KR20190130042A - 필터 핸들링 도구 - Google Patents
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Abstract
용융 금속 필터 박스를 개시한다. 상기 필터 박스는 용융 금속을 위한 유로에 제공되는 필터 하우징을 포함한다. 수평 구획은 필터 하우징 내에 배치되며, 적어도 하나의 필터 수용 통로를 갖는다. 실질적으로 평평한 플레이트의 형상을 가진 여과재는 필터 수용 통로내에 배치되고 용융 금속의 유입 경로 하부에 위치된다. 상기 여과재는 개구를 포함한다. 필터 핸들링 장치는 개구 내에 배치된다. 상기 필터 핸들링 장치는 여과재에 걸기 위하여 용융 금속 필터 박스에 고정되는 핸들을 선택적으로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 여과재는 필터 핸들링 장치를 잡고 여과재를 제거함으로써 제거될 수 있다.
Description
본 개시내용은 용융 금속을 여과하기 위한 장치에 관한 것이다. 여과재의 설치, 제거 및 배치를 위한 장치와 관련하여 특정한 개시내용을 제시하며, 이를 기초로 설명될 것이다. 그러나 본 개시내용은 다른 유사분야에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
용융 금속, 보다 상세하게는 용융 알루미늄은 보통 최종적인 캐스트 금속 제품에 유해한 혼입 고체를 함유한다. 상기 혼입된 고체는 상기 용융 금속이 응고된 이후 최종 캐스트 제품 내에 포함되어, 연성이 부족하거나 미흡한 밝기 처리 및 양극 산화되는 특성을 가지는 것으로 나타난다. 상기 최종 캐스트 제품 내에 포함된 특성들은 여러 원인에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 표면 산화막으로부터 발생할 수 있다. 또한, 탄화물, 붕소화물 및 부식로, 수조 내화물로부터 나온 기타물질과 같은 불용성 불순물로부터 발생할 수도 있다.
용융제 도포와 같은 철저한 용융 처리 공정은 상기와 같은 결함의 발생을 최소화하지만; 만족스러운 수준까지 결함을 줄이는 것이 항상 성공하는 것은 아니다. 통상적으로, 용융 여과는 상기 결함의 범위를 더 감소시키기 위하여 사용된다. 일반적으로 사용되는 필터의 한 유형은 다공성 세라믹 폼이다. 상기 다공성 세라믹 폼은 예를 들어 미국특허 제 3,090,094 및 제 3,097,930에서 대표적으로 개시되는 일 실시예로, 종래 기술로 알려져있다. 이러한 다공성 세라믹 폼 소재는 미국특허 제 3,893,917("Molten Metal Filter" by Michael J. Pryor and Thomas J. Gray, patented July 8, 1975) 및 함께 계류중인 미국특허 제 563,213("Ceramic Foam Filter" by John C. Yarwood, James E. Dore and Robert K. Preuss, filed Mar. 28, 1975)에서 개시된 바와 같이, 용융 금속을 여과하는데 특히 유용한 것으로 알려져있다.
다공성 세라믹 폼 소재는 우수한 여과 효율, 저렴한 비용, 사용의 용이성 및 폐기처리 기준으로 이를 일회용으로의 사용가능성을 포함하는 여러가지 이유로 용융 금속 여과에 특히 유용하다. 상기 세라믹 폼 필터는 제조하기에 편리하고 저렴하며 폐기처리 기준으로 사용될 수 있다는 사실은 여과 장치로부터 필터를 쉽고 편리하게 조립 및 제거하기 위한 수단으로의 개발을 필요로한다.
