(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲線形溶融金属移送装置であって、
曲線形内壁と曲線形外壁とを含む外部ケーシングであって、複数の圧縮アセンブリによってケーシング継手において互いに接合された別個のセクションを含む前記外部ケーシングと、
前記外部ケーシング内に位置し曲線形内壁及び曲線形外壁を含む内部耐火物であって、耐火性継手において互いに当接するセクション含む前記内部耐火物とを含み、
前記ケーシング継手はそれぞれ、前記内部耐火物の前記曲線形内壁に隣接する第１の側面と前記内部耐火物の前記曲線形外壁に隣接する第２の側面とを含み、前記第１の側面及び前記第２の側面はそれぞれ、前記外部ケーシングに取り付けられた固定フランジと前記固定フランジに対して可動の圧縮フランジとを含み、前記圧縮フランジは前記外部ケーシングおよび前記内部耐火物の一方または両方の前記セクション間の間隙を小さくするように、前記複数の圧縮アセンブリを介して周方向に圧縮可能である、前記曲線形溶融金属移送装置。
【請求項２】
前記複数の圧縮アセンブリはそれぞれ、前記圧縮フランジの制限された動きを可能にする受け留め具、固定ナット、及び１または複数のバネ・ワッシャを含む請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項３】
前記外部ケーシングの最上部に沿って配列され、これに圧縮可能に固定された複数のクランプ板をさらに含み、前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記内部耐火物の上部と動作可能に嵌合して、前記内部耐火物の位置合わせの維持を助ける請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項４】
前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記内部耐火物の前記上部の溝内に受け入れ可能な位置決めピンを含む請求項３に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項５】
前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記クランプ板と前記内部耐火物との間の制限された量の垂直方向の動きを可能にする受け留め具及び１または複数のバネ・ワッシャを含む請求項３に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項６】
前記内部耐火物は、複数の圧縮可能な支持アセンブリによって前記外部ケーシング内に支持され、前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、
近位端と、前記内部耐火物にもたれるように構成された対向する遠位端とを有するプッシュ・ロッドであって、断熱材料で作られた前記プッシュ・ロッドと、
ショルダ表面と前記ショルダ表面から延びる遠位側スリーブとを伴うキャップであって、前記遠位側スリーブは前記プッシュ・ロッドの前記近位端に嵌まり、前記遠位側スリーブの壁が延びる長さは前記プッシュ・ロッドの長さよりも短い、前記キャップと、
前記外部ケーシングに装着するように構成された支持アセンブリ・クランプ板であって、前記プッシュ・ロッドが延びるときに通る開口部を画定する前記支持アセンブリ・クランプ板と、
前記プッシュ・ロッドの近位側の前記支持アセンブリ・クランプ板に取り付けられた受け留め具であって、遠位側当接面を有する前記受け留め具と、
前記キャップ上に装着された少なくとも１つのバネ・ワッシャであって、前記キャップの前記ショルダ表面と前記受け留め具の前記遠位側当接面と嵌合して、前記内部耐火物に対して前記プッシュ・ロッドを付勢するように構成された前記バネ・ワッシャと、を含む、請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項７】
前記内部耐火物を覆うための複数の蓋をさらに含み、前記複数の蓋はそれぞれ、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は空洞を含み、前記第２の端部は、前記空洞内に受け入れ可能な突出部を含み、前記複数の蓋は、前記複数の蓋のうちの１つの前記第２の端部の前記突出部が、前記複数の蓋のうちの別の１つの前記第１の端部の前記空洞と噛み合うような配列で互いに入れ子になっており、前記配列によって、前記複数の蓋のうちの１つを取り外すことが、前記複数の蓋をすべて取り外す必要なく可能である請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置.
【請求項８】
複数の蓋が、前記曲線形溶融金属移送装置の最上部を概ね覆うように互いに入れ子になるように構成されている請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項９】
前記複数の蓋はそれぞれ、前記内部耐火物のセクションの寸法に対応するように寸法取りされている請求項８に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１０】
前記複数の蓋はそれぞれ、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は空洞を含み、前記第２の端部は、前記空洞内に受け入れ可能な突出部を含む請求項８に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１１】
前記複数の蓋のうちの１または複数を所定の位置に保持するのを助けるクランプをさらに含む請求項１０に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１２】
前記複数の蓋は、前記複数の蓋のうちの１つの第２の端部の突出部が前記複数の蓋のうちの別の１つの第１の端部の空洞と噛み合うような配列で互いに入れ子になっており、前記配列によって、前記複数の蓋のうちの１つを取り外すことが、前記複数の蓋をすべて取り外す必要なく可能である請求項８に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１３】
