KR20240019284A - 분무기용 신속 변경 노즐 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 액체 금속 저장소에 유지되고 저장소 개구를 통해 상기 금속 저장소를 빠져나가는 액체 금속이 분무 유체에 의해 분무화되어 분무 타워에서 금속 스프레이를 형성하는 액체 금속 분무 공정에 사용하기에 적합한 노즐 조립체를 신속하게 변경하는 방법을 제공한다. 본 발명은 교체 노즐이 생산 동안 온 즉시 변경될 수 있는 슬라이딩 노즐 조립체 시스템의 사용을 제공한다.
Description
본 발명은 금속 분말의 제조, 그리고 특히 적층 가공 (additive manufacturing) 을 위한 분무화 (atomization) 에 의한 금속 분말의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그의 강 분말을 제조하기 위한 설비에 관한 것으로, 특히 분무 공정에서 사용되는 노즐에 초점을 맞춘다.
액상 강을 분무화하여 금속 분말을 제조하는 것이 알려져 있다. 용융 금속은 노즐을 통해 압력하에서 이를 가압함으로써 그리고 유체의 제트와 이를 충돌시킴으로써 미세 금속 액적으로 분무화되며, 상기 유체는 액체 (예를 들어, 물) 또는 가스 (예를 들어, 질소, 아르곤, 공기 또는 임의의 다른 적합한 가스) 이다. 유체는 노즐을 빠져나갈 때 금속 스트림에 부딪쳐, 액적의 형성을 초래하는 난류를 생성하고, 이어서 금속 분말의 형태로 응고된다. 이어서, 상기 분말은 추가 처리를 위해 수집된다.
노즐은 분무 장비의 중요한 부분이다. 이가 받게 되는 극단적인 조건 때문에, 이는 생산 중 마모를 받고 또한 공정 중 막힐 수 있다.
노즐의 마모 및 가능한 막힘은 분무화 캠페인의 길이에 대한 제한 인자이다. 이는 생산성 및 비용 문제로 이어진다.
본 발명의 목적은, 분무화 생산성을 크게 저하시키지 않으면서 변경되도록 설계된 노즐 조립체 및 분무화에 의한 금속 분말의 연속 생산 중 노즐 시스템을 변경하기 위한 방법을 제공함으로써 전술한 생산성 문제를 해결하는 것이다.
본 발명은 슬라이딩 노즐 조립체 시스템을 이용하여, 생산 중 즉시 변경될 수 있는 교체 노즐을 제공함으로써, 노즐 조립체를 신속하게 변경할 수 있는 장비를 제공한다.
본 발명의 목적은, 선택적으로 청구항 2 내지 청구항 10 의 특징을 포함하는, 청구항 1 에 따른 노즐 변경 장비를 제공함으로써 달성된다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여, 제한을 두지 않고 예들에 의해 상세히 설명되고 예시될 것이고 - 명료함을 위해 분무 타워는 도 1 에만 도시되고 후속 도면들에는 도시되지 않음에 유의한다.
도 1 은 분무 디바이스의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 정면 사시도이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 저면 사시도로서, 도 3a 에서 지지 구조물이 바닥 플레이트를 갖지 않는 반면, 도 3b 에서는 바닥 플레이트가 존재한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 도 2 의 축 I-I 에 따른 단면 정면 사시도이다
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 정면 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 바닥 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 도 5 의 축 II-II 에 따른 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 지지 구조물의 상부를 가진 노즐 조립체의 도 5 의 축 II-II 에 따른 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 정면 사시도이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 저면 사시도로서, 도 3a 에서 지지 구조물이 바닥 플레이트를 갖지 않는 반면, 도 3b 에서는 바닥 플레이트가 존재한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비의 도 2 의 축 I-I 에 따른 단면 정면 사시도이다
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 정면 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 바닥 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 조립체의 도 5 의 축 II-II 에 따른 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 지지 구조물의 상부를 가진 노즐 조립체의 도 5 의 축 II-II 에 따른 단면도이다.
이하의 설명 및 청구범위에서, 상이한 부분들의 배향들은 하향 분무 디바이스의 통상적인 방향에 따라 규정되고, 여기서 액체 금속 저장소는 분무 챔버 위에 위치되고, 가장 조대한 분무 분말의 가장 무거운 부분은 자연적인 중력의 영향으로 분무 타워의 바닥에서 회수된다. 따라서, 방향성 용어 "상단", "상향", "상부", "위", "바닥", "하향", "하부", "아래" 등은 분무 디바이스의 상기 통상적인 구성에 따라 이해되어야 한다. 그러나, 본 발명은 분무 디바이스의 실제 장착 방향에 관계없이 적용될 수 있고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 방향성 용어는 단순히 기능하는 분무 디바이스의 방향으로 바뀌어야 한다. 첨부된 도면에서, 상단 및 바닥은 각각 화살표 "T" 및 "B" 로 표시된다.
"실질적으로 평행" 또는 "실질적으로 수직" 은 평행 방향 또는 수직 방향으로부터 15° 이하로 벗어날 수 있는 방향을 의미한다.
용어 "상류" 및 "하류" 는 주어진 방향에 따른 2 개의 요소들의 상대 위치를 지칭하고: 상류 요소는 주어진 방향으로 이동할 때 하류 요소 앞에 위치된다.
용어 "인케이스" 는 요소 (케이싱 요소) 가 다른 요소 (케이싱된 요소) 를 완전히 덮거나 둘러싸는 구성을 지칭한다.
표면들에 적용될 때 용어 "인접" 은 적어도 상기 표면들의 일부에 걸쳐 서로 접촉하는 2 개의 표면들을 규정한다. 체적에 적용할 때 용어 "인접" 은 인접한 표면들을 갖는 2 개의 체적들을 규정한다.
"내화성" 재료는 열, 압력 또는 화학적 공격에 의한 분해에 내성이 있고, 고온에서 강도 및 형태를 유지하는 재료를 지칭한다.