종래 여과장치에서, 용융 금속은 여과재를 향해 아래로 흐른다. 하나의 용융로에서 다른 용융로로 전환하는 동안 또는 여과 작업이 종료된 이후에 용융로에서 여과 장치까지 용융 금속의 유입이 중단되면, 여과 장치내의 상기 용융 금속은 여과재를 통해 장치로부터 흘러나온다. 용융 금속이 여과재를 통과한 이후에는, 상기 여과재는 반드시 교체되어야 한다. 유사하게, 여과 장치 내의 주변 공기와 접촉되는 용융 금속의 표면에 형성되는 산화 알루미늄 막과 같은 산화막이 잔존하는 용융 금속 및 여과재에 달라붙는 것과 함께 여과재로 흘러 들어가기 때문에 상기 여과재는 막힐 수 있다. 통상적으로, 필터가 교체되어야 할 때, 금속이 여전히 액체상태인 동안 구멍이 필터에 펀칭되어, 후크로 쥐어지는 포인트인 250℃ 이하로 필터박스를 냉각 가능하게 한다. 상기 공정은 냉각 및 가열 시간이 필요하고, 필터 박스의 내화성 물질을 마모시키고, 펀칭 단계의 결과로 여과재 조각이 필터박스를 오염시키게 된다.
본 개시내용은 용융 알루미늄과 같은 용융 금속의 여과와 관련하여 사용되는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여과재를 어려움 없이 교체 가능하도록 구성된 용융 금속 여과 장치에 관한 것이다.
따라서, 여과재를 쉽고 안전하게 교체하도록 하는 장치의 개발이 오랜 시간동안 요구되었다. 또한, 다공성 세라믹 재료로 제조된 여과재의 유리한 특성, 예를 들어, 많은 용량의 여과 및 많은 용융 금속의 효과적인 처리와 같은 특성을 최대한 이용하기 위하여, 상기 여과재를 교체하는 공정을 개선할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.
제1실시예에 의하면, 용융 금속 필터 박스로부터 필터를 설치 및 제거하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는 생크, 상기 생크의 제1단부에 영구적으로 고정되는 상단부, 및 상기 생크의 제2단부에 해제 가능하게 고정되는 핸들을 포함한다.
제2실시예에 의하면, 필터 박스로부터 필터를 설치 및 제거하기 위한 방법을 개시한다. 상기 방법은 (a) 생크, 상기 생크의 제1단부에 영구적으로 고정되는 상단부, 및 상기 생크의 제2단부에 해제 가능하게 고정되는 핸들을 포함하는 장치를 제공하는 단계; (b) 상기 장치로부터 핸들을 해제하는 단계; (c) 상기 필터 내에 형성되는 개구를 통해 생크를 삽입하는 단게; (d) 상기 생크에 핸들을 부착하는 단계; (e) 상기 장치를 사용하여 필터 박스내의 적절한 위치에 상기 필터를 배치시키는 단계; 및 (f) 상기 필터를 포함하는 장치를 필터 박스의 일 영역에 연결하는 단계;를 포함한다.
추가적인 실시예에 의하면, 용융 금속 필터 박스가 개시된다. 상기 필터 박스는 용융 금속을 위한 유로에 제공되는 필터 하우징을 포함한다. 수평 구획이 상기 필터 하우징내에 배치되며 적어도 하나의 필터 수용 통로를 갖는다. 여과재는 상기 필터 수용 통로 내에 배치되고 용융 금속의 유입 경로 하부에 배치된다. 상기 여과재는 개구를 포함한다. 필터 핸들링 장치는 상기 개구내에 배치된다. 상기 필터 핸들링 장치는 상기 여과재를 걸기 위하여 용융 금속 필터 박스에 고정되는 해제 가능한 핸들 단부를 포함한다. 바람직하게는, 상기 여과재는 필터 핸들링 장치를 잡아 제거할 수 있으며, 필터 하우징으로부터 용융 금속을 완전히 비우지 않고 여과재를 제거할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 필터 박스는 유도 코일을 포함한다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 용융 금속 필터 박스의 단면도;
도 2는 도 1의 다이어그램 내에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 나타낸 측단면도;
도 3은 필터 핸들링 장치의 사시도;
도 4는 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 평면사시도;
도 5는 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 저면사시도;
도 6은 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 단면도;
도 7은 필터 박스에 삽입되는 필터 핸들링 장치 및 거름판의 단면도; 및
도 8은 필터 핸들링 장치를 포함하는 전자기 필터 박스의 측면도; 및
도 9는 필터 핸들링 장치의 또 다른 상부 구성의 사시도.
