KR20230076129A - 직접 냉각 주조 배기를 위한 시스템, 장치, 및 방법 - Google Patents

Abstract

본원에서는 직접 냉각 주조 공정 동안 주조물 최상단으로부터 과잉 주조 기체를 배기시키고 산화물을 유지하는 것에 의한 직접 냉각 주형의 배기를 위한 시스템, 장치, 및 방법이 제공된다. 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하는 방법들은: 직접 냉각 주조 주형에 전이 플레이트를 통해 용융 금속을 공급하는 단계; 직접 냉각 주조 주형의 주조면을 통해 주조 기체를 공급하는 단계; 전이 플레이트에서의 기체 포켓으로부터 주조 기체를 배기하는 단계를 포함하며, 전이 플레이트에서의 기체 포켓으로부터 주조 기체를 배기하는 단계는 기체 포켓에서의 주조 기체의 압력이 미리 결정된 압력에 도달하는 것에 응답하여 수행된다.

Description

직접 냉각 주조 배기를 위한 시스템, 장치, 및 방법

관련 출원 교차 참조

본 출원은 2020년 9월 2일에 출원된 미국 가 특허출원 제63/073,523호에 대한 우선권을 주장하며, 이 가특허 출원의 전체 내용은 그 전문이 본원에 원용된다.

기술분야

본 개시는 직접 냉각 주조 주형을 배기하기 위한, 그리고 보다 구체적으로는, 직접 냉각 주조 공정 동안 주조물 최상단으로부터 과잉 주조 기체를 배기하고 산화물을 보유하는 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다.

금속 제품은 다양한 방식들로 형성되지만, 다수의 형성 방법들은 먼저 예를 들어, 압연, 압출, 또는 기계가공을 통해 금속 최종 제품이 제조될 수 있는 원료로서의 역할을 할 수 있는 잉곳, 빌릿 또는 다른 주조 부분을 필요로 한다. 잉곳 또는 빌릿을 제조하는 하나의 방법은 직접 냉각 주조(direct chill casting)로 알려진 연속 주조 공정을 통해 이루어지며, 이에 의해 수직으로 배향된 주형 공동(mold cavity)이 주조 피트(pit) 내로 아래로 수직으로 병진하는 플랫폼 위에 위치된다. 스타터 블록이 플랫폼 상에 위치되고 적어도 초기에, 주형 공동의 저부를 형성하여 주조 공정을 시작할 수 있다. 용융 금속은 주형 공동 내로 부어지며, 이때 용융 금속은 통상적으로 냉각 유체를 사용하여 냉각된다. 그 위에 스타터 블록을 갖는 플랫폼은 미리 정해진 속도로 주조 피트 내로 하강하여 금속이 주형 공동을 빠져나가고 스타터 블록과 함께 하강하여 응고되게 한다. 플랫폼은 보다 많은 용융 금속이 주형 공동에 들어가고, 고체 금속이 주형 공동을 빠져나갈 때 계속 하강된다. 이러한 연속 주조 공정은 금속 잉곳 및 빌릿이 주형 공동의 프로파일에 따라 형성되고 주조 피트 깊이 및 그 내부에서 이동하는 유압 작동식 플랫폼에 의해서만 제한된 길이를 갖게 한다.

본 개시는 직접 냉각 기체 쿠션 주조 핫탑 빌릿 주형을 배기하기 위한, 그리고 보다 구체적으로는, 직접 냉각 주조 공정 동안 주조물 최상단으로부터 과잉 주조 기체를 배기하고 산화물을 보유하는 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다. 본원에서 제공되는 실시예들은 직접 냉각 주조 주형을 위한 전이 플레이트로서, 최상면, 저면 ― 주조 기체 포켓이 저면의 주연부에서 규정됨 ―, 및 주조 기체 포켓 내에 규정되는 하나 이상의 배기 홀을 포함하는, 전이 플레이트를 포함한다. 예시적인 실시예의 전이 플레이트는 ― 전이 플레이트의 주연부 주위에서 연장되고, 기체 포켓면에 의해 저면으로부터 분리되는 ― 립을 포함한다. 예시적인 실시예의 하나 이상의 배기 홀은 기체 포켓면에 규정된다.

전이 플레이트의 예시적인 실시예에 따르면, 립은 전이 플레이트가 주형 상에 위치될 때 저면에 대해 상승되고, 주조 기체 포켓은 립 및 기체 포켓면에 의해 전이 플레이트의 주연부에서 형성되며, 배기 홀들은 립보다 저면에 더 가깝게 배치된다. 예시적인 실시예에 따르면, 주조 기체 포켓에 기포가 형성되는 것에 응답하여, 복수의 배기 홀들은 주조 기체가 전이 플레이트의 저면에 도달하기 전에 주조 기체가 배기되는 것을 허용하도록 구성된다. 예시적인 실시예의 기체 포켓면은 저면에 대해 면취면을 포함하며, 하나 이상의 배기 홀이 면취면에 형성된다. 예시적인 실시예의 복수의 배기 홀들은 기체 투과성이고 용융 금속에 의해서는 투과성이 아닌 물질의 웨브를 포함한다. 예시적인 실시예의 복수의 배기 홀들은 대기압으로 배기된다. 예시적인 실시예의 복수의 배기 홀들은 밸브와 연관되며, 밸브는 주조 기체 포켓에서의 압력이 미리 결정된 값을 만족시키는 것에 응답하여 복수의 배기 홀들이 대기압으로 배기되는 것을 허용한다. 예시적인 실시예에 따르면, 전이 플레이트는 립을 더 포함하며, 주조 기체 포켓이 립과 저면 사이에 규정된다.

본원에서 제공되는 실시예들은 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하는 방법으로서, 직접 냉각 주조 주형에 전이 플레이트를 통해 용융 금속을 공급하는 단계; 직접 냉각 주조 주형의 주조면을 통해 주조 기체를 공급하는 단계; 및 전이 플레이트에서의 기체 포켓으로부터 주조 기체를 배기하는 단계를 포함하며, 전이 플레이트에서의 기체 포켓으로부터 주조 기체를 배기하는 단계는 기체 포켓에서의 주조 기체의 압력이 미리 결정된 압력에 도달하는 것에 응답하여 수행되는, 방법을 포함한다. 예시적인 실시예의 미리 결정된 압력은 직접 냉각 주조 주형에 공급되는 용융 금속의 메탈로스태틱(metallostatic) 헤드 압력에 기초하여 결정된다. 예시적인 실시예의 본 방법은: 전이 플레이트에서의 복수의 배기 홀들에 압력을 공급하여 배기 홀들을 통한 용융 금속 유동을 막는 단계; 및 복수의 배기 홀들에 대한 압력을 감소시키거나 제거하여 주조 기체의 배기를 가능하게 하는 단계를 더 포함한다.

