JP2012106269A - Inductive electromagnetic pump for molten metal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融アルミニウムや溶融亜鉛等の溶融金属を搬送するために使用される溶融金属用誘導電磁ポンプに関し、特にダクト内部で磁路を形成するコアを固定するため、コアを覆った保護管をダクトに固定する構造を改良し、溶融金属の流動時におけるコア及びその保護管を安定して支持することが出来、なお且つメンテナンスをしやすくした溶融金属用誘導電磁ポンプに関する。 The present invention relates to an induction electromagnetic pump for molten metal used for transporting molten metal such as molten aluminum and molten zinc, and in particular, a protective tube covering the core for fixing a core that forms a magnetic path inside the duct. The present invention relates to an induction electromagnetic pump for molten metal that can stably support the core and its protective tube during the flow of molten metal, and can be easily maintained.
例えば鋳造等の分野では溶融アルミニウムなどを搬送するために、電磁誘導作用により溶融金属に推力を与えて搬送する溶融金属用誘導電磁ポンプが利用されている。このような溶融金属用誘導電磁ポンプは、磁性体製のコアに巻線を巻いた誘導子により筒状のダクト内部に移動磁界を発生させて溶融金属に推力を与える形式の誘導電磁ポンプが主流である。 For example, in the field of casting or the like, an induction electromagnetic pump for molten metal is used to convey molten aluminum or the like by applying a thrust to the molten metal by electromagnetic induction. Inductive electromagnetic pumps for molten metal are mainly inductive electromagnetic pumps that generate a moving magnetic field inside a cylindrical duct by an inductor wound around a magnetic core to provide thrust to the molten metal. It is.
このような誘導電磁ポンプは、特公平4−52708号公報、特開平7−203668号公報、特開2006−341281号公報に記載されている。溶融金属が流れる管状のダクト管の外周に移動磁界を発生するためのコアに巻線を巻いた誘導子を配置し、管状のダクトの内部に誘導子により発生した磁界の磁路となる磁性体のコアを配置している。コアは耐熱性及び耐食性を有する筒状の保護管により覆われている。従って、溶融金属の流路は管状のダクトと保護管との間に形成される環状部分となり、これにより、この種の誘導電磁ポンプは環状流路形誘導電磁ポンプと呼ばれている。 Such induction electromagnetic pumps are described in JP-B-4-52708, JP-A-7-203668, and JP-A-2006-341281. A magnetic material that forms a magnetic path of a magnetic field generated by an inductor inside a tubular duct by arranging an inductor wound around a core for generating a moving magnetic field on the outer periphery of a tubular duct tube through which molten metal flows The core is arranged. The core is covered with a cylindrical protective tube having heat resistance and corrosion resistance. Therefore, the flow path of the molten metal becomes an annular portion formed between the tubular duct and the protective tube, and this kind of induction electromagnetic pump is called an annular flow path induction electromagnetic pump.
誘導電磁ポンプにおいて、ダクト内部にコアを配置しないと、ダクト内部に磁路が形成されないため、ダクトの中央部の磁束密度が極端に小さくなって、その部分の推力が低くなり、或いは推力が無くなってしまう。このため、ダクト内部にコアを配置することが不可欠となる。しかしながら、ダクト内部にコアを設けた鋳造用の流路形誘導電磁ポンプでは、コアの保護管に設けたスペーサや、このスペーサに当たって保護管を保持するためのダクト内周の突起等があるため、その部分で溶融金属の停滞が生じやすい。そのため、溶融金属の表面に生じる酸化物等のカスがたまりやすく、しかもその除去が面倒である。 In an induction electromagnetic pump, if a core is not arranged inside the duct, a magnetic path is not formed inside the duct, so the magnetic flux density at the center of the duct becomes extremely small, and the thrust at that part becomes low, or there is no thrust. End up. For this reason, it is indispensable to arrange the core inside the duct. However, in the flow-path type induction electromagnetic pump for casting having a core inside the duct, there are a spacer provided in the protective tube of the core, a protrusion on the inner periphery of the duct for holding the protective tube against this spacer, etc. The stagnation of the molten metal tends to occur at that portion. For this reason, wastes such as oxides generated on the surface of the molten metal tend to collect, and the removal thereof is troublesome.
