KR100860669B1 - 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법 및 용융 금속 주조 장치 - Google Patents

Abstract

시동기 블럭이 시동 재료의 몸체와 함께 개방 단부형 금형 공동의 축을 따라 왕복하기 시작하면, 용융 금속의 연속된 층들은 시동 재료의 몸체 상에 상대적으로 중첩되고, 용융 금속의 층들은 공동의 제1 단면 영역에 제한되지만 축에 대해 상대적으로 외주부 외측으로 경사진 각도로 공동의 제1 단면 영역의 주연 외형부로부터 상대적으로 외주부 외측으로 확장되며, 열수축력이 각각의 층들 내에서 발생하고 열수축력의 크기는 열수축력이 각각의 층들 내의 확장력과 균형을 이루어 금속의 몸체가 형상을 유지하게 될 때 금속의 최종 몸체 상에 자유롭게 형성된 주연 외형부를 제공하도록 제어된다.

공동, 시동기 블럭, 제1 단면, 제2 단면, 주조 링, 냉각제 방출 구멍

Description

용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법 및 용융 금속 주조 장치 {A METHOD OF CASTING OF MOLTEN METAL INTO A FORM-SUSTAINING BOBY AND A MOLTEN METAL CASTING APPARATUS}

본 발명은 개방 단부형 금형 공동 내의 용융 금속의 주조에 관한 것이며, 특히 용융 금속을 형상-유지(form-sustaining) 최종 제품으로 주조하는 동안에 공동을 통해 강제 이동되는 용융 금속의 외주부 한정에 관한 것이다.

현재의 개방 단부형 금형 공동은 진입 단부와, 방출 단부 개구와, 방출 단부 개구와 공동의 진입 단부 사이에 연장되는 축과, 금속이 공동을 통과하는 동안에 용융 금속을 공동에 한정하도록 방출 단부 개구와 진입 단부 사이의 공동의 축에 대해 주연 배치된 벽을 갖는다. 주조 작업이 수행될 때, 시동기 블럭(starter block)은 공동의 방출 단부 개구 내에 삽통식(telescopic)으로 결합된다. 블럭은 공동의 축을 따라 왕복하지만 초기에는 개구 내에 정지되어 있으며 용융된 시동 금속의 몸체는 시동기 블럭과 상대적으로 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 제1 단면 사이에서 공동 내에 삽입된다. 그 다음, 시동기 블럭이 축을 따라 공동으로부터 상대적으로 외측으로 왕복되며 시동 금속의 몸체가 상대적으로 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 일련의 제2 단면들을 통해 시동기 블럭과 함께 왕복되면서, 공동의 제1 단면 내에서 공동의 벽에 의해 한정된 단면 영역보다 공동의 축을 횡단하는 단면들 내에서 더 작은 단면 영역들을 갖는 용융 금속의 연속된 층들은 공동의 제1 단면에 인접한 시동 재료의 몸체 상에 상대적으로 중첩된다. 각각의 층들은 그들의 더 작은 단면 영역 때문에 공동의 제1 단면에 인접한 공동의 축으로부터 상대적으로 외주부 외측으로 층을 확장시키도록 작용하는 고유한 확장력을 갖는다. 벽은 공동의 제1 단면에 직각이며 층은 공동의 일련의 제2 단면들 내로 직각 회전하도록 그리고 벽의 공동의 제2 단면에 평행한, 즉 공동의 제1 단면에 수직인 공동의 제2 단면을 통해 이동되도록 힘을 받는 사실에 의해, 층은 공동의 벽에 의해 차단될 때까지 확장된다. 한편, 벽과의 접촉 시에, 층은 열수축력을 받기 시작하고, 열수축력은 확장력과 효과적으로 균형을 이루고 "고화(solidus)"의 상태가 공동의 제2 단면들 중 하나 내에서 일어난다. 그 후에, 새롭게 형성된 금속의 몸체의 일체형 부분으로서, 층은 금속의 몸체 내에서 공동을 완전히 통과하면서 벽으로부터 멀리 수축하도록 진행한다.

공동의 제1 단면과 "고화"가 일어나는 공동의 제2 단면 사이에서, 층은 공동의 벽과 밀접하게 접촉하도록 이동되고, 이러한 접촉은 층의 이동에 반해 작용하고 층과 인접한 층들로부터 층을 분리하는 경향이 있는 범위까지도 층의 외측 외주부 표면에서 파열되는 경향이 있는 마찰을 발생시킨다. 따라서, 본 기술 분야에 숙련된 자들은 각각의 층들과 벽 사이의 경계면을 윤활하거나 경계면에서 서로로부터 하나의 층을 분리하는 방법을 찾기 위해 오랫동안 시도해 왔다. 그들은 또한 각각의 층들과 벽 사이의 접촉부 띠(band)의 폭을 줄이기 위한 방법을 연구해 왔다. 그들의 노력은 미국 특허 제4,598,763호 및 미국 특허 제5,582,230호에 개시된 것을 포함하는 다양한 수단을 제작했다. 미국 특허 제4,598,763호에서, 오일로 둘러싸인 가압 가스의 슬리브가 서로로부터 하나의 층을 분리하도록 벽과 층들 사이에 삽입된다. 미국 특허 제5,582,230호에서, 액체 냉각제 스프레이가 금속의 몸체 둘레에 전개된 다음 접촉부 띠의 폭을 줄이기 위한 방법으로서 몸체 상으로 이동된다. 그들의 노력은 또한 매우 다양한 윤활제를 제작하였고, 그들의 조합된 노력은 벽으로부터 층들을 윤활하거나 분리하데 있어서 성공을 거두었지만 반대로 그들은 또한 윤활제 자체와 관련해서 새롭고 다른 종류의 문제점을 발생시켰다. 층들과 벽 사이의 경계면을 가로질러 교환된 높은 정도의 열이 존재하고, 집중 열은 윤활제를 분해할 수 있다. 윤활제 분해의 생성물은 종종 경계면 내에서 주위 공기와 반응하여, 결국 이러한 방식으로 발생된 생성물의 축방향 치수를 따라 소위 "지퍼(zipper)"를 발생시키는 경계면에서의 "리퍼(ripper)"가 되는 금속 산화물 등의 입자를 형성한다. 집중 열은 윤활제를 연소시킬 수도 있고, 결국 고온 금속을 마찰력이 어떠한 윤활제에 의해서도 대체로 변하지 않는 저온 표면 상태로 만든다.

본 발명은 경계면에서 벽으로부터 층들을 윤활하고 분리하기 위한 다양한 종래 기술의 수단 및 층들과 벽 사이의 접촉부 띠를 줄이기 위한 다양한 종래 기술의 수단과는 완전히 다르다. 대신에, 본 발명은 층들과 벽 사이에서 발생해서 이러한 종래 기술의 수단에서 요구된 문제점을 야기했던 "대면 현상(confrontation)"을 방지한다. 본 발명은 용융 금속이 공동을 통과하는 동안 공동 내의 각각의 층들의 상대적으로 외주부 외측으로의 확장을 제어하기 위한 완전히 새로운 수단으로 종래 기술의 수단을 대체한다.

본 발명에 따르면, 용융 금속의 각각의 층의 상대적으로 외주부 외측으로의 확장은 공동의 제1 단면 내에서 공동의 제1 단면 영역에 한정되고, 각각의 층들은 층들이 공동의 제2 단면 내에서 공동의 점진적으로 외주부 외측으로 더 큰 공동의 제2 단면 영역을 취하면서 공동의 축에 대해 상대적으로 외주부 외측으로 경사진 각도로 공동의 제1 단면 영역의 주연 외형부로부터 상대적으로 외주부 외측으로 확장되도록 된다. 또한, 열수축력은 층들이 공동의 제2 단면 영역을 취할 때 각각의 층들 내에서 발생되고, 열수축력의 크기는 열수축력이 공동의 제2 단면들 중 하나에서 각각의 층들 내의 확장력과 균형을 이루어 금속의 몸체가 형상을 유지하게 될 때 금속의 몸체에 자유롭게 형성된 주연 외형부를 제공하도록 각각의 층들 내에서 제어된다. 이러한 방식으로, 층들은 벽 또는 몇몇의 다른 외주부 한정 수단과 더 이상 대면하지 않지만, 어린아이로부터 점차로 멀리 떨어지면서 어린아이가 기댈 수 있게 부모가 팔을 뻗고 있는 동안에 걷도록 가르침을 받는 어린아이처럼 층들은 자신 위에 응집하도록 그리고 벽 등을 둘러쌈으로써 층위에 놓인 하나의 층을 수용하기보다는 스스로 선택한 부착 외피를 형성하도록 "촉진되는" 동시에 저지 수단을 이용함으로써 외측 외주부에서 일종의 수동적인 지지를 받는다. 또한, 열수축력이 저지 수단으로부터 전해질 수 있는 것만큼 빠르게, 저지 수단은 층들과 임의의 구속 매체 사이의 접촉부가 실질적으로 제거되도록 후퇴된다. 이는 층들과 외주부 한정 수단 사이의 경계면을 윤활하거나 완충시킬 필요가 없다는 것을 의미하지만, 층에 대한 윤활 또는 완충 매체를 계속적으로 이용하는 것을 배제하는 것은 아니다. 실제로, 본 발명의 현재 양호한 많은 실시예에서, 가압 가스의 슬리브는 공동의 제2 단면 내에서 용융 금속의 층들 둘레에 주연 배치된다. 또한, 오일의 환형링은 보통 공동의 제2 단면 내에서 용융 금속의 층들 둘레에 주연 배치되고, 특정 실시예에서 오일로 둘러싸인 가압 가스의 슬리브는 미국 특허 제4,598,763호에서와 같이 층들 둘레에 주연 배치된다. 오일로 둘러싸인 가압 가스의 슬리브는 가압 가스 및 오일을 양호하게는 동시에 공동의 제2 단면에서 공동 내로 방출시킴으로써 보통 형성된다.

열수축력은 보통 공동의 제2 단면 내에서 공동의 축으로부터 상대적으로 외주부 외측 방향으로 각각의 층들로부터 열을 추출함으로써 발생된다. 예를 들어, 본 발명의 현재 양호한 많은 실시예에서, 열은 공동의 제2 단면 영역의 주연 외형부 둘레에 열전도성 매체를 작동가능하게 배열시킴으로써 그리고 매체를 통해 층들로부터 열을 추출함으로써 추출된다. 본 발명의 현재 양호한 특정 실시예에서, 열전도성의 저지 수단은 공동의 제2 단면 영역의 주연 외형부 둘레에 배열되고, 열은 예를 들어 저지 수단 둘레에 환형 챔버를 주연 배치함으로써 그리고 챔버를 통해 액체 냉각제를 순환시킴으로써 저지 수단을 통해 층들로부터 추출된다.

열은 또한 공동의 제1 단면으로부터 하나의 공동의 제2 단면의 대향 측면들에서 금속의 몸체 상으로 액체 냉각제를 방출시킴으로써 금속의 몸체 자체를 통해 층들로부터 추출될 수 있다. 양호하게는, 액체 냉각제는 공동의 축을 횡단해서 연장되며 금속의 몸체의 연속적인 수렴 등온선에 의해 형성된 홈통(trough)형 모델의 바닥부 및 림과 일치하는 면들 사이에서 금속의 몸체 상으로 방출된다.

액체 냉각제는 공동의 하나의 제2 단면과 방출 단부 개구 사이에서 공동의 축 둘레에 주연 배치된 환형링으로부터 금속의 몸체 상으로 방출될 수 있거나, 또는 액체 냉각제는 공동의 하나의 제2 단면으로부터의 공동의 방출 단부 개구의 다른 측면 상에서 공동의 축 둘레에 주연 배치된 환형링으로부터 금속의 몸체 상으로 방출될 수 있다. 양호하게는, 액체 냉각제는 공동의 축 둘레의 환형링 내에 배열되어 미국 특허 제5,582,230호에서와 같이 각각의 구멍이 열마다 서로에 대해 엇갈리게 배치된 구멍의 열로 분할된 일련의 구멍들로부터 방출된다.