본원에서 제공되는 실시예들은 직접 냉각 주조 주형을 배기하기 위한 시스템으로서, 직접 냉각 주조 주형; 직접 냉각 주조 주형에 용융 금속이 공급되는 심블(thimble); 직접 냉각 주조 주형에 부착되고, 심블이 내부로 수용되는 전이 플레이트 ― 전이 플레이트는 내부에 배치되는 기체 채널 및 복수의 벤트들을 포함함 ― 를 포함하며, 용융 금속이 직접 냉각 주조 주형을 채우는 것에 응답하여, 주조 기체가 전이 플레이트에서의 기체 채널을 통해 배기되는 것인, 시스템을 포함한다. 예시적인 실시예의 전이 플레이트는 최상면 및 저면 ― 주조 기체 포켓이 저면의 주연부에서 규정됨 ― 을 포함한다.

예시적인 실시예의 시스템에 따르면, 전이 플레이트는 립을 포함하며, 립은 시스템에 관한 플레이트의 주연부 주위에서 연장되고, 기체 포켓면에 의해 저면으로부터 분리된다. 예시적인 실시예의 하나 이상의 배기 홀은 기체 포켓면에 규정된다. 예시적인 실시예의 전이 플레이트의 립은 전이 플레이트가 주형 상에 위치될 때 저면에 대해 상승되며, 주조 기체 포켓은 립 및 기체 포켓면에 의해 전이 플레이트의 주연부에서 형성되고, 배기 홀들은 립보다 저면에 더 가깝게 배치된다. 예시적인 실시예에 따르면, 주조 기체 포켓에 기포가 형성되는 것에 응답하여, 복수의 배기 홀들은 주조 기체가 전이 플레이트의 저면에 도달하기 전에 주조 기체가 배기되는 것을 허용하도록 구성된다. 예시적인 실시예의 기체 포켓면은 저면에 대해 면취면을 포함하며, 하나 이상의 배기 홀이 면취면에 형성된다.

이에 따라, 본 발명을 일반적인 용어들로 설명하였지만, 이제 첨부 도면들을 참조할 것이며, 이 첨부 도면들은 반드시 일정한 축척으로 그려진 것은 아니고, 이 첨부 도면들에서:
도 1은 종래 기술에 따른 직접 냉각 주조 주형의 예시적인 실시예를 도시한다;
도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 직접 냉각 주조 또는 연속 주조의 초기 스테이지들의 예를 도시한다;
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 직접 냉각 주조의 초기 스테이지들에 후속하는 예시적인 실시예를 도시한다;
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 정상 상태 직접 냉각 주조의 예시적인 실시예를 도시한다;
도 5는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 빌릿의 공극 주조를 도시한다;
도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 전이 플레이트에서의 주조 기체 포켓 구성을 도시한다;
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 주조 기체 포켓 내에 규정된 배기 홀들을 도시한다;
도 8은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하기 위한 방법의 흐름도이다; 그리고
도 9는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 산화물 댐을 포함하는 전이 플레이트를 도시한다.

이제 본 개시의 예시적인 실시예들은 본 개시의 모든 실시예들이 아닌 일부 실시예들에서, 도시된 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 보다 완전하게 설명될 것이다. 실제로, 본원에서 설명되는 실시예들은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에서 제시되는 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되고; 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시가 적용 가능한 법적 요건들을 충족하도록 제공된다. 같은 부호들은 전반에 걸쳐 같은 요소들을 지칭한다.

본 개시의 실시예들은 일반적으로 직접 냉각 주조 주형을 배기하기 위한, 그리고 보다 구체적으로는, 직접 냉각 주조 공정 동안 주조물 최상단으로부터 과잉 주조 기체를 배기하고 산화물을 보유하는 시스템, 장치, 및 방법에 일반적으로 관한 것이다.

수직 직접 냉각 주조 또는 연속 주조는 다양한 제조 적용예들에 사용하기 위한 다양한 단면 형상들 및 크기들을 갖는 잉곳들 또는 빌릿들을 생성하기 위해 사용되는 공정이다. 직접 냉각 주조 공정은 하나 이상의 수직 배향된 주형이 내부에 배치된 수평 주형 테이블 또는 주형 프레임으로 시작한다. 각 주형은 주형 공동을 규정하며, 여기서 주형 공동은 주형 공동의 저부를 밀폐하기 위해 스타터 블록으로 저부가 초기에 폐쇄된다. 용융 금속은 주형 공동들을 채우기 위해 금속 분배 시스템을 통해 각 주형 공동에 도입된다. 스타터 블록에 인접한 주형의 저부에 근접한 용융 금속이 응고됨에 따라, 스타터 블록은 주조 피트 내로 선형 경로를 따라 수직 하향으로 이동된다. 스타터 블록의 이동은 스타터 블록이 부착된 유압식으로 하강된 플랫폼에 의해 야기된다. 스타터 블록의 수직 하향 이동은 주형 공동으로부터 고형화된 금속을 끌어당기고, 추가적인 용융 금속이 주형 공동 내로 도입된다. 시작되면, 이 공정은 주형 공동에 의해 규정되는 프로파일, 및 플랫폼 및 스타터 블록이 이동되는 깊이에 의해 규정되는 높이를 갖는 금속 잉곳을 형성하는 연속 주조 공정 동안 비교적 정상 상태에서 이동한다.

주조 공정 동안, 주형 자체는 스타터 블록이 하향으로 전진함에 따라 금속이 주형 공동을 빠져나가기 전에 금속의 응고를 촉진하도록 냉각되고, 주조된 금속 잉곳으로부터 열을 유인하고 잉곳의 이제 응고된 쉘 내에서 용융 금속을 응고시키기 위해 금속이 주조됨에 따라 냉각 유체가 주형 공동의 출구에 근접한 금속의 표면에 도입된다. 스타터 블록이 하향으로 전진함에 따라, 냉각 유체는 잉곳에 직접 분사되어 표면을 냉각시키고 잉곳의 코어 내부로부터 열을 유인해낸다.