そこで提案されたのが特開2006−341281号公報に記載された溶融金属用誘導電磁ポンプであり、これを図8と図9に示す。
溶融金属12を入れた溶融金属槽11の底部近くに斜め上向きに設けた開口部にフランジ15を介して真っ直ぐなポンプ側ダクト1が接続されている。さらにこのポンプ側ダクト1の他端には、90゜に曲げられた給湯側ダクト1’がフランジ5、5’を介して接続されている。これらのダクト1、1’は、セラミック等の耐熱性、耐食性のある材料で作られている。
Therefore, an induction electromagnetic pump for molten metal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-341281 has been proposed. This is shown in FIGS.
A straight pump-side duct 1 is connected to an opening provided obliquely upward near the bottom of the
手前の真っ直ぐなポンプ側ダクト1の中に、その中心軸が一致するように磁性体製の円柱体からなるコア2が配置されている。このコア2は、両端が閉じられた円筒形の保護管3の中に収納されており、ポンプ側ダクト1内の溶融金属12と直接接触しないようになっている。保護管3は、セラミック等の耐熱性、耐食性のある材料で作られており、その中のコア2の周囲にクッション材としてアルミナ、マグネシア等のセラミック繊維或いはセラミック粉末等の充填材8が充填されている。
A
保護管3の給湯側ダクト1’に近い一端部の周囲にフランジ6が延設され、このフランジ6の外周に近い部分が前記ポンプ側ダクト1と給湯側ダクト1’とを接続するフランジ5、5’の間に挟持されている。これにより、コア2がポンプ側ダクト1の中心に位置するよう保持されている。給湯側ダクト1’は、バネ10により手前のポンプ側ダクト1に押しつけられ、図示してないガスケットによりフランジ5、5’の間に前記保護管3のフランジ6を挟持すると共に、シール性を確保している。
A
コア2を保護管3の中心に保持し、且つ運転時の振動によるがたつきを無くすため、クッション材としてアルミナ、マグネシア等のセラミック繊維或いはセラミック粉末等の充填材8が前記保護管3の中に充填される。コア2を保護管3の同心度が変化すると、電磁力も変化し、安定したポンプ側ダクト1内での溶融金属12の推力を確保する事が出来なくなる。この保護管3の端部がセラミック等の耐熱性、耐食性のある端栓4により閉じられる。コア2や充填材8はこの端栓4を開けて保護管3の中に収納、充填される。
前記フランジ5、5’に挟持されたフランジ6の外周に近い部分より内周側の部分には、溶融金属12を通すための通路7が設けられている。例えばこの通路7は、円周方向に長い長孔状のものである。
In order to hold the
A passage 7 for passing the
手前の真っ直ぐなポンプ側ダクト1の周囲には、磁性体製のコアに巻線を施した円筒形状の誘導子14が配置されている。この誘導子14により、ポンプ側ダクト1の内部に移動磁界が形成され、ポンプ側ダクト1内の溶融金属12に推力が与えられる。前記の磁性体製のコア2は、ポンプ側ダクト1の中心軸上に移動磁界の磁路を形成するもので、これにより、ポンプ側ダクト1内の移動磁界の磁束密度を維持し、ポンプ側ダクト1内での溶融金属12の推力を確保する。
ダクト1、1’の外周にはヒータ9が巻かれ、このヒータ9によりダクト1、1’が加熱されて、その中の溶融金属12の凝固が防止される。
A
A heater 9 is wound around the outer periphery of the ducts 1, 1 ′, and the ducts 1, 1 ′ are heated by the heater 9 to prevent the
このような従来の溶融金属用誘導電磁ポンプでは、前記コア2を収納した保護管3がその一端に設けたフランジ6がフランジ5、5’の間に挟持されているが、図8に示すように、ポンプ側ダクト1の傾斜が緩いと、コア2とその保護管3の重力がフランジ6に集中し、バネ10の弾力が相当強くないと、保護管3を安定して保持出来ない。しかし、フランジ6は脆いセラミックで作られているので、応力が集中するフランジ5、5’の縁に当たる部分が破損しやすく、バネ10の弾力を強くするのには限度がある。
In such a conventional induction electromagnetic pump for molten metal, the
また、フランジ6及びフランジ5、5’の部分はヒータ9が巻きずらく、しかもその部分は外側に張りだしていて放熱しやすい。さらにフランジ6及びフランジ5、5’の内側部分の通路7は、ダクト1、1’の他の部分より流路断面積が小さい。このため、フランジ6及びフランジ5、5’の内部で溶融金属12の温度が低下し、溶融金属12の比抵抗が変化し、流量変化が生じる。加えて、その流動性が失われると、フランジ6及びフランジ5、5’の内側にある通路7の部分で溶融金属12の停滞が起こりやすい。溶融金属12の停滞が起こると、ダクト1、1’の中の溶融金属12の流動が阻害され、溶融金属12の供給に支障を来す。