용어 "고압" 및 "저압" 은 주어진 분무 공정에서 사용되는 분무 유체 압력의 양을 지칭한다. 용어 "고압" 은 분무 유체 노즐을 빠져나가는 필요한 분무 유체 압력에 도달하기 위해 분무 유체 노즐내에 공급하는데 필요한 압력 레벨을 지칭한다. 용어 "저압" 은 분무 유체 노즐의 출구에서 양의 압력에 도달하기 위해 분무 유체 노즐내에 공급하는데 필요한 압력 레벨을 지칭한다.
도 1 을 참조하면, 먼저 분무 디바이스 (100) 의 일반적인 개요가 주어질 것이다.
용융 금속 (109), 예를 들어 강 또는 알루미늄 또는 티타늄 또는 임의의 다른 금속 또는 금속 합금은, 노즐 (1) 을 통해 압력하에서 용융 금속을 가압함으로써 그리고 공급 회로 (106) 를 통해 유체 공급부 (105) 로부터 공급되는 유체의 제트와 이를 충돌시킴으로써 미세한 금속 액적으로 분무화된다. 유체는 노즐 (1) 을 빠져나가 분무 타워 (102) 에 진입할 때 금속 스트림에 부딪쳐, 금속 액적으로 만들어진 스프레이 (110) 의 형성을 초래하는 난류를 생성하고, 이어서 금속 분말의 형태로 응고한다. 이어서, 상기 분말은 추가 처리를 위해 수집된다.
본 설명의 이 단계에서, 용어 "노즐" 은 일반적으로 액체 금속이 분무 타워에 진입하도록 하는 장비를 지칭한다는 것을 주목해야 한다. 본 발명에 따른 장비의 후속 설명에서, "노즐" 은 보다 상세히 설명될 것이고, "노즐 조립체" 뿐만 아니라 "노즐 변경 디바이스" 를 함께 형성하는 여러 상이한 부분들을 포함할 것이다.
용융 금속 (109) 은 그 바닥에 저장소 개구 (104) 를 갖는 액체 금속 저장소 (101) 내에 유지되며, 이를 통해 액체 금속이 노즐 (1) 내로 유동할 수 있다. 예를 들어, 액체 금속 저장소는 채널 (103) 을 구비하며, 이를 통해 액체 금속은 저장소 개구 (104) 를 통해 저장소 (101) 를 빠져나가게 된다. 이 채널 (103) 은 저장소 개구 (104) 를 통해 빠져나가는 액체 금속 온도를 제어하기 위해 인덕터를 구비할 수 있다.
분무 타워 (102) 는 통상적으로 불활성 가스로 충전되어, 분말이 산화되는 것을 방지한다. 금속 액적은 분무 타워에서 떨어지는 동안 냉각된다.
분무 유체는 액체 또는 가스일 수 있다. 일반적으로 말하면, 가스 분무화는 높은 정도의 원형도를 갖는 분말 입자의 생성에 바람직하다. 입자는 또한 물 분무화 (water atomization) 의 경우보다 덜 산화된다. 다른 한편으로, 액체 분무화 및 특히 물 분무화는, 예상되는 적용의 필요한 입자 크기 및 형상이 이에 대해 허용할 때, 우수한 비용/생산성/품질 절충안을 제공할 수 있다.
가스 분무화의 경우에, 분무화 가스는 바람직하게는 아르곤 또는 질소이다. 헬륨도 사용될 수 있지만, 높은 열 전도성으로 인해, 막힘을 피하기 위해 큰 과열 (300℃ 초과) 을 필요로 한다. 이들 모두는 다른 가스, 예를 들어 헬륨보다 더 느리게 용융 점도를 증가시키고, 이는 더 작은 입자 크기의 형성을 촉진한다. 이들은 또한 화학물질의 순도를 제어하고, 바람직하지 않은 불순물을 방지하며, 분말의 양호한 모폴로지 (morphology) 에 중요한 역할을 한다. 아르곤에 대해 39.95 g/몰과 비교하여 질소의 몰 중량이 14.01 g/몰이기 때문에, 질소 보다 아르곤에 의해 더 미세한 입자를 얻을 수 있다. 다른 한편으로, 질소의 비열 용량은 아르곤에 대해 0.52 과 비교하여 1.04 J/(g K) 이다. 따라서, 질소는 입자의 냉각 속도를 증가시킨다. 질소에 의한 조성물의 오염을 피하기 위해 그리고 용융물의 화학적 성질이 반응성일 때, 아르곤이 질소보다 바람직할 수 있다.
가스 유동은 금속 분말의 입자 크기 분포 및 미세조직에 영향을 미친다. 특히, 유동이 높을수록, 냉각 속도가 높아진다. 그 결과, 가스 유량 (kg/h) 과 금속 유량 (Kg/h) 간의 비율로서 규정되는 가스 대 금속 비율은, 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 3 로 유지된다.
액체 금속 노즐 직경은 용융 금속 유량에 영향을 미치고, 따라서 입자 크기 분포 및 냉각 속도에 영향을 미친다. 최대 직경은 예를 들어 평균 입자 크기의 증가 및 냉각 속도의 감소를 제한하기 위해 6 mm 로 제한된다. 이 직경은 보다 바람직하게는 2 와 3 mm 사이여서, 입자 크기 분포를 보다 정확하게 제어하고 원하는 미세조직의 형성에 유리하다.
분무화에 의해 획득되는 금속 분말은 입자를 그 크기가 나중에 사용될 기법, 특히 적층 가공 기법에 더 잘 맞게 유지하기 위해 분류될 수 있다. 예를 들어, Powder Bed Fusion 에 의한 적층 제조의 경우, 범위 15-50 ㎛ 가 바람직하다. Laser Metal Deposition 또는 Direct Metal Deposition 에 의한 적층 제조의 경우, 범위 45-150 ㎛ 가 바람직하다.
