KR20140015502A - 금속 바아 형성용 기계 - Google Patents

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KR20140015502A
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조반니 파올로
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이에코 킵스 온 임프루빙 에스.알.엘.
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Abstract

본 발명에서는, 특히, 50g 내지 50 kg 범위의 무게를 가지는 잉곳을 제조하기 위해 분말, 가루 또는 여러 가지 크기의 토막 형태의 금, 은, 귀금속 합금, 및 다른 순수 금속 또는 상이한 합금과 같은 귀금속을 용해시키고 후속하여 연속적으로 응고시키는데 적합한 금속 바아 형성용 기계가 제공된다. 특히, 이러한 기계는 연속하여 배치된 6 개의 작업 스테이션 (101 ~ 106) 을 가진다.

Description

금속 바아 형성용 기계{MACHINE FOR FORMING METAL BARS}
본 발명은, 청구항 1 의 도입부에서 설명된 바와 같이, 특히, 잉곳을 제조하기 위해 금, 은, 귀금속 합금, 및 다른 순수 금속 또는 상이한 합금과 같은 귀금속을 용해시키고 후속하여 연속적으로 응고시키는데 적합한 금속 바아 형성용 기계에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 특히 금, 은, 귀금속 합금, 다른 순수 금속 및 상이한 합금으로 만들어진 잉곳을 제조하는 것은 두 개의 상이한 방법에 의하여 통상적으로 얻어진다.
5 g 내지 50 g 범위의 가벼운 잉곳을 제조하는 때에는, 원통 형상으로 미리 형성된 패드 또는 빌릿 (billet) 과 같은 반제품으로부터 시작하여 냉각 성형 및 코이닝 공정이 사용된다.
50 g 내지 50 ㎏ 범위의 무게를 가지는 잉곳을 제조하는 때에는, 특정 몰드 내의 금속을 용해시키고 후속하여 응고시키는 방법이 대신 사용된다.
실제로, 용해될 금속은 분말, 과립 또는 여러 가지 크기의 느슨한 원료의 형태로 레이들 내에 위치되고, 여기서 금속은 용해된다.
그 후, 용해된 금속은 절단된 사다리꼴 (truncated-trapezoid) 을 형성하기 위해 일반적으로 형상화된 단일 잉곳 몰드 내에 주입되고, 그 안에서 응고하여, 잉곳의 형태를 취하게 된다.
이러한 두 개의 작업, 즉 재료를 용해시키는 작업 및 후속하여 재료를 응고시키는 작업은 얻어진 최종 제품이 엄격한 그리고 특정한 표준 요건을 만족해야 한다는 것을 고려하면, 특별한 관리로 실행되어야 한다.
실제로, 시장에서 입수할 수 있고, 또한 순수한 금속으로 만들어지는 경우 정확한 순도를 가지거나 합금으로 만들어지는 경우 순수 금속의 정확한 백분율 (이른바 "수치") 을 가지는 잉곳은 극히 정확한 치수 및 무게, 규칙적인 표면을 가지면서 함몰 또는 균열을 가지지 않는 외부 구성 및 균일한 착색을 가져야 하고, 무엇보다도, 잉곳은 기공, 미소 공동 및 구조적인 인장을 갖지 않는 완벽한 내부 금속-그래픽 구조를 가져야 한다.
폐기물로서 간주될, "천공 (punching)" 을 얻는 것을 허용할 수 없는 결함있는 잉곳을 얻는 것을 회피하기 위하여, 전체 제조 주기는 특히 금속의 용해, 응고 및 냉각 단계 동안 많은 관리로 실행되는 것이 필요하다.
현재 기술 상태에 따르면, 잉곳의 생산은 용해된 금속이 잉곳 몰드에 주입되는 도가니가 장착된 용해로를 이용함으로써, 또한 상당한 규모의 공장을 이용함으로써, 게다가 수동으로 발생하고, 여기서 주요 작업 단계는 연속적인 자동 주기를 통해 실시된다.
종래 기술 중 가장 중요한 문헌은 JP 4 305359 A, US 2001/050157 Al, DE 200 12 066 Ul 및 US 2007/289715 Al 이다.
