JP2013513082A - 溶融金属収容容器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の例示的な実施形態は、溶融金属をそこに収容または搬送するための容器を提供する。容器の外表面の少なくとも部分は、その間に形成されている開口を有して互いに重ね合わされており表面に埋め込まれている金属ワイヤのウェブを組み込んでいる。耐火性材料は、開口を貫通している。ウェブは、織物金属ワイヤもしくは不織物金属ワイヤまたは両方を含む。ウェブは、亀裂への耐性（または一旦形成された場合に亀裂の抑制）および／または亀裂が発生した場合に溶融金属の漏出に対する耐性をもたらす。本発明は、また、このような容器を含む金属収容構造体、およびその製造方法を提供する。

Description

本発明は、溶融金属を搬送、処理および/または保持するのに用いる耐火性またはセラミック容器を含む溶融金属収容構造体に関する。更にとりわけ、本発明は、このような容器およびその部分に関する。

ラウンダー、ランナー等のような金属収容構造体は、溶融金属を１つの場所（例えば、金属溶融炉）から他の場所（例えば、鋳型または鋳造テーブル）に搬送するのに、鋳造操作等の間にしばしば必要とされる。他の操作では、金属収容構造体は、例えば、金属フィルタリング、金属脱ガス、金属輸送または金属保持のような金属処理に用いられている。このような構造体に用いるトラフ、コンテナ、鍋等の金属接触容器は、概して、それらが曝される溶融金属による高温および劣化に耐性がある耐火性材料およびとりわけセラミック材料から作られている。溶融金属を容器内に収容しまたは容器内を通過して搬送している時に溶融金属が過度に冷却せずまたは凝固しないことを確実にするように、このような構造体に、熱源が設けられることがある。熱源は、高温流体（例えば、燃焼ガス）を容器の内表面または外表面に沿って搬送する容器または包囲体に隣接して配置される電気加熱要素であってよい。

溶融金属を搬送している時または付加的な加熱を適用している時に、もしくは容器部分を空運転または冷却している時に、このような構造体に用いる耐火性容器に、熱サイクル、すなわち顕著な温度変化が生じる。熱サイクルは、容器または容器部分がそれから作られている耐火性材料に亀裂を形成する可能性がある。亀裂は、経時的に伝搬し、および最終的に、非常に大きくおよび深くなって溶融金属が容器から漏出する可能性がある。このことが起こると、このようにして影響を受けた容器を修理または置換する必要があり、しばしば、このような要素の耐用年数は相当に短い。従って、溶融金属接触容器およびその部分の有効耐用年数を延ばす方法、ならびに亀裂の形成および溶融金属のこのような容器からの漏出を防止または最小限にする方法への要求がある。

１９４２年、１１月３日に発行されたＬｅｗｉｓ Ｔ． Ｗｅｌｓｈａｎｓによる米国特許第２，３０１，１０１号公報は、その壁に埋め込まれているワイヤメッシュを有する鋳型のための耐火性押し湯口（hot top）を開示しているがしかし、トラフ部分におけるこのような使用の開示はない。

１９９６年４月９日に発行されたＣｈａｒｌｅｓ Ｗ． Ｃｏｎｎｏｒｓ， Ｊｒ．による米国特許第５，５０５，８９３号公報は、トラフの耐火性膜を成形する際に用いる開口メッシュスクリーンを開示している。しかしながら、スクリーンは、トラフが完成した後に除去または分解されている。

これらの開示にもかかわらず、まだ、改善された容器部分および改善されたその製造方法への要求がある。

例示的な実施形態は、溶融金属を接触するための容器を提供し、該容器は、溶融金属を収容または搬送するキャビティを有する耐火性材料の本体と、そこに埋め込まれている金属ワイヤのウェブを有する外表面を含む。ウェブのワイヤは、ワイヤ間に形成されている開口を有して互いに重ね合わされており、耐火性材料が、該開口を貫通している。