본 발명의 현재 양호한 특정 실시예에서, 환형링은 공동의 내측 외주부에서 금형 상에 주연 배치되고, 다른 실시예에서 환형링은 방출 단부 개구에 인접한 공동의 상대적으로 외측에서 금형 상에 주연 배치된다.

본 발명의 현재 양호한 몇몇 실시예에서, 오목한 저지부 효과는 공동의 하나의 제2 단면과 방출 단부 개구 사이의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 단면 내에서 발생되어, "재유출"을 금속의 몸체로 재진입하도록 유도한다.

때때로, 용융 금속의 충분한 층들은 공동의 축방향으로 금속의 몸체를 신장시키도록 시동 재료의 몸체 상에 상대적으로 중첩된다. 이것이 수행될 때, 금속의 신장된 몸체는 연속된 종방향 단면부로 재분할되고, 또한 각각의 종방향 단면부들은 후단조에 의해 후처리될 수 있다.

첨부된 도면에 부분적으로 도시된 실시예의 그룹에서, 저지 수단은 각각의 층들의 상대적으로 외주부 외측으로의 확장을 각각의 공동의 제1 및 제2 단면 영역에 한정하도록 공동의 축 둘레에 배열된다. 저지 수단은 전자석 수단 또는 에어 나이프의 세트 또는 다른 어떤 저지 수단일 수 있다. 그러나, 도면에 도시된 것처럼 몇몇의 실시예에서, 저지 수단은 각각의 층들이 공동의 제2 단면 내에서 공동의 외주부 외측으로 점진적으로 더 큰 공동의 제2 단면 영역을 취하도록 하면서, 층들의 상대적으로 외주부 외측으로의 확장을 공동의 제1 단면 영역에 한정하도록 공동의 축 둘레에 주연 배치된 일련의 환형 표면을 형성한다. 특정 실시예에서, 개별 환형 표면은 서로에 대해 연속적으로 축방향으로 배열되지만 공동의 각각의 제1 및 제2 단면 내에서 서로로부터 상대적으로 외주부 외측으로 엇갈리게 배치되고, 각각의 층들이 공동의 제2 단면들 내에서 외주부 외측으로 점진적으로 더 큰 공동의 제2 단면 영역을 취하도록 공동의 축에 대해 상대적으로 외주부 외측으로 경사진 각도로 배치된다. 하나의 특정 실시예의 세트에서는, 환형 표면들이 환형 스커트를 형성하도록 공동의 축방향으로 상호 연결된다. 도시된 바와 같이, 스커트는 공동의 제1 단면과 방출 단부 개구 사이에서처럼 내측 외주부에서 공동의 벽 또는 다른 외주부 한정 수단 상에 형성될 수 있다.

벽의 일부가 그래파이트 주조 링으로 형성되고, 스커트는 보통 그의 내측 외주부 둘레에서 링 상에 형성된다.

스커트는 내측 외주부 둘레에 직선형 플레어(flare)를 가질 수 있거나, 또는 내측 외주부 둘레에 곡선형 플레어를 가질 수 있다.

공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상에 자유롭게 형성된 주연 외형부를 제한하는 방법으로서 사용되는 것 이외에, 본 발명은 주연 외형부에 필요한 임의의 형상 및 외형에 의해 한정되는 단면 내에 필요한 임의의 크기를 발생시키는 방법으로서도 사용될 수 있다. 또한, 필요한 형상 및/또는 크기는 공동의 축이 임의의 필요한 방식으로 수직선에 대해 배치될 때 발생될 수 있다. 예를 들어, 공동의 축은 수직선을 따라 배치될 수 있고, 공동의 제1 단면은 원형의 주연 외형부로 한정될 수 있고, 본 발명은 공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상에 비원형의 주연 외형부를 한정하도록 사용될 수 있다. 또는, 공동의 축은 수직선에 대해 각을 이루어 배치될 수 있고, 공동의 제1 단면은 원형의 주연 외형부로 한정될 수 있고, 본 발명은 공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상의 원형의 주연 외형부를 한정하도록 이용될 수 있다. 또는, 공동의 축은 수직선을 따라서 또는 수직선에 대해 각을 이루어 배치될 수 있고, 공동의 제1 단면 영역은 비원형의 주연 외형부로 한정될 수 있고, 비원형의 주연 외형부는 공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상에 한정될 수 있다. 한편, 필요하다면 공동의 제1 단면 영역은 제1 주조 작업에서 제1 크기로 한정될 수 있고, 그 다음 동일한 공동 내에서의 제2 주조 작업에서 제2의 다른 크기로 한정될 수 있어서, 제1 주조 작업에서 제2 주조 작업까지 공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상에 한정된 단면 영역의 크기를 변화시킨다.

본 발명의 현재 양호한 많은 실시예에서, 공동의 축은 수직선에 대해 배치되고, 공동의 제1 단면의 주연 외형부가 한정되고, 공동의 제2 단면 내의 주연부 둘레에 배열된 층들의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내에서 발생된 상대적인 열수축력으로 구성된 그룹 내의 적어도 하나의 제어 변수와, 층들의 각각의 부분 환형 부분들이 공동의 제2 단면 영역을 취하도록 일련의 공동의 제2 단면 내로 공동의 제2 단면 영역의 주연 외형부로부터 확장되도록 된 상대적인 각도는 공동의 하나의 제2 단면에서 금속의 몸체 상에 한정된 주연 외형부 내에 필요한 형상을 발생시키도록 변화된다. 또한, 필요한 형상을 발생시키는 데 있어서, 하나의 제어 변수는 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 제3 단면 내에서 공동을 가로질러 서로에 대해 상호 대향하는 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내의 각각의 확장력 및 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이의 변동량을 상쇄하도록 변화될 수 있다. 또는, 하나의 제어 변수는 전술한 공동의 제3 단면 내의 전술한 차이들 사이의 변동량을 생성하도록 변화될 수 있다.

주연부 둘레에 배열되어 공동의 상호 대향하는 측면들 상에 배치된 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내에서 발생된 열수축력은, 그 전체를 통해 공동의 하나의 제2 단면에서 층들의 각각의 상호 대향하는 부분 환형 부분들 사이에서 발생하는 열응력이 균형을 이루도록 균등화된다. 예를 들어 열수축력이 공동의 제2 단면 내의 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열을 추출함 으로써 발생되는 이러한 실시예에서, 공동의 상호 대향하는 측면들 상에 배치된 층들의 부분 환형 부분들 내에서 발생된 열수축력은 열이 층들의 각각의 상호 대향하는 부분 환형 부분들로부터 추출되는 속도(양)를 변화시킴으로써 균형을 이룬다. 열이 공동의 하나의 제2 단면의 대향 측면들에서 금속의 몸체 상으로 액체 냉각제를 방출시킴으로써 공동의 제1 단면으로부터 추출되는 경우, 층들의 상호 대향하는 부분 환형 부분들로부터의 열 추출의 속도는 주연부 둘레에 배열된 금속의 몸체의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 상으로 방출되는 냉각제의 양을 변화시킴으로써 변화된다.

전술한 각각의 제1 및 제2 주조 작업 사이에서 한정된 공동의 제1 단면 영역의 크기는 공동의 제1 단면 영역이 공동의 제1 단면 내에서 한정된 주연부 범위 또는 주연 외형부를 변경시킴으로써 변경될 수 있다.

저지 수단이 층들의 확장을 공동의 각각의 제1 및 제2 단면 영역에 한정하도록 공동의 축 둘레에 배열되면, 공동의 제1 단면 영역이 한정되는 주연 외형부의 주연부 범위는 저지 수단을 변화시킴으로써 그리고 공동의 제1 및 제2 단면을 서로에 대해 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 또한, 저지 수단 및 단면들은 저지 수단에 대해 단면들을 변화시키도록 시동 재료의 몸체 상에 중첩된 용융 금속의 양을 변화시킴으로써 또는 단면에 대해 저지 수단을 변화시키도록 공동의 축을 횡단하는 회전축에 대해 저지 수단을 회전시킴으로써 서로에 대해 변화될 수 있다.

공동의 제1 단면 영역이 한정되는 주연 외형부의 주연부 범위는 또한 저지 수단을 쌍들로 분할하여 저지 수단의 각각의 쌍들을 공동의 상호 대향하는 측면들의 쌍들 상에서 공동의 축 둘레에 배열하여 저지 수단의 각각의 쌍들을 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 또한, 저지 수단의 쌍들 중 하나가 단지 저지 수단의 쌍들을 서로에 대해 이동시키도록 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 왕복될 수 있거나, 또는 저지 수단의 쌍들 중 다른 하나가 저지 수단의 쌍들을 서로에 대해 이동시키도록 공동의 축을 횡단하는 회전축에 대해 회전될 수 있다.

외형부의 주연부 범위는 또한 저지 수단을 하나의 쌍으로 분할하여 저지 수단의 쌍을 서로에 대해 축방향으로 연속적으로 공동의 축에 대해 배열하여 예를 들어 저지 수단의 쌍을 공동의 축방향으로 서로에 대해 역전시켜서 저지 수단의 쌍을 공동의 축방향으로 서로에 대해 이동시킴으로써 변경될 수 있다.

본 발명의 현재 양호한 몇몇 실시예에서, 열수축력은 층들의 주연부 둘레에 배열된 층들의 모든 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내에서 발생된다.

이러한 특징들은, 본 발명의 현재 양호한 다수의 실시예가 시동 재료의 몸체로서 사용되기 위한 공동 내의 제1 적층 용융 금속과, 연속적이거나 반연속적인 주조 작업과, 공동의 축방향으로 상대적으로 공동의 외측으로 연장되는 금속의 신장된 몸체를 형성하기 위한 용융 시동 재료의 몸체 상의 용융 금속의 연속된 층들의 중첩과 관련해서 도시된 첨부된 도면을 참조해서 더 잘 이해될 것이다.

먼저 도1 내지 도8을 참조해서 대강 검토해 본다. 이들 도면 및 도면 부호는 나중에 더 상세하게 참조될 것이고, 지금은 본 발명의 방법 및 장치에 의해 주 조될 수 있는 매우 다양한 형상이 있다는 것을 알아야 한다. 이전에 지시했던 바와 같이, 필요한 어떠한 형상도 주조될 수 있다. 또한, 형상은 수평으로, 수직으로 또는 수평이 아니고 기울어져서 주조될 수 있다. 도1 내지 도5가 대표적이다. 그러나, 이들은 수직으로 배치된 금형 내에서 원통형 형상의 주조를 포함하고, 도1 및 도6은 수평 금형 내에서 원통형 형상의 주조를 포함하고, 도2 및 도7은 타원형 또는 다른 대칭형의 비원형 형상의 주조를 포함하고, 도3 및 도8은 도4에 도시된 V형상과 같은 선대칭의 비원형 형상의 주조와 도5에 도시된 것과 같은 완전히 비대칭인 비원형 형상의 주조를 포함한다.

