(57)【要約】  本発明は、スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリ（２０、３０）であって、ノズルアセンブリは、第１の開口を含む、第１の連結面（１ａ）を備えた第１の耐火要素（１）、及び、第２の開口を含む、第２の連結面（１１ａ）を備えた第２の耐火要素（１１）であって、第１の耐火要素及び第２の耐火要素が、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、レジストリから引き出して、レジストリにおいて、ノズルアセンブリの溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に溶融金属を排出する連続的な孔（３、１３）を画定することができるように、それぞれの第１の連結面及び第２の連結面によって滑り並進関係で相互に連結される、第１の耐火要素及び第２の耐火要素と、第１の耐火要素及び第２の耐火要素の第１の連結面と第２の連結面との間に設けられた封止部材（２）と、を備え、封止部材（２）が熱膨張性材料を含むことを特徴とする、ノズルアセンブリに関する。【選択図】図２
2015502260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリ（２０、３０）であって、
第１の開口を含む、第１の連結面（１ａ）を備えた第１の耐火要素（１）と、
第２の開口を含む、第２の連結面（１１ａ）を備えた第２の耐火要素（１１）であって、前記第１の耐火要素及び前記第２の耐火要素が、前記第１の開口及び前記第２の開口をレジストリに導き出し、前記レジストリから引き出して、前記レジストリにおいて、前記ノズルアセンブリの溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に溶融金属を排出する連続的な孔（３、１３）を画定することができるように、それぞれの第１の連結面及び第２の連結面によって滑り並進関係で相互に連結されている、第２の耐火要素と、
前記第１の耐火要素及び前記第２の耐火要素の前記第１の連結面と前記第２の連結面との間に設けられた封止部材（２）と、
を備え、
前記封止部材（２）が熱膨張性材料を含むことを特徴とする、ノズルアセンブリ。
【請求項２】
前記膨張性封止部材（２）が、
少なくとも１３０℃、好ましくは少なくとも４００℃、より好ましくは少なくとも６００℃の初期膨張温度Ｔi、及び／又は、
２０℃で測定したその容積に対するＴiと１４００℃との間にある最大膨張温度Ｔmaxにおける最大相対膨張Ｖmax／Ｖ20であって、少なくとも１０、好ましくは少なくとも２５、より好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも８０である最大相対膨張、を有する、請求項１に記載のノズルアセンブリ。
【請求項３】
前記膨張性材料が、熱暴露時に膨張が生じる層間に他の材料を挿入することによって改質された層状材料から構成され、
硫酸、硝酸、リン酸、有機酸例えば酢酸若しくはフェノール酸、隣接する結晶層間に挿入される塩素ガス及び臭素ガスのうちの１以上を含む、膨張性黒鉛、粘土、雲母又はパーライト、
好ましくはバーミキュライト及び黒雲母の混層の形状である、バーミキュライト、又は、
これらの混合物から好ましくは選択される、請求項１又は２に記載のノズルアセンブリ。
【請求項４】
前記封止部材が、好ましくは０．１〜３．０ ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．０ ｍｍ、最も好ましくは０．３〜０．６ ｍｍである、膨張していない厚さのコーティング層であり、必要に応じて、前記コーティング層が、最終封止層によって被覆される、請求項１から３の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項５】
前記封止部材が、相当な部分、好ましくは前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の全体にわたってコーティングされているか、又は、前記封止部材が、それぞれ、前記第１の開口及び／又は前記第２の開口を包囲する、前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の溝に適用され、前記溝が、好ましくは少なくとも０．５ ｍｍの深さ、より好ましくは少なくとも１．０ ｍｍの深さ、最も好ましくは少なくとも３．０ ｍｍの深さである、請求項４に記載のノズルアセンブリ。
【請求項６】
前記封止部材が、好ましくは、それぞれ、前記第１の開口及び／又は前記第２の開口を包囲する、前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の溝に入れ子にされた、ガスケットの形態である、請求項１から３の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項７】
前記封止部材が、
膨張性黒鉛及び／又はバーミキュライトを含む、５〜９５重量％の膨張性材料と、
５〜９５重量％のバインダ、例えば、好ましくは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と混合した、水ガラスと、
０〜８０重量％の潤滑剤、例えば（非膨張性）黒鉛と、
０〜２０重量％の酸化防止剤、例えばアルミニウム、シリコン又はモリブデンと、を含み、
重量％を、前記封止部材の組成の総乾燥重量に対する固形物の乾燥重量とする、請求項１から６の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項８】
前記膨張性材料が、マイクロシェル中に封入されたフレークの形状であり、前記マイクロシェルが、所定の温度に、若しくは、機械的ストレス、例えば一方の連結面が他方の連結面に摺動する際の剪断、にさらすと流出するか、揮発するか又は分解することが可能である、請求項７に記載のノズルアセンブリ。
【請求項９】
前記マイクロシェルが、好ましくは０．５〜８０重量％、より好ましくは５〜３０重量％の範囲の量の、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2又はＭｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と組み合わせて、水ガラス、コロイドシリカ又はリン酸アルミニウムからなることが好ましい、少なくとも１つの保護シェル層を備え、必要に応じて、前記保護シェル層が、
３：８から３：１、好ましくは１：１から３：２の重量比のフェノール樹脂とフルフラールの混合物からなることが好ましいプライマー上に塗布され、前記プライマーが、膨張性フレーク上に直接塗布され、及び／又は、
好ましくはフェノール樹脂とフルフラールの混合物を含む、仕上げ層によって被覆される、
請求項８に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１０】