他の例示的な実施形態は、上述したような容器と、少なくとも部分的に容器を囲んでいる金属ケーシングを含む溶融金属収容構造体を提供する。

更なる他の例示的な実施形態によれば、強化された耐火性容器または容器部分の製造方法が提供される。当該方法は、容器または容器部分の所望形状を有する型を準備すること、耐火性鋳造本体を形成できる鋳造可能な耐火性材料のスラリーを形成すること、金属ワイヤの間に形成している開口を有して重ね合わした金属ワイヤのウェブを型の少なくとも１つの内表面にライニングすること、スラリーを前記開口に貫通させながらスラリーを型内に導入すること、前記スラリーを凝固させてその外表面に前記ウェブを組み込んでいる容器または容器部分を形成すること、および容器または容器部分を型から取り出すことを含む。スラリーのウェブ開口への貫通を容易にするように、型を、スラリーが凝固または固化する前に振動および/または加圧してよい。

更なる他の例示的な実施形態は、強化された耐火性容器の代替的な製造方法を提供する。代替的な方法は、耐火性材料から作られており外表面を有する容器を準備して、ウェブを外表面に接着することを含んでおり、ウェブは、その間に開口を有する金属ワイヤを含み、およびウェブを、前記開口を通過してウェブ内に浸透する耐火性接着剤を用いて外表面に接着する。

好ましくは、容器は、以下から選択される物品として用いるための形状および寸法にされている：そこに形成している流路を有する細長い金属搬送トラフ、溶融金属フィルターのためのコンテナ、溶融金属脱ガス器のためのコンテナ、ルツボ等。

例示的な実施形態の容器は、耐火性材料から作られている。金属収容容器のことを言うのに本明細書で用いる「耐火性材料（refractory material）」という用語は、溶融金属による攻撃に比較的に耐久性があって通常の使用の間に容器に想定される高温（例えば、溶融金属の温度）においてそれらの強度を維持できる全ての材料を含むことが意図される。このような材料は、限定されるものではないが、セラミック材料（無機非金属固体および耐熱ガラス）および非金属を含む。適切な材料は、限定されるものではないが、例えば、以下を含む：アルミニウム酸化物（アルミナ）、シリコン（シリカ、とりわけ溶融シリカ）、マグネシウム（マグネシア）、カルシウム（石灰）、ジルコニウム（ジルコニア）、ホウ素（ホウ素酸化物）；例えば、シリコン炭化物、窒化物結合シリコン炭化物（ＳｉＣ／Ｓｉ_３Ｎ_４）、ホウ素炭化物、ホウ素窒化物のような金属の炭化物、ホウ化物、窒化物、珪化物；例えば、カルシウムアルミニウムケイ酸塩のようなアルミノケイ酸塩；複合材料（例えば、酸化物と非酸化物の複合物）；機械加工可能なガラスを含むガラス；繊維状の鉱物ウールまたはその混合物；カーボンまたはグラファイト；および同様のもの。

例示的な実施形態の容器は、通常、溶融アルミニウムおよびアルミニウム合金を収容することが意図されるが、他の溶融金属、とりわけ、アルミニウムと同様の融点を有する金属、例えば、マグネシウム、鉛、錫と亜鉛（アルミニウムよりも低い融点を有する）および銅と金（アルミニウムよりも高い融点を有する）を収容するのに用いることができる。好ましくは、収容または搬送されることが意図される特定の溶融金属を用いるために金属ウェブのワイヤに選択される金属は、特定の溶融金属と反応しない必要があり、もしくは溶融金属との限られた接触がメッシュの過度の侵食、分解または吸収を生じないように、少なくとも充分に反応しない必要がある。チタンは、溶融アルミニウムおよびアルミニウム合金を用いるのに良い選択であるが、高コストという欠点を有する。あまり高価でない代替例は、限定されるものではないが、Ｎｉ−Ｃｒ合金（例えば、インコネル（商標登録））およびステンレス鋼を含む。