액체 금속 노즐 출구의 형상 및 크기는 금속 분말의 양호한 품질 생산을 보장하기 위해 중요하다. 그러나, 분무화 공정 동안, 노즐 출구는 그것에 가중되는 액체 금속 압력, 액체 금속에 의해 부과되는 고온 (예를 들어, 강의 경우 이 온도는 1500℃ 이상임) 및 액체 금속 노즐의 재료와 액체 금속 사이의 가능한 화학적 상호작용으로부터 오는 중요한 마모를 받게 된다. 안정적인 제품 품질 레벨로 연속 분무화 공정을 가동하기 위해서는 가동 중 액체 금속 노즐을 변경할 필요가 있을 것이다. 분무화 공정이 액체 금속 노즐을 통과하는 액체 금속에 의존하기 때문에, 노즐 변경 작동 자체는 분무화 공정을 일시적으로 중단할 것이다. 이러한 이유로, 작동은 가능한 빨리 수행될 필요가 있다. 더욱이, 액체 금속이 저장소 개구에 의해 빠져나가도록 압력하에 있기 때문에, 안전 및 장비 보호 목적들을 위해 노즐 변경 작동 동안 액체 금속의 유동을 관리할 필요가 있을 것이다 (분무 타워는 특히 액체 금속 누출에 의해 손상될 수 있음).
도 2 ~ 도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 노즐 변경 장비 (30) 를 도시한다. 이 장비는 신속한 교체를 위해 노즐이 신속한 이동으로 적소에 미끄러져 들어오고 나갈 수 있게 한다.
노즐 변경 장비 (30) 는 다음과 같은 요소들을 포함한다:
- 적어도 하나의 노즐 조립체들 (10),
- 상기 노즐 조립체들 (10) 을 유지하도록 의도된 지지 구조물 (20),
- 분무 공정을 위한 고압 분무 유체를 공급하기에 적합한 고압 분무 유체 공급부 (106) 및 분배 회로 (105) (도면에 도시되지 않음),
- 액체 금속 저장소 개구 (104) 에 실질적으로 평행한 방향 (S) 으로 지지 구조물 내에서 노즐 조립체들 (10) 을 이동시키도록 설계된 기계 디바이스. 상기 기계 디바이스는 첨부된 도면들에 도시되어 있지 않다.
지지 구조물 (20) 은 노즐 조립체 (10) 가 액체 금속 저장소 개구 (104) 에 실질적으로 평행한 방향 (S) 으로 상기 지지 구조물 (20) 내에서 이동할 수 있는 방식으로 구성되고, 상기 지지 구조물은 다음을 포함한다:
- 저장소 개구와 효과적으로 정렬된 액체 금속 입구를 갖는 노즐 조립체 (10i) 를 수용하도록 설계된 지지 구조물 (20) 의 일부에 대응하는 사용중 섹션 (20i). 도 2 를 참조하면, 사용중 섹션은 점선 (i1 및 i2) 으로 개략적으로 한정된다.
- 노즐 조립체 이동 방향 (S) 을 고려할 때 사용중 섹션 (20i) 의 상류에 위치된 지지 구조물 (20) 의 일부에 대응하는 진입 섹션 (20e).
노즐 조립체 (10) 는 액체 금속 입구 (41), 액체 금속 출구 (42) 및 분무 유체 출구 (52) 를 포함하며, 액체 금속 출구 (42) 를 빠져나가는 액체 금속 스트림이 분무 유체 출구 (52) 를 빠져나가는 분무 유체에 의해 충돌되는 방식으로 구성된다.
명료함을 위해, 첨부된 도면들에서 슬라이딩 방향 (S) 은 직선 방향으로 도시되고 지지 구조물 (20) 의 일반적인 형상은 직선 형상이다. 그러나, 만곡된 지지 구조물 (20) 및 연관된 만곡된 슬라딩 방향 (S) 을 사용하여 본 발명을 구현하는 것도 가능하다. 그러한 만곡된 설계는, 예를 들어 할당된 체적 (20) 내에 끼워지는 지지 구조물 (20) 을 설계하고 보다 일반적으로는 노즐 변경 장비 (30) 에 의해 점유되는 전체 공간을 감소시키는데 바람직할 수 있다.
도 4 내지 도 8 을 참조하면, 노즐 변경 장비 (30) 를 형성하기 위해 지지 구조물 (20) 내에 통합되고 금속 분무 공정에 사용될 수 있는 노즐 조립체 (10) 의 예가 제시된다. 상기 노즐 조립체 (10) 는 다음의 요소를 포함한다:
- 분무 공정 동안 액체 금속 저장소에 가장 근접하게 위치되도록 설계된 상부 부분 (11) 으로서, 상기 상부 부분은 상부면 (12) 을 갖는, 상기 상부 부분 (11),
- 분무 공정 동안 분무 타워에 가장 근접하게 위치되도록 설계된 바닥 부분 (19) 으로서, 상기 바닥 부분은 바닥면 (18) 을 갖는, 상기 바닥 부분 (19),
-상기 상부면과 상기 바닥면을 연결하고 슬라이딩 방향 (S) 을 고려할 때 노즐 조립체의 상류측과 하류측에 각각 위치하는 상류면과 하류면,
- 저장소 개구 (104) 와 정렬되기에 적합한 액체 금속 입구 (41), 및 분무 타워에서 액체 금속 스트림을 유출하도록 구성된 액체 금속 출구 (42) 를 갖는 액체 금속 노즐 (40) 로서, 상기 액체 금속 입구 (41) 는 상부면 (12) 에 위치되고 상기 액체 금속 출구 (42) 는 바닥면 (18) 에 위치되는, 상기 액체 금속 노즐 (40),
- 적어도 하나의 분무 유체 입구 (51) 및 분무 유체 출구 (52) 를 갖는 분무 유체 노즐 (50) 로서, 분무 유체 출구 (52) 를 통해 흐르는 유체가 액체 금속 출구 (42) 로부터 유동하는 액체 금속 스트림에 충돌하도록 구성되고, 상기 분무 유체 출구 (52) 는 바닥면 (18) 에 위치되는, 상기 분무 유체 노즐 (50),
여기서, 상기 노즐 조립체 (10) 는 노즐 조립체 (10) 가 액체 금속 저장소 개구 (104) 에 실질적으로 평행한 방향 (S) 으로 상기 지지 구조물 (20) 내에서 이동할 수 있는 구성으로 지지 구조물 (20) 상에 장착되도록 구성된다.
