BR112012013773B1 - método para preparar uma junta de refratário reforçada entre seções de refratário de um vaso usado para conter metal em fusão e vaso para conter metal em fusão - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA PREPARAR UMA JUNTA DE REFRATÁRIO REFORÇADA ENTRE SEÇÕES DE REFRATÁRIO DE UM VASO USADO PARA CONTER METAL EM FUSÃO, VASO, E, SEÇÃO DE VASO PARA UM VASO DE CONTENÇÃO DE METAL. Uma modalidade exemplar da invenção provê um método de preparar uma junta de refratário reforçada entre seções de refratário de um vaso usado para conter ou transferir metal em fusão, por exemplo, uma calha de contato com metal. O método envolve introduzir um corpo de malha feito de fios metálicos em uma lacuna entre superfícies de contato com metal de seções de refratário adjacentes de um vaso de forma que o corpo de malha fique posicionado por baixo das superfícies de transferência de metal, e cobrir o corpo de malha com uma camada de material refratário moldável para vedar a lacuna entre as superfícies de contato com metal. Outras modalidades dizem respeito a um vaso formado pelo método e uma seção do vaso com um corpo de malha pré-posicionado adequado para preparar uma junta vedada com outras tais seções.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] Esta invenção diz respeito a estruturas de contenção de metal em fusão usadas para transferir, tratar ou reter metais em fusão, particularmente tais estruturas incorporando vasos de contenção de metal em fusão de refratário ou cerâmica feitos de duas ou mais peças ou seções, ou incluindo as mesmas. Mais particularmente, a invenção diz respeito a métodos de prover juntas vedadas entre tais peças ou seções para impedir vazamento de metais em fusão dos vasos nas juntas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Vasos de contenção de metal em fusão, por exemplo, calhas e calhas de transferência de metal, são frequentemente empregados durante operações de tratamento e lingotamento de metal e similares, por exemplo, para transferir metal em fusão de um local, tal como um forno de fusão de metal, para um outro local, tal como um molde de lingotamento ou mesa de lingotamento. Em outras operações, tais vasos são usados para tratamentos de metal, tais como filtração de metal, desgaseificação de metal ou transporte de metal. Vasos deste tipo são frequentemente construídos de duas ou mais seções modeladas feitas de refratário e/ou materiais cerâmicos que são resistentes a altas temperaturas e à degradação pelos metais em fusão que devem ser contidos neles. As seções do vaso são colocadas em contato íntimo mútuo e podem ser contidas em um revestimento metálico externo ou similares provido para suportar, alinhar devidamente e proteger contra danos. Algumas vezes, tais vasos são providos com fontes de calor para garantir que os metais em fusão não resfriem demasiadamente ou solidifiquem à medida que eles são contidos nos vasos. As fontes de calor podem ser elemento de aquecimento elétrico posicionado acima ou abaixo dos vasos ou encerramentos para transferir fluidos quentes (por exemplo, gases de combustão) ao longo das superfícies interna ou externa dos vasos.

[003] É certamente importante garantir que metal em fusão não vaze dos vasos nas interfaces entre duas seções de apoio, quer os vasos sejam aquecidos ou não. Entretanto, é especialmente importante evitar vazamento de metal quando fontes de calor para os vasos são providas, em virtude de o metal em fusão poder causar dano catastrófico nos elementos de aquecimento elétrico ou outros dispositivos de aquecimento. É, portanto, usual prover uma junta vedada entre seções de vaso adjacentes, por exemplo, provendo uma camada de papel refratário entre as seções adjacentes para acomodar expansão ou contração térmica. Um selante refratário pode também ser forçado para dentro da lacuna entre superfícies de apoio de seções adjacentes. É também conhecido prover seções com um entalhe superficial cobrindo as seções de apoio e encher o entalhe com uma corda refratária coberta com um selante refratário moldável para encher a junta e formar uma superfície de interconexão suave entre as seções do vaso. Entretanto, todas tais juntas deterioram com o tempo e uso por causa do ciclo térmico, especialmente quando usadas em vasos aquecidos, e as juntas eventualmente permitem que um caminho de vazamento direto apareça entre as seções do vaso.

