專利名稱：熔融金屬轉運澆包和熔融金屬出液方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包和一種用于將諸如熔融鋁等熔融金屬轉運和供應到一個放置在熔融金屬鑄造設備中的熔融金屬保溫爐內的熔融金屬出液方法。
背景技術：
在通過模鑄方法制造鋁或鋁合金鑄件過程中，為了提高生產(chǎn)率通常在裝備有許多模鑄設備的工廠中進行鑄造。通過將熔融金屬從熔融金屬保溫爐轉運到熔融金屬澆包中，然后從熔融金屬澆包中供應金屬而將熔融金屬供應到模鑄設備中。由于熔融金屬保溫爐中總是需要保持預定量的熔融金屬，從位于工廠內的熔爐中獲得的熔融金屬或者從工廠外部獲得的熔融金屬被持續(xù)地供應到熔融金屬保溫爐內，從而可以維持預定量的熔融金屬。
圖14是一例傳統(tǒng)的壓力出液熔融金屬轉運澆包的剖面視圖。圖14(a)示出了整個熔融金屬轉運澆包而圖14(b)是當作業(yè)蓋打開時的視圖。如圖14所示的熔融金屬轉運澆包包括容納熔融金屬的澆包體101；蓋住澆包體的頂蓋102；設置在頂蓋102中的可開閉的作業(yè)蓋103；設置在作業(yè)蓋103中并且為澆包內的熔融金屬的表面(熔融金屬表面)加壓的進氣口104；以及設置在澆包體101上的熔融金屬出液部分105。
作業(yè)蓋103蓋住了一個開口111，該開口111用來向澆包體101內注入熔融金屬、除去在熔融金屬表面形成的浮渣(氧化鋁等)、測量熔融金屬的溫度等。澆包體101、頂蓋102和作業(yè)蓋103的外表面通常分別包覆有鋼殼107、108和109。澆包體101、頂蓋102和作業(yè)蓋103的內側層壓有耐火材料110。此外，為了提高絕熱性能，可在耐火材料110和每個外部鋼殼107、108和109之間層壓絕熱材料等。為了控制熔融金屬出液速度或停止加壓，提供了用于排放導入的空氣的出氣口113。
為了放出熔融金屬，例如空氣等氣體通過開口112從進氣口104導入以對熔融金屬表面加壓，從而將熔融金屬從一個出液孔106供應到熔融金屬保溫爐中。在傳統(tǒng)的傾斜澆包、然后向保溫爐注入熔融金屬、同時控制熔融金屬出液速度的出液方法中，需要很高的技巧并且為了對多個熔融金屬保溫爐完成同樣的過程而增加了工作量，通過如上述那樣對熔融金屬表面進行加壓來對熔融金屬出液，可以消除這種不利的操作。
如上所述，熔融金屬可以從位于鑄造廠之外的冶金廠供應到位于鑄造廠之內的熔融金屬保溫爐中。在此情況下，容納了熔融金屬的熔融金屬轉運澆包通過卡車或類似運輸工具運輸。當卡車等在公路上行駛時，熔融金屬表面可能由于路面的凸凹不平或在街道拐角的曲線而劇烈晃動。這會意外地濺起熔融金屬，這些熔融金屬將附著到頂蓋102或作業(yè)蓋103的內表面上。
圖14示出了一個熔融金屬轉運澆包，其中進氣口104形成在作業(yè)蓋103上(例如日本第3323489號專利)。在其中進氣口104沒有形成在作業(yè)蓋103上的熔融金屬轉運澆包的現(xiàn)有技術中，進氣口104主要設置在頂蓋102上。在如圖14所示的熔融金屬轉運澆包的情況下，由于進氣口104的開口112形成在距離熔融金屬表面較遠的作業(yè)蓋103上，與進氣口104形成在頂蓋102上的情況相比，開口被熔融金屬或熔融金屬的濺起物堵塞的次數(shù)減少了。
在作業(yè)蓋103上形成進氣口104在一定程度上減少了由于熔融金屬濺起物堵塞進氣口開口的次數(shù)。然而，考慮到堵塞可能是由于路面狀況、運輸工具的類型(例如卡車)、熔融金屬的數(shù)量等引起的，不能說徹底防止了對開口的堵塞。對開口112的堵塞阻礙了熔融金屬的出液，并且在最壞情況下，該堵塞使得難以倒出熔融金屬。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題，并且其目的是為了提供一種用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包和一種熔融金屬出液方法，該方法能可靠地導入加壓氣體。