金属鋳造装置のノズルアセンブリの耐火要素（１）であって、前記耐火要素は、実質的に平坦な第１の連結面（１ａ）で開口する第１の貫通孔（３）を備え、前記第１の連結面が、第２の耐火要素（１１）の第２の連結面（１１ａ）と滑り並進関係で連結するのに適しており、前記耐火要素（１）の前記第１の連結面（１ａ）に、熱膨張性材料を含む封止部材（２）が設けられており、前記平坦な第１の連結面（１ａ）が、
タンディッシュの底面内に埋め込まれた内側ノズルの対応する接触面と滑り関係で、チューブ交換デバイス（３０）に装着する及び前記チューブ交換デバイスから着脱するのに適した鋳込みノズル（３２）の連結面（１ａ）、
タンディッシュの底面部に取り付けられ、前記チューブ交換デバイスに固定された内側ノズル（３１）の連結面（１ａ）であって、前記連結面（１ａ）は、チューブ交換デバイス（３０）の後部が導入されると、鋳込みノズルと滑り関係で入る、連結面（１ａ）、
スライドゲートデバイスプレート（２５）の連結面（１ａ）であって、前記連結面（１ａ）がスライドゲートの第２のプレートの連結面と滑り関係で入る、連結面（１ａ）、のうちの１つであることを特徴とする、耐火要素。
【請求項１１】
前記封止部材及び前記膨張性材料が、請求項２〜１１の何れか一項に記載されたものである、請求項１０に記載の耐火要素。
【請求項１２】
請求項１２又は１３に記載の耐火要素（１）の製造方法であって、
第１の連結面（１ａ）で開口する第１の貫通孔（３）を備えた耐火要素を設ける工程であって、前記第１の連結面が、第２の耐火要素（１１）の第２の連結面（１１ａ）と滑り並進関係で連結するのに適している工程と、
前記第１の連結面（１ａ）に、好ましくは開口を包囲するように、封止部材（２）を適用する工程と、を含み、
前記封止部材（２）が熱膨張性材料を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記封止部材が、
ブラッシング、噴霧、スキージ又はローラーの使用、印刷、例えばスクリーン印刷又はグラビア印刷によって、前記第１の連結面の全部又は一部のみを被覆するコーティング、
前記第１の連結面（１ａ）に設けられた溝を充填し、注入、スキージ、鋳造によって前記貫通孔（３）の開口を包囲するコーティング、又は、
第１の連結面（１ａ）に設けられた溝に嵌合し、好ましくは前記貫通孔（３）の開口を包囲する予備成形されたガスケットとして、前記第１の連結面に適用される、方法。
【請求項１４】
スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリ（２０、３０）の２つの耐火要素（１、１３）を連結する方法であって、
請求項１２又は１３に記載の方法の工程を行い、第１の連結面（１ａ）の開口を包囲する膨張性封止部材（２）を備えた耐火要素（１）を設ける工程と、
前記ノズルアセンブリの第２の耐火要素（１１）の第２の開口を備えた第２の連結面（１１ａ）において、前記第１の連結面（１ａ）を滑り並進させることによって連結し、前記封止部材（２）が、前記第１の連結面及び前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の両方に接し、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、前記レジストリから引き出して、前記レジストリにおいて、溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に連続的な貫通孔を画定する工程と、
連結された第１の耐火要素及び第２の耐火要素を、前記封止部材の膨張性材料を膨張させるのに少なくとも充分な温度に加熱する工程と、を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
（ａ）前記膨張性材料の最大膨張温度Ｔmaxよりも低く予熱温度を維持すること、又は、
（ｂ）（ｉ）前記第１の耐火要素を前記ノズルアセンブリの鋳造位置に摺動する際に、及び／又は（ｉｉ）溶融金属の鋳造の際に、化学的に及び／又は機械的に及び／又は熱により破損したシェルに前記膨張性材料を封入することのいずれかによって、
前記第１の耐火要素（１）及び前記封止部材（２）が、前記第２の耐火要素（１１）に連結する前に、前記膨張性材料がその最大膨張に達するのを防止するような条件下で、予熱温度で予熱される、方法。
【請求項１６】
金属鋳造装置のノズルアセンブリの耐火要素間における接触界面を封止する封止組成物であって、
５〜９５重量％の膨張性材料、例えば膨張性黒鉛、と、
バインダとしての５〜９５重量％の水ガラス、例えば、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と混合した、水ガラスと、
最大８０重量％の潤滑剤、例えば、好ましくは５〜５０重量％の（非膨張性）黒鉛、と、
最大２０重量％の酸化防止剤、例えばアルミニウムと、を含む、封止組成物。
【請求項１７】
金属鋳造装置のノズルアセンブリにおける第１の耐火要素及び第２の耐火要素の第１の連結面と第２の連結面との間の接触界面を封止する膨張性封止要素（２）の使用であって、前記第１の連結面及び前記第２の連結面が、滑り並進関係にあることを特徴とする、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、連続金属鋳造ラインに関する。具体的には、並進滑り関係、例えばスライドゲートデバイスにおけるゲートプレート、又はチューブ交換デバイスとともに使用するのに適したノズルユニットで連結された金属鋳造ラインにおけるノズルアセンブリ要素間の界面を封止するのに特に適した、封止に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属成形工程において、溶融金属は、一方の冶金用容器から他方の冶金用容器に、金型に又は成形型に移される。例えば、図１に示すように、炉から取鍋（１００）に溶融金属が充填され、タンディッシュ（２００）に移される。そして、溶融金属は、タンディッシュから、スラブ、ブルーム、ビレット若しくは他の型の連続鋳造製品を形成する鋳造鋳型、又はインゴット、又は他の独立した規定の形状の鋳型枠に鋳造することができる。冶金用容器からの溶融金属の流れは、かかる容器の底部に位置する種々のノズルアセンブリ（２０、３０）を通して重力によりもたらされる。
【０００３】
かかるノズルアセンブリの一部は、相互に対して移動可能な要素を備えている。例えば、図２に示すように、取鍋（１００）の底面部（１００ａ）には、スライドゲートデバイス（２０）が設けられ、このスライドゲートデバイスは、取鍋の外側に延びるコレクタノズル（２２）に、取鍋底面部の耐火性コーティングに埋め込まれた内側ノズル（２１）を連結している。貫通孔を備えたゲートプレート（２５）は、内側ノズルとコレクタとの間に挟まれ、これらの２つの間で直線的に摺動し、内側ノズル及び外側ノズルの貫通孔を備えたレジストリに貫通孔を導き出すか、又は貫通孔を当該レジストリから引き出すことができる。
【０００４】