[004] Existe, portanto, uma necessidade de maneiras adicionais de prover juntas vedadas para vasos de retenção de metal e de contenção de metal.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Uma modalidade exemplar da invenção provê um método de preparar uma junta de refratário reforçada entre seções de refratário de um vaso usado para conter ou transferir metal em fusão. O método compreende introduzir um corpo de malha feito de fios metálicos (preferivelmente de um metal que é resistente ao ataque pelo metal em fusão contido no vaso) em uma lacuna entre superfícies de contato com metal de seções de refratário adjacentes do vaso de forma que o corpo de malha fique posicionado por baixo das superfícies de contato com metal, e cobrir o corpo de malha com uma camada de material refratário moldável (preferivelmente, na forma de uma pasta maleável) para vedar a lacuna entre as superfícies de contato com metal.

[006] O corpo de malha forma um suporte flexível e compressível para o material refratário moldável. Além disso, no caso de o material refratário trincar ou quebrar, o corpo de malha prende as peças no lugar e mantém a vedação da junta. O corpo de malha preferivelmente tem aberturas de malha de um tamanho (por exemplo, 1-5 mm, mais preferivelmente 2-3 mm) que resistem a penetração pelo metal em fusão por causa das forças de tensão superficial (menisco de metal ou ângulo de molhagem), e também a espessura ou número de camadas que criam um caminho sinuoso ou convoluto para qualquer metal em fusão que penetra na superfície do corpo de malha, tornando assim a penetração completamente total através do corpo de malha improvável. É também vantajoso empregar um metal para o corpo de malha que não seja facilmente molhado pelo metal em fusão, isto é, ele pode ser molhado aquém de completamente. Embora metais completamente não molhados sejam desejáveis, eles podem não ter as outras características desejáveis, por exemplo, resistência ao ataque pelo metal em fusão.

[007] Preferivelmente, um entalhe ampliado é formado em uma superfície de contato com metal de pelo menos uma das seções do vaso, ou próximo a ela, para formar parte da lacuna entre as seções adjacentes. Um entalhe como este provê um local positivo para o corpo de malha e, sem um entalhe como este, a lacuna entre as seções tem que ser feita grande o bastante para prover espaço para o corpo de malha. O entalhe pode ser feito de forma que os lados do entalhe fiquem mais próximos um do outro do que o diâmetro ou largura do corpo de malha, quer o corpo de malha seja usado com ou sem pasta refratária impregnante. Vantajosamente, a largura do entalhe é 0 a 15 % menor que a largura nominal (descomprimida) do corpo de malha antes de sua inserção no entalhe, embora o entalhe possa preferivelmente ter uma largura em uma faixa de até 15 % maior ou até 50 % menor que a largura do corpo de malha (ou, expresso na alternativa, a largura descomprimida do corpo de malha é preferivelmente 0 a 15 % maior que a largura do entalhe, etc.). O entalhe é tipicamente incorporado na seção do vaso à medida que ele é feito, ou pode ser usinado ou cortado na região de extremidade de uma seção de calha já formada, por exemplo, no momento de instalação ou reparo do vaso. O entalhe pode ser feito retangular (incluindo quadrado), parte-circular ou de qualquer outro perfil desejado. O entalhe pode ser localizado na superfície de contato com metal ou por baixo dele, enterrado na lacuna. Neste último caso, o corpo de malha é virtualmente completamente encerrado no entalhe tem todos os lados, exceto na lacuna, e a pasta refratária moldável é usada para vedar a lacuna acima do corpo de malha, mas pode ou não realmente fazer contato com o corpo de malha. Além disso, o entalhe pode ser localizado completamente em uma das seções do vaso ou, alternativamente, partes do entalhe podem ser formadas em ambas as seções de um par vizinho de forma que as seções se alinhem para formar o entalhe quando o vaso for montado.

[008] Em uma modalidade, uma quantidade de material refratário moldável na forma de um paste é trabalho no corpo de malha antes de o corpo de malha ser introduzido na lacuna entre as seções de refratário adjacentes.

[009] De acordo com uma outra modalidade exemplar da invenção, é provido um vaso para conter metal em fusão formado por duas ou mais seções de vaso refratário posicionadas extremidade com extremidade com uma junta vedada entre extremidades adjacentes das seções do vaso. As juntas vedadas compreendem um corpo de malha feito de fios metálicos introduzidos em uma lacuna entre as seções de vaso adjacentes, e uma camada de material refratário moldável sobrejacente ao corpo de malha na lacuna e selando a lacuna contra penetração de metal em fusão entre as seções de refratário. O próprio corpo de malha pode conter uma quantidade de pasta refratária.