為了達到上述目的，本發(fā)明一種用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包(1)包括一個用于容納熔融金屬的澆包體；一個蓋住澆包體的頂部開口的頂蓋；一個蓋住形成在該頂蓋一部分上的開口的可開閉作業(yè)蓋；和一個從澆包體下部延伸到頂蓋上方的熔融金屬出液部分；其中該作業(yè)蓋裝備有一個從上面蓋住頂蓋開口的蓋體、一個形成在蓋體頂板上的進氣口、和一個設置在蓋體內部的耐熱層；該耐熱層由透氣性耐火材料層構成；并且用于為澆包體內加壓的氣體通過透氣性耐火層從進氣口引入。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(2)的特征在于在熔融金屬轉運澆包(1)內的耐熱層包括位于透氣性耐火材料層和進氣口之間的透氣性絕熱材料層。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(3)的特征在于在熔融金屬轉運澆包(1)內的耐熱層包括位于透氣性耐火材料層和進氣口之間的、具有通氣部的絕熱材料層。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(4)的特征在于任一熔融金屬轉運澆包(1)至(3)中的作業(yè)蓋設置有一個用作儲氣池的空間，該空間位于進氣口和透氣性耐火材料層、透氣性絕熱材料層或絕熱材料層之間。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(5)的特征在于在任一熔融金屬轉運澆包(1)至(4)中的作業(yè)蓋在透氣性耐火材料層朝向澆包體的表面上設置有一個金屬支撐件，該金屬支撐件支撐著透氣性耐火材料層并且具有透氣性。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(6)的特征在于在熔融金屬轉運澆包(5)中的作業(yè)蓋設置有一個透氣性耐火材料罩，該透氣性耐火材料罩覆蓋在金屬支撐件面對澆包體的金屬支撐件表面上。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(7)的特征在于在任一熔融金屬轉運澆包(1)至(4)中的作業(yè)蓋在透氣性耐火材料層面對著澆包體的表面上設置有一個金屬支撐件，該金屬支撐件支撐著透氣性耐火材料層并且具有一個通氣口，并且該金屬支撐件在距該通氣口下方一定距離處設置有一個用于保護通氣口的板。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(8)的特征在于在熔融金屬轉運澆包(7)中用于保護通氣口的板從中心向外下方傾斜。
本發(fā)明一種熔融金屬轉運澆包(9)的特征在于在任一熔融金屬轉運澆包(1)至(8)中的作業(yè)蓋設置有一個用于從澆包中排氣的出氣口。
本發(fā)明的一種熔融金屬出液的方法包括向任一熔融金屬轉運澆包(1)至(9)的澆包體內注入熔融金屬，用頂蓋或作業(yè)蓋實質上封住澆包體，通過透氣性耐火材料層從進氣口引入加壓氣體來為熔融金屬表面加壓，由此從熔融金屬出液部分倒出熔融金屬。
根據(jù)上述熔融金屬轉運澆包(1)，作為作業(yè)蓋的耐熱層的透氣性耐火材料層相對于澆包體占據(jù)了一個很大的面積。換言之，透氣性耐火材料層的氣體流通面積很大。由此，即使當透氣性耐火材料層部分阻塞，氣體也能流經(jīng)材料層沒有阻塞的部分。因此，加壓氣體在沒有任何障礙的情況下供應到熔融金屬轉運澆包中，并且如此，一般會沒有任何困難地倒出熔融金屬。在進氣口不但向熔融金屬轉運澆包內引入氣體而且還從中排出氣體的情況下，很少會阻礙氣體排出。
根據(jù)上述熔融金屬轉運澆包(2)或(3)，由于作業(yè)蓋設置有絕熱材料層，可以減少從作業(yè)蓋中散發(fā)的熱量。這可以抑制在熔融金屬轉運澆包中熔融金屬溫度的任何下降。
根據(jù)上述熔融金屬轉運澆包(4)，在進氣口和透氣性耐火材料層或透氣性絕熱材料層之間設置有一個用作儲氣池的空間。因此，即使當設置的耐火材料層或絕熱材料層的透氣性低時，相應于面對該空間的部分的材料層區(qū)域能作為一個透氣層。這與不提供這種空間的情況相比，使得能夠增大有效的氣體流通區(qū)域。此外，即使透氣性耐火材料層部分阻塞，也能供應或排出所需的氣體量。
根據(jù)上述熔融金屬轉運澆包(5)，作業(yè)蓋在透氣性耐火材料層面對著澆包體的表面上設置有一個支撐著透氣性耐火材料層的透氣性金屬支撐件。這可以防止透氣性耐火材料層下落，并且還能支撐一個由球形耐火陶瓷材料構成的透氣性耐火材料層(如果使用)。
此外，上述用于轉運熔融金屬的澆包(6)設置有一個透氣性耐火材料罩，該透氣性耐火材料罩覆蓋上述金屬支撐件。這可以防止金屬支撐件由于與附著的熔融金屬(鋁、鋁合金等)發(fā)生反應而弱化或受損。