容器は、外側の金属ケーシングを有する金属収容構造体の一部を形成でき、および構造体に、溶融金属のための加熱器を設けることができる。この種の加熱される構造体は、２００５年１２月１３日に発行されたＴｉｎｇｅｙらによる米国特許第６，９７３，９５５号公報、またはＨｙｍａｓらによる米国公開特許第２００８／０１６３９９９号公報において２００８年７月１０日に公開された米国特許係属出願第１２／００２，９８９号に開示されている（この特許および特許出願の開示は、この参照によって本明細書に特に組み込まれる）。

例示的な実施形態は、添付された図面の参照により以下に説明される：

図１は、１つの例示的な実施形態に係るトラフ部分の斜視図である。 図２は、図１の線II−IIで切り取られた図１のトラフ部分の横断面である。 図３は、図１および２のトラフ部分に用いる強化されたウェブの側面図である。 図４は、図３の強化されたウェブの平面図である。 図５は、図３および４の強化されたウェブの一部を形成する織物層（woven layer）の平面図である。 図６は、図３および４の強化されたウェブの他の一部を形成する不織物層の平面図である。 図７は、図３〜６に係る強化されたウェブの位置を示すその側壁に近い金属搬送トラフ部分の一部の拡大断面である。 図８は、図１および２に示すようなトラフ部分を組み込んでいる溶融金属を搬送するための金属収容構造体の末端図である。 図９は、図２のトラフ部分と類似しているトラフ部分の垂直横断面であり、更なる例示的な実施形態を示す。

図１および２は、１つの例示的な実施形態に係る金属搬送トラフまたはトラフ部分１０の形態をした金属収容容器を示す。容器は、以下、トラフ部分のことを言う。なぜなら、部分的なトラフは、たった１つのこのような部分から成ってよいけれども、金属搬送トラフは、通常、端−端配置の２つ以上のこのような部分から成るからである。普通、トラフ部分は、溶融金属収容構造体の外側の金属ケーシング内に保持されて、トラフ部分のための物理的な保護を備えおよび相互に位置合わせされているトラフ部分（１つ以上ある場合）を維持している（この実施形態は、図８に関連して後に記載される）。溶融金属を、トラフ部分を通過して搬送している時に、溶融金属を適切な温度で維持するのを支援するように、加熱手段（図示せず）を設けてよい。

図示したトラフ部分１０は、トラフ部分を通過して搬送する溶融金属による高温および攻撃に耐性がある耐火性材料から作られている本体１１を有する。本体１１に用いることができるとりわけ好ましい材料の例は、アルミナ、シリコン炭化物（例えば、窒化物結合シリコン炭化物）、アルミノケイ酸塩、溶融シリカ、またはこれらの材料の組合せのようなセラミックスを含む。当然に、他の耐火性材料、例えば、任意の上述した耐火性材料を本体に用いてよい。本体１１は、向かい合った側壁１２に亘って延在している外表面１８、底壁１３、向かい合った長手方向末端１４および頂壁１５を有する。細長いＵ字金属搬送流路１６が、頂壁１５から本体１１内に下方に突出しており、および本体の１つの長手方向末端１４から他の末端に延在している。図２に図示するように、トラフ部分は、使用時、点線で示されるように、水平レベル１７により表される深さまで溶融金属を含み、および溶融金属をトラフ部分の１つの末端から他の末端に搬送する。レベル１７は、トラフ部分の通常の使用の間にトラフ部分を通過して搬送する溶融金属の上表面がそれよりも上に上昇しない高さを表す。

