KR20200142598A - 압력차를 이용한 재료의 연속 주조 - Google Patents

Abstract

연속 주조를 위한 시스템과 방법. 상기 시스템은 용융 챔버, 회수 챔버 및 이들사이에서 이차 챔버를 포함한다. 상기 용융 챔버는 용융 압력을 유지하고 상기 회수 챔버는 대기압에 도달할 수 있다. 상기 이차 챔버는 서로 다른 압력들로 조정될 수 있는 영역들을 포함할 수 있다. 연속 주조 작업 동안, 상기 용융 챔버와 인접한 제 1 영역은 상기 용융 압력보다 적어도 경미하게 큰 압력으로 조정될 수 있다; 연속적인 영역들의 압력은 연속적으로 감소하고 다음에 연속적으로 증가될 수 있다. 최종 영역의 아력은 대기압보다 적어도 경미하게 더 클 수 있다. 상기 차동압력들은 상기 용융 챔버와 회수 챔버사이에서 동적 에어록을 형성하여 대기 중의 비 불활성 가스가 용융 챔버로 침투하는 것을 방지하고 따라서 용융 챔버내부에서 반응성 재료들의 오염을 방지할 수 있다.

Description

압력차를 이용한 재료의 연속 주조{CONTINUOUS CASTING OF MATERIALS USING PRESSURE DIFFERENTIAL}

본 공개내용은 일반적으로 융융된 재료를 주조하기 위한 시스템, 방법, 공구들, 기술 및 전략들에 관한 것이다. 어떤 실시예들에서, 상기 공개내용은 융융된 재료의 연속 주조에 관한 것이다.

예를 들어, 플라즈마 아크 또는 전자빔 냉간 노상(cold hearth) 용융로와 같은 노(furnace)는 일정한 시간 동안 재료를 용융하고 주조할 수 있다. 연속 주조 작업동안 융융된 재료는 연속적으로 몰드 속으로 들어가고 주조 재료 또는 잉곳이 상기 몰드로부터 연속적으로 유출될 수 있다. 예를 들어, 융융 재료는 상기 몰드의 상부속으로 유입될 수 있고 회수 기구(withdrawal mechanism)는 연속적으로 병진운동하여 주조재료가 상기 몰드의 하부로부터 유출하는 것을 허용한다. 연속주조는 예를 들어, 주조 사이클 사이에 상기 몰드의 교체와 관련한 지연과 같은 주조작업의 중단 빈도를 감소시킬 수 있다. 주조작업 동안 중단의 감소는 주조효율을 증가시킬 수 있다.

일부 재료들은 용융되거나 고온에 있을 때 반응성을 가진다. 용융상태에 있거나 특정 온도로 가열되거나 특정 온도보다 높게 가열될 때 이렇게 반응성을 가지는 재료는 어떤 요소들 또는 화합물에 노출될 때 화학적으로 쉽게 결합하거나 그렇지 않으며 화학적으로 쉽게 변화할 것이다. 예를 들어, 매우 높은 온도에서 용융된 티타늄 및 고형 주조 티타늄은 화학적으로 쉽게 가스상태의 산소와 결합하여 산화티타늄을 형성하고 가스상태의 질소와 결합하여 질화 티타늄을 형성한다. 산화 티타늄과 질화 티타늄은 주조 티타늄내에 경질 알파 결함(alpha defects)을 형성하고 원하는 적용예들에 대해 부적합하게 만들 수 있다. 그 결과, 용융된 티타늄 및 고온 주조 티타늄은 주조 작업의 특정 단계들에서 진공 또는 불활성 분위기속에 유지된다. 전자빔 건들을 작동할 수 있도록 전자 빔 냉간 노상 노내에서 높은 진공 또는 사실상 진공이 용융 및 주조 챔버내에 유지된다. 플라즈마 아크 냉간 노상 노내에서 플라즈마 토치들은 플라즈마를 발생시키기 위해 예를 들어, 헬륨 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 이용한다. 따라서, 플라즈마 아크 냉간 노상 노내에서 플라즈마 토치를 위한 불활성 가스의 존재는 부압으로부터 정압(positive pressure)에 이를 수 있는 노내부의 압력을 발생시킨다. 플라즈마 아크 또는 전자 빔 냉간 노상 노의 용융 챔버에 예를 들어, 산소 또는 질소와 같은 비 불활성 가스가 스며들면, 상기 비 불활성 가스는 그 내부에서 상기 융융 재료를 오염시킬 수 있다. 따라서, 외부 대기로부터 가스가 융융 티타늄을 포함한 노의 용융 챔버로 유입되는 것을 완전히 차단하거나 사실상 차단해야 한다.

연속 주조 시스템내에 포함된 티타늄 또는 다른 반응성 재료의 오염에 덜 취약한 연속 주조 시스템을 제공하는 것이 유리할 것이다. 좀더 일반적으로, 티타늄, 다른 반응성 재료 및 금속과 금속 합금에 일반적으로 유용한 개선된 연속 주조 시스템을 제공하는 것이 유리할 것이다.

발명의 요약

본 공개내용의 한 측면은 재료를 용융하고 주조하기 위한 시스템의 비제한적인 실시예에 관한 것이다. 상기 시스템은 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버를 포함한다. 상기 용융 챔버는 그 내부에서 용융 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성된다. 또한, 상기 이차 챔버는 복수 개의 영역들 및 적어도 한 개의 압력 조정 요소를 포함한다. 상기 복수 개의 영역들은 상기 용융 챔버와 인접하게 위치한 제 1 영역을 포함하고, 제 1 영역은 그 내부에서 상기 용융 압력보다 큰 제 1 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성된다. 각각의 압력 조정 요소는 상기 복수 개의 영역들의 인접한 영역들사이에서 가스의 유동을 제어한다. 또한, 상기 회수 챔버는 상기 이차 챔버와 인접하게 위치하며, 상기 회수 챔버는 그 내부에서 대기압에 작동가능하게 도달하도록 구성된다.

상기 이차 챔버는 내부 둘레를 포함할 수 있고, 각각의 압력 조정 요소는 배플 및 주조된 재료를 통과하여 수용하기 위한 중심의 구멍을 포함할 수 있다. 각 압력 조정 요소의 배플은 상기 내부 둘레로부터 중심의 구멍까지 연장될 수 있다. 상기 용융 챔버는 재료를 주조하기 위한 몰드를 포함할 수 있다. 상기 주조된 재료는 상기 몰드로부터 상기 이차 챔버의 상기 적어도 한 개의 압력 조정 요소의 중심 구멍을 통해, 상기 회수 챔버속으로 통과할 수 있다. 상기 복수 개의 영역들은 상기 제 1 영역과 인접한 제 2 영역을 포함할 수 있고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 차동 압력보다 작은 제 2 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성될 수 있다. 상기 시스템은 상기 이차 챔버의 복수 개의 영역들내에서 압력을 조정하도록 구성된 복수 개의 펌프들을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 회수 챔버를 상기 이차 챔버로부터 떨어져 이동시키도록 구성된 회수 카트를 포함하고, 상기 회수 챔버는 상기 이차 챔버로부터 떨어져 이동할 때 대기압에 도달하도록 구성될 수 있다. 상기 시스템은 상기 이차 챔버로부터 회수된 주조된 재료를 향해 작동가능하게 연장되도록 구성된 롤러들을 포함할 수 있다.

본 공개내용의 또 다른 측면은 재료를 주조하기 위한 방법의 비제한적인 실시예에 관한 것이다. 상기 방법은 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버 내부의 압력을 제어하는 단계를 포함한다. 상기 용융 챔버내부의 압력은 용융 압력으로 제어된다. 상기 방법은 또한 주조된 재료를 상기 용융 챔버로부터 상기 이차 챔버속으로 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 이차 챔버는 복수 개의 영역들을 포함하고, 상기 복수 개의 영역들은 상기 용융 챔버와 인접한 제 1 영역을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 재료를 상기 이차 챔버로부터 회수 챔버속으로 통과시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 제 1 영역의 압력을 용융 압력으로부터 상기 용융 압력보다 큰 제 1 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 회수 챔버의 압력을 상기 용융 압력으로부터 대기압으로 제어하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 상기 이차 챔버의 제 2 영역의 압력을 상기 제 1 차동 압력보다 작은 제 2 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역과 인접하게 위치한다. 상기 방법은 상기 이차 챔버의 최종 영역의 압력을 대기압보다 큰 최종 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함하고, 상기 최종 영역은 상기 회수 챔버와 작동가능하게 인접하여 위치한다. 상기 방법은 상기 제 2 영역과 이차 챔버의 중간 영역사이에 위치한 영역들의 압력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 압력들은 용융 압력으로부터 상기 제 2 영역으로부터 상기 중간 영역까지 연속적으로 감소하는 압력까지 조정된다. 상기 방법은 상기 중간 영역과 상기 최종 영역사이에서 영역들의 압력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 압력들은 용융 압력으로부터 상기 중간 영역으로부터 상기 최종 영역까지 연속적으로 증가하는 압력까지 조정된다. 상기 방법은 상기 재료를 용융시키기 위해 용융 챔버내부에서 재료에 에너지를 가하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 회수 기구를 이용하여 상기 이차 챔버를 통해 상기 주조된 재료를 상기 회수 챔버속으로 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 회수 챔버의 압력을 용융 압력으로부터 대기압까지 제어하기 위해 이차 챔버로부터 상기 회수 챔버를 구속해제하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 주조된 재료와 접촉하도록 한 세트의 롤러들을 연장시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 절단장치로 상기 주조된 재료를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 주조된 재료의 절단 세그멘트를 하역 카트에 하역하는 단계를 포함할 수 있다.

본 공개내용의 또 다른 측면은 연속 주조 노를 위한 챔버의 비제한적인 실시예에 관한 것이다. 상기 챔버는 내부 둘레, 복수 개의 영역들, 및 복수 개의 영역들의 인접한 영역들사이에서 가스 유동을 제어하기 위한 적어도 한 개의 배플을 포함한다. 상기 복수 개의 영역들은 상기 노의 용융 챔버와 인접하게 위치한 제 1 영역을 포함하고, 상기 용융 챔버는 용융 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성되며, 제 1 영역은 상기 용융 압력보다 큰 제 1 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성된다. 상기 복수 개의 영역들은 또한 상기 제 1 영역과 인접하게 위치한 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 차동 압력보다 작은 제 2 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성된다. 각각의 배플은 구멍을 포함하며, 각각의 배플은 상기 챔버의 내부 둘레로부터 상기 구멍까지 연장된다.

