(57)【要約】【課題】関連した炉内で溶融金属域を循環させるための循環装置を提供する。【解決手段】循環装置は、流入口および流出口を有する成形本体を含む。流入口および流出口は、関連した炉に設けられた対応する開口と整合する。流入口および流出口は、成形本体内に流路を構成する。誘導子が、成形本体の一部分に固定される。誘導子は、溶融金属を関連した炉から流路の中へ圧送するように形成される。流路は、成形本体に設けられた流入口および流出口から間隔をへだてられる。ダムアセンブリーが流出口に隣接して配置される。ダムアセンブリーは、流出口に対して、上昇位置と下降位置との間で移動可能である。溶融金属は、ダムアセンブリーが上昇位置にあるとき、関連した炉の中へ逆流し、溶融金属は、ダムアセンブリーが下降位置にあるとき、流路へ流れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連した炉内で溶融金属を循環させ又は関連した炉から溶融金属を移送するための装置であって、
流入口および流出口を含む本体、前記流入口および流出口は、関連した炉に設けられた対応する開口と整合し、前記流入口および流出口は、本体内に流路を構成し、
本体の一部分に固定され、溶融金属を関連した炉から流路の中へ引き入れるように形成された誘導子、
成形本体に設けられた流入口および流出口から間隔をへだてた壁切欠き、
流入口および流出口の少なくとも１つに隣接して配置され、上昇位置と下降位置との間で移動可能なダムアセンブリー、を含み、
溶融金属は、ダムアセンブリーが上昇位置にあるとき、関連した炉の中へ逆流し、溶融金属は、ダムアセンブリーが下降位置にあるとき、流路内で上昇し、壁切欠きに達することのできる、装置。
【請求項２】
誘導子は、装置の床に形成される、請求項１の装置。
【請求項３】
誘導子は、装置の床にのみ形成される、請求項２の装置。
【請求項４】
誘導子は、トンネル部分に設置される、請求項２の装置。
【請求項５】
前記トンネル部分の屋根は、スチールプレートからなる、請求項４の装置。
【請求項６】
前記本体は、キャストセラミックから成る、請求項１の装置。
【請求項７】
前記キャストセラミックは、スチールシェルを含む、請求項６の装置。
【請求項８】
キャストセラミックと前記スチールシェルとの間に絶縁体が配置される、請求項７の装置。
【請求項９】
前記流路は、幅を含み、該幅は、前記ダムアセンブリーの幅と実質的に等しい、請求項１の装置。
【請求項１０】
前記流路の構成部品として側ためを更に含む、請求項１の装置。
【請求項１１】
前記流路の構成部品としてスクラップ沈め装置を更に含む、請求項１の装置。
【請求項１２】
請求項１の装置を採用して溶融金属を循環させる方法。
【請求項１３】
関連した炉内で溶融金属を循環させ又は関連した炉から溶融金属を移送するための方法であって、
流入口および流出口を含む本体、前記流入口および流出口は、関連した炉に設けられた対応する開口と整合し、前記流入口および流出口は、本体内に流路を構成し、
溶融金属を関連した炉から流路の中へ引き込むように形成されたポンプ、
流路と関連し、流入口および流出口から間隔をへだてた壁切欠き、
前記流路の部分を形成する側壁、
前期流路の部分を形成するスクラップ沈め装置、
流入口および流出口の少なくとも１つに隣接して配置され、上昇位置と下降位置との間で移動可能なダムアセンブリー、を含み、
溶融金属は、ダムアセンブリーが上昇位置にあるとき、関連した炉の中へ逆流し、溶融金属は、ダムアセンブリーが下降位置にあるとき、流路内で上昇し、壁切欠きに達することのできる、方法。
【請求項１４】
前期ポンプは、電磁ポンプからなる、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前期ポンプは、遠心ポンプからなる、請求項１３の方法。
【請求項１６】