Further, the heater 9 is difficult to wind around the
本発明は、前述した従来の溶融金属用誘導電磁ポンプにおける課題に鑑み、コア2の保護管を安定してポンプ側ダクト1の中に支持することが出来ると共に、フランジ6及びフランジ5、5’の内側で溶融金属12の温度低下による流動変化が起こりにくい溶融金属用誘導電磁ポンプを提供することを目的とする。
The present invention can stably support the protective pipe of the
本発明では、前記の目的を達成するため、コア2の保護管3の外周に等角度間隔で同保護管3の長手方向に長いリブ18を設けると共に、これに対応してポンプ側ダクト1の内周に、やはり等角度間隔で同ダクト1の長手方向に長い溝19を設け、コア2の保護管3をポンプ側ダクト1の中に嵌め込んだ状態で、同保護管3のリブ18をポンプ側ダクト1の溝19に嵌め込むようにした。
In the present invention, in order to achieve the above object,
すなわち、本発明による溶融金属用誘導電磁ポンプは、溶融金属12を通す筒状のダクト1、1’と、ダクト1の外周に設けられ、同ダクト1の中に移動磁界を発生させる誘導子14と、ダクト1内に配置され、前記誘導子14で発生した移動磁界の磁路を形成する磁性体からなるコア2と、このコア2を覆うように設けられた保護管3とを有する。このコア2の保護管3の外周に等角度間隔で同保護管3の長手方向に長いリブ18を設け、これに対応してポンプ側ダクト1の内周に、やはり等角度間隔で同ダクト1の長手方向に長い溝19を設ける。そしてコア2の保護管3をポンプ側ダクト1の中に嵌め込んだ状態で、同保護管3のリブ18をポンプ側ダクト1の溝19に嵌め込む。
That is, the induction electromagnetic pump for molten metal according to the present invention includes a cylindrical duct 1, 1 ′ through which the
より具体的には、コア2を覆った保護管3の一部にフランジ6を設けて、このフランジ6をダクト1、1’のフランジ5、5’または15で挟持することにより、コア2をダクト1内に保持すると共に、保護管3のフランジ6に溶融金属12を通す通路7を設ける。そして保護管3のリブ18をフランジ6と連続して設ける。接合されたダクト1、1’の何れか一方のフランジ5、5’と、他方のダクト1、1’のフランジ5、5’及び保護管3のフランジ6との間にパッキン20を挿入して接合する。
More specifically, a
このような本発明による溶融金属用誘導電磁ポンプでは、コア2を覆った保護管3がその一部に設けたフランジ6によりダクト1、1’のフランジ5、5’に挟持される。これに加えて、保護管3の外周に等角度間隔で設けた複数の長手方向に長いリブ18を、ポンプ側ダクト1の内周に、やはり等角度間隔で設けた複数の長手方向に長い溝19に嵌め込むことにより、保護管3は、ポンプ側ダクト1に或る程度長い距離にわって支持される。これにより、保護管3をポンプ側ダクト1の中に安定して支持することが出来る。また、保護管3がポンプ側ダクト1に対して回転も防止される。
In such a molten metal induction electromagnetic pump according to the present invention, the protective tube 3 covering the
さらに、保護管3のリブ18をフランジ6と連続して設けることにより、ポンプ側ダクト1の外周を加熱するヒータ9からの熱を、前記リブ18を介してフランジ6に伝熱することが出来る。このため、その内側の通路7の部分を通る溶融金属12を保温することが出来、同通路7の部分で溶融金属12が温度低下し、流動性が低下するのを防止することが出来る。また、保護管3のリブ18をフランジ6と一体とすることにより、保護管3のリブ18とフランジ6とを相互に補強することが出来る。
Furthermore, by providing the
以上説明した通り、本発明による溶融金属用誘導電磁ポンプでは、コア2の保護管3をダクト1の中で安定して支持出来るので、その運転に支障を来さない。また、フランジ6の内側の通路7での溶融金属12の温度低下による流動変化も防止出来るので、円滑な溶融金属12の供給が可能となる。
As described above, in the molten metal induction electromagnetic pump according to the present invention, the protective tube 3 of the