본 발명의 특징과 장점들이 첨부된 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 공개내용의 적어도 한 개의 비제한적인 실시예를 따르는 연속 주조 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 용융 챔버 내부에 용융된 재료를 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 부분적으로 개략 도시한 도면;
도 3은 이차 챔버를 통해 주조된 재료를 빼내는 회수 램을 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 부분적으로 개략 도시한 도면;
도 4는 이차 챔버의 배플을 도시한 도 3의 연속 주조 시스템을 상세히 도시한 도면;
도 5는 회수 챔버속으로 주조된 재료를 빼내는 회수 램을 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 부분적으로 개략 도시한 도면;
도 6은 이차 챔버의 차동압력 영역들을 도시한 도 5의 연속 주조 시스템을 상세히 도시한 도면;
도 7은 상기 주조된 재료를 향해 연장되는 제 1 롤러들 및 상기 이차 챔버로부터 구속해제된 회수 챔버를 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 부분적으로 개략 도시한 도면;
도 8은 노로부터 분리된 회수 카트 및 회수 챔버 및 상기 주조된 재료의 절단 세그멘트를 하역하는 하역장치를 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 9는 주조된 재료의 절단 세그멘트를 제거하는 하역 장치를 도시한 도 8의 연속 주조 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 10은 노로부터 제거된 회수 챔버 및 회수 카트 및 상기 주조된 재료를 하역하는 선택적인 하역 장치를 도시한 도 1의 연속 주조 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 11은 본 공개내용의 적어도 한 개의 비제한적 실시예를 따르는 도 1의 연속 주조 시스템을 위한 공정을 도시한 플로우 개략도.

본 명세서에 설명되고 공개된 다양한 비 제한적인 실시예들은 금속 및 금속 합금을 위한 연속 주조 시스템들에 관한 것이다. 어떤 비제한적인 실시예들에서, 금속 또는 금속합금들은 반응성 재료들이다. 여기서 설명되고 도시된 비제한적인 실시예는 용융 및 주조 시스템의 회수 챔버와 용융 챔버사이에 있는 이차 챔버이며, 상기 용융 챔버는 플라즈마 아크 또는 전자빔 냉간 노상 용융에 적합하다. 그러나 상기 이차 챔버는 예를 들어, 코어 없는 인덕션(coreless induction) 및/또는 채널 형태의 인덕션 용융에 적합한 용융 챔버들과 같은 모든 용융 챔버와 함께 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 연속 주조 시스템은 용융 챔버, 회수 챔버 및 상기 용융 챔버와 회수 챔버사이에 배열된 이차 챔버를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서 상기 용융 챔버는 그 내부에 위치한 재료에 에너지를 공급하고 용융시킬 수 있는 에너지 공급원을 포함할 수 있다. 상기 용융 재료는 주조용 용융 챔버의 몰드속으로 이동할 수 있다. 상기 재료가 적합하게 고형화될 때 상기 재료는 몰드로부터 분리되고 이차 챔버를 통해 회수 챔버 속으로 빼내질 수 있다. 모든 재료 또는 재료의 영역들은 몰드로부터 제거될 때 아직까지 용융되어 있거나 부분적으로 용융되어 있을 수 있다. 초기에 원하는 용융 압력이 상기 용융 챔버, 이차 챔버 및 회수 챔버를 통해 구해질 수 있다. 상기 원하는 용융 압력은 예를 들어, 진공, 대기압보다 작은 중간 압력 또는 대기압보다 높은 정압일 수 있다. 상기 원하는 용융 압력이 정압이면, 가스는 연속 주조 시스템으로 도입될 수 있다. 재료가 비 불활성 가스와 반응할 수 있는 연속 주조 시스템의 영역들 및/또는 챔버들내에서 불활성 가스가 이용될 수 있다. 예를 들어, 용융될 때 반응성을 가지는 티타늄과 같은 재료를 용융하고 주조하기 위한 용융 챔버내에서 불활성 가스가 이용될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 용융 챔버는 연속 주조 작업 동안 원하는 용융 압력으로 유지될 수 있다. 또한 일부 실시예에서, 회수 챔버속의 가스는 대기압으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 연신된(lengthening) 주조 재료 또는 주조된 재료가 상기 연속 주조 시스템을 빠져나가기 위한 공간을 제공하기 위해 상기 회수 챔버는 이차 챔버로부터 구속해제될 수 있다. 상기 회수 챔버가 상기 제 2 챔버로부터 떨어져 이동할 때, 상기 회수 챔버는 대기압을 가질 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 이차 챔버 내부의 압력은 연속 주조 작업 동안 조정되거나 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 이차 챔버는 복수 개의 영역들을 포함할 수 있다. 또한 압력 조정 요소 및 상기 압력 조정요소내에서 구멍을 통해 배열되는 주조 재료는 상기 복수 개의 영역들 중 인접한 영역들사이에서 가스의 유동을 제어할 수 있다. 다시 말해, 상기 이차 챔버내에서 인접한 영역들은 서로 다른 압력들로 조정되고 유지될 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버와 인접한 제 1 영역은 원하는 용융 압력보다 적어도 경미하게 높은 압력으로 조정될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 제 1 영역과 이차 챔버의 중간 영역사이의 영역들은 연속적이고 점증적으로 감소하는 압력으로 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 회수 챔버와 인접한 이차 챔버의 제 1 영역은 대기압보다 경미하게 더 높은 압력으로 조정될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 중간 영역과 최종 영역사이의 영역들은 연속적이고 점증적으로 증가하는 압력으로 조정될 수 있다. 다시 말해, 제 1 영역은 제 1 고압영역일 수 있고, 중간 영역은 상대적으로 낮은 압력 영역일 수 있으며, 최종 영역은 제 2 고압 영역일 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 이차 챔버는 상기 회수 챔버와 용융 챔버사이에서 동적 에어록(dynamic airlock)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 영역에서 더 높은 압력 및 상기 제 1 영역으로부터 이차 챔버의 연속 영역까지 감소하는 압력은 가스를 상기 제 1 영역과 회수 챔버로부터 떨어져 이차 챔버의 연속 영역을 향하게 안내하거나 향하게 할 수 있다. 가스를 상기 용융 챔버로부터 떨어져 향하게 하면 상기 용융 챔버내부에서 반응성 재료의 오염이 회피될 수 있다. 또한, 상기 이차 챔버의 최종 영역내에서 상대적으로 높은 압력에 의해 가스가 상기 회수 챔버 및/또는 상기 이차 챔버의 최종 영역과 인접한 위치에서 외부 대기로부터 상기 최종 영역으로 유동하는 것이 방지될 수 있다. 대기가스가 상기 이차 챔버속으로 침투하는 것을 제한하면, 상기 용융 챔버내에서 반응성 재료의 오염이 추가로 방지될 수 있다.

도 1 내지 도 10을 참고할 때, 연속 주조 시스템(20)의 비제한적인 실시예는 용융 및/또는 주조 재료를 위한 노(22)를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예들에서, 상기 노(22)는 플라즈마 아크 냉간 노상 용융로 또는 전자빔 냉간 노상 용융로를 포함할 수 있다. 선택적 실시예에서, 또 다른 적합한 노가 상기 연속 주조 시스템 (20)내에서 재료를 용융하기 위해 이용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 연속 주조 시스템 (20)은 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및/또는 회수 챔버(80)를 포함할 수 있다. 상기 노(22)는 예를 들어, 상기 용융 챔버(30) 내에 배열된 재료(24)를 용융시킬 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서 상기 이차 챔버(50)는 상기 용융 챔버(30)와 근접하게 위치할 수 있고, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)와 근접하게 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)는 상기 용융 챔버(30)와 회수 챔버(80)사이에 배열될 수 있다.

주로 도 1을 참고할 때, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 함께 밀봉되거나 구속해제될 수 있게 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30)는 상기 이차 챔버(50)와 밀봉될 수 있고, 상기 이차 챔버(50)는 상기 회수 챔버(80)와 밀봉될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예에서 상기 용융 챔버(30), 상기 이차 챔버(50) 및/또는 상기 회수 챔버(80)사이의 밀봉은 주조작업동안 파괴될 수 있다. 여기서 설명되는 것처럼 예를 들어, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)에 대해 이동가능하게 배열될 수 있어서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)로부터 떨어져 이동할 수 있고 이들사이에서 밀봉을 파괴할 수 있다(도 7). 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 균일하거나 사실상 균일한 압력을 형성 및/또는 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 서로 밀봉되고 원하는 용융압력으로 제어될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 챔버들(30,50,80) 들 중 적어도 두 개가 서로 다른 압력으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)내부의 압력은 상기 노(22)의 용융 챔버(30)속으로 비 불활성 가스의 침투를 방지하는 동적 에어록(airlock)을 제공하기 위해 연속 주조 작업동안 조정될 수 있다. 예를 들어, 상기 원하는 용융 압력은 정압일 수 있다. 초기에 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 정(positive)의 원하는 용융압력으로 제어될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 챔버들(30,50,80)들에 걸쳐 압력이 균일하거나 사실상 균일할 수 있어서 단지 경미한 압력 또는 공칭 압력변화가 상기 챔버들(30,50,80)내에 존재한다. 연속해서 상기 회수 챔버(80)는 외부 대기로 개방될 수 있어서 예를 들어, 대기압을 형성하고, 상기 용융 챔버(30)는 그 내부에 원하는 용융압력을 유지할 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 이차 챔버(50)에 걸쳐 압력은, 상기 회수 챔버(80)내에 위치 및/또는 상기 이차 챔버(50)의 외부에 위치하는 외부 대기가 상기 용융 챔버(30)로 침투하는 것을 방지하는 동적 에어록을 형성하도록 조정될 수 있다.

아직까지 도 1을 참고할 때, 상기 연속 주조 시스템 (20)은 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및/또는 회수 챔버(80)내에서 압력을 제어하는 펌핑 시스템을 포함할 수 있다. 상기 펌핑 시스템은 예를 들어, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)를 진공으로 형성 및/또는 예를 들어, 상기 챔버들(30,50,80)내부의 압력을 다양한 정압으로 조정할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 펌핑 시스템은 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)를 동일한 압력으로 제어할 수 있다. 추가로 또는 선택적으로 상기 펌핑 시스템은 상기 챔버들(30,50,80)중 적어도 두 개를 서로 다른 압력으로 제어할 수 있다. 따라서, 상기 펌핑 시스템은 상기 챔버들(30,50,80)내부의 압력을 조정하기 위해 다중의 펌프들, 가스 공급원들 및/또는 가스 블리드(bleeds)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30)는 용융 챔버 펌핑 시스템을 포함할 수 있고, 상기 이차 챔버(50)는 이차 챔버 펌핑 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 회수 챔버(80)는 회수 챔버 펌핑 시스템을 포함할 수 있다. 각각의 펌핑 시스템은 가스 공급원 및 블리드, 즉 예를 들어, 뒤채움(backfill) 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 상기 이차 챔버 펌핑 시스템은 차동 압력 펌프(60)들을 포함할 수 있다. 여기서 설명하는 것처럼, 상기 차동 압력 펌프(60)는 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)의 다양한 영역(62)들에서 압력을 제어할 수 있다. 또한 여기서 설명하는 것처럼, 상기 펌핑 시스템은 폐 루프 또는 부분적인 폐 루프 시스템을 형성하여, 상기 연속 주조 시스템 (20)내부의 가스 중 적어도 일부분이 상기 연속 주조 시스템 (20)을 통해 회수, 정화 및 재활용될 수 있다.