도 1은 연속 주조 공정 동안의 직접 냉각 주조 주형(100)의 단면의 일반적인 도해를 도시한다. 도시된 주형은 예를 들어, 원형 빌릿 또는 실질적으로 직사각형 잉곳에 대한 것일 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 냉각수 스프레이 패턴은 주로 원형 빌릿 주조에 관한 것이다. 그러나, 실시예들은 특히 상기의 잉곳의 코너들이 어느 정도의 곡률을 가질 때, 실질적으로 직사각형 잉곳에 가능적으로 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 연속 주조 주형(105)은 주조 부분(110)이 형성되는 주형 공동을 형성한다. 주조 공정은 스타터 블록(115)이 주형 공동의 저부를 연속 주조 주형(105)의 주형 벽들에 대해 밀폐하거나 실질적으로 채우는 것으로 시작한다. 플랫폼(120)이 화살표(145)를 따라 주조 피트 내로 아래로 이동하고 주조 부분이 연속 주조 주형(105)의 주형 벽들 내의 그 에지들에서 응고되기 시작함에 따라, 주조 부분(110)이 주형 공동을 빠져나간다. 금속은 일부 실시예들에서 노로부터 예를 들어, 심블(130)을 통해 주형 공동 내로 공급되는 저장소 또는 가열된 저장소를 포함하는 주입 트로프(trough)(125)로부터 유동한다. 도시된 바와 같이, 심블(130)은 용융 금속 풀(135) 위로부터 공급된다면 발생할 수 있는 금속의 산화를 피하기 위해 용융 금속 풀(135) 내에 부분적으로 잠긴다. 응고된 금속(140)은 잉곳과 같은 형성된 주조 부분을 구성한다. 심블(130)을 통한 유동은 주입 트로프(125) 내에서, 이를테면, 주입 트로프(125)의 공동을 심블(130)을 통한 유동 채널과 연결하는 오리피스 내의 테이퍼진 플러그 피팅에 의해 제어된다. 통상적으로, 주입 트로프(125), 심블(130), 및 연속 주조 주형(105)의 주형 공동/주형 벽들은 주조 작업의 시작으로부터 주조 작업 종료까지 고정된 관계로 유지된다. 플랫폼(120)이 화살표(145)를 따라 주조 피트 내로 계속해서 하강함에 따라 심블(130)을 통한 금속의 유동이 계속된다. 주조 작업이 종료될 때, 플랫폼이 그 이동의 저부에 있거나, 금속 공급이 낮게 진행되거나, 또는 주조 부분이 완성된 크기에 도달함으로써, 심블(130)을 통한 금속의 유동이 중단되고, 금속 용융 풀(135)이 응고되어 주조 부분을 완성할 수 있게 하기 위해 트로프 상에 어셈블된 심블이 용융 풀로부터 제거된다.

도 2는 연속 주조 주형(105), 트로프(125), 및 트로프로부터 주형의 공동으로 용융 금속을 공급하기 위한 심블(130)을 포함하는 본 개시에 따른 직접 냉각 주조 공정의 핫탑 주조 방법의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2의 도시된 실시예는 심블(130)의 팁 또는 심블이 플랫폼(120)에 의해 지지되는 스타터 블록(115)에 근접하여 위치되는 시작 위치를 포함한다. 스타터 블록(115)은 플랫폼(120)의 최상단에 위치되고 주형(105)과 협력하도록 정렬되어 주형 공동을 밀폐하고 용융 금속(107)이 연속 주조 주형(105)과 스타터 블록(115) 사이로부터 누출되지 못하게 한다. 심블(130) 또는 심블은 이를테면 스레드 체결에 의해, 주형(105)의 최상부에 견고하게 부착되는 전이 플레이트(200) 내로 수용된다. 예시적인 실시예의 전이 플레이트(200)는 전이 플레이트를 주형에 견고하게 유지하기 위해 빌릿 주형(105)의 최상단의 원형 개구 내로 스레드 결합되는 금속 링에 의해 주형(105)에 고정된다. 예시적인 실시예의 주형(105)은 알루미늄과 같은 금속으로 구성된 한편, 심블(130) 및 전이 플레이트(200)는 일반적으로 열에 대해 탄력적인 내화 물질로 형성된다.

도 2는 스타터 블록(115)이 연속 주조 주형(105)과 정렬된 상태에서의 주조의 시작을 도시한다. 주조가 도 3에 도시된 바와 같이 시작함에 따라, 플랫폼(120)은 용융 금속이 트로프(125)로부터 심블(130)을 통해 유동함에 따라 스타터 블록(115)과 함께 하강하고, 스타터 블록(115) 상에서 그리고 주조 부분(140)을 형성하는 주형 공동의 저부에서 응고된다. 이러한 방식으로, 스타터 블록(115)이 연속 주조 주형(105)으로부터 멀어지게 하강함 따라, 도 4에 140으로서 도시된 주조 부분이 형성된다. 도 4는 주조 공정의 실행 상태 단계, 또는 주조 부분(140)이 그에 따라 성장하면서 플랫폼(120)이 거의 일정한 속도로 하강하는 정상 상태 부분을 도시한다. 도 2는 또한 아래에서 더 상세하게 설명될 스프레이 제트(150)를 도시하며, 여기서 스프레이 제트는 주조물의 표면에 냉각제 또는 냉각 유체를 제공한다.

전이 플레이트(200)를 갖는 도 2 내지 도 4의 핫탑 주조 방법을 사용하는 직접 냉각 주조는 효과적이지만, 단점을 갖는다. 특히, 과잉 주조 기체 및 산화물은 용융 금속(107)의 표면과 전이 플레이트(200) 사이에 포획된다.

본원에서 설명되는 예시적인 실시예들에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 알루미늄의 핫탑 직접 냉각 주조를 위한 빌릿 주형 주조 기술은 주조되는 빌릿의 초기 응고가 일어나는 흑연 주조면(210)을 채용한다. 투과성 흑연 물질은 주형 공동에서 응고되는 용융 금속(107)과 흑연 주조면(210) 사이의 공극(220)을 포함하는 공기 슬립 주조 조건을 조성하는 주조면으로 주조 기체와 주조 윤활제 둘 모두를 유동시킬 수 있게 한다. 주조 윤활제는 주조면(210) 상의 마찰을 감소시켜 주조 부분(140)의 새로 고화되는 쉘의 점착 및 인열을 방지한다. 주조 기체 유동은 또한 이러한 마찰을 감소시키는 것을 보조하면서 동시에 주조면과 빌릿 쉘 사이에 기체의 박막을 제공하며, 이는 용융 알루미늄으로부터 주조면으로의 열 전달을 감소시킨다. 적절하게 균형을 이룰 때, 기체 및 오일의 도입은 종래의 주조 빌릿들에 비해 매우 평활한 표면 및 매우 좁은 쉘 두께를 갖는 주조 시의 빌릿을 생성한다. 냉각제 챔버(155)로부터 스프레이 제트(150)로 유동하는 물 또는 냉각제는 주조 부분(140)의 쉘에 충돌하고, 주조물을 더 냉각하기 위해 145로 도시된 바와 같이 주조 부분의 측부들 아래로 유동하도록 진행한다.