[0010] De acordo com também uma outra modalidade exemplar, é provida uma seção do vaso para um vaso de contenção de metal em fusão, a seção do vaso compreendendo um corpo de material refratário com um canal de transferência de metal formado nele, e com um entalhe transversal em uma extremidade do corpo, o entalhe com uma corda de malha metálica pré-posicionada no entalhe deixando espaço no entalhe para um revestimento sobrejacente de um material refratário moldável.

[0011] Preferivelmente, o vaso é modelado e dimensionado para uso como um canal de transferência de metal alongado com um canal formado nele, ou como um recipiente para um filtro de metal em fusão, um recipiente para um desgaseificador de metal em fusão, um cadinho, ou similares.

[0012] O vaso é normalmente destinado a conter alumínio e ligas de alumínio em fusão, mas poderia ser usado para conter outros metais em fusão, particularmente aqueles com pontos de fusão similares ao do alumínio, por exemplo, magnésio, chumbo, estanho e zinco (que têm pontos de fusão menores do que do alumínio) e cobre e ouro (que têm pontos de fusão maiores que do alumínio). Preferivelmente, para um metal em fusão particular a ser contido ou transferido, o metal escolhido para a malha não deve ser reativo com esse metal em fusão particular, ou que seja pelo menos suficientemente não reativo para que contato limitado com o metal em fusão não cause erosão ou absorção excessiva da malha. Titânio é uma boa escolha para alumínio fundido, mas tem a desvantagem de alto custo. Alternativas menos caras incluem, mas sem limitações, ligas Ni-Cr (por exemplo, Inconel®) e aço inoxidável.

[0013] Quando o vaso é uma calha, a calha pode ter um canal de transferência de metal aberto que estende-se ao interior do corpo da calha ou seção de calha de uma superfície superior. Alternativamente, o canal pode ser completamente encerrado pelo corpo, por exemplo, na forma de um furo tubular que passa através do corpo da calha de uma extremidade à outra.

[0014] Embora a junta vedada das modalidades exemplares possa ser formada apenas entre superfícies de contato com metal de seções de vaso adjacentes, a junta pode alternativamente ser formada entre todas as partes de seções de calha adjacentes.

[0015] A junta vedada das modalidades exemplares pode ser formada entre seções do vaso, por exemplo, seções de calha, que são tanto aquecidas quanto não aquecidas. Se seções de calha aquecidas forem unidas desta maneira, elas podem formar parte de uma estrutura de calha aquecida de acordo com a patente U.S. No. 6.973.955 concedida a Tingey et al. em 13 de dezembro de 2005, ou pedido de patente pendente U.S. número de série 12/002.989, publicada em 10 de julho de 2008 pela publicação no. US 2008/0163999 de Hymas et al. (cujas revelações de patente e pedido de patente estão especificamente incorporadas aqui por esta referência). A patente de Tingey et al. provê aquecimento elétrico por baixo e pelos lados, e o pedido de patente de Hymas et al. provê aquecimento por meio de gases de combustão circulantes. Em ainda modalidades alternativas adicionais, o dispositivo de aquecimento pode ser localizado dentro ou acima do próprio vaso refratário.

[0016] Os termos "material refratário" na forma aqui usada para referir-se a vasos de contenção de metal devem incluir todos materiais que são relativamente resistentes ao ataque por metais em fusão e que são capazes de reter sua resistência a altas temperaturas contempladas para os vasos. Tais materiais incluem, mas sem limitações, materiais cerâmicos (sólidos não metálicos inorgânicos e vidros resistentes ao calor) e não metais. Uma lista não limitante de materiais adequados inclui os seguintes: os óxidos de alumínio (alumina), silício (sílica, particularmente sílica pirogênica), magnésio (magnésia), cálcio (calcário), zircônio (zircônia), boro (óxido de boro); carbonetos, boretos, nitretos, silicetos metálicos, tal como carboneto de silício, particularmente carboneto de silício ligado com nitreto (SiC/Si3N4), carboneto de boro, nitreto de boro; aluminossilicatos, por exemplo, silicato de cálcio e alumínio; materiais compósitos (por exemplo, compósitos de óxidos e não óxidos); vidros, incluindo vidros usináveis; lãs minerais de fibras ou suas misturas; carbono ou grafite; e similares. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[0017] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma seção de calha refratária com um entalhe em uma extremidade adequado para formar uma junta vedada;