本発明では、コア2を覆った保護管3の外周に等角度間隔で複数の同保護管3の長手方向に長いリブ18を設け、ダクト1の内周に、やはり等角度間隔で複数の同ダクト1の長手方向に長いの溝19を設け、保護管3をダクト1に嵌め込んだ状態で、保護管3のリブ18をダクト1の溝19に嵌め込むことにより、その目的を達成する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
In the present invention, a plurality of
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
図1〜図3は、本発明による外付形の溶融金属用誘導電磁ポンプの一実施例である。この溶融金属用誘導電磁ポンプの構成は基本的に図8と図9により前述した従来の誘導電磁ポンプと同じであり、同じ部分は同じ符号を付してある。
溶融金属12を入れた溶融金属槽11の底部近くの斜めの壁面13に給湯口が開口しており、この給湯口にフランジ15を介して真っ直ぐなポンプ側ダクト1が接続されている。このポンプ側ダクト1は図1において左側の先端側が高くなるように傾斜している。
1 to 3 show an embodiment of an external induction electromagnetic pump for molten metal according to the present invention. The structure of this molten metal induction electromagnetic pump is basically the same as that of the conventional induction electromagnetic pump described above with reference to FIGS. 8 and 9, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
A hot water supply port opens on an
この真っ直ぐなポンプ側ダクト1の先端には、90゜に曲げられた給湯側ダクト1’がフランジ5、5’を介して接続されている。図2は図1のダクト1、1’のフランジ5、5’の前後の部分を拡大して示している。これらのダクト1、1’は、セラミック等の耐熱性、耐食性のある材料で作られている。図1に示すように、ダクト1、1’は、ンプ側ダクト1のフランジ5が設けられた開口端から同ダクト1の奥に向かって長い形状を有している。図示の例では、溝19は矩形溝であり、その数は120゜間隔で3条である。但しその形状、数は後述する保護管3のリブ18に対応している限りにおいて、任意の形状、数とすることが出来る。具体的には、山形溝、台形溝等であり、その数も2つ以上あればよい。
A hot water supply side duct 1 ′ bent at 90 ° is connected to the front end of the straight pump side duct 1 via
図1と図2に示すように、手前のポンプ側ダクト1の中には、その中心軸が一致するように磁性体製の円柱体からなるコア2が配置されている。このコア2は、両端が閉じられた円筒形の保護管3の中に収納され、ポンプ側ダクト1内の溶融金属12と直接接触しない。コア2の保護管3は、セラミック等の耐熱性、耐食性のある材料で作られている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図1〜図3に示すように、保護管3の給湯側ダクト1’に近い一端部の周囲にフランジ6が延設され、このフランジ6の外周に近い部分が前記ダクト1とダクト1’とを接続するフランジ5、5’の間に挟持されている。これにより、コア2がダクト1の中心に位置するよう保持されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, a
図2により具体的に説明すると、給湯側ダクト1’のフランジ5’の接合面の中心部周りに凹部21が設けられ、ここにガスケット20が嵌め込まれる。また図3にも示すように、他方のポンプ側ダクト1のフランジ5の接合面の中心部周りに凹部22が設けられ、ここに前記保護管3のフランジ6が嵌め込まれる。なお、ガスケット20を収納する凹部21と保護管3のフランジ6を収納する凹部22とは、図示の例とは逆のフランジ5、5’に設けても良い。
図1に示すように、給湯側ダクト1’は、バネ10により手前のダクト1に押しつけられ、フランジ5、5’の間に前記ガスケット20と保護管3のフランジ6とを挟持している。
If it demonstrates concretely with FIG. 2, the recessed
As shown in FIG. 1, the hot water supply side duct 1 ′ is pressed against the duct 1 in front by a
さらにこのフランジ6に連続して保護管3の外周に、リブ18が設けられている。このリブ18は、保護管3の外周面からの高さが前記フランジ6より低く、フランジ6から連続して保護管3の他端側に向けて、すなわち保護管3の長手方向に長く伸びている。図示の例では、このリブ18は、前述したポンプ側ダクト1の溝18に対応した矩形リブであり、その数は120゜間隔で3つである。但しその形状や数は、前述したポンプ側ダクト1の溝19に対応している限りにおいて任意とすることが出来る。具体的には、山形リブ、台形リブ等であり、その数も2つ以上あればよい。