주조 동안 사용되는 주조 윤활제의 양은 빌릿의 표면적과 직접적으로 관련된다. 주조면을 통해 도입되는 주조 기체의 양의 균형을 맞추는 것은 어렵다. 응고 공정 동안 일어나는 고유 수축으로 인해, 빌릿의 쉘은 주조면(210)으로부터 약간 수축하고, 기체가 주형 공동의 보다 하부 부분 밖으로 빠져나갈 수 있게 한다. 그러나, 주조 기체의 밀도는 용융 금속보다 상당히 낮아서, 주형의 보다 하부 부분 밖으로 빠져나갈 수 없는 임의의 과잉 주조 기체는 주조 시스템의 주입 트로프(125) 또는 "핫탑" 설계에서 주형 공동 내부에서 상향으로 그리고 주형 위의 용융 금속을 통해 위로 상승하는 경향이 있다. 또한, 예시적인 실시예의 공기 포획 리세스 또는 포켓은 유동 액체 금속이 수평 궤도로부터 수직 궤도로 그리고 주조면을 따라 아래로 회전하는 주형 공동의 코너에서 포켓(230)에 기체를 포획하는 주조면(210)을 형성하는 전이 플레이트(200) 또는 흑연 주조 링 내로 제조된다.

도 6은 스레드 칼라(205)에 의해 주형에 고정된 전이 플레이트(200)를 포함하는 주형(105)의 일부분의 단면도를 도시한다. 또한, 상승하는 주조 기체를 포획하는 코너에 있는 흑연 주조면(210) 및 포켓(230)이 도시되어 있다. 적절하게 균형을 이룰 때, 주조 기체의 연속적인 유동은 포켓(230)을 채우고, 압력이 상기한 트로프(125)에서의 금속의 메탈로스태틱 압력과 정합하는 지점까지 압력이 증가함에 따라, 기체는 심블(130)을 통해 거품이 일지 않고 공극(220)을 통해 하향으로 유동한다. 용융 금속을 통해 거품이 이는 것은 이어서 응고 빌릿 내로 끌어내려지는 산화물 막들의 주형 위의 금속 내로의 비말동반(entrainment)을 방지하기 위해 감소되거나 방지되어야 한다. 이러한 산화물 막들은 후속 하류 처리되는 구성요소들에서 결함을 일으킬 가능성을 갖는 '내포물'인 것으로 여겨진다.

본원에서 설명되는 직접 냉각 주조 시스템에서의 기체 포켓(230)은 전이 플레이트(200)가 주조면(210)과 만나는 영역이다. 이 영역은 용융 알루미늄이 심블(130)에서의 금속 공급 개구로부터 주형 벽을 향해 외측으로 흐르고, 이어서 방향을 변경하여 하향으로 흐르기 시작하여 응고 쉘을 형성하기 시작하는 영역이다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같은 핫탑 주조 구성에서, 주형 위의 액체 금속 헤드의 메탈로스태틱 압력은 금속이 이 영역을 완전히 채우고 기체의 포켓(230)을 형성하게 하고, 산화물의 강도 및 합금과 조합된 축적된 기체 압력은 흔히 '메니스커스' 반경으로 지칭되는 임계 반경을 형성한다. 메니스커스 반경의 형성을 돕고 포획된 기체를 함유하기 위해, 본원에서 설명되는 예시적인 실시예들에 따르면, 주조면에서 전이 플레이트 내로 리세스가 제조된다.

예시적인 실시예의 기체 포켓(230)은 형성되는 자연 메니스커스 반경에 가깝게 폭이 유지되도록 설계된다. 예시적인 실시예의 포켓(230)의 깊이는 포켓의 전체 체적을 감소시키기 위해 최소로 유지된다. 예시적인 실시예의 포켓(230)의 에지는 산화물 층이 고온 금속 면을 따라 이동하고 포켓 및 메니스커스 반경으로 전이함에 따라 산화물 층을 인열하는 경향을 감소시키도록 평활화된다. 본원에서 설명되는 직접 냉각 주조의 핫탑 방법을 사용하는 주조 동안, 포켓(230) 영역에서 동적 헤빙 또는 펄싱 작용이 형성된다. 포켓에서의 기포는 기포가 주형 벽과 주조물 사이에서 공극(220)을 따라 아래로 밀고 내려가 주형 공동의 저부 밖으로 빠져나갈 수 있을 때까지 주조 기체의 연속적인 유입으로 인해 압력이 그러하듯이 크기가 증가한다. 기포 체적의 이러한 증가는 심블 또는 심블(130)을 통해 금속을 다시 위로 밀어서, 기체 압력이 방출되고 기체가 빠져나갈 때, 금속 레벨이 낮아지게 된다. 트로프(125)의 금속 전달 러너에 직접 걸쳐 위치된 주형에 의해 동요 또는 요동 고조파가 발생될 수 있다. 메니스커스의 이러한 순환적인 헤빙은 일반적으로 메니스커스 마크들로서 도시되는 고형화 빌릿 쉘에서의 미세구조적 이상이 동반되는 서지 랩들의 형성을 방지하기 위해 감소되거나 최소로 유지되어야 한다. 이들 메니스커스 마크는 전체 쉘 구역 폭에 직접적으로 영향을 미치고, 너무 두드러질 때 더 두꺼운 쉘 구역들이 다운스트림 가공에 바람직하지 않다.

금속 헤빙을 최소로 유지하거나 감소시키는 부차적인 이유는 포켓(230)에서의 기포의 크기가 증가함에 따라, 거품이 포켓(230)의 에지를 넘어 전이 플레이트(200)에 인접한 고온 금속 면 상으로 연장되기 때문이다. 과잉 주조 기체가 공극(220)을 따라 방출되고 기포가 수축될 때, 그 작용은 포켓의 에지에 걸쳐 산화물 층을 벌린다. 이것이 일어남에 따라, 산화물 층은 보통 인열되며, 이는 빌릿면 상의 랜덤한 불균일 산화물 방출과 함께 포켓 에지에 대한 금속 부착을 초래할 수 있다.