수축 이전의 최종 형상이 도1 내지 도5에서 도면 부호 91로 도시되어 있다. 금속의 각각의 몸체가 도6, 도7 및 도8에 도시된 면 90-90의 아래 또는 좌측으로의 수축을 받기 때문에, 금속 몸체의 최종 형상은 도1 내지 도5에 도시된 것보다 약간 작은 단면 영역 및 주연 외형부가 된다. 그러나, 본 발명을 확실하게 도시하는 것을 가능하게 하기 위해, 도1 내지 도5는 몸체 내의 확장력이 몸체 내의 열수축력에 의해 균형을 이루었을 때, 즉 "고상점(solidus point)"이 각각의 내부에서 도달되었을 때 몸체에 의해 취해진 면적 및 외형을 도시한다. 이러한 지점은 도18의 면 90-90에서 일어나고, 따라서 도6 내지 도8에서 각각 면 90-90으로 도시된다. 나머지 도면 부호와 이들이 지시하는 부품은 설명이 계속되면서 더욱 상세한 의미를 갖게 된다.

도9 내지 도20을 참조하면, 필요한 형상들 각각은 내부의 개방 단부형 공동(4)과, 공동의 진입 단부의 개구(6)와, 공동의 방출 단부 개구(10) 둘레에 주연 배치된 일련의 액체 냉각제 방출 구멍(8)을 갖는 금형(2) 내에서 제작된다. 공동의 축(12)은 수직선을 따라서 또는 수평선처럼 수직선에 대해 각을 이루어 배치될 수 있다. 도17 및 도18에 도시된 단면이 전형적이지만, 공동의 주연부 둘레를 횡단하면서 금형의 특성이 설명되는 바와 같이 성질보다는 정도가 변화한다는 점에서만 전형적이다. 수직축선에 대해 각을 이루어 축(12)을 배치하는 것 또한 주조 기술에 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있듯이 변화를 발생시킨다. 그러나, 통상적으로, 도9 내지 도15와 도17에 도시된 수직 금형은 각각 환형 몸체(14)와, 금형 몸체의 상부 및 바닥부에 각각 부착되는 한 쌍의 상부판 및 하부판(16, 18)을 포함한다. 이러한 모든 구성 요소들은 금속으로 만들어지고, 금형의 공동 내에서 주조되는 금속의 몸체의 형상에 대응하는 평면의 형상을 갖는다. 또한, 금형 몸체(14) 내의 공동(4)은 금형 몸체 자체와 동일한 형상의 환형 래빗(20: rabbet)을 가지며 래빗의 견부(22)는 공동의 진입 단부 개구(6)의 상당히 아래로 오목하게 되어, 래빗은 래빗과 동일한 형상의 그래파이트 주조 링(24)을 수용할 수 있다. 주조 링 내의 개구는 상부에서 공동의 방출 단부 개구(10)보다 작은 단면적을 갖는다. 주조 링은 또한 바닥부 레벨에서 개구(10) 위로 걸치도록 바닥부에서 더 작은 단면적을 갖고, 주조 링의 상부 및 바닥부 레벨 사이에서 주조 링의 내측 외주부는 테이퍼진 스커트형 주조 표면(26)을 가지며 주조 표면의 테이퍼는 공동의 축(12)으로부터 하방으로 상대적으로 외주부 외측으로 유도된다. 테이퍼는 또한 도시된 실시예에서 직선이지만, 본원에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 곡선일 수 있다. 보통, 테이퍼는 공동의 축에 대해 대략 1 내지 12°의 경사를 갖지만 또한 본 발명의 여러 실시예에서 경사가 변화되고, 테이퍼는 또한 설명되는 바와 같이 공동의 주연부 둘레를 횡단해서 경사를 변화시킬 수 있다. 상부판(16)의 개구(6)는 금형 몸체(14) 및 주조 링(24)보다 작은 단면적을 가져서, 도시된 바와 같이 금형 몸체 및 링 상에 중첩되어 캡 스크루(28) 등에 의해 고정되었을 때 판(16)은 내측 외주부에서 공동에 약간 걸치는 가장자리(lip)을 갖는다. 바닥판(18) 내의 개구(30)는 가장 큰 단면적을 가지며, 실제로 공동의 방출 단부 개구(10)와 판(18)의 내측 외주부 사이에 금형 몸체의 바닥부 둘레에서 한 쌍의 모떼기된 표면(32, 34)을 형성하기에 충분하게 크다.

금형 몸체의 내부에서, 금형 몸체(14)는 둘레에 연장된 한 쌍의 환형 챔버(36)를 가지며, 미국 특허 제5,518,063호, 제5,685,359호 및 제5,582,230호의 소위 "가공된 배플" 및 "분할 젯" 기술을 이용하기 위해 금형 몸체의 내측 외주부의 바닥부 내의 액체 냉각제 방출 구멍(8)은 실제로 공동(4)의 축(12)에 대해 예각을 이루며 금형 몸체의 각각의 모떼기된 표면(32, 34) 내로 개방된 구멍들의 두 개의 시리즈(38, 40)를 포함한다. 구멍의 상부에서, 구멍들은 각각의 챔버(36)의 내측 외주부 둘레에 형성된 한 쌍의 주연부 홈(42)과 연통하지만, 챔버를 위한 출구 매니폴드를 형성할 수 있도록 한 쌍의 탄성체 링(44)에 의해 홈으로부터 밀봉되어 있다. 매니폴드는 구멍들의 각각의 세트(38, 40)를 통해 방출되기 전에 냉각제의 압력을 낮추기 위한 수단으로서도 사용되는 두 개의 주연방향으로 연장되는 일련의 오리피스(46)를 통해 챔버로부터 냉각제를 수용하도록 각각의 챔버(36)와 상호 연결되어 있다. 이와 관련하여, 미국 특허 제5,582,230호 및 제5,685,359호를 참조 하면, 개략적으로 도시된 방식으로 도17의 금속의 형상-유지 몸체(48)의 표면에서 더 경사가 급한 구멍의 세트(38)는 금속의 형상-유지 몸체(48)로부터 "튀어나오는" 스프레이를 발생시키고 스프레이는 구멍의 다른 세트(40)로부터의 방출에 의해 금속의 몸체 상으로 되돌아가도록 되어 있는, 구멍의 세트들의 서로에 대한 그리고 공동의 축에 대한 상대 경사가 더욱 상세하게 설명되어 있다.

금형(2)은 또한 몇몇의 탄성체 밀봉 링을 포함하는 다수의 추가적인 구성 요소를 가지며, 이들은 금형 몸체와 두 개의 판 사이에서 결합되어 있는 것으로 도시되어 있다. 또한, 주조 작업 중에 용융 금속의 층들 둘레에 (도시되지 않은) 오일로 둘러싸인 가스의 슬리브를 형성하도록 주조 링(24)의 표면(26)에서 오일 및 가스를 공동(4) 내로 방출시키기 위한 수단이 도면 부호 50으로 개략적으로 도시되어 있고, 미국 특허 제5,318,098호가 이를 위해 참조될 수 있다. 유사하게, 미국 특허 제5,318,098호는 도면 부호 52로 개략적으로 도시된 누설 검출 시스템의 세부에 대해서 참조될 수 있다.

도18에서, 도시된 고온 상부 금형(54)은 고온 상부(55)의 개구(52) 및 그래파이트 주조 링(56)의 상반부 모두가 도9 내지 도15와 도17에서 링(24)이 제공하는 것보다 더 큰 돌출 부분(58)을 제공하는 크기인 것을 제외하고는 동일하며, 미국 특허 제4,598,763호의 기술에 대해 필요한 가스 포켓이 더욱 명백하다.

주조 작업이 도17의 금형(2) 또는 도18의 금형(54)으로 수행될 때, 금형의 공동(4)의 형상을 갖는 왕복 시동기 블럭(60)은 축을 횡단해서 연장되며 도18에서 도면 부호 64로 지시된 공동의 단면에서 주조 링의 경사진 내측 외주부 표면(26 또는 62)과 결합할 때까지 금형의 방출 단부 개구(10 또는 10') 내로 삽입된다. 그 다음, 용융 금속은 도18의 고온 상부 내의 개구(65) 또는 도17의 공동 위의 (도시되지 않은) 홈통으로 공급되고, 용융 금속은 도18의 그래파이트 링 내의 상부 개구(66) 또는 도17의 상부판 내의 개구(6)에 의해 형성된 목부(throat) 내의 홈통으로부터 연장된 수직 홈통(68: downspout)를 통해 각각의 공동의 내부로 송출된다.

초기에, 시동기 블럭(10)은 공동의 방출 단부 개구(10 또는 10') 내에 정지되어 배치되고, 용융 금속은 블럭의 상부에서 시동 재료의 몸체(70)를 축적하여 형성하도록 된다. 시동 재료의 이러한 몸체는 보통 도18의 72에서 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 "제1" 단면에 축적된다. 그리고 이러한 축적 단계는 보통 주조 작업의 "버트(butt) 형성" 또는 "시작" 단계로 불린다. 소위 작업의 "실행" 단계인 제2 단계에 의해 계속되고, 이러한 이후의 단계에서 시동기 블럭(60)은 금형 아래의 (도시되지 않은) 피트(pit) 내로 하강되고, 공동으로의 용융 금속의 추가는 블럭 위에서 계속된다. 한편, 시동 재료의 몸체(70)는 축(12)을 횡단해서 연장되는 공동의 일련의 제2 단면(74)들을 통해 하방으로 시동기 블럭과 함께 왕복하고, 시동 재료의 몸체가 일련의 면들을 통해 왕복할 때 액체 냉각제는 블럭 상에서 형상을 취하려고 하는 금속의 몸체를 냉각시키도록 구멍의 세트(38, 40)로부터 금속의 몸체 상으로 방출된다. 또한, 가압 가스 및 오일은 도17 및 도18 각각에서 도면 부호 50으로 지시된 수단을 이용해서 그래파이트 링의 표면을 통해 공동 내로 방출된다.

도18에 가장 잘 도시된 바와 같이, 용융 금속 방출은 시동 재료의 몸체(70)의 상부 상에서, 그래파이트 링의 상부 개구 아래로 유도된 지점에서, 공동의 제1 단면(72)에 인접해서 계속해서 중첩되는 용융 금속의 층(76)들을 형성한다. 보통, 이러한 지점은 금형 공동의 중심이고, 이러한 경우에서는 대칭형 또는 비대칭형의 비원형이고, 보통 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 공동의 (도10 및 도24의) "열 배출 면(78)"과 일치한다. 용융 금속은 공동의 단면 형상에 따라 그리고 주조 작업에서 후속되는 용융 금속 공급 과정에 따라 공동 내의 두 개 이상의 지점에서 공동 내로 방출될 수도 있다. 그러나, 어떠한 경우에도, 층(76)들이 공동의 제1 단면(72)에 인접해서 시동 재료의 몸체(70) 상에 중첩될 때, 특히 설명되는 바와 같이 각각의 층이 층을 그의 경로로부터 공동의 축방향으로 또는 상대적으로 외주부 외측으로 편향시키는 장애물, 액체 또는 고체에 부딪혔을 때, 각각의 층은 동유체력을 받게된다.

연속된 층들은 실제로 용융 금속의 스트림을 형성하여 층들은 그들 상에 작용하는 동유체력을 가지며, 이러한 힘은 본원에서 공동의 제1 단면(72)에 인접해서 공동의 축(12)으로부터 상대적으로 외주부 외측으로 작용하는 (도20의) "확장력(S)"으로 설명된다. 즉, 확장력은 그러한 방향으로 용융 금속 재료를 확장시키는 경향이 있고, 다시 말해 용융 금속을 그래파이트 링의 표면(26 또는 62)과 접촉하도록 "구동시킨다." 확장력의 크기는 용융 금속의 각각의 층이 시동 재료의 몸체 상에서 또는 스트림 내의 이전의 층 상에 중첩되는 지점에서 용융 금속 스트림 내의 고유한 정수압력을 포함하는 많은 인자들의 함수이다. 다른 인자는 용융 금속의 온도, 용융 금속의 성분, 및 용융 금속이 공동 내로 송출되는 속도를 포함한다. 속도를 제어하기 위한 제어 수단은 도17에서 도면 부호 80으로 개략적으로 도시되어 있다. 이와 관련해서는 미국 특허 제5,709,260호를 참조하라. 확장력은 송출 지점으로부터 모든 각도 방향으로 균일하지 않을 수 있고, 당연히 이들은 수평 또는 다른 각도의 금형의 경우에 모든 방향에서 균등하지 않을 수 있다. 그러나, 설명되는 바와 같이, 본 발명은 이러한 인자를 고려해서 본 발명의 특정 실시예에서 이를 이용할 수도 있다.