此外，根據(jù)上述用于轉運熔融金屬的澆包(7)，作業(yè)蓋在面對澆包體的透氣性耐火材料層表面上設置有一個支撐著透氣性耐火材料層并且具有一個通氣口的金屬支撐件，并且該金屬支撐件在開口之下距離開口一段距離設置有一個用于通氣口的保護板。由此，熔融金屬不能直接附著到透氣性耐火材料層上。當轉運或準備倒出熔融金屬時，用于轉運熔融金屬的澆包會劇烈晃動。在此情況下，熔融金屬傾向于附著到透氣性耐火材料層上。附著的熔融金屬會硬化并且從透氣性耐火材料層上分離，同時會部分剝離材料層，然后墜入熔融金屬中。此外，附著的熔融金屬使得難以從透氣性耐火材料層向澆包體內流入加壓氣體。根據(jù)用于轉運熔融金屬的澆包(7)，由于金屬支撐件在通氣口下設置有一個保護板，該保護板能阻止熔融金屬直接接觸在通氣口處暴露的透氣性耐火材料層。此外，由于熔融金屬不易附著到支撐件上，將會不存在任何問題地進行作業(yè)，并且該金屬支撐件不容易受損。因此，本發(fā)明的澆包可穩(wěn)定地使用較長時間。
根據(jù)上述用于轉運熔融金屬的澆包(8)，熔融金屬轉運澆包(7)的保護板從中心向外向下傾斜。這樣，即使熔融金屬落(例如濺落)到保護板上，熔融金屬液滴將容易從上面流下來。從而，熔融金屬不容易硬化和停留在保護板上。此外，即使以劇烈晃動的方式使用熔融金屬轉運澆包，它也能在長時間內沒有任何問題地使用。
根據(jù)上述用于轉運熔融金屬的澆包(9)，用于從熔融金屬轉運澆包內排氣的出氣口設置在作業(yè)蓋上，它方便了排氣。尤其是，即使急需排氣，由于操作簡單，也能避免操作錯誤。
根據(jù)上述熔融金屬出液方法，使用任一上述熔融金屬轉運澆包(1)至(9)容納、轉運和倒出熔融金屬。這樣，能毫無困難地向澆包體內供應加壓氣體，并且能可靠地倒出熔融金屬。


圖1是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(1)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。
圖2是具體示出透氣性耐火材料層的構造的剖面圖。
圖3是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(2)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。
圖4是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(3)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。
圖5是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(4)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。
圖6是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(5)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。圖6(a)是一個剖面圖，而圖6(b)是一個平面圖。
圖7是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(6)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。圖7(a)是一個剖面圖，而圖7(b)是一個平面圖。
圖8是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。圖8(a)是一個剖面圖，而圖8(b)是一個平面圖。
圖9是示出一個金屬支撐件的立體圖，該金屬支撐件構成了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋。
圖10是示出金屬支撐件一部分的局部放大截面視圖，該金屬支撐件構成了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋。圖10(a)示出了一個邊緣部分的構造。圖10(b)示出了保護板的一個連接部分。
圖11是示出另一個金屬支撐件的實施方式的立體圖，該金屬支撐件構成了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋。
圖12是示出又一個金屬支撐件的實施方式的立體圖，該金屬支撐件構成了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋。
圖13是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(8)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。圖13(a)示出了一個示例，其中出氣口設置在由一個透氣性耐火材料層構成的作業(yè)蓋上。圖13(b)示出了一個示例，其中出氣口設置在一個由透氣性耐火材料層和絕熱材料層構成的作業(yè)蓋上。