핫탑 주조의 예시적인 실시예들의 최악의 경우의 시나리오에서, 주조 기체 유량은 주형 공동의 저부를 통해 아래로 그리고 밖으로 기체가 자연 방출하기에 너무 크고, 과잉 기체가 심블(130) 개구의 에지 위에서 발생하며 주형 위의 용융물을 통해 위로 기포를 방출한다. 이러한 기체의 갑작스러운 누출은 기체 포켓을 격렬하게 붕괴시키고, 액체 금속이 그 영역 내로 완전히 채워진다. 이러한 이벤트는 불량 빌릿면 품질을 초래하는 몇 가지 바람직하지 않은 결과들을 갖는다. 예를 들어, 결과는 불균일한 빌릿면 외관을 생성하는 크고 무거운 산화물 방출을 포함한다. 표면 아래인 이들 무거운 산화물이 고형화 쉘로 접힐 가능성이 증가되고, 보호 산화물 층이 파열되고 이들 표면들과 액체 금속이 접촉할 때 전이 플레이트 포켓(230) 영역 또는 흑연 주조면(210)에 부착할 가능성이 증가된다. 메니스커스의 붕괴 및 액체 금속에 대한 노출은 금속이 흑연 주조 링 계면으로의 전이 판에서의 임의의 작은 갭 내로 또는 임의의 유형의 과잉 기체 배기 스킴 내로 침투할 가능성을 증가시킨다. 금속 부착은 스크랩핑된 빌릿 및 잠재적인 흡출(bleed-out)을 초래할 수 있다. 주조면의 온도는 포켓 붕괴로부터의 기체 방출 동안 순간적으로 증가하며, 이는 주조 윤활제의 연소를 증가시킬 수 있고, 표면 결함을 야기하는 다른 잠재적인 알루미늄 부착 지점인 바니시를 잠재적으로 생성할 수 있다.

상기한 이슈들에 더하여, 심블(130)을 통해 거품을 일으키는 주조 기체는 주조 기체 기포 내의 산소가 스트립핑되고 용융 알루미늄과 반응하여 이들 산화물 막을 형성할 때 용융물에서의 산화물 막을 동반한다. 빌릿의 품질은 이들 산화물 및 주조 기체 이동으로 인한 표면 이슈들에 의해 감소된다. 함유물의 형성을 방지하기 위해 전체 주조 공정 동안 용융물을 통해 거품을 일으키는 주조 기체를 제거하는 것이 바람직하다. 본원에서 설명되는 예시적인 실시예에 따르면, 실시예들은 산화물 막 비말동반을 방지하기 위해 심블(130)을 통해 그리고 용융 금속을 통해 거품을 일으키는 주조 기체를 감소시키거나 제거한다. 임의의 거품을 제거하는 것은 공극(220) 주조 조건을 유지하기 위해 주형에 적용되는 주조 기체의 충분한 유량을 허용하는 것과, 빠져나가는 기체가 공극 계면을 따라 하향으로 이동하고 용융 금속 전달 시스템을 통해 상승하기보다는 주형의 보다 하부 부분을 통해 밖으로 이동하는 유량을 제한하는 것 사이의 균형 작용이다. 정확한 양의 주조 기체는 주조면에서의 열 조건들과 직접적으로 관련된다. 보다 냉각 주조 조건들은 일반적으로 보다 냉각 조건들로 인해 보다 고온 주조 조건들보다 더 고온 주조 기체 유량을 필요로 하며, 이는 빌릿의 응고가 주조면 상에서 더 높게 일어나게 하고 주조 기체의 대부분이 주형의 저부 밖으로 빠져나가게 한다.

고온 주조 조건들은 응고화 전방부를 주조면 아래로 더 이동시켜 주조 기체가 공극(220)을 유지하는데 더 효과적일 수 있게 한다. 이들 조건들은 또한 기체가 주형의 저부 밖으로 빠져나갈 수 있는 능력을 감소시킴으로써, 심블(130)을 통해 거품을 일으킨다. 이러한 상황은 많은 주조 작업들이 주조의 시작으로부터 주조의 종료까지 상당히 변화하는 금속 온도 범위를 통과함으로써, 용융물의 요동을 최소화하고 심블(130)을 통한 거품 없이 공극(220)을 유지하기 위해 주조 기체 유량을 최적화하는 것을 더 어렵게 한다는 점에서 문제를 발생시킨다. 그러나, 용융 온도가 안정화될 때에도, 주조 기체 유량 윈도우는 공극(220)을 손실하거나, 서지 랩을 발생시키거나, 거품을 일으키지 않고 최고 빌릿면 품질을 유지하도록 비교적 좁게 유지된다. 공극(220)이 없어지면 서지 랩을 갖는 빌릿에 비해 열등한 품질의 빌릿을 생성하고, 전체 빌릿의 스크랩핑을 초래할 수 있다. 또한, 임의의 시구간 동안 공극이 없어지면 주조면을 과열시키고 주조유를 연소시킬 수 있어, 흑연 주조면(210)의 기공을 막음으로써 기체 유동을 방지하고, 주형 제거 및 흑연 주조 링의 교체를 필요로 할 수 있다.

본원에서 설명되는 실시예들은 주조의 강건성을 증가시키는 상술한 바와 같은 임의의 거품 이슈를 일으키지 않고 주조 기체 유량의 윈도우를 넓힐 수 있는 능력을 포함한다. 본원에서 설명되는 바와 같은 과잉 주조 기체의 배기는 보다 고온 조건 동안 거품을 허용하지 않으면서 저온 주조 조건에서 공극(220)을 유지하는 것을 보장하는 보다 높은 주조 기체 유량으로 작동할 수 있게 한다.

본원에서 설명되고 도 7에 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 전이 플레이트(200)의 일부분의 단면이 본원에서 도시되고 설명된다. 도시된 실시예의 전이 플레이트는 최상면(238) 및 저면(248)을 포함한다. 전이 플레이트(200)는 전이 플레이트의 원주 주위에서 연장되는 림(242)을 더 포함하며, 도시된 실시예의 림은 립(244)을 포함한다. 전이 플레이트(200)가 주조 주형(105)에서의 위치에 있을 때, 립(244)은 주형에 대해 주조 공동의 최상부를 밀폐한다. 예시적인 실시예의 립(244)은 전이 플레이트(200)의 저면(248)에 대해 상승된 것으로 도시된다. 전이 플레이트(200)의 저면(248)에 대한 립(244)의 상승된 위치는 주조 기체 포켓(230)을 생성한다. 립(244)은 기체 포켓면에 의해 전이 플레이트의 저면(248)에 이어진다. 도 7의 도시된 실시예의 기체 포켓면(240)은 램프 또는 챔퍼이지만, 실시예들은 필릿 또는 반경형 표면을 포함한다.