別の例は、タンディッシュ（２００）内に収容された溶融金属を金型又は成形型に排出するタンディッシュの底面部に取り付けられた、チューブ交換デバイス（３０）である。このチューブ交換デバイスは、タンディッシュ底面部の耐火性コーティングに埋め込まれた内側ノズル（３１）と、タンディッシュの外側に延びる鋳込みノズル（３２）と、を備えている。かかる鋳込みノズルの寿命は、概して、完全な鋳造作業よりも短いので、チューブ交換デバイスは、図３及び４に示すように、摩耗した鋳込みノズルを押し出し、交換する適切な案内手段に沿って新しい鋳込みノズルを摺動させることによって、鋳造作業を中断することなく、鋳込みノズル（３２）の交換を可能にするのに使用されることが多い。
【０００５】
連結された要素間の界面の空気の完全な膨張は、一方では、ほとんどの溶融金属がかかる高温で空気と接触して急速に酸化するため、そして、他方では、ノズル孔を通る流れにより、吸気がベンチュリ効果によって密接していない界面で生じるため、金属鋳造装置において最も重要である。このような課題は、操作時に移動可能で、しかも、これらの完全な気密性を保持する必要がある要素で特に生じやすい。
【０００６】
ノズルアセンブリの要素間の界面における隙間に空気が吸引されるのを防止するために、２つの要素は、２つの要素の接触面を相互に対して押し出すように強い力を加える、ばねなどのクランプ手段によって、相互に連結されている。あまりに強い締付け力が、相互に対して２つの要素の摺動を危うくし、また、一部の局所粗さなどの界面における微小欠陥がある場合に、非効率的であるため、このような解決策には限界がある。ガスブランケットは、界面に又は界面に隣接して設けられたチャネルを通して、アルゴン又は窒素などのガスを注入することによって使用されることが多い。しかしながら、このような解決策は、ガスを大量に消費し、吸気を完全に妨げない。滑り接触する面は、水ガラスなどのバインダ、及びベントナイト又は同種のもののような粘土などの添加剤に埋め込まれた、黒鉛などの潤滑剤の層でコーティングされていることが多い。かかる潤滑層は、２つの耐火面間の界面を封止するのにある程度作用するが、ノズルアセンブリ周囲の環境条件は、局所的に非常に高い温度及び高い熱勾配により、非常に極端であり、その封止効果は、アセンブリの完全な気密性を保証するのに概して不充分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、滑り並進関係で相互に連結される場合であっても、ノズルアセンブリの２つの耐火面間の気密性のある界面を保証する解決策を提案する。本解決策は、連結面の微細加工を必要としない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は添付する独立請求項によって規定されている。従属請求項は、好適な実施形態を規定している。具体的には、本発明は、スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリに関し、このノズルアセンブリは、
第１の開口を含む、第１の連結面を備えた第１の耐火要素、及び、
第２の開口を含む、第２の連結面を備えた第２の耐火要素であって、第１の耐火要素及び第２の耐火要素が、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、レジストリから引き出して、レジストリにおいて、前述のノズルアセンブリの溶融金属入口から溶融金属出口に溶融金属を排出する連続的な孔を画定することができるように、これらのそれぞれの第１の連結面及び第２の連結面によって滑り並進関係で相互に連結されている、第１の耐火要素及び第２の耐火要素と、
第１の耐火要素及び第２の耐火要素の第１の連結面と第２の連結面との間に設けられた封止部材と、を備え、
封止部材が熱膨張性材料を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に関連して、「ノズルアセンブリ」は、容器からの溶融金属の鋳造を可能にする孔を備えた少なくとも１つのノズルを備えているいずれかのアセンブリとして定義される。
【００１０】
本発明に係るノズルアセンブリの膨張性封止部材は、
少なくとも１３０℃、好ましくは少なくとも４００℃、より好ましくは少なくとも６００℃の初期膨張温度Ｔi、及び／又は、
２０℃で測定したその容積に対するＴiと１４００℃との間にある最大膨張温度Ｔmaxにおける最大相対膨張Ｖmax／Ｖ20が少なくとも１０、好ましくは少なくとも２５、より好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも８０であることが好ましい。
【００１１】
「熱膨張性材料」は、熱暴露により膨張し、これによって、容積が増加し、密度が減少する物質である。膨張性材料の膨張は、一般に、前述の材料の少なくとも1つの成分の相変態によって生じ、一般に、温度に伴って直線的に増加する、DＶ＝ａ DＴ（式中、ａは熱膨張係数である。）の通常の熱膨張と明確に区別される。本発明に適した膨張性材料は、熱暴露時に膨張が生じる層間に他の材料を挿入することによって改質された層状材料から構成することができ、例えば、
硫酸、硝酸、リン酸、酢酸若しくはフェノール酸などの有機酸とこれらの塩、隣接する結晶層間に挿入される塩素ガス及び臭素ガスのうちの１以上を含む、膨張性黒鉛、粘土、雲母又はパーライト（硫黄又はリン含有化合物が挿入される膨張性黒鉛が好ましい。）、
好ましくはバーミキュライト及び黒雲母の混層の形状である、バーミキュライトである。
【００１２】
本発明の一実施形態において、膨張性封止部材は、好ましくは０．１〜３．０ ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．０ ｍｍ、最も好ましくは０．３〜０．６ ｍｍである、膨張していない厚さのコーティング層である。前述のコーティング層は、必要に応じて、例えば標準黒鉛混合物として、最終封止層によって被覆されていてもよい。このため、封止部材は、相当な部分、好ましくは第１の連結面及び／又は第２の連結面の全体にわたってコーティングされていてもよい。または、封止部材は、それぞれ、少なくとも部分的に第１の開口及び／又は第２の開口を包囲する、第１の連結面及び／又は第２の連結面の溝に適用されてもよい。溝は、好ましくは少なくとも０．５ ｍｍの深さ、より好ましくは少なくとも１．０ ｍｍの深さ、最も好ましくは少なくとも３．０ ｍｍの深さである。
【００１３】
他の実施形態において、封止部材は、好ましくは、それぞれ、少なくとも部分的に第１の開口及び／又は第２の開口を包囲する、第１の連結面及び／又は第２の連結面の溝に入れ子にされた、ガスケットの形態であり得る。
【００１４】
封止部材は、
膨張性黒鉛及び／又はバーミキュライトを含む、５〜９５重量％の膨張性材料、
好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と混合した、水ガラスなどの５〜９５重量％のバインダ、
（非膨張性）黒鉛などの０〜８０重量％の潤滑剤、
アルミニウム、シリコン又はモリブデンなどの０〜２０重量％の酸化防止剤を含んでいてもよく、
重量％は、封止部材の組成の総乾燥重量に対する固形物の乾燥重量とする。
【００１５】