용융 금속의 각각의 층(76)이 그래파이트 링의 표면(26 또는 62)에 접근할 때, 물리적인 점성력, 표면 장력, 및 모세관력을 포함하는 추가적인 힘이 작용한다. 이들은 결국 표면(26 또는 62) 및 공동의 제1 단면(72)에 대해 비스듬하게 경사진 습윤각을 층의 표면에 제공한다. 표면과 접촉 시에, 열 효과가 작용하고, 이러한 효과는 결국 용융 금속 내에서 (도20의) 항상 확대되는 열수축력("C")을 발생시키고, 즉 열수축력은 확장력을 상쇄하고 축의 외측으로보다는 상대적으로 외주부 내측으로 금속을 수축시키는 경향이 있다. 그러나, 수축력은 항상 확대되지만 상대적으로 늦게 작용하고, 적절한 송출 속도와, 층이 공동의 제1 단면(72) 내의 링의 표면(26 또는 62)과 접촉할 때 확장력이 층 내의 열수축력을 초과하는 금형 공동이 주어지면, 층이 공동의 제1 단면 내에서 표면의 (도18의) 환형링(83)에 의해 외접된 (도19의) 공동의 제1 단면 영역(82) 상에 이를 때 확장력 내에 잔류하는 상당한 "구동력"이 있게 된다. 층이 링의 표면과 접촉하게 될 때, 공동의 축에 대한 표면(26 또는 62)의 경사에 의해서 뿐만 아니라 전술한 물리력에 의해 설정된 비스듬하게 경사진 경로를 따르는 층의 자연적인 경사에 의해, 층이 공동의 일련의 제2 단면(74)들 내로 즉시 유도되는 것은 당연하다. 그러나, 표면(26 또는 62)이 종래 기술에서와 같이 공동의 제1 단면에 수직이면, 표면은 층의 그러한 경향에 반하게 되고, 자연적인 경사에 알맞게 되는 대신에 실패하게 되어, 층이 층에 대해 요구되는 직각 회전을 하게 하고 표면과의 밀접한 접촉을 유지하면서 축에 평행하게 가능한 한 표면을 따라 교반되게 하는 것 이외에는 다른 방법이 없다. 이러한 접촉은 결국 마찰에 이르고, 이러한 마찰은 모든 금형 설계자들의 실패의 원인이 되어, 금형 설계자들은 이를 극복하기 위한 방법 또는 층들 사이의 마찰 효과를 최소화하기 위해 표면으로부터 층들을 분리시키기 위한 방법을 찾게 되었다. 당연히, 마찰은 윤활제의 사용을 제안하게 되었고, 윤활제는 널리 사용되어 왔다. 그러나, 이미 지적한 바와 같이, 층들과 표면 사이에 집중 열 유동이 있고, 윤활제 자체는 집중 열이 윤활제를 분해시키는 경향이 있으며 그의 분해의 생성물이 층들과 표면 사이의 경계면에서 공기와 반응하여 경계면에서 (도시되지 않은) 입자형 "리퍼"로 되는 금속 산화물 등을 생성시킨다는 점에서 다른 종류의 문제점을 야기하고, 이러한 방식으로 생성된 생성물의 축방향 치수를 따라 소위 "지퍼"를 생성한다. 따라서, 윤활제는 마찰의 효과를 감소시켰지만, 아직 해결책이 개발되지 않은 다른 종류의 문제점을 발생시켰다.

도18 내지 도20을 참조하면, 공동의 제1 단면 영역(82)의 (도19의) 주연부(84)에서, 각각의 층은 단지 공동의 일련의 제2 단면(74)들 내로 거꾸로 유도되지만, 또한 대응하는 공동의 제2 단면(74) 내에서 외주부 외측으로의 점진적인 더 큰 단면 치수를 갖는 공동의 제2 단면 영역(85) 상에 도달하도록 된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 층은 그러한 단면 내에서 제어되지 않고 "유출"될 정도로 자유롭지 않지만, 대신에 공동의 각각의 제2 단면(74) 내의 링의 표면(26 또는 62)의 환형링(86)에 의해 제공된 저지 수단의 제어 하에 항상 있게 된다. 환형링(86)은 층의 연속적인 상대적으로 외주부 외측으로의 확장을 제한하고 단면(74)들 내의 층에 의해 도달된 공동의 제2 단면(85)의 주연 외형부(88)를 한정하도록 작동한다. 그러나, 그의 축(12)에 대해 상대적으로 외주부 외측으로 경사진 각도 및 그의 서로에 대해 상대적으로 외주부 외측으로 엇갈리게 배치된 관계 때문에, 환형링은 지시된 바와 같이 층이 대응하는 각각의 공동의 제2 단면 내에서 점진적으로 상대적으로 외주부 외측으로의 더 큰 단면 치수를 취할 수 있도록 "후퇴되거나" 또는 수동적이다. 한편, 층 내에서 발생하는 (도20의) 열수축력("C")은 층 내에 잔류하는 확장력을 상쇄하기 시작하여 결국 확장력과 상호 균형을 이루며, 이렇게 되었을 때 도20의 방정식 내의 후퇴 저지 효과("R")가 말하자면 방정식으로부터 제거된다. 즉, 저지는 더 이상 필요하지 않다. "고화"가 일어나고, 금속의 형상-유지 몸체(48)는 공동의 축을 횡단하여 계속해서 어느 정도의 수축을 받지만 실제로 자신의 형상을 유지할 수 있는 몸체가 되고, 이는 도18에서 균형 효과가 일어난, 즉 "고화"가 발생한 공동의 "하나의" 제2 단면(90) 아래에서 볼 수 있다.

도19와 관련해서 다시 도1 내지 도8을 참조하면, 각각의 형상의 경우에 "고화"는 형상의 외부 주연 외형부(91)에 의해 나타나고, 상대적으로 내부의 외형부(84)는 공동의 제1 단면(72) 내의 환형링(83)에 의해 각각의 층에 주어진 공동의 제1 단면(82)의 외형부이다. 외형부의 각각의 쌍들 사이의 "경계부"는 단면(90)에서 "고화"가 일어나기 전에 각각의 층에 의해 도달된 점진적으로 더 큰 공동의 제2 단면 영역(85)이다.

각각의 링의 표면(26 또는 62)은 주연부 둘레에 배열된 (표면을 도시하는 도19의 대각선들 사이의) 각방향으로 연속된 부분 환형 부분(92)을 갖고, 표면의 주연 외형부가 원형이면, 테이퍼의 각도는 표면의 주연부 전체에 대해 동일하고, 공동의 축(12)은 수직선을 따라 배치되고, 열은 주연부 둘레의 층들의 (도10 및 도19의) 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분(94)들로부터 균일하게 추출되어 금속의 몸체가 유사하게 단면(90) 내의 단면 영역 둘레에서 원형 외형을 취하게 된다. 즉, 수직 강편 주조 금형이 이용된다면, 표면(26 또는 62)은 이러한 특성을 제공받고 구멍(38, 40)들의 "분할 젯" 시스템을 포함한 열 추출 수단(8)은 주연부 둘레에서 균일한 속도로 강편의 각각의 부분(94)들로부터 열을 추출하도록 작동하고, 실제로 환형링(83)은 원형의 주연 외형부(84)를 공동의 제1 단면 영역(82) 상에 제한하고, 환형링(86)은 유사한 주연 외형부(88)를 각각의 공동의 제2 단면 영역(85) 상에 제한하고, 모든 열응력이 공동의 상호 대향하는 측면들 상의 몸체의 부분(94)들 사이에서 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 (도9 및 도19의 표면(26 또는 62)을 도시하는 대각선의) 제3 단면(95) 내에서 몸체의 가로방향으로 몸체 내에서 발생하므로 금속의 몸체는 원통형으로 팽창할 것이다. 그러나, 비원형의 주연 외형부가 단면(90)에서 금속의 몸체에 대해 선택되거나 금형의 축이 수직선에 대해 각방향으로 배치되거나 열이 불균일한 속도로 부분(94)들로부터 추출되면, 본 발명의 다수의 특징에 대해 다양한 제어가 도입되어야 한다.

첫째, 공동의 제3 단면(95) 내의 열응력의 균형을 유지하기 위한 몇몇 방법이 제공되어야 한다. 둘째, 용융 금속의 층(76)들은 단면(90) 내의 금속의 몸체를 위한 단면 영역 및 주연 외형부에 적합한 단면 영역(85) 및 주연 외형부(88)에서 일련의 공동의 제2 단면(74)들을 통해 이동되어야 한다. 이는 이러한 목적에 적합한 단면 영역(82) 및 주연 외형부(84)가 공동의 제1 단면(72)에 대해 선택되어야 한다는 것을 의미한다. 이는 또한 외형부가 단면이 더 커지게 되는 금속의 몸체의 영역을 통해 단면(90)에서 재생성된다면, 공동의 상호 대향하는 측면들 상에서 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분(94)들 내의 확장력("S")과 열수축력("C") 사이에 존재하는 차이의 변동량을 고려하는 방법이 제공되어야 한다는 것을 의미한다.

본 발명자는 변수들 사이의 변동량을 생성하는 방법을 포함해서 이러한 변수들 각각을 제어하는 방법을 개발하여, 공동의 제1 단면 영역 및/또는 원형과 같은 주연 외형부의 기정 사실로부터 타원형과 같은 유사하지만 다른 영역 및 외형의 형상이 형성될 수 있다. 본 발명자는 또한 단면(90) 내의 금속의 몸체의 단면 영역의 크기를 제어하기 위한 방법을 개발하였다. 이제, 본 발명자는 이러한 제어 기구들 각각을 설명한다.

열응력의 균형을 유지하는 것에 관해, 먼저 도10을 참조하고 도9 내지 도15 중 나머지 부분도 참조해야 한다. 도10에 도시된 비대칭의 비원형 단면과 같은 임의의 비원형 단면 내의 열응력을 제어하기 위해, 본 발명자는 먼저 단면의 주연 외형부(84)로부터 열배출면(78) 내로 수직면(96)들을 대체로 일정한 간격으로 연장시 킴으로써 금속의 몸체의 각각의 각방향으로 연속된 환형 부분(94)들을 구획한다. 그 다음, 금형 자체를 제조하는 데 있어서, 본 발명자는 외형부의 상호 대향하는 측면들 상의 부분으로부터 열을 추출하는 양이 금속의 수축으로부터 발생하는 열응력을 몸체의 좌우로(옆으로) 균형을 잡을 수 있도록 각각의 부분(94)들 상으로 액체 냉각제의 가변적인 양을 방출시킨다. 또는 다른 방법으로는, 본 발명자는 몸체의 각각의 상호 대향하는 부분들 내의 열수축력을 균등화하도록 된 양으로 냉각제를 금속의 몸체 둘레로 방출시킨다.

(도24의) "열배출면"은 금속의 몸체의 연속적인 수렴 등온선에 의해 형성된 홈통형 모델(98) 내의 최대 온도 수렴선과 일치하는 수직면이다. 다른 방법으로는, 도24에 도시된 것처럼 열배출면은 모델의 바닥부에서 공동의 단면(100)과 일치하는 수직면이고, 이론상으로는 열이 금속의 몸체로부터 금속의 몸체의 외형부로 방출되는 대향 측면들에 대한 면이다.