도시된 바와 같이, 전이 플레이트(200)는 포켓(230)의 영역에서의 전이 플레이트의 원주 둘레에 복수의 배기 홀들 중 하나의 배기 홀(250)을 포함한다. 직경이 0.5 밀리미터인 예시적인 실시예의 홀들은 전이 플레이트에서의 기체 포켓(230) 리세스의 기체 포켓면(240)의 램프를 따라 위치된다. 배기 홀들(250)은 배기 채널(260)로 배기되어 주조 기체가 주조 주형(105)으로부터 빠져나갈 수 있게 한다. 기체 포켓 거품이 높은 기체 유량으로 인해 성장할 때, 거품의 에지는 메니스커스(245)를 화살표(255)의 방향을 따라 포켓의 램프면 아래로 이동시켜 포켓 에지를 브리칭(breech)하고 용융물을 통해 거품을 일으킨다. 그러나, 포켓(230) 내의 확대 기포의 선단 에지가 기체 포켓면(240)의 램프 상의 배기 홀(250)에 도달할 때, 기체 포켓은 과잉 기체를 자체 배기시킨다. 이러한 유형의 시스템은 금속이 용융 금속의 표면 장력으로 인해 오리피스를 관통할 수 없을 정도로 충분히 작은 기체가 빠져나가는 오리피스를 포함한다.

다른 예시적인 실시예에서, 배기 홀(250) 및/또는 배기 채널(260)은 용융 금속이 아닌 기체에 의해 침투될 수 있는 다공성 물질로 채워진다. 이러한 물질은 필터 카트리지와 유사한 물질의 섬유질 웨브를 포함한다. 예시적인 실시예의 배기 홀(250)은 배기 홀이 포켓(230)에서의 다양한 위치들에 선택사항으로서 위치되도록 기체 유동에 대한 특정 정도의 저항을 제공하는 다공성 물질로 충전되어서, 포켓에서의 기체 압력이 충분한 압력에 도달할 때, 배기 전에 기포의 특정 위치를 브리칭하지 않고 기체가 배기 홀을 통해 누출된다.

수동 배기가 상기의 실시예들에서 설명된 바와 같이 이용되지만, 예시적인 실시예의 갭의 능동 배기는 사용자에 의해 구성가능한 대안적인 시스템을 제공한다. 이러한 능동 배기의 예시적인 실시예는 전이 플레이트(200) 포켓(230)에서의 특정 기체 압력에서 균열을 개방하도록 설계된 부유 니들 밸브 및 시트 배열체를 포함한다. 예시적인 실시예의 압력은 주형 위의 금속 레벨의 메탈로스태틱 헤드 압력과 대략 일치하는 미리 결정된 압력이 되도록 선택된다. 포켓에서의 기포의 크기 및 결과적인 압력이 증가할 때, 니들은 자체 시트로부터 들어 올려지고, 과잉 주조 기체가 빠져나감으로써, 기체가 심블(130)을 통해 위로 거품을 일으키는 것을 방지한다. 예시적인 실시예의 이러한 방압 밸브(265)는 도 7에 도시된 바와 같이 전이 플레이트(200)의 채널(260) 내에 수용된다. 일례의 방압 밸브(265)는 이 압력 미만에서 주조 기체가 용융 금속을 통해 거품이 일지 않고, 이 압력 초과에서 주조 기체가 바람직하지 않은 경로로 빠져나가는 압력인 것으로 결정되는 미리 정해진 압력으로 캘리브레이트된다. 또한, 주조 동안 기체 포켓(230)으로부터의 기체의 유동을 허용하거나 방지하기 위해 갭의 능동 배기를 위해 다양한 압력 방출 시스템이 사용될 수 있다. 기체 포켓(230)으로부터의 주조 기체의 배기가 주조 환경의 주위 압력 또는 대기압으로 이루어질 수 있지만, 예시적인 실시예의 기체 포켓으로부터의 기체의 배기는 또한 필요에 따라 기체 벤트들을 클리어하게 유지하기 위해 압력을 감소시키거나 압력을 증가시킴으로써 배기되는 기체의 양을 증가시키도록 압력 제어에 의해 조절된다.

전술된 실시예들의 기체 포켓의 배기는 상술된 바와 같이 기체 포켓에서의 배기 홀들을 통해 달성되지만, 실시예는 기체가 규정된 기체 경로를 따라 기체 포켓으로부터 빠져나갈 때 기체를 안내하기 위해 전이 플레이트에서의 기체 경로들을 선택사항으로서 채용한다. 실시예는 내화 포트 쉘과 액체 금속 사이의 경로를 따라 기체를 지향시키기 위해 전이 플레이트(200)에서의 스컬프팅 경로들 및 심블(130)과 같은 다른 내화 구성요소들을 포함하여, 심블(130)을 통해 부유하여 비말동반된 산화물을 생성할 수 있는 실제 거품이 실제로 형성되지 않게 된다. 기체가 빠져나가기 위한 경로를 만드는 다른 예시적인 실시예는 기체가 주형 내로의 금속 유동을 향해 그리고 금속 유동으로부터 거품이 이는 것을 허용하는 침니(chimney)를 조성하는 것이다. 본 실시예에서 산화물 막이 생성될 수 있지만, 주조 빌릿에 비말동반되지 않을 것이다. 과잉 주조 기체를 배기하는 개념은 다중 스트랜드 작동(동시에 다수의 빌릿)의 용이성을 위해 주조 기체 유량을 위한 훨씬 더 넓은 윈도우를 가능하게 하여 감소된 메니스커스 펄싱을 허용하고 용융물을 통한 거품을 제거한다.

도 8은 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하기 위한 방법의 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 용융 금속은 310에서 도시된 바와 같은 전이 플레이트를 통해 직접 냉각 주조 주형에 공급된다. 예시적인 실시예의 이러한 용융 금속은 트로프(예를 들어, 트로프(125)) 및 심블(예를 들어, 심블(130))을 통해 제공된다. 주조 기체는 320에서 도시된 바와 같이 주형의 주조면을 통해 공급된다. 주조 기체는 예를 들어, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 흑연 주조 링의 주조면(220)을 통해 공급된다. 330에서 도시된 바와 같이 전이 플레이트에서의 기체 포켓으로부터 주조 기체의 배기가 수행된다. 전이 플레이트는 주조 기체를 수용하는 기체 포켓을 포함하고, 압력이 증강됨에 따라, 주조 기체는 상술한 메커니즘을 통해 배기된다.

