KR20120109484A - 통풍장치를 통한 유동을 구비하는 용융 금속 수용 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들은, 외측 표면을 구비하는 내화재료 용융 금속 수용 용기, 및 상기 용기와 금속 케이스 사이에 공간을 형성하도록 하는 거리에서 상기 용기의 상기 외측 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸는 내측 표면을 구비하는 상기 용기를 위한 금속 케이스를 포함한다. 상기 공간은, 상기 케이스의 상 개구부들 및 하 개구부들에 의해 상기 구조물의 외부로 환기되는, 가로막히지 않은 상향 연장 틈을 포함한다. 바람직하게, 단열재료 층이 상기 케이스의 상기 내측 표면과 상기 용기의 상기 외측 표면 사이의 상기 공간 내에 배치되며, 상기 단열재료 층은 적어도 상기 케이스의 상향 연장 측부들에서 상기 공간보다 좁게 되어, 그로 인해 상기 가로막히지 않은 틈을 형성한다. 상기 용기는 금속 이송 트로프, 금속 필터를 위한 하우징, 금속 가스제거 유닛을 위한 컨테이너, 도가니 등일 것이다.

Description

통풍장치를 통한 유동을 구비하는 용융 금속 수용 구조물 {MOLTEN METAL CONTAINMENT STRUCTURE HAVING FLOW THROUGH VENTILATION}

본 발명은, 예를 들어 한 장소에서 다른 장소로, 예를 들어 금속 용해로에서 금속 주조 금형 또는 주조 테이블까지 용융 금속을 이송하기 위해 사용되는 용융 금속 수용 시스템 및 구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 내화재료 용기를 지지하고 보호하며 위치시키기 위해 사용되는 외측 금속 케이스 내부에 수용되는, 예를 들어 금속 분배 트로프(trough), 도가니(crucible) 등과 같은, 내화재료(통상 세라믹) 용기를 포함하는 구조물에 관한 것이다.

이러한 종류의 금속 수용 구조물은 내화재료 용기가 용융 금속과의 접촉으로 인해 사용 도중에 극단적으로 뜨겁게 될 수 있다(예를 들어, 용융 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이송할 때 680℃ 내지 750℃)는 불리한 조건을 겪는다. 만약 이러한 열이 구조물의 외측 금속 케이스에 전달된다면, 금속 케이스는, 차례로, 용기에 균열이 형성되도록 야기하거나, 내화재료 용기가 섹션들로 제작되는 경우 섹션들 사이에 틈을 형성하도록 야기하여, 그에 의해 용융 금속이 용기로부터 케이스 내부로 누출되도록 할 수 있는, 팽창, 뒤틀림(warping) 또는 비틀림(distortion)을 받게 될 것이다. 더불어, 케이스의 외측 표면들은 장비의 작업자를 위해 안전하지 않은 작업온도를 나타낼 것이다. 이러한 불리한 조건은, 바람직한 높은 온도에서 용융 금속을 유지하기 위해 부가적인 가열이 케이스 내부의 용기의 외부에 가해지게 된다면, 더욱 악화될 것이다. 예를 들어, 최대 900℃의 온도가, 이러한 종류의 추가적인 가열이 사용될 때, 용기의 외측면 상에서 도달될 것이다. 단열 재료의 층들이 케이스의 내부와 용기 사이에 제공될 수도 있지만, 그러한 층들은, 금속 수용 구조물의 벽들의 폭을 과도하게 증가시키는 것 없이는, 케이스의 외측 표면에서 만족스러운 온도를 유지하기에 충분하지 않을 것이다.

용기로부터의 추가적인 단열을 제공하기 위해 케이스 내부에 공기 틈을 형성하는 것 또한 가능할 것이다. 예를 들어, 1994년 5월 31일에 스키너 등에게 허여된 미국특허 제5,316,071호는, 외측 금속 케이스나 껍질(shell)과 단열 층들의 사이에 공기 틈 또는 공기 틈들을 구비하는, 용융 금속 분배 출탕통(launder)을 개시한다. 송풍기가 지지구조물을 냉각시키기 위해 측벽 공동들(cavities)을 따라 길이방향으로 공기를 이동시키기 위해 사용된다. 그러나, 그러한 송풍기들의 배열을 제공하는 것은, 복잡하고, 비경제적이며, 그러므로 바람직하지 않다.