부분(94)들 상으로 방출되는 냉각제의 양을 변화시키기 위해, 본 발명자는 구멍들의 각각의 세트 내의 개별 구멍(38, 40)의 구멍 크기를 서로에 대해 변화시킨다. 도13 및 도15의 구멍 크기를 도9에 도시된 공동의 상호 대향하는 볼록/오목 만곡부(102, 104)들에 인접해서 배치된 구멍(38, 40)에 대해 비교한다. 이러한 만곡부에서, 이러한 수단이 없다면 심각한 응력이 예상될 수 있다. 그러나, 다른 방법이 공동의 주연부 상의 임의의 하나의 지점에서 구멍의 개수를 변화시킴으로써 또는 온도를 지점마다 변화시킴으로써 또는 동일한 효과를 갖는 다른 수단에 의해 열 추출의 속도를 제어할 수 있다.

양호하게는, 본 발명자는 또한 모델(98)의 바닥부에서의 공동의 면(100)과 모델의 림(106)에서의 면 사이에, 양호하게는 모델의 홈통 내의 머시(mush: 108) 둘레에 형성된 부분 응고 금속의 "캡(107)" 상으로처럼 림의 면에 가능한 한 가깝게, 동일한 효과를 미치도록 (도24의) 금속의 형상-유지 몸체(48) 상으로 방출시킬 수 있다.

주조 속도에 따라, 이는 도21의 단면도에서 알 수 있듯이, 냉각제를 그래파이트 링을 통해서 공동 내로 방출시킬 수도 있다. 이러한 경우, 금형(109)은 그래파이트 링(114)을 포착하도록 각각 협동해서 연결된 한 쌍의 상부판 및 바닥판(110, 112)을 포함한다. 링(114)은 금형의 주조 표면(116)을 형성하도록 뿐만 아니라 외측 외주부 둘레에 배열된 환형의 냉각제 챔버(118)의 내측 외주부를 형성하도록 작동가능하다. 링은 외측 외주부 둘레에 한 쌍의 주연부 홈(120)을 가지며, 홈은 외측 외주부에서 탄성체 밀봉 링(126)으로 적절하게 폐쇄된 주연부 홈(124)의 추가적인 쌍 내로 방출하는 일련의 오리피스(122)를 위해 적절한 환형링을 제공하도록 상부 및 바닥부에서 모떼기되어 있다. 홈(124)은 결국 미국 특허 제5,582,230호 및 미국 특허 제5,685,359호의 방식에서처럼 구멍 내로 방출하도록 공동의 축 둘레에 배열된 구멍(128)의 두 개의 세트 내로 방출한다. 구멍(128)은 보통 니스칠이 되어 있거나 아니면 그의 통로 내에 냉각제를 포함하도록 코팅되어 있고, 밀봉 링은 공동으로부터 챔버를 밀봉하기 위해 각각의 판들과 그래파이트 링 사이에 사용된다.

비원형 영역 및 외형부(91)를 갖는 제품을 주조하는 데 필요한 영역(82)과 외형(84)과 "경계부(85)"를 유도하기 위해, 도9 및 도10을 참조해서 잘 설명될 수 있는 방법이 이용된다. 각각은 비원형의 주연 외형부와 축(12)으로부터 외주부 외측으로 연장되는 곡선 및/또는 직선 "아암(129)"을 평가하는 기회를 제공한다. 아암(129)은 또한 곡선 및/또는 직선인 외형과, 볼록/오목인 대향하는 외형을 갖는다. 따라서, 공동의 제3 단면(95) 내에서 공동을 횡단하도록 선택한다면, 공동의 대향 측면들 상의 외형부들이 그러한 측면들 상의 층들의 상호 대향하는 각방향으로 연속된 부분 환형 부분(94)들 내에 존재하는 차이들 사이의 변동량을 발생시키는 경향이 있다는 것을 발견할 것이다. 예를 들어, 도9의 만곡부(102, 104)에 대향해서 배치된 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들은 "V"형의 주물 내에서 현저하게 상이한 확장력을 겪게 될 것이다. 주조 작업의 동적 상태 하에서 "V"형의 두 개의 아암(129)이 서로를 향해 회전되어 결과적으로 만곡부(102) 내의 금속을 압축하거나 "밀어넣게" 되는 경향이 있기 때문에, 상대적으로 오목한 만곡부(102)에서, 부분(94)들 내의 용융 금속은 압축, "압착" 및 "주름잡힘" 등을 받는 경향이 있다. 한편으로, 상대적으로 볼록한 만곡부(104)에서, 아암의 회전은 대향 부분들 내의 금속을 이완시키거나 개방하게 되어, 각각의 부분들 내의 확장력과 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이에 큰 변동량이 발생한다. 동일한 효과가 도10에 적용되지만, 결국 추가부(130)를 갖는 아암(129)의 존재에 의해 정도가 더 심해진다. 시작 이후에, 아암(129')은 예를 들어 아암(129")이 반시계방향으로 회전하는 동안 도10의 시계방향으로 회전한다. 한편, 아암(129') 상의 추가부(130')와 아암(129") 상의 추가부(130") 또한 반대 방향으로 회전하는 경향이 있다. 각각의 동적 상태는 그 사이로 연장되는 볼록/오목 만곡부(132 또는 134) 내의 금속의 유체 특성에 영향을 주고, 한편으로는 각각의 아암들 또는 추가부의 선단 상의 지점과 같은, 각각의 아암들 또는 추가부의 회전으로부터 실제로 거의 영향을 받지 않는 도면의 외형부 상의 지점들이 있다.

다양한 변동량을 완화시키고 각각의 아암(129)이 그의 길이방향에서 겪는 수축을 고려하기 위해, 부분(94)들에 대향해서 배치된 주조 링의 표면(26 또는 62)의 (도19의) 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분(92)의 테이퍼는, 층들의 각각의 부분(94)들 내의 확장력이 대향해서 배치된 공동의 제2 단면 영역(85)의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내에서 소모되는 균등한 기회를 갖는 범위까지 도20의 방정식의 "R" 인자를 변화시키기 위해 변화된다. 예를 들어, 도9의 오목한 만곡부(104)는 더 높은 확장력을 고려하도록 "경계부(85)"의 넓은 부분 환형 세그멘트를 가지며, 그에 대향하는 볼록한 만곡부(102)는 대향하는 층들의 부분들에 의해 겪는 상대적으로 낮은 확장력 때문에 "경계부"의 상당히 더 좁은 세그멘트를 갖는다. 도10의 외형부는 보통 각각의 아암 또는 추가부가 주조 작업 중에 겪게 되는 수축 및/또는 회전을 해결하는 다단계 방법에서 유사한 고려를 하고, 더 높은 효과의 필요성을 만족시키는 테이퍼를 선택하는데 있어서는 비슷한 효과들 사이에서 추정한다. 예를 들어, 두 개의 비슷한 효과 중 하나가 5°의 테이퍼를, 다른 하나는 7°의 테이퍼를 필요로 한다면, 7°의 테이퍼가 두 개의 효과 모두를 수용하도록 선택될 것이다. 결과는 도4 및 도5의 "경계부(85)"에서 개략적으로 도시되어 있고, 그들의 면밀한 조사가 이용된 방법을 이해하는데 있어서 추천된다.

당연히, 그것은 방법에서 필요한, 각각의 경우에 단면 영역 및 외형부(91)이다. 따라서, 방법은 실제로 결국 단면 외형부(84) 및 금형의 진입 단부 내의 개구에 대해 필요한 단면 영역(82)을 결정하는 "경계부"를 먼저 유도하기 위해, 역방향으로 수행된다.

제어 기구로서 다양한 테이퍼를 이용해서, 공동의 제1 단면 영역 둘레에 원통형 주연 외형부를 갖는 공동으로부터 수평 금형 내에서 원통형 빌릿을 주조하는 것 또한 가능하다. 도2, 도7 및 도16을 참조하면, 공동(136)은 공동의 제1 단면 영역(82)의 외형부(84)와 단면(90) 내의 금속의 몸체 상에 한정된 주연 외형부(91) 사이에서 바닥부 내의 상당한 크기의 경계부(85)를 가져야 한다. 이는 이러한 효과만을 위해 금형(142)의 상부(138) 및 바닥부(140)의 주조 표면의 각도들 사이에 필요한 크기 차이를 도시하는 도16에서 개략적으로 도시되어 있다.

그러나, 원형 외형부를 타원형 또는 편구(偏球)형 외형부로 변환시키는 것과 같이, 보통의 주연 외형부를 다른 외형부로 변환시킴으로써 공동의 상호 대향하는 측면들 상의 차이 사이에 변동량을 생성함으로써 유익한 경우도 있다. 도25에서, 종래의 축 배치 제어 수단(144)이 수직선에 대해 일정 각을 이루도록 공동의 축을 기울이도록 사용되어, 변동량은 공동의 제1 단면 영역(82) 둘레의 원형 외형부(84)를 공동의 제2 단면 영역(85)에 대해, 그리고 "고화"가 일어나는 공동의 하나의 제2 단면(90) 내의 금속의 몸체의 단면의 주연 외형부에 대해 대칭인 비원형 외형부로 변환시킨다. 도26에서, 이러한 변동량은 상호 대향하는 측면들 상의 금속의 몸체의 각도를 이루어 연속된 부분 환형 부분(94)들로부터 열이 추출되는 속도를 변화시킴으로써 생성된다. 구멍(146, 148)의 크기의 변화를 볼 수 있다. 도27에서, 그래파이트 링의 표면(150)은 이러한 변동량을 생성하기 위해 공동의 상호 대향하는 측면들 상에서 공동의 축에 대해 상이한 기울기를 제공받았다. 각각의 경우에서, 효과는 도25 내지 도27의 바닥부에 개략적으로 도시된 것과 같이, 금속의 몸체의 단면에 대해 타원형 또는 편구형 주연 외형부를 생성하게 된다.

링의 표면은 직선형이기보다는 곡선형 플레어 또는 테이퍼로 주어질 수 있다. 도22에서, 링의 표면(152)은 곡선일 뿐만 아니라, "고화"가 일어나 이후에 발생하는 "재유출"을 포착할 목적으로 일련의 공동의 제2 단면(74)들 및 특히 단면(90) 아래에서 축과의 평행선을 향해 약간 오목하게 만곡되어 있다. 이상적으로는, 각각의 경우에, 주조 표면은 금속의 모든 이동을 따르지만, 금속의 직전에서는 금속의 외주부 외측으로의 점진적인 전개를 제어한다.

전술한 것처럼, "고화"가 일어나는 공동의 하나의 제2 단면(90) 내의 금속의 몸체의 단면 영역의 크기를 제어하기 위한 수단 또한 개발되었다. 먼저 도28을 참조하면, 필요하다면 이는 공동의 축방향으로 링의 표면에 대해 공동의 제1 및 제2 단면을 이동시키기 위해 주조 작업의 속도를 변경시킴으로써 매우 간단하게 달성된다는 것을 알아야 한다. 즉, 공동의 제1 및 제2 단면을 표면의 더 넓은 띠(156)로 이동시킴으로써 더 넓은 주연 외형부가 금속의 몸체의 단면 영역 상에 한정되고, 반대로 단면을 표면의 더 좁은 띠로 이동시킴으로써 더 작은 주연 외형부가 영역 상에 한정된다.