好適な実施形態において、膨張性材料は、マイクロシェル中に封入され、このマイクロシェルは、所定の温度に、若しくは、一方の連結面に対し他方の連結面に摺動する際の剪断などの機械的ストレスに暴露すると流出し、揮発するか又は分解することが可能である。かかるマイクロシェルは、好ましくは０．５〜８０重量％、より好ましくは５〜３０重量％の範囲の量の、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2又はＭｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と組み合わせて、水ガラス、コロイドシリカ又はリン酸アルミニウムからなることが有利である。かかる保護シェル層は、
３：８から３：１、好ましくは１：１から３：２の重量比のフェノール樹脂とフルフラールの混合物からなることが好ましいプライマー上に塗布することができ、前述のプライマーは、膨張性フレーク上に直接塗布することができ、及び／又は、
好ましくはフェノール樹脂とフルフラールの混合物を含む、仕上げ層によって被覆することができる。
【００１６】
本実施形態は、交換可能な鋳込みノズルがチューブ交換デバイスに取り付ける前に予熱されることが多いため、交換可能な鋳込みノズルに特に適している。実際に、封入は、第１の連結面がノズルアセンブリに取り付けられ、摺動時に剪断応力に、及び／又は鋳造位置の場合に高温に暴露する場合にのみ、膨張性材料が膨張を開始することを保証する。
【００１７】
また、本発明は、金属鋳造装置のノズルアセンブリの耐火要素にも関し、前述の耐火要素は、実質的に平坦な第１の連結面で開口する第１の貫通孔を備え、この第１の連結面は、第２の耐火要素の第２の連結面と滑り並進関係で連結するのに適しており、前述の耐火要素の第１の連結面に、熱膨張性材料を含む封止部材が設けられていることを特徴とする。上述したように、封止部材及び膨張性材料であることが好ましい。本発明の耐火要素は、
チューブ交換デバイスに装着する及びチューブ交換デバイスから着脱するのに適した鋳込みノズル、
容器の底面部に取り付けられ、チューブ交換デバイスに固定された内側ノズル、
取鍋又はタンディッシュの下に取り付けられたスライドゲートデバイスにおけるスライドプレート、
取鍋又はタンディッシュの下に取り付けられたスライドゲートデバイスにおけるスライドプレート（２５）に接して滑り接触する固定プレートのうちの１つであることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明は、上述した耐火要素の製造方法にも関し、次に示す工程、
（ａ）第１の連結面で開口する第１の貫通孔（３）を備えた耐火要素を設ける工程であって、前述の第１の連結面が、第２の耐火要素の第２の連結面と滑り並進関係で連結するのに適している工程、
（ｂ）第１の連結面に、好ましくは開口を包囲するように、封止部材を適用する工程を含み、
封止部材が熱膨張性材料を含むことを特徴とする。
【００１９】
封止部材は、
ブラッシング、噴霧、スキージ若しくはローラーの使用、スクリーン印刷若しくはグラビア印刷などの印刷によって、第１の連結面の全部又は一部のみを被覆するコーティング、
第１の連結面に設けられた溝を充填し、注入、スキージ、鋳造によって貫通孔の開口を包囲するコーティング、又は、
第１の連結面に設けられた溝に嵌合し、好ましくは貫通孔の開口を包囲する予備成形されたガスケットとして、第１の連結面に適用することができる。
【００２０】
第１の連結面の開口を包囲する膨張性封止部材を備えた耐火要素が、前述の方法により製造されると、これは、ノズルアセンブリの第２の耐火要素の第２の開口を備えた第２の連結面において、前述の第１の連結面を滑り並進させることによって連結し、封止部材が、第１の連結面及び第２の連結面の両方に接し、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、レジストリから引き出して、レジストリにおいて、溶融金属入口から溶融金属出口に連続的な貫通孔を画定することができ、これによって、連結された第１の耐火要素及び第２の耐火要素は、
封止部材の膨張性材料を膨張させるのに少なくとも充分な温度に加熱することができる。
この時点で、ノズルアセンブリを介した溶融金属の鋳造は、第１の耐火要素と第２の耐火要素との間の継ぎ目を介する吸気の危険性を低くして行うことができる。
膨張性材料を膨張させるのに充分な温度に加熱する工程は、膨張性材料に伝達された溶融金属の熱によって異なるか、又は別個のバーナーなどのような別の熱源を包含し得る。
【００２１】
第１の耐火要素及び封止部材が、第２の耐火要素に連結する前に予熱温度で予熱される場合、膨張性材料は、対応するノズルアセンブリに取り付けられる前に、その最大膨張に達するのを防止する必要がある。これは、
膨張性材料の最大膨張温度Ｔmaxよりも低く、好ましくは初期膨張温度Ｔiよりも低く予熱温度を維持することによって、又は、
第１の耐火要素をノズルアセンブリの鋳造位置に摺動する際に、及び／又は（ｉｉ）溶融金属の鋳造の際に、化学的に及び／又は機械的に及び／又は熱により破損したシェルに膨張性材料を封入することによって、達成することができる。
本発明の種々の実施形態を添付図面に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、一般的な連続鋳造ラインを模式的に示す。
【図２】図２は、本発明に係るスライドゲートデバイスの第１（ａ）及び（ｂ）並びに第２の（ｃ）及び（ｄ）の実施形態の側面断面図を示す。
【図３】図３は、本発明に係るチューブ交換デバイスの切断斜視図を示す。
【図４】図４は、本発明に係る代替のチューブ交換デバイスの切断斜視図を示す。
【図５】図５は、本発明に係る封止部材を備えた種々の実施形態の連結面の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、単純かつ確実な方法で、２つの耐火要素間の界面を介しベンチュリ効果によってノズルアセンブリを流れる溶融金属に空気が吸引されるのを防止するという課題を解決する。本発明は、図２〜４に示すように、滑り並進関係、例えばスライドゲート又はチューブ交換デバイスで連結された２つの耐火面間の界面を封止するのに特に有利である。２つの耐火要素が静的に連結されている場合、２つの部分間の継ぎ目を封止するのは多少容易であるとはいえ、依然として課題がある。２つの要素が動的に連結されている場合、両者間の継ぎ目を封止する課題は相当増加する。本発明は、このような課題に対応している。
【００２４】
２つの耐火要素が、並進滑り関係、例えば図３及び４に示すようなタンディッシュの底部に取り付けられたチューブ交換デバイス（３０）の交換可能な鋳込みノズル（３２）、又は図２に示すようなスライドゲートデバイス（２０）のスライドゲート（２５）で、連結される場合、２つの耐火要素の連結面（１ａ、１１ａ）間の完全な気密性を保証することは極めて困難である。実際に、動的に連結された要素に加えられクランプ力は、静的に連結された要素間ほど高くならず、２つの要素間の隙間の危険性を増加させる２つの連結面間の摺動を妨げることはできない。一方の連結面における他方の連結面の摺動によって、継ぎ目に傷がつく場合があり、これは、空気の通路の漏れが容易に変化する場合がある。そして、２つの要素間の継ぎ目の周囲にあるビーズにより、前述の継ぎ目を封止することはできないが、これは、一方の要素が他方の要素に対して移動すると、ビーズが破壊されるからである。本発明は、２つの耐火要素の第１の連結面と第２の連結面との間に、熱膨張性材料を含む封止要素（２）を設けることによって、非常に単純で、安価でかつ効果的に、長い間知られているにもかかわらず充分に解決されていない課題を解決する。膨張性材料が熱暴露時に膨張する材料として定義されているので、厳密に言えば、「熱により」という用語は必要ないが、「熱により」という用語は、溶融金属鋳造ノズルアセンブリに許容できない、他の要因、例えば水への暴露によって生じた膨張まで「膨張性」という用語が（不当に）拡張することを回避するために、規定する必要があると考えられる。