側壁１２および底壁１３は、平面として示されるがしかし、必要に応じて、曲線形状を有してよく、および/または側壁の場合に、垂直に対して或る程度の傾斜を有してよい。これらの壁に、その外表面に埋め込まれている金属ワイヤのウェブ２０が設けられている。このウェブは、本体１１の耐火性材料から隔離して添付図面の図３〜６に更に詳細に示される。この例示的な実施形態のウェブ２０は、２つの異なる部分、すなわち織物金属マトリックス２１（woven metal matrix）および不織物マット状（フェルトのような）金属マトリックス２２から作られているということが図３の側面図から判る。これらの２つの部分は、一体に固定して付着され（例えば、焼結または溶接により）、それらは、単一の一体化された多孔性ウェブ２０として機能する。織物マトリックス２１（図５に隔離して示される）は、好ましくは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、より好ましくは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、および更により好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の平均寸法（それぞれの面における幅または直径）を有する繊維間の開口を残すように、一体に織り合わされている間隔の空いた縦繊維と間隔の空いた横繊維から形成されている。開口を小さくしすぎた場合、いくつかの耐火性材料は、開口を完全に貫通しない可能性があり、および織物層２１は、望ましくなく、広い剪断面を形成する可能性があり、耐火性材料は、該広い剪断面に対して自由に移動できる。開口寸法が約１０ｍｍよりもずっと大きい場合、いくつかの実施形態では、耐火性材料を所定位置に効果的に保持するのに充分なワイヤ密度でなくてよい。しかしながら、上述した範囲外の幅を有する開口は、いくつかの耐火性材料、およびワイヤに用いるいくつかの金属に効果的であるかもしれず、従って、トラフ部分の本体１１に用いる任意の特定の耐火性材料に最適な寸法範囲を規定するように、簡易な試験を行うことができることに留意されたい。耐火性材料は、織物マトリックスの開口を貫通して金属ウェブ２０との一体の構造体を形成している。このことは、亀裂が形成するのを防止もしくは一旦トラフに形成した場合に亀裂の伝搬または拡大を制限するのに、効果的な強化を有するトラフ部分を提供する。示すように、単一層の織物マトリックス２１は好ましいがしかし、とりわけこのような層を、例えば、焼結または溶接等によって一体に固定して付着する場合に、複数の織物層を代替的に用いてよい。１つの特定の実施形態のための適切な織物マトリックスの例は、幅が約７ｍｍの開口および直径が約１４ｍｍのワイヤを有する＃２ワイヤスクリーンである。織物マトリックスは、単独で用いることができるがしかし、好ましくは、以下に説明するように不織物マトリックス２２と組み合わせて用いられる。

不織物マトリックス２２（図６に隔離して示される）は、ランダムに互いに重ね合わされているワイヤストランド（ストランド間に形成されている開口を有して）から成る。ストランド間の開口は、織物マトリックスのワイヤ間の開口に寸法が類似してよいがしかし、好ましくは、より小さい。開口は、好ましくは、寸法が約５０μｍ〜約１０ｍｍの範囲であるがしかし、より好ましい最大寸法は、５ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、４５０μｍ、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍおよび１５０μｍである。最も好ましくは、平均開口寸法は、５０μｍ〜１５０μｍの範囲にあり、および概して約１００μｍ（±２５％）である（より小さいおよびより大きい開口寸法が、特定の実施形態では効果的であり得るけれども）。不織物マトリックス２２の開口寸法は、好ましくは、トラフ部分の本体を形成するのに用いる耐火性材料による効果的な貫通を可能にするのに充分大きいがしかし、亀裂が隣接したトラフ部分で発生する場合に、溶融金属がマトリックス内を容易には貫通しないように、好ましくは、充分小さい。不織物マトリックス２２は、好ましくは、比較的厚い層を形成するように、互いに重なり合った多数の金属ワイヤから作られおよび一体に圧縮されており、溶融金属がこの層を貫通し始める場合に、それは、曲がりくねった経路または渦巻状経路を通過して金属マトリックス内を完全に貫通する必要があり、完全な貫通の可能性を低くさせている。いくらかの実施形態では、亀裂がトラフ部分で発生した場合の金属の貫通に対する耐性を有するように、不織物マトリックス２２を単独で用いてよいが、好ましくは、上記に示しおよび説明したように、織物マトリックス２１と組み合わせて用いて、強化と金属の貫通に対する耐性の組合せを得ることができる。織物マトリックスの開口寸法が、不織物マトリックスの開口寸法よりも大きい場合、好ましい強化と金属の貫通に対する耐性の組合せを得ることができる。織物マトリックスは、概して、強化に好ましく、および不織物マトリックスは、金属の貫通に対する耐性を付与するのに好ましいがしかし、必要に応じて、これらの役割を、織物マトリックスよりも大きい開口を備えた不織物マトリックスを準備することによって逆にしてよい。