따라서, 외측 케이스 표면들에서 과도하게 상승된 온도를 회피하는 가운데,금속 수용 구조물의 금속 케이스 내부에서 트로프 등과 같은 내화재료 용융 금속 수용 용기를 위한 지지를 제공하는 개선된 수단에 대한 필요가 있다.

본 발명의 실시예는, 외측 표면을 구비하는 내화재료 용융 금속 수용 용기, 및 상기 용기와 금속 케이스 사이에 공간을 형성하도록 하는 거리에서 상기 용기의 상기 외측 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸는 내측 표면을 구비하는 상기 용기를 위한 금속 케이스를 포함하는, 용융 금속 수용(예를 들어, 유지 또는 분배) 구조물을 제공한다. 상기 공간은, 상기 케이스의 상 개구부들 및 하 개구부들에 의해 상기 구조물의 외부로 환기되는, 가로막히지 않은 상향 연장 틈(unobstructed upwardly extending gap)을 포함한다. 바람직하게, 단열재료 층이 상기 케이스의 상기 내측 표면과 상기 용기의 상기 외측 표면 사이의 상기 공간 내에 배치되며, 상기 단열재료 층은 적어도 상기 케이스의 상향 연장 측부들에서 상기 공간보다 좁게 되어, 그로 인해 상기 가로막히지 않은 틈을 형성한다.

상기 가로막히지 않은 틈은 상기 단열재료 층과 상기 금속 케이스의 내측 표면 사이에 형성되는 것이 바람직하지만, 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 단열재료 층과 상기 내화재료 용기의 외측 표면 사이에 형성될 수도 있을 것이다. 부가적으로, 제2 틈(환기되는 또는 환기되지 않는)이 상기 가로막히지 않은 틈 반대편의 상기 단열재료 층의 측부에 형성될 수도 있다.

상기 가로막히지 않은 틈은, 바람직하다면, 상기 상향 연장 측부들 뿐만아니라, 상기 금속 케이스의 바닥을 가로질러 연장되도록 제작될 수도 있을 것이다.

상기 케이스는 바람직하게, 바닥벽, 측벽들 및 상벽을 구비하며, 상기 상 개구부들 및 상기 하 개구부들은 상기 케이스의 상기 상벽 및 상기 바닥벽 내에 또는 이들에 인접하게 배치된다. 바람직하게, 상기 하 개구부들은, 상기 케이스의 상기 측벽들 및 상기 바닥벽으로 사용되는, 상기 판들 사이에 형성되는 통로들이며, 상기 상 개구부들은 상기 케이스의 상기 상벽 내의 구멍들 또는 슬롯들이다.

가장 바람직하게, 상기 가로막히지 않은 틈 및 상기 개구부들은 상기 틈을 통한 공기의 층류 유동(laminar flow)을 야기할 수 있는 치수로 이루어진다.

상기 용기는, 예를 들어, 트로프의 길이방향 일단부에서 반대편 길이방향 단부까지 연장되는 길쭉한 통로를 구비하는 길쭉한 용융 금속 이송 트로프, 금속 필터를 구비하도록 제공되는 용융 금속을 이송하기 위한 통로를 갖는 용기, 내부 용적(interior volume) 속으로 연장되는 하나 이상의 금속 가스제거 임펠러(metal degassing impeller)를 구비하는 용융 금속을 수용하기 위한 내부 용적을 구비하는 용기, 또는 용융 금속을 수용하기에 적합한 내부 용적을 구비하는 도가니일 수 있을 것이다.