본 발명의 목적은 재료를 용해시키고 응고시키는 단계를 포함하지만 공지된 유형의 공장에 의해 밝혀진 단점을 가지지 않는, 특히 귀금속 및 비귀금속 재료로 만들어지는 잉곳을 제조하기 위한 금속 바아 형성용 기계를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 연속하여 배치된 6 개의 작업 스테이션이 존재하는 기계를 제공함으로써 달성된다:
- "적재 영역" 으로 정의된 제 1 스테이션에서는, 잉곳 몰드 내에 고체 금속을 퇴적시키고 재료의 결정 구조와 상호작용하는 특정한 화학 첨가제를 첨가하여, 후속하는 용해 단계 동안 내부 인장 및 불균질의 형성을 방지하고, 잉곳을 폐쇄시키기 위해 커버를 위치시키며, 또한 모든 잉곳 몰드들을 전체 작동 사이클에 걸쳐 전방으로 이동시키는 푸싱 장치가 존재하고;
- "용해로" 로 일반적으로 정의된 제 2 스테이션에서는, 미리 정해진 온도/시간 파라미터에 따라, 상기 잉곳 몰드내에 포함된 금속을 용해시키고;
- "제 2 첨가" 로서 정의된 제 3 스테이션에서는, 여전히 액체인 금속에 화학 첨가제가 퇴적되어, 후속하는 응고 단계 동안 잉곳의 표면에 형성되는 경향이 있는 불균질을 제거하고;
- "응고 영역" 으로서 정의된 제 4 스테이션에서는, 미리 정해진 온도/시간 파라미터에 따라, 잉곳 몰드내의 금속을 응고시키고,
- "냉각 영역" 으로서 정의된 제 5 스테이션에서는, 고체 잉곳을 냉각시키고, 급속 냉각이 필요한 때에 상기 잉곳을 냉각 유체를 함유하는 통에 하적하고, 완전 냉각시에 잉곳을 수집하며;
- "하적 (unloading) 영역" 으로서 정의된 제 6 스테이션에서는, 잉곳 몰드는 하적되고, 보통 냉각의 경우에 잉곳을 함유할 수 있거나 급속 냉각의 경우에 비어질 수 있으며, 냉각된 잉곳은 개별적으로 회수된다.
본 발명의 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예에 의해 제공되는 본 발명의 가능한 실시형태의 상세한 설명을 통해 더 명확해질 것이다.
- 도 1 은 본 발명에 따른 기계의 정면도를 나타낸다;
- 도 2 는 적재 스테이션에서의 잉곳 몰드의 상세도를 나타낸다;
- 도 3 은 금속 용해 스테이션에서의 t/T°(시간/온도) 다이어그램을 나타낸다;
- 도 4a 및 도 4b 는 상이한 냉각 모드를 갖는 응고 스테이션에서의 잉곳 몰드의 상세도를 도시한다;
- 도 5 는 응고 단계 중에 잉곳 몰드의 슬라이딩 플레이트의 세 개의 상이한 구성을 도시한다.
도면으로부터 식별할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 기계는 일반적으로 참조번호 100 으로 나타내고,
- 잉곳 몰드 (1) 를 적재 (loading) 하여 푸싱 (pushing) 하기 위한, 참조번호 101 로 나타낸 스테이션;
- 잉곳 몰드 내에 포함된 금속을 용해시키는, 참조번호 102 로 나타낸 스테이션;
- 여전히 액체인 금속에 "제 2 첨가" 를 위한, 참조번호 103 으로 나타낸 스테이션;
- 용해된 금속을 응고시키기 위한, 참조번호 104 로 나타낸 스테이션;
- 고체 잉곳을 냉각시키기 위한, 참조번호 105 로 나타낸 스테이션;
- 잉곳 몰드를 하적 (unloading) 시키기 위한, 참조번호 106 으로 나타낸 스테이션을 포함한다.
도 1 에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 작동 스테이션 (101) 의 적재 표면에는 비어있는 잉곳 몰드 (1) 가 위치되고, 하나의 잉곳 몰드와 후속하는 잉곳 몰드 사이에 또는 2 개 이상의 상호 인접한 잉곳 몰드들의 그룹들 사이에 스페이서 (2) 가 개재되어 있고, 상기 스페이서는 단일의 잉곳 몰드 사이에 또는 잉곳 몰드의 그룹들 사이에 미리 정해진 거리를 유지하는 기능을 하고 흑연 또는 임의의 다른 내화 재료로 만들어지고, "잉곳 몰드들의 열 (train)" 을 형성하는 잉곳 몰드 (1) 들은 전방 이동중에 작업 영역 내에 항상 정확하게 위치되고; 게다가 상기 작업 표면에는 또한 푸싱 장치 (3) 가 제공되고, 상기 푸싱 장치는 워엄 나사, 공압 수단, 유압 수단 또는 임의의 다른 수단과 같이 다양하게 구동되고, 비어있는 잉곳 몰드를 추가로 퇴적시키기 위해 전술한 열을 미리 정해진 "피치" 를 갖고서 전방으로 밀고, 이어서 복귀되어 상기 적재 표면상에 공간을 비워둔다.