ウェブ２０の１つの部分および好ましくは両方の部分は、好ましくは、トラフを通過して搬送する溶融金属による攻撃に耐性があって容易には濡れない金属から作られている。このことは、亀裂が発生した場合に溶融金属が金属ウェブを貫通する可能性を少なくさせている。適切な金属は、限定されるものではないが、搬送する溶融金属により容易には溶解しないチタン、Ｎｉ−Ｃｒ合金（例えば、インコネル（登録商標））、ステンレス鋼、チタンおよび他の金属または合金を含む。しかしながら、ウェブ２０のために、Ｍｉｃｒｏｎ Ｆｉｂｅｒ−Ｔｅｃｈ（２３０ Ｓｐｒｉｎｇｖｉｅｗ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ Ｄｒ．， Ｓｕｉｔｅ １００， Ｄｅｂａｒｙ， ＦＬ ３２７１３， アメリカ合衆国）による商標名Ｇ−ｍａｔ（登録商標）における２つの層材料固体を用いることが最も好都合であることが見出されている。この製品は、図３〜６に示すような構造を有しており、高温に耐えることができ、および特別なＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｍ合金（Ｍは商標要素を表す）から作られている。

各々のウェブマトリックス２１および２２のワイヤに用いる金属は、普通、同じであるがしかし、必要に応じて、異なる金属を、例えば、１つのマトリックスに、金属貫通に対する更なる耐性をもたらしおよびその他に、耐火性材料の強化のために更なる強度をもたらすのに用いてよい。

異なるマトリックス２１および２２に用いるワイヤの厚さは、同じであってよいがしかし、それらは、好ましくは、より厚いワイヤを織物マトリックス２１に用い（より大きい強度のために）およびより薄いワイヤを不織物マトリックス２２に用いる（貫通する溶融金属のためのより渦巻状の経路を備えるように）ことにより異なる。ワイヤの厚さの例は、不織物マトリックス２２に関して０．０００２インチ〜０．０００３インチ（直径）であり、織物マトリックス２１のワイヤに関して０．００６インチ〜０．００７インチ（直径）である。しかしながら、これらの厚さは、単なる例であり、得られる金属ウェブの適切な効果に不可欠であると考えるべきではない。

トラフ部分を、加熱される溶融金属分配構造体に用いる場合、ウェブ２０は、好ましくは、熱の浸透を可能にする高い熱伝導性を有するべきである。しかしながら、ウェブに適したほとんど全ての金属は、加熱手段からトラフ部分の流路内の溶融金属への熱伝達を容易にするのに適した熱伝導性を有する。

図７は、側壁１２における外側の表面１８に隣接した本体１１の構造を示す同じ実施形態のトラフ部分の一部の拡大断面である。本体１１の耐火性材料は、両方のウェブ部分内を貫通しており、トラフ部分の外壁１２の一部を形成していることが判る。この実施形態では、不織物マトリックス２２は、外表面１８に最も近く配置されており、織物マトリックス２１は、本体１１の耐火性材料に、より深くに埋められている。不織物マトリックス２２は、亀裂が発生した場合にトラフ部分の外表面１８に対する溶融金属の貫通に耐え、および織物マトリックス２１は、構造上の強化をもたらして、このような亀裂の形成および拡大の可能性を低くしている。不織物マトリックス２２のいくらかのワイヤは、外表面１８上で視認できるがしかし、部分は、好ましくは、そこに埋め込まれているトラフ本体１１の耐火性材料を有する。示すように、織物マトリックス２１を、不織物マトリックス２２よりも表面１８から更に離して配置することは好ましいがしかし、必要に応じて、この配置を逆にしてよく、すなわち、織物マトリックス２１を不織物マトリックス２２よりも表面１８に近くに配置してよい。