우선 도 2를 참고할 때, 연속 주조 시스템 (20)의 용융 챔버(30)가 용융 및 주조를 위해 그 내부에 재료(24)를 수용할 수 있다. 상기 노(22)의 에너지 또는 열 공급원(32)이 상기 용융 챔버(30)속으로 연장될 수 있고 그 내부에 위치한 재료에 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 에너지 공급원(32)은 상기 재료(24)의 표면에 걸쳐서 고강도 전자빔 또는 플라즈마 아크를 발생시킬 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 용융 챔버(30)는 예를 들어, 수냉식 동 노상(copper hearth)과 같은 용기 또는 노상(34)을 포함할 수 있다. 아직까지 도 2를 참고할 때, 상기 재료(24)를 용융하기 위해 상기 노상(34)내에 위치한 상기 재료(24)에 상기 열 공급원(32)이 에너지를 가할 때, 상기 노상(34)이 상기 재료(24)를 고정할 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버(30)는 도가니 또는 몰드(36)를 포함할 수 있다. 용융된 재료(24)가 예를 들어, 상기 몰드(36) 속으로 들어가고 예를 들어, 주조된 재료(26)로서 상기 몰드(36)를 떠날 수 있다. 지금 도 3을 참고할 때, 상기 몰드(36)는 개방된 하부구조를 가진 몰드여서, 상기 주조된 재료(26)는 연속 주조 작업 동안 상기 몰드(36)의 하부를 떠날 수 있다. 또한 상기 몰드(36)는 상기 주조된 재료(26)의 원하는 형상과 일치하는 내부 둘레를 가질 수 있다. 원형의 내부 둘레는 예를 들어, 원통을 형성할 수 있고 직사각형의 내부 둘레는 예를 들어, 직사각형 프리즘을 형성할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 몰드(36)는 예를 들어, 약 6인치 내지 약 32인치의 직경을 가진 원형의 내부 둘레를 가질 수 있다. 또한, 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 몰드(36)는 예를 들어, 약 36인치 대 약 54인치를 가진 직사각형 내부 둘레를 가질 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 몰드(36)는 수냉식 동 몰드(copper mold)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 몰드(36)는 상기 용융 챔버(30)의 외부 둘레의 일부분을 형성할 수 있고 상기 용융 챔버(30) 및/또는 이차 챔버(50)에 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드(36)는 상기 용융 챔버(30)와 상기 이차 챔버(50)사이에서 밀봉된 통로를 형성할 수 있다.

주로 도 2 및 도 3을 참고할 때, 도브테일 판(dovetail plate)(40)이 상기 몰드(36)속으로 삽입되어 그 내부에서 이동가능한 하부 표면을 형성할 수 있다. 도브테일 판(40)은 상기 몰드(36)로부터 분리되거나 빼내질 수 있고 예를 들어, 연속 주조작업 동안 상기 용융로(22)를 통해 당겨질 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서 상기 도브테일 판(40)은 수냉식 동판일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 도브테일 판(40)은 회수 램(withdrawal ram)(82)과 연결될 수 있는 회수 요소(42)에 연결될 수 있다. 상기 회수 램(82)은 예를 들어, 유압 실린더 또는 볼 스크류(ball screw) 조립체와 같은 연장 및 수축 기구를 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수램(82)은 상기 이차 챔버(50)를 통해 상기 회수 챔버(80)속으로 상기 회수 요소(42) 및 부착된 도브테일 판(40)을 끌어 당길 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 스타터 블록(starter block)(44)이 상기 도브테일 판(40)속으로 삽입될 수 있고, 구속 핀(46)이 상기 스타터 블록(44)을 상기 도브테일 판(40)에 구속해제될 수 있게 고정할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예에서 상기 스타터 블록(44)은 여기서 전체 내용을 참고로 하는 게이처(Geitzer) 씨등의 미국특허 제 6,273,179 호에 설명된 것처럼, 상기 몰드(36)로부터 상기 도브테일 판(40)과 주조된 재료(26)를 용이하게 빼내고 상기 도브테일 판(40)으로부터 상기 주조된 재료(26)의 단부를 연속적으로 용이하게 분리할 수 있다.

도 2를 다시 참고할 때, 상기 에너지 공급원(32)은 상기 재료(24)를 용융시키기 위해 노상(34)내부에 위치한 재료(24)에 에너지를 제공할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 재료(24)는 상기 노상(34)으로부터 상기 몰드(36)속으로 유동할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 노상(34)은 상기 용융된 재료(24)를 상기 몰드(36)속으로 주입하기 위해 기울어지거나 경사지게 만들수 있다. 다른 실시예들에서 상기 용융된 재료(24)는 상기 노상으로부터 상기 몰드(36)속으로 오버플로우(overflow)될 수 있다. 아직까지 도 2를 참고할 때, 상기 용융된 재료(24)는 개방 하부를 가진 몰드(36)속으로 유동할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융된 재료(24)가 상기 몰드(36)속으로 유동할 때, 상기 용융된 재료(24)는 예를 들어, 상기 도브테일 판(40) 및/또는 스타터 블록(44)을 덮을 수 있고 예를 들어, 상기 몰드(36)의 측부들과 접촉할 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융된 재료(24)는 예를 들어, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및/또는 특정 온도에서 대기중에 존재하는 가스와 반응할 수 있는 동일한 재료들의 합금과 같은 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 티타늄은 상승된 온도 및 용융상태에서 반응할 수 있다. 용융 및 주조과정동안 반응성 재료를 보호하기 위해, 상기 재료가 사실상 고온이고 따라서 반응성을 가지는 연속 주조 시스템 (20)의 다른 영역들 및 용융 챔버(30)내부의 대기가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30)내부의 압력은 사실상 진공상태로 형성 및/또는 상기 용융 챔버(30)는 불활성 가스로 충진될 수 있다. 상기 노(22)가 전자빔 냉간 노상 용융로일 때 상기 용융 챔버(30)의 압력은 예를 들어, 대략 진공일 수 있고, 노(22)가 플라즈마 아크 냉간 노상 용융로일 때 상기 용융 챔버(30)는 예를 들어, 부압(sub- atmospheric pressure) 또는 대기압보다 높은 정압까지 불활성 가스로 뒤채움(back fill)될 수 있다.

도 2 및 도 3을 다시 참고할 때, 상기 몰드(36)를 충진하는 용융된 재료(24)는 상기 용융 챔버(30)와 이차 챔버(50)사이에서 용융된 밀봉체(28)를 형성할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 용융된 재료(24)는 상기 몰드(36) 일부분의 측벽들과 인접하게 위치할 수 있다. 예를 들어, 아직까지 도 2 및 도 3을 참고할 때, 상기 용융된 재료(24)는 상기 몰드(36)를 충진하는 재료의 상측부 또는 표면을 따라 상기 몰드(36)의 내측 둘레와 인접할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 용융된 밀봉체(28)는 그렇지 않으면 상기 이차 챔버(50) 및/또는 상기 외부 대기로부터 용융 챔버(30)속으로 유입되거나 그 내부에서 상기 용융된 재료(24)와 반응할 수 있는 가스의 유동을 제한 및/또는 차단하는 장벽을 제공할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 주조된 재료(26)는 상기 몰드(36)를 떠날 때 고형화되거나 사실상 고형화될 수 있다. 상기 주조된 재료(26)의 적어도 외측 둘레 영역들은 주조된 재료(26)가 상기 몰드(36)를 떠날 때 상기 주조된 재료(26)의 일체성을 유지하기 위해 적합하게 고형화되는 것이 이해될 것이다. 주로 도 3을 참고할 때, 상기 용융된 재료(24)가 상기 몰드(36)내에서 원하는 높이에 도달하면, 상기 도브테일 판(40)은 상기 회수 램(82)에 의해 상기 몰드(36)의 개방 하부를 통해 수축될 수 있다. 상기 주조된 재료(26)가 거기에 부착된 상태일 때 상기 회수 램(82)이 상기 몰드(36)로부터 상기 이차 챔버(50)를 향해 상기 회수 고정구(42)와 도브테일 판(40)을 끌어당길 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 주조된 재료(26)가 상기 몰드(34)로부터 회수되는 비율은 상기 용융된 재료(24)가 상기 노상(34)으로부터 상기 몰드(36)로 유입되는 비율과 동일하여 상기 몰드(36)내부에서 상기 용융된 재료(24)의 높이는 연속주조 과정 동안 사실상 동일하게 유지된다. 예를 들어, 상기 주조된 재료(26)의 회수비율은 약 100 파운드/시간에서 약 2000 파운드/시간까지일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 회수 비율은 예를 들어, 약 1500 파운드/시간에서 약 5000 파운드/시간까지일 수 있다. 회수 비율은 용융로의 설계, 예를 들어, 단면적과 같은 주조된 재료(26)의 치수 및/또는 예를 들어, 밀도와 같은 주조 및 용융된 재료(24,26)의 특성에 의존할 수 있다.

주로 도 4 내지 도 6을 참고할 때 상기 용융 챔버(30)는 상기 이차 챔버(50)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 챔버(30)는 상기 이차 챔버(50)에 클램핑, 볼트결합, 고정 또는 다르게 고정될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 예를 들어, O 링 또는 가스켓이 상기 용융 챔버(30)와 이차 챔버(50)사이에 배열되어 이들사이에 진공 밀봉의 밀봉을 제공할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버(30)과 이차 챔버(50)는 서로 구속해제될 수 있게 고정되어 이들사이에 배열된 상기 몰드(36)는 제거, 교체 및/또는 다른 몰드와 교환될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 여기에 설명된 것처럼, 상기 몰드(36)는 상기 용융 챔버(30)와 이차 챔버(50)사이에서 밀봉된 통로를 형성할 수 있다. 또한, 상기 이차 챔버(50)는 예를 들어, 상기 용융 챔버(30)와 인접 및/또는 아래에 위치할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 이차 챔버(50)는 예를 들어, 원하는 용융 압력까지 작동가능하게 제어될 수 있는 용융 챔버(30) 및 예를 들어, 대기압까지 작동가능하게 제어될 수 있는 회수 챔버(80)사이에서 동적 밀봉 또는 에어록을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 이차 챔버(50)는 (도면에 도시되지 않은) 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 상기 이차 챔버(50)는 예를 들어, 채널을 포함하여 물 및/또는 다른 냉각 액체들이 상기 채널을 통해 펌핑되어 상기 주조된 재료(26)에 의해 상기 이차 챔버(50)의 과열을 방지하고 상기 이차 챔버(50)내에서 상기 주조된 재료(26)를 계속해서 냉각할 수 있다.