작업상 관점으로부터, 각각의 단일의 잉곳 몰드 (1) 에는 분말, 가루 또는 여러 가지 크기의 토막 형태의 정확한 무게의 금속이 주입되고 (주입 요소 "A"), 금속내에 함유된 불순물과 화학 반응을 일으키는 화학 첨가제가 첨가되며 (투입 요소 "B"), 상기 화학 첨가제는 개별적으로 또는 혼합되어 사용되는 붕산, 붕사, 질산칼륨, 암모늄, 나트륨, 리튬 및 칼륨과 나트륨의 염화물로 만들어진다.
끝으로, 상기 제 1 스테이션 (101) 에서는 충전된 잉곳 몰드를 폐쇄시키기 위해 커버 (4) 를 위치시킨다.
구성상의 관점으로부터, 도 2 에서 상세하게 볼 수 있는 바와 같이, 잉곳 몰드 (1) 는, 정확한 중량의 금속으로 충전된 때에 커버 (4) 가 금속상에 놓이되 잉곳 몰드의 에지의 맞닿음부에 대해서 상승되어 유지되고 그럼으로써 상기 커버의 바닥이 상기 분말, 가루 또는 토막을 압축하고 규칙적으로 압밀 (compact) 하도록 하는 높이 치수를 가져서, 후속의 용해 단계 중에, 금속의 질량에 의해 점유된 체적이 초기 고체 체적의 1/3 까지 점차 감소하는 때에, 커버는 금속이 용해됨에 따라 상기 맞닿음부에 놓일 때까지 점진적으로 하강하고 이어서 상기 잉곳 몰드를 기밀하게 폐쇄한다.
추가로, 잉곳 몰드 (1) 의 내부 공간은 2 개의 별개의 체적으로 이루어진다; 하부 체적 (1.1) 은 실제의 "몰드" 를 구성하며, 적재 단계 중에 금속의 퇴적을 용이하게 하기 위해, 상이하게 구성될 수 있는 제 2 의 상부 체적 (1.2) 및 의뢰인의 다른 특정한 요건 또는 예를 들어 LMBA 표준과 같은 국제적인 표준에 따라, 잉곳의 크기 및 형태가 결정된다.
그 후, 푸싱 장치 (3) 는 잉곳 몰드를 용해 스테이션 (102) 으로 공급하기 위하여 스테이션 (101) 로부터 "열" 을 밀어내고, 상기 용해 스테이션 (102) 에는 가열로 (5) 가 존재할 수 있으며, 이 가열로 안에서, 잉곳 몰드 및 스페이서가 제어된 분위기의 부존재하에서 내화 표면상에서 슬라이딩하거나, 잉곳 몰드 및 스페이서가 터널의 표면 또는 가이드 상에서 슬라이딩하는 터널 (6) 이 작업 온도까지 가스 타입의 또는 임의의 다른 타입의 버너를 통해, 전자기 유도에 의해 전기 레지스터를 통해 다양하게 가열된다; 예에 의해, 은 (Ag) 으로 만들어진 잉곳에 관하여 이러한 온도는 약 1150 ℃ 를 갖는다. 반면에, 금 (Au) 으로 만들어진 잉곳에 대하여 이러한 온도는 약 1250 ℃ 를 갖고, 터널 내에서 또는 가이드 내에서, 잉곳 몰드 및 커버가 산화에 노출되는 것을 방지하고 따라서 빠른 마모를 방지하고 용해된 금속을 산소로부터 보호하여 유지시키는 "불활성" 환경을 만들기 위해 질소, 최대 4.5 % 의 수소 (H) 를 갖는 질소-수소 혼합물과 같은 불활성 가스가 불어넣어 진다.