示すように、ウェブ２０を耐火性材料の外表面１８に正確に（すぐ下に）配置することが好ましい。耐火性材料の本体１１内のより深い位置は、ウェブ２０が、本体１１の壁をウェブの両面における２つの非強化（耐火性材料のみ）領域に分割することの原因となり、壁の強度および亀裂に対する耐性を減少させる可能性がある。従って、ウェブを正確に表面に配置してトラフ部分の壁の耐火性のみの部分を出来る限り厚く維持することが、よく考慮される。更に、ウェブ２０をより深くに埋めることは、２つの起こり得る剪断面を生じ、耐火性材料が、該剪断面に沿ってウェブから分離する可能性がある（説明したように実施形態におけるたった１つの代わりに）。

ウェブ２０は、好ましくは、流路１６内の金属の最大所望表面高さに対応する水平レベル１７（図２を参照されたい）より下におけるトラフ部分の外表面１８の全ての部分内に組み込まれるがしかし、より好ましくは、示すように、側壁１２および底壁１３の全ての部分に組み込まれる。亀裂は、トラフ部分の頂に形成する傾向があり、従って、頂に隣接した強化が望ましい。しかしながら、概して、マトリックスを、トラフ部分の頂壁１５に組み込むことは必要ではない。

上述した種類のトラフ部分は、寸法が様々である。１つの例は、長さ６６５ｍｍ、幅２０４ｍｍおよび高さ３６５ｍｍを有する。任意の寸法のトラフ部分に、本発明の例示的な実施形態に係る、埋め込まれているウェブ２０を設けることができる。

上述したように、溶融金属を収容または搬送するための容器の例であるトラフ部分１０は、例えば、図８に示すように、金属搬送ラウンダーのような金属収容構造体に含まれてよい。この例示的な実施形態において、トラフ部分１０は、支持および保護のための金属ケーシング３０内で保持されている。ケーシングの内部に、加熱手段（図示せず）および/または断熱材を設けてよい。

図９は、トラフ部分１０が、１つの長手方向末端からその他の末端に延在している完全に囲まれている流路１６を有する容器の他の実施形態を示す。流路は、示すようにチューブ状（断面が円形）であってよいがしかし、代替的に、例えば、台形、非対称的な円または多角形のような任意の断面形状であってよい。ウェブ２０は、トラフの底壁１３に沿っておよび水平レベル１７、すなわち流路を通過して搬送する溶融金属の予測される最大高さよりも高い側壁１２の高さまで延在している。しかしながら、ウェブ２０は、必要に応じて、トラフ部分の外表面１８全体に亘って延在してよい。

金属ウェブが埋め込まれている上述した種類のトラフ部分および他の耐火性容器ならびにその部分は、側壁または底壁の表面を形成している型の１以上の面に対して保持されている金属ウェブ２０の層を有する所望形状の型内で耐火性粒子のスラリーを流し込むことによって作られてよい。スラリーは、液体（例えば、水またはコロイド状シリカ）および耐火性混合物（微粉末からより大きな粒子である）から形成されてよい。スラリーは、好ましくは、最適な型充填およびウェブ２０の開口内への貫通をもたらしおよび短い乾燥時間を有するように配合される。スラリーは、それが凝固してトラフ部分の固体本体を形成する前に金属ウェブを貫通する。望ましくは、スラリーの金属強化層内への貫通および該層を通過する貫通を容易にするように、スラリーを導入する時およびスラリーが凝固する前に型を振動および/または加圧する（例えば、スラリーを圧力下において導入することにより）。次いで、トラフ部分は、静止して所定位置にあり耐火性表面に埋め込まれている金属ワイヤのウェブ２０を備えたトラフの耐火性固体本体を形成するように、型から取り出され、乾燥されおよび普通、燃やされる。