도 2는 도 1의 다이어그램 내에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 나타낸 측단면도;
도 3은 필터 핸들링 장치의 사시도;
도 4는 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 평면사시도;
도 5는 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 저면사시도;
도 6은 거름판과 연결되는 필터 핸들링 장치의 단면도;
도 7은 필터 박스에 삽입되는 필터 핸들링 장치 및 거름판의 단면도; 및
도 8은 필터 핸들링 장치를 포함하는 전자기 필터 박스의 측면도; 및
도 9는 필터 핸들링 장치의 또 다른 상부 구성의 사시도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 내화재로 제조되고 용융 금속을 위한 유로를 제공하는 용융 금속 여과 장치(11)는 역전되고 끝이 잘린 사각 피라미드의 측면을 형성하는 내부 표면을 가지는 것으로 도시된다. 필터 하우징(12)은 필터 장치(11)내에 형성된다. 상기 필터 하우징(12) 내부에서, 수평격벽(13)은 측벽(14)으로부터 연장된다. 상기 수평격벽(13)의 일단에서, 수직격벽(15)이 반대편 측벽(16)으로부터 분리됨에 따라 상부로 일체로 연장된다. 상기 수평격벽(13) 및 수직격벽(15)은 필터 하우징(12)을 두 영역으로 분할한다.
수평격벽(13)은 내벽이 하향으로 수렴하는 대체적으로 사각형상의 필터 세팅홀(17)을 가진다. 필터 세팅홀(17)에서, 임의의 필터 프레임(18)은 역전되고 끝이 잘린 사각 피라미드의 빈 공간을 둘러싸는 패턴으로 내화블럭과 같은 내화재로 이루어진다. 프레임(18)은 분리 가능하지만 수밀식으로 장착되어, 프레임(18) 상부가 수평격벽(13)으로부터 돌출된다. 측벽이 역전되고 끝이 잘린 사각 피라미드 면을 형성하는 평판형의 다공성 세라믹재로 이루어진 여과재(19)는 필터 프레임(18)의 개구에 수밀식으로 설치된다. 상기 여과재(19)는 실질적으로 골격 망상구조를 가진 가요성 폴리우레탄 폼을 세라믹 슬러리로 코팅하고 코팅된 폼을 건조 및 수결하여, 탄화를 통해 세라믹 스트랜드를 남기기 위하여 폴리우레탄 폼을 제거함으로써 제조되는, 세라믹폼과 같은 세라믹재로 이루어질 수 있다.
유로(20)는 수평격벽(13)과 수직격벽(15)의 개입으로 생산된 두 개의 구획 중 하나의 구획(12A) 내에서, 여과재(19)의 상부 표면보다 높은 위치에서 용융 금속의 전달을 위하여 제공된다.
구획(12B)의 하벽은 측벽에서 다른 측벽으로 하향 경사져있다. 용융 금속 배출부(21)는 리드(22)로 보통 폐쇄상태를 유지시키고 필요할 때 개방되는 하벽의 가장 낮은 위치에서 형성된다. 구획(12B) 위에는, 용융 금속 추가유로(23)가 상기 여과재(19)보다 높은 위치에서 그루브 모양으로 형성된다.
필터 핸들링 장치(30)는 여과재(19)의 삽입 및 제거를 가능하게 하기 위하여 제공된다. 따라서, 낡은 여과재를 새것으로 교체하는 것은 상기 필터 핸들링 장치를 사용함으로써 쉽게 이루어진다. 따라서, 필터 박스로부터 고온의 용융 금속을 완전히 제거하고, 이어서 배출된 여과재를 분해하여, 분해된 여과재의 조각들을 제거하는 위험하고 시간 소모적인 작업을 수반할 수 있는 종래 필터 장치와 비교하여, 상기 여과 장치는 안전하고 용이한 여과재 교체를 제공할 것으로 예상된다. 종래 장치를 이용한 이러한 공정은 상기 분해된 여과재의 조각들은 필터 하우징 내에 남아서 후속 여과 사이클에서 처리될 용융 금속과 섞이게 될 가능성을 수반한다. 상기 장치는 주로 세라믹 폼 필터의 제거와 관련하여 설명되지만, 다른 필터 분야에서 쉽게 사용될 수도 있다.