또는, 띠(156) 자체는 동일한 효과를 얻기 위해 그리고 압연 잉곳에 대해 요구되는 평평한 외형부와 같은 금속의 몸체의 대향 측면들 상에 필요한 주연 외형부를 한정하기 위해, 공동의 제1 및 제2 단면에 대해 이동될 수 있다. 도29 내지 도38에서, 이를 실행하는 방법이 압연 잉곳을 주조하기 위한 조정가능한 금형과 관련해서 도시되어 있다. 금형(158)은 프레임 내에서 함께 사각형 주조 링(166)을 형성하는 두 세트의 부분 환형 주조 부재(162, 164)를 지지하도록 된 프레임(160)을 포함한다. 부재들의 세트는 세트 중 하나(162)가 링(166)에 의해 형성된 통상 사각형인 공동의 길이를 변화시키기 위해 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 왕복될 수 있다. 부재들의 다른 세트(164)는 도30의 부재(164') 또는 도31 내지 도36의 부재(164")에 의해 도시되어 있다. 먼저 도30을 참조하면, 부재(164')는 신장되고 상부가 평평하고 168에서 프레임 내에 회전가능하게 장착되는 것을 알 수 있다. 부재는 또한 내부면(170)에서 오목하게 되어, 각각의 단부(172)들로부터 부재의 중심 부분(171)의 방향으로 회전축(168)의 가로방향으로 단면이 점진적으로 감소된다. AA에서 GG까지, 부재의 각각의 단면을 보면 알 수 있다. 또한, 부재의 내부면(170)은 각방향으로 연속된 간격으로 연귀 이음되고, 면의 각각의 연귀 이음된 표면(174)은 부재의 상부로부터 부재의 바닥부의 방향으로 받침점(168)의 점진적으로 작아지는 반경으로 테이퍼진다. 이렇게 해서, 연귀 이음 효과 및 감소된 단면 효과는 부재의 내부면을 따라 연장되며, 평평한 압연 잉곳을 주조하기 위해 필요한 특징인 볼록한 주연 외형부(176)를 면에 제공하도록 면의 내측으로 상대적으로 오목하게 만곡되거나 각을 이루는, 일련의 각방향으로 연속된 랜드면(land: 174)을 생성한다. 외형부는 면의 외형에 대해 랜드면에서 랜드면까지 외주부 외측 방향으로 점진적으로 더 커지지만, 부재(164')가 반시계방향으로 회전될 때 면은 대응하지만 외주부 외측으로 점진적으로 더 커지는 단면 영역을 형성한다. 도37에 개략적으로 도시된 외형부를 참조하면, 외형부는 한쪽 측면에서 중심 평편부(178) 및 테이퍼진 중간 부분(180)을 가지며, 이들은 결국 부재의 단부(172)에서 추가적인 평편부로 이어진다. (도29의) 링(166)의 단부(162)가 공동의 단면 영역의 길이를 조정하도록 서로에 대해 왕복될 때, 측면 부재(164')는 복합 종방향 및 가로방향 테이퍼가 측면 대 측면으로 공동의 주연 외형부를 유지하는 동시에 부재들의 평편부(178)들 사이의 단면 치수를 유지해서 잉곳의 측면(182)의 평편도가 결국 유지되는 부재 상에 한 쌍의 랜드면(174)이 위치될 때까지 서로 일치하여 회전된다.

도31 내지 도36에서, 링의 종방향 측면(164")은 고정되어 있지만 또한 도32에 도시된 것처럼 종방향으로 볼록하게 만곡되어 있고 내부면(186)에 대해 각방향으로 연속된 간격(184)으로 가변적으로 테이퍼져 있고, 부재의 종방향으로 단면으로부터 단면까지 변화하는 테이퍼로 도30의 부재(164') 상의 면(170)과 유사한 복합 형상을 제공하도록 서로에 대해 링의 단부(162)를 왕복시킴으로써 길이가 조정될 때 공동의 중간 부분(184)의 볼록한 외형(178)을 유지한다. 그러나 이러한 경우에, 측면 부재(164")들이 고정되어 있기 때문에, 공동의 제1 및 제2 단면은 도33에서 도면 부호 48로 개략적으로 도시된 것처럼 상대적인 조정을 달성하기 위해 주조 작업의 속도의 조정을 통해 상승되거나 하강될 수 있다.

금형의 단부(162)는 186에서 기계적으로 또는 유압에 의해 구동되지만, 공동 의 길이가 구동 수단(186)에 의해 조정될 때 공동의 중간 부분(184)에서 공동의 단면 치수를 유지하기 위해 회전자(164')의 회전 또는 부재(164")들 사이의 금속의 형상-유지 몸체(48)의 레벨을 조정하는 전자 제어기(PLC: 188)를 통해 구동될 수도 있다.

금형의 축방향으로 대향된 측면들 상에 대향되어 배치된 테이퍼진 부분(192)을 갖는 (도23의) 주조 링(190)으로 금속의 몸체의 단면 영역의 단면 외형부 및/또는 단면 치수를 변화시키는 것도 가능하다. 각각의 부분의 표면 상에 상이한 테이퍼를 제공하면, 공동의 주연 외형부 및/또는 단면 치수는 링을 역전시킴으로써 간단하게 변경될 수 잇다. 그러나, 도시된 링(190)은 각각의 부분(192)의 표면 상에 동일한 테이퍼를 가지며, 하나의 주조 표면을 다른 주조 표면으로 교환하는 신속한 방법으로서만, 즉 제1 표면이 마모되거나 다른 이유로 제거되어야할 필요가 있을 때만 사용된다.

링(190)은 미국 특허 제5,323,841호에 개시된 유형의 금형과 관련해서 도시되어 있고, 설명된 것처럼 제거되고 역전되고 재이용될 수 있도록 래빗(194) 상에 장착되어 고정된다. 점선으로 도시된 다른 특징부는 미국 특허 제5,323,841호에서 찾아볼 수 있다.

본 발명은 또한 잉곳의 주조 시에 용융 금속이 금형의 코너부를 채우는 것을 보장한다. 금형의 다른 부분처럼, 코너부는 타원형으로 라운딩되거나 그렇지 않으면 가장 효과적으로 확장력이 금속을 코너부 내로 이동시키는 것이 가능하도록 형성된다. 그러나, 본 발명은 라운딩된 코너부의 형상에 제한되지 않는다. 공동의 제2 단면 영역의 적합한 형상이 주어지면, 라운딩되거나 라운딩되지 않은 몸체 내에 각이 주조될 수 있다.

주조 제품(196)은 도39에 도시된 것처럼 다수의 종방향 단면부(198)들로 재분할되기에 충분하게 신장될 수 있고, 도9 내지 도15 및 도17의 것과 유사한 공동 내에서 성형된 V형 단면부(196)가 재분할된 것으로 도시되어 있다. 또한, 필요하다면, 각각의 단면부는 경단조 또는 자동차 캐리지 또는 프레임의 구성 요소와 같은 마무리된 제품으로서 더 적합하도록 소성 상태에서의 다른 후처리와 같은 방식으로 후처리될 수 있다.

용융 시동 재료이외의 것이 이용되면, 시동 재료(70)의 몸체는 용융 금속의 축적된 층을 위한 "이동 바닥" 또는 "격벽"으로 기능하도록 조성되어야 한다.

도39 내지 도42는 본 수단 및 기술이 제품을 주조하는 데 사용되었을 때 주조 표면과 용융 금속 층들 사이의 경계면의 온도의 현저한 감소를 보여주기 위해 포함되었다. 이들 도면은 또한 온도 감소가 금형의 주연방향으로 경계면 둘레의 특정 지점에서 이용된 테이퍼의 각도의 기능이라는 것을 보여준다. 실제로, 지점에서 지점까지의 테이퍼의 가장 양호한 각도는 종종 금형의 주연부 둘레에서 연속된 열전쌍을 판독함으로써 결정된다.

확장력과 비슷하게, 열수축력은 주조되는 금속을 포함하는 많은 인자들의 함수이다.

도1 내지 도5는 "고화"가 일어나는 단면에서 금속의 몸체 상에 제공될 수 있는 다수의 단면 영역 및 주연 외형부를 도시하고, 또한 본 발명의 방법 및 장치가 금속의 몸체 상에 각각의 영역 및 외형을 제공하는데 완전하게 성공적이라면, "제1" 단면 영역 및 공동의 제1 단면 영역의 주연 외형부과 "고화"의 면 사이에 필요한 공동의 제2 단면 영역의 "경계부"를 도시한다.

도6 내지 도8은 도1 내지 도3의 각각의 실시예를 주조하는 데 사용될 수 있는 금형의 개략적인 도면이고, 또한 도1 내지 도3의 실시예들이 취해진 면을 개략적으로 도시한다.

도9는 도4에 도시된 것과 같은 금속의 V형 몸체를 주조하기 위한 상부 개방형 수직 금형의 저면도이고, 또한 금형의 공동 내의 공동의 제1 단면 영역의 주연 외형부를 도시한다.

도10은 도5에 도시된 통상 L형인 금속의 구불구불한 비대칭의 비원형 몸체를 주조하기 위한 상부 개방형 수직 금형의 저면도이지만, 금형 공동 내에서 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 단면들 내의 금속의 상호 대향하는 부분들 사이에서 발생하는 열응력이 균형을 이루도록 금속의 몸체의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열이 추출되는 속도를 변화시키는데 사용되는 수단을 위한 이론적인 기초를 도시한다.

도11은 도9의 선 11-11을 따른 등각 단면도이다.

도12는 도11에 도시된 등각 단면도의 중심 부분을 도시하는, 상대적으로 확 대되고 더 가파른 각을 이루는 부분 개략적인 등각 단면도이다.

도13은 도9, 도11 및 도12의 상대적으로 오목한 만곡부를 차지하는 금속의 몸체의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열을 추출하는 데 사용되는 냉각제 방출 구멍의 두 개의 시리즈를 도시하는, 도17의 선 13,15-13,15를 따른 단면도이고, 특히 이와 관련해서 이하의 도15에 도시되는 구멍들의 두 개의 시리즈와 비교된다.

도14는 도9의 선 14-14를 따른 등각의 부분 개략적인 단면도이며, 도12와 유사하게 도11의 등각 단면도보다 더 확대되고 가파르게 경사져 있다.

도15는 도14의 상대적으로 오목한 만곡부 내에서 열 추출을 위해 사용되는 냉각제 방출 구멍의 두 개의 시리즈를 도시하는, 도17의 선13,15-13,15를 따른 다른 단면도이고, 이와 관련해서 전술한 것처럼 도13의 오목한 만곡부에서 도시된 두 개의 시리즈와 비교된다.

도16은 도2 및 도7을 지지하는 다른 개략도이다.

도17은 주조 작업이 금형 내에서 수행될 때의 도9 및 도10에 도시된 금형들 중 하나의 축방향 단면도이다.

도18은 이용되는 도9 내지 도15와 도17에 도시된 금형의 상부 고온 형태이고, 모든 금형에 이용되는 특정 원리의 개략적인 도시를 수반한다.

도19는 본 발명의 원리의 개략도이지만, 각각의 금형의 주조 표면을 도시하는 각방향으로 연속된 대각선의 세트를 이용하여 특정 영역 및 외형이 도면 내에서 그 아래에 도시될 수 있다.

도20은 특정 원리의 산술적인 도면이다.

도21은 도17 및 도18과 유사한 도면이지만, 금형의 공동 내로 직접 방출되는 냉각제를 제공하는 금형의 변경된 형상을 도시한다.

도22는 도17과 유사한 단순화된 축방향 단면도이지만, "재유출"을 포착하기 위한 곡선 주조 표면을 구비한 주조 링을 도시한다.

도23은 가역 주조 링을 도시하는 대부분 점선으로 도시된 단면도이다.

도24는 연속적인 수렴 등온선 및 열배출면을 갖는 홈통형 모델을 도시하는, 보통 주물의 열 단면도이다.