바람직한 실시예는, 측부들과 바닥 및 외측 표면을 구비하는 세라믹 트로프, 및 상기 트로프와 케이스 사이에 공간을 형성하도록 하는 거리에서 상기 세라믹 트로프의 상기 외측 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸는 내측 표면을 구비하는 상기 세라믹 트로프를 위한 금속 케이스를 구비하는, 용융 금속 분배 구조물을 제공한다. 단열재료 층이 상기 세라믹 트로프와 상기 케이스 사이의 상기 공간 내에 배치된다. 상기 세라믹 트로프의 측부들에 인접한 상기 단열재료 층은, 그의 측부들에 상기 구조물 내부의 상향 연장 연속 비충전 틈(upwardly-extending continuous unfilled gap)을 형성하기 위해, 이러한 지점들에서 상기 공간보다 좁게 제작된다. 상기 틈은, 외부 공기가 진입하고 상기 틈을 통해 상향으로 흐르는 것을 가능하게 하도록 배치되는, 상기 케이스 내부의 하 개구부들 및 상 개구부들과 연통된다. 상기 틈은, 상기 케이스의 온도를 낮추는, 상기 케이스를 통과하는 공기 유동을 생성한다.

모든 실시예의 용기는 본래 용융 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 수용하거나 이송하기 위한 것이지만, 다른 용융 금속들과 합금들, 특히 용융 알루미늄과 유사한 그 녹는점을 갖는, 예를 들어 (알루미늄 보다 낮은 녹는점을 갖는) 마그네슘, 납, 주석 및 아연, 그리고 (더 높은 녹는점을 갖는) 구리와 금을, 수용하거나 이송하기 위해 적용될 수도 있을 것이다. 철 및 강은 더 높은 녹는점을 갖지만, 요구가 있다면, 본 발명의 구조물이 또한 그런 금속들을 위해 설계될 수도 있을 것이다. 가열되지 않은 용기 내에 담긴 용융 알루미늄은 전형적으로 680℃ 내지 720℃의 범위 이내의 온도로 유지된다. 그러한 상태 하에서, 단열층의 외측 표면의 온도는 통상적으로 대략 250℃ 내지 300℃일 것이고, 실시예는 외측 금속 케이스의 온도를 100℃ 또는 그 이하까지 낮출 것이다.

용기는 내화재료로 제작되는 것이 바람직하다. 금속 수용 용기들을 지시하기 위해 여기서 사용되는 용어 "내화재료"는, 용융 금속들에 의한 공격에 대해 비교적 저항력이 있고 용기들에 관해 예상되는 고온에서 그들의 강도를 유지할 수 있는, 모든 재료를 포함한다 할 것이다. 그러한 재료들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 세라믹 재료들(무기 비금속 고체들 및 열 저항력 있는 유리들) 및 비금속들을 포함한다. 적당한 재료들의 비제한적인 목록은 다음을 포함한다: 알루미늄 산화물(알루미나), 규소(이산화규소, 특히 합성된 이산화규소(fused silica)), 마그네슘(마그네시아), 칼슘(석회), 지르코늄(지르코니아), 붕소(붕소산화물); 탄화 규소, 탄화 규소와 결합된 질화물(SiC/Si3N4), 탄화 붕소, 질화 붕소 등과 같은 금속 탄화물, 붕소화물, 질화물, 규화물; 예를 들어 칼슘 알루미늄 규산염과 같은 알루미노 규산염; 복합재료들(예를 들어, 산화물과 비산화물의 복합재료들); 가공가능한 유리들을 포함하는 유리들; 섬유들 또는 그 혼합물의 광물면들(mineral wools); 탄소 또는 흑연; 및 이와 유사한 것.

용어 "금속 수용 용기"는, 특정 기간 동안 용융 금속을 담을 의도로 설계되는 용기들 및 연속적으로나 간헐적으로 한 위치에서 다른 위치로 용융 금속을 이송할 의도로 설계되는 용기들을, 제한 없이 포함한다.