현실적으로, 터널 내에서 잉곳의 용해 온도를 반복적으로 그리고 지속적으로 조절하는 어려움은 "유도" 가열을 이용하여 부분적으로 극복되고, 가열 온도 (열적 구배) 의 증가는 용해 온도의 설정값의 적어도 90 % 에 이르는 급한 램프 (a) 및 경사가 덜 한 프로파일 (도 3 참조) 을 가지는 하나 이상의 램프 (b,c) 의 적어도 2 개의 램프 (도 3 참조) 로 발생한다.
추가로, 불활성 가스의 분위기 및 열 (heat) 을 감소시키기 위하여, 터널 (6) 내에는 "열 (train)" 의 입구 및 출구용의 측방 개구에 예를 들어 길로틴 (guillotine) 기술로 얻어진 가동성의 칸막이부 (7) 가 제공되어 가동성 또는 가요성 절연 내화 장벽을 생성하며, 내화 장벽의 이동은 수동이거나 자동이다.
그 후, 여전히 작업상의 관점으로부터, 용해 시간이 경과되면, "열" 을 전방으로 이동시키기 위하여 제공되는 푸싱 장치 (3) 가 작동된다: 용해된 금속을 포함하여, 적재 표면상에 존재하는 잉곳 몰드가 가열로/터널 (5/6) 내로 밀리고, 그 다음에 가열로/터널 (5/6) 내에 존재하는 잉곳 몰드가 밀려서 빠져나와, "제 2 첨가" 의 스테이션 (103) 을 통과하고, 순차적으로 응고 스테이션 (104) 을 통과한다.
작업상의 관점으로부터, 스테이션 (103) 에서, 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 그리퍼에 의해 한편으로는 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 투입 시스템에 의해 잉곳 몰드의 커버를 들어올리고, 각각의 단일 잉곳 몰드 (1) 내의 용해된 금속에는, 상기 용해된 금속 내에 함유된 불순물과 화학 반응을 일으키는 정확한 양의 화학 첨가제가 첨가되고 (투입 요소 "C"), 상기 화학 첨가제는 개별적으로 또는 혼합되어 사용되는 붕산, 붕사, 질산칼륨, 암모늄, 나트륨, 리튬 및 칼륨과 나트륨의 염화물로 만들어지고, 이어서 커버는 잉곳 몰드상에 재위치된다.
또한, " 제 2 첨가" 의 공정에서, 잉곳 몰드 및 커버의 산화를 방지하고 여전히 액체 상태의 금속을 산소에 대해 보호하는 질소, 아르곤 또는 질소-수소 혼합물과 같은 불활성 가스의 유동을 도입하는 것에 의해 "불활성" 환경이 생성되어야 한다. 그 후, 응고 스테이션 (104) 에서, 용해된 금속을 함유하고 커버에 의해 폐쇄된 백열 (incandescent) 온도의 잉곳 몰드는, 안에 존재하는 통과 구멍에 의해 물로 냉각되고 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금을 이용하거나 열의 제어된 분산에 적합한 다른 재료를 이용하여 만들어진 냉각 표면 (10) 상에서 정지할 때까지 슬라이딩되고, 응고 스테이션에서 잉곳 몰드는 전체 질량의 완전한 응고까지, 응고될 재료의 양의 함수로서, 미리 정해진 시간 기간 동안, 평균적으로 1 내지 5 분동안 유지된다.
또한, 응고 공정에서, "불활성" 환경이 생성되어야 하고, 이런 이유로 잉곳 몰드 및 커버의 산화를 방지하고 응고 중인 금속을 산소에 대해 보호하는 질소, 아르곤 또는 질소-수소 혼합물과 같은 불활성 가스의 유동을 도입시킨다.
구체적으로, 내부 금속 구조에 따라, 대형, 중형 또는 소형 결정 및 다소 나타난 응고 수축을 가져야 하는 잉곳을 얻기 위해 필요하고, 응고 스테이션 (104) 에는 열 확산을 늦추기 위한 추가의 절연 또는 내화 냉각 플레이트 (11) 가 제공될 수 있다; 이러한 플레이트에는 잉곳 몰드 및 커버의 하나 이상의 측면과 접촉하거나 그 근방에 위치한, 국부적인 열 부위를 한정하는 노치가 제공될 수 있고 (도 4a 참조) 그리고/또는 냉각 플레이트 (10) 와 잉곳 몰드 (1) 사이에 위치될 수 있는 적절한 릴리프 밀링 (millings in relief) 이 제공되거나 리세스가 형성되거나, 흑연, 금속 또는 내화 또는 절연 재료로 매끄럽게 만들어진, 냉각을 늦추기 위한 추가의 가열 플레이트 (21) 가 제공된다 (도 4b 참조).