지금부터, 도 3 내지 도 7을 참고하여 상기 필터 핸들링 장치가 보다 상세히 설명된다. 상기 장치(30)는 제1단부에서 인양고리부(34)를 갖는 생크부(32)를 포함한다. 상기 생크부(32)의 제2단부에서 헤드부(36)가 배치된다. 핸들(38)은 상기 인양고리부(34)를 통해 제거 가능하도록 수용된다.
상기 인양고리부(34)는 또한 생크부(32)로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 상기 인양고리부는 생크(35)에 나사고정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 숫나사형 인양고리부(34)와 암나사형 생크연결부가 사용될 수 있다. 물론, 핀고정 또는 슬롯/홈 배치를 포함한 대체적인 매커니즘이 고려된다. 대체적으로, 상기 인양고리부는 상기 생크의 최대 폭 치수보다 작은 외부 치수를 가질 수 있다. 유사하게, 상기 인양고리부(34)는 닫힌 원으로 도시되어 있지만, 핸들을 수용하도록 구성된 임의의 형상일 수 있다. 또한, 닫힌 형상이 필요하지 않는다. 호이려 후크 형상이 또한 고려될 수 있다.
비록 본 개시내용에서 X 형상의 헤드부(36)로 도시되어 있으나, 상기 헤드부는 필터 플레이트(40)(다수의 적층된 필터 플레이트가 A-B-C로 도시됨)이 충분히 설치되도록 이루어진 수많은 다양한 형상일 수 있다. 또한, 상기 헤드부는 스포크 형상일 필요가 없다. 예를 들어, 상기 헤드부는 연속된 플레이트일 수 있다. 이와 관련하여, 상기 플레이트 또는 스포크는 필터 플레이트(들)가 적절히 설치된 임의의 형상일 수 있다. 상기 헤드부는 예를 들어 용접에 의해 생크에 영구적으로 부착될 수 있다.
많은 환경속에서, 상기 필터 핸들링 장치는 금속으로 구성될 것이다. 바람직한 금속은 연강과 같은 강을 포함한다. 강으로 이루어진 필터 핸들링 장치의 저항성을 개선하기 위하여, 필터 리프팅 장치의 표면에 내화재로 코팅하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 행거는 필터링 과정동안 금속 접합을 방지하기 위하여 질화 붕소로 코팅될 수 있다. 또 다른 예시적인 코팅재는 규산칼슘 슬러리, 용융 실리카 슬러리, 또는 그들의 조합(Pyrotek Inc. of Spokane Washington로부터 입수할 수 있는)중의 어느 하나에 매립된 유리섬유 직물로 제조된 복합 내화물인 RFM이다. 용융 금속을 투입하는 필터 핸들링 장치의 해당 영역만이 코팅될 수 있다.
일반적으로, 상기 생크(32)는 필터 플레이트(40)에 형성된 홀(42)에 대응하는 원통 형상을 가질 수 있다. 그러나 홀과 생크의 결합된 형상을 형성함으로써 필터 플레이트가 생크의 종축을 중심으로 회전하는 것을 방지할 수 있다는 특정 이점이 생길 수 있다. 예를 들어, 대응되는 단면 직사각 또는 별 모양이 각 생크 및 홀에 사용될 수 있다. 수많은 상황속에서, 상기 생크와 필터 홀 사이에 공차를 가지도록 하여, 상기 공차 내에 형성된 임의의 공간을 통해 이동하거나 필터 본체를 통과하지 못하도록 방지하는 것이 유리할 것이다. 이를 해결하기 위한 하나의 매커니즘은 상기 생크와 필터 플레이트 사이에 개스킷 부재 또는 인서트(44)를 제공하는 것이다. 세라믹 섬유는 상기 인서트/개스킷을 형성하기에 적절한 재료이다. 대안으로, Shureseal로부터 얻을 수 있는 것과 같은 팽창성 재료가 개스킷을 형성하는데 사용될 수 있다.