圖14是示出了一例傳統(tǒng)的加壓出液型熔融金屬轉運澆包的剖面圖。
具體實施例方式
下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的熔融金屬轉運澆包。在每個附圖中，以相同的標號表示相同或相類似的部分，并且會省略對其描述。
本發(fā)明的熔融金屬轉運澆包指用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包。根據(jù)一個實施方式，其主要部分的構造與用于轉運熔融金屬的傳統(tǒng)加壓出液型澆包幾乎相同。更具體地，其區(qū)別在于作業(yè)蓋的構造，因此主要詳細解釋作業(yè)蓋。
如圖14所示，用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包的主要部分包括容納熔融金屬的澆包體101；蓋住澆包體的頂部開口的頂蓋102；以及蓋住在形成在頂蓋102的一部分上的開口的可開閉作業(yè)蓋103。作業(yè)蓋103設置有一個從上面蓋住頂蓋102的開口的蓋體109、形成在蓋體109頂板上的、用于導入氣體來為澆包內的熔融金屬表面加壓的進氣口104、設置在蓋體109內側的耐熱層、以及從澆包體101的下端部延伸到澆包體上方的熔融金屬出液部分。澆包體101和頂蓋102的外表面分別設置了鋼殼107和108。僅由耐火材料構成的或由耐火材料和絕熱材料的組合構成的內襯層110設置在澆包體101、頂蓋102等的鋼殼107和108的內部。
在多數(shù)情況下，容納于熔融金屬轉運澆包內的熔融金屬的量大約為1000kgf。在此情況下，熔融金屬轉運澆包的尺寸如下從澆包體101底部到作業(yè)蓋103的高度為約700毫米到約1200毫米，例如頂蓋102的外徑為約1000毫米到約1400毫米，澆包體101的內徑(由內襯層110確定的空間)為約700毫米到約1000毫米，而深度為約700毫米到約1000毫米。至于作業(yè)蓋103，其外徑為約500毫米并且其厚度為約100毫米到約150毫米。蓋體109的鋼殼內部層疊了例如厚度為約25毫米到約100毫米的耐火材料。
使用了(例如碳基的)耐熱密封件以在澆包體101和頂蓋102之間以及頂蓋102和作業(yè)蓋103之間大體密封。該密封件足以使?jié)舶鼉炔砍惺墚斎廴诮饘俚钩鰰r所施加的壓力，即約6×104Pa(大約0.6kgf/cm2)(最大表壓)。此外，只要不妨礙澆包內的壓力控制，一定量的氣體泄漏是可接受的。出液部分105不限于圖14所示的類型，并且只要能應用于加壓出液型熔融金屬轉運澆包，任何類型的出液部分均可使用。
圖1是示出了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(1)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。如圖1所示的作業(yè)蓋1設置有一個進氣口11和一個透氣耐火材料層12，該材料層是耐熱層。作業(yè)蓋1的上側和側壁分別由鋼殼13a和13b制成，并且一個環(huán)形的密封件14連接到側壁的鋼殼13b的底端。
在進氣口11和供氣單元(未示出)之間設置有一個壓力控制器(未示出)用于控制熔融金屬轉運澆包內的壓力。如果需要，通過提供一個用于在導入氣體和排出氣體之間轉換模式的閥門，該壓力控制器可設置有通過進氣口11排出熔融金屬轉運澆包內的氣體的功能。在多數(shù)情況下，使用空氣作為加壓氣體，但是也可以使用例如氮氣、氬氣等惰性氣體。
圖2是示出了透氣性耐火材料層12的具體構造的剖面圖。圖2(a)示出透氣性耐火材料層12全部由多孔的透氣性耐火材料層12a構成，這種材料例如為氧化鋁、富鋁紅柱石(mullite)(硅鋁石(silica-alumina))、硅石或硅酸鈣基多孔燒結材料，它們具有直徑約1毫米或更小的細孔。這些多孔燒結材料具有相對較低的透氣性。
圖2(b)示出了一例透氣性耐火材料層12，其中氣體流經(jīng)交織的框架或線狀的材料。例如，透氣性耐火材料12全部由具有三維框架結構的多孔材料層12b構成，該三維框架結構具有非常高的孔隙率和連續(xù)的孔隙(例如，商業(yè)名稱“陶瓷泡沫體(ceramic foam)”)。具有三維框架結構的多孔材料還用作過濾例如氧化物等雜質的過濾器，這些雜質通常存在于熔融的鋁或鋁合金中，并且由于孔隙率是80％至90％，透氣性非常高。此外，具有三維框架結構的多孔材料具有高耐火性，因為它由例如氧化鋁-堇青石(alumina-cordierite)、氧化鋁或富鋁紅柱石基的耐火材料構成。從而，優(yōu)選具有三維框架結構的多孔材料作為透氣性耐火材料層12b。