대안적으로, 열역학적 응고 구배의 정확한 제어가 요구되는 때에, 가장 적절한 응고된 금속 구조를 가지는 잉곳을 얻기 위해, 예를 들어 상기 잉곳 몰드 주위에 그리고 상기 커버 상에 또한 위치하는, 전기 레지스터, 가스 또는 다른 수단을 이용하여 가열되는 가열 패널 (12) 이 제공될 수 있다.
게다가, 열역학적 구배를 정확하게 결정하는 추가적 가능성을 갖기 위하여, 내부 금속 구조에 따라, 잉곳을 취해야하고, 냉각 플레이트 (10) 는 잉곳 몰드가 응고 단계에서 정지하는 슬라이딩면을 가질 수 있고, 이 슬라이딩면은 편평하고 매끄러운 표면을 가지거나, 릴리프 밀링 (millings in relief) 이 제공되거나 리세스가 형성된다; 게다가 냉각 유체의 통과는 상기 잉곳 몰드의 "열" 의 이동 방향에 대해 길이방향으로 및/또는 횡방향으로 실행될 수 있다 (도 5 참조).
구성상의 이유로 인해, 일부 경우에, "제 2 첨가" 스테이션 (103) 과 응고 스테이션 (104) 은 단일 스테이션 (103/104) 으로 통합될 수 있고, 여기서 첨가 및 응고 단계는 순차적으로 실시된다.
순차적으로, 잉곳 몰드는 냉각 스테이션 (105) 을 통과하고, 제조되는 잉곳의 "크기" 및 재료의 유형의 함수로서 그리고 설정 제조 시간에 따라 이러한 작동은 두 개의 상이한 작동 모드를 통해 발생할 수 있다.
구체적으로, 두 개의 냉각 방법은 다음과 같다:
- 일반적인 냉각: 여전히 아주 고온인 잉곳을 가지는 잉곳 몰드는 자유로운 환경에서 제어된 냉각을 거치고, 이어서 하적 스테이션 (106) 으로 보내진다;
- 잉곳의 급속 냉각: 여전히 아주 고온인 고체 잉곳을 가지는 잉곳 몰드가 냉각 영역에 보내지는 때에, 상기 잉곳 몰드는 비워져 상기 잉곳이 냉각수 통 (13) 으로 낙하되는 한편, 비워진 잉곳 몰드는 하적 스테이션 (106) 에 보내진다.
작업상의 관점으로부터, 급속 냉각은 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 그리퍼 한편으로는 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 액츄에이터에 의해 잉곳 몰드의 커버를 들어올리는 것을 제공하고, 잉곳 몰드를 베이스에 잠근다.
그 후, 전술한 액츄에이터를 회전시켜 잉곳 몰드를 경사이동시키고, 중력에 의해, 고온의 잉곳은 냉각 통 (13) 안에 잠겨 있는 바스켓 (14) 으로 낙하되고, 바스켓은 적절한 냉각 시간 이후에 냉각된 잉곳 (20) 의 수집을 위해 병진 이동을 통해 전술한 통으로부터 빠져나온다.
여전히 순차적으로, 그와는 반대로, 비워진 바스켓 (14) 의 회수, 비워진 잉곳 몰드의 재위치결정 및 커버의 하강 후에, 헤드 푸싱 장치 (3) 는 "열" 을 전방으로 이동시켜서, 비워진 잉곳 몰드는, 슬라이딩하면서, 잉곳 (20) 과 함께 수집되는 하적 스테이션 (106) 에 마침내 위치된다.
특히, 상기 하적 스테이션 (106) 이 적절하게 연장될 수 있어서, 잉곳 몰드의 "열" 이 긴 시간 기간에 걸쳐 냉각 표면에 노출되어 유지되는 것을 허용하고, (일반적인 냉각의 경우에) 잉곳 몰드로부터 냉각된 잉곳을 수집하고 커버를 제거해야하거나, (급속 냉각의 경우) 수집된 잉곳을 비워야 하는 작동자에 의해 용이한 취급을 허용하는데 적합한 온도에 점차적으로 도달할 수 있다.
따라서, 상정되는 본 발명은 많은 변형 및 수정을 받을 수 있고, 본 발명의 상세한 구성은, 이하의 청구범위에 의해 규정된 본 발명의 개념 내에서 모두 속하는 기술적으로 동등한 요소에 의해 대체될 수 있다.