아직까지 도 4 내지 도 6을 참고할 때, 상기 이차 챔버(50)는 상기 복수 개의 영역들 중 인접한 영역(62)들사이에서 가스 유동을 제어하는 적어도 한 개의 압력 조정 요소(64)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 조정 요소(64)는 상기 이차 챔버(50)의 각 영역(62)내에서 원하는 압력을 유지하도록 적응될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 이차 챔버(50)는 예를 들어, 일련의 압력 조정 요소(64)들을 포함할 수 있다. 압력 조정 요소(64)는, 예를 들어, 여기서 전체 내용을 참고로 하는 구이차드(Guichard)씨 등의 미국특허 제 3,888,3000 호에 설명된 배플 또는 다이아프램일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 압력 조정 요소(64)는 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)의 내부 둘레로부터 이차 챔버(50)의 중심을 향해 연장될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 압력 조정 요소(64)는 예를 들어, 상기 압력 조정 요소(64)의 중심에 위치하거나 근접할 수 있는 구멍(66)을 포함할 수 있다. 상기 구멍(66)은 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)를 통해 회수될 때 상기 주조된 재료(26)를 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 이차 챔버(50)가 예를 들어, 원통 형상이고 상기 주조된 재료(26)가 예를 들어, 원통 형상일 때, 상기 압력 조정 요소(64)는 원형 구멍을 가진 원형 디스크일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 압력 조정 요소(64)를 통과하는 구멍(66)들은 상기 주조된 재료(26)가 상기 인접 영역(62)들을 통해 위치할 때 상기 이차 챔버(50)의 인접 영역들사이에서 압력의 전이를 제한하고 가스 유동을 제한하는 크기를 가질 수 있다. 또한, (도면에 도시되지 않은) 롤러 조립체들이, 여기서 전체 내용을 참고로 하는 구이차드(Guichard)씨 등의 미국특허 제 3,888,3000 호에 설명된 것처럼 연장되는 주조된 재료(26)를 지지하기 위해 상기 이차 챔버(50) 및/또는 압력 조정 요소(64)사이에 위치할 수 있다.

도 6을 참고할 때, 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)의 영역(62)들을 통해 연장될 때, 상기 압력 조정 요소(64)는 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)의 내부 둘레로부터 상기 주조된 재료(26)를 향해 연장될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 압력 조정 요소(64)(들), 상기 이차 챔버(50)의 내부 둘레 및 상기 주조된 재료(26)는 상기 이차 챔버(50)내에서 영역(62)의 경계들을 형성한다. 예를 들어, 이차 챔버(50)내에서 제 3 차동 압력 영역(62c)은 제 2 압력 조정 요소(64b), 제 3 압력 조정 요소(64c), 이차 챔버(50)의 내부 둘레 및 주조된 재료(26)에 의해 경계를 형성할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 영역(62)은 상기 챔버(30,50,50)들 중 한 개내에서 또 다른 표면에 의해 경계를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 차동 압력 영역(62a)은 상기 몰드(36)의 표면, 제 1 압력 조정 요소(64a), 이차 챔버(50)의 내부 표면 및 주조된 재료(26)에 의해 경계를 형성할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 압력 조정 요소(64)를 통과하는 구멍(66)은 상기 주조된 재료(26)를 위한 충분한 공간을 제공하여 상기 압력 조정 요소(64)와 접촉하지 않고 상기 압력 조정 요소(64)를 통해 끼워맞춤된다. 상기 구멍(66)들은 예를 들어, 상기 몰드(36)의 단면적보다 단지 경미하게 더 크게 형성될 수 있어서 상기 압력 조정 요소(64)와 이들을 통해 연장되는 주조된 재료(26)사이의 거리가 최소화된다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 주조된 재료(26) 및 압력 조정 요소(64)사이의 거리는 예를 들어, 약 2mm 내지 약 5mm일 수 있다. 다른 실시예들에서 상기 주조된 재료(26)와 압력 조정 요소(64)사이의 거리는 예를 들어, 약 2mm보다 작을 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 압력 조정 요소(64)는 예를 들어, 스테인레스 강과 같은 금속일 수 있다. 상기 압력 조정 요소(64)들은 (도면에 도시되지 않은) 내부 채널을 포함할 수 있고 여기서 전체 내용을 참고로 하는 구이차드(Guichard)씨 등의 미국특허 제 3,888,3000 호에 설명된 것처럼 상기 내부 채널을 통해 물 및/또는 다른 냉각 유체가 상기 노(22)를 냉각하기 위해 펌핑될 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 압력 조정 요소(64)내부의 채널들은 챔버벽내부의 채널들과 연결되어, 물 및/또는 다른 냉각 액체들이 챔버 벽 및 이로부터 연장된 압력 조정 요소(64)를 통해 순환될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 주로 도 4를 참고할 때, 상기 압력 조정 요소(64)는 브러쉬(68)들을 포함할 수 있다. 상기 브러쉬(68)들은 상기 압력 조정 요소(64)의 내부 둘레로부터 상기 주조된 재료(26)를 향해 연장되고 상기 주조된 재료(26)와 압력 조정 요소(64)사이의 간격을 추가로 감소시킬 수 있다. 상기 브러쉬(68)는 예를 들어, 스테인레스 강과 같은 금속일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 브러쉬(68)들은 충분한 유연성을 가질 수 있어서, 주조된 재료(26)와 브러쉬(68)사이의 접촉이 상기 압력 조정 요소(64)를 손상시키지 않을 것이다. 또한 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 주조된 재료(26)와 브러쉬(68)들사이의 접촉은 상기 주조된 재료(26)를 오염시키지 않을 것이다.

주로 도 5 및 도 6을 참고할 때, 압력 조정 요소(64)들은 이차 챔버(50)내에서 인접한 차동 압력 영역(62)들사이에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압력 조정 요소(64a)는 제 1 차동 압력 영역(62a) 및 제 2 차동 압력 영역(62b)사이에서 연장될 수 있고, 제 2 압력 조정 요소(64b)는 상기 제 2 차동 압력 영역(62b) 및 제 3 차동 압력 영역(62b)사이에서 연장될 수 있으며, 제 3 압력 조정 요소(64c)는 상기 제 3 차동 압력 영역(62c) 및 제 4 차동 압력 영역(62d) 사이, 등에서 연장될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 제 1 차동 압력 영역(62a)은 상기 용융 챔버(30)와 인접 및/또는 바로 아래에 위치할 수 있다. 또한, 제 2 차동 압력 영역(62b)은 예를 들어, 제 1 차동 압력 영역(62a)과 인접 및/또는 바로 아래에 위치할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 최종 또는 터미널 차동 압력 영역(62g)은 상기 회수 챔버(80)와 인접 및/또는 바로 위에 위치할 수 있다. 또한, 적어도 한 개의 실시예에서, 중간 차동 압력 영역(62d)은 예를 들어, 상기 제 2 차동 압력 영역(62b)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이에 위치할 수 있다. 어떤 비제한적인 실시예들에서, 적어도 한 개의 추가 차동 압력 영역(62c)이 예를 들어, 상기 제 2 차동 압력 영역(62b)과 중간 차동 압력 영역(62d)에 위치 및/또는 적어도 한 개의 추가 차동 압력 영역(62e,62f)은 예를 들어, 상기 중간 차동 압력 영역(62d) 및 최종 차동 압력 영역(62g)사이에 위치할 수 있다.