前期ポンプは、少なくとも２つの遠心ポンプからなる、請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金装置および冶金装置内で溶融金属を循環させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある実施形態では、発明は、アルミニウム，マグネシウム，および亜鉛のような非鉄金属を含むがこれに限定されない金属を溶融させるための炉に関する。このような炉は、一般的には、合金の均一な加熱および分布を確保するため炉内で金属を循環させるための循環装置を含む。種々の循環装置が知られており、機械的ポンプ，電磁ポンプ，かき混ぜおよび攪拌装置を含む。
【０００３】
日本国１０１４６６５０Ａは、電磁誘導子攪拌装置を備えた炉を記載しており、電磁誘導子攪拌装置は、炉の床の下に置かれた円板形永久磁石を含む。永久磁石は、回転させることができ、そしてその結果生じる回転磁界は、電磁誘導によって炉の中の溶融金属の回転を生じさせる。日本国１０１４６６５０Ａの開示をここに援用する。
【０００４】
ヨーロッパ特許１６７４８１４Ａは、電動ロータに装着された複数の永久磁石を有する、溶融金属を攪拌するための撹拌機を記載している。ロータの回転は、回転磁界を生じさせ、回転磁界は、炉の壁に設けられた流入開口と流出開口との間に延びる通路に金属を圧送するために使用される。これは、炉の中の溶融金属の循環を引き起こす。ヨーロッパ特許１６７４８１４Ａの開示をここに援用する。
【０００５】
米国２０１１／０２４８４３２Ａ１は、電動ロータに装着された複数の永久磁石を有する電磁ポンプを記載している。螺旋通路がロータを取り囲むハウジングを貫いて延び、回転磁石によって引き起こされる回転磁界によってこの通路の中に溶融金属を圧送することができる。米国２０１１／０２４８４３２Ａ１の開示をここに援用する。
【０００６】
ブラウナル  オーストリアのハートウイッチエンジニアリングは、溶融金属を循環させかつ混合するためのある範囲の電磁ポンプおよび攪拌機を供給する。これらの装置は、側路ポンプおよび撹拌機を含み、これらは、溶融金属を炉の壁に形成された側路の中に圧送する電磁ポンプ、および、溶融金属を、例えば、炉の一方のチャンバーから他方のチャンバーまで管の中に圧送する電磁ポンプを使用する管ポンプを使用する。
【０００７】
ＷＯ２０１４／２０２９６６Ａ１は、液体金属域を保持するためのおよび循環させるための冶金容器を説明している。容器は、周壁および頂き開放流路をなす樋を含む循環装置を有する。ＷＯ２０１４／２０２９６６Ａ１の開示をここに援用する。
【０００８】
上述した循環装置は、すべて１つ又はそれ以上の不利益を含む。日本国１０１４６６５０Ａに記載された外部電磁攪拌装置は、実行するのに費用がかかり、永久磁石によって引き起こされる磁界は、溶融金属を、効率的に循環させない一定の浅い深さまで侵入するにすぎない。米国２０１１／０２４８４３２Ａ１およびヨーロッパ特許１６７４８１４Ａに記載された磁気ロータは、溶融金属通路内の金属の限られた量に作用するに過ぎず、比較的弱い流れを生じさせるに過ぎない。溶融金属通路はまた、金属が、できるだけ長い間磁気ロータに極めて近接して留まるように設計されなければならず、これは、通路の形状を比較的狭いＵ形状に制限し、したがって金属が通路を去るとき金属の流れ方向を決める。米国２０１１／０２４８４３２Ａ１およびヨーロッパ特許１６７４８１４Ａに記載されたシステムの溶融金属通路並びにハートウイッチエンジニアリングによって供給される循環装置は、容易に掃除することができず、ドロスおよび他の物質によって塞がることがある。また、外部通路が設けられる場合には、これらは常に、効果的に予熱することができず、外部通路は、溶融金属と接触するとき熱衝撃によって損傷されることがあり、或いは、外部通路は、金属を凝固させ、それによって通路を塞ぐ危険を生じさせる。
【発明の概要】
【０００９】
例示的な実施形態を、好ましい実施形態を参照して説明する。詳細な説明を読みそして理解するとき他の人々には変形形態が起こるであろう。例示的実施形態は、変形形態が添付の請求の範囲又はその均等の範囲に入る限り、あらゆる変形形態を含むものと解釈すべきである。
【００１０】