前記内部耐火物は、複数の圧縮可能な支持アセンブリによって前記外部ケーシング内に支持され、前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、
近位端と、前記内部耐火物にもたれるように構成された対向する遠位端とを有するプッシュ・ロッドであって、断熱材料で作られた前記プッシュ・ロッドと、
前記外部ケーシングに装着するように構成された支持アセンブリ・クランプ板であって、前記プッシュ・ロッドが延びるときに通る開口部を画定する前記支持アセンブリ・クランプ板と、
前記プッシュ・ロッドの近位側の前記支持アセンブリ・クランプ板に取り付けられた受け留め具であって、遠位側当接面を有する前記受け留め具と、
前記プッシュ・ロッドと前記受け留め具との間に位置して、前記内部耐火物に対して前記プッシュ・ロッドを付勢する少なくとも１つのバネ・ワッシャと、を含む請求項１に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１４】
前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、ショルダ表面と前記ショルダ表面から延びる遠位側スリーブとを伴うキャップであって、前記遠位側スリーブは、前記プッシュ・ロッドの前記近位端と嵌まる、前記キャップをさらに含み、前記遠位側スリーブの壁が延びる長さは、前記プッシュ・ロッドの長さよりも短く、前記少なくとも１つのバネ・ワッシャは前記キャップ上に装着されて、前記キャップの前記ショルダ表面と前記受け留め具の前記遠位側当接面と嵌合する請求項１３に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１５】
前記受け留め具は、前記キャップの延長部分を受け入れるように成形された軸方向に位置合わせされたスリーブを含む請求項１４に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【請求項１６】
前記受け留め具は、前記少なくとも１つのバネ・ワッシャを圧縮し、前記プッシュ・ロッドを押圧して前記内部耐火物と接触させるように構成されている請求項１５に記載の曲線形溶融金属移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮出願第６２／０４０，６９４号（２０１４年８月２２日に出願）、発明の名称「曲線形溶融金属移送装置用の支持・圧縮アセンブリ（ＳＵＰＰＯＲＴ  ＡＮＤ  ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ  ＦＯＲ  ＣＵＲＶＩＬＩＮＥＡＲ  ＭＯＬＴＥＮ  ＭＥＴＡＬ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＤＥＶＩＣＥ）」の利益を主張する。なおこの文献は、本明細書において参照によりその全体として取り入れられている。
【０００２】
本出願は、溶融金属を収容し、攪拌し、及び／または搬送するための曲線形装置とともに用いるための支持・圧縮アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
金属インゴット（種々の用途で用いるのに好適な形状に鋳造される金属材料）を形成するために、金属は炉内でその融点以上に加熱される。典型的に、溶融金属は２種以上の材料からなり、そのため一様構造を有するインゴットを生成するために溶融金属を十分に混合することが重要である。
【０００４】
溶融金属を炉または他の構造体から送って、十分に混合し、炉または他の構造体に戻して、溶融金属の混合をそれが固まる前に行なう場合がある。ある場合には、溶融金属は炉から外へ流れて、曲線形または他の成形された金属移送構造体に沿って、炉内に戻る。溶融金属が金属移送構造体を通って移動するときに、溶融金属は撹拌されしたがって混合される。用途によっては、混合は磁界を用いて行なわれる。これはたとえば米国特許第８，１５８，０５５号（２０１２年４月１７日に発行）に教示されている。なおこの文献は、本明細書において参照により取り入れられている。
【０００５】
説明する曲線形金属移送構造体を、任意の好適な用途において、任意の望ましい構造体とともに用いることができる。１つのさらなる非限定的な例として、金属移送構造体を用いて炉を別個の構造体に接続して、炉と別個の構造体との間での溶融金属の搬送を容易にすることができる。
【０００６】
曲線形金属移送構造体の１つの非限定的な例には、外部金属ケーシング内に収容された耐火物が含まれる。溶融金属、並びに燃焼ガス、火炎、及び他の高温材料が耐火物に接触するため、耐火物は高融点であるか別の方法で溶融金属の高温に耐えることができなければならない。耐火物によって、外部金属ケーシングが溶融金属から断熱されて、外部金属ケーシングの動作温度が危険レベルに達するのを防止することが助けられる。空隙及び／または絶縁体を外部金属ケーシングと耐火物との間に設けても良い。
【０００７】
耐火物は溶融金属と接触すると典型的に、極めて高温になり、場合によっては約７５０℃の温度に達する。また燃焼ガスによって耐火物の表面が加熱されて、１２００℃を超える可能性がある。耐火物から外部金属ケーシングに熱が伝達すると、動作中に金属ケーシングが昇温して高温になる。外部ケーシング及び耐火物における温度が変化すると、２つの構成部品は膨張及び収縮する。構成部品が不一様なレートで膨張及び／または収縮すると、歪みが生じる場合があり、間隙が生じてそこから溶融金属が漏れ得る可能性がある。また、金属移送構造体の曲線形の性質により、耐火物の内壁は耐火物の外壁よりも短いため、耐火物が昇温したときの膨張が外壁よりも小さい。同様に、外部ケーシングの内壁は外部ケーシングの外壁よりも短いため、外部ケーシングが昇温したときの膨張が外壁よりも小さい。内壁対外壁の昇温が異なることで形成される機械的なパズルを解決して、耐火物が昇温及び膨張するときに、外部ケーシングが複数の昇温及び降温サイクルに渡って動的なままであって、その構造的完全性を保持できるようにしなければならない。