특정 설비에서, 가능성은 낮지만, 용융 금속이 상기 장치의 생크부와 필터의 홀 사이를 통과함으로써 세라믹 폼 필터(CFF)를 우회할 수 있다는 이론상의 주장이 존재한다. 따라서, 금속이 필터를 우회하는 것을 방지하기 위하여 개스킷이 포함될 수 있다. 특정적인 실시예로, 상기 개스킷은 필터 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부 필터 플레이트는 하부의 제2 및/또는 제3필터 플레이트보다 더 큰 홀을 가질 수 있고, 상기 홀은 세라믹 섬유 튜브로 라이닝될 수 있다. 유사하게, 단일 플레이트 필터의 경우, 상기 홀은 다른 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 홀은 개스킷 부재를 수용하는 상부에서 더 크고, 상기 장치의 생크부에 공차를 제공하기 위하여 하부 영역에서 더 좁게 이루어질 수 있다. 상기 개스킷 실링을 상부에 배치함으로써 하부 실링이 용융액으로 세척될 가능성이 줄어든다. 설치자는 개선된 실링을 제공하기 위하여 상기 홀을 통해 바를 밀어넣을 수 있다. 세라믹 섬유 튜브는 저렴하고, 용융 금속에 내성이며 압축 가능하기 때문에 바람직하다. 상기 개스킷은 또한 상기 바가 시간이 지남에 따라 마모 손상되고 바이패스할 가능성이 증가하기 때문에 더욱 유리한 것으로 입증될 수 있다.
어셈블리는, 우선 생크(32)로부터 인양고리부(34) 및 핸들(38)을 제거하고 필터(들)(40)을 통해 생크를 삽입하여 구성될 수 있다. 인양고리부(34)는 상기 생크(32) 및 상기 인양고리부(34)를 통해 삽입된 핸들(38)에 재부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 필터(들)은 행거에 매달려 필터 박스(46)내로 하강될 수 있다. 핸들(38)이 필터 박스(46)내의 설치홈(48)에 수용되기 때문에 상기 핸들링 장치 및 관련 필터(들)가 추락하는 것을 방지한다.
특정 실시예에서, 여과되는 동안 상기 장치의 헤드부가 필터 박스의 바닥에 놓이도록 핸들이 생략될 수 있다. 또한, 상기 필터는 탭 아웃 단계에서 상기 장치를 사용하여 필터를 미세하게 들어올릴 수 있다. 금속이 여전히 용융된 상태에서 상기 필터 및 필터 박스 사이에 작은 갭을 생성함으로써, 박스로의 필터의 동결을 방지할 수 있다.
여과 공정의 마지막 단계에서, 상기 핸들(38)은 제거되고, 상기 필터 박스(46)로부터 필터(들)를 제거하기 위하여 적절한 리프팅 장치가 인양고리부(34)와 함께 사용된다. 유리하게는, 상기 핸들링 장치를 포함하는 필터는 종래 기술을 사용하여 제거된 필터보다 훨씬 빠르게 빈 필터 박스로부터 제거될 수 있다. 또한, 상기 필터는 상기 필터가 금속의 응고점 밑으로 냉각될 때 본 개시내용에 따른 핸들링 장치를 사용하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 순수한 알루미늄에 사용된 필터는 약 660℃ 또는 그 이하에서 제거될 수 있다. 종래 기술은 필터가 약 250℃로 냉각될 때까지 필터를 제거할 수 없다. 상기 인양고리부는 행거 장치로부터 제거되고, 상기 행거는 필터(들)로부터 제거될 수 있다. 감소된 외부 치수를 가지는 인양고리가 사용된다면, 상기 인양고리부의 제거 및 재부착 단계가 생략될 수 있다.