【００２５】
種々の特性を有する膨張性材料には多種多様なものがある。これらは、防火用途に広く使用されている。かかる用途において、火災によって発生する熱に暴露されると、水和物による水の吸熱放出は、構造物の温度を低く維持することを利用し、かかる材料によって発生した炭は、一般に、弱い熱導体である。これらは、通常、耐火扉、窓及び管に利用されている。本発明の目的において、膨張性材料の重要な特徴は、その膨張特性である。本発明に特に適した膨張性封止部材（２）は、少なくとも１３０℃、好ましくは少なくとも４００℃、より好ましくは少なくとも６００℃の初期膨張温度Ｔiを有することが好ましい。２０℃で測定したその容積に対するＴiと１４００℃との間にある最大膨張温度Ｔmaxにおける最大相対膨張Ｖmax／Ｖ20は、少なくとも１０、好ましくは少なくとも２５、より好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも８０であることが好ましい。
【００２６】
膨張性材料は、一般に、隣接する層の間に他の材料を挿入することによって改質された層状ホスト材料からなっている。加熱すると、層間に挿入された材料は、相変化し、一般に、ガスに変化するので、容積が非常に増加し、ホスト材料の隣接層を押し開く強い圧力が発生する。この突然で、相当な膨張（expansion）は、膨大(intumescence)又は剥離と呼ばれることもある。所定のホスト材料の膨張の大きさは、多くのパラメータによって異なる。まず、挿入された材料の性質は、膨張の大きさ、及び膨張が発生する温度に影響を及ぼす。所定の膨張性材料において、ホスト材料粒子の大きさは、材料の膨張比に影響を及ぼす場合もある。膨張性材料の加熱速度は、高い加熱速度と比較して、加熱に対するその応答、膨張を低減する遅い加熱速度に影響を及ぼす場合もある。そして、膨張性材料の封入は、材料の膨張を遅らせる場合もある。
【００２７】
本発明に係るノズルアセンブリの封止要素（２）に使用するのに適した膨張性材料の例は、
硫酸、硝酸、リン酸、有機酸例えば酢酸若しくはフェノール酸などの１以上の酸とこれらの塩とともに、ハロゲン、アルカリ金属、塩化アルミニウム、塩化鉄、他の金属ハロゲン化物、硫化ヒ素、硫化タリウム、隣接する結晶黒鉛層間に挿入される塩素ガス及び臭素ガスを含む、膨張性黒鉛、粘土、雲母又はパーライト、
好ましくは、例えば米国特許第５３４０６４３号（その開示は、参照により本明細書に援用される。）に開示されている、バーミキュライト及び黒雲母の混層の形状である、バーミキュライトのうちの１つ又はこれらの混合物を含む。これらの材料うち、膨張性黒鉛が好ましい。
【００２８】
封止材は、好ましくは５〜９５重量％の量の少なくとも１つの膨張性材料を含む。他の材料を使用することが好ましい。
バインダは、膨張性粒子にともに結合するか、又はかかる粒子を封入するのに使用することができる。適切なバインダの例は、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１つ以上と混合された水ガラスである。バインダは、５〜９５重量％の量で含まれていることが好ましい。
潤滑剤は、他方の連結面に対する連結面の摺動を促進するのに特に有用である。本発明に適した潤滑剤の例は、（非膨張性）黒鉛である。（非膨張性）黒鉛は、０〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％、より好ましくは１５〜４０重量％、最も好ましくは２０〜３５重量％の量で含まれていることが好ましい。
酸化防止剤は、封止材が極端な熱条件に暴露するのを保護するのに使用される。酸化防止剤の例は、０〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％の量で含まれ得るアルミニウムである。
【００２９】
重量％は、封止部材の組成の総乾燥重量に対する固形物の乾燥重量とする。
【００３０】
封止部材（２）は、連結面（１、１１ａ）上のコーティングの形態であり得る。封止部材（２）は、相当な部分、好ましくは第１の連結面及び／又は第２の連結面の全体をコーティングすることができる（図２、スライドプレート（２５）の底部、並びに図３及び５（ａ）を参照）。膨張していないコーティングの厚さは、０．１〜３．０ ｍｍ程度、好ましくは０．２〜１．０ ｍｍ、より好ましく０．３〜０．６ ｍｍとすることができる。または、膨張性コーティングは、図５（ｂ）に示すように、（少なくとも部分的に）孔（３ａ）を包囲する溝に塗布することができる。溝は、少なくとも０．５ ｍｍの深さ、好ましくは少なくとも１．０ ｍｍの深さ、より好ましくは少なくとも３．０ ｍｍの深さであり、その深さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％まで、膨張していない封止材が充填されていることが好ましい。また、連結面とぴったり重ね、溝に、膨張していない状態の封止材を完全に充填することもできる。
【００３１】
別の実施形態において、封止部材（２）は、ガスケットに形成することができる（図２、スライドゲート（２５）の上部、図３及び５（ｃ）を参照）。かかるガスケットは、図５（ｃ）に示すように、（少なくとも部分的に）孔（３ａ）を包囲する溝に配置することができる。
【００３２】
熱衝撃を回避するために、耐火物は、これを載せて高温で溶融金属と接触させる前に予熱される。場合によって、予熱は、その場で行われるが、鋳造設備とは別の炉で行われることもある。これは、「オフライン予熱」と呼ばれる。これは、チューブ交換デバイス（３０）の場合に一般的であり、非常に高い熱衝撃によるクラック形成を防止するために、デバイスに装着し、鋳造位置に摺動する前に、新たな鋳込みノズルは、炉内で予熱温度まで予熱される。オフライン予熱では、予熱及び移動段階において、封止部材（２）の初期膨張の危険性があり、これを回避する必要がある。これは、初期膨張温度Ｔiよりも低い温度、又は、少なくとも最大相対膨張温度Ｔmaxよりも低い温度まで鋳込みノズルを予熱することによって、非常に容易に達成することができる。好適な実施形態において、膨張性材料は、マイクロシェル内に封入されるフレークの形態である。マイクロシェルは、膨張性材料の膨張を妨げる予熱段階において「閉鎖」し、金属の鋳造時に「開口」し、封止部材の膨張を解除し、その高度な封止機能が達成される。マイクロシェルの「開口」は、種々の方法で発生させることができる。マイクロシェルは、予熱温度で固体であり、鋳造温度で溶融、揮発、又は分解する材料から製造することができる。「分解する」という用語には、膨張性黒鉛に加えられた力が、シェルを破裂させるのに充分に大きい点まで温度とともに増加するという事実により、潜在的な破壊機構が含まれ得る。代替的に又は同時に、マイクロシェルは、鋳込みノズルの連結面がチューブ交換デバイスに摺動する際に発生する剪断応力によって、機械的に破壊され得る。マイクロシェルは、好ましくは０．５〜８０重量％、より好ましくは５〜３０重量％の範囲の量の、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2又はＭｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と組み合わせて、水ガラス、コロイドシリカ又はリン酸アルミニウムからなることが有利である。