도 2 를 참조하면, 제조 중에 노즐 조립체 (10) 를 변경하기 위해, 도면에 도시되지 않은 기계 디바이스가 노즐 조립체 (10) 를 밀어서, 사용중 노즐 조립체 (10i) 가 사용중 섹션 (20i) 으로부터 배출되고 사용중 섹션 (20i) 에 가장 근접한 위치에서 입구 섹션 (20e) 에 위치된 다음 인라인 노즐 조립체 (10n) 로 교체된다. 이러한 이동은 매우 짧은 시간 내에, 예를 들어 5 초 미만 내에 또는 훨씬 더 우선적으로 2 초 미만 또는 1 초 미만 내에 수행될 수 있기 때문에, 액체 금속 유동은 거의 방해받지 않을 것이고, 노즐 변경과 관련된 생산성 손실은 매우 작을 것이다.
특정 실시형태에서, 상류면 및 하류면 (14, 15) 은 서로에 대해 배치된 각각의 하류면 및 상류면을 갖는 2 개의 노즐 조립체들 (10) 의 2 개의 연속적인 액체 금속 노즐 입구들 (41) 사이에 연속적인 상부면 (12) 을 보장하는 상보적인 형상을 갖는다.
명료함을 위해, 첨부된 도면들에서 도시된 노즐 조립체들 (10) 은 모두 일반적으로 입방정 형상을 갖는다. 그들의 상류면 및 하류면 (14, 15) 은 평평한 직선 표면들이다. 그러나, 다른 형상들은 본 발명을 구현하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 필요한 형상 상보성을 보장하기 위해, 동일한 곡률 반경을 유지하면서 상류 평면 및 하류 평면에 대해 만곡된 표면들을 사용할 수 있다. 이러한 유형의 설계는 유리하게는 지지 구조물 내의 2 개의 연속적인 노즐 조립체들이 서로에 대해 가압될 때에도 약간 회전하게 할 수 있다. 이는 만곡된 슬라이딩 방향 (S) 과 관련된 대체로 비선형 형상을 갖는 지지 구조물을 사용할 때 차례로 유리할 수 있다. 유리하게는, 노즐 조립체 (10) 의 전술된 설계가 노즐 변경 작업 중에 사용중 노즐 조립체 (10i) 및 다음의 인-라인 노즐 조립체 (10n) 가 그들의 수직 측면에서 서로 접촉하여 상기 노즐 조립체 상부면 (12) 이 노즐 변경 작업 중에 금속 유동을 차단하는 연속적인 표면을 형성하는 것을 보장하기 때문에, 분무 타워 내에 유해한 액체 금속 누출이 존재하지 않을 것이다. 이는, 금속 유동을 중단하기 위해서, 스토퍼 로드와 같은 특별한 장비에 대한 필요도 없이 노즐 변경 작업을 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 노즐 변경 장비는, 임의의 분무 디바이스의 장비 내에서 연관된 생산 문제 또는 분무 타워 상에서 일부 작동을 수행할 필요성과 같은, 산업적 이유로 그렇게 할 필요가 있는 경우에 금속 유동을 의도적으로 일시적으로 중단시키는데에도 사용될 수 있다. 금속 유동을 일시적으로 중단시키기 위해, 사용중 노즐 조립체 (10i) 는 사용중 섹션 (20i) 의 외부로 부분적으로 밀려질 것이고, 다음 인라인 노즐 조립체 (10n) 는 사용중 섹션 내부에서 부분적으로 밀려져서 저장소 개구가 사용중 노즐 조립체 (10i) 또는 다음 인라인 노즐 조립체 (10n) 또는 둘 모두의 상부면 (12) 에 의해 차단된다.
특정 실시형태에서, 도 5 ~ 도 8 에 도시된 바와 같이, 노즐 변경 조립체들 (10) 의 분무 유체 입구들 (51) 은 액체 금속 입구들 (41) 과 상이한 평면에 위치된다. 유리하게는, 이는 액체 금속 입구 및 분무 유체 입구에 대한 연결을 독립적으로 관리할 수 있게 하며, 이들 각각은 매끄러운 분무 공정을 위해 양호한 기밀성을 필요로 한다. 사용중 노즐 (10i) 의 경우, 액체 금속 입구 (41) 는 저장소 개구 (104) 와 정확하게 정렬될 필요가 있다. 한편, 분무 유체 입구 (51) 는 (특히 분무 유체 압력이 매우 높을 수 있기 때문에) 분무 유체 공급부 (106) 에 유체 기밀 방식으로 연결될 필요가 있다. 액체 금속 입구 및 분무 유체 입구가 모두 동일한 평면에 위치되면, 독립적으로 그 위치결정을 조정하고 독립적으로 그에 액세스하는 자유도가 없다. 그러나, 이들이 별개의 평면들에 위치되면, 예를 들어 첨부된 도면들에 도시된 바와 같이, 분무 유체 입구들 (51) 을 위한 신속 끼워맞춤 시스템들을 제공하는 것이 가능하다. 상기 분무 유체 입구 (51) 는 노즐 조립체의 상부면 (12) 과 독립적으로 그리고 쉽게 접근될 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 각각의 노즐 조립체 (1) 는 적어도 한 쌍의 분무 유체 입구를 형성하는 짝수의 분무 유체 입구 (51) 를 가지며, 각각의 상기 쌍에 대해, 입구는 노즐 조립체 (1) 의 실질적으로 대향하는 측면들 상의 대향하는 실질적으로 평행한 평면들에 위치된다. 유리하게는, 이러한 구성은 분무 유체 노즐 (50) 내의 분무 유체 유동의 더 양호한 분배를 허용한다.