本発明は、冶金容器および冶金容器内で溶融金属を循環させる方法を提供する。本発明の１つの側面によれば、溶融金属域を関連した容器内で循環させるための循環装置を提供する。ある実施形態では、本体は、耐火材料で形成される。ある実施形態では、本体は鋳込みセラミック材料で形成される。循環装置は、流入口および流出口を有する本体を含む。流入口および流出口は、関連した炉の対応する開口と整合される。流入口および流出口は、本体内の流路と連通する。流路には、流入口と流出口との間に壁切欠きが形成されるのがよい。誘導子が本体の一部分に固定される。
【００１１】
ある実施形態では、誘導子は、流路の床の下に流入口に隣接して設置される。誘導子は、溶融金属を関連した炉から流路の中へ押し入れるように形成される。ダムアセンブリーが流出口に隣接して配置される。ダムアセンブリーは流路に沿う別の位置に設置されることも考えられる。ダムアセンブリーは、上昇位置と下降位置との間で移動可能である。溶融金属は、ダムアセンブリーが上昇位置にあるとき関連した炉の中へ流入し、溶融金属は、ダムアセンブリーが下降位置にあるとき、流路内で上昇し、壁切欠きに達する。これにより、装置を循環器としておよび移送装置として機能させる。
【００１２】
壁切欠きは、例えば、溶融金属の取りべに注ぐための流れ口と関連させてもよいし、或いは、例えば、溶融金属の鋳造作業への移送のための樋と関連させてもよい。当業者が認識するように、誘導子の連続操作と組み合わせてダムの閉鎖により、溶融金属が壁切欠きに達することができるように溶融金属は流路内で上昇する。
【００１３】
流路は、選択的に、頂が開放され（例えば、流路は、典型的にはＵ形をなし）、流路は、選択的に、流路を覆ってシールするように閉鎖させることができるカバーを含むのがよい。しかしながら、このカバーは、流路にアクセスするために取りはずすことができ又は開放することができる。これにより、ドロスおよび他の汚染物を取り除くことができるように流路を掃除することができる。したがって、この開示は、経済的かつ効率的な方法で外部圧送装置を使用して溶融金属を炉内で循環させ、流路内のドロスおよび他の汚染物の蓄積と関連した問題を回避し、それによって高品質の金属を提供する、利点を提供する。
【００１４】
循環装置は、流路を所望操作温度に加熱するための加熱装置を含む。これは、循環装置が溶融金属と接触するとき、循環装置を熱衝撃によって損傷されないようにし、溶融金属の温度が、流路の中を流れる間著しく下がらないようにし、かくして金属が凝固して流路を塞ぐ危険を回避する。流路は、セラミック樋本体と電気加熱エレメントとの間の熱伝導耐火材料の充填層によって構成されるのがよい。充填層は、例えば、少なくとも３W/m.K，少なくとも５W/m.K又は少なくとも6.5W/m.Kの熱伝導率を有する注型可能な耐火材料で作られるのがよい。加熱システムは、循環装置を加熱するように形成された少なくとも1本の電熱エレメントを含むのがよい。変形例として、例えば、流路を加熱するガスバーナーを使用する、高温ガスシステムおよび燃焼系システムを含む、他のタイプの加熱システムを使用してもよい。
【００１５】
圧送装置は、溶融金属を流路に沿って圧送するために流路内に移動する磁界を発生する誘導子でもよい。誘導子の使用は、流路の中に溶融金属の非渦流をもたらし、溶融金属を、物理的な圧送装置と接触することなく、循環装置の中を流動させることができる。それによって、金属との接触による腐食の問題は回避される。
【００１６】
誘導子の使用はまた、強いベクトルタイプの流れを生じさせ、この流れは、炉内で溶融金属の循環を促進する。循環装置は、この流れを、浴内の溶融金属の均質性を高めるために炉の戦略的領域に差し向けるように設計されている。加えて、溶融金属の流量は、スクラップ金属が炉に導入される位置に差し向けられ、それによって、スクラップ金属の熱吸収速度のためになり、溶融時間を減少させる。流路の流入角度および流路の内部輪郭はこのベクトル効果を最大にするように調節されるのがよい。したがってシステムは、永久磁石のロータを使用するシステムの同じ設計制限を受けない。
【００１７】