Further, a
保護管3はセラミック等の成型体であるため、別部材としてフランジ6やリブ18を設けるよりは、フランジ6やリブ18を保護管3と一体に成型するのがよい。保護管3の中には、コア2を保護管3の中心に保持し、且つ運転時の振動によるがたつきを無くすため、クッション材としてアルミナ、マグネシア等のセラミック繊維或いはセラミック粉末等の充填材8が充填される。図1と図2に示したように、図示の実施例では、保護管3の端部がセラミック等の耐熱性、耐食性のある端栓4により閉じられている。コア2や充填材8は、図3に示すように、この端栓4を開けて保護管3の中に収納、充填される。
Since the protective tube 3 is a molded body such as ceramic, the
前記のフランジ6のフランジ5、5’に挟持された外周に近い部分より内周側の部分には、溶融金属12を通すための通路7が設けられている。図3に示したように、例えばこの通路7は、円周方向に長い長孔状のものであり、通路7の間は保護管3の本体部分である円筒部分とフランジ6のフランジ5、5’により挟持される外周側のリム状の部分とを一体に連絡するスポーク状の部分である。
A passage 7 for passing the
図1に示すように、手前の真っ直ぐなダクト1の周囲には、磁性体製のコアに巻線を施した円筒形状の誘導子14が配置されている。この誘導子14により、ダクト1の内部に移動磁界が形成され、ダクト1内の溶融金属12に推力が与えられる。前記の磁性体製のコア2は、ダクト1の中心軸上に前記移動磁界の磁路を形成するもので、これにより、誘導子14により発生した移動磁界の磁束密度を維持し、ダクト1内での溶融金属12の推力を確保する。
As shown in FIG. 1, a
前述のように、一方側のフランジであるポンプ側ダクト1のフランジ5に凹部22を設け、そこに保護管3のフランジ6を収納することで、保護管3のフランジ6をポンプ側ダクト1の中に内包することが出来る。これにより、保護管3のフランジ6からの放熱を抑えることが出来ると共に、一個所にガスケット20を挿入することで、フランジ5、5’及び6のシールが可能となる。ダクト1、1’のフランジ5、5’と保護管3のフランジ6との位置合わせも容易である。しかも保護管3の軸方向の位置を、加工しやすいフランジ5の凹部22で止めることが出来る。
As described above, the
図4と図5は、本発明による外付形の溶融金属用誘導電磁ポンプの他の実施例である。この溶融金属用誘導電磁ポンプの構成は基本的に図1〜図3により前述した誘導電磁ポンプと同じであるが、この例では給湯側ダクト1’のフランジ5’に凹部21を設けず、その面を平坦とし、その面にガスケット20を添えている。このガスケット20を給湯側ダクト1’のフランジ5’とポンプ側ダクト1のフランジ5及び保護管3のフランジ6との間に挟持している。他の部分は図1〜図3により前述した誘導電磁ポンプと同じであり、同じ部分は同じ符号を付してある。
4 and 5 show another embodiment of the external induction electromagnetic pump for molten metal according to the present invention. The structure of the induction electromagnetic pump for molten metal is basically the same as that of the induction electromagnetic pump described above with reference to FIGS. 1 to 3, but in this example, no
図6と図7は、浸漬形の溶融金属用誘導電磁ポンプの例である。このタイプの溶融金属用誘導電磁ポンプは誘導子14をセラミック等の耐熱性及び耐食性を有する材料からなる保護胴16の中に収納し、ポンプの部分全体を溶融金属12の中に浸漬している。誘導子14は保護胴16とダクト1とにより溶融金属12に対して接触しないように絶縁されている。保護胴16の下端中央に溶融金属12を導入する孔があり、この部分にダクト1の下端が接合され、このダクト1の下端から溶融金属12を汲み上げる。
6 and 7 are examples of an immersion electromagnetic pump for molten metal. In this type of induction electromagnetic pump for molten metal, the