흐름도의 블록들은 특정된 기능들을 수행하기 위한 수단들의 조합들과 특정된 기능들을 수행하기 위한 작업들의 조합들을 지원한다. 또한, 흐름도들의 하나 이상의 블록, 및 흐름도들에서의 블록들의 조합들은 상술된 바와 같이 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하는 다양한 양태들에 의해 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

일부 실시예들에서, 작업들 중 특정 작업들은 아래에 설명되는 바와 같이 수정되거나 추가로 증폭될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 추가적인 선택사항 작업들이 포함된다. 예시적인 실시예의 상기의 작업들에 대한 수정, 추가, 또는 증폭은 본원에서 설명되는 바와 같이 주조 기체의 배기를 가능하게 하는 임의의 순서 및 임의의 조합으로 수행된다.

다른 실시예에서, 밸브 시스템은 주조물의 금속 충전 단계 동안 배기 홀들을 가압하기 위해 사용된다. 주형 내로의 금속 유출은 난류가 될 수 있으며, 이는 액체 금속을 작은 배기 홀들 또는 다공성 매체들 내로 밀어 넣을 수 있어서, 과잉 주조 기체를 배기시키는 능력을 효과적으로 메운다. 배기 시스템을 통해 양의 기체 유동을 인가하는 것은 이러한 금속 침투 문제를 완화시키는 것을 돕는다. 밸브 시스템은 주형이 금속으로 채워지고 시작 블록이 주조 피트 내로 하강하기 시작하면 기체 포켓의 자유로운 유동 배기로 주형 공동 내로의 양의 유동으로부터 전환된다. 이러한 밸브 시스템은 별도로 제어되고 작동되는 공정일 수 있거나, 또는 주형 자체 내에 포팅되는 기존의 주조 기체 공급 내로 통합될 수 있고, 과잉 기체를 배기시키기 위해 양의 유동을 인가하는 것 사이에서 셔틀링하기 위해 변화하는 주조 기체 압력을 사용할 수 있다. 이는 주형 충전 동안 금속 침투를 방지하는 것을 도울 뿐만 아니라, 주조 작업자들이 주조물들 사이의 전이 플레이트(200)의 고온 금속 면에 이형제 코팅을 적용할 때 배기가 막히는 것을 방지하는 데 유용하다.

전이 플레이트 산화물 댐(oxide dam)

전이 플레이트의 추가적인 실시예는 전이 플레이트 '산화물 댐'을 포함하고, 여기서, 핫탑 빌릿 주조의 경우에, 용어 '산화물 댐'은 심블(130) 또는 심블 영역으로부터 주형 보어를 향하는 전이 플레이트의 언더컷 리세스를 지칭한다. 산화물 댐의 사용은 빌릿의 헤드 상의 산화물의 대부분이 포획되고 주조 시 빌릿면 상으로 갈라지고 롤 오버될 수 없는 조건을 생성한다. 고온 금속 면은 크게 감소되고, 이에 따라 산화물 층은 훨씬 더 얇고, 외측으로 유동하고 메니스커스 위로 그리고 주조 시 빌릿면 상으로 롤링하는 이동도를 용이하게 유지한다. 이러한 결과는 빌릿의 표면을 외관이 매우 균일하게 하고, 랜덤하고 무거운 산화물 방출 또는 '패치(patch)들'이 주조 동안 이탈되어 빌릿의 외관을 교란하는 것을 방지한다. 좁은 고온 금속 면은 또한 주형 충전 동안 캐스케이딩 금속으로부터 형성되는 무거운 산화물을 이탈시키기 위해 높은 기체 유량으로 경질 주형을 '타격(hit)'할 필요성을 제거하는 것을 돕는다.

도 9는 두 개의 전이 플레이트들(200)을 도시하며, 우측의 전이 플레이트는 종래의 것이고, 전이 플레이트가 주형 공동과 맞물리는 주연부 주위에 포켓(230)을 포함한다. 좌측의 전이 플레이트(200)는 주연부 주위에 포켓(230)을 포함하지만, 또한 종래의 전이 플레이트의 표면(280)에 존재하지 않는 언더컷(270)을 포함한다. 언더컷은 심블(130)이 언더컷의 저면 아래에 안착되어 산화물 댐을 제공하는 영역을 제공하는데, 이는 용융 금속 최상단의 산화물이 언더컷 내에 보유될 것이지만, 클린한 용융 금속이 언더컷 밑에서 포켓(230)을 지나 주조물의 측부 아래로 전이할 것이기 때문이다.

출원인은 공극 주조 조건으로 인해 메니스커스가 가볍게 당겨짐에 따라 금속 헤드가 완만하게 상하로 흔들릴 때 산화물을 신뢰성있게 유지하기 위해 약 12 밀리미터 깊이의 예시적인 실시예의 전이 플레이트 내의 최적의 언더컷을 발견하였다. 고온 금속 면은 일반적으로 약 12 내지 20 밀리미터로 유지된다. 이러한 거리는 메니스커스에서 형성되는 기포가 산화물 댐의 에지 위로 파열되고 심블 개구를 통해 위로 거품이 이는 것을 방지하는 것을 돕고, 산화물이 메니스커스 위로 롤링하기 전에 두께 및 강도가 '성장'해야 하는 시간을 제한하기 위한 절충안이다.

본원에서 제시된 본 발명의 많은 수정 및 다른 실시예들은 전술한 설명 및 관련 도면들에서 제시된 교시의 이점을 갖는 당업자들에게 떠오를 것이다. 이에 따라, 본 발명은 개시되는 특정 실시예들에 제한되지 않고 수정 및 다른 실시예들이 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도됨을 이해해야 한다. 본원에서 특정 용어가 사용되더라도, 이들은 일반적이고 설명적인 의미로 사용되며 제한의 목적으로 사용되지 않는다.