본 발명의 실시예들이 첨부되는 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 금속 수용 구조물 또는 출탕통을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 구조물을 도시한 횡단 단면도, 및
도 3은 도 1 및 도 2의 구조물의 일부분을 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 금속 분배 구조물(10)(예를 들어, 출탕통)을 예시한다. 구조물은 금속 수용 용기와 같은 역할을 하는 내화재료 트로프(12)를 구비한다. 2개의 트로프 섹션(12A, 12B)으로 제작되는 트로프는, 고온 및 트로프를 통해 이송되는 용융 금속에 의한 공격에 저항력이 있는, 임의의 적당한 세라믹 재료로 제작될 것이다. 적당한 예시는 알루미나 및 탄화 규소와 같은 금속 탄화물을 포함한다. 트로프는 구조물의 일단부에서 타단부까지 용융 금속을 이송하기 위한 U-자형 통로(13)를 구비한다. 사용시, 구조물은 각각의 단부에서, 예를 들어 금속 용해로로부터의 출탕통 및 주조 금형이나 주조 테이블(미도시)로 이끌리는 출탕통과 같은, 다른 장비에 연결될 것이다. 트로프는 길이방향 측부들(14), 바닥(15) 및 통로(13)의 각 측부를 따라 연장되는 좁은 상부 가장자리들(16)을 구비한다.

트로프(12)는, 트로프 섹션들이 서로 정렬되어 접촉하는 상태로 유지하고 트로프를 보호하기 위해, 트로프를 배치하는 역할을 수행하는 금속 케이스(17) 내부에 배치되고 금속 케이스(17)에 의해 부분적 둘러싸이게 된다. 케이스(17)는 측벽들(18), 바닥벽(19)(도 2 참조) 및 트로프의 U-자형 통로(13)의 각 측부 상에서 연장되는 상벽들(20)을 구비한다. 케이스(17)는, 상승한 온도에서 우수한 강도를 보이는, 강 또는 다른 금속으로 제작될 수 있을 것이다.

예시된 바와 같이, 본 실시예의 케이스는 몇 개의 부품으로 제작된다. 케이스의 측벽들 및 바닥벽은 각각 길쭉한 금속판들로 제작된다. 이러한 판들은, 그의 길이방향 단부를 사이에서 구조물을 따라 서로 떨어져 있는, 많은 수의 U-자형 금속 리브들(U-shaped metal ribs)에 의해 함께 유지된다. 차례로, 리브들(25)은, 리브들 사이에서 연장되며 리브들의 외측 가장자리들에 연결되는, 금속 측면 버팀대들(27)(side braces) 및 바닥 버팀대들(28)에 의해 유지된다. 케이스는 또한 각각의 길이방향 단부에, 길이방향 압축 상태에 놓이는 트로프를 균열이 최소화하도록 유지하는, 단부 압축 플랜지들(30)을 구비한다.

트로프(12)는 수직 압축 지지대(32)와 수평 압축 지지대(34)에 의해 케이스 내부에 견고하게 지지된다. 이러한 지지대들은, 바닥(15)과 측부들(14)의 하단부들에서 트로프와 접촉하도록 하기 위해, 판들(23, 22) 및 단열 재료(46, 47)들 내의 구멍들을 통해 바닥 버팀대(28) 및 측면 버팀대(27)를 관통하여 연장되는, 예를 들어 스테인리스강으로 제작되는 금속 막대들(35)의 형태이다. 막대들(35)의 내측 단부들은, 트로프에의 손상을 회피하도록 막대들에 의해 트로프(12)에 작용하게 되는 하중을 분산시키는, 확장된 금속 접촉 패드들(36)을 갖도록 제공된다. 수직 압축 지지대들(32)은 단지 트로프를 지지할 뿐만 아니라, 트로프의 상부 가장자리들(16)이 볼트들(37)에 의해 확고하게 유지되는 케이스의 상벽들(20) 바로 밑에 구속되기 때문에 가능한 것으로서, 압축력을 작용시킨다. 수평 압축 지지대들(34)은 또한, 지지대들이 작용하는 힘을 상쇄시키기 위해 서로 반대편에 위치하게 되는 가운데, 트로프의 바닥에 인접하게 압축력을 작용시킨다. 따라서, 압축 지지대들은, 잔여 공간들(40, 42)이 트로프의 측부들과 바닥에서 각각 트로프의 외측 표면들을 케이스로부터 분리하는 가운데, 트로프를 케이스 내부에 매달리도록 한다. 압축 지지대들은, 압축 지지대들(32, 34)을 통과하는 볼트들의 헤드들(45) 아래에 위치하게 되는 압축 와셔들(44)의 덕택으로, 열 순환에 의해 야기되는 트로프 및 케이스의 팽창과 수축을 수용한다.