도 5 ~ 도 8 에 도시된 바와 같은 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 분무 유체 출구 (52) 는 실질적으로 환형 형상이다. 유리하게는, 이는 분무 챔버 내의 액체 금속 유동에 충돌하는 균질한 분무 유체 유동을 허용한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 도 5 ~ 도 8 에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐 조립체 (10) 의 상부 부분 (11) 은 내화성 재료로 제조된 상부 플레이트 (13) 를 포함하고, 상기 상부 플레이트 (13) 는 상부 부분 (11) 내에 위치된 액체 금속 노즐 (40) 의 일부를 둘러싼다. 유리하게는, 내화성 재료의 사용은, 이러한 장비가 분무 공정 동안 제공될 일반적으로 높은 온도에 대한 양호한 저항을 가능하게 하고, 또한 노즐 변경 작업 동안 또는 노즐 변경 장비를 사용하여 액체 금속 유동을 일시적으로 정지시키거나 심지어 기생 액체 금속 누출로서 상기 상부 플레이트 (13) 에 충돌할 수 있는 가능한 액체 금속 유동에 대한 양호한 저항을 가능하게 한다. 더욱이, 상부 플레이트 (13) 가 액체 금속 노즐 (40) 을 둘러싸는 설계를 사용하는 것은, 상부 부분 (11) 의 용이한 유지 보수 및 조립을 가능하게 하고, 상기 상부 부분의 양호한 기밀성을 가능하게 하며, 이는 일반적으로 분무 작동 동안 또는 금속 유동을 일시적으로 중지시키기 위한 노즐 조립체의 사용 또는 노즐 변경 작업 동안 액체 금속 누출로 인한 노즐 조립체에 대한 임의의 손상을 방지할 것이다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 상부면 (12) 에 포함된 상부 플레이트 (13) 의 일부는 그 마찰 계수를 감소시키기 위해 표면 처리를 거쳤다. 유리하게는, 이는 노즐 조립체들 (10) 이 지지 구조물 (20) 내에서 매끄럽게 슬라이딩하게 하여, 노즐 변경 작동 동안 노즐 조립체들 (10) 및 지지 구조물 (20) 둘 모두에 대한 마모를 최소화한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 상기 상부 플레이트 (13) 는 흑연으로 이루어진다. 흑연은 내화성 재료 및 낮은 마찰 계수 재료 둘 다이며, 이는 액체 금속에 대한 양호한 저항 및 환경의 일반적인 열, 및 또한 노즐 변경 작동 중 낮은 노즐 조립체 및 지지 구조물 마모의 전술한 장점을 얻을 수 있게 한다.
도 5 ~ 도 8 에 도시된 바와 같은 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 바닥 부분 (19) 은 바닥 부분 (19) 내에 위치된 액체 금속 노즐 (40) 의 일부를 둘러싸도록 설계된 분무 유체 노즐 (50) 을 포함한다. 유리하게는, 이는 바닥 부분 (19) 의 용이한 유지 및 조립, 및 상기 바닥 부분의 양호한 기밀을 허용한다. 이러한 설계는 또한 사용중 노즐이 배출된 후에 분무 유체 노즐 (50) 이 재사용될 수 있는 노즐 조립체를 제공하는 것을 허용한다. 실제로, 상기 액체 금속 노즐이 분무 유체 노즐 (50) 의 체적을 둘러싸기 위해 제공된 공간 내에 단순히 삽입되었기 때문에, 사용된 액체 금속 노즐 (40) 을 분무 유체 노즐 (50) 로부터 분리할 수 있다. 이는 분무 유체 노즐이 고가의 장비이기 때문에, 유지보수 및 작동 비용 측면에서 유리하다. 예를 들어, 분무 유체 노즐 (50) 은 스테인리스 강으로 제조되고, 전술한 바와 같이 신속 끼워맞춤 입구들이 제공된다. 예를 들어, 분무 유체 노즐은, 예를 들어, 도 7 에 도시된 바와 같이, 함께 나사결합함으로써 함께 조립되는 상부 부분 및 하부 부분으로 제조된다. 유리하게는, 이는 복잡한 부품 설계를 허용하면서 여전히 예를 들어 주조와 같은 전통적인 부품 제조 공정을 사용한다. 이러한 2-부분 설계는 또한 유리하게는 액체 금속 노즐 (40) 및 분무 유체 노즐 (50) 의 사용 전 용이하게 조립 및 사용 후 조립해제하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 도 4 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 지지 구조물 (20) 은 노즐 조립체 (10) 의 상부면 (12) 과 인접하도록 설계된 상부 부분 (21) 을 포함하며, 상기 상부 부분 (21i) 의 사용중 부분은 다음을 포함한다:
- 그 상부측 (23) 상에서 저장소 개구 (104) 에 연결되고 그 바닥측 (24) 상에서 사용중 노즐 조립체 (10i) 의 액체 금속 입구 (41) 에 연결되도록 구성된 중간 액체 금속 노즐 (22).
- 상기 중간 액체 금속 노즐 (22) 을 둘러싸는 상부 플레이트 (25).
실제로, 이 실시형태는 액체 금속이 유동하는 노즐을 2 개의 별개의 부분들: 지지 구조물 (20) 내에 통합된 비이동 부분인 중간 노즐 (22) 및 노즐 조립체 (10) 의 액체 금속 노즐 (40) 로 분리하게 하며, 이는 전술한 노즐 변경 작동으로 인해 분무 작동 중에 용이하게 변경될 수 있다. 유리하게는, 이는 노즐의 이동 부분과 저장소 개구 (104) 사이의 접촉을 피하면서 액체 금속 출구 (42) 인 노즐의 가장 중요한 부분을 용이하게 변경시킬 수 있게 하며, 이는 상기 저장소 개구 및 예를 들어 채널 (103) 과 같은 액체 금속 저장소 (101) 의 관련 부분의 마모를 초래할 것이다. 더욱이, 중간 액체 금속 노즐 (22) 을 둘러싸는 상부 플레이트 (25) 를 제공하는 것은, 분무 가동이 완료된 후에 중간 액체 금속 노즐 (22) 을 추출 및 교체할 수 있게 하고, 장비의 양호한 기밀 및 안정성을 보장한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 지지 구조물의 사용중 상부 플레이트 (25) 는 내화성 재료로 제조된다. 유리하게는, 이는 분무 공정 동안 이러한 장비가 제공될 일반적으로 높은 온도에 대한 양호한 저항을 가능하게 하고, 또한 기생 액체 금속 누출로 인한 가능한 액체 금속 유동에 대한 양호한 저항을 가능하게 한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 지지 구조물 사용중 섹션의 상부 플레이트 (25) 의 일부의 바닥면 (26) 은 마찰 계수를 감소시키기 위해 표면 처리되었다. 유리하게는, 이는 노즐 조립체들 (10) 이 사용중 섹션 (20i) 의 지지 구조물 (20) 내에서 매끄럽게 슬라이딩하게 하여, 노즐 변경 작동 동안 노즐 조립체들 (10) 및 지지 구조물 (20) 둘 모두에 대한 마모를 최소화한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 지지 구조물의 사용중 상부 플레이트 (25) 는 흑연으로 제조된다. 흑연은 내화성 재료 및 낮은 마찰 계수 재료 둘 다이며, 이는 액체 금속에 대한 양호한 저항 및 환경의 일반적인 열, 및 또한 노즐 변경 작동 중 낮은 노즐 조립체 및 지지 구조물 마모의 전술한 장점을 얻을 수 있게 한다.