[0018] A figura 2 é uma vista de extremidade da seção de calha da figura 1 mostrando a extremidade com o entalhe formado nela;

[0019] A figura 3 é uma vista plana de topo das extremidades de apoio de duas seções de calha do tipo mostrado nas figuras 1 e 2 com uma junta vedada formada entre elas;

[0020] A figura 4 é uma seção transversal da junta vedada da figura 3 feita na linha IV-IV mostrando a construção interna da junta;

[0021] A figura 5 é uma seção transversal longitudinal de um tipo de junta vedada formada entre seções de calha adjacentes;

[0022] A figura 6 é uma seção transversal longitudinal similar à da figura 5, mas mostrando um tipo alternativo de junta formada entre seções de calha adjacentes;

[0023] A figura 7 é uma seção transversal longitudinal similar à da figura 5, mas mostrando um tipo alternativo adicional de junta formada entre seções de calha adjacentes;

[0024] A figura 8 é uma vista ampliada de uma camada de malha tecida adequada para uso em modalidades exemplares;

[0025] A figura 9 é uma vista plana de topo da camada tecida da figura 8 mostrando a natureza tubular da camada tecida;

[0026] A figura 10 é uma vista de extremidade de um feixe enrolado formado da peça tecida tubular das figuras 8 e 9; e

[0027] A figura 11 é uma vista lateral do feixe da figura 10 mostrando como o feixe pode ser coberto por uma luva tecida tubular para manter o feixe junto e formar uma corda flexível.

MELHORES MODOS PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0028] As figuras 1 e 2 dos desenhos anexos mostram uma seção 10A de um vaso de contenção de metal em fusão na forma de um canal de transferência de metal alongado 10 (vide figura 3). A calha 10 é formada posicionando-se duas ou mais tais seções extremidade com extremidade para criar uma calha de qualquer comprimento desejado. Embora não mostradas nessas vistas, as seções são normalmente contidas em um revestimento metálico aberto no topo de uma estrutura de contenção ou distribuição de metal em fusão, de forma que as seções sejam contidas pelo revestimento contra movimento relativo e fiquem protegidas de dano. A seção 10A tem um canal em forma de U 11 formado por uma superfície de canal interna 12. Em uso, o canal 11 é parcialmente cheio com metal em fusão até um nível máximo 14 (figura 2) à medida que o metal em fusão é transferido através da calha. As partes 12A da superfície 12 abaixo do nível 14 ficam assim em contato com metal em fusão durante uso do aparelho e formam superfícies de contato com metal em fusão. A seção de calha é formada por um corpo 15 que é um bloco fundido sólido de material refratário com resistência tanto ao calor quanto ao ataque pelo metal em fusão. Por exemplo, o corpo pode ser feito de qualquer um dos materiais refratários exemplificados anteriormente, desde que eles sejam modelados e formado em uma seção do vaso adequada.

[0029] Particularmente preferidos são alumina, carboneto de silício, carboneto de silício ligado com nitreto (NBCS), sílica pirogênica, e combinações desses materiais. Uma extremidade longitudinal 16 da seção de calha é provida com um entalhe ampliado 17 de seção transversal retangular que estende-se ao interior do corpo 15 da seção de calha a partir da superfície interna 12 e fica disposto completamente de um lado da seção de calha até o outro. Quando duas tais seções de calha são colocadas em alinhamento longitudinal, com uma extremidade entalhada adjacente a uma extremidade não entalhada, o entalhe 17 é fechado em todos os lados, exceto na superfície interna 12. Como uma alternativa, cada extremidade da seção de calha 10 pode ser provida com um entalhe de meia largura de forma que um entalhe 17 de largura total seja formado entre tais seções de calha quando as extremidades entalhadas são posicionadas juntas. Esta última alternativa tem a vantagem de que o restante da lacuna entre seções de calha (isto é, a parte abaixo do entalhe 17) é posicionado imediatamente sob a linha de centro do entalhe, e não em um lado do mesmo, e fica, portanto, mais protegida contra vazamento por motivos que ficarão aparentes a seguir.