其中作為示例提出了封裝和燒結有線狀耐火材料的透氣性線狀封裝燒結材料，在這種材料中氣體流經(jīng)線狀材料的縫隙。這種線狀耐火材料也優(yōu)選作為透氣性耐火材料層12b。此外，提到一種通過將耐火纖維形成為一個板形而獲得的透氣性纖維形成的物體，它優(yōu)選作為高透氣性耐火材料層12b。
圖2(c)示出了透氣性耐火材料層12由多孔的耐火材料層12a和不透氣的耐火材料層15構成。圖2(d)示出一個透氣性耐火材料層12的示例，該材料層包括具有三維框架結構的多孔的材料層12b和例如熔鑄耐火塊和耐火磚15等的不透氣耐火材料層。如圖2(c)和(d)所示，透氣性耐火材料層12不必全部區(qū)域均由透氣性耐火材料層構成。透氣性耐火材料層12作為整個材料層必須具有透氣性。然而，優(yōu)選確定不透氣耐火材料層15的區(qū)域所占的比例，以保證即使在材料層部分被濺起的熔融金屬等部分阻塞的情況下也有透氣性。
當透氣性耐火材料層12如圖2(c)和(d)所示部分不透氣時，優(yōu)選在透氣性耐火材料層12和進氣口11之間提供一個作為集氣器的空間，該集氣器用作一個儲氣池，在后面對它進行描述。
圖2(e)示出了一例耐火材料層12c，其中透氣性耐火材料層12由球粒構成，該球粒由例如氧化鋁、富鋁紅柱石(硅鋁石)、或硅酸鈣基多孔燒結材料制成。耐火材料層12c設置有兩個透氣性保持件16a，用于保持給定厚度的耐火材料球粒層；和用于以預定間隔保持兩個保持件16a的透氣性側壁部件16b。
保持件16a具有透氣性并且由網(wǎng)狀或板狀的多孔金屬材料構成。例如鉻一鉬或不銹鋼基的鋼材等耐熱或耐氧化金屬材料可用作保持件16a或側壁部件16b。此外確定網(wǎng)孔和孔徑以使得耐火材料球粒不會漏出。為保證適中的透氣性，耐火材料球粒的尺寸優(yōu)選為其直徑介于約5毫米到20毫米的范圍內。
耐火材料的球粒不必直接由保持件16a保持，而是可以覆蓋以片狀透氣性耐火材料，然后通過該片狀耐火材料而由保持件16a保持。在此情況下，保持件的網(wǎng)孔和孔徑可以大于耐火材料球粒的直徑。此外，雖然上面的描述針對耐火材料由球粒構成的情況，該形狀并不限于球形。不是球形的任何其他形狀，例如方形、不定的形狀等都可接受，只要在顆粒之間具有間隙即可。
如上所述，如圖2(a)至(e)所示的透氣性耐火材料層12的厚度為約25毫米至100毫米之間。
圖3是用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(2)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋2的構造的剖面圖。圖3所示的耐熱層包括與上述參考圖1和圖2描述的作業(yè)蓋2相同的透氣性耐火材料層12，其間的區(qū)別僅在于透氣性耐火材料層12的厚度。這樣，省略了對其詳細的描述。
如圖3所示的作業(yè)蓋2包括位于進氣口11和透氣性耐火材料層12之間的透氣性絕熱層21。任何材料只要具有高達大約800攝氏度的耐熱性、有透氣性和絕熱性能，均可用作透氣性絕熱層21。例如，形成為板狀或塊狀的多孔材料或者通過將纖維(短纖維)形成為板或片的纖維材料(例如，商業(yè)名稱為“kaowool”的材料等)。
透氣性耐火材料層12和透氣性絕熱層21的厚度關系根據(jù)設計、整個材料層的絕熱效率、透氣性耐火材料層12和透氣性絕熱層21的熱傳導率、每層材料的強度等而發(fā)生變化。如此，優(yōu)選每層的厚度根據(jù)其狀況確定。然而，為獲得一定程度的絕熱效果，優(yōu)選透氣性絕熱層21的厚度至少為大約30毫米。
圖4是示出用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(3)的熔融金屬轉運澆包的作業(yè)蓋3的構造的剖面圖。由于圖4所示的耐熱層包括與上述作業(yè)蓋1相同的透氣性耐火材料層12，并且它們的區(qū)別僅在于透氣性耐火材料層12的厚度，所以省略了對其詳細的描述。
圖4示出的作業(yè)蓋3包括位于進氣口11和透氣性耐火材料層12之間的具有一通氣部32的絕熱層31。通氣部32是一個形成在絕熱材料層31上的開口，用于將加壓氣體導入熔融金屬轉運澆包內并且從熔融金屬轉運澆包內排出氣體。在通氣部32和熔融金屬轉運澆包之間，氣體流經(jīng)透氣性耐火材料層12。
絕熱層31無需透氣性，并且任何材料只要具有高達大約800攝氏度的耐熱性和絕熱性能，均可使用。例如，絕熱的熔鑄耐火塊和形成有多孔的材料可以用作絕熱層31。此外，也可以使用上述由透氣纖維形成的材料(例如，商業(yè)名稱為“kaowool”的材料等)。