공간들(40, 42) 내부에 위치하는 것은 단열 재료의 층들(46, 47)이다. 이러한 층들은, 예를 들어 알루미나와 같은 내화 세라믹으로 제작되는 보드(board)들과 같은, 임의의 적당한 열 저항력 있는 단열재로 제작된다. 층들(46, 47)은 적어도 트로프의 측부들에서 공간들(40, 42)보다 좁고, 따라서 단열 층들과 케이스의 내측 표면들 사이에 충전되지 않는 연속적인 틈들(49, 50)을 생성한다. 이러한 틈들은 측면 판들(22)의 내측 표면으로부터 떨어지게 단열 층들을 유지하는 이격 볼트들(48)(spacing bolt)들에 의해 유지된다. 틈들(51, 52)이 또한 단열 층들(46, 47)과 트로프(12)의 내측 표면 사이에 형성된다. 그러나, 케이스의 측부에 있는 외측 틈들(49)은, 이들이 상 개구부들(54)과 하 개구부들(55)과 통해 있기 때문에, 외부 대기로 완전히 환기된다. 하 개구부들(55)은 사실, 케이스의 측면 판들(22)과 바닥 판들(23) 사이에 이러한 판들이 그들의 가장자리가 만나지 않는 방식으로 유지되기 때문에 형성되는, 구조물의 길이를 따라 연장되는 개방된 통로들이다. 상측 개구부들(54)은, 도 1에 최상으로 도시된 바와 같이, 상벽들(20)에 형성되는 슬롯들이다. 상벽들(20)을 따라 길이방향으로 배열되는, 트로프의 각 측부 위에 몇 개의 그러한 슬롯들이 있다. 도 2에 도시된 화살표에 의해 지시되는 바와 같이, 상 개구부들(54)과 하 개구부들(55)은 외부 공기가 틈들(49)로 진입하는 것을 가능하게 하여, 공기의 가열에 의해 야기되는 대류로 인해 틈들을 통해 상향으로 통과하도록 그리고 상 개구부들(54)을 통해 케이스와 틈들 밖으로 통과하도록 한다. 틈들과 개구부들은, 따라서 케이스의 내측 표면에 인접한 구조물의 내부로부터 열을 제거하는 수동적인 형태의 냉각을 제공하며, 따라서 케이스 벽들의 온도를 낮추도록 돕고, 그로 인해 뒤틀림, 비틀림 및 손상의 가능성을 감소시키고, 작업자의 화상 위험을 감소시킨다.

케이스 바닥에 있는 틈(50)은 또한, 도시된 바와 같이, 이 틈의 측부 틈들(49)과의 연통 덕택으로 외부로 환기된다. 케이스의 바닥은 따라서 이러한 환기로 인해 온도가 역시 감소하게 된다.