[0030] As figuras 3 e 4 mostram pares vizinhos de duas seções de calha 10A e 10B. Essas seções são posicionadas extremidade com extremidade e são providas com uma junta vedada 24 de acordo com uma modalidade exemplar preferida. A figura 3 é uma vista plana de topo e a figura 4 é uma seção transversal ao longo da linha IV-IV da figura 3. O entalhe regular 17 é cheio e selado por uma combinação de um corpo de malha de metal na forma de uma corda compressível flexível 20 e uma pasta refratária moldável 21. Uma superfície lisa 22 é preferivelmente formada a partir da pasta 21 na superfície externa do entalhe 17, pelo menos na região da parte da superfície 12A da seção de calha que faz contato com metal em fusão durante uso. Isto garante um escoamento laminar suave de metal sobre a junta vedada 24 e dessa forma reduz a erosão.

[0031] Exemplos de diferentes maneiras nas quais a junta pode ser formada estão ilustrados nas figuras 5, 6 e 7. Como mostrado na figura 5, a corda de malha metálica 20 é primeiramente inserida no entalhe 17 e empurrada para o fundo do entalhe, por exemplo, por meio de uma ferramenta manual tal como um chisel rombudo ou dispositivo de recalque fino (não mostrado). A corda de malha metálica 20 é então coberta por uma camada do material refratário moldável 21 empurrado no entalhe e alisada na superfície 22 por meio de uma ferramenta manual tal como uma espátula (não mostrada). A malha de metal da corda preferivelmente não deve ser exposta na superfície 22 e é preferivelmente coberta por uma camada da pasta refratária com uma espessura de até 1,9 cm (% polegada). O material refratário moldável 21 é então seco naturalmente, endurecido e possivelmente curado antes de as seções de calha serem usadas para transferir metal em fusão (representado pela seta 25). As seções de calha 10A e 10B são suportadas acima de um elemento de aquecimento elétrico 26 dentro de um revestimento metálico externo (não mostrado), embora elementos de aquecimento do mesmo tipo possam alternativamente ou adicionalmente ser providos ao longo dos lados da seção de calha. A corda de malha metálica 20 estende-se horizontalmente completamente através do entalhe 17, tal como o material refratário moldável 21, de forma que metal em fusão não possa penetrar no entalhe 17 e descer na lacuna 27 entre as seções de calha adjacentes 10A e 10B. O elemento de aquecimento 26 é, portanto, protegido de contato com metal em fusão pelo interior da calha e é assim protegido de dano e degradação pelo metal. O material refratário moldável 21 adere na corda de malha metálica 20 à medida que ele seca e cura, de forma que a malha de metal provê um suporte e reforço durável para o material refratário moldável 21. Isto permite o uso de um material refratário moldável mais macio e mais flexível do que seria o caso se o entalhe fosse cheio somente com o próprio material refratário moldável. A malha de metal também permite que a junta vedada 24 expanda e contrai com ciclos de aquecimento e também permite que o material refratário moldável 21 expanda e contraia da mesma maneira, minimizando assim a probabilidade de trincamento.

[0032] Entretanto, caso o material refratário moldável 21 desenvolva uma trinca ou fissura, metal em fusão da seção de calha não penetrará muito no entalhe 17 em virtude de o corpo de malha de metal da corda 20 resistir a tal penetração, especialmente se o tamanho da malha da malha de metal for relativamente pequeno, por exemplo, l-5 mm e mais preferivelmente 2-3 mm, ou menor, de forma que o menisco de metal em fusão ligue as aberturas de malha e resista a penetração de metal. Penetração é também desfavorecida se o corpo for constituído de duas ou mais camadas de forma que um caminho sinuoso ou convoluto através do corpo tenha que ser percorrido pelo metal em fusão se ele tiver que penetrar completamente na corda 20.

[0033] Na modalidade da figura 6, a corda de malha metálica 20 é primeiro impregnada com um material de pasta refratária moldável 28, que pode ser o igual ou diferente do material refratário moldável 21 empregado acima da corda. A impregnação da pasta na corda de malha metálica pode ser feita, por exemplo, provendo-se uma tira plana de material de malha tecido, trabalhando a pasta refratária moldável 28 nas aberturas de malha, e então enrolando a tira plana em um rolo para formar a corda 20. A corda impregnada de refratário é então usada da mesma maneira que na figura 5 para formar uma junta vedada 24. A pasta refratária impregnada na corda na modalidade da figura 6 introduz mais material refratário na junta, e permite obter melhor adesão da corda com o refratário moldável 21 e também com os lados e o fundo do entalhe 17. Em ambas modalidades das figuras 5 e 6, uma quantidade de material refratário moldável pode, se desejado, ser trabalhada no entalhe 17 antes de a corda 20 ser inserida a fim de prover uma camada de material refratário por baixo da corda 20. Embora um arranjo como este não esteja mostrado nas figuras 5 e 6, ele está ilustrado na figura 4.