【発明の概要】
【０００８】
この特許で用いる用語「発明」「本発明」「この発明」及び「本発明」は、この特許の主題及び後述の特許請求の範囲のすべてを大まかに参照することは意図していない。これらの用語を含む記載は、本明細書で説明する主題を限定することも、後述する特許請求の範囲の意味または範囲を限定することもないと理解されたい。この特許によってカバーされる本発明の実施形態は、この概要ではなく後述する請求項によって規定される。この概要は、本発明の複数の態様の高水準の概略であり、後述する「発明を実施するための形態」のセクションでさらに説明する考え方の一部を紹介する。この概要は、請求項に記載された主題の主要または本質的な特徴を特定することは意図しておらず、また請求項に記載された主題の範囲を決定するために分離して用いることも意図していない。主題は、この特許の明細書全体の適切な部分、一部または全部の図面、及び各請求項を参照することにより理解されたい。
【０００９】
この特許で開示しているのは、複数の支持・圧縮アセンブリを伴う曲線形金属移送装置であって、支持・圧縮アセンブリは、温度変動と材料が昇温及び降温するときに曲線形金属移送装置上に加えられる著しい応力とに起因して外部ケーシング及び耐火物の内面及び外面が膨張及び収縮するときに、曲線形金属移送装置の金属外部ケーシング及び耐火物への一定力の維持を助ける、曲線形金属移送装置である。詳細には、支持・圧縮アセンブリが力を耐火物に印加して、耐火物を外部ケーシングに対して圧縮状態に保ち、耐火物を外部ケーシングに対して浮遊させる。このように、支持・圧縮アセンブリは、外部金属ケーシングに対する耐火物の選択的膨張及び圧縮を可能にすることによって、外部ケーシング及び耐火物の種々の膨張及び収縮レートに適応する。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態について、以下の描画図を参照して、後で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】炉に取り付けられた曲線形移送装置の最上部の後面斜視図である。
【図２】図１の曲線形移送装置の別の最上部の後面斜視図である。
【図３】図１の曲線形移送装置の底部の後面斜視図である。
【図４】図１の曲線形移送装置の最上部の正面斜視図である。
【図５】図１の曲線形移送装置の断面図である。
【図６】炉の２つのチャンバを接続する曲線形移送装置を例示する概略図である。
【図７】炉の２つのチャンバを接続する２つの曲線形移送装置を例示する概略図である。
【図８】一実施形態による支持アセンブリの分解図である。
【図９】図８の支持アセンブリの組み立て後の断面図である。
【図１０】一実施形態による曲線形金属移送装置のセクションの端部斜視図である。
【図１１】図１０のセクションの端部の近接部分斜視図である。
【図１２】一実施形態による圧縮アセンブリを伴う圧縮フランジの分解図である。
【図１３】一実施形態による複数の圧縮アセンブリを用いた曲線形金属移送装置の２つのセクションの接続部を例示する図である。
【図１４】支持及びネジ・ジャッキ・アセンブリ場所で取った図１０の移送装置の断面図である。
【図１５】一実施形態による支持アセンブリの分解図である。
【図１６】図１５の支持アセンブリの組み立て後の断面図である。
【図１７】図１０の曲線形金属移送装置の一部の平面図である。
【図１８】図１０の曲線形金属移送装置の一部の部分断面図である。
【図１９】蓋とともに示す一実施形態による曲線形金属移送装置の平面図である。
【図２０】互いに対して位置する２つの蓋を示す上面斜視図である。
【図２１】互いに嵌合する蓋として示す図２０の蓋の底面斜視図である。
【図２２】金属移送装置の一部を覆う２つの嵌合した蓋を示し、下降位置にある蓋クランプを示す断面図である。
【図２３】金属移送装置の一部を覆う２つの嵌合した蓋を示し、上昇位置にある蓋クランプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、本発明の実施形態の主題を法的要件を満たすために特定して説明するが、この説明は必ずしも請求項の範囲を限定することを意図するものではない。請求項に記載された対象は、他の方法で具体化しても良く、種々の要素またはステップを含んでいても良く、また他の既存または将来の技術とともに用いても良い。この説明には、個々のステップまたは要素の配列の順序が明白に説明されている場合でない限り、複数のステップまたは要素の中または間の任意の特定の順番または配列の意味が含まれると解釈してならない。
【００１３】
本明細書で開示しているのは、溶融金属を炉または他の構造体内にまたはそこから外へ搬送するための改善された曲線形金属移送装置である。溶融金属を曲線形金属移送装置を通って搬送している間、溶融金属を撹拌して、液体の全体に渡る均一性を実現するのを助けることができる。曲線形金属移送装置には、金属ケーシング内で耐火物を支持する複数の支持・圧縮アセンブリが含まれている。具体的には、支持・圧縮アセンブリは、耐火物及び金属ケーシングと耐火物及び金属ケーシングの内壁及び外壁とが一様には膨張及び収縮しないという事実を考慮するように構成されており、したがって、支持・圧縮アセンブリは、耐火物及びケーシングの構造的完全性の維持を助けるものである。
【００１４】
図１に例示するのは、炉または他の構造体（たとえば図１または図６〜７の炉１）にボルト締めされているかまたは別の方法で好適に取り付けられた曲線形金属移送装置１０である。図示するように、金属移送装置１０は曲線形であるが、金属移送装置は別の構成を有することができる。しかし全般的に、本明細書における特徴は、金属移送装置の種々の表面に対する不一様な熱膨張レートを取り扱うための構造体に向けられている。図２の実施形態に示すように、溶融金属は、炉（または他の好適な構造体）の出口１２から流れ出て、金属移送装置１０のトラフ１４の回りを通って、炉（または他の好適な構造体）の入口１６内に戻っても良く、または逆もまた同様である。