有利には、誘導子は、該誘導子の圧送速度を制御するように形成される制御装置を含む。制御装置は、好ましくは、循環器内の溶融金属のレベルを測定するためのレベル測定装置を含み、そして循環器内の溶融金属の測定レベルに従って、圧送装置の圧送速度を制御するように形成される。かくして溶融金属の流量は、容器の主域内に最適な熱効率を達成するように調節することができる。レベル測定装置は、代替的に又は加えて、例えば、循環器の流出口端が塞がって、循環器内の溶融金属のレベルを上昇させるならば、誘導子の操作を停止させる安全装置として使用される。
【００１８】
循環器は、流路と炉との間に溶融金属の流を許す開放形態と流路と炉との間に溶融金属の流を阻止する閉鎖形態との間で調節可能である少なくとも１つの流量制御装置を含むのがよい。流量制御装置は、例えば、流れを許すように上昇させることができ、或いは流れを阻止又は制限するように下降させることができるダム又は仕切りゲートからなるのがよい。ダムは、また、ダムの最下端が溶融金属の表面のすぐ下にあるように位置決めされ、溶融金属は、溶融金属の表面に浮いているドロス（酸化物又は他の汚染物）を保持しながらゲートの下を流れることができる。ダムの位置決めは、ドロスが循環器に入るのを防止するために、例えば、レベル感知技術を使用して自動化することができ、炉内の溶融金属のレベルが変化するとき、ダムの位置を調節するのがよい。
【００１９】
選択的に、循環器は、溶融金属を他の冶金容器に移すことができるように、溶融金属の流れを炉に又は炉から案内するための追加の流れレッグを含んでもよい。
【００２０】
本発明の他の側面によれば、本発明の上記の説明のどれか１つによる冶金装置内で溶融金属を循環させる方法を提供し、該方法は溶融金属が第１の開口を通して炉から流出し、第２の開口を通して炉に流入し、それによって炉内の溶融金属域を循環させるように溶融金属を循環器の中を圧送させることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】循環装置を有する炉の平面図である。
【図２】図１の２−２部分の斜視図である。
【図３】図２の分解図である。
【図４Ａ】図１の炉および循環装置の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿って取った断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの代替図である。
【図５Ａ】図１の５Ａ−５Ａ線に沿って取った断面図である。
【図５Ｂ】図１の５Ｂ−５Ｂ線に沿って取った断面図である。
【図６Ａ】図１の６Ａ−６Ａ線に沿って取った断面図である。
【図６Ｂ】図１の６Ｂ−６Ｂ線に沿って取った断面図である。
【図７Ａ】図１の炉への循環装置の組み立てを示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａｋ  循環装置および炉の組み立て図である。
【図８】変更循環装置の形態である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
今本発明の好ましい実施形態を詳細に参照し、その例を添付図面に図示する。
本発明を好ましい実施形態に従って説明するけれども、発明をその実施形態に限定するものではないことは理解されよう。これに反して、添付請求の範囲によって定められる発明の精神および範囲内に含まれる様なあらゆる変更、変形および均等を含むものである。
【００２３】
図１および２は、冶金容器、この例では炉２を示し、炉は、該炉２の内部部分７内に溶融金属域６（「溶融金属」）を保持する四面周壁４およびベース５を含む。この例では、炉２は、適当な耐火材料で作られ、そして炉で金属を加熱して溶解するための在来の加熱器を含む。炉２は、精錬工程中金属を溶解するためのものであっても鋳造工程中溶融金属を保持するためのものであってもよい。アルミニウム，マグネシウム又は亜鉛の様な非鉄金属、又は他の鉄金属又は非鉄金属若しくは金属合金のいずれの用途にも設計されてもよい。
【００２４】