代替的な製造方法は、ウェブ２０を耐火性接着剤によって、耐火性材料から全体が作られており予め形成されている容器または容器部分の外表面に接着することを含む。耐火性接着剤は、金属ワイヤのウェブを貫通しており、および一旦凝固すると、表面において上述した実施形態と同じ構造を有する。しかしながら、亀裂の形成の間または熱サイクル時に、ウェブが耐火性材料の残部から分離するという高い可能性があるかもしれず、この方法は、上述した方法よりもあまり好ましくないがしかし、例えば、金属の漏出に対する耐性のようなそれらの特性を改善するように、予め形成されているトラフ部分を改良する有益な方法として残る。

上述した実施形態では、容器は、溶融金属を１つの場所（例えば、金属溶融炉）から他の場所（例えば、鋳型または鋳造テーブル）に搬送するのに用いる溶融金属分配システムに用いる種類の細長い溶融金属トラフまたはトラフ部分として示されている。しかしながら、他の例示的な実施形態によれば、例えば、溶融金属流れから粒状物を除去する（それが、例えば、金属溶融炉から鋳造テーブルまで通過する時）のに用いるインラインセラミックフィルター（例えば、発泡セラミックフィルター）として設計されているそれらのような他の種類の金属の収容および分配容器を用いてよい。このような場合、容器は、流路内に配置されているフィルターを有する溶融金属搬送用流路を含む。このような容器および溶融金属収容システムの例は、１９９７年１０月７日に発行されたＡｕｂｒｅｙらによる米国特許第５，６７３，９０２号公報、および２００６年１０月２６日に公開された国際公開ＷＯ２００６/１１０９７４Ａ１号公報に開示されている。上述した米国特許および国際公開公報の開示は、この参照によって本明細書に特に組み込まれる。

他の例示的な実施形態では、容器は、例えば、１９９５年８月１０日に公開された国際公開ＷＯ９５/２１２７３号公報に開示されているように、いわゆる「Ａｌｃａｎ ｃｏｍｐａｃｔ ｍｅｔａｌ ｄｅｇａｓｓｅｒ」のような、溶融金属をその内部で脱ガスする容器（container）として機能する（この開示は、参照によって本明細書に組み込まれる）。脱ガス操作は、溶融金属流れが炉から鋳造テーブルに移動する時に水素および他の不純物を溶融金属流れから除去する。このような容器は、溶融金属の収容のための内容積部を含んでおり、回転可能な脱ガス羽根車は、上から内容積部内に突出している。容器は、バッチ処理に用いてよく、または金属搬送容器に取り付けている金属分配システムの一部であってよい。概して、容器は、金属ケーシング内に配置されている任意の耐火性金属収容容器であってよい。容器は、また、１つの場所から他への輸送のための、大量の溶融金属を収容するための耐火性セラミックルツボとして構成してもよい。全てのこのような代替的な容器は、本発明の例示的な実施形態により用いてよい。

表面に組み込まれているＧ−ｍａｔ（登録商標）ウェブを有する耐火性材料の試験片について、試験を行った。試験片が離層するかどうか決定するのに、試験片に熱サイクルを付し、および次いで、ウェブが耐火性材料の亀裂の入った部分を一体に保持するかどうかを見るのに、試験片に破壊試験を行った。その結果は、試験片は離層せず、および亀裂の入った片は一体に保持するということを示した。

Claims (26)