【００１５】
炉１は単一チャンバ炉であっても良いし、または複数のチャンバを有していても良い。たとえば、図６〜７に例示するように、１または複数の曲線形金属移送構造体１０によって炉１の加熱チャンバ２と溶融チャンバ４とを接続して、溶融金属を加熱チャンバ２と溶融チャンバ４との間の金属移送構造体１０に沿って移送する（及び場合によっては撹拌する）ことができるようにしても良い。両方とも、金属の加熱及び溶融をそれぞれ促進する混合手段を有している。２つの金属移送構造体１０を炉１の対向する側上で用いる場合（図７に例示する）、連絡流れ回路を形成して、溶融金属を加熱チャンバ２から溶融チャンバ４へ、そして再び溶融チャンバ４から加熱チャンバ２へ、円運動で移動させることができる。
【００１６】
図２に示すように、トラフ１４には、外部金属ケーシング２４を、トラフ１４を通って流れる溶融金属の高温から断熱する耐火物２２が含まれている。耐火物２２には内壁２１及び外壁２３（図２及び４）が含まれており、トラフ１４の曲線形の性質に起因して外壁２３は内壁２１よりも長い。同様に、外部ケーシング２４には、外部ケーシングの内壁よりも長い外壁が含まれている。ある場合には、外部金属ケーシング２４は、溶融金属の昇温及び熱サイクリングの間に耐火物２２を所定の位置に保持するように構成されている。非限定の実施形態において、耐火物は酸化アルミニウムまたは他の好適な非反応性の絶縁材料で作られている。
【００１７】
実施形態において、溶融金属を撹拌するかまたは別の方法で混合することが、金属が金属移送装置１０を通って流れる間に可能である。たとえば、磁界を用いて溶融金属を攪拌することができる。一例として、図１に示すように、モータ及びギア・ボックス２０によって磁気回路１８が回転して、磁気渦電流を発生させる。磁気渦電流は、外部ケーシング２４及び耐火物２２に進入して、金属移送装置１０中の磁石の半径方向に呼応して溶融金属中に半径流を発生させ、その結果、流れしたがって推進力が発生する。推進力は、溶融金属が曲線形金属移送装置１０を出たときに炉中で溶融金属を十分に混合するのに十分である。耐火物２２及び外部金属ケーシング２４は、金属移送装置１０の付近で作業するオペレータを、磁気回路１８によって発生した磁界及び溶融金属の極端な温度からシールドするのを助ける。
【００１８】
炉たとえば炉１は典型的には非常に大きく、場合によっては、その外径は約４０フィートであり、約１２５トンの溶融金属を入れることができる。しかし、炉が種々の寸法及び容量を有するということはこの説明の範囲内であり、前述の寸法は単に典型的であって、限定することは意図していない。金属移送装置１０は炉の側面にボルト締めされているかまたは別の方法で取り付けられているため、炉が昇温して降温するときに、金属移送装置が接触している外部金属ケーシングが炉によって膨張及び収縮する。金属移送装置１０が半径方向表面に沿って一様に膨張及び収縮して、その構造的完全性を圧力及び溶融金属の腐食性に対して維持できる一方で、やはり溶融金属の重荷重に耐えるほど十分に強いことが重要である。
【００１９】
炉の動作中、耐火物の側面は溶融金属にさらされて、典型的に平均温度が７００〜７５０℃であり、一方で、耐火物の反対側（金属ケーシングに面する側面）は温度が著しく低くて約４００〜５００℃である。溶融サイクルの間に、複数のガスによって耐火物の表面温度が最大で約１２００℃になる場合がある。金属ケーシングと接触している耐火物の側面の温度が外部ケーシングの温度よりも高い場合、金属ケーシングは昇温する。このように、耐火物２２及び外部ケーシング２４の温度は極めて動的である。
【００２０】
典型的に、耐火物２２の線膨張係数は外部金属ケーシング２４の線膨張係数とは異なっているため、耐火物２２が膨張及び収縮するレートは外部金属ケーシング２４の場合とは異なっている。同様に、耐火物２２の相対的に短い曲線形（たとえば、円弧半径）内壁２１の膨張は、耐火物の相対的に長い曲線形外壁２３よりも小さい。耐火物が外部金属ケーシングと同じレートで膨張及び収縮しない場合及び／または耐火物の内壁２１が外壁２３と同じレートで膨張及び収縮しない場合に、間隙が耐火物及び金属ケーシングの一方または両方に形成される場合がある。これらの亀裂が形成されると、溶融金属が漏れて焼損危険及び他の障害が生じる。同様に、耐火物２２及び金属ケーシング２４が種々のレートで昇温及び降温する場合、構造体の一方または両方が曲がって亀裂または他の構造欠陥を受ける場合があり、潜在的に大量の溶融金属が漏れる危険を冒すことになる。昇温及び降温サイクルは特に破壊的である。なぜならば、これらのサイクルの間の力は、通常の使用に付随する力よりもさらにいっそう著しいからである。
【００２１】
ケーシング２４及び耐火物２２の種々の線膨張係数に適応する一方で、やはり金属移送装置１０が大きな荷重を支持するのに必要な支持を与えるために、支持アセンブリ２６が金属移送装置１０に沿って半径方向に配置されて、耐火物２２を外部ケーシング２４から離れるように浮遊させている。図５に示すように、支持アセンブリ２６は、ｘ軸及びｙ軸の両方に沿って外部ケーシング２４と耐火物２２との間に配置しても良い。このように、支持アセンブリ２６が耐火物２２に圧縮力を印加して、耐火物２２を外部ケーシング２４に対してｘ及びｙの両方向に浮遊させる。
【００２２】