図１および２に示すように、炉２は、炉２内の溶融金属域を循環させるための循環／移送装置８（図１に概略的に示す）を含む。循環／移送装置８は、炉２の側壁４ａに外部的に装着され、そして炉２の内部部分７に流体的に連結され、溶融金属が循環／移送装置８を通して炉２へおよび炉から流れることができる。循環／移送装置８は、例えば、少なくともほぼ１１５０mmの溶融金属上昇および少なくともほぼ１メートルトン／分の溶融金属の流量となるように形成される。
【００２５】
図３は、循環／移送装置８の分解図を示す。循環／移送装置８は、適当な工程で作ることができる成形本体１０を含む。成形本体１０は、シェル１２の内側に嵌まり、シェル１２は、スチール（又は他の適当な材料で作ることができる。絶縁層１４は成形本体１０をシェル１２から分離する。ある例では、成形本体１０，シェル１２，および絶縁層は、それらの間の確実な嵌まりを保証する捕捉し合うフランジ部分を含むのがよい。有利には、成形本体１０は、シェル１２か又は絶縁層１４かのいずれかを交換する必要なしに、必要に応じて交換することができる。
【００２６】
溶融金属６を循環／移送装置８に圧送するために、電磁誘導子１６が成形本体１０の適当な部分に（例えば、流路２６の床の下に）装着される。成形本体１０と誘導子１６との間に適切な電流進路を確保するために、成形本体１０と誘導子１６との間にプレート１８（例えば、ステンレススチールで作られた）が装着される。誘導子１６は、最適な操作に備えて少なくとも3.0Ｎ／ｍ  または少なくとも4.5N/mの力を有するのがよい。誘導子１６は、２つの方向（即ち、Ｘ軸およびＹ軸）に力を生じさせる。これらの力はこれらの方向の組み合わせであり、強さおよび強度が変化する。誘導子１６は、移送ための、炉からの取り外し又は連結外しの必要なしに、保守のために取り外すことができる。誘導子１６の冷却のために、冷却システム（例えば、水冷却媒体，空冷，水噴霧など）を使用するのがよい。
【００２７】
循環／移送装置８の流入口および流出口を炉２の対応する開口に連結する１つ又はそれ以上のカバー２０が循環／移送装置８の対応する流入口および又は流出口（図３には示されていない）内に配置される。カバー２０は、炉２と成形本体１０との間に流体蜜シールを確保するために任意適当なポリマーで作られるのがよい。加えて、フレーム２２が、循環／移送装置８を、炉２の側壁４ａに固定されるフランジ２４に連結する。
【００２８】
フレーム２２は、（１）カバー２０を点検するために、（２）循環／移送装置８と炉２との間に耐火材を注入するために、取り外し可能な蓋２７を含むのがよい。耐火材は、この材料が、良好な機械的磨耗強度および良好な非湿潤特性をもたらすという追加の利点とともに熱伝達を助ける炭化珪素であるのがよい。誘導子１６／溶融金属相互作用領域での耐火材厚さは、Ｙ軸に沿う力の要求を減少させるために、約１００ｍｍ乃至３００ｍｍである。かくして、システムが炉２の内側の静的浴レベルより上に金属を移送しているとき、効率的な層流を可能にし、いかなる逆流をも減少させるＸ軸に沿う最大の力がある。電力および制御供給から誘導子に加えられる周波数および電圧は、誘導子の上下でトンネル内の耐火材の深さを減少させる必要なしに、溶融金属への最大の磁界浸透を可能にする。変換器／電力供給の周波数および電圧は調節を可能にするように変更可能であり、より低い周波数はより大きな浸透を可能にするが、より高い周波数は、より大きい速度を提供する。その上、低周波数で溶融金属の移動を始め、移動が一旦始まると、より高い周波数を使用して流量を増大させる。
【００２９】
循環／移送装置８は、成形本体１０，シェル１２，および絶縁体１４の一部分に形成された壁切欠き２８を含む。図２に戻ると、壁切欠き２８は水平部分が実質的にＵ形状にされるのがよい。
【００３０】