透氣性耐火材料層12和透氣性絕熱層31的厚度關系可根據(jù)設計、整個材料層的絕熱效率、透氣性耐火材料層12和透氣性絕熱層31的熱傳導率、每層材料的強度等而變化。如此，優(yōu)選每層的厚度根據(jù)其狀況確定。然而，為獲得一定程度的絕熱效果，優(yōu)選透氣性絕熱層31的厚度至少為大約30毫米。
圖5是用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(4)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。如圖5所示的作業(yè)蓋4a(圖5(a))、4b(圖5(b))和4c(圖4(c))分別對應于圖1所示的作業(yè)蓋1、圖3所示的作業(yè)蓋2和圖4所示的作業(yè)蓋3。然而，區(qū)別是用作引入空氣儲氣池的空間41a和41b設置在透氣性耐火材料層12或透氣性絕熱層21和進氣口11之間。在圖5(c)所示的作業(yè)蓋4c的情況下，由于絕熱層31是不透氣的，空間41b設置在透氣性耐火材料層12和絕熱層31之間。
空間41a和41b的區(qū)域不必與透氣性耐火材料層12或透氣性絕熱層21的整個表面相同。然而，優(yōu)選當透氣性耐火材料層12或透氣性絕熱層21的透氣性低時增大該空間。例如，當使用例如多孔的燒結材料(例如圖2(a))等具有低透氣性的材料層時，優(yōu)選根據(jù)透氣性確定相對于透氣性耐火材料層12或透氣性絕熱層21面積的該空間區(qū)域?？臻g41a和41b的各高度(厚度)優(yōu)選在約5毫米到約20毫米的范圍內。
當透氣性耐火材料層12自己或者透氣性絕熱層21和透氣性耐火材料層12的組合的透氣性低時，這些空間41a和41b特別有效。更具體地，通過擴大面對空間41a或41b的透氣性耐火材料層12或透氣性絕熱層21的面積，能夠增大導入熔融金屬轉運澆包內或者從熔融金屬轉運澆包內排出的氣體流率。
圖6是用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(5)的熔融金屬轉運澆包的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。如圖6所示的作業(yè)蓋5在透氣性耐火材料層12的下表面上設置有一個金屬支撐件51。該金屬支撐件51具有阻止透氣性耐火材料層12落下和支撐由如圖2(e)所示的球形耐火材料構成的透氣性耐火材料層12的效果。金屬支撐件51優(yōu)選連接到密封件14內部，從而不會破壞頂蓋102和任一作業(yè)蓋1至3和4a至4c之間的密封。
對于上述金屬支撐件51，優(yōu)選金屬網(wǎng)、格條鋼、多孔的金屬板和類似物，因為氣體可在透氣性耐火材料層12和澆包體101之間毫無障礙地流過。用于金屬支撐件51的合適金屬材料是耐熱和耐氧化的金屬材料，例如鉻-鉬或不銹鋼基金屬材料。
圖7是用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(6)的熔融金屬轉運澆包的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。如圖7所示的作業(yè)蓋6在根據(jù)上述實施方式(5)的作業(yè)蓋5的金屬支撐件51的下表面(面對澆包體101)上設置有一個透氣性耐火材料罩61。該透氣性耐火材料罩61阻止了由熔融的鋁或鋁合金的附著對金屬支撐件產(chǎn)生的損害。通常由于鋁和鐵的摻雜容易產(chǎn)生易碎的金屬間化合物。因此，通過阻止例如鋁等熔融金屬直接附著到金屬支撐件51上，金屬支撐件51的耐久性可得到改善。
由玻璃纖維等形成的非紡織片可用于透氣性耐火材料罩61。在工業(yè)上使用絕熱布等和任何材料均可用作透氣性耐火材料罩61。并非絕對需要將透氣性耐火材料罩61附著到作業(yè)蓋6上。非紡織片可保持在頂蓋102和作業(yè)蓋之間。由于當運輸容納了熔融金屬的熔融金屬轉運澆包時尤其需要透氣性耐火材料罩62，罩62可僅在運輸時使用。
圖8示出了用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包的作業(yè)蓋的構造。圖8(a)是一個剖面圖，而圖8(b)是一個從底部觀察的平面圖。如圖8所示的作業(yè)蓋7在上述實施方式(4)的作業(yè)蓋4c內的透氣性耐火材料層12的下表面上設置有一個金屬支撐件70a。金屬支撐件70a包括一個主體71、一個用于通氣口的保護板72(下文稱作“保護板”)和一個用于將保護板72固定到主體71上的固定件73。雖然圖8示出了一個其中金屬支撐件70a連接到根據(jù)實施方式(4)的作業(yè)蓋4c上的例子，金屬支撐件70a能夠連接到根據(jù)實施方式(1)至(4)的任一作業(yè)蓋上。