아직까지 도 5 및 도 6을 참고할 때, 이차 챔버(50)는 예를 들어, 일곱 개의 차동 압력 영역(62a,62b,62c,62d,62e,62f,62g)들 및 예를 들어, 일곱 개의 압력 조정 요소(64a,64b,64c,64d,64e,64f,64g)들을 포함할 수 있다. 상기 이차 챔버(50)내부에서 영역(62)들과 해당 압력 조정 요소(64)의 갯수는 적어도 예를 들어, 용융 및 주조된 재료(24,26)의 특성 및/또는 원하는 용융 압력과 대기압사이의 압력차에 의존할 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 주로 도 5를 참고할 때, 상기 차동 압력 펌프(60)들은 이차 챔버(50)의 각 차동 압력 영역(62)내에서 압력을 조정할 수 있다. 예를 들어, 차동압력 펌프(60)들은 상기 영역(62)들로부터 가스를 추출할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서 상기 차동 압력 펌프(60)는 상기 영역(62)을 작동가능하게 진공 또는 사실상 진공으로 만들 수 있다. 또한 가스 공급원(52,54) 및 해당 가스 블리드(56,58)는 영역(62)속으로 가스를 펌핑하여 그 내부에 압력을 증가시킨다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 복수 개의 제 1 가스 블리드(56a,56b,56c,56d)들이 상기 제 1 가스 공급원(52)으로부터 연장되고 복수 개의 제 2 가스 블리드(58a,58b,58c,58d)들이 상기 제 2 가스 공급원(54)으로부터 연장될 수 있다. 상기 가스 블리드(56,58)들은 예를 들어, 약 1 SCFM 내지 약 25 SCFM의 가스를 각 영역(62)속으로 도입할 수 있다. 상기 제 1 가스 공급원(52)은 예를 들어, 제 1 가스 또는 제 1 가스 조합을 보유할 수 있고, 제 2 가스 공급원(54)은 예를 들어, 제 2 가스 또는 제 2 가스 조합을 보유할 수 있다. 여기서 설명되는 것처럼, 다양한 비 제한적인 실시예들에서 적어도 한 개의 가스 공급원(52,54)들은 예를 들어, 불활성 가스 또는 불활성 가스의 조합을 보유할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 가스 공급원(52,54)은 가스를 다중의 가스 블리드(56,58)들로 분산시킬 수 있다. 또한, 상기 차동 압력 펌프(60), 가스 공급원(52,54) 및 가스 블리드(56,58)들은 상기 이차 챔버(50)의 차동 압력 영역(62)내부의 압력을 제어하여, 상기 이차 챔버(50)는 상기 용융 챔버(30)와 회수 챔버(80)사이에서 동적 에어록을 형성한다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 차동 압력 펌프(60)들은 초기에 상기 영역(62)들을 진공 또는 사실상 진공으로 형성할 수 있고, 연속적으로 상기 가스 블리드(56,58)는 원하는 용융압력과 동일하거나 사실상 동일한 압력을 형성하기 위해 가스를 상기 영역(62)속으로 삽입할 수 있다. 예를 들어, 상기 영역(62)들은 예를 들어, 약 100 mTorr 내지 약 10 mTorr의 사실상 진공으로 형성될 수 있다. 연속적으로 상기 가스 블리드(56,58)들은 예를 들어, 약 400 mTorr 내지 약 1000 mTorr의 원하는 용융압력에 도달하기 위해 가스를 도입할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 펌핑 시스템은 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)에 걸쳐서 원하는 용융압력 ±25으로 압력을 제어할 수 있다. 상기 이차 챔버(50)내부에 가스가 존재하면 상기 주조된 재료(26)로부터 열전달이 개선되고 상기 주조된 재료(26)의 고형화 비율을 증가시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 주조된 재료(26)는 상기 이차 챔버(50)가 예를 들어, 진공 또는 사실상 진공을 유지할 때보다 상기 이차 챔버(50)가 불활성 가스로 충진될 때 더욱 빠르게 냉각되고 고형화될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참고할 때, 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)의 영역(62)을 통해 위치할 때, 상기 주조된 재료(26), 배플(64)들 및 이차 챔버(50)의 내부 둘레는 예를 들어, 원하는 압력이 형성 및/또는 유지되는 영역(62)의 경계를 형성할 수 있다. 일단 상기 영역(62)의 경계들이 형성되면, 차동 압력 펌프(60), 가스 공급원(52,54)들 및/또는 가스 블리드(56,58)들은 상기 이차 챔버(50)의 영역(62) 내부의 압력을 조정할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 차동 압력 펌프(60)들은 상기 이차 챔버(50)의 다양한 영역(62)의 압력을 서로 다른 압력으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 어떤 비제한적인 실시예들에서 이차 챔버(50)의 제 1 차동 압력 영역(62a)의 압력은 원하는 용융압력보다 적어도 경미하게 높은 압력으로 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)은 원하는 용융압력이 약 825 Torr 내지 약 875Torr일 때 약 880Torr 내지 약 930Torr로 제어될 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 차동 압력 영역(62a) 및 용융 챔버(30)사이의 압력차는 예를 들어, 약 10 Torr 내지 약 50Torr일 수 있다. 또한 어떤 비제한적인 실시예들에서, 제 2 차동 압력 영역(62b)은 제 1 차동 압력 영역(62a)내부의 압력보다 경미하게 작게 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 차동 압력 영역(62b)의 압력은 약 825 Torr 내지 약 850 Torr으로 제어될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 제 1 차동 압력 영역(62a) 및 제 2 차동 압력 영역(62b)사이의 압력차는 약 10 Torr 내지 약 50 Torr 일 수 있다. 따라서, 어떤 실시예들에서 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)은 상기 이차 챔버(50)내부의 연속적인 영역(62b,62c) 등으로부터 상기 용융 챔버(30)를 분리시키고 외부대기의 비 불활성 가스가 상기 용융 챔버(30)로 침투하는 것을 방지하는 고압 영역일 수 있다.

아직까지 도 5 및 도 6을 참고할 때, 제 2 차동 압력 영역(62b) 및 중간 차동 압력 영역(62d)사이에서 이차 챔버(50)의 연속 영역(62c)들의 압력은 예를 들어, 점진적으로 감소될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 압력은 예를 들어, 인접한 영역(62)들사이에서 약 10 Torr 내지 약 100 Torr 만큼 점진적으로 감소될 수 있다. 상기 제 2 차동 압력 영역(62b)과 상기 중간 차동 압력 영역(62d)사이에서 압력 조정 요소(64)와 영역(62)의 크기 및 갯수는 변화할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 추가 영역(62)들의 갯수는 상기 용융된 재료(24)와 주조된 재료(26)의 재료 특성 및 상기 용융 챔버(30)와 회수 챔버(80) 내부의 압력에 의존할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 추가 영역(62)의 갯수는 상기 주조된 재료(26)로부터 열전달 비율에 의존할 수 있다. 예를 들어, 적어도 한 개의 영역(62)이 상기 제 2 차동 압력 영역(62b)과 중간 차동 압력 영역(62d)사이에 배열될 수 있다. 어떤 비제한적인 실시예들에서 두 개 내지 다섯 개의 영역(62)들이 제 2 차동 압력 영역(62b)과 중간 차동 압력 영역(62d)사이에 배열될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 다섯 개보다 많은 영역(62)들이 예를 들어, 제 2 차동 압력 영역(62b)과 중간 차동 압력 영역(62d)사이에 배열될 수 있다. 충분한 갯수의 영역(62)들이 상기 용융 챔버(30)와 상기 이차 챔버(50)의 중간 차동 압력 영역(62d)사이에 배열될 수 있어서, 주조된 재료(26)는 상기 중간 차동 압력 영역(62d)에 도달할 때 충분히 냉각된다. 상기 주조된 재료(26)는 회수 챔버내부의 외부 대기에 대한 노출이 오염을 야기하지 않을 정도로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 주조된 티타늄(26)이 상기 중간 차동 압력 영역(62d)에 도달할 때 주조된 티타늄 합금은 약 < 1000 내지 1200℉까지 냉각되어 상기 이차 챔버(50)의 하부 영역(62e,62f,62g) 및 외부 대기에서 비 불활성 가스에 의해 상기 주조된 티타늄(26)의 반응 및 오염이 회피될 수 있다.

아직까지 주로 도 5 및 도 6을 참고할 때, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)의 압력은 상기 이차 챔버(50)의 인접 영역들의 압력보다 작게 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 중간 차동 압력 영역(62d) 바로 아래 및 바로 위에 위치한 영역들의 압력은 상기 중간 차동 압력 영역(62d)의 압력보다 클 수 있다. 다시 말해, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)은 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)과 상기 최종 차동 압력 영역(62g)사이에서 저압 영역일 수 있다. 어떤 비제한적인 실시예들에서, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)의 압력은 예를 들어, 약 250Torr 내지 약 300Torr 일 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)의 압력은 예를 들어, 약 100 Torr 내지 약 400 Torr 일 수 있다.

아직까지 도 5 및 도 6에 도시된 실시예를 참고할 때, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이에서 이차 챔버(50)의 연속적인 영역(62e,62f)들의 압력은 점진적으로 증가될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 압력은 예를 들어, 인접한 영역(62)들사이에서 약 10 Torr 내지 약 100 Torr 만큼 점진적으로 증가될 수 있다. 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이에서 압력 조정 요소(64)와 영역(62)의 크기 및 갯수가 변화할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서 상기 영역(62)들의 갯수는 상기 용융된 재료(24)와 주조된 재료(26)의 재료 특성 및 상기 용융 챔버(30)와 회수 챔버(80)내부의 압력에 의존할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 추가 영역(62)의 갯수는 상기 최종 차동 압력 영역(62g)의 압력을 점차로 증가시켜서 대기압보다 경미하게 높을 정도로 충분할 수 있다. 예를 들어, 적어도 한 개의 영역(62)은 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 상기 최종 차동 압력 영역(62g)사이에 배열될 수 있다. 어떤 비제한적인 실시예들에서 두 개 내지 다섯 개의 영역(62)들이 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이에 배열될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 다섯 개보다 많은 영역(62)들이 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 최종 차동 압력 영역사이에 배열될 수 있다.

상기 최종 차동 압력 영역(62g)은 상기 회수 챔버(80)와 인접 및/또는 위에 위치할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 최종 차동 압력 영역(62g)은 대기압보다 적어도 경미하게 높은 압력을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 비제한적인 실시예에서, 상기 최종 차동 압력 영역(62g)의 압력은 예를 들어, 약 740 Torr 내지 약 850 Torr일 수 있고 및/또는 상기 최종 차동 압력 영역(62g)의 압력과 대기압의 차이는 약 10 Torr 내지 100 Torr일 수 있다. 다시 말해, 최종 차동 압력 영역(62g)은 상기 이차 챔버(50)내에서 제 2 고압 영역일 수 있다.

여기서 설명된 것처럼, 용융된 밀봉체(28)는 상기 용융 챔버(30)와 회수 챔버(80)사이에서 밀봉을 제공한다. 그러나, 상기 용융된 밀봉체(28)가 파괴되면, 상기 이차 챔버(50)의 동적 에어록은 제 2 밀봉을 제공할 수 있어서 용융 챔버(30)의 오염이 방지된다. 또한, 상기 이차 챔버(50)는 아직까지 상기 주조된 재료(26)가 비 불활성 가스와 반응성을 가지는 온도에 있는 이차 챔버(50)내부의 주조된 재료(26)의 오염을 방지할 수 있다. 가스가 상기 제 1 차동 압력 영역(62a) 즉, 상대적으로 고압인 영역으로부터 떨어져 상기 중간 차동 압력 영역(62d) 즉, 상대적으로 저압인 영역을 향하기 때문에 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)은 오염을 방지할 수 있다. 다시 말해, 가스는 용융 챔버(30)로부터 멀어져 이차 챔버(50)의 중간 차동 압력 영역(62d)을 향한다. 또한, 상기 용융된 밀봉체(28)가 파괴되면 상기 용융 챔버(30)의 압력은 이차 챔버(50)를 향해 상기 용융 챔버(30)를 벗어나려고 하지 않으려 하기 때문에 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)은 상기 용융 챔버(30)속의 압력변화를 감소시킬 수 있다. 반대로 예를 들어, 상기 용융된 밀봉체(28)가 파괴되고 용융 챔버(30)가 정압으로 작동되며 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)이 진공 또는 상대적으로 낮은 정압에서 작동하면, 가스는 이차 챔버(50)를 향해 상기 용융 챔버(30)를 이탈하려고 하여 용융 챔버(30)내부에 압력변화를 형성하게 될 것이다.

또한, 상기 이차 챔버(50) 외측의 비 불활성 가스 및/또는 회수 챔버(80) 내부의 비 불활성 가스는 상기 최종 차동 압력 영역(62g) 즉, 고압 영역으로부터 멀어져 외부 대기 즉, 상대적으로 저압인 영역을 향하기 때문에 상기 최종 차동 압력 영역(62g)은 상기 용융 챔버(30)의 오염을 방지할 수 있다. 다시 말해, 상기 최종 차동 압력 영역(62g)이 고압영역이기 때문에 외부 대기속의 비 불활성 가스는 상기 외부 대기로부터 상기 이차 챔버(50)의 최종 차동 압력 영역(62g) 속으로 유동하려 하지 않을 것이다. 또한, 상기 최종 차동 압력 영역(62g)으로부터 중간 차동 압력 영역(62d)까지 감소하는 압력은 가스 유동을 상기 최종 차동 압력 영역(62d) 대신에 중간 차동 압력 영역(62d)을 향하게 할 것이다.