図８〜９に示すように、各支持アセンブリ２６には、支持アセンブリ・クランプ板３４、プッシュ・ロッド３０、１または複数のバネ・ワッシャ２８、受け留め具３２、及び一連の支持アセンブリ・クランプ板留め具３７を含めることができる。円柱形の開口部３５が支持アセンブリ・クランプ板３４の近位側から外へ延びていて、プッシュ・ロッド３０の遠位端３８を受け入れる。遠位端３８は耐火物２２に対して固定されている。プッシュ・ロッド３０の近位端３６がキャップ４６を受け入れる。ある場合には、キャップ４６及びプッシュ・ロッド３０を単一構成部品として形成することができるが、別の場合では、また図８〜９で分かるように、キャップ４６及びプッシュ・ロッド３０を別個の構成部品として形成する。ある場合には、プッシュ・ロッド３０をキャップ４６から分離可能として、プッシュ・ロッド３０の交換を容易にすることができる。キャップ４６には、プッシュ・ロッド３０の近位端３６と嵌まる遠位側スリーブ４８が含まれている。遠位側スリーブ４８には、壁プッシュ・ロッド３０の遠位端３８の方に延びてプッシュ・ロッド３０の遠位端３８より前に終わる壁が含まれている（たとえば、遠位側スリーブ４８の壁が延びる長さはプッシュ・ロッド３０の長さよりも短い）。遠位側スリーブ４８の壁は、プッシュ・ロッド３０に対する支持を与えることができるが、プッシュ・ロッド３０の断熱性が不要になることを回避するように、プッシュ・ロッド３０の全長を延ばしていない。軸方向の延長部分５１がキャップ４６から近位に延びている。プッシュ・ロッド３０を、耐火材料または他の断熱材料で作ることができる。遠位側スリーブ４８は任意の好適な金属で作ることができる。
【００２３】
受け留め具３２には遠位側当接面５２と雄ネジ５４とが含まれている。軸方向に位置合わせされたスリーブ５６が受け留め具３２の遠位側から延びていて、キャップ４６の軸方向の延長部分５１を受け入れるように成形されている。受け留め具３２には、近位側にツール受け入れパターン（たとえば六角形パターン５８）が含まれている。
【００２４】
支持アセンブリ・クランプ板３４がクランプ板留め具３７によって外部ケーシング２４上に取り付けられている。キャップ４６はプッシュ・ロッド３０上に配置され、プッシュ・ロッド３０は開口部３５内に挿入される。バネ・ワッシャ２８が軸方向の延長部分５１上に取り付けられて、軸方向に位置合わせされたスリーブ５６が軸方向の延長部分５１の端部に嵌まっており、当接面５２が最も近いバネ・ワッシャ２８の近位側と嵌合するようになっている。ワッシャ２８の反対側はキャップ４６のショルダ表面５３と嵌合している。
【００２５】
受け留め具３２は、雄ネジ５４を介して、開口部３５内の雌ネジ６０に螺入されている。ツール（図示せず）がツール受け入れパターン５８上に嵌まっており、受け留め具３２は開口部３５内にねじ込まれている。留め具３２がバネ・ワッシャ２８を押し、その結果、キャップ４６を介してプッシュ・ロッド３０が押圧されて、耐火物２２と接触する。受け留め具３２を締め付けてプッシュ・ロッド３０を押圧して嵌合するが、バネ・ワッシャの完全な圧縮を引き起こすような密な嵌合ではない。バネ・ワッシャ２８の弾力性によって、プッシュ・ロッド３０は耐火物２２に対して弾性的に押圧された状態に保たれるが、プッシュ・ロッドは、耐火物２２の膨張の結果、バネ・ワッシャの付勢に対抗して内側に動くことができる。いくつかの実施形態では、受け留め具３２を部分的に締め付けて、外部ケーシング２４に対する耐火物２２の膨張及び収縮を可能にすることができる。
【００２６】
図５に示すように、支持アセンブリ２６はそれぞれ外部ケーシング２４と耐火物２２との間に位置しており、支持アセンブリ２６から力が耐火物２２に印加されて、耐火物２２を外部ケーシング２４に対して浮遊させるようになっている。
【００２７】
いくつかの実施形態では、支持アセンブリ２６は、支持アセンブリ・クランプ板３４が外部ケーシング２４に取り付けられるように位置しており、プッシュ・ロッド３０は、支持アセンブリ・クランプ板３４内の開口部３５と外部ケーシング２４内の開口部とを通って延びて、プッシュ・ロッド３０の遠位端３８が耐火物２２と嵌合するようになっている。留め具３２を締め付けて、耐火物２２を金属ケーシング２４に対して浮遊させるのに十分な力となる圧縮性のトルクを印加しても良い。詳細には、各支持アセンブリ２６の端部によって等しい反対方向の力が生じて、金属ケーシング２４に対して耐火物２２が所定の位置に保持される。このように、支持アセンブリ２６から力が耐火物２２に印加されて、耐火物２２が軸方向に圧縮される。
【００２８】
前述したように、バネ・ワッシャ２８（しばしば、ベルビル・ワッシャと言われる）は、プッシュ・ロッド３０と嵌合して、温度変化と外部ケーシング２４または耐火物２２の対応する膨張または収縮とは関係なく、耐火物２２の下面に対して一定力を維持するバネとして働く。耐火物２２が外部ケーシング２４に対して膨張すると、支持アセンブリ２６に圧縮力が印加され、バネ・ワッシャ２８が圧縮して、プッシュ・ロッド３０の制限された動きが可能になり、支持アセンブリの他方の端部上での対応する動きを伴うことなく膨張に適応する。同様に、耐火物２２が外部ケーシング２４に対して収縮すると、バネ・ワッシャ２８が膨張して、耐火物の方へ内側に向かうプッシュ・ロッド３０の制限された動きが可能になり、支持アセンブリの他方の端部上での対応する動きを伴うことなく圧縮に適応する。
【００２９】
このように、支持アセンブリ２６は、耐火物２２の膨張及び収縮とともに外部ケーシング２４が膨張及び収縮するときに金属外部ケーシング２４と耐火物２２との間に一定力を維持することを助ける。その結果、支持アセンブリ２６によって、曲線形金属移送装置１０はアコーディオンのように挙動して、外部ケーシング２４及び耐火物２２の種々の膨張及び収縮レートに適応することができる。支持アセンブリ２６はこれを、外部金属ケーシング２４に対して耐火物２２を張力状態に保ち、外部金属ケーシング２４に対する耐火物２２の選択的膨張及び圧縮を可能にすることによって実現する。
【００３０】
具体的には、各支持アセンブリ２６の一方の端部が外部ケーシング２４を押し、支持アセンブリ２６の他方の端部が耐火物２２を押して、外部ケーシング２４に対して耐火物２２を浮遊させる。１または複数のバネ・ワッシャ２８は、外部ケーシング２４または耐火物２２の一方から印加された力をプッシュ・ロッド３０まで移して、温度変動とは関係なく外部ケーシングに対して耐火物２２を確実に浮遊させる。
【００３１】
図２に示すように、複数の継ぎ手４０が形成されており、そこでは曲線形金属移送装置１０のセクション２５が互いに当接している。図１３に示すのは、金属移送装置（たとえば金属移送装置１０）の１つのセクション２５と２つのセクション２５が接合する継ぎ手４０との側面図である。必要に応じて、一連の圧縮アセンブリ５０をこれらの継ぎ手４０に沿って含めて、金属移送装置１０の温度が変化するときの継ぎ手の膨張及び収縮を考慮しても良い。このように、継ぎ手４０の内側に当接する内壁２１の膨張が、継ぎ手４０の外側に当接する外壁２３よりも小さい場合、圧縮アセンブリによってこのような不一様な膨張が考慮される。