도25는 금형의 축을 기울임으로써 원형 외형부의 공동의 제1 단면 영역으로부터 타원형 또는 다른 대칭형의 비원형 주연 외형부를 발생시키는 방법의 개략도이다.

도26은 금형의 대향 측면들 상에서 금속의 몸체의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열이 추출되는 속도를 변화시킴으로써 타원형 또는 다른 대칭형의 비원형 주연 외형부를 발생시키는 다른 방법의 개략도이다.

도27은 금형의 대향 측면들 상의 주조 표면의 기울기를 변화시킴으로써 원형 외형부의 공동의 제1 단면 영역으로부터 타원형 또는 다른 대칭형의 비원형 주연 외형부를 발생시키는 제3 방법의 개략도이다.

도28은 주물의 단면 영역의 단면 치수를 변화시키는 방법의 개략도이다.

도29는 대향 단부들이 서로에 대해 왕복가능한, 압연 잉곳(ingot)을 만들기 위해 조정가능한 4면 금형의 평면도이다.

도30은 금형의 종방향 측면들이 본 발명에 따라 회전하도록 된, 금형의 종방 향 측면들의 하나의 쌍의 부분 개략도이다.

도31은 금형의 측면들이 회전하기보다는 고정된, 조정가능한 금형의 종방향 측면들의 하나의 쌍의 일면의 사시도이다.

도32는 고정된 측면의 평면도이다.

도33은 도31의 선 33-33을 따른 단면도이다.

도34는 도31의 선 34-34를 따른 단면도이다.

도35는 도31의 선 35-35를 따른 단면도이다.

도36은 도31의 선 36-36을 따른 단면도이다.

도37은 도30 및 도31에 도시된 측면들 중 하나가 금형에 특정 길이를 제공하도록 이용된 때의 조정가능한 금형의 중간 부분의 개략도이다.

도38은 금형의 길이가 감소된 때의 중간 부분의 제2 개략도이다.

도39는 다수의 종방향 단면부로 재분할된, 본 발명의 신장된 최종 제품의 분해 사시도이다.

도40은 용융 금속의 층들과 주조 표면 사이의 경계면에서 온도에 대해 시험된 종래 기술의 금형의 개략도이다.

도41은 1°의 테이퍼가 주조 표면에 이용된 때에 경계면에서 온도에 대해 시험된 본 발명의 주조 금형 중 하나의 개략도이다.

도42는 3°의 테이퍼가 주조 표면에 이용된 때의 도41과 유사한 도면이다.

도43은 5°의 테이퍼가 주조 표면에 이용된 때의 다른 도면이다.

Claims (58)

1. 공동의 진입 단부 개구와, 방출 단부 개구와, 공동의 방출 단부 개구 및 공동의 진입 단부 개구 사이로 연장되는 공동의 축과, 금속이 공동을 통과하는 동안 금속의 외측 외주부를 공동에 한정하도록 공동의 방출 단부 개구 및 공동의 진입 단부 개구 사이에서 공동의 축 둘레에 주연 배치된 외주부 한정 수단과, 공동의 방출 단부 개구 내에 처음에 결합되어 공동의 축을 따라 왕복가능한 시동기 블럭과, 시동기 블럭과 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 제1 단면 사이에서 공동 내에 삽입되는 시동 재료의 몸체를 갖는 개방 단부형 금형 공동 내에서 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법에 있어서,

   시동기 블럭이 공동의 축을 따라 공동으로부터 외측으로 이동하고 시동 재료의 몸체가 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 일련의 제2 단면들을 통해 시동기 블럭과 함께 이동되는 동안, 공동의 제1 단면에 인접해서 시동 재료의 몸체 상에 금속층의 연속적인 중첩이 일어나도록 조절된 속도로 상기 금형 공동 안으로 용융 금속을 도입하는 단계와,

   외주부 한정 수단 내에서 공동의 축 둘레에 강편의 부분 환형 부분으로부터 열을 추출하는 열 추출 수단과 외주부 외측으로의 확장을 한정하는 저지 수단을 배열하는 단계와,

   제1 및 제2 단면 내에서 용융 금속의 각각의 층들의 외주부 외측으로의 확장을 공동의 제1 및 제2 단면 영역에 각각 한정하는 단계와,

   각각의 층들 내의 확장력이 내부에서 상승하는 고유한 열수축력을 초과하는 동안, 저지 수단의 저지 효과가 공동의 축에 대해 외주부 외측으로 경사진 각도로 각각의 층들을 공동의 일련의 제2 단면들 내로 유도하도록 제1 단면 영역의 주연 외형부에서 저지 수단을 작동시키는 단계와,

   열수축력이 확장력과 균형을 이루어 각각의 층들이 공동의 제2 단면들 중 하나 내에서 금속의 몸체를 자유롭게 성형하는 것을 가능하게 하는 동안, 저지 수단의 저지 효과가 각각의 제2 단면 영역들이 대응하는 제2 단면들 내의 외주부 외측으로 점진적으로 더 큰 단면 치수를 취하도록 제2 단면 영역들의 주연 외형부에서 저지 수단을 작동시키는 단계를 포함하며,

   용융 금속의 층들은 각각의 층들이 공동의 제1 단면에 인접해서 공동의 축으로부터 외주부 외측으로 확장하도록 작용하는 내부의 고유한 확장력을 갖도록 공동의 제1 단면 내에서 외주부 한정 수단에 의해 형성된 단면 영역보다 공동의 축을 횡단하는 단면 내에 더 작은 단면 영역을 갖는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 공동의 축 둘레에 추가적인 열 추출 수단을 배열하는 단계와, 층들의 주연부 둘레에서 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열을 추출하기 위한 추가적인 열 추출 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 저지 수단은 또한 공동 내에서 층들의 각각의 제1 및 제2 단면 영역 상에 주연 외형부를 제공하도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법은 수직선에 대한 공동의 축의 배치를 제어하기 위한 축 배치 제어 수단과, 층들의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 추가적인 열 추출 수단에 의해 열이 추출되는 속도를 제어하기 위한 열 추출 제어 수단을 공동의 축 둘레에 배치하는 단계와, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 주연 외형부를 제공하도록 저지 수단과 관련해서 각각의 축 배치 제어 수단과 추가적인 열 제어 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 저지 수단은 축 배치 제어 수단과 열 제어 수단과 함께 제1 단면 영역 상에 제1 주연 외형부를 제공하고, 공동의 하나의 제2 단면 내의 금속 몸체의 단면 영역 상에, 저지 수단에 의해 제1 단면 영역 상에 제공된 제1 주연 외형부보다 더 크지만 그에 대응하는 주연 외형부를 제공하도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 저지 수단은 축 배치 제어 수단과 열 제어 수단과 함께 제1 단면 영역 상에 제1 주연 외형부를 제공하고, 공동의 하나의 제2 단면 내의 금속 몸체의 단면 영역 상에, 저지 수단에 의해 제1 단면 영역 상에 제공된 제1 주연 외형부보다 더 크고 상이한 주연 외형부를 제공하도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 저지 수단은 공동의 제2 단면들 내에서 공동을 가로질러 서로에 대해 상호 대향하는 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내의 고유한 각각의 확장력 및 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이의 변동량을 발생시키고, 축 배치 제어 수단과 열 제어 수단은 층들의 각각의 상호 대향하는 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 사이에서 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 제3 단면들 내의 변동량을 상쇄하기 위해 저지 수단과 관련해서 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 제1 주연 외형부는 비대칭의 비원형 주연 외형부인 것을 특 징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
9. 제6항에 있어서, 저지 수단에 의해 제1 단면 영역 상에 제공된 주연 외형부에는 공동의 제2 단면들 내에서 공동을 가로질러 서로에 대해 상호 대향하는 층들의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내의 고유한 각각의 확장력 및 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이의 변동량이 없고, 각각의 축 배치 제어 수단과 열 제어 수단은 층들의 상호 대향하는 각방향으로 연속된 부분들 사이에서 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 제3 단면들 내의 전술한 차이들 사이의 변동량을 생성하기 위해 저지 수단과 관련해서 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 제1 주연 외형부는 원형의 주연 외형부인 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 제1 주연 외형부는 원형의 주연 외형부이고, 축 배치 제어 수단과 열 제어 수단은 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체의 단면 영역 상에 대칭의 비원형 주연 외형부를 제공하기 위해 저지 수단과 관련해서 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
12. 제4항에 있어서, 저지 수단은 제1 단면 영역 상에 원형의 주연 외형부를 제공하도록 작동되고, 축 배치 제어 수단은 수직선에 각을 이루어 공동의 축을 배치하도록 작동되고, 열 제어 수단은 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제1 주연 외형부보다 직경이 더 큰 원형 외형부인 주연 외형부를 제공하기 위해 저지 수단과 함께 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 공동의 상호 대향하는 측면들의 제1 쌍 사이의 금속 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 미리 정해진 단면 치수를 제공하기 위해 저지 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 공동의 측면들의 제1 쌍 사이에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 주연 외형부를 제공하기 위해 저지 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 측면들의 제1 쌍에 직각으로 배치된 공동의 상호 대향하는 측면들의 제2 쌍 사이의 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 미리 정해진 단면 치수를 제공하기 위해 저지 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 저지 수단은 사각형 단면 영역의 더 긴 측면들 사이로 연장되는 중간 부분 상에 볼록한 주연 외형부를 제공하고, 단면 영역의 길이방향 치수가 변화될 때 사각형 단면 영역의 더 긴 측면들 사이에 미리 정해진 단면 치수를 유지하도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
17. 제13항에 있어서, 저지 수단은 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 공동의 축을 따라 서로에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 용융 금속의 각각의 층들 내의 시동 재료의 몸체 상에 중첩된 용융 금속의 양은 저지 수단에 대해 공동의 제1 및 제2 단면을 이동시키도록 변화되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
19. 제17항에 있어서, 저지 수단은 공동의 제1 및 제2 단면에 대해 저지 수단을 이동시키도록 공동의 축을 횡단하는 회전축에 대해 회전되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
20. 제13항에 있어서, 저지 수단은 쌍들로 분할되고, 저지 수단의 각각의 쌍들은 공동의 상호 대향하는 측면들의 쌍들 상에서 공동의 축 둘레에 배열되고, 저지 수단의 각각의 쌍들은 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 저지 수단의 쌍들 중 하나는 저지 수단의 쌍들을 서로에 대해 이동시키도록 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 왕복되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
22. 제13항에 있어서, 저지 수단으로 하나의 쌍으로 분할되고, 저지 수단의 쌍은 서로에 대해 축방향으로 연속적으로 공동의 축 둘레에 배열되고, 저지 수단의 쌍은 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 공동의 축방향으로 서로에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
23. 제22항에 있어서, 저지 수단의 쌍은 서로에 대해 이동되도록 공동의 축방향으로 역전되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 저지 수단의 쌍은 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 동일한 단면 치수를 제공하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
25. 제1항에 있어서, 저지 수단은 또한 각각의 층들의 외주부 외측으로의 확장을 층들의 제1 및 제2 단면 영역으로 한정하도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법은 일련의 환형 표면들이 저지 수단 상에서 공동의 축 둘레에 형성되고, 각각의 환형 표면들은 층들의 주연 외형부에서 전술한 저지 효과를 발생시키면서 층들의 외주부 외측으로의 확장을 공동의 제1 및 제2 단면 영역에 한정하기 위해 공동의 축에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
27. 제26항에 있어서, 각각의 환형 표면들은 공동의 각각의 제1 및 제2 단면들 내에서 서로로부터 외주부 외측으로 엇갈리게 배치되어 저지 효과가 전술한 것처럼 작용하도록 공동의 축에 대해 외주부 외측으로 경사진 각도를 따라 배치되어 서로에 대해 축방향으로 연속적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 공동의 제1 단면 내에서 환형 표면에 의해 둘러싸인 주연 외형부는 저지 수단에 의해 제1 단면 영역 상에 제공된 주연 외형부를 제어하도록 변화되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
29. 제28항에 있어서, 공동의 제2 단면 내에서 환형 표면들에 의해 둘러싸인 주연 외형부는 저지 수단에 의해 제2 단면 영역 상에 제공된 주연 외형부를 제어하도 록 변화되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
30. 제29항에 있어서, 표면들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들이 공동의 축에 대해 배치된 각도들은 공동의 제2 단면들 내에서 환형 표면들에 의해 둘러싸인 주연 외형부를 제어하도록 서로에 대해 변화되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 표면들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들이 공동의 상호 대향하는 측면들 상에서 공동의 축에 대해 배치된 각도들은 공동의 상호 대향하는 측면들 상의 표면들의 각각의 부분 환형 부분들에 대향해서 배치된 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내의 각각의 확장력 및 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이의 변동량을 상쇄하기 위해 서로에 대해 변화되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
32. 제30항에 있어서, 표면들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들이 공동의 상호 대향하는 측면들 상에서 공동의 축에 대해 배치된 각도들은 공동의 상호 대향하는 측면들 상의 표면들의 각각의 부분 환형 부분들에 대향해서 배치된 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 내의 각각의 확장력 및 열수축력 사이에 존재하는 차이들 사이의 변동량을 생성하기 위해 서로에 대해 변화되는 것을 특징으로 하 는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
33. 제1항에 있어서, 공동의 제1 단면으로부터 공동의 하나의 제2 단면의 다른 측면에서 금속의 몸체 상으로 액체 냉각제를 방출시키는 단계와, 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 제3 단면들 내에서 금속의 몸체의 각각의 부분 환형 부분들로부터 열이 추출되는 속도를 제어하기 위해 금속의 몸체의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 상으로 방출되는 액체 냉각제의 양을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
34. 제33항에 있어서, 공동의 제3 단면들 내의 각각의 상호 대향하는 부분 환형 부분들 사이에서 상승하는 열응력의 균형을 유지하기 위해 공동의 상호 대향하는 측면들에 배치된 금속의 몸체의 각각의 부분 환형 부분들 상으로 방출되는 액체 냉각제의 양을 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
35. 제1항에 있어서, "재유출"이 금속의 몸체로 재진입하도록 유도하기 위해, 공동의 하나의 제2 단면과 공동의 방출 단부 개구 사이에서 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 단면들 내에서 오목한 저지부 효과를 발생시키도록 저지 수단을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융 금속을 금속의 형상-유지 몸체로 주조하는 방법.
36. 개방 단부형 금형 공동을 형성하는 용융 금속 주조 장치이며,