Claims (16)

  1. 특히, 50 g 내지 50 kg 범위의 질량 (mass) 을 가지는 잉곳을 제조하기 위해 분말 (powder), 가루 (grits) 또는 여러 가지 크기의 토막 (swarf) 형태의 금, 은, 귀금속 합금, 및 다른 순수 금속 또는 상이한 합금과 같은 귀금속을 용해시키고 후속하여 연속적으로 응고시키는데 적합한 금속 바아 형성용 기계로서,
    상기 기계 (100) 는 연속하여 배치된 6 개의 작업 스테이션을 갖고,
    "적재 (loading) 영역" 으로 정의된 제 1 스테이션 (101) 에는, 잉곳 몰드 (1) 내에 고체 금속을 퇴적시키는 주입 요소 "A" 및 재료의 결정 구조와 상호작용하는 특정한 화학 첨가제를 첨가하는 것이 허용되도록 되어 있는 투입 요소 "B" 가 존재하고, 또한, 모든 잉곳 몰드들을 전체 작동 사이클에 걸쳐 전방으로 이동시키는 푸싱 장치 (3) 가 존재하고, 또한, 충전된 잉곳 몰드를 폐쇄시키는 커버 (4) 및 단일의 잉곳 몰드 사이에 또는 잉곳 몰드들의 그룹들 사이에 미리 정해진 거리를 유지하는 기능을 하고 내화 재료로 만들어진 스페이서 (2) 가 제공되어 있으며,
    "용해로" 로 일반적으로 정의된 제 2 스테이션 (102) 에서는, 미리 정해진 온도/시간 파라미터에 따라, 상기 잉곳 몰드내에 포함된 금속의 용해가 발생되고,
    "제 2 첨가" 로서 정의된 제 3 스테이션 (103) 에는, 여전히 액체인 금속에 화학 첨가제를 퇴적시키는 투입 요소 "C" 가 존재하고,
    "응고 영역" 으로서 정의된 제 4 스테이션 (104) 에는, 채널 또는 냉각 조 (cooling bath) 가 존재하고, 미리 정해진 온도/시간 파라미터에 따라, 잉곳 몰드내의 금속의 응고가 발생하고,
    "냉각 영역" 으로서 정의된 제 5 스테이션 (105) 에는, 고체 잉곳의 냉각을 결정하도록 되어 있는 추가의 수단 및, 급속 냉각이 필요한 때에 냉각 유체를 함유하는 통 (vat) 이 존재하고, 또한, 완전 냉각시에 잉곳을 수집하는데 적합한 수단이 제공되어 있으며,
    "하적 (unloading) 영역" 으로서 정의된 제 6 스테이션 (106) 에는, 잉곳 몰드를 하적하고, 보통 냉각의 경우에 잉곳을 함유하는데 적합하거나 급속 냉각의 경우에 비어지는 수단이 존재하고, 냉각된 잉곳들은 개별적으로 회수되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 작업 스테이션 (101) 에서 적재 표면에는 비어있는 잉곳 몰드 (1) 가 위치되고, 하나의 잉곳 몰드와 후속의 잉곳 몰드 사이에 또는 2 개 이상의 상호 인접한 잉곳 몰드들의 그룹들 사이에 스페이서 (2) 가 개재되어 있고, 상기 스페이서는 단일의 잉곳 몰드 사이에 또는 잉곳 몰드의 그룹들 사이에 미리 정해진 거리를 유지하는 기능을 하고 흑연 또는 임의의 다른 내화 재료로 만들어지고, "잉곳 몰드들의 열 (train)" 을 형성하는 잉곳 몰드들 (1) 은 전방 이동중에 후속의 작업 스테이션내에 항상 정확하게 위치되고, 작업 표면에는 또한 푸싱 장치 (3) 가 제공되고, 상기 푸싱 장치는 워엄 나사, 공압 수단, 유압 수단 또는 임의의 다른 수단과 같이 다양하게 구동되고, 비어있는 잉곳 몰드를 추가로 퇴적시키기 위해 상기 열을 미리 정해진 "피치" 를 갖고서 전방으로 밀고, 이어서 복귀되어 상기 적재 표면상에 공간을 비워두는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 작업 스테이션 (101) 에서는, 분말, 가루 또는 여러 가지 크기의 토막 형태의 정확한 양의 금속을 각각의 단일의 잉곳 몰드 (1) 내에 주입할 수 있는 수단이 존재하고, 금속내에 함유된 불순물과 화학 반응을 일으키는 화학 첨가제가 첨가되고, 상기 화학 첨가제는 개별적으로 또는 혼합되어 사용되는 붕산, 붕사, 질산칼륨, 암모늄, 나트륨, 리튬 