측부 틈들(49)의 폭과 개구부들(54, 55)의 크기는, 난류가 틈을 가로질러 열전달을 증가시킬 수도 있기 때문에 난류를 야기함 없이, 공기의 비교적 느린 층류 유동이 틈들(49)을 통과하도록 하는 것이 바람직하다. 틈의 최적의 폭은, 압력, 습도 및 공기 온도 뿐만 아니라, 트로프의 높이, 단열 층들(46, 47)의 표면 특성 및 상벽(20)의 설계의 함수이며, 따라서 최적의 폭은 그러한 매개변수들에 따라 변할 것이다. 그러나, 0.06인치(2mm) 미만의 틈은, 절단 및 용접 허용오차 때문에, 구조물의 길이에 걸쳐 유지하기 어렵다. 반면, 틈이 더 넓게 제작되면, 상벽의 폭이 증가해야만 하며, 이는 더 두꺼운 게이지강(gauge steel)으로 제작되는 판 또는 내화재료 트로프의 수직 압축에 의해 야기되는 굽힘 모멘트를 견디기 위한 지지 리브들의 제공을 요구한다. 이러한 이유 때문에, 대략 2인치(5.1cm)를 초과하는 또는 심지어 1인치(2.5cm)의 폭을 갖는 틈은 문제가 있을 수 있고, 대략 0.375인치(1cm)를 초과하는 또는 심지어 0.25인치(6mm)의 틈들은 상벽들을 위한 추가적인 구조적 지지대를 요구할 것이다. 일반적으로, 개구부들(54, 55)은 틈들을 통한 공기의 부드러운 층류 유동을 촉진하기 위한 적당한 크기와 가능한 형상으로 제작되며, 실제로 상 개구부들(54)은 공기 유동을 제어하기 위해 가장 중요한 것일 것이다. 틈의 크기에 대한 개구부 크기의 적당한 비율은 시행착오 실험법에 의하거나 컴퓨터 모델링 기술에 의해 선택될 것이다.

단열 층들(46, 47)의 트로프 측에 형성되는 틈들(51, 52)은 예시된 실시예에서 외부로 환기되지 않으며, 따라서 이들은 환기되지 않는 열 장벽들(thermal breaks) 또는 공기 틈들로서 역할을 하지만, 이들은 선택적으로 구조물의 추가적인 환기되는 냉각을 생성하기 위해, 예를 들어 틈들(49, 50)과의 연통을 제공하는 단열 층들 내의 작은 상 개구부들 및 하 개구부들과 같은, 적절한 개구부들의 제공을 통해 환기될 수도 있을 것이다. 그러나, 그러한 부가적인 환기가 제공되지 않는다 하더라도, 틈들(51, 52)은 케이스로부터의 트로프의 추가적인 단열을 제공한다.

도 3은, 어떻게 단부 압축 플랜지들(30)이 트로프(12)의 단부들에서 작용하도록 압력 상태 하에 놓일 수 있는지를, 예시한다. 따라서, 플랜지들(30)은 케이스의 나머지 부분에 대해 이동가능하며, 인접한 리브들(25)을 통과하는 볼트들(60)에 부착된다. 볼트 헤드들(61)의 회전은 축방향 내측으로 플랜지(30)를 끌어당기고, 차례로 플랜지는 트로프(12)의 길이방향 단부 위를 가압한다(도 2 참조). 볼트 헤드(61)와 리브(25) 사이에 배치되는 압축 와셔들(62)은 열 순환에 의해 야기되는 수축과 팽창으로 인한 트로프의 가벼운 이동을 허용한다.

비록 이상에서 예시되는 실시예가 바람직하다 하더라도, 요구가 있다면, 다양한 수정과 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 높은 온도에의 노출로부터 외측 금속 케이스를 보호하기 위해 단지 수동적인 공기 환기에만 의존하게 되도록, 단열 층들(46, 47)이 전체적으로 구조물에서 부재할 수도 있을 것이다. 더불어, 그러한 단열 층들이 존재할 때, 비록 이것이 많은 양의 열이 트로프로부터 빠져나가는 영향을 갖지만, 환기되는 틈들이 도시된 바와 같이 단열 층들의 케이스 측이 아니라 트로프 측에 제공될 수도 있을 것이다. 단열 층들의 트로프 측 틈은, 바닥 단열 층(47) 및 측부 단열 층들(46)에 구멍들 또는 슬롯들을 제공함에 의해, 수동적으로 환기될 수도 있을 것이다. 이때 외부 공기는 여전히 하 개구부들(55)을 통해 진입하고 상 개구부들(54)를 경유하여 나가거나, 상 개구부들(54)이 단열 층들의 트로프 측에 있는 틈 상부의 위치로 이동할 수 있다.