    외주부 한정 수단 내에서 공동의 축 주위에 배열되는 외주부 외측으로의 확장을 한정하는 저지 수단과 강편의 부분 환형 부분으로부터 열을 추출하는 열 추출 수단, 용융 금속이 공동으로 이송되는 비율을 제어하는 제어 수단을 포함하고,

    상기 개방 단부형 금형 공동은 공동의 진입 단부 개구와, 방출 단부 개구와, 공동의 방출 단부 개구와 공동의 진입 단부 개구 사이로 연장되는 공동의 축과, 금속이 공동을 통과하는 동안 용융 금속의 외측 외주부를 공동에 한정하기 위해 공동의 방출 단부 개구와 공동의 진입 단부 개구 사이에서 공동의 축 둘레에 주연 배치된 외주부 한정 수단을 가짐으로써,

    공동의 축을 따라 이동가능한 시동기 블럭이 공동의 방출 단부 개구 내에 처음에 결합되며 시동 재료의 몸체가 시동기 블럭과 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 제1 단면 사이에서 공동 내에 삽입되며 시동기 블럭이 공동의 축을 따라 공동으로부터 외측으로 이동되고 시동 재료의 몸체가 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 일련의 제2 단면들을 통해 시동기 블럭과 함께 이동되는 동안 공동의 외주부 한정 수단에 의해 제1 단면 내에 형성된 단면 영역보다 공동의 축을 횡단하는 평면 내에서 더 작은 단면 영역을 갖는 용융 금속의 층들은 공동의 제1 단면에 인접해서 시동 재료의 몸체 상에 연속적으로 중첩될 때,

    각각의 층들은 내부의 고유한 확장력에 의해 공동의 제1 단면에 인접하는 공동의 축으로부터 외주부 외측으로 확장되고,

    상기 각각의 용융 금속 층들의 외주부 외측으로의 확장은 공동의 제1 및 제2 단면 내의 공동의 제1 및 제2 단면 영역에 한정되며, 제1 단면 영역의 주연 외형부에서는 공동의 축에 대해 외주부 외측으로 경사진 각도로 공동의 일련의 제2 단면들 내로 각각의 층들을 유도하도록 작동가능하고, 제2 단면 영역들의 주연 외형부에서는 각각의 층들에서의 확장력이 내부에서 상승하는 고유한 열수축력을 초과할 때 각각의 제2 단면 영역들이 이에 대응하여 제2 단면들에서 외주부 외측으로 점진적으로 더 큰 단면 치수를 취할수 있도록 작동가능하고, 열수축력이 확장력과 균형을 이룰 때 각각의 층들이 공동의 제2 단면들 중 하나에서 금속의 몸체를 자유롭게 성형할 수 있도록 하는, 용융 금속 주조 장치.
37. 제36항에 있어서, 공동의 축 둘레에 배열되어 층들의 주연부 둘레에 배열된 층들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열을 추출하도록 작동가능한 열 추출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
38. 제37항에 있어서, 저지 수단은 또한 공동 내에서 층들의 각각의 제1 및 제2 단면 영역들 상에 주연 외형부를 제공하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
39. 제38항에 있어서, 상기 용융 금속 주조 장치는 공동의 축 둘레에 배열된 수직선에 대한 공동의 축의 배치를 제어하기 위한 축 배치 제어 수단과, 층들의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들로부터 열 추출 수단에 의해 열이 추출되는 속도를 제어하기 위한 열 추출 제어 수단을 더 포함하고, 각각의 축 배치 수단과 열 제어 수단은 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 주연 외형부를 제공하기 위해 저지 수단과 함께 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
40. 제36항에 있어서, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 공동의 축 둘레에 배열되어, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 공동의 대향 측면들의 제1 쌍 사이에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 미리 정해진 단면 치수를 제공하기 위해 저지 수단과 함께 작동가능한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
41. 제40항에 있어서, 저지 수단에 의해 각각의 제1 및 제2 단면 영역들 상에 제공된 주연 외형부를 제어하기 위해 공동의 축 둘레에 배열되어, 공동의 측면들의 제1 쌍 사이에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 주연 외형부를 제공하기 위해 저지 수단과 함께 작동가능한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
42. 제41항에 있어서, 공동의 하나의 제2 단면 내에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 공동의 축 둘레에 배열되어, 공동의 하나의 제2 단면 내의 측면들의 제1 쌍에 직각으로 배치된 공동의 상호 대향하는 측면들의 제2 쌍 사이에서 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 미리 정해진 단면 치수를 제공하기 위해 저지 수단과 함께 작동가능한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
43. 제40항에 있어서, 상기 저지 수단과 함께 작동가능한 수단은 저지 수단과 공동의 제1 및 제2 단면들을 공동의 축을 따라 서로에 대해 이동시키기 위한 축방향 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
44. 제43항에 있어서, 축방향 이동 수단은 용융 금속의 각각의 층들 내의 시동 재료의 몸체 상에 중첩되는 용융 금속의 양을 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
45. 제43항에 있어서, 축방향 이동 수단은 공동의 축을 횡단하는 회전축에 대해 저지 수단을 회전시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
46. 제36항에 있어서, 저지 수단은 쌍들로 분할되고, 저지 수단의 각각의 쌍들은 공동의 상호 대향하는 측면들 상에서 공동의 축 둘레에 배열되고,

    장치는 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 저지 수단의 각각의 쌍들을 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 이동시키기 위한 횡단 축방향 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
47. 제46항에 있어서, 횡단 축방향 이동 수단은 저지 수단의 쌍들 중 하나를 공동의 축의 가로방향으로 서로에 대해 왕복시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
48. 제36항에 있어서, 저지 수단은 하나의 쌍으로 분할되고, 저지 수단의 쌍은 서로에 대해 축방향으로 연속적으로 공동의 축 둘레에 배열되고,

    장치는 금속의 몸체에 의해 취해진 단면 영역 상에 제공된 단면 치수를 제어하기 위해 저지 수단의 쌍을 공동의 축방향으로 서로에 대해 이동시키기 위한 축방향 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
49. 제48항에 있어서, 축방향 이동 수단은 공동의 축방향으로 저지 수단의 쌍을 역전시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
50. 제36항에 있어서, 저지 수단은 또한 각각의 층들의 외주부 외측으로의 확장을 그의 제1 및 제2 단면 영역으로 한정하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
51. 제50항에 있어서, 저지 수단은 공동의 축 둘레에 형성된 일련의 환형 표면들을 가지며, 각각의 표면들은 주연 외형부에서 전술한 저지 효과를 발생시키면서 층들의 외주부 외측으로의 확장을 공동의 제1 및 제2 단면 영역에 한정하도록 공동의 축에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
52. 제51항에 있어서, 각각의 환형 표면들은 공동의 각각의 제1 및 제2 단면들 내에서 서로로부터 외주부 외측으로 엇갈리게 배치되고 저지 수단의 저지 효과가 전술한 것처럼 작용하도록 공동의 축에 대해 외주부 외측으로 경사진 각도를 따라 배치되어, 서로에 대해 축방향으로 연속적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
53. 제52항에 있어서, 저지 수단에 의해 제1 단면 영역 상에 제공된 주연 외형부를 제어하기 위해 공동의 제1 단면 내에서 환형 표면에 의해 둘러싸인 주연 외형부를 변화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
54. 제53항에 있어서, 저지 수단에 의해 제2 단명 영역들 상에 제공된 주연 외형부를 제어하기 위해 공동의 제2 단면들 내에서 환형 표면들에 의해 둘러싸인 주연 외형부를 변화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
55. 제54항에 있어서, 공동의 제2 단면들 내에서 환형 표면들에 의해 둘러싸인 주연 외형부를 변화시키기 위해, 표면들의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들이 공동의 축에 대해 배치되는 각도들을 서로에 대해 변화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
56. 제36항에 있어서, 공동의 제1 단면으로부터 공동의 하나의 제2 단면의 다른 측면에서 금속의 몸체 상으로 액체 냉각제를 방출시키기 위한 수단과, 공동의 축에 평행하게 연장되는 공동의 제3 단면들 내에서 금속의 몸체의 각각의 부분 환형 부분들로부터 열을 추출하는 속도를 제어하도록 금속의 몸체의 각각의 각방향으로 연속된 부분 환형 부분들 상으로 방출되는 액체 냉각제의 양을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
57. 제56항에 있어서, 공동의 제3 단면들 내의 각각의 상호 대향하는 부분 환형 부분들 사이에서 상승하는 열응력의 균형을 유지하기 위해 공동의 상호 대향하는 측면들에 배치된 금속의 몸체의 각각의 부분 환형 부분들 상으로 방출되는 액체 냉각제의 양을 변화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
58. 제36항에 있어서, 저지 수단은 또한 "재유출"을 금속의 몸체로 재진입하도록 유도하기 위해, 공동의 하나의 제2 단면과 공동의 방출 단부 개구 사이에서 공동의 축을 횡단해서 연장되는 공동의 단면 내에서 오목한 저지부 효과를 발생시키도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.

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