도 2 ~ 도 4 에 도시된 바와 같은 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 지지 구조물 (20) 은 노즐 조립체 (10) 의 바닥 부분 (19) 을 지지하도록 구성된 바닥 부분 (29) 을 더 포함한다. 유리하게는, 이는 노즐 조립체들이 바닥으로부터 지지되기 때문에, 노즐 변경 디바이스의 더 양호한 기계적 안정성을 허용한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 노즐 변경 장비 (30) 는 저압 유체 공급부 및 분배 회로 (첨부된 도면에 도시되지 않음) 를 더 포함하며, 여기서:
- 적어도 다음의 인라인 노즐 조립체 (10n) 는 상기 저압 유체 공급부에 연결된 그 분무 유체 공급 입구 중 적어도 하나를 갖고,
- 사용중 노즐 조립체 (10i) 는 고압 분무 유체 공급부에 연결된 그 분무 유체 공급 입구 중 적어도 하나를 갖는다.
다음의 인-라인 노즐 조립체 (10n) 를 저압 유체 회로에 연결함으로써, 상기 다음의 인-라인 노즐 조립체 (10n) 의 분무 유체 출구 (52) 에서 양의 압력이 보장될 것이다. 유리하게는, 이는 분무 타워에 존재할 수 있는 표유 금속 분말 입자에 의한 오염으로부터 일반적으로 분무 유체 출구 (52) 및 분무 유체 노즐 (50) 을 보호할 것이다. 실제로, 예를 들어 5 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 금속 입자와 같은 매우 작은 직경의 금속 입자는 분무 타워에서 비행할 것이며, 분무 타워의 적절한 장비에 의해 쉽게 포획되지 않을 것으로 알려져 있다. 이러한 표유 입자는 분무 유체 노즐을 막아서 손상시킬 수 있어, 그것이 사용중 위치에 있을 때 그의 양호한 기능을 손상시키고 또한 세정 또는 유지 보수 없이 후속 가동에서 이를 재사용하는 것을 더 어렵게 만든다. 금속 분말 오염을 방지하기 위한 저압 유체의 사용은 유리하게는 기존의 유체 입구 (52) 를 사용하게 하고, 이러한 목적을 위해 비용이 많이 드는 고압 유체를 낭비하는 것을 방지하고, 또한 다음의 인-라인 노즐 조립체 (10n) 로부터 배출되는 유체와 사용중 노즐 조립체 (10i) 로부터 배출되는 고압 유체 사이에 부정적인 상호작용이 없음을 보장한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 저압 유체 공급부 및 분배 회로에 사용되는 유체는 분무 유체와 동일한 유체이다. 유리하게는, 이는 기존 유체 입구 (52) 및 분무 유체 노즐 (50) 의 유체 순환 챔버를 최적으로 이용하게 한다. 실제로, 이들은 분무 유체의 유동을 위해 구성된다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 저압 유체 공급부는 분무 공정에서 사용을 통해 압축해제된 후에 회수되는 재순환 분무 유체의 적어도 일부를 포함한다. 유리하게는, 이용가능한 소모된 분무 유체를 사용하면 비용 및 효율적인 이익을 산출할 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 적어도 사용중 노즐 조립체 (20i) 및 다음의 인라인 노즐 조립체 (20n) 는 고압 회로 및 저압 회로 모두에 연결되고, 노즐 변경 장비 (30) 는 각각의 노즐 조립체에 대한 저압 회로와 고압 회로 사이에서 전환하기 위해 각각의 노즐 조립체에 대한 밸브 시스템을 더 포함한다. 유리하게는, 이는 노즐 변경 작동을 수행할 때 유체 공급 연결부들을 관리할 필요 없이 금속 분말 오염을 방지하기 위해 전술한 저압 유체 송풍 시스템을 구현할 수 있게 하고 - 새로운 사용중 노즐 (10i) 의 유체 공급부는 밸브 시스템을 작동시킴으로써 노즐 변경 작업 동안 고압 유체 공급부로 전환될 것이다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 노즐 변경 장비 (30) 는 고압 회로와 저압 회로 사이의 노즐 조립체 유체 입구 (51) 로 유체 공급부를 전환하도록 설계된 선형 액추에이터를 더 포함한다. 유리하게는, 이는 고압 및 저압 유체 공급부 모두에 대한 연결을 위해 동일한 세트의 유체 입구 (51) 를 사용할 수 있게 하여, 분무 유체 노즐 (50) 의 설계 및 유지를 단순화한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 노즐 변경 장비 (30) 는 사용중 액체 금속 노즐 출구의 재료 마모 레벨을 모니터링하도록 구성된, 첨부된 도면들에 도시되지 않은 액체 금속 노즐 마모 검출기를 더 포함한다. 유리하게는, 이는 노즐 변경 작동을 최적의 시기에 수행할 수 있어, 분무 공정의 품질 및 생산성을 저하시키지 않으면서 사용중 노즐 조립체의 최대 효율적 사용을 보장한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 노즐 변경 장비 (30) 는 저장소 개구 (104) 를 통해 빠져나가는 액체 금속 유동을 차단하도록 설계된 스토퍼 로드 (108) 를 더 포함한다. 예를 들어, 스토퍼 로드는 액체 금속 유동을 중단시키기 위해 하방으로 이동하여 채널 (103) 의 진입을 차단한다. 