본 개시내용은 필터를 고온의 필터 박스로/로부터 삽입/제거하는 안전 매커니즘을 제공할 수 있다. 본 개시내용은 임의의 크기 및 모양의 필터(본 개시내용에서는 23" 제곱 필터가 도시된다)에 적용될 수 있다. 본 개시내용은 단일 또는 다중필터에 사용될 수 있다. 본 개시내용은 세라믹 폼 필터, 결합입자 필터, 또는 다른 유형의 필터에 사용될 수 있다.
전자기 필터 박스와 함께 사용하면, 스틸 행거는 전자기장을 도류화하고 집중시키는 데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 저주파 유도 코일이 세라믹 필터재의 주위에 매우 근접하게 배치될 수 있다. 자기장의 존재는 더 두꺼운 필터의 프라이밍(priming)을 가능케 한다. 코일 및 필터 요소의 방향은 수직 또는 수평일 수 있으며, 상기 프라이밍이 이루어지는 동안 가스가 탈출하기 위한 경로가 제공될 수 있다. 상기 유도 코일의 전기 도체는 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 평평한 원형, 관형, 직사각형, 또는 정사각형일 수 있다. 종래 유도 퍼니스 코일과는 달리, 본 개시내용에 따른 코일은 전기적으로 효율적인 용융을 주목적으로 하는 장치의 구성으로 사용되지 않기 때문에 낮은 전기저항을 갖도록 구성될 필요가 없다. 따라서, 높은 전류 밀도(예를 들어, 50A/mm2 vs 종래 1-32A/mm2)가 사용되어, 자기장 강도 내에서 대응되는 증가와 함께 주어진 코일 높이에서 더욱 안쪽으로 휘면서 비교적 작은 직경을 가진 도체가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 필터재의 높이보다 더 높은 자기장 강도를 갖기 위하여 단일, 이중 또는 더 많은 층의 코일이 사용될 수 있다. 3층 이상의 유도 코일이 사용될 수 있지만, 추가적인 자기장 강도의 이점이 감소한다.
도 7을 참조하여, 특정 실시예에서 상기 생크(32)가 필터(들)(40)의 상부 표면(50)으로부터 필터 박스(46)의 바닥(52)까지의 필터 박스의 깊이보다 긴 길이를 갖는 것이 바람직할 것이다. 이러한 방식으로, 필터 박스에 삽입될 때, 상기 핸들(30)의 생크(32)는 헤드부(36)가 바닥(52)에 접할 때까지 홀(42)을 통해 슬라이딩된다. 이는 헤드부(36)가 필터 표면 영역을 방해하는 것을 방지하기 위하여 헤드부를 필터(40)로부터 이격시킨다. 필터 홀(42)에 팽창 가능한 개스킷 부재를 사용함으로써, 상기 필터 핸들링 장치(30)는 필터 박스 바다과 접하여 슬라이딩될 수 있지만, 상기 홀(42)은 일단 개스킷 부재가 가열 및 팽창되면 용융 금속 유동에 대해 불투과성이 된다.