도 6을 다시 참고할 때, 제 1 가스 공급원(52)은 예를 들어, 제 1 가스 또는 제 1 가스의 조합을 보유할 수 있고, 제 2 가스 공급원(54)은 예를 들어, 제 2 가스 또는 제 2 가스의 조합을 보유할 수 있다. 또한, 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 적어도 상기 제 1 가스 또는 제 1 가스의 조합은 예를 들어, 헬륨 및/또는 아르곤과 같은 불활성 가스 또는 불활성 가스의 조합일 수 있다. 상기 제 1 가스 공급원(52)은 제 1 차동 압력 영역(62a) 또는 제 1 고압 영역으로부터 중간 차동 압력 영역(62d) 또는 저압 영역을 통해 상기 이차 챔버(50)내부의 영역(62)으로 가스를 공급할 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 가스 공급원(52)은 상기 용융 챔버(30)와 인접한 제 1 고압 영역(62a)으로부터 저압 영역 또는 중간 차동 압력 영역(62d)을 통해 점진적으로 감소하는 압력의 영역(62)과 연결될 수 있다. 상기 용융 챔버(30)와 인접한 영역(62)내에 불활성 가스가 존재하기 때문에 상기 용융된 밀봉체(28)가 파괴되면 비 불활성 가스 대신에 불활성 가스가 상기 용융 챔버(30)속으로 유입되어 상기 용융 챔버(30)내부에서 용융된 재료(24)의 오염이 사실상 방지될 수 있는 것이 보장될 수 있다. 상기 차동 압력 펌프(60) 및 가스 블리드(56)는 불활성 가스를 상기 영역(62)으로부터 빼내고 및/또는 도입하여 그 내부에서 압력을 조정할 수 있다. 여기서 설명하는 것처럼, 상기 주조된 재료(26)가 상기 중간 차동 압력 영역(62d)을 떠나기 전에, 상기 주조된 재료(26)는 충분히 냉각될 수 있어서, 상기 주조된 재료는 비 불활성 가스와 반응하지 않는다. 그러나 상기 주조된 재료(26)는 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)과 중간 차동 압력 영역(62d)사이에서 충분히 고온이고 반응성을 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 차동 압력 영역(62a, 62b,62c,62d)들로 가스를 공급하는 상기 제 1 가스 공급원(52)은 연장되고 잠재적으로 반응성을 가진 상기 주조 재료(26)의 오염을 방지하기 위해 불활성 가스를 공급해야 한다.

아직까지 주로 도 6을 참고할 때, 제 2 가스 공급원(54)은 상기 중간 차동 압력 영역(62d) 다음에 위치하고 상기 최종 차동 압력 영역(62g) 또는 제 2 고압 영역을 통해 위치하는 이차 챔버(50)내부의 영역(62)들로 가스를 공급할 수 있다. 예를 들어, 압축 공기와 같은 비불활성 가스가 그 내부에 위치한 주조 재료(26)를 오염시키는 위험없이 상기 제 2 가스 공급원(54)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 주조된 재료가 상기 중간 차동 압력 영역(62d)으로부터 벗어나 이동할 때 상기 주조된 재료(26)는 충분히 냉각될 수 있어서, 주조된 재료는 비불활성 가스와 반응하지 못한다. 선택적인 실시예들에서, 상기 제 2 가스 공급원(54)은 불활성 가스를 포함하거나 필수적으로 구성될 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 차동 압력 펌프(60)들은 (도면에 도시되지 않은) 가스 회수 시스템과 연결될 수 있다. 상기 연속 주조 시스템 (20)내에서 이용되는 불활성 가스는 고가여서 가스 회수 시스템은 미래에 이용하기 위해 불활성 가스를 회수하여 재활용하려 한다. 예를 들어, 상기 가스회수 시스템은 가스를 상기 이차 챔버(50)의 영역(62)들로부터 펌핑할 수 있고 빼낸 가스를 압축하며 가스를 정화시스템을 통과시키고 가스를 상기 가스 공급원(52,54)으로 귀환시킬 수 있다. 다시 말해, 가스는 시스템을 통해 재활용될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 가스 회수 시스템의 상기 정화시스템은 상기 용융로(22)의 외부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스가 상기 제 1 가스 공급원(52)에 의해 상기 이차 챔버(50)의 상부 영역(62a, 62b,62c,62d)으로 공급되고 예를 들어, 비불활성 가스가 제 2 가스 공급원(54)에 의해 이차 챔버(50)의 하부 영역(62e,62f,62g)들로 공급되는 일부 실시예들에서, 제 1 차동 압력 영역(62a)으로부터 중간 차동 압력 영역(62d)까지 점진적으로 감소하는 압력은 예를 들어, 상기 영역(62a, 62b,62c,62d)내에서 이용되는 불활성 가스의 회수를 허용할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 인접한 저압 영역(62e)으로부터 연속 주조 작업동안 상대적으로 저압으로 제어되는 상기 중간 차동 압력 영역(62d)까지 소량 체적의 비 불활성 가스가 유동할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 인접한 영역(62)들사이의 가스 유동 체적은 최소화될 수 있다. 예를 들어, 가스유동 체적은 상기 주조된 재료(26)와 압력 조정 요소(64)사이의 공간 및, 인접한 영역(62)들사이의 압력차에 의존할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)에 해당되는 중간 차동 압력 펌프(64d)가 상기 중간 차동 압력 영역(62d)으로부터 가스를 빼낸다. 가스가 상기 제 1 가스 공급원(52)으로 귀환하기 전에 예를 들어, 상기 펌프(64d)에 의해 빼내지는 소량 체적의 비 불활성 가스가 제거될 수 있어서, 불활성 가스는 연속 주조 시스템 (20)에 걸쳐서 상기 재료(24,26)들이 반응하는 챔버들 및/또는 영역들내에서 재활용될 수 있다. 반대로 상기 이차 챔버(50) 내부의 압력이 저압 영역(62d)까지 점진적으로 감소하는 대신에 제 1 차동 압력 영역(62a) 다음에 대기압까지 증가된다면, 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)속의 불활성 가스는 예를 들어, 외부 대기까지 탈출할 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서 주로 도 6 및 도 7을 참고할 때, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)와 인접하게 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)에 대해 이동가능하게 배열될 수 있다. 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)와 근접하게 위치할 때, 상기 이차 챔버(50)와 회수 챔버(80)는 서로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, O 링 또는 가스켓(70)(도 6)이 상기 회수 챔버(80)와 이차 챔버(50)사이에 배열되어 이들사이에 진공 밀봉을 제공할 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, (도면에 도시되지 않은) 유압 구동식 록(lock)이 예를 들어, 상기 회수 챔버(80)를 상기 이차 챔버(50)에 밀봉시킬 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 용융 챔버(30)와 동일한 압력 즉, 원하는 용융 압력으로 제어될 수 있다. 여기서 설명되는 것처럼, 상기 회수 챔버(80)는 연속 주조 과정 동안 대기압을 가지며 작업가능하고, 상기 이차 챔버(50)는 원하는 용융 압력으로 유지될 수 있는 용융 챔버(30) 및 회수 챔버(80)사이에서 동적 에어록을 제공할 수 있다.

주로 도 1을 참고할 때, 구속 해제 또는 회수 카트(100)는 상기 회수 챔버(80)와 인접 및/또는 아래에 위치할 수 있다. 상기 회수 카트는 예를 들어, 상기 회수 챔버(80)를 지지할 수 있는 플랫폼(102)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회수 카트(100)의 작동은 상기 회수 챔버(80)를 상승 및/또는 하강시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 회수 카트(100)는 상기 이차 챔버(50)에 대해 상기 회수 플랫폼(102)을 상측 및 하측을 향해 이동시키고 작동시킬 수 있는 제 2 회수 램(104)을 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수램(104)은 상기 회수 플랫폼(102)을 아래로 빼내어 상기 회수 챔버(80)를 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제시킬 수 있다. 회수 챔버(80)의 구속해제는 상기 회수 챔버(80)를 외부 대기로 개방시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)로부터 분리되거나 떨어져 이동할 때 상기 회수 챔버(80)와 이차 챔버(50)사이의 밀봉이 파괴될 수 있다. 그러나 심지어 상기 회수 챔버(80)가 상기 외부 대기로 개방되고 대기압을 가질 때, 상기 용융 챔버(30)내부의 용융된 재료(24)는 여기서 설명되는 이차 챔버(50)의 동적 에어록 및 용융된 밀봉체(28)에 대해 대기속에서 비불활성 가스로부터 보호된 상태로 유지될 수 있다. 도 1 및 도 8을 참고할 때, 회수 카트(100)는 안내 트랙 또는 레일(106) 상에 배열될 수 있다. 상기 회수 카트(100)는 예를 들어, 휠들을 포함할 수 있고 작동위치(도 1) 및 스테이징(staging) 위치(도 8) 사이에서 상기 트랙 또는 트랙들(106)을 따라 구름운동할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 제 2 회수 램(104)이 상기 플랫폼(102)을 빼내기 위해 접혀지고 상기 회수 챔버(80)를 하강시키면, 상기 회수 카트(100)는 상기 스테이징 위치로 이동할 수 있다.

도 7을 다시 참고할 때, 연속 주조 시스템 (20)은 제 1 세트의 롤러(92)들을 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 수축된 위치(도 5) 및 연장된 위치(도 7)사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 주조된 재료(26)를 향해 연장될 수 있어서, 상기 제 1 세트의 롤러들이 연장된 위치에 있을 때 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 주조된 재료(26)와 접촉할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)로부터 수축 및/또는 구속해제된 후에 상기 주조된 재료(26)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 회수 챔버(80)에 의해 방해될 수 있어서, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 회수 챔버(80)가 수축되기 전에 상기 주조된 재료(26)까지 연장되는 것이 방지된다. 어떤 비제한적인 실시예에서, 상기 제 1 세트의 롤러(92)들은 상기 주조된 재료(26)의 회수 속도를 제어하는 것을 도울 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 세트의 롤러(92)의 회전속도는 상기 주조된 재료(26)가 상기 몰드(36)를 떠나는 속도에 영향을 줄 수 있다.