【００３２】
具体的には、図１２に示すように、継ぎ手４０の各側面には、外部ケーシング２４に溶接されるかまたは別の方法で取り付けられた固定フランジ６０と、固定フランジ６０に対して動く圧縮フランジ６２とが含まれている。いくつかの実施形態では、図１０に例示するように圧縮フランジ６２は耐火物２２に当接し、圧縮アセンブリ５０を介して圧縮される。圧縮フランジ６２は、周方向または円弧半径の方向における各セクション２５の両端での耐火物２２に対する圧縮を与え、耐火物２２セクション間のわずかな間隙もなくすかまたは減らすのを助ける。各圧縮アセンブリ５０には、留め具５２、固定ナット５６、及び１または複数のバネ・ワッシャ５４を含めることができる。留め具５２の本体は、圧縮フランジ６２内の開口部と固定フランジ６０内の開口部とを通ることができる。留め具５２の頭部のフランジは圧縮フランジ６２の表面に当接することができる。１または複数のバネ・ワッシャ５４を、固定フランジ６０の留め具５２の頭部とは反対側の留め具５２の本体の周りに配置して、固定ナット５６によって留め具５２の本体に固定することができる。ある場合には、圧縮アセンブリ５０には、耐火物２２に対する圧縮フランジ６２の圧縮を維持する一方で、圧縮フランジ６２の制限された動き（たとえば、耐火物２２の膨張に起因して）を可能にするより多くの、より少ない、または種々の要素を含めることができる。留め具５２はボルトとすることができるが、他の留め装置を用いることができる。ある場合には、固定ナット５６を別の装置と交換して、留め具５２上に１または複数のバネ・ワッシャ５４を保持することができる。ある場合には、他のバネ様の装置を１または複数のバネ・ワッシャ５４の代わりに用いることができる。圧縮アセンブリ５０は、圧縮力を与えて耐火物２２の端部を固定することができる一方で、圧縮フランジ６２の制限された動きを可能にしている。具体的には、圧縮アセンブリ５０の留め具５２（図１２）を固定ナット５６に対して締め付けると、圧縮フランジ６２が耐火物２２に対して圧縮して、耐火物２２を周方向Ｒに圧縮させる（図１７を参照）。１または複数のバネ・ワッシャ５４（いくつかの実施形態ではベルビル・ワッシャの場合がある）が圧縮して、圧縮フランジ６２の制限された動きが可能になる。
【００３３】
図１３に示すように、各継ぎ手４０には、１または複数の圧縮アセンブリ５０及び１または複数の圧縮アセンブリ７０を含めることができる。これらは、バネ・ワッシャ及び留め具を用いて継ぎ手４０においてセクション２５を共に圧縮する。図１４〜１６に示すように、曲線形金属移送装置１０はまた、複数の支持アセンブリ８０を含んでいても良い。支持アセンブリ８０は、ネジ・ジャッキ・アセンブリであっても良く、基部８２、１または複数の留め具８４、調整止めネジ８６、１または複数のバネ・ワッシャ８８、固定ナット９０、及びキャップ９２を含んでいても良い。
【００３４】
図１０〜１４及び１７〜１９に示すように、金属移送装置１０には、装置１０の最上部に沿って配列された複数の垂直方向の圧縮クランプ板１００が含まれていても良い。垂直方向の圧縮クランプ板１００によって、略垂直方向の圧縮が耐火物２２に印加される。耐火物２２の上部（または金属移送装置１０の他の好適な部分）には、各垂直方向の圧縮クランプ板１００の位置決めピン１０４を受け入れる１または複数の溝１０２（図１７〜１８）が含まれていても良い。各垂直方向の圧縮クランプ板１００には、留め具（たとえば垂直方向の圧縮クランプ板留め具１０６）及び１または複数のバネ・ワッシャ（たとえばベルビル・ワッシャ１０８）が含まれていて、クランプ板１００と装置１０の最上部との間でのある量の略垂直方向の動き（膨張及び圧縮）を可能にしている。各クランプ板１００にはまた、１または複数の整準ネジ１１０（図１４）が含まれていても良い。垂直方向の圧縮クランプ板留め具１０６を締め付けると、垂直方向の圧縮クランプ板１００が耐火物２２に対して圧縮して、昇温及び熱サイクリングの間に耐火物２２を所定の位置に保持するのを助ける。位置決めピン１０４は、溝１０２内に受け入れられると、特に圧縮フランジ６２が圧縮されたときに、耐火物２２を所定の位置に保持してその位置合わせを維持することを助ける。いくつかの実施形態では、耐火物の一部（たとえば図２２の部分６６）は、垂直方向の圧縮クランプ板１００の上方に延びて、昇温及び熱サイクリングの間に垂直方向の圧縮クランプ板を保護する。
【００３５】
前述で開示した複数の支持・圧縮アセンブリ及びクランプ板によって、耐火物２２及び外部ケーシング２４の複数の方向（たとえば、略垂直方向、略水平方向、及び半径方向／周方向）における選択的な圧縮及び膨張が可能になる。
【００３６】
図１９〜２３に示すように、金属移送装置を覆うために用いても良い耐熱性の蓋２００も開示されている。いくつかの実施形態では、蓋２００は、炉が及ぼす陽圧に打ち勝つほど十分に重いが、クランプが蓋の重量を超えているならばクランプを用いてこれらの圧力に対抗しても良い。図１９に示すように、いくつかの実施形態では、蓋２００を用いて金属移送装置の各セクション２５を覆っているが、他の配列を用いても良い。いくつかの実施形態では、蓋２００の寸法はセクション２５の寸法に対応している。
【００３７】
蓋２００は、図２０〜２１に示すように、互いに入れ子になり互いに噛み合うように構成されている。具体的には、各蓋の一方の端部には、隣接する蓋の突出部２０４を受け入れるように寸法取りされた空洞２０２が含まれていても良い。蓋２００は噛み合って一つになるように構成されているため、１つの蓋を取り外すことが、他の蓋も取り外すことを必要とせずに可能である。いくつかの実施形態では、蓋２００は、垂直方向の圧縮クランプ板１００間で入れ子になっており、図２２のように嵌合されて一つになると、溶融金属の高温ガス及び潜熱が金属移送装置から漏れるのを防止するシールを形成するように構成されている。
【００３８】
