidos a los que están expuestos. A veces, este tipo de estructuras se proporcionan con fuentes de calor para asegurar que los metales fundidos no se enfrían indebidamente ni se solidifican ya que están contenidos dentro o transportados por los recipientes. La fuente de calor pueden ser elementos de calefacción eléctricos colocados adyacentes a los recipientes o cajas que transportan fluidos calientes (p. ej., los gases de combustión) a lo largo de las superficies interiores o exteriores de los recipientes.

Los recipientes refractarios usados en tales estructuras son sometidos a ciclos térmicos, es decir, cambios significativos de la temperatura, cuando se transporta metal fundido o cuando se aplica un calefacción adicional, o cuando las secciones de los recipientes están inactivas o dejadas para que se enfríen. El ciclo térmico puede causar grietas que se forman en el material refractario del que están fabricados los recipientes o las secciones del recipiente. Las grietas se propagan con el tiempo y finalmente pueden llegar a ser tan grandes y profundas que los recipientes pueden tener fugas del metal fundido. Cuando esto sucede, los recipientes así afectados deben ser reparados o reemplazados, y a menudo las vidas de servicio de tales componentes son bastante cortas. Existe, por tanto, la necesidad de formas de alargar las vidas de servicio efectivas de los recipientes y secciones de los mismos en contacto con metales, y formas de impedir o minimizar la formación de grietas y fugas de metal fundido de dichos recipientes.

La patente de EE.UU. Nº 2.301.101, que se concedió a Lewis T. Welshans el 3 de noviembre de 1942, divulga una parte superior caliente refractaria para un molde de colada que tiene una malla de hilo incrustada en sus paredes, pero en ella no hay ninguna divulgación de tal uso en las secciones de la cubeta.

La patente de EE.UU. Nº 5.505.893, que se concedió a Charles W. Connors, Jr. el 09 de abril 1996, divulga un tamiz de malla abierta que se utiliza en el moldeo de un revestimiento refractario de una cubeta. Sin embargo, la pantalla se elimina o se disuelve después de que la cubeta se haya completado. El documento US 5.871.687 A describe un recipiente que incluye fibras metálicas para aumentar la resistencia del recipiente.

A pesar de estas divulgaciones, todavía existe la necesidad de secciones mejoradas del recipiente y procedimientos mejorados de fabricar el mismo.

Divulgación de la invención

Un ejemplo de realización proporciona un recipiente con las características de la reivindicación 1 para estar en contacto con el metal fundido.

Preferiblemente, el recipiente está conformado y dimensionado para su uso como un artículo seleccionado de los 55 siguientes: una cubeta alargada para el transporte de metal que tiene un canal conformado en la misma, un contenedor para un filtro del metal fundido, un contenedor para un desgasificador del metal fundido, un crisol, y similares.

El recipiente de los ejemplos de realización está fabricado de un material refractario. La expresión "material refractario" usada en el presente documento para referirse a los recipientes para contener metal se entiende que incluye todos los materiales que son relativamente resistentes al ataque por metales fundidos y que son capaces de mantener su resistencia a las altas temperaturas contempladas para los recipientes durante el uso normal, p. ej., las temperaturas de metales fundidos. Tales materiales incluyen, pero no se limitan a, materiales cerámicos (sólidos inorgánicos no metálicos y vidrios resistentes al calor) y no metales. Una lista no limitante de materiales adecuados 65 incluye los siguientes: los óxidos de aluminio (alúmina) , silicio (sílice, particularmente sílice fundida) , magnesio (magnesia) , calcio (cal) , zirconio (zirconia) , boro (óxido de boro) ; carburos metálicos, boruros, nitruros, siliciuros, tal

como carburo de silicio, carburo de silicio unido a nitruro (SiC/Si3N4) , carburo de boro, nitruro de boro; aluminosilicatos, p. ej., silicato de aluminio y calcio; materiales compuestos (p. ej., materiales compuestos de óxidos y no óxidos) ; vidrios, incluidos vidrios mecanizables; lanas o fibras minerales o mezclas de las mismas; carbono o grafito; y similares.

El recipiente de los ejemplos de las realizaciones está destinado normalmente a contener aluminio y aleaciones de aluminio fundidos, pero puede usarse para contener otros metales fundidos, particularmente los que tienen temperaturas de fusión similares a las del aluminio, p. ej., magnesio, plomo, estaño y zinc (que tienen temperaturas de fusión más bajas que el aluminio) y cobre y oro (que tienen temperaturas de fusión más altas que el aluminio) . Preferiblemente, para uso con un metal fundido particular destinado a estar contenido o ser transportado, el metal elegido para los hilos de la tela metálica debe ser no reactivo con el metal fundido particular, o al menos suficientemente no reactivo de manera que el contacto limitado con el metal fundido no cause excesiva erosión, disolución o absorción de la malla. El titanio es una buena elección para el uso con aluminio y aleaciones de aluminio fundidos, pero tiene la desventaja del coste elevado. Alternativas menos costosas incluyen, pero no se limitan a, las aleaciones de Ni-Cr (p. ej., Inconel®) y acero inoxidable.