今、図４Ａを参照すると、循環／移送装置８は、これに取り付けられたダムアセンブリー３０を更に含む。ダムアセンブリー３０は、上昇位置と下降位置との間で移動可能である。ダムアセンブリー３０は、これを循環／移送装置８に対して昇降させることができるように、プーリーシステム，マグネット，液圧機械，ウインチシステム，等のような作動機構（図示せず）に作動的に連結される。ダムアセンブリー３０は、例えば、流れを可能にするように上昇させることができ、或いは、流れを阻止又は制限するように下降させることができるダム又は仕切りゲートからなるのがよい。ダムアセンブリー３０は、また、該ダムアセンブリー３０の最下部が溶融金属の表面のすぐ下にあって、金属の表面に浮いているドロス（酸化物，又は他の汚染物）を保持しながら、金属をゲートの下を流れさせるように位置決めされるのがよい。ダムアセンブリー３０は、コントローラ（図示せず）によって制御される。ダムアセンブリー３０は、炉２から循環／移送装置８の流出口（図４Ａに図示せず）を通る流体の流れを阻止し、それによって、以下に詳細に説明するように、流れを壁切欠き２８に差し向けることができる。循環／移送装置８が循環だけ要求され、移送機能については、要求がなければ、ダムアセンブリー３０は取り外されてもよい。
【００３１】
今、図４Ｂを参照すると、循環／移送装置８は、成形本体１０，絶縁体１４およびシェル１２を貫いて延びる流入口３２および流出口３４を含む。流入口３２および流出口３４は、炉２の側壁４ａの対応する開口（図示せず）と整合される。流入口３２および流出口３４は、成形本体１０内に流路（４Ｂに図示せず）を構成する。
【００３２】
図４Ｂに示すように、ダムアセンブリー３０は、流出口３２に隣接して配置される。ダムアセンブリー３０は、上昇位置と下降位置との間で移動可能である。ダムアセンブリー３０は、流出口３２に対して昇降される。ダムアセンブリー３０は、（流出口３２を塞ぐことによって）炉２から流出口３２を通る流体の流れを阻止し、それによって、以下に詳細に説明するように、流れを壁切欠き２８に差し向けることができる。
【００３３】
使用中、誘導子１６は、溶融金属を循環／移送装置８に進める。特に、誘導子１６は、溶融金属を炉２の内側から流入口３２を経て循環／移送装置８に進める。図４Ｂに示すように、ダムアセンブリー３０は、上昇位置にあり、それによって、流出口３４を露出させる。その結果、流体は、流入口３２から流れ、流路を通して、流出口３４を経て炉２に戻る。
【００３４】
図４Ｃは、「下降」位置にあり、それによって、流出口３４を覆っているダムアセンブリー３０を示す。その結果、溶融金属は、流路内に集まり、壁切欠き２８に達するまで流路内で上昇する。次いで溶融金属は、壁切欠き２８を経て収集機構へ流れる。
【００３５】
図５は、炉２に取り付けられた循環／移送装置８の側面図を示す。循環／移送装置８内に流路３６が示されている。流路３６は、流入口３２および流出口３４によって画成される。流入口３２は、トンネル３８を経て炉２の内部に流体的に連結される。誘導子１６は、溶融金属を炉２の内部から流路３６に押し入れる。第２トンネル（図示せず）は、流出口３４を炉２の内部に流体的に連結する。ダムアセンブリー３０が閉鎖位置にあるとき、流路３６は、溶融金属で満たし、溶融金属が壁切欠き２８へ流れるレベルまで上昇する。
【００３６】
僅かに変更した形態では、トンネル３８（図５Ｂを参照）は、トンネルおよび関連した誘導子１６の上に配置された取り外し可能なカバープレート４４の追加によって形成される。有利には、取り外し可能なカバープレート４４は、掃除のためにトンネル領域３８にアクセス可能にする。その上、カバープレート４４は、トンネルを通過する磁束の垂直線を改善することによって誘導子の機能を高める磁束ガイド（例えば、スチールのような磁化金属部品）を含むのがよい。カバープレートは、炭化珪素又は黒鉛若しくはカバープレートに形成された凹部に埋設又は配置された金属部品（例えばロッド）を有する代替耐火材から構成されるのがよい。
【００３７】
図６Ａおよび６Ｂは、炉の内部から流入口３２を通して、壁切欠き２８から出る溶融金属の流れ進路４０を示す。
【００３８】
図７Ａおよび７Ｂは、循環／移送装置８と炉２との取付けを示す。図７Ａに示すように、カバー２０は、循環／移送装置８の流入口３２および流出口３４の中へそして炉２の第１トンネル（図７Ａに図示せず）および第２トンネルの中へ置かれる。次いでプレート２２を使用して循環／移送装置８を炉２の側壁４ａに装着する。図７Ｂは、耐火材を注ぐ開口４２を示すために取り外された蓋２６（図７Ｂに図示せず）を示す。開口４２へのアクセスは、金属循環を指示し又は制御するためにかつ溶解工程を高めるために、金属レベル監視のための熱伝対又はレーザーを加えることができる。開口４２はまた、合金添加物を装填し、品質制御目的のために溶融金属の試料を取り出すアクセスを可能にする。加えて、開口４２は、移送ための全体を覆う蓋の上に配置されたバーナー(図示せず)を含み、操業開始のためにおよび乾式炉床溶融工程の一部として使用されるとき、装入と装入の間開口４２を高温に保つのを助ける。