図２２〜２３に示すように、クランプ２０６を用いて蓋２００を所定の位置に保つのを助けても良い。図２２に例示するのは、下降位置にあるクランプ２０６であり、図２３に例示するのは、上昇位置にあるクランプ２０６である。図１９に例示するのは、複数の入れ子蓋２００である。クランプ２０６が蓋２００の１または複数の上に含まれていても良い。蓋の入れ子の性質により、単一のクランプ２０６が、１または複数の隣接する蓋並びにクランプ２０６が付随する蓋を押し下げるのに十分な場合がある。
【００３９】
図面に示すかまたは前述した種々の配列の構成部品だけでなく図示も説明もしていない構成部品及びステップが可能である。同様に、いくつかの特徴及び部分集合が有用であり、他の特徴及び部分集合を参照することなく用いても良い。本発明の実施形態を例示的だが限定的でない目的について説明してきたが、代替的な実施形態はこの特許の読者には明らかである。したがって、本発明は前述したかまたは図面に示した実施形態には限定されず、種々の実施形態及び変更を、後述する請求項の範囲から逸脱することなく行なうことができる。
【００４０】
以下で用いるように、一連の実施例に対するどんな言及も、それらの実施例のそれぞれに対する分離した言及と理解すべきである（たとえば、「実施例１〜４」は「実施例１、２、３、または４」として理解すべきである）。
【００４１】
実施例１は、曲線形金属移送装置であって、曲線形内壁と曲線形外壁とを含む外部ケーシングであって、複数の圧縮アセンブリによってケーシング継手において互いに接合された別個のセクションを含む前記外部ケーシングと、前記外部ケーシング内に位置し曲線形内壁及び曲線形外壁を含む内部耐火物であって、前記内部耐火物は、耐火性継手において互いに当接するセクション含み、前記圧縮アセンブリは、前記内部耐火物の前記曲線形内壁の方が前記内部耐火物の前記曲線形外壁よりも膨張が小さいことを考慮するように構成されている、前記内部耐火物と、を含む前記曲線形金属移送装置である。
【００４２】
実施例２は、実施例１の曲線形金属移送装置であって、前記ケーシング継手はそれぞれ、前記内部耐火物の前記曲線形内壁に隣接する第１の側面と前記内部耐火物の前記曲線形外壁に隣接する第２の側面とを含み、前記第１の側面及び前記第２の側面はそれぞれ、前記外部ケーシングに取り付けられた固定フランジと前記固定フランジに対して可動の圧縮フランジとを含む、前記曲線形金属移送装置である。
【００４３】
実施例３は、実施例２の曲線形金属移送装置であって、前記圧縮フランジは、前記セクション間の間隙を小さくするように、前記複数の圧縮アセンブリを介して周方向に圧縮可能である前記曲線形金属移送装置である。
【００４４】
実施例４は、実施例１〜３の曲線形金属移送装置であって、前記複数の圧縮アセンブリはそれぞれ、前記圧縮フランジの制限された動きを可能にする留め具、固定ナット、及び１または複数のバネ・ワッシャを含む前記曲線形金属移送装置である。
【００４５】
実施例５は、実施例１〜４の曲線形金属移送装置であって、前記外部ケーシングの最上部に沿って配列され、これに圧縮可能に固定された複数のクランプ板をさらに含み、前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記内部耐火物の上部と動作可能に嵌合して、前記内部耐火物の位置合わせの維持を助ける前記曲線形金属移送装置である。
【００４６】
実施例６は、実施例５の曲線形金属移送装置であって、前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記内部耐火物の前記上部の溝内に受け入れ可能な位置決めピンを含む前記曲線形金属移送装置である。
【００４７】
実施例７は、実施例５または６の曲線形金属移送装置であって、前記複数のクランプ板はそれぞれ、前記クランプ板と前記内部耐火物との間の制限された量の垂直方向の動きを可能にする留め具及び１または複数のバネ・ワッシャを含む前記曲線形金属移送装置である。
【００４８】
実施例８は、実施例１〜７の曲線形金属移送装置であって、前記内部耐火物は、複数の圧縮可能な支持アセンブリによって前記外部ケーシング内に支持され、前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、近位端と、前記内部耐火物にもたれるように構成された対向する遠位端とを有するプッシュ・ロッドであって、断熱材料で作られた前記プッシュ・ロッドと、ショルダ表面と前記ショルダ表面から延びる遠位側スリーブとを伴うキャップであって、前記遠位側スリーブは前記プッシュ・ロッドの近位端に嵌まり、前記遠位側スリーブの壁が延びる長さは前記プッシュ・ロッドの長さよりも短い、前記キャップと、前記外部ケーシングに装着するように構成されたプレートであって、前記プッシュ・ロッドが延びるときに通る開口部を画定する前記プレートと、前記プッシュ・ロッドの近位側の前記プレートに取り付けられた留め具であって、遠位側当接面を有する前記留め具と、前記キャップ上に装着された少なくとも１つのバネ・ワッシャであって、前記キャップの前記ショルダ表面と前記留め具の前記遠位側当接面と嵌合して、前記内部耐火物に対して前記プッシュ・ロッドを付勢するように構成された前記バネ・ワッシャと、を含む、前記曲線形金属移送装置である。
【００４９】
実施例９は実施例１〜８の曲線形金属移送装置であって、前記内部耐火物を覆うための複数の蓋をさらに含み、前記複数の蓋はそれぞれ、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は空洞を含み、前記第２の端部は、前記空洞内に受け入れ可能な突出部を含み、前記複数の蓋は、前記複数の蓋のうちの１つの前記第２の端部の前記突出部が、前記複数の蓋のうちの別の１つの前記第１の端部の前記空洞と噛み合うような配列で互いに入れ子になっており、前記配列によって、前記複数の蓋のうちの１つを取り外すことが、前記複数の蓋をすべて取り外す必要なく可能である前記曲線形金属移送装置である。
【００５０】