【００３３】
マイクロシェルは、複数の層からなっていてもよく、保護シェル層を構成する前述の組成は、あらかじめ膨張性フレーク上にコーティングされたプライマー上に適用することができ、及び／又は仕上げコーティングによって被覆することができる。プライマーは、特に、膨張性黒鉛のような低表面エネルギーを有する材料の場合、膨張性フレーク表面に対する保護シェル層の湿潤性及び接着性を高めるのに有利である。例えば、プライマーは、３：８から３：１、好ましくは１：１から３：２の重量比のフェノール樹脂とフルフラールの混合物からなり、前述のプライマーは、膨張性フレーク上に直接塗布される。仕上げコーティングは、一般に耐火片に塗布される、最終コーティングの水相からの化学腐食に対してシェル保護層を安定化させるのに有用であり、通常、水ガラス、コロイドシリカ、リン酸アルミニウム又は他の材料を含有している。仕上げ層は、フェノール樹脂とフルフラールの混合物を含み得る。
【００３４】
黒鉛コーティングは、１以上の層から構成することができる。コーティング材は、分散液又は溶液の形態で利用可能であり、膨張性フレークの大きさ及び表面積に応じて、膨張性フレークの重量に対して、１〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％のコーティング溶液で、膨張性フレークに塗布される必要がある。コーティングは、乾燥することができるか、又は、硬質強固シェルが膨張性材料における酸素の衝突を防止し、これによって、剥離及び膨張する傾向を低減するように設けられる必要がある。シェルも、低温で膨張処理に抵抗するのに充分な機械的強度を発揮する必要がある。このため、膨張性材料は、シェルがその強度を失うような温度に達するまで、防止される。膨張を機械的に抑制することに加えて、マイクロシェルの第２の機能は、黒鉛の中間層への酸素の接近を低減することである。これは、膨張を大幅に低減する。シェルが破裂すると、空気が進入することができ、膨張が非常に大きく、強力となる。
【００３５】
上述したように、封止部材（２）は、ノズルアセンブリ（２０、３０）の種々の耐火要素（１、１１）に適用することができる。具体的には、容器（１００、２００）の底面部に取り付けられたチューブ交換デバイス（３０）において、かかる封止部材は、鋳込みノズル（３２）及び／又は内側ノズル（３１）の連結面に適用することができる。図２に示すように、取鍋（１００）又はタンディッシュ（２００）の底面部に取り付けられたスライドゲートデバイス（２０）において、スライドプレート（２５）は、２つの固定プレート間を摺動する。孔を備え、内側ノズル（２１）とコレクタノズル（２２）との間に挟まれたスライドプレート（２５）は、内側ノズル及びコレクタノズルの孔を備えたレジストリに孔を導き出すか、又は孔を当該レジストリから引き出すことができる（図２（ａ）及び（ｃ）と図２（ｂ）及び（ｄ）との比較）。スライドゲートデバイスには複数の種類があり、２つの最も流通しているものを概略的に図２（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ｃ）及び（ｄ）に示す。内側ノズルは、容器の床部に埋め込まれ、スライドゲートデバイスの上部の固定プレートに連結されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態において、コレクタノズルは、スライドプレート（２５）に固定され、上部固定プレートとの接触面を摺動するようにスライドプレートとともに移動する。図２（ｃ）及び（ｄ）に示す第２の実施形態において、コレクタノズルは、底部の固定プレートに連結されている。封止部材（２）は、スライドゲートデバイスの種類に応じて、固定プレートの連結面に、及び／又はスライドプレート（２５）の一方の面若しくは両方の面に適用することができる。スライドプレート（２５）の上部連結面に塗布された、封止コーティング（２）を図２（ｃ）及び（ｄ）に示し、スライドプレート（２５）の上面及び底面に適用された、封止ガスケット（２）を、図２（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ｃ）及び（ｄ）にそれぞれ示す。
【００３６】
本発明に係る膨張性封止部材（２）を備えた耐火要素（１）は、従来の耐火要素の通常の製造を顕著に変更することなく、処理することができ、かかる耐火要素の連結面を更にコーティングする工程しか必要でない。
【００３７】
本発明に係る膨張性封止部材（２）を第１の連結面（１ａ）の開口周囲に備えた耐火要素（１）は、次に示すように使用することができる。これは、必要に応じて、この任意の工程時に封止部材の完全な膨張を発生させないように注意しながら、予熱温度まで予熱することができる。次いで、耐火要素（１）は、ノズルアセンブリの第２の耐火要素（１１）の第２の開口を備えた第２の連結面（１１ａ）において、前述の第１の連結面（１ａ）を滑り並進によって連結することができる。連結面（１ａ、１１ａ）の滑り並進は、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、レジストリから引き出して、レジストリにおいて、溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に連続的な貫通孔を画定する。鋳物温度に暴露されると、封止部材（２）は、耐火要素（１、１１）に連結された２つの連結面（１ａ、１１ａ）に圧力を加えるように膨張し、これによって、効果的に継ぎ目が封止される。鋳造は、継ぎ目を通して吸気の危険性を少なくして進行させることができる。封止部材（２）の膨張によって生じる圧力は、２つの耐火要素（１、１１）がともに連結するに際に加わるクランプ圧よりもはるかに小さいので、２つの要素の実質的な分離が生じない。封止材の膨張は、継ぎ目におけるいかなる隙間も適切に充填し、このため、周囲から鋳込み孔（３）を封止することを保証する。
【００３８】
上述したように、膨張性材料の膨張は、必要に応じて、ノズルアセンブリの第２の耐火要素に連結する前に完全な膨張に達するのを防止するために、予熱段階に含まれている必要がある。これは、
膨張性材料の最大膨張温度Ｔmaxよりも低く、好ましくは初期膨張温度Ｔiよりも低く予熱温度を維持することによって、又は、