도 1 내지 도 3의 구조물은 케이스 내부에 트로프를 위한 가열 수단을 포함하지 않지만, 그러한 가열 수단의 사용이 가능하다. 예를 들어, 전기 가열 요소들이 트로프(12)의 각 측부에 있는 틈들(51) 내에 제공될 수도 있을 것이다. 가열 수단을 구비하는 트로프 구조물의 다른 예들이, 2005년 12월 13일 팅게이 등에 허여된 미국특허 제6,973,955호에 개시된다(그에 대한 설명이 참고로 여기에 명확하게 통합된다). 그러한 가열 수단이 사용된다면, 금속 대신에 부분적으로 또는 전체적으로 예를 들어 알루미나와 같은 내화 세라믹 재료로, 수직 압축 지지대 및 수평 압축 지지대의 막대들(35)을 제작하는 것이 바람직하다. 이는, 막대들이 가열 수단이 케이스 내부에 제공될 때 더 높은 온도들에 종속되고, 그러한 온도들이 금속 막대를 변형시키는 원인이 되거나 금속 막대가 압축 강도를 상실하도록 야기할 수도 있기 때문이다.

이상의 실시예에서, 트로프(12)는, 한 위치(예를 들어, 금속 용해로)에서 다른 위치(주조 금형)로 용융 금속을 이송하기 위해 사용되는, 용융 금속 분배 시스템들에 사용되는 종류의 길쭉한 용융 금속 트로프이다. 그러나, 다른 실시예에 따라, 예를 들어, 용융 금속 흐름이 예를 들어 금속 용해로에서 주조 테이블까지 통과함에 따른, 용융 금속 흐름 밖으로 미립자들을 여과하기 위해 사용되는 인-라인 세라믹 필터(예를 들어, 세라믹 폼 필터)와 같은, 다른 종류의 금속 수용 및 분배 용기들이 사용될 수도 있을 것이다. 그러한 경우에, 용기는, 통로 내에 배치되는 필터를 갖는, 용융 금속을 이송하기 위한 통로를 포함한다. 그러한 용기들 및 용융 금속 수용 시스템의 예시들이, 1997년 10월 7일 아우브레이 등에 허여된 미국특허 제5,673,902호, 및 2006년 10월 26일 공개된 국제공개번호 제2006/110974 A1호에 개시된다.