実施例１０は、曲線形金属移送装置であって、曲線形内壁と曲線形外壁とを含む外部ケーシングと、前記外部ケーシング内に位置し、曲線形内壁及び曲線形外壁を含む内部耐火物とを含み、複数の蓋が、前記曲線形金属移送装置の最上部を概ね覆うように互いに入れ子になるように構成されている前記曲線形金属移送装置である。
【００５１】
実施例１１は、実施例１０の曲線形金属移送装置であって、前記複数の蓋はそれぞれ、前記内部耐火物のセクションの寸法に対応するように寸法取りされている前記曲線形金属移送装置である。
【００５２】
実施例１２は、実施例１０または１１の曲線形金属移送装置であって、前記複数の蓋はそれぞれ、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は空洞を含み、前記第２の端部は、前記空洞内に受け入れ可能な突出部を含む前記曲線形金属移送装置である。
【００５３】
実施例１３は、実施例１０〜１２の曲線形金属移送装置であって、前記複数の蓋のうちの１または複数を所定の位置に保持するのを助けるクランプをさらに含む前記曲線形金属移送装置である。
【００５４】
実施例１４は、実施例１０〜１３の曲線形金属移送装置であって、前記複数の蓋は、前記複数の蓋のうちの１つの第２の端部の突出部が前記複数の蓋のうちの別の１つの第１の端部の空洞と噛み合うような配列で互いに入れ子になっており、前記配列によって、前記複数の蓋のうちの１つを取り外すことが、前記複数の蓋をすべて取り外す必要なく可能である前記曲線形金属移送装置である。
【００５５】
実施例１５は、実施例１０〜１４の曲線形金属移送装置であって、前記外部ケーシングの別個のセクションは、複数の圧縮アセンブリによってケーシング継手において互いに接合され、前記耐火物の別個のセクションは耐火性継手において互いに当接し、前記圧縮アセンブリは、前記内部耐火物の前記曲線形内壁の方が前記内部耐火物の前記曲線形外壁よりも膨張が小さいことを考慮するように構成された前記曲線形金属移送装置である。
【００５６】
実施例１６は、曲線形金属移送装置であって、曲線形内壁と曲線形外壁とを含む外部ケーシングであって、ケーシング継手において互いに接合された別個のセクションを含む前記外部ケーシングと、前記外部ケーシング内に位置し、曲線形内壁及び曲線形外壁を含む内部耐火物であって、耐火性継手において互いに当接するセクションを含み、複数の圧縮可能な支持アセンブリによって前記外部ケーシング内に支持される前記内部耐火物と、を含む前記曲線形金属移送装置である。前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、近位端と、前記内部耐火物にもたれるように構成された対向する遠位端とを有するプッシュ・ロッドであって、断熱材料で作られた前記プッシュ・ロッドと、前記外部ケーシングに装着するように構成されたプレートであって、前記プッシュ・ロッドが延びるときに通る開口部を画定する前記プレートと、前記プッシュ・ロッドの近位側の前記プレートに取り付けられた留め具であって、遠位側当接面を有する前記留め具と、前記プッシュ・ロッドと前記留め具との間に位置して、前記内部耐火物に対して前記プッシュ・ロッドを付勢する少なくとも１つのバネ・ワッシャと、を含んでいる。
【００５７】
実施例１７は、実施例１６の曲線形金属移送装置であって、前記複数の圧縮可能な支持アセンブリはそれぞれ、ショルダ表面とショルダ表面から延びる遠位側スリーブとを伴うキャップであって、前記遠位側スリーブは、前記プッシュ・ロッドの前記近位端と嵌まる、前記キャップをさらに含み、前記遠位側スリーブの壁が延びる長さは、前記プッシュ・ロッドの長さよりも短く、前記少なくとも１つのバネ・ワッシャは前記キャップ上に装着されて、前記キャップの前記ショルダ表面と前記留め具の前記遠位側当接面と嵌合する前記曲線形金属移送装置である。
【００５８】
実施例１８は、実施例１７の曲線形金属移送装置であって、前記留め具は、前記キャップの延長部分を受け入れるように成形された軸方向に位置合わせされたスリーブを含む前記曲線形金属移送装置である。
【００５９】
実施例１９は、実施例１６〜１８の曲線形金属移送装置であって、前記留め具は、前記少なくとも１つのバネ・ワッシャを圧縮し、前記プッシュ・ロッドを押圧して前記内部耐火物と接触させるように構成されている前記曲線形金属移送装置である。
【００６０】
実施例２０は、実施例１６〜１９の曲線形金属移送装置であって、前記外部ケーシングの前記別個のセクションは、複数の圧縮アセンブリによって前記ケーシング継手において互いに接合され、前記圧縮アセンブリは、前記内部耐火物の前記曲線形内壁の方が前記内部耐火物の前記曲線形外壁よりも膨張が小さいことを考慮するように構成されている前記曲線形金属移送装置である。
【図１】
0006479960.tif 000002
【図２】
0006479960.tif 000003
【図３】
0006479960.tif 000004
【図４】
0006479960.tif 000005
【図５】
0006479960.tif 000006
【図６】
0006479960.tif 000007
【図７】
0006479960.tif 000008
【図８】
0006479960.tif 000009
【図９】
0006479960.tif 000010
【図１０】
0006479960.tif 000011
【図１１】
0006479960.tif 000012
【図１２】
0006479960.tif 000013
【図１３】
0006479960.tif 000014
【図１４】
0006479960.tif 000015
【図１５】
0006479960.tif 000016
【図１６】
0006479960.tif 000017
【図１７】
0006479960.tif 000018
【図１８】
0006479960.tif 000019
【図１９】
0006479960.tif 000020
【図２０】
0006479960.tif 000021
【図２１】
0006479960.tif 000022
【図２２】
0006479960.tif 000023
【図２３】
0006479960.tif 000024