（ｉ）第１の耐火要素をノズルアセンブリの鋳造位置に摺動する際に、及び／又は（ｉｉ）溶融金属の鋳造の際に、化学的に及び／又は機械的に及び／又は熱により破損したシェルに膨張性材料を封入することによって、達成することができる。
【実施例】
【００３９】
表１は、本発明（実施例１〜５）及び１つの比較例（比較例６）に適した封止部材の５つの組成を示す。本例において、膨張性黒鉛は、グラフェン層間に硫酸を挿入することによって得られ、「グラファイトビサルフェート(graphite bisulphate)」とも呼ばれる。バーミキュライトは、３７〜４２％ ＳｉＯ2、９〜１７％ Ａｌ2Ｏ3、１１〜２３％ ＭｇＯ、５〜１８％ ＣａＯという組成の１００メッシュ粉末である。
【００４０】
封止部材の熱特性は、必要条件に応じて調整することができる。例えば、実施例５の組成が４５０℃で完全に膨張するが、実施例４のみは６５０℃で膨張する。鋼鋳造製造ラインのチューブ交換デバイス内の実規模試験後、連結面が実施例１の組成の封止部材でコーティングされた鋳込みノズルのＳＥＭ‐ＥＤＸ検査は、実質的に腐食を示さず、プレートのバルクで測定された孔隙率と同程度の表面領域における非常に少ない孔を有していた。一方、コーティングされていない耐火プレート上、及び、比較例６の組成でコーティングされたプレート上で行われた同様の試験は、バルク孔隙率と比較して、表面多孔性の増加による実質的な腐食とともに、比較例６のコーティング材の酸化によって腐食された領域に形成された厚い反応層の形成を示した。微量のＭｎＯ及び他の酸化物を、耐火物と流出した金属によって徐々に流された低融点材料とが局所的に反応して形成した孔付近のプレート表面で検出した。本発明に係る実施例１の封止組成でコーティングされたノズルプレートの優れた安定性を考慮すると、膨張性材料の存在は、本発明の継ぎ目の気密性を実質的に高め、このため、耐火要素の寿命を延ばし、鋳造金属の品質を向上させることが明らかである。
【００４１】
空気中１０００℃で行われた燃焼試験は、強力なバインダがない状態で、バーミキュライト（実施例２を参照）と膨張性黒鉛がともに強く酸化し、完全性を失う傾向があることを示唆した。例えば、膨張性バーミキュライト及び黒鉛粒子への水ガラスの添加といったバインダの添加は、酸化及びコーティングの完全性に対する抵抗性を向上させた（実施例１、３〜５を参照）。
【００４２】
【表１】
2015502260.tif 000003
【００４３】
本発明は、耐火要素（１）の連結面（１ａ）に適用された膨張性封止部材（２）が、かかる要素の寿命を実質的に増加させ、金属の良好な質とともに、これまでに達成されたものよりも、浸透空気との反応による少ない酸化物混入物と、弱くなった耐火材の腐食による少ないノズル残留物を保証するため、金属鋳造装置の飛躍的進歩を構成する。
【図１】
2015502260.tif 000004
【図２（ａ）】
2015502260.tif 000005
【図２（ｂ）】
2015502260.tif 000006
【図２（ｃ）】
2015502260.tif 000007
【図２（ｄ）】
2015502260.tif 000008
【図３】
2015502260.tif 000009
【図４】
2015502260.tif 000010
【図５】
2015502260.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月25日(2013.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリ（２０、３０）であって、
第１の開口を含む、第１の連結面（１ａ）を備えた第１の耐火要素（１）と、
第２の開口を含む、第２の連結面（１１ａ）を備えた第２の耐火要素（１１）であって、前記第１の耐火要素及び前記第２の耐火要素が、前記第１の開口及び前記第２の開口をレジストリに導き出し、前記レジストリから引き出して、前記レジストリにおいて、前記ノズルアセンブリの溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に溶融金属を排出する連続的な孔（３、１３）を画定することができるように、それぞれの第１の連結面及び第２の連結面によって滑り並進関係で相互に連結されている、第２の耐火要素と、
前記第１の耐火要素及び前記第２の耐火要素の前記第１の連結面と前記第２の連結面との間に設けられた封止部材（２）と、
を備え、
前記封止部材（２）が熱膨張性材料を含むことを特徴とする、ノズルアセンブリ。
【請求項２】
前記膨張性封止部材（２）が、
少なくとも１３０℃、好ましくは少なくとも４００℃、より好ましくは少なくとも６００℃の初期膨張温度Ｔi、及び／又は、
２０℃で測定したその容積に対するＴiと１４００℃との間にある最大膨張温度Ｔmaxにおける最大相対膨張Ｖmax／Ｖ20であって、少なくとも１０、好ましくは少なくとも２５、より好ましくは少なくとも５０、最も好ましくは少なくとも８０である最大相対膨張、を有する、請求項１に記載のノズルアセンブリ。
【請求項３】
前記膨張性材料が、熱暴露時に膨張が生じる層間に他の材料を挿入することによって改質された層状材料から構成され、
硫酸、硝酸、リン酸、有機酸例えば酢酸若しくはフェノール酸、隣接する結晶層間に挿入される塩素ガス及び臭素ガスのうちの１以上を含む、膨張性黒鉛、粘土、雲母又はパーライト、
好ましくはバーミキュライト及び黒雲母の混層の形状である、バーミキュライト、又は、
これらの混合物から好ましくは選択される、請求項１又は２に記載のノズルアセンブリ。
【請求項４】
前記封止部材が、好ましくは０．１〜３．０ ｍｍ、より好ましくは０．２〜１．０ ｍｍ、最も好ましくは０．３〜０．６ ｍｍである、膨張していない厚さのコーティング層であり、必要に応じて、前記コーティング層が、最終封止層によって被覆される、請求項１から３の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項５】
前記封止部材が、相当な部分、好ましくは前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の全体にわたってコーティングされているか、又は、前記封止部材が、それぞれ、前記第１の開口及び／又は前記第２の開口を包囲する、前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の溝に適用され、前記溝が、好ましくは少なくとも０．５ ｍｍの深さ、より好ましくは少なくとも１．０ ｍｍの深さ、最も好ましくは少なくとも３．０ ｍｍの深さである、請求項４に記載のノズルアセンブリ。
【請求項６】
前記封止部材が、好ましくは、それぞれ、前記第１の開口及び／又は前記第２の開口を包囲する、前記第１の連結面及び／又は前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の溝に入れ子にされた、ガスケットの形態である、請求項１から３の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項７】
前記封止部材が、
膨張性黒鉛及び／又はバーミキュライトを含む、５〜９５重量％の膨張性材料と、