도 8은 유도 코일(102)를 포함하는 필터 조립체(100)를 도시한다. 2층 유도 코일(2)이 도 1에 도시된다. 세라믹 폼 필터(103)는 유도 코일(102) 내에 설치되어 도시된다. 상기 유도 코일(102)은 자기장의 가장 유리한 결과를 얻기 위하여 바람직하게는 필터(103)의 단부에 가능한 한 가깝게 배치된다. 필터(103) 주위에서 액체 금속의 누출을 방지하고 단열 및 내화재(105)를 위하여 개스킷 부재를 위한 적절한 공간이 존재해야 한다. 예시적인 개스킷 부재는 AES 울, 알루미나 규산염 울 및/또는 다결정 울과 같은 고온 절연 울일 수 있다. 상기 고온 절연 울은 고온에서 최소한의 팽창을 가질 수 있다. 다수의 필터 플레이트가 사용되는 특정 실시예에서, 인접한 필터 플레이트 사이에서 고온 절연 울 층을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 용기(106)의 상부 또는 용기(107)의 배출부에서 고온의 금속이 코일(102) 또는 코일리드(108)와 접촉되는 것을 피하기 위하여 충분한 단열 및 내화재가 존재해야 한다. 필터 장치로서 기능하기 위해, 상기 용기는 적절한 액체 금속 공급부(109) 및 배출수단(110)이 구비되어야 한다. 용기의 측부(111) 및 하부(112)는 여과될 금속의 열균형을 유지하기 위하여 적절한 내화성을 가지도록 설계되어야 한다. 바람직하게는, 스틸 필터 핸들링 장치(130)의 존재는 필터(103)내의 전류를 유도하여 성능향상시킬 수 있다.
프라이밍되지 않은 필터의 폭에 걸쳐 0.05-0.25T의 평균 자속 밀도를 발생시키기에 충분한 크기의 유도 코일에 전류가 인가될 수 있다. 코일 전류의 주파수는 바람직하게는 1-60Hz이다. 상기 코일 전류의 주파수는 용기(106)의 상부에서 액체 금속의 전자기 침투 깊이(δ)와 필터(103)의 평균 반경 또는 폭 사이의 비는 충분히 높은 자기 침투를 달성하고 과도한 가열을 피하기 위하여 바람직하게는, 0.5-3.0, 더욱 바람직하게는 0.7-1.4이다.
일 실시예에서, 액체 금속은 코일(102)에 인가된 전류와 함께 유입부(109)를 통해 용기(106)의 상부에 첨가된다. 대안으로, 액체 금속이 우선 첨가되고, 전류가 코일(102)에 인가된다. 다른 실시예에서, 액체 금속은 전자기 반월판의 형성이 방지되도록 코일(102)의 마지막 회전까지 용기(106) 상부를 충분한 높이로 채운다. 이 실시예는 또한 금속의 과도한 산화를 피하게 된다.
도 9를 참조하면, 리프팅 장치의 헤드부의 대체적 구성이 도시된다. 특히, 헤드부(236)는 필터와 접하기 위하여 증가된 표면적을 이루기 위한 주변요소(238)가 제공된 십자형으로 구성된다. 이 증가된 표면적은 상승하는 온도에서 필터가 필터 박스로부터 제거될 때 유리하다. 또한, 제거시에 필터는 금속의 혼입된 고화 및 액체부분을 함유하여 높은 중량 및 취성을 야기할 수 있다. 증가된 표면적 헤드부는 파손없이 금속이 고형화되기 전에 고온에서 필터를 제거하는 장치의 능력을 향상시킨다. 물론, 헤드부의 형상은 직사각형으로 제한되지 않는다.
필터 제거 장치는 강화 섬유 재료 (RFM)에 의해 둘러싸인 강철과 같은 열 및 열 충격 저항 재료로 구성 될 수 있고, 질화붕소(예를 들어, ZYP 코팅)와 같은 비 점착성 물질로 선택적으로 코팅 될 수 있다.