圖9是金屬支撐件70a的立體圖。圖10是金屬支撐件70a一部分的局部放大截面視圖。圖10(a)示出了主體71的邊緣71c，而圖10(b)示出了固定件73的一個固定部分。
如圖9所示，主體71設置有一個基板71a和一個邊緣部71c。在基板71a上，形成有多個通氣口71b。保護板72位于通氣口71b之下并與之分離。板的尺寸相應于形成有通氣口71b的區(qū)域。
通氣口71b是用于使氣體流經(jīng)透氣性耐火材料層12進入澆包內的開口，并且形成在基板71a的中心部分附近。優(yōu)選形成兩個或更多通氣口71b，但是并非絕對需要多個開口，一個開口就足夠了。每個通氣口71b的尺寸優(yōu)選根據(jù)熔融金屬體的上部的空間容量、加壓空氣的流率、通氣口71b的數(shù)量等確定。
優(yōu)選保護板沿從中心部分向外的方向而向下傾斜，并且差不多呈古代戰(zhàn)士的草帽的形狀。該板不必以直線形式向下傾斜，而是可以曲線等形式向下傾斜。如上所述從中心向外下方傾斜的板便于濺到保護板72上的熔融金屬從板上滴下或流走。保護板的尺寸(直徑)的上限優(yōu)選這樣確定當作業(yè)蓋7放置在澆包體上時，在澆包(圖14)的開口111和保護板72之間至少具有約20毫米的空隙。
主體71和保護板72可通過固定件73彼此連接。圖10(b)示出了一例使用固定件73的固定方式。圖10(b)示出了一個優(yōu)選的固定方法，其中在基板71a和保護板72上形成開口，然后將一個桿狀固定件73插入每個開口，并且通過焊接等連接。
如圖10(a)所示，在該主體71的邊緣部71c上形成有一個突起71e。在將主體71連接到作業(yè)蓋7上時利用該突起71e精確定位。如圖8所示的作業(yè)蓋7通過例如在連接鋼殼13a和嵌入絕熱材料層31、透氣性耐火材料層12等之前，將支撐件70a插入環(huán)狀密封件14內而進行裝配。在此情況下，以支撐件70a的邊緣部71c的外表面接觸密封件14的內表面的方式從密封件14之上將支撐件70a推入密封件14之內。當突起71e受壓直至它抵達密封件14的上表面時，支撐件70a和基板71a相對于密封件14的下表面正確定位。
圖11是示出根據(jù)另一實施方式的支撐件的立體圖。圖11示出一例支撐件70b，該支撐件70b具有不同于圖9所示的支撐件70a的邊緣部71c。支撐件70b設置有兩個或更多個具有窄的周向寬度的邊緣部76c。如此，該邊緣不必是如圖9所示的環(huán)形。
圖12是示出根據(jù)又一實施方式的支撐件的立體圖。圖12示出了一個不同于圖9所示的支撐件70a和圖11所示的支撐件70b的例子，其中不同之處在于沒有設置邊緣部71c或76c。邊緣部71c或76c并非絕對需要。在支撐件70c沒有邊緣部的情況下，基板71a的外周部77c可通過焊接等方式連接到密封件14上。
每個在圖8至12中示出的支撐件70a、70b和70c的基板71a和保護板72優(yōu)選由耐熱金屬材料——例如鉻基不銹鋼、鉻鉬基不銹鋼等——構成，從而可耐受容納于澆包體內的熔融金屬的熱。考慮到高溫強度和作為支撐件的強度，例如，基板71a的厚度優(yōu)選為約4毫米或更厚，并且保護板72的厚度優(yōu)選約3毫米或更厚。
設置在每個支撐件70a、70b和70c中的保護板72的形狀是參考一個它從中心向外向下傾斜的例子而進行描述的。然而，當熔融金屬的飛濺不是如此劇烈時，可使用差不多為平板狀的保護板。
圖13是用于根據(jù)本發(fā)明實施方式(7)的熔融金屬轉運澆包中的作業(yè)蓋的構造的剖面圖。圖13(a)是一個在作業(yè)蓋8a上形成有出氣口81a的例子，該作業(yè)蓋由透氣性耐火材料層12構成。圖13(b)是一個在作業(yè)蓋8b上形成有出氣口81b的例子，該作業(yè)蓋8b由一個透氣性耐火材料層12和一個絕熱材料層31構成。
在如圖13(a)所示的出氣口81a中，由于作業(yè)蓋8a由透氣性耐火材料層12構成，出氣口81a開口在透氣性耐火材料層12的上表面。在如圖13(b)所示的出氣口81b中，由于作業(yè)蓋8b由透氣性耐火材料層12和絕熱材料層31構成，出氣口81b在透氣性耐火材料層12的上表面和絕熱材料層31的下表面上均開口。
如上所述，在熔融金屬轉運澆包內的氣體可從進氣口11排出。然而，為了設置分離的導入和排出氣體的通道，優(yōu)選在如圖13(a)和13(b)所示的位置上形成出氣口81a和81b。