【００３９】
今、図8を参照すると、変形形態が示されている。この形態では、炉６２から循環装置６４への流れパターンは、流入口６６および流出口６８を経て依然として達成される。その上、流出口６８は、再び、選択的に操作可能および閉鎖可能なダムドア７０を備える。
その上、全体的にU形流路が設けられた前の実施形態と対象的に、本実施形態は、循環器の構成部品として側ため７２を含む。具体的には、流出口６８は、側ため７２と流体連通している。加えて、オーバーフロー切欠き７４が側ため７２と関連して形成されている。側ため７２は、有利には、例えば、ドロスの除去又は循環される溶融金属への合金剤又は融剤の導入を容易にする溶融金属の作用面を提供する。
【００４０】
本実施形態はまた、装入ためユニット７６が設けられている点で上記の実施形態とは異なる。装入ため７６は、溶かすための金属チップおよび金属片を入れることができる。装入ため７６は、パイロテック社 (Pyrotex Inc.) から入手できるタイプのLOTUSS装置である。例示のLOTUSS装置は、米国特許第６，２１７，８２３号に記載されている。誘導子装置７８は、装入ため７６と側ため７２との間に配置されている。
【００４１】
有利には、誘導子はどちらの方向にも作動され、金属片又はチップを効果的に沈めるために使用される溶融金属の所望な渦の形成を見込む装入ため７６の中への導入のため溶融金属を時計まわりに差し向けることができる。システムから溶融金属の取り出しが望まれるとき、ダムドア７０を閉鎖して誘導子を逆方向（反時計まわり）に作動することができる。この操作は、溶融金属が取りべ又は樋（図示せず）のような容器への移送のための切欠き７４に達する箇所まで側ため７２を満たす。
【００４２】
図８の実施形態では誘導子が示されているが、機械的遠心ポンプを代用させてもよいことも更に予想されることを更に気づく。更なる変形態様として、溶融金属を交互の方向に差し向けるように形成された一対の機械的なポンプをシステムに導入してもよいことは想像される。例えば、第１溶融ポンプは、溶融金属の時計まわりの流れにするようにした設計で誘導子は図８に示す場所に配置されるのがよい。溶融金属の反時計まわりの流れにするように形成された第２のポンプは、例えば、側ため内に配置されるのがよい。
【００４３】
上記のシステムの他の種々の変更例も可能である。例えば、顧客は、両方とも（独立に又は同時のいずれかに）循環を要求する２つの炉を有する。各炉の循環システムは、それ自身の電力供給で独立に作動されてもよいが、循環システムは、電力供給を制御する共通の制御システムを一緒に使用する。循環システムは、共通の水冷システムを一緒に使用する。
【００４４】
システムは、また、「材料」（スクラップ又は合金）を炉に外部から装入するための容器を有する。
【００４５】
流路を一連のダム又はプラグと組み合わせ、そして１つのポンプを使用して溶融金属を２つ以上の炉の任意の１つで所定時間に循環させることも可能である。典型的には、システムは、どちらの炉でも溶融段階にあれば、溶融金属の循環を生じさせるように構成される。流れチャンバーの形態も炉間で溶融金属の移送を見込むように設計されてもよい。
【００４６】
本発明の他の側面によれば、流路は、閉通路、例えば、管状通路によって置き換えられてもよい。そこで本発明は、溶融金属域を保持するための容器と、容器内で溶融金属域を循環させるための循環装置と、を含む冶金装置を含み、容器は、周壁および底を有し、循環装置は、流路をなす通路を含む。誘導子装置は、溶融金属を通路に圧送するために設けられるのがよい。通路は、周壁に設けられた第１開口に連結された流入口端および周壁に設けられた第２開口に連結された流出口端であるのがよい。誘導子は、溶融金属を通路に圧送するように形成され、そのため、溶融金属は、容器から第１の開口を通して流出し、第２開口をとおして容器に流入しそれによって、容器内で溶融金属域を循環させる。通路は、該通路を所望操作温度に加熱するための加熱システムを含むのがよい。