도 8을 참고할 때, 연속 주조 시스템 (20)은 제 2 세트의 롤러(94)들을 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 수축 위치(도 5) 및 연장 위치(도 8)사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 상기 주조된 재료(26)를 향해 연장될 수 있어서, 상기 제 2 롤러(94)들이 연장 위치에 있을 때 상기 제 2 세트의 롤러(94)들 중 롤러들은 상기 주조된 재료(26)와 접촉한다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)로부터 수축 및/또는 구속해제된 후에 상기 주조된 재료(26)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 상기 회수 챔버(80)에 의해 방해되어 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 회수 챔버(80)가 수축되기 전에 상기 주조된 재료(26)까지 연장되는 것이 방지된다. 일부 실시예들에서, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 상기 주조된 재료(26)의 회수 속도의 제어를 도울 수 있다. 다시 말해, 어떤 실시예들에서 상기 제 2 세트의 롤러(94)들의 회전 비율은 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)를 떠나는 속도에 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 제 2 세트의 롤러(94)들은 여기서 설명되는 것처럼, 상기 주조된 재료(26)를 하역 장치로 향하게 할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서 아직까지 주로 도 8을 참고할 때, 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)를 통해 빼내어진 후에 절단장치(96)는 상기 주조된 재료(26)를 절단할 수 있다. 상기 절단장치(96)는 예를 들어, 상기 제 1 세트의 롤러(92) 아래 및/또는 예를 들어, 상기 제 2 세트의 롤러(94) 위에서 상기 주조된 재료(26)를 절단할 수 있다.

지금 도 8 및 도 9를 참고할 때, 어떤 비제한적인 실시예들에서 제 1 하역 장치(110)는 텔레스코핑(telescoping) 지지 기구(112) 및/또는 그립퍼(gripper)(114)를 포함할 수 있다. 상기 그립퍼(114)들은 예를 들어, 상기 제 1 및/또는 제 2 세트의 롤러(92,94)들 아래에서 상기 주조된 재료(26)를 고정하거나 포착할 수 있다. 또한 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 텔레스코핑 지지 기구(112)는 상기 그립퍼(114)들을 고정할 수 있다. 적어도 한 개의 실시예에서, 상기 텔레스코핑 지지 기구(112)는 상기 그립퍼(114)들에 의해 고정되는 주조된 재료(26)를 하강시키기 위해 접혀지거나 부분적으로 접혀질 수 있다. 상기 텔레스코핑 지지 기구(112)는 예를 들어, 상기 주조된 재료(26)를 수직 구조(도 8)로부터 수평구조(도 9)로 이동시키기 위해 접혀질 수 있다. 도 9를 주로 참고할 때, 예를 들어, 상기 주조된 재료(26)의 절단 세그멘트를 상기 연속 주조 시스템 (20)으로부터 떨어져 이동시키기 위해 제 1 하역 장치(110)는 상기 안내 트랙(106)들을 따라 이동하거나 구름운동할 수 있다.

도 10을 참고할 때, 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 연속 주조 시스템 (20)은 제 2 하역 장치(118)를 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 제 2 하역 장치(118)는 상기 추가의 롤러(122)들을 고정하는 지지 부재(120)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 추가의 롤러(122)들은 상기 지지부재(120) 및/또는 추가 롤러(122)들에 의해 형성되는 경로를 따라 상기 주조된 재료(26)를 조종할 수 있다. 상기 롤러(122)들은 예를 들어, 형상 경로(contoured path)를 따라 상기 주조된 재료(26)를 조종하고 예를 들어, 수직 구조로부터 수평구조까지 상기 주조된 재료(26)를 조종할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 지지 부재(120)가 원하는 구조로 상기 주조된 재료(26)를 안내한 후에 상기 절단 장치(96)는 상기 주조된 재료(26)의 세그멘트를 절단할 수 있다.

도 1 내지 도 11을 주로 참고할 때, 연속 주조 시스템 (20)의 작동은 초기화 단계(202) 및 연속 주조 단계(204)를 포함할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 주조 작업의 초기화 단계(202) 동안 상기 이차 챔버(50)에 밀봉될 수 있다. 어떤 비제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제될 때 상기 주조작업의 연속 주조 단계(204)가 시작될 수 있다. 초기화 단계(202)의 단계(210)에서 펌핑 시스템은 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)를 진공 또는 사실상 진공상태로 형성할 수 있다. 예를 들어, 어떤 비제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)의 압력은 약 100 mTorr 내지 약 100 mTorr로 형성될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 낮은 누출 비율을 가질 수 있다. 예를 들어, 다양한 비 제한적인 실시예들에서 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)들은 분당 약 10mTorr 내지 분당 약 5 mTorr보다 작은 누출 비율을 가질 수 있다. 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)의 일체성(integrity)이 확인될 수 있다. 단계(212)에서, 펌핑 시스템은 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)내부의 압력을 원하는 용융 압력으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 원하는 용융 압력이 정압일 때 상기 용융 챔버(30), 이차 챔버(50) 및 회수 챔버(80)는 원하는 용융압력에 도달하기 위해 불활성 가스로 뒤채움될 수 있다.

다양한 비 제한적인 실시예들에서, 원하는 용융 압력이 상기 용융 챔버(30), 상기 이차 챔버(50)와 회수 챔버(80)에 걸쳐서 구해지면, 단계(214)가 개시될 수 있다. 단계(214)에서, 상기 재료(24)를 용융시키기 위해 에너지가 상기 용융 챔버(30)내부의 재료(24)에 가해질 수 있다. 연속적으로 단계(216)에서, 상기 용융된 재료(24)가 상기 용융 챔버(30)로부터 상기 이차 챔버(50)를 통해 회수 챔버(80)속으로 통과할 수 있다. 예를 들어, 재료가 용융된 재료(24)로서 상기 몰드(36)속으로 들어갈 수 있고 주조된 재료(26)로서 상기 몰드(36)를 떠날 수 있다. 다음에 상기 주조된 재료(26)는 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)를 통해 상기 회수 챔버(80)속으로 이동한다.

또한, 초기화 단계(202)의 단계(218)에서 제 1 차동 압력 영역(62a)의 압력은 원하는 용융압력보다 적어도 경미하게 더 큰 제 1 차동 압력으로 제어될 수 있다. 또한, 단계(220)에서, 제 2 차동 압력 영역(62b)의 압력은 제 1 차동 압력보다 적어도 경미하게 더 작은 제 2 차동 압력으로 제어될 수 있다. 다시 말해, 제 1 차동 압력 영역(62a)은 상기 이차 챔버(50)의 연속적인 영역(62)으로부터 상기 용융 챔버(30)를 분리하고 외부 대기속의 비 불활성 가스에 의한 용융 챔버(30)의 오염을 방지하는 고압 영역일 수 있다.

또한, 초기화 단계(202)의 단계(222)에서 상기 연속적인 영역(들)(62)의 압력은 예를 들어, 상기 제 2 차동 압력 영역(62b) 및 중간 차동 압력 영역(62d)사이에서 점진적으로 감소될 수 있다. 또한, 단계(224)에서, 중간 차동 압력 영역(62d)은 예를 들어, 상기 이차 챔버(50)의 영역(62)내에서 가장 낮은 압력인 중간 차동 압력 영역으로 제어될 수 있다. 다시 말해, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)은 상기 제 1 차동 압력 영역(62a)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이의 저압 영역일 수 있다. 또한, 단계(226)에서, 상기 중간 차동 압력 영역(62d)과 최종 차동 압력 영역(62g)사이의 연속적인 영역들의 압력은 예를 들어, 대기압으로 점진적으로 증가될 수 있다. 또한, 단계(228)에서, 최종 차동 압력 영역(62g)의 압력은 예를 들어, 대기압보다 적어도 경미하게 더 큰 압력으로 제어될 수 있다.

영역(62)의 측부들을 형성하는 상기 압력 조정 요소(64)들을 통해 상기 주조된 재료(26)가 위치설정되면 인접한 영역(62)들은 서로 다른 압력들을 유지하거나 사실상 유지할 수 있다. 따라서, 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 주조된 재료(26)가 각각의 영역(62)을 통해 연장된 후에 언제 든지 각 영역의 압력이 제어될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 주조된 재료(26)가 상기 전체 이차 챔버(50)를 통해 이동하고 상기 회수 챔버(80)속으로 들어간 후, 상기 이차 챔버(50)의 영역(62)들의 압력은 동시에 서로 다른 작동 압력들 즉, 제 1 차동 압력, 중간 차동 압력, 최종 차동 압력 등으로 제어될 수 있다. 다시 말해, 단계(218,220,222,224,226 및 228)들이 동시에 개시될 수 있다. 예를 들어, 주조된 재료(26)가 회수 챔버(80)속으로 들어가면, 상기 펌핑 시스템은 상기 단계(218,220,222,224,226 및 228)들을 개시하도록 작동될 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 상기 주조된 재료(26)가 상기 이차 챔버(50)를 통해 진행됨에 따라 상기 영역(62)의 압력은 연속적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 단계(218) 다음에 단계(220)가 진행되고, 다음에 단계(222)가 진행되며, 다음에 단계(224)가 진행되고, 다음에 단계(226)가 진행되며, 다음에 단계(228)가 진행될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 주조된 재료가 상기 영역(62)을 통과한 후에 각 영역(62)의 압력이 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 단계들은 다른 순서로 수행될 수 있다.

또한 단계(230)에서 초기화 단계(202) 동안, 회수 챔버(80)는 대기압으로 제어될 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 대기압을 가지기 위해 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제될 수 있다. 다시 말해, 상기 회수 챔버(80)의 구속해제는 상기 이차 챔버(50)와 회수 챔버(80)사이의 밀봉을 파괴할 수 있다. 또한, 상기 회수 챔버(80)가 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제될 때 연속 주조 시스템 (20)은 상기 주조된 재료(26)가 계속해서 상기 몰드(36)로부터 연장될 수 있도록 작동할 수 있다. 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 주조된 재료(26)의 연장 길이를 위한 공간을 제공하기 위해 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제된다.