本發(fā)明的加壓出液型熔融金屬轉運澆包防止了在通過例如卡車等運輸工具轉運熔融金屬時，用于導入氣體以便為澆包內部加壓的開口的阻塞。因此，能可靠地引入加壓氣體，由此，倒出熔融金屬不會存在障礙，這導致了一個穩(wěn)定的熔融金屬出液過程。
權利要求
1.一種用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包，包括一個用于容納熔融金屬的澆包體；一個蓋住該澆包體的頂部開口的頂蓋；一個蓋住形成在該頂蓋一部分上的開口的可開閉作業(yè)蓋；以及一個從該澆包體下端部延伸到該澆包體上方的熔融金屬出液部分；其中該作業(yè)蓋具有一個從上面蓋住該頂蓋開口的蓋體、一個形成在該蓋體頂板上的進氣口、和一個設置在該蓋體內部的耐熱層；該耐熱層包含透氣性耐火材料層；并且用于對該澆包體的內部加壓的氣體通過該透氣性耐火層從該進氣口導入。
2.如權利要求1所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述耐熱層包括一個位于所述透氣性耐火材料層和所述進氣口之間的透氣性絕熱材料層。
3.如權利要求1所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述耐熱層包括一個位于所述透氣性耐火材料層和所述進氣口之間的、具有一個通氣部的絕熱材料層。
4.如權利要求1至3中任一項所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述作業(yè)蓋設置有一個用作儲氣池的空間，該空間在所述進氣口和所述透氣性耐火材料層、所述透氣性絕熱材料層或所述絕熱材料層之間。
5.如權利要求1至4中任一項所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述作業(yè)蓋在所述透氣性耐火材料層面對著所述澆包體的表面上設置有一個金屬支撐件，該金屬支撐件支撐著所述透氣性耐火材料層并且具有透氣性。
6.如權利要求5所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述作業(yè)蓋設置有一個透氣性耐火材料罩，該透氣性耐火材料罩覆蓋在所述金屬支撐件面向所述澆包體的表面上。
7.如權利要求1至4中任一項所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述作業(yè)蓋在所述透氣性耐火材料層面向所述澆包體的表面上設置有一個金屬支撐件，該金屬支撐件支撐著所述透氣性耐火材料層并且具有一個通氣口，該金屬支撐件在該通氣口下方一定距離處設置有一個用于保護該通氣口的板。
8.如權利要求7所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述用于保護所述通氣口的板從中心向外下方傾斜。
9.如權利要求1至8中任一項所述的熔融金屬轉運澆包，其中所述作業(yè)蓋設置有一個用于從該澆包中排氣的出氣口。
10.一種熔融金屬出液的方法，包括向權利要求1至9中任一項所述的熔融金屬轉運澆包的澆包體內注入熔融金屬，用所述頂蓋或作業(yè)蓋基本上封住該澆包體，以及通過所述透氣性耐火材料層從所述進氣口導入加壓氣體來為熔融金屬表面加壓，由此從所述熔融金屬出液部分放出熔融金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于轉運熔融金屬的加壓出液型澆包，具有一個用于容納熔融金屬的澆包體、一個蓋住該澆包體的頂部開口的頂蓋、一個蓋在形成在該頂蓋一部分上的開口的可開閉作業(yè)蓋、以及一個從該澆包體下端部向該澆包體上方延伸的熔融金屬出液部分。其中該作業(yè)蓋(1)具有一個從上面蓋住頂蓋開口的蓋體(13a、13b)、一個設置在蓋體(13a、13b)的上表面上的進氣口(11)、和一個設置在作業(yè)蓋之內的耐熱層。耐熱層包括透氣性耐火材料層(12)。對澆包體的內部加壓的氣體通過透氣性耐火層(12)從進氣口(11)導入到澆包體中?？梢栽谕笟庑阅突鸩牧蠈?12)和進氣口(11)之間設置透氣性絕熱材料層或具有通氣部的絕熱材料層。
文檔編號B22D41/00GK1822911SQ20048002021
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權日2003年7月25日
發(fā)明者宇梶文治, 小川憲治, 松本利之, 西平賀炯, 向井克喜 申請人:日本坩堝株式會社, 株式會社大紀鋁工業(yè)所