유리하게는, 스토퍼 로드의 존재는 필요할 때, 예를 들어 작동 이유로 또는 노즐을 변경하기 위해 금속 유동을 중단시킬 가능성을 보장한다. 이는 노즐 변경 작동 중에 어떠한 액체 금속의 누출을 더 방지할 수 있게 한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼 로드 (108) 는 중공 체적 (109) 을 수용하고, 로드 개구 (110) 를 더 포함하며, 이 로드 개구를 통해, 스토퍼 로드 (108) 가 액체 금속 유동을 중지시키기 위해 사용될 때 스토퍼 로드 아래에 남아있는 액체 금속을 액체 금속 출구 (42) 를 통해 밀어내기 위해 스토퍼 로드 아래의 액체 금속 상에 압력이 인가될 수 있다. 실제로, 액체 금속 유동을 중지시키기 위해 스토퍼 로드를 작동시킬 때, 액체 금속 노즐 (40) 내에 포함된 액체 금속의 일부는 액체 금속 저장소 (101) 내의 액체 금속으로부터 유래하는 압력에 더 이상 영향을 받지 않을 것이다. 그 결과, 이는 액체 금속이 액체 금속 노즐 (40) 을 통해 유동하는 것을 중단시킬 것이고, 이는 가능하다면 액체 금속 노즐 (40) 내의 금속의 결빙으로 이어질 것이며, 스토퍼 로드가 상승되면 그것을 다시 사용하는 것이 불가능하게 될 것이다. 또한, 액체 금속 컬럼은 액체 금속 노즐 (40) 의 상방으로 (예를 들어, 중간 노즐 (22) 내에서 또는 저장소 개구 (104) 내에서) 추가로 응고될 수 있다. 이는 노즐 조립체 (10) 와 지지 구조물 또는 심지어 액체 금속 저장소 사이에 응고된 금속의 견고한 연결부를 생성할 것이며, 이는 노즐 조립체 (10) 의 슬라이딩 이동을 차단할 것이고, 따라서 노즐 변경 장비 (30) 의 전체 기능을 효과적으로 차단할 것이다. 이를 방지하기 위해, 로드 개구 (110) 를 갖는 전술한 중공 스토퍼 로드 (108) 를 사용하는 것이 유리하고, 상기 로드 개구를 통해, 스토퍼 로드 (108) 가 액체 금속 유동을 중지시키는데 사용될 때 액체 금속 출구 (42) 를 통해 스토퍼 로드 아래에 남아 있는 액체 금속을 밀어내기 위해 스토퍼 로드 아래의 액체 금속에 압력을 인가할 수 있다. 예를 들어, 유체를 방출하고 전술한 유해한 응고를 방지하기 위해, 스토퍼 로드 아래의 액체 금속 컬럼에 압력을 인가하도록 유체가 로드 개구 (110) 를 통해 불어넣어질 수 있다. 예를 들어, 스토퍼 로드는 중공 체적 (109) 내에서 하방으로 슬라이딩할 수 있는 내부 로드를 더 포함하여, 중공 체적 (109) 내의 유체를 압축하여 스토퍼 로드 아래의 나머지 액체 금속을 밀어내는데 필요한 압력을 인가한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 분무 공정 중에 사용중 노즐 조립체 (10i) 의 바닥 부분 (19) 에 상향 압력이 인가되고, 상기 상향 압력은 액체 금속 유동으로부터 초래된 하향 압력을 상쇄시키도록 구성된다. 유리하게는, 이는 사용중 노즐 조립체 (10i) 가 분무 공정 동안 제자리에 견고하게 유지될 것이고 기생 전단 응력 또는 진동 등으로 인해 이동하지 않을 것임을 보장할 수 있다. 또한, 이는 또한 지지 구조물을 보호할 것이다. 실제로, 액체 금속 노즐 (20) 을 통한 액체 금속 유동에 의해 가해지는 하향 압력은 사용중 노즐 조립체 (10i) 에 의해 지지 구조물 (20) 상에 인가되는 하향 압력을 초래한다. 이러한 압력이 역 상향 압력을 의도적으로 인가함으로써 보상되지 않는다면, 상기 압력의 전체 부하는 지지 구조물 (20) 에 의해 부담될 것이고, 이는 기계적 마모, 뒤틀림, 변형 및 그에 따른 유지 보수 문제들을 초래할 수 있다. 그러한 고려사항들은, 분무 작동이 고온들을 발생시키고 따라서 지지 구조물이 고온 및 높은 기계적 부하들 모두에 처해질 것임을 고려하면 더욱 중요한데, 이는 크리프 (creep) 와 같은 잘 알려진 현상들로 인한 조기 고장을 초래할 수 있다.
전술한 장비를 구현하는 노즐 변경 작동은 다음의 단계들을 포함한다.
A/ 전술한 바와 같은 노즐 변경 장비를 제공하는 단계,
B/ 슬라이딩 방향 (S) 으로 노즐 조립체들의 이동을 활성화하기 위해 기계 장치를 작동시키는 단계,
C/ 사용중 노즐 조립체를 지지 구조물의 사용중 섹션 밖으로 밀어내고 새로운 사용중 노즐이 되는 다음 인라인 노즐로 교체하는 단계.
노즐 변경 작동은 선택적으로 유체 공급부를 저압 유체 공급부로부터 고압 분무 유체 공급부로 새로운 사용중 노즐로 전환하는 추가 단계를 포함한다. 상기 단계는 밸브 시스템, 또는 선형 액추에이터 또는 상기 고압 및 저압 유체 공급부 사이의 신속한 전환을 수행하기에 적합한 임의의 다른 시스템을 사용함으로써 수행된다.
노즐 변경 작동은 선택적으로 노즐 변경 작동을 작동시키는 적절한 순간을 결정하기 위해 사용중 액체 금속 노즐 출구의 재료 마모의 레벨을 모니터링하도록 구성된 액체 금속 노즐 마모 검출기의 정보를 사용하는 추가 단계를 포함한다.
노즐 변경 작동은 선택적으로 전술한 단계 B 이전에 저장소 개구 (104) 로부터의 액체 금속 유동을 중지시키기 위해 스토퍼 로드를 이동시키는 추가 단계를 포함한다.