Claims (19)

1. 직접 냉각 주조 주형(105)과 체결하기 위한 전이 플레이트(200)로서,
   최상면(238);
   저면(248) ― 상기 저면은 상기 직접 냉각 주조 주형의 주조 공동의 상측면을 규정하며, 주조 기체 포켓(230)이 상기 전이 플레이트가 상기 직접 냉각 주조 주형의 벽을 만나는 기체 포켓면(240)에 의해 상기 저면의 주연부에서 규정됨 ―; 및
   상기 주조 기체 포켓을 배기시키도록 구성된 상기 기체 포켓면 내에 규정된 하나 이상의 배기 홀(250)을 포함하는, 전이 플레이트.
2. 제1항에 있어서, 립(244)을 더 포함하며, 상기 립은 상기 전이 플레이트의 상기 주연부 주위에서 연장되고, 상기 기체 포켓면(240)에 의해 상기 저면(248)으로부터 분리되는 것인, 전이 플레이트.
3. 제2항에 있어서, 상기 립(248)은 상기 전이 플레이트가 상기 직접 냉각 주조 주형(105)과 체결될 때 상기 저면(248)에 대해 상승되고, 상기 립(244)은 상기 기체 포켓(230)의 상측면을 형성하며, 상기 배기 홀들(250)은 상기 립(244)보다 상기 저면(248)에 더 가깝게 상기 기체 포켓면(240)을 통해 규정되는 것인, 전이 플레이트.
4. 제3항에 있어서, 주조 기체 포켓(230)에 기포가 형성되는 것에 응답하여, 복수의 상기 배기 홀들(250)은 주조 기체가 상기 전이 플레이트의 저면(248)에 도달하기 전에 상기 주조 기체가 배기되는 것을 허용하도록 구성된 것인, 전이 플레이트.
5. 제3항에 있어서, 상기 기체 포켓면(240)은 상기 저면(248)에 대해 면취면(chamfered surface)을 포함하며, 상기 하나 이상의 배기 홀이 상기 면취면에 형성되는 것인, 전이 플레이트.
6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 배기 홀(250)은 기체 투과성이고 용융 금속에 의해서는 투과성이 아닌 물질의 웨브를 포함하는 것인, 전이 플레이트.
7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 배기 홀들(250)은 대기압으로 배기되는 것인, 전이 플레이트.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 배기 홀들(250)은 밸브(265)와 연관되며, 상기 밸브는 상기 주조 기체 포켓(230)에서의 압력이 미리 결정된 값을 만족시키는 것에 응답하여 상기 복수의 배기 홀들이 대기압으로 배기되는 것을 허용하는 것인, 전이 플레이트.
9. 제1항에 있어서, 립을 더 포함하며, 상기 주조 기체 포켓(230)이 상기 기체 포켓면(240)에 의해 상기 립(244)과 상기 저면(248) 사이에 규정되는 것인, 전이 플레이트.
10. 직접 냉각 주조 주형으로부터 주조 기체를 배기하는 방법으로서,
    상기 직접 냉각 주조 주형(105)에 전이 플레이트(200)를 통해 용융 금속(107)을 공급하는 단계;
    상기 직접 냉각 주조 주형의 주조면(210)을 통해 주조 기체를 공급하는 단계; 및
    상기 전이 플레이트에서의 기체 포켓(230)으로부터 상기 주조 기체를 배기하는 단계 ― 상기 주조 기체는 상기 전이 플레이트(250)가 상기 직접 냉각 주조 주형의 벽을 만나는 상기 전이 플레이트(200)의 주연부에 배치된 기체 포켓면(240)에 규정된 하나 이상의 배기 홀(250)을 통해 배기되며, 상기 기체 포켓면(240)은 상기 주조 기체 포켓(230)을 규정하되, 상기 전이 플레이트에서의 상기 기체 포켓으로부터 상기 주조 기체를 배기하는 단계는 상기 기체 포켓에서의 상기 주조 기체의 압력이 미리 결정된 압력에 도달하는 것에 응답하여 수행되는 것인, 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 미리 결정된 압력은 상기 직접 냉각 주조 주형(105)에 공급되는 상기 용융 금속(107)의 메탈로스태틱 헤드(metallostatic head) 압력에 기초하여 결정되는것인, 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 전이 플레이트(200)에서의 복수의 배기 홀들(250)에 압력을 공급하여 상기 배기 홀들을 통한 용융 금속 유동을 막는 단계; 및
    상기 복수의 배기 홀들에 대한 압력을 감소시키거나 제거하여 주조 기체의 배기를 가능하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. 직접 냉각 주조 주형을 배기하기 위한 시스템으로서,
    직접 냉각 주조 주형(105);
    상기 직접 냉각 주조 주형에 용융 금속(107)이 공급되는 심블(thimble)(130); 및
    상기 직접 냉각 주조 주형에 부착되고, 상기 심블이 내부로 수용되는 전이 플레이트(200) ― 상기 전이 플레이트는 내부에 배치되는 기체 포켓면(240) 및 복수의 벤트들(250)을 포함함 ― 를 포함하며,
    용융 금속이 직접 냉각 주조 주형을 채우는 것에 응답하여, 주조 기체가 상기 전이 플레이트에서의 상기 복수의 벤트들(250)을 통해 배기되는 것인, 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 전이 플레이트는:
    최상면(238);
    저면(248)을 포함하며; 그리고
    상기 기체 포켓면(240)은 상기 전이 플레이트의 주연부 주위에서 연장되며, 주조 기체 포켓(230)이 상기 기체 포켓면에 의해 상기 저면의 주연부에서 규정되는 것인, 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 전이 플레이트는 립(244)을 더 포함하며, 상기 립은 상기 전이 플레이트의 상기 주연부 주위에서 연장되고, 상기 기체 포켓면(240)에 의해 상기 저면(248)으로부터 분리되는 것인, 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 배기 홀(250)은 상기 기체 포켓면(240)에 형성되는 것인, 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 립(248)은 상기 전이 플레이트가 주형(105) 상에 위치될 때 상기 저면(248)에 대해 상승되고, 상기 주조 기체 포켓(230)은 상기 립(244) 및 상기 기체 포켓면(240)에 의해 상기 전이 플레이트의 상기 주연부에서 형성되며, 상기 배기 홀들(250)은 상기 립(244)보다 상기 저면에 더 가깝게 배치되는 것인, 시스템.
18. 제17항에 있어서, 주조 기체 포켓(230)에 주조 기포가 형성되는 것에 응답하여, 복수의 상기 배기 홀들(250)은 상기 주조 기포가 상기 전이 플레이트의 저면(248)에 도달하기 전에 상기 주조 기포가 배기되는 것을 허용하도록 구성된 것인, 시스템.
19. 제15항에 있어서, 상기 기체 포켓면(240)은 상기 저면(248)에 대해 면취면을 포함하며, 상기 하나 이상의 배기 홀이 상기 면취면에 형성되는 것인, 시스템.

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