[0034] Uma modalidade exemplar adicional está mostrada na figura 7. Nesta modalidade, um entalhe 17 é formado por duas depressões semicilíndricas 17A e 17B formadas, respectivamente, em faces de extremidade das seções de calha 10A e 10B. A corda 20 é inserida no entalhe 17 quando a calha 10 é montada de seções 10A e 10B, e é quase completamente encerrada nos corpos das seções de calha, exceto pela lacuna 27 entre as seções de calha (que é preferivelmente mantida a menor possível). A lacuna acima do entalhe é então cheia com um material refratário moldável 21. Preferivelmente, o material refratário é forçado a penetrar profundamente na lacuna para entrar no entalhe 17 e fazer contato com a corda de malha metálica 20, pelo menos no seu topo. Entretanto, o material refratário pode meramente encher a lacuna acima do entalhe 17, selando assim a calha contra penetração de metal. Pela localização do entalhe 17 abaixo das superfícies de contato com metal das seções de calha, a lacuna que precisa ser cheia com a pasta refratária é minimizada e menos provavelmente trincas se desenvolverão e propagarão através deste material. Qualquer metal em fusão que penetra no entalhe 17 tem que passar através da corda 20 antes de atingir as partes inferiores da lacuna 27 e, como anteriormente indicado, as características da corda tornam tal penetração difícil e improvável.

[0035] A corda de malha metálica 20 pode ser qualquer tipo de peça ou corpo de malha de metal, mas é preferivelmente de um tipo mostrado nas figuras 8 a 11 dos desenhos anexos. Um fio de metal flexível fino 30 pode ser tecido para formar um pano de tecedura aberta usando uma urdidura e trama simples arranjadas em ângulos retos, mas é preferivelmente tecida com laços circulares abertos 31, mostrados na figura 8, para formar uma peça tecida 32. A peça tecida pode ser feita com qualquer dimensão adequada, mas é preferivelmente tecida na forma de um tubo 33, mostrado na figura 9, de qualquer comprimento axial adequado entre as extremidades abertas do tubo. O tubo tecido pode então ser desempenado, como representado pelas setas na figura 9, e então, começando de uma extremidade aberta do tubo desempenado, a peça tecida pode ser enrolada para formar um feixe tubular 34, mostrado na figura 10 (embora o enrolamento do feixe tubular seja em geral muito mais apertado do que ilustrado). Se for ainda exigido um maior volume, dois ou mais tubos tecidos enrolados podem ser enrolados juntos para formar o feixe. Como mostrado na figura 11, o feixe tubular 34 é preferivelmente coberto por uma luva de metal tecida tubular 35 para agrupar o feixe e formar a corda 20 usada da maneira mostrada nas modalidades anteriores, por exemplo, como mostrado na figura 5. Uma corda deste tipo preferivelmente tem uma espessura (diâmetro) de 5 mm a 1,9cm (3/16 polegada a % polegada). A luva tubular tecida 35 preferivelmente tem aberturas de malha menores ou iguais àqueles das camadas que formam o feixe tubular 34. A luva tubular 35 impede que o feixe 34 se desenrole, mas mantém a natureza flexível do feixe. Se for necessária uma corda 20 do tipo mostrado na figura 6, isto é, uma corda impregnada com pasta refratária moldável, o feixe 34 da figura 10 pode ser desenrolado e a pasta refratária moldável trabalhada na malha. O feixe pode então ser ré-enrolado e usado desta forma, ou mesmo com a luva externa 35 reaplicada (se a maior dimensão resultante da pasta refratária moldável incluída permitir tal reutilização). Produtos metálicos tecidos deste tipo podem ser obtido, por exemplo, da Davlyn Corporation de SpringCity, PA 19475, USA. Um produto particularmente preferido da Davlyn é um cabo de malha flexível de 1 cm (3/8 polegada) com uma construção similar à mostrada nas figuras 8 a 11. O fio é feito de Inconel®, que é uma liga a base de Ni-Cr. Esta liga é particularmente resistente a altas temperaturas e é especialmente adequada para vedar as juntas de seções de calha externamente aquecidas projetadas para atingir altas temperaturas, por exemplo, até cerca de 900 °C. Existe também uma versão do produto que é feita de aço inoxidável, que é mais adequada para calhas não aquecidas, onde a única fonte de calor é o próprio metal em fusão.