【００４７】
誘導子の上の流路は、上開放通路以外のトンネルであるのがよい。コイル設計は、それ自体、Ｘ方向にできるだけ大きな力を可能にして、システムが炉の内部の静止浴レベルの上に金属を移送しているとき、効率的な層流を可能にしかつ逆流を減少させる。電力および制御供給部から誘導子に加えられる周波数および電圧は、誘導子の上下でトンネルにおける耐火材の深さを減少させる必要なしに溶融金属への最大磁界浸透を可能にする。移送だめへのアクセスは、金属循環を支持し又は制御し、かつ溶解工程を高めるために、金属レベル監視のための熱伝対又はレーザーを加えることを可能にする。移送ためはまた、合金添加物を装入するためおよび品質制御の目的で溶融金属試料を取り出すためにアクセスを可能にする。
【００４８】
システムが循環のためにのみ要求され、移送機能の要求がなければ、移送ダムゲートは、移送ためから取り外すことができる。誘導子は、炉から移送ための取り外し又は連結外しの必要なしに保守のためにシステムから取り外すことができる。システムは、誘導子の冷却のための水冷媒体を有してもよいが、更なる選択は、将来、空冷および又は水噴霧冷却を使用することにある。移送ための流入穴および流出穴（トンネル）は、熱伝達を助ける炭化珪素でキャストされ、この材料は、良好な機械的磨耗強度および良好な非湿潤特性をもたらす。移送ためは、該移送ための全体を覆う蓋に、乾式炉床の一部として使用されるとき運転開始のためおよび装入と装入の間移送ためを高温にしておくのを助けるために設置されたバーナーを有するのがよい。移送ための内張りは、単一のプレキャスト形状であるのがよく、移送ための全体を炉から取り外し、炉の最小中断時間で交換ユニットを設置することができる。
【００４９】
数学的原理に基づいて、摩擦又は渦の影響を無視して、溶融金属の移送のためのＥＭ電力要求は、約４．５Ｎ／ｍ又はそれ以上である。コイルの設計は、約３０Ｎ／ｍ又はそれ以上の（Ｘ）軸と（Ｙ）軸の両方に電力要求を有する。
【００５０】
移送モードでは、滑りゲートは、金属が炉の中へ逆流するのを制限して移送ためを満たし、移送流路へオーバーフローする。誘導子は、移送／循環ためのすぐ下に設けられる。誘導子流路加熱は、炉の熱、ガスバーナー又は電気誘導加熱のいずれかで移送ための蓋から来る。チャンネル点検又は掃除アクセスが、ボルト締めチャンネルトップおよびボルト締めアクセスポートによって提供されるのがよい。
【００５１】
ＥＭ誘導子は、２つの方向、水平軸（Ｘ）と縦軸垂直（Ｙ）の両方に力を生じさせる。コイルの設計に基づいて、これらの力は、これらの２つの方向の組み合わせであり、強さ／強度を変える。本誘導子は、炉の浴を循環させるＸ軸に優先的により大きな力を有する。誘導子／溶融金属界面での耐火材の厚さは、（Ｙ）軸の力の要求を減少させる厚さ約３００mm又は２００mmよりも小さい。
【００５２】
システムは、コントロールパネルハウジング，即ち全システムの操作状態にオペレータのアクセスを可能にするタッチスクリーン表示を有するコンピュータを含むのがよい。コントロールシステムは、次の特徴を含むのがよい。
【００５３】
産業コンピュータ表示器ｃ／ｗデータロガー
アラーム監視
ＰＬＣコントロールｃ／ｗイーサーネット
非常停止回路
変換器コントロールおよび調節コントロール。
【００５４】
好ましい実施形態を参照して例示の実施形態を説明した。明らかに、変形形態が以上の詳細な説明を読んで理解するとき第三者に思い浮かぶでしょう。例示の実施形態は、添付の請求の範囲又はその均等の範囲に属する限り、このようなあらゆる背変形形態を含むものと解釈すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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