図6で示した浸漬形の溶融金属用誘導電磁ポンプの実施例は、垂直なポンプ側ダクト1と途中が90゜に曲がった給湯側ダクト1’とのフランジ5、5’の間に保護管3のフランジ6の外周に近い部分を挟持した例である。この溶融金属用誘導電磁ポンプでも、保護管3の端部外周にフランジ6と連続してリブ18を設け、ポンプ側ダクト1の端部内周に前記リブ18に対応して溝19を設けている。そして、コア2を収納した保護管3をポンプ側ダクト1のフランジ5が設けられた開口端からその中に挿入する時、保護管3のリブ18をポンプ側ダクト1の溝19の中に差し込んでいる。
The embodiment of the immersion type induction electromagnetic pump for molten metal shown in FIG. 6 is a protective pipe between the
また、図7で示した浸漬形の溶融金属用誘導電磁ポンプの実施例は、保護胴16の下端中央に設けた溶融金属12を導入する孔の周囲と、ここにダクト1の下端を接合するためのフランジ15との間に保護管3のフランジ6の外周に近い部分を挟持した例である。この溶融金属用誘導電磁ポンプでも、保護管3の端部外周にフランジ6と連続してリブ18を設け、ポンプ側ダクト1の端部内周に前記リブ18に対応して溝19を設けている。そして、コア2を収納した保護管3をポンプ側ダクト1のフランジ5が設けられた開口端からその中に挿入する時、保護管3のリブ18をポンプ側ダクト1の溝19の中に差し込んでいる。保護管3をポンプ側ダクト1の中に嵌め込む方向が図6により前述した実施例と反対方向である点のみが同実施例と異なっている。
Further, in the embodiment of the immersion type induction electromagnetic pump for molten metal shown in FIG. 7, the periphery of the hole for introducing the
これら図6と図7により前述した実施例において、前述した以外の他の誘導電磁ポンプの構造及びダクト1、1’の接続は、基本的に図1〜図3に示したものと同様であり、同じ部分は同じ符号で示している。
なお、前述した実施例では説明の便宜上、ダクト1、1’をフランジ5、5’を介して接続されたポンプ側ダクト1と給湯側ダクト1’とに分けて説明しているが、これらを区別する必要は無く、一連のダクトとして把握しても差し支えない。
In the embodiment described above with reference to FIGS. 6 and 7, the structure of the induction electromagnetic pump other than those described above and the connection of the ducts 1 and 1 ′ are basically the same as those shown in FIGS. The same parts are indicated by the same reference numerals.
In the above-described embodiment, for convenience of explanation, the ducts 1 and 1 ′ are described separately as a pump side duct 1 and a hot water supply side duct 1 ′ connected via
本発明による溶融金属用誘導電磁ポンプは、溶融状態のアルミニウムや亜鉛等を搬送するために使用するものであり、例えばアルミダイキャスト、低圧鋳造等の鋳造部門や、金属原材料の精錬部門等で利用される。 The induction electromagnetic pump for molten metal according to the present invention is used for conveying molten aluminum, zinc, etc., and is used in, for example, casting departments such as aluminum die casting and low pressure casting, and metal raw material refining departments. Is done.
1 ポンプ側ダクト
1’ 給湯側ダクト
2 コア
3 保護管
5 ダクトのフランジ
5’ ダクトのフランジ
6 保護管のフランジ
7 フランジの通路
18 保護管のリブ
19 ダクトの溝
20 パッキン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump side duct 1 'Hot water
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CN108533962A (en) * | 2018-03-21 | 2018-09-14 | 南京航空航天大学 | A kind of molten aluminum transport pipe system |
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