[0036] A pasta refratária moldável 21 usada nas modalidades exemplares pode ser qualquer tipo de pasta feita de um material refratário que endurece e é resistente ao ataque e abrasão pelo metal em fusão. A pasta pode ser, por exemplo, um produto comercialmente disponível normalmente usado para reparo de refratário, por exemplo, uma pasta de alumina/sílica tal como Pyroform EZ Fill® comercializada pela Rex Materials Group of P.O. Box 980, 5600 E. Grand River Ave., Fowlerville, Ml 48836, U.S.A., ou uma pasta contendo fibras de aluminossilicato tal como Fibrafrax LDS Pumpable® comercializada ela Unifrax LLC, Corporate Headquarters, 2351 Whirlpool Street, Niagara Falls, New York, U.S.A. Tais materiais devem ser usados de acordo com as instruções dos fabricantes, e são em geral curados com uma fonte de calor adicionada externa (tal como um queimador de gás) ou usando o calor provido pela própria calha quando posta em uso. O produto de enchimento EZ cura para formar uma massa final sólida relativamente frágil, mas o corpo de malha de metal impede que a massa forme uma trinca contínua por completo na junta. O material LDS Pumpable cura para formar uma massa mais fibrosa e flexível e o corpo de malha de metal ajuda atingir solidez suficiente para resistir à erosão pelo metal em fusão. A maciez da massa permite que ela acomode uma certa expansão e contração térmica da calha. Embora os materiais citados sejam preferidos, pastas de qualquer dos materiais refratários anteriormente exemplificados podem ser usadas quando ela puder ser obtida na forma de pasta moldável.

[0037] Quando juntas vedadas são formadas de acordo com os métodos das modalidades exemplares, as juntas podem ser facilmente removidas rompendo a camada superior de material refratário moldado e então removendo o enchimento da corda de malha metálica. Isto permite que uma seção de calha, mesmo uma seção central, seja removida de uma calha operacional quando necessário para manutenção ou reparo. A seção de calha pode então ser retornada para a calha ou substituída e a junta reformada da maneira indicada.

[0038] É também possível pré-preparar seções de calha com cordas de malha metálicas instaladas em entalhes de extremidade e presas no lugar, por exemplo, por meio de uma subcamada fina de pasta refratária moldável. Quando uma seção de calha como esta é usada, ela pode simplesmente ser posicionada extremidade com extremidade com outras seções de calha e então a juntas completadas, enchendo-as com a pasta refratária moldável e alisando a superfície da junta.

[0039] Nas modalidades citadas, a calha 10 pode ser uma calha fundida de metal alongada do tipo usado em sistemas de distribuição de metal em fusão adequado para transferir metal em fusão de um local (por exemplo, um forno de fusão de metal) para um outro local (por exemplo, um molde de lingotamento ou mesa de lingotamento). Entretanto, de acordo com outras modalidades exemplares, outros tipos de vasos de contenção e distribuição de metal podem ser empregados, por exemplo, como filtros cerâmicos em linha (por exemplo, filtros de espuma cerâmica) usados para filtrar particulados de uma corrente de metal em fusão à medida que ela escoa, por exemplo, de um forno de fusão de metal para uma mesa de lingotamento. Em tais casos, o vaso inclui um canal para transferir metal em fusão e um filtro posicionado no canal. Exemplos de tais sistemas de vasos e contenção de metal em fusão são revelados na patente U.S. No. 5.673.902, concedida a Aubrey et al. em 7 de outubro de 1997, e publicação PCT no. WO 2006/110974 Al, publicada em 26 de outubro de 2006. As revelações da patente U.S. e publicação PCT supracitadas estão especificamente incorporadas aqui por esta referência.