５〜９５重量％のバインダ、例えば、好ましくは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と混合した、水ガラスと、
０〜８０重量％の潤滑剤、例えば（非膨張性）黒鉛と、
０〜２０重量％の酸化防止剤、例えばアルミニウム、シリコン又はモリブデンと、を含み、
重量％を、前記封止部材の組成の総乾燥重量に対する固形物の乾燥重量とする、請求項１から６の何れか一項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項８】
前記膨張性材料が、マイクロシェル中に封入されたフレークの形状であり、前記マイクロシェルが、所定の温度に、若しくは、機械的ストレス、例えば一方の連結面が他方の連結面に摺動する際の剪断、にさらすと流出するか、揮発するか又は分解することが可能である、請求項７に記載のノズルアセンブリ。
【請求項９】
前記マイクロシェルが、好ましくは０．５〜８０重量％、より好ましくは５〜３０重量％の範囲の量の、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2又はＭｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と組み合わせて、水ガラス、コロイドシリカ又はリン酸アルミニウムからなることが好ましい、少なくとも１つの保護シェル層を備え、必要に応じて、前記保護シェル層が、
３：８から３：１、好ましくは１：１から３：２の重量比のフェノール樹脂とフルフラールの混合物からなることが好ましいプライマー上に塗布され、前記プライマーが、膨張性フレーク上に直接塗布され、及び／又は、
好ましくはフェノール樹脂とフルフラールの混合物を含む、仕上げ層によって被覆される、
請求項８に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１０】
金属鋳造装置のノズルアセンブリの耐火要素（１）であって、前記耐火要素は、実質的に平坦な第１の連結面（１ａ）で開口する第１の貫通孔（３）を備え、前記第１の連結面が、第２の耐火要素（１１）の第２の連結面（１１ａ）と滑り並進関係で連結するのに適しており、前記耐火要素（１）の前記第１の連結面（１ａ）に、熱膨張性材料を含む封止部材（２）が設けられており、前記平坦な第１の連結面（１ａ）が、
タンディッシュの底面内に埋め込まれた内側ノズルの対応する接触面と滑り関係で、チューブ交換デバイス（３０）に装着する及び前記チューブ交換デバイスから着脱するのに適した鋳込みノズル（３２）の連結面（１ａ）、
タンディッシュの底面部に取り付けられ、前記チューブ交換デバイスに固定された内側ノズル（３１）の連結面（１ａ）であって、前記連結面（１ａ）は、チューブ交換デバイス（３０）の後部が導入されると、鋳込みノズルと滑り関係で入る、連結面（１ａ）、
スライドゲートデバイスプレート（２５）の連結面（１ａ）であって、前記連結面（１ａ）がスライドゲートの第２のプレートの連結面と滑り関係で入る、連結面（１ａ）、のうちの１つであることを特徴とする、耐火要素。
【請求項１１】
前記封止部材及び前記膨張性材料が、請求項２〜９の何れか一項に記載されたものである、請求項１０に記載の耐火要素。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の耐火要素（１）の製造方法であって、
第１の連結面（１ａ）で開口する第１の貫通孔（３）を備えた耐火要素を設ける工程であって、前記第１の連結面が、第２の耐火要素（１１）の第２の連結面（１１ａ）と滑り並進関係で連結するのに適している工程と、
前記第１の連結面（１ａ）に、好ましくは開口を包囲するように、封止部材（２）を適用する工程と、を含み、
前記封止部材（２）が熱膨張性材料を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記封止部材が、
ブラッシング、噴霧、スキージ又はローラーの使用、印刷、例えばスクリーン印刷又はグラビア印刷によって、前記第１の連結面の全部又は一部のみを被覆するコーティング、
前記第１の連結面（１ａ）に設けられた溝を充填し、注入、スキージ、鋳造によって前記貫通孔（３）の開口を包囲するコーティング、又は、
第１の連結面（１ａ）に設けられた溝に嵌合し、好ましくは前記貫通孔（３）の開口を包囲する予備成形されたガスケットとして、前記第１の連結面に適用される、方法。
【請求項１４】
スライドゲート及びチューブ交換デバイスから選択される金属鋳造装置のノズルアセンブリ（２０、３０）の２つの耐火要素（１、１３）を連結する方法であって、
請求項１２又は１３に記載の方法の工程を行い、第１の連結面（１ａ）の開口を包囲する膨張性封止部材（２）を備えた耐火要素（１）を設ける工程と、
前記ノズルアセンブリの第２の耐火要素（１１）の第２の開口を備えた第２の連結面（１１ａ）において、前記第１の連結面（１ａ）を滑り並進させることによって連結し、前記封止部材（２）が、前記第１の連結面及び前記第２の連結面（１ａ、１１ａ）の両方に接し、第１の開口及び第２の開口をレジストリに導き出し、前記レジストリから引き出して、前記レジストリにおいて、溶融金属入口（１３ａ）から溶融金属出口（３ｂ）に連続的な貫通孔を画定する工程と、
連結された第１の耐火要素及び第２の耐火要素を、前記封止部材の膨張性材料を膨張させるのに少なくとも充分な温度に加熱する工程と、を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
（ａ）前記膨張性材料の最大膨張温度Ｔmaxよりも低く予熱温度を維持すること、又は、
（ｂ）（ｉ）前記第１の耐火要素を前記ノズルアセンブリの鋳造位置に摺動する際に、及び／又は（ｉｉ）溶融金属の鋳造の際に、化学的に及び／又は機械的に及び／又は熱により破損したシェルに前記膨張性材料を封入することのいずれかによって、
前記第１の耐火要素（１）及び前記封止部材（２）が、前記第２の耐火要素（１１）に連結する前に、前記膨張性材料がその最大膨張に達するのを防止するような条件下で、予熱温度で予熱される、方法。
【請求項１６】
金属鋳造装置のノズルアセンブリの耐火要素間における接触界面を封止する封止組成物であって、
５〜９５重量％の膨張性材料、例えば膨張性黒鉛、と、
バインダとしての５〜９５重量％の水ガラス、例えば、好ましくは、粘土、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2のうちの１以上と混合した、水ガラスと、
５〜５０重量％の潤滑剤、例えば（非膨張性）黒鉛、と、
最大２０重量％の酸化防止剤、例えばアルミニウムと、を含む、封止組成物。
【請求項１７】
金属鋳造装置のノズルアセンブリにおける第１の耐火要素及び第２の耐火要素の第１の連結面と第２の連結面との間の接触界面を封止する膨張性封止要素（２）の使用であって、前記第１の連結面及び前記第２の連結面が、滑り並進関係にあることを特徴とする、使用。
【国際調査報告】
2015502260.tif 000012
2015502260.tif 000013
2015502260.tif 000014