및 칼륨과 나트륨의 염화물로 만들어지고, 이어서 상기 커버 (4) 는 충전된 잉곳 몰드를 폐쇄시키도록 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 잉곳 몰드 (1) 는, 정확한 중량의 금속으로 충전된 때에 상기 커버 (4) 가 금속상에 놓이되 상기 잉곳 몰드의 에지의 맞닿음부에 대해서 상승되어 유지되고 그럼으로써 상기 커버의 바닥이 상기 분말, 가루 또는 토막을 압축하고 규칙적으로 압밀 (compact) 하도록 하는 높이 치수를 가져서, 후속의 용해 단계중에, 금속의 질량에 의해 점유된 체적이 초기 고체 체적의 1/3 까지 점차 감소하는 때에, 상기 커버는 금속이 용해됨에 따라 상기 맞닿음부에 놓일 때까지 점진적으로 하강하고 이어서 상기 잉곳 몰드를 기밀하게 폐쇄하며, 상기 잉곳 몰드 (1) 는 2 개의 별개의 체적으로 이루어진 내부 공간을 가지며, 정확하게 하부 체적 (1.1) 은 실제의 "몰드" 를 구성하며, 적재 단계중에 금속의 퇴적을 용이하게 하기 위해, 상이하게 구성될 수 있는 제 2 의 상부 체적 (1.2) 및 의뢰인의 다른 특정한 요건 또는 국제적인 LMBA 표준에 따라, 잉곳의 크기 및 형태가 결정되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 하나 이상의 항에 있어서,
    용해 스테이션 (102) 에는 가열로 (5) 가 존재하고, 이 가열로 안에서 상기 잉곳 몰드 (1) 및 스페이서 (2) 가 제어된 분위기의 부존재하에 내화 표면상에서 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 하나 이상의 항에 있어서,
    용해 스테이션 (102) 에는, 용해 온도의 설정값의 적어도 90 % 에 이르는 급한 램프 (a) 및 경사가 덜 한 프로파일을 가지는 하나 이상의 램프 (b,c) 의 적어도 2 개의 램프를 갖고서 가열 온도의 증가가 발생되는 "유도" 가열을 바람직하게는 이용하여 다양하게 가열되는 터널 (6) 이 존재하고, "불활성" 환경을 만들기 위해 질소, 최대 4.5 % 의 수소 (H) 를 갖는 질소-수소 혼합물과 같은 불활성 가스가 불어넣어지고, 상기 "열" 의 입구 및 출구용의 측방 개구에 바람직하게는 길로틴 (guillotine) 기술로 얻어진 가동성의 칸막이부 (7) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    응고 스테이션 (104) 에서 냉각 플레이트 (10) 는 슬라이딩면을 갖고, 상기 잉곳 몰드는 응고 단계에서 상기 슬라이딩면 상에서 정지하고, 냉각 유체의 통과는 상기 잉곳 몰드의 "열" 의 이동 방향에 대해 길이방향으로 및/또는 횡방향으로 실행되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 응고 스테이션 (104) 에서 냉각 표면 (10) 과 상기 잉곳 몰드 (1) 사이에는, 적절한 릴리프 밀링 (millings in relief) 이 제공되거나 리세스가 형성될 수 있는, 흑연, 금속 또는 내화 또는 절연 재료로 만들어진, 냉각을 늦추기 위한 다른 가열 플레이트 (21) 가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 응고 스테이션 (104) 에는, 상기 잉곳 몰드 및 커버의 하나 이상의 측면과 접촉하거나 그 근방에 위치한, 국부적인 열 부위를 한정하는 노치가 제공된 냉각 또는 열절연 플레이트 (11) 가 존재하고, 열역학적 응고 구배의 정확한 제어가 요구되는 때에, 가장 적절한 응고된 금속 구조를 가지는 잉곳을 얻기 위해, 상기 잉곳 몰드 주위에 그리고 상기 커버상에 또한 위치하는, 전기 레지스터 타입의, 가스 타입의 또는 다른 수단으로 가열되는 가열 패널 (12) 이 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계.