[0040] Em uma outra modalidade exemplar, o vaso age como um recipiente no qual metal em fusão é desgaseificado, por exemplo, como em um assim chamado "desgaseificador de metal compacto da Alcan" revelados no relatório descritivo de patente PCT WO 95/21273 publicada em 10 de agosto de 1995 (cuja revelação está aqui incorporada pela referência). A operação de desgaseificação remove hidrogênio e outras impurezas de uma corrente de metal em fusão à medida que ela desloca de um forno para uma mesa de lingotamento. Um vaso como este inclui um volume interno para contenção de metal em fusão no qual impulsores rotativos do desgaseificador projetam-se de cima. O vaso pode ser usado para processamento em lotes, ou pode ser parte de um sistema de distribuição de metal anexado nos vasos de transferência de metal. Em geral, o vaso pode ser qualquer vaso de contenção de metal refratário posicionado dentro de um revestimento metálico. O vaso pode também ser projetado como um cadinho de cerâmica refratária para conter grandes corpos de metal em fusão para transporte de um local para um outro. Todos tais vasos alternativos podem ser usados com as modalidades exemplares da invenção, desde que eles sejam feitos de duas ou mais seções que são unidas extremidade com extremidade.

Claims (15)

1. Método para preparar uma junta de refratário reforçada entre seções de refratário de um vaso usado para conter metal em fusão, caracterizado pelo fato de compreender: introduzir um corpo de malha (20) feito de fios metálicos em uma lacuna (27) entre superfícies de contato com metal (12A) de seções de refratário adjacentes (10A, 10B) de um vaso de contenção de metal de forma que o corpo de malha (20) fique posicionado por baixo das superfícies de contato com metal (12A), e cobrir o corpo de malha (20) com uma camada de material refratário moldável (21) para vedar a lacuna (27) entre as superfícies de contato com metal (12A), em que um entalhe (17) é formado em pelo menos uma das seções de calha (10A, 10B) adjacentes à lacuna (27), e o corpo de malha (20) e o material refratário moldável (21) são introduzidos no entalhe (17).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de material refratário moldável (21) é trabalhada no corpo de malha (20) antes de o corpo de malha (20) ser introduzido na lacuna (27) entre as seções de refratário adjacentes (10A, 10B).

3. Método de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o metal usado para formar o corpo de malha (20) é um metal resistente ao ataque por metal em fusão.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os fios metálicos são tecidos juntos para formar um pano de metal tecido para o corpo de malha (20).

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pano de metal tecido tem aberturas de malha com dimensões pequenas o bastante para resistir a penetração pelo metal em fusão.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o pano de metal tecido tem aberturas de 1 a 5 mm para resistir penetração por metal em fusão.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o corpo de malha (20) tem uma pluralidade de camadas dispostas uma sobre a outra.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as camadas de malha de metal tecida são enroladas uma sobre a outra para formar uma corda alongada flexível.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a corda flexível alongada é coberta com uma luva tubular tecida feita de fios metálicos.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a luva tubular tecida tem aberturas de malha de tamanho menor ou igual às aberturas de malha de uma ou mais camadas.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o corpo de malha (20) é escolhido para ter uma largura descomprimida maior que a largura do entalhe.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o corpo de malha (20) é feito de uma liga a base de Ni-Cr ou aço inoxidável.

13. Vaso para conter metal em fusão formado por duas ou mais seções de vaso refratário (10A, 10B) posicionadas extremidade com extremidade tendo uma junta vedada entre extremidades adjacentes das seções (10A, 10B) preparada de acordo com o método como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a junta vedada inclui um corpo de malha (20) feito de fios metálicos introduzidos em uma lacuna (27) entre as seções de vaso adjacentes (10A, 10B), e uma camada de material refratário moldável (21) sobrejacente ao corpo de malha (20) na lacuna (27) e vedando a lacuna (27) contra penetração de metal em fusão entre as seções de refratário (10A, 10B), em que um entalhe (17) é formado em pelo menos uma das seções do vaso (10A, 10B) formando uma parte da lacuna (27), e o corpo de malha (20) e o material refratário moldável (21) são posicionados no entalhe (17).

14. Vaso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o vaso é conformado e dimensionado para uso como um vaso selecionado do grupo que consiste em uma calha de contato com metal alongada tendo um canal na mesma, um recipiente para um filtro de metal em fusão, um recipiente para um desgaseificador de metal em fusão, e um cadinho.

15. Vaso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as seções de vaso (10A, 10B) compreendem um corpo (15) de material refratário tendo uma superfície de contato com metal (12A) formada no mesmo, e com um entalhe transversal (17) em uma extremidade do corpo (15), o entalhe (17) com uma corda de malha metálica pré- posicionada no entalhe (17) deixando espaço no entalhe (17) para um revestimento sobrejacente de um material refratário moldável (21).

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