El recipiente puede formar parte de una estructura para contener metal que tiene una carcasa metálica exterior, y la estructura puede estar provista de un calentador para el metal fundido. Las estructuras calentadas de este tipo se divulgan en la patente de EE.UU. Nº 6.973.955 concedida, a Tingey y col. el 13 de diciembre de 2005, o la solicitud de patente de EE.UU. en tramitación Serie Nº 12/002.989, publicada el 10 de julio 2008 en la publicación de EE.UU. Nº 2008/0163999 para Hymas y col. (cuyas descripciones de la patente y de la solicitud de patente se incorporan específicamente en este documento por esta referencia) .

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describen ejemplos de realizaciones con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una sección de la cubeta según un ejemplo de realización; La Fig. 2 es una sección transversal lateral de la sección de la cubeta de la Fig. 1 tomada sobre la línea II-II de la Fig. 1; La Fig. 3 es una vista lateral de una tela de refuerzo utilizada en la sección de la cubeta de las Fig. 1 y 2; La Fig. 4 es una vista en planta de la tela de refuerzo de la Fig. 3; La Fig. 5 es una vista en planta de una capa tejida que forma parte de la tela de refuerzo de las Fig. 3 y 4; La Fig. 6 es una vista en planta de una capa no tejida que forma otra parte de la tela de refuerzo de las Fig. 3 y 4;

La Fig. 7 es una sección transversal ampliada de parte de una sección de la cubeta para el transporte del metal cercana a una pared lateral de la misma que muestra la posición de una tela de refuerzo según las Fig. 3 a 6; La Fig. 8 es una vista desde el extremo de una estructura para contener metal para el transporte de metales fundidos que incorpora una sección de la cubeta como se muestra en las Fig. 1 y 2; y La Fig. 9 es una sección en corte transversal vertical de una sección de la cubeta similar a la de la Fig. 2, pero que muestra un ejemplo de realización adicional.

Ejemplos de realizaciones para llevar a cabo la invención

Las Fig. 1 y 2 muestran un recipiente para la contención de metal en forma de cubeta o de sección de cubeta 10 de 45 transporte... [Seguir leyendo]

1. Un recipiente para metal fundido, comprendiendo el recipiente un cuerpo de material refractario que tiene una cavidad para contener o transportar metal fundido, y una superficie exterior que tiene una tela de hilos metálicos incrustados en ella, donde las telas de hilos metálicos comprenden al menos dos secciones de tela superpuestas unidas entre sí, estando dichos hilos superpuestos unos con otros con aberturas formadas entre dichos hilos por cuyas aberturas penetra dicho material refractario y donde una de las secciones de tela superpuesta comprende una matriz tejida de dichos hilos metálicos y otra de dichas secciones de tela comprende una matriz no tejida de dichos hilos metálicos.

2. Un recipiente según la reivindicación 1, donde dicha matriz no tejida está colocada más cerca a dicha superficie que dicha matriz tejida.

3. Un recipiente según la reivindicación 1, donde dicha matriz tejida está colocada más cerca a dicha superficie que 15 dicha matriz no tejida.

4. Un recipiente según la reivindicación 1, la reivindicación 2 o la reivindicación 3, donde la matriz tejida de dichos hilos tiene aberturas con una anchura media mayor que la anchura media de las aberturas en la matriz no tejida.

5. Un recipiente según la reivindicación 4, donde la anchura media de las aberturas en la matriz tejida está en el intervalo de 0, 5 a 10 mm.

6. Un recipiente según la reivindicación 5, donde la anchura media de las aberturas en la matriz tejida está en un intervalo de 1 a 10 mm. 25

7. Un recipiente según la reivindicación 4, donde la anchura media de las aberturas en la matriz no tejida está en un intervalo de 50 m a 10 m.

8. Un recipiente según la reivindicación 7, donde la anchura media de las aberturas en la matriz no tejida está en un 30 intervalo de 50 m a 150 m.

9. Un recipiente según la reivindicación 8, donde la anchura media de las aberturas en la matriz no tejida es de aproximadamente 100 m.

10. Un recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde dichos hilos metálicos están fabricados de un metal que es resistente al contacto con el metal fundido.

11. Un recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde dichos hilos metálicos están fabricados a partir de un metal seleccionado de acero inoxidable, titanio, aleaciones basadas en Ni-Cr y aleaciones basadas en 40 Fe-Cr-Al.

12. Un recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el recipiente es una cubeta o sección de cubeta alargada con dicha cavidad conformando un canal que se extiende desde un extremo longitudinal de dicho cuerpo hasta el otro extremo del mismo.

13. Un recipiente según la reivindicación 12, donde dicho cuerpo tiene una superficie superior y dicho canal está abierto en dicha superficie superior del cuerpo.

14. Un recipiente según la reivindicación 12, donde el cuerpo del recipiente encierra completamente el canal excepto 50 en dichos extremos longitudinales.