  10. 제 2 항 및 제 6 항의 금속 바아 형성용 기계의 작동으로서,
    용해 시간이 경과되면, 적재 표면상에 존재하는 잉곳 몰드가 가열로/터널 (5/6) 내로 밀리고 그 다음에 상기 가열로/터널 (5/6) 내에 존재하는 잉곳 몰드가 밀려서 빠져나와 "제 2 첨가" 스테이션 (103) 을 통과하도록, 상기 푸싱 장치 (3) 가 상기 "열" 을 전방으로 이동시키고, 각각의 단일의 잉곳 몰드 (1) 내의 용해된 금속에는, 상기 용해된 금속내에 함유된 불순물과 화학 반응을 일으키고 또한 개별적으로 또는 혼합되어 사용되는 붕산, 붕사, 질산칼륨, 암모늄, 나트륨, 리튬 및 칼륨과 나트륨의 염화물로 만들어지는 화학 첨가제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  11. 제 2 항 내지 제 6 항 중의 하나 이상의 항의 금속 바아 형성용 기계의 작동으로서,
    응고 스테이션 (104) 에서, 용해된 금속을 함유하고 커버에 의해 폐쇄된 백열 (incandescent) 온도의 잉곳 몰드는, 안에 존재하는 통과 구멍에 의해 물로 냉각되고 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금을 이용하거나 열의 제어된 분산에 적합한 다른 재료를 이용하여 만들어진 냉각 표면 (10) 상에서 정지할 때까지 슬라이딩되고, 응고 스테이션에서 상기 잉곳 몰드는 전체 질량의 완전한 응고까지, 응고될 재료의 양의 함수로서, 미리 정해진 시간 기간동안, 평균적으로 1 내지 5 분동안 유지되고, 또한 응고 스테이션에서 상기 잉곳 몰드 및 커버의 산화를 방지하고 응고 중인 금속을 산소에 대해 보호하는 질소, 아르곤 또는 질소-수소 혼합물과 같은 불활성 가스의 유동을 도입하는 것에 의해 "불활성" 환경이 생성되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 하나 이상의 항의 금속 바아 형성용 기계의 작동으로서,
    상기 제 3 및 제 4 스테이션 (103/104) 에서 행해지는 작업들은 단일의 작업 스테이션에서 실시되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  13. 제 2 항 내지 제 6 항 중의 하나 이상의 항의 금속 바아 형성용 기계의 작동으로서,
    냉각 스테이션 (105) 에서, 여전히 아주 고온인 잉곳을 가지는 잉곳 몰드는 제어된 냉각을 거치고, 이어서 하적 스테이션 (106) 으로 보내지는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  14. 제 2 항 내지 제 6 항 중의 하나 이상의 항의 금속 바아 형성용 기계의 작동으로서,
    냉각 스테이션 (105) 에서, 냉각 영역에 있을 때에 여전히 아주 고온인 고체 잉곳을 가지는 잉곳 몰드가 비워져 상기 잉곳이 냉각수 통 (13) 으로 낙하되는 것을 제공하는 급속 냉각이 달성되는 한편, 비워진 잉곳 몰드는 하적 스테이션 (106) 에 보내지는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  15. 제 11 항에 있어서,
    급속 냉각은, 잉곳 몰드를 잡기 위한 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 그리퍼에 의해 한편으로는 기계식 타입, 공압식 타입 또는 임의의 다른 타입의 액츄에이터에 의해 잉곳 몰드 (1) 의 커버 (4) 를 들어올리고 이어서 상기 액츄에이터를 회전시켜 상기 잉곳 몰드를 경사이동시키는 것을 제공하고, 중력에 의해, 고온의 잉곳은 냉각 통 (13) 안에 잠겨 있는 바스켓 (14) 으로 낙하되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
  16. 제 12 항에 있어서,
    적절한 냉각 시간 이후에, 냉각된 잉곳 (20) 의 수집을 위해 바스켓 (14) 은 병진 이동을 통해 통 (13) 으로부터 빠져나오고, 이어서, 비워진 바스켓 (14) 의 재위치결정, 비워진 잉곳 몰드의 재위치결정 및 커버의 하강이 발생되고, 이어서, 헤드 푸싱 장치 (2) 는 상기 "열" 을 전방으로 이동시켜서, 비워진 잉곳 몰드는, 슬라이딩하면서, 잉곳 (20) 과 함께 수집되는 하적 스테이션 (106) 에 마침내 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 바아 형성용 기계의 작동.
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