1. 溶融金属を収容または搬送するためのキャビティを有する耐火性材料の本体と、
   そこに埋め込まれている金属ワイヤのウェブを有する外表面と、
   を含み、
   前記ワイヤが、前記ワイヤの間に形成されている開口を有して互いに重ね合わされ、前記耐火性材料が、その開口を貫通している、溶融金属のための容器。
2. 前記本体が、水平レベルを有し、キャビティ内に収容されまたはキャビティを通過して搬送される溶融金属の上表面が、容器の通常の使用の間に前記水平レベルよりも上に広がらず、および前記強化材が、前記水平レベル以下における前記外表面の少なくとも全ての部分に埋め込まれている、請求項１に記載の容器。
3. 金属ワイヤの前記ウェブが、前記金属ワイヤの織物マトリックスを含む、請求項１または２に記載の容器。
4. 金属ワイヤの前記ウェブが、前記金属ワイヤの不織物マトリックスを含む、請求項１または２に記載の容器。
5. 金属ワイヤのウェブが、少なくとも２つの被覆しおよび互いに結合しているウェブ部分を含む、請求項１または２に記載の容器。
6. 被覆しているウェブ部分の一方が、前記金属ワイヤの織物マトリックスを含み、前記被覆しているウェブ部分の他方が、前記金属ワイヤの不織物マトリックスを含む、請求項５に記載の容器。
7. 前記不織物マトリックスが、前記織物マトリックスよりも前記表面に近くに配置されている、請求項６に記載の容器。
8. 前記織物マトリックスが、前記不織物マトリックスよりも前記表面に近くに配置されている、請求項６に記載の容器。
9. 前記ワイヤの織物マトリックスが、不織物マトリックスの開口の平均幅よりも大きい平均幅を有する開口を有する、請求項６、７または８に記載の容器。
10. 織物マトリックス内の開口の平均幅が、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項９に記載の容器。
11. 織物マトリックス内の開口の平均幅が、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項９に記載の容器。
12. 不織物マトリックス内の開口の平均幅が、５０μｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項９に記載の容器。
13. 不織物マトリックス内の開口の平均幅が、５０μｍ〜１５０μｍの範囲にある、請求項９に記載の容器。
14. 不織物マトリックス内の開口の平均幅が、約１００μｍである、請求項９に記載の容器。
15. 前記金属ワイヤが、トラフ部分によって搬送される溶融金属による攻撃に耐える金属から作られている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の容器。
16. 前記金属ワイヤが、ステンレス鋼、チタン、Ｎｉ−Ｃｒ系合金およびＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金から成る群から選択された金属から作られている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の容器。
17. 容器が、前記本体の一方の長手方向末端からその他方の末端に延在している流路を形成している前記キャビティを備えた細長いトラフまたはトラフ部分である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の容器。
18. 前記本体が、頂表面を有し、前記流路が、本体の前記頂表面において開口している、請求項１７に記載の容器。
19. 容器の本体が、前記長手方向末端を除いて流路を完全に取り囲んでいる、請求項１７に記載の容器。
20. 前記容器が、細長い金属搬送トラフ、溶融金属フィルターのためのコンテナ、溶融金属脱ガス器のためのコンテナ、またはルツボから成る群から選択された物品である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の容器。
21. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の容器と、少なくとも部分的に容器を囲んでいる金属ケーシングとを含む溶融金属収容構造体。
22. 強化された耐火性容器または容器部分の製造方法であって、
    容器または容器部分の所望形状を有する型を準備し；
    耐火性鋳造本体を形成できる鋳造可能な耐火性材料のスラリーを形成し；
    金属ワイヤの間に形成している開口を有して重ね合わした金属ワイヤのウェブを、型の少なくとも一つの内表面にライニングし；
    スラリーを前記開口に貫通させながらスラリーを型内に導入し；
    前記スラリーを凝固させて、その外表面に前記ウェブを組み込んでいる容器または容器部分を形成し；および
    容器または容器部分を型から取り出す、
    ことを含む、強化された耐火性容器または容器部分の製造方法。
23. スラリーのウェブ開口への貫通を容易にするように、前記スラリーが凝固する前に前記型を振動させる、請求項２２に記載の方法。
24. スラリーのウェブ開口への貫通を容易にするように、前記スラリーが凝固する前に前記型を加圧する、請求項２２に記載の方法。
25. スラリーのウェブ開口への貫通を容易にするように、前記スラリーが凝固する前に前記型を振動および加圧する、請求項２２に記載の方法。
26. 強化された耐火性容器の製造方法であって；
    耐火性材料から作られており外表面を有する容器を準備して、ウェブを外表面に接着することを含み、
    ウェブが、その間に開口を有する金属ワイヤを含んでおり、前記開口を通過してウェブ内に浸透する耐火性接着剤を用いて、ウェブを外表面に接着する、強化された耐火性容器の製造方法。

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