상기 주조작업의 연속적인 주조 단계(204) 동안, 용융된 재료(24)는 계속해서 상기 회수 챔버(80)로부터 상기 이차 챔버(50)를 통해 이동할 수 있다, 즉 단계(232). 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 상기 회수 챔버(80)는 상기 이차 챔버(50)로부터 구속해제 및/또는 제거된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 주조된 재료(26)는, 원하는 용융 압력으로 유지되는 용융 챔버(30)로부터, 다양한 서로 다른 압력들로 제어되는 상기 이차 챔버(50)를 통해, 외부 대기속으로, 계속해서 유동할 수 있다. 상기 이차 챔버(50)의 동적 에어록 및 용융된 밀봉체(28)는 상기 회수 챔버(80)내에서 및/또는 상기 이차 챔버(50)의 외부에서 외부 대기에 의한 용융 챔버(30)의 오염을 방지할 수 있다. 또한 다양한 비 제한적인 실시예들에서, 예를 들어, 단계(234)에서, 상기 주조된 재료는 제 1 및/또는 제 2 롤러(92,94)들의 세트사이에서 압연될 수 있고; 단계(236)에서, 상기 주조된 재료(26)는 절단 장치(96)에 의해 절단될 수 있으며; 및/또는, 단계(238)에서, 상기 주조된 재료(26)는 상기 하역 장치(110,118)들 중 한 개에 의해 하역될 수 있다. 예를 들어, 상기 주조된 재료(26)가 절단 장치(96)에 의해 절단되는 전 및/또는 후에 상기 주조된 재료(26)는 제 1 및/또는 제 2 롤러(92,94)들의 세트사이에서 압연될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 주조된 재료(26)가 하역 장치(110,118)들 중 한 개에 의해 하역되는 전 및/또는 후에 상기 주조된 재료(26)는 절단 장치(96)에 의해 절단될 수 있다. 상기 몰드(36)속에 추가로 재료(24)가 공급되지 않을 때까지 연속 주조 작업의 연속 주조 단계(204)는 계속될 수 있다.

여기서 설명되는 장비, 시스템들 및 방법들의 다양한 실시예들이 반응성 금속들 및 금속합금들의 주조와 관련하여 설명되지만, 본 발명은 그렇게 한정되지 않고 용융된 상태일 때 또는 고온에서 반응성을 가지거나 가지지 않는 모든 금속 또는 금속 합금의 주조와 관련하여 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

설명된 장치 및 방법들의 이용, 단계들 및 요소들을 전체적으로 이해하도록 다양한 실시예들이 본 명세서에서 설명되고 도시된다. 본 명세서에서 설명되고 도시된 다양한 실시예들은 비제한적이고 비전면(non-exhaustive)적이라는 것을 이해한다. 그러므로, 본 발명은 본 명세서에 공개되고 비제한적이며 비전면적인 다양한 실시예들에 관한 설명에 의해 제한되지 않는다. 적절한 환경에서 다양한 실시예들과 관련하여 설명된 특징 및 특성들이 다른 실시예들의 단계들, 부분들, 요소들, 특징들, 특성들, 양상들, 제한 등과 조합, 수정 또는 재구성될 수 있다. 상기 수정과 변화는 본 명세서의 범위에 포함되어야 한다. 따라서, 청구범위는 분명하거나 본질적으로 본 명세서에서 설명되거나 그렇지 않으면, 본 명세서에 의해 분명하거나 본질적으로 뒷받침되는 모든 요소들, 단계들, 한계들, 특징들 및/또는 특성들을 언급하도록 보정될 수 있다. 또한, 출원인은 상기 특징들이 명백하게 설명되는 가와 무관하게 종래 기술에 존재하는 요소들, 단계들, 한계들, 특징들 및/또는 특성들을 긍정적으로 포기하기 위해 청구항들을 수정할 권리를 가진다. 그러므로, 모든 상기 보정은 35 U.S.C.§ 112, 제 1 항 및 35 U.S.C.§ 132(a)의 요건을 충족시킨다. 본 명세서에 공개되고 설명된 다양한 실시예들은 여기서 다양하게 설명된 단계들, 한계들, 특징들, 및/또는 특성들을 포함하고 구성하거나 필수적으로 구성할 수 있다.

여기서 확인되는 모든 특허, 공보 또는 다른 공개 자료는 다르게 언급되지 않는 한, 본 명세서에 전체 내용을 참고로 포함하지만 포함된 자료가 현존하는 정의들, 진술 또는 본 명세서에 명백하게 공개된 다른 공개 자료와 충돌을 일으키지 않는 정도로 포함된다. 따라서, 그리고 필요한 정도로, 본 명세서에 공개된 명백한 공개내용은 여기서 참고로 포함되는 충돌 자료보다 우선한다. 본 명세서에서 참고로 포함되는 것으로 설명되지만 현존하는 정의들, 진술 또는 여기서 공개된 다른 공개 자료와 충돌하는 모든 자료 또는 자료의 일부분은, 포함된 자료 및 현존하는 공개 자료사이에 충돌이 발생하지 않는 정도로 포함될 뿐이다. 출원인은 여기서 참고로 포함된 모든 주제 자료 또는 그 일부분을 명백하게 언급하도록 상기 명세서를 보정할 권리를 가진다.

문법적인 관사들 "하나의", "어느", "어떤" 및 "상기"는, 본 명세서에서 사용되는 것처럼 그리고 사용되는 경우에, 다르게 설명되지 않는 한 "적어도 한 개" 또는 "한 개 이상의"를 포함해야 한다. 따라서, 상기 관사들은 본 명세서에서 상기 관사의 문법적 목적어들의 한 개이상(즉, "적어도 한 개")을 언급하기 위해 이용된다. 예를 들어, "어느 부분"은 한 개이상의 부분들을 의미하고, 따라서, 가능하게, 한 개보다 큰 부분이 고려되고 설명된 실시예들의 실시에서 이용되거나 쓰일 수 있다. 또한, 단수 명사의 이용은 복수 명사를 포함하고, 복수 명사의 이용은 어법 문맥이 다르게 요구하지 않으면 단수 명사를 포함한다.

20....연속 주조 시스템,
22....노,
30....용융 챔버,
50....이차 챔버,
80....회수 챔버.

Claims (23)

1. 재료를 주조하기 위한 방법으로서,
   용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버 내부의 압력을 용융 압력으로 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 용융 챔버 내에서 용융된 재료로부터 주조된 재료를 상기 이차 챔버 속으로 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 이차 챔버는 복수 개의 영역들을 포함하고, 상기 복수 개의 영역들은 상기 용융 챔버와 인접한 제1영역을 포함하며,
   상기 주조된 재료를 상기 이차 챔버로부터 회수 챔버 속으로 통과시키는 단계를 포함하고,
   상기 제1영역의 압력을 용융 압력으로부터 상기 용융 압력보다 큰 제1 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함하며,
   상기 제2영역의 압력을 상기 제1 차동 압력보다 작은 제2 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 회수 챔버의 압력을 상기 용융 압력으로부터 대기압으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버 내부의 압력을 상기 용융 압력으로 제어하기 전에 상기 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버를 진공으로 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버를 진공으로 만든 후에 상기 용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버를 불활성 가스로 충진시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 이차 챔버의 복수 개의 영역들은 상기 회수 챔버와 인접하여 작동가능하게 위치한 최종 영역을 추가로 포함하고, 상기 방법은 최종 영역의 압력을 대기압보다 큰 최종 차동 압력으로 제어하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 이차 챔버의 복수 개의 영역들은 중간 영역을 포함하고, 상기 방법은 상기 복수 개의 영역들 중 상기 제2영역 및 중간 영역 사이에 위치한 영역들에서 압력들을 제어하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 압력들은 용융 압력으로부터 제2영역으로부터 중간 영역까지 연속적으로 감소하는 압력까지 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2영역 및 중간 영역 사이에 위치한 영역들의 압력은 인접한 영역들 사이에서 10Torr 내지 100Torr까지 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제4항에 있어서, 이차 챔버의 복수 개의 영역들은 중간 영역을 포함하고, 상기 방법은 상기 중간 영역 및 최종 영역 사이에 위치한 복수 개의 영역들에서 압력을 제어하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 압력들은 용융 압력으로부터 중간 영역으로부터 최종 영역까지 연속적으로 증가하는 압력까지 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 용융 챔버 내부의 재료에 에너지를 공급하여 재료를 용융시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 주조된 재료를 이차 챔버를 통해 회수 챔버 속으로 이동시키기 위해 회수 기구를 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 회수 챔버의 압력을 용융 압력으로부터 대기압으로 제어하기 위해 이차 챔버로부터 회수 챔버를 구속 해제하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 주조된 재료와 접촉하기 위해 롤러들의 세트를 연장시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 주조된 재료를 절단 장치로 절단하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 주조된 재료의 절단 세그멘트를 카트에 내려놓는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 용융 압력은 대기압보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항에 있어서, 이차 챔버의 복수 영역들의 각각의 영역에서 압력은 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 이차 챔버의 복수 영역들의 압력은 복수 개의 펌프들에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 복수 개의 펌프들에 의해 공급된 가스를 회수 및 재활용하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제17항에 있어서, 회수된 가스가 가스 공급원으로 귀환하기 전에 압축되고 정화되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 재료를 주조하기 위한 방법으로서,
    용융 챔버, 이차 챔버, 및 회수 챔버 내부의 압력을 용융 압력으로 제어하는 단계를 포함하고;
    용융 챔버 내부의 재료로부터 제조된 주조된 재료를 상기 이차 챔버 속으로 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 이차 챔버는 복수 개의 영역들을 포함하고, 상기 복수 개의 영역들은 상기 용융 챔버와 인접한 제1영역을 포함하며,
    상기 주조된 재료를 상기 이차 챔버로부터 회수 챔버 속으로 통과시키는 단계를 포함하고,
    동적 에어록을 형성하고 대기중의 비 불활성 가스로부터 용융 챔버를 보호하기 위해 상기 제1영역의 압력을 용융 압력으로부터 상기 용융 압력보다 큰 제1 차동 압력으로 제어하는 단계를 포함하며,
    최종 영역의 압력을 대기압보다 큰 최종 차동 압력까지 제어하는 단계를 포함하고, 이차 챔버의 영역들의 압력이 제1영역으로부터 중간 영역까지 연속적으로 감소하도록 조정되며,
    상기 회수 챔버의 압력을 상기 용융 압력으로부터 대기압으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 중간 영역을 향해 가스가 향하도록 중간 영역 내부의 압력을 감소시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제20항에 있어서, 이차 챔버의 복수 영역들의 압력이 복수 개의 펌프들에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 연속 주조 노를 위한 챔버에 있어서,
    내부 둘레를 포함하고,
    복수 개의 영역들을 포함하며, 상기 복수 개의 영역들은
    상기 노의 용융 챔버와 인접하게 위치한 제1영역을 포함하고, 상기 용융 챔버는 용융 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성되며, 제1영역은 상기 용융 압력보다 큰 제1 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성되고,
    상기 제1영역과 인접하게 위치한 제2영역을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 제1 차동 압력보다 작은 제2 차동 압력에 작동가능하게 도달하도록 구성되며,
    복수 개의 영역들의 인접한 영역들 사이에서 가스 유동을 제어하기 위한 적어도 한 개의 배플을 포함하고, 각각의 배플은 구멍을 포함하며, 각각의 배플은 상기 챔버의 내부 둘레로부터 상기 구멍까지 연장되는 것을 특징으로 하는 챔버.
    

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