예시적인 실시예가 바람직한 실시예와 함께 설명되었다. 분명히, 전술한 상세한 설명을 읽고 이해하게 되면 수정 및 변경이 일어날 수 있다. 예시적인 실시예는 첨부된 청구범위 또는 등가범위 내에있는 한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (23)
- 용융 금속 필터 박스로부터 필터를 설치 및 제거하기 위한 여과장치로서,
상기 여과장치는 생크, 상기 생크의 제1단부에 고정되는 상단부, 및 상기 생크의 제2단부에 해제 가능하게 고정되는 파지부재를 포함하는 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 헤드부는 생크에 영구적으로 고정되는 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 파지부재는 개구를 포함하는 여과장치. - 제3항에 있어서,
상기 개구를 통해 삽입되도록 형성되는 핸들을 더 포함하는 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 여과장치의 적어도 일부는 강철을 덮는 강화섬유 소재를 포함하는 여과장치. - 필터 박스로부터 필터를 장착 및 제거하기 위한 방법으로:
(a) 생크, 상기 생크의 제1단부에 고정되는 상단부, 및 상기 생크의 제2단부에 해제 가능하게 고정되는 파지부재를 포함하는 장치를 제공하는 단계;
(b) 상기 장치로부터 파지부재를 분리하는 단계;
(c) 상기 필터 내에 형성되는 개구를 통해 상기 장치 생크를 삽입하는 단계;
(d) 상기 장치에 파지부재를 재부착하는 단계; 및
(e) 상기 장치를 사용하여 필터 박스내의 적절한 위치에 상기 필터를 배치시키는 단계;를 포함하는 필터장착 및 제거방법. - 제6항에 있어서,
약 300-660℃의 온도에서, 상기 필터 박스로부터 필터를 제거하는 단계를 더 포함하는 필터장착 및 제거방법. - 제7항에 있어서,
상기 용융 금속은 상기 필터의 제거시 필터의 높이보다 낮은 필터장착 및 제거방법. - 제6항에 있어서,
상기 (e)단계 이후, 상기 생크는 장치의 헤드부가 필터 박스의 바닥에 접할때까지 상기 필터의 홀을 통해 슬라이딩되는 필터장착 및 제거방법. - 제6항에 있어서,
상기 파지부를 분리하고, 상기 장치로부터 사용된 필터를 제거하고 새로운 필터의 개구를 통해 생크를 삽입하고 파지부를 재부착하는 단계를 더 포함하는 필터장착 및 제거방법. - 제10항에 있어서,
상기 장치의 표면에 비점착성 코팅을 도포하는 단계를 더 포함하는 필터장착 및 제거방법. - 제9항에 있어서,
상기 필터는 필터와 필터 박스 사이의 갭을 생성하기 위해 탭 아웃 단계 동안 상기 장치를 사용하여 필터가 상승되는 필터장착 및 제거방법. - 용융 금속 필터 박스로서:
용융 금속을 위한 유로에 제공되는 필터 하우징;
수평 구획이 상기 필터 하우징내에 배치되며 적어도 하나의 필터 수용 통로를 갖는 수평구획;
상기 필터 수용 통로 내에 배치되고 용융 금속의 유입 경로 하부에 배치되며 개구를 포함하는 여과재;
상기 개구내에 배치되고, 파지부, 생크에 의해 상호연결되고 생크로부터 제거 가능한 헤드부, 적어도 하나의 파지부를 포함하는 필터 핸들링 장치;를 포함하고,
필터 핸들링 장치를 잡아 여과재를 제거함으로써 상기 여과재가 분리될 수 있는 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
유도 코일을 포함하는 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 개구내에 배치된 개스킷 부재를 더 포함하는 용융 금속 필터 박스. - 제15항에 있어서,
상기 개스킷 부재는 가열될 때 팽창하는 소재로 이루어지는 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 여과재 및 필터 하우징 내에 설치되며, 실질적으로 비팽창성인 개스킷 부재를 더 포함하는 용융 금속 필터 박스. - 제17항에 있어서,
상기 비팽창성 개스킷 부재는 고온 절연 울로 구성되는 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 파지부는 링 또는 후크로 구성되는 용융 금속 필터 박스. - 제19항에 있어서,
상기 링 또는 후크는 생크로부터 선택적으로 분리 가능한 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 생크는 필터 수용 통로 내에 위치될 때 상기 여과재의 상부표면과 여과재 하부의 필터 박스의 바닥 사이의 거리보다 큰 길이를 갖는 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 헤드부는 상기 생크에 영구적으로 부착되고 상기 파지부는 생크로부터 선택적으로 제거 가능한 용융 금속 필터 박스. - 제13항에 있어서,
상기 헤드부는 직사각형 둘레를 포함하는 용융 금속 필터 박스.
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