다른 실시예에서, 용기는, 예를 들어 1995년 8월 10일 공개된 국제공개번호 제95/21273호에 개시된 바와 같은 "알칸 콤팩트 금속 가스제거기(Alcan compact metal degasser)"로 불리는, 용융 금속이 그 내부에서 가스제거되는 컨테이너로서 역할을 한다. 가스제거 작업은, 용융 금속이 노에서 주조 테이블로 이동함에 따른, 용융 금속 흐름으로부터 수소와 다른 불순물들을 제거한다. 그러한 용기는, 회전가능한 가스제거기 임펠러들이 위로부터 그 내부로 돌출하는, 용융 금속 수용을 위한 내부 용적을 포함한다. 용기는 일괄 처리(batch processing)를 위해 사용될 수도 있고, 또는 금속 이송 용기들에 부착되는 금속 분배 시스템의 일부 일 수도 있다. 일반적으로, 용기는 금속 케이스 내부에 배치되는 임의의 내화재료 수용 용기일 것이다. 용기는 또한 한 위치에서 다른 위치로 이동을 위해 많은 양의 용융 금속을 수용하기 위한 내화 세라믹 도가니처럼 설계될 수도 있을 것이다. 모든 그러한 선택적인 실시예들은 외측 금속 케이스 내부에 배치되는 내화재료 용기를 구비하고, 따라서 여기에 개시되는 발명의 특징들을 통합하도록 수정될 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 용융 금속 수용 구조물에 있어서,
   외측 표면을 구비하는 내화재료 용융 금속 수용 용기; 및
   상기 용기와 금속 케이스 사이에 공간을 형성하도록 하는 거리에서 상기 용기의 상기 외측 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸는 내측 표면을 구비하는 상기 용기를 위한 금속 케이스를 포함하며,
   상기 공간은, 상기 케이스의 상 개구부들 및 하 개구부들에 의해 상기 구조물의 외부로 환기되는, 가로막히지 않은 상향 연장 틈을 포함하는, 용융 금속 수용 구조물.
2. 제 1항에 있어서,
   단열재료 층이 상기 케이스의 상기 내측 표면과 상기 용기의 상기 외측 표면 사이의 상기 공간 내에 배치되며, 상기 단열재료 층은 적어도 상기 케이스의 상향 연장 측부들에서 상기 공간보다 좁게 되어, 그로 인해 상기 공간 내에 상기 가로막히지 않은 틈을 형성하는, 용융 금속 수용 구조물.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가로막히지 않은 틈은, 상기 단열재료 층과 상기 금속 케이스의 내측 표면 사이에 형성되는, 용융 금속 수용 구조물.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 가로막히지 않은 틈은, 상기 단열재료 층과 상기 내화재료 용기의 외측 표면 사이에 형성되는, 용융 금속 수용 구조물.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 가로막히지 않은 틈은 상기 단열재료 층의 어느 한 측부에 형성되고, 제2 가로막히지 않은 틈이 상기 단열재료 층의 다른 한 측부에 형성되는, 용융 금속 수용 구조물.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제2 가로막히지 않은 틈은, 외부 공기가 진입하고 상기 제2 가로막히지 않은 틈을 통해 상향으로 흐르는 것을 가능하게 하도록 배치되는 상기 케이스 내부의 하 개구부들 및 상 개구부들과 연통되는, 용융 금속 수용 구조물.
7. 제 2항에 있어서,
   상기 케이스의 바닥에 인접한 상기 단열재료 층은 상기 공간보다 좁고, 상기 가로막히지 않은 틈은 그로 인해 상기 케이스의 상기 상향 연장 측부들 뿐만 아니라 상기 케이스의 상기 바닥을 가로질러 연장되는, 용융 금속 수용 구조물.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 케이스는, 바닥벽, 측벽들 및 상벽을 구비하며, 상기 케이스 내의 상기 상 개구부들 및 상기 하 개구부들은 상기 케이스의 상기 상벽 및 상기 바닥벽 내에 또는 이들에 인접하게 형성되는, 용융 금속 수용 구조물.
9. 상기 금속 케이스는 상기 케이스의 상기 측벽들 및 바닥벽을 형성하는 분리된 금속판들을 포함하며, 상기 판들은 상기 바닥벽과 각각의 상기 측벽 사이에 통로들을 생성하도록 배치되고, 상기 통로들은 상기 하 개구부들을 형성하는, 용융 금속 수용 구조물.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 케이스의 상기 상벽은 그 내부에 슬롯들을 구비하고, 상기 슬롯들은 상기 상 개구부들을 형성하는, 용융 금속 수용 구조물.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가로막히지 않은 틈 및 상기 개구부들은 상기 틈을 통한 공기의 층류 유동을 야기할 수 있는 치수로 이루어진, 용융 금속 수용 구조물.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 세라믹 재료로 제작되는, 용융 금속 수용 구조물.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내화재료 용기는, 트로프의 길이방향 일단부로부터 반대편의 길이방향 단부까지 연장되는 길쭉한 통로를 구비하는, 길쭉한 용융 금속 이송 트로프인, 용융 금속 수용 구조물.
14. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 용융 금속을 이송하기 위한 통로를 구비하며, 상기 통로는 금속 필터를 수용하는, 용융 금속 수용 구조물.
15. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 용융 금속을 수용하기 위한 내부 용적 및 상기 내부 용적 속으로 연장되는 하나 이상의 금속 가스제거 임펠러를 구비하는, 용융 금속 수용 구조물.
16. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 용융 금속을 수용하기에 적합한 내부 용적을 구비하는 도가니인, 용융 금속 수용 구조물.

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