노즐 변경 작동은 선택적으로, 전술한 단계 B 이전에 액체 금속 출구 (42) 를 통해 스토퍼 로드 아래에 남아 있는 액체 금속을 밀어내기 위해, 금속 유동이 일단 정지되면, 스토퍼 로드 아래의 액체 금속에 압력을 인가하는 추가 단계를 포함한다.
노즐 변경 작동은 선택적으로 전술한 단계 C 후에 사용중 노즐 조립체의 바닥 부분에 상향 압력을 인가하는 추가 단계를 포함한다.
Claims (10)
- 액체 금속 저장소 (101) 에 유지되고 저장소 개구 (104) 를 통해 상기 금속 저장소를 빠져나가는 액체 금속 (109) 이 분무 유체에 의해 분무되어 분무 타워 (102) 내에 금속 스프레이 (110) 를 형성하는 액체 금속 분무 공정에 사용하기에 적합한 노즐 변경 장비 (30) 로서,
- 지지 구조물 (20),
- 상기 지지 구조물 (20) 내에 장착된 적어도 하나의 노즐 조립체 (10) 로서, 상기 노즐 조립체 (10) 는 액체 금속 입구 (41), 액체 금속 출구 (42) 및 분무 유체 출구 (52) 를 가지며, 상기 액체 금속 출구 (42) 를 빠져나가는 액체 금속 스트림이 상기 분무 유체 출구 (52) 를 빠져나가는 상기 분무 유체에 의해 충돌되는 방식으로 구성되는, 상기 적어도 하나의 노즐 조립체 (10),
- 분무에 적합한 고압 분무 유체를 공급하기에 적합한 고압 분무 유체 공급부 (105) 및 분배 회로 (106),
- 액체 금속 저장소 개구 (104) 에 실질적으로 평행한 방향 (S) 으로 상기 지지 구조물 (20) 내에서 노즐 조립체들 (10) 을 이동시키도록 설계된 기계 디바이스
를 포함하고,
상기 지지 구조물 (20) 은 상기 노즐 조립체 (10) 가 상기 액체 금속 저장소 개구 (104) 에 실질적으로 평행한 방향 (S) 으로 상기 지지 구조물 (20) 내에서 이동할 수 있는 방식으로 구성되고,
상기 지지 구조물은,
- 상기 저장소 개구 (104) 와 효과적으로 정렬된 액체 금속 입구 (21) 를 갖는 노즐 조립체 (10i) 를 수용하도록 설계된 상기 지지 구조물 (20) 의 일부에 대응하는 사용중 섹션 (20i),
- 노즐 조립체 (10) 이동 방향 (S) 을 고려할 때 상기 사용중 섹션 (20i) 의 상류에 위치된 상기 지지 구조물 (20) 의 일부에 대응하는 진입 섹션 (20e)
을 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 1 항에 있어서,
상기 노즐 변경 장비는 사용중 노즐 조립체 (10i) 및 다음의 인라인 노즐 조립체 (10n) 를 포함하고, 상기 사용중 노즐 조립체 (10i) 는 상기 저장소 개구 (104) 와 효과적으로 정렬되는 액체 금속 입구 (41) 를 갖고, 상기 다음의 인라인 노즐 조립체 (10n) 는 상기 사용중 섹션 (20i) 에 가장 근접한 위치에서 상기 진입 섹션 (20e) 에 위치된 상기 노즐 조립체이고, 상기 노즐 변경 장비는 저압 유체 공급부 및 분배 회로를 더 포함하고,
- 적어도 상기 다음의 인라인 노즐 조립체 (10n) 는 상기 저압 유체 공급부에 연결된 적어도 하나의 유체 공급 입구 (51) 를 갖고,
- 사용중 노즐 조립체 (21i) 는 상기 고압 분무 유체 공급부 (106) 에 연결된 분무 유체 공급 입구 (51) 를 갖는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 2 항에 있어서,
상기 저압 유체 공급부 및 분배 회로에 사용되는 유체는 상기 분무 유체와 동일한 유체인, 노즐 변경 장비 (30). - 제 3 항에 있어서,
상기 저압 유체 공급부는 상기 분무 공정에서의 사용을 통해 압축해제된 후에 회수되는 재순환 분무 유체의 적어도 일부를 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 상기 사용중 노즐 조립체 (10i) 및 상기 다음의 인라인 노즐 조립체 (10n) 는 상기 고압 회로 및 상기 저압 회로 모두에 연결되고, 상기 노즐 변경 장비 (30) 는 각각의 노즐 조립체 (10) 에 대한 상기 저압 회로와 상기 고압 회로 사이에서 전환하기 위해 각각의 노즐 조립체 (10) 에 대한 밸브 시스템을 더 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고압 회로와 상기 저압 회로 사이의 노즐 조립체 유체 입구 (51) 로 유체 공급부를 전환하도록 설계된 선형 액추에이터를 더 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
사용중 액체 금속 노즐 출구의 재료 마모 레벨을 모니터링하도록 구성된 액체 금속 노즐 마모 검출기를 더 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장소 개구 (104) 를 통해 빠져나가는 액체 금속 유동을 차단하도록 설계된 스토퍼 로드 (108) 를 더 포함하는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 8 항에 있어서,
상기 스토퍼 로드 (108) 는 중공 체적 (109) 을 수용하고, 로드 개구 (110) 를 더 포함하며, 상기 로드 개구를 통해, 상기 스토퍼 로드 (108) 가 상기 액체 금속 유동을 중지시키는데 사용될 때 상기 스토퍼 로드 아래에 남아있는 상기 액체 금속을 상기 액체 금속 출구 (42) 를 통해 밀어내기 위해 상기 스토퍼 로드 아래의 상기 액체 금속 상에 압력이 인가될 수 있는, 노즐 변경 장비 (30). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분무 공정 동안 상기 사용중 노즐 조립체 (10i) 의 바닥 부분 (19) 에 상향 압력이 인가되고, 상기 상향 압력은 상기 액체 금속 유동으로부터 초래된 하향 압력을 상쇄시키도록 구성되는, 노즐 변경 장비 (30).
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