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公開番号2024166345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024160707,2022565673
出願日2024-09-18,2021-04-29
発明の名称スクラップ浸漬装置及び関連プロセス
出願人ノベリス・インコーポレイテッド,NOVELIS INC.
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22B 7/00 20060101AFI20241121BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】溶融金属の混合、搬送、処理及び/または保持用の炉、溶融金属格納構造、及びスクラップ浸漬装置のための装置及びプロセスの提供。
【解決手段】炉内で溶融金属を混合するためのスクラップ浸漬装置は、上部構造、上部構造から下方に延在するシャフト、及びシャフトの下端にあるインペラを含むことができる。インペラは、複数のブレード及びプレートを含むことができる。複数のブレードのそれぞれは、ブレード高さ及びブレード半径を有することができる。ブレード半径に対するブレード高さの比率は、約0.3から約1であり得る。
【選択図】図2F
特許請求の範囲【請求項１】
炉内で溶融金属を混合するためのスクラップ浸漬装置であって、
上部構造と、
前記上部構造から下に延在するシャフトと、
前記シャフトの下端にあるインペラであって、
複数のブレードであって、それぞれがブレード高さ及びブレード半径を有する、前記複数のブレードと、
プレートと、を備え、
前記ブレード半径に対する前記ブレード高さの比率は約０．３から約１である、
前記インペラと、
を備える、前記スクラップ浸漬装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記プレートが、前記複数のブレードの合計直径よりも小さい幅を備え、
前記プレートの下面が、前記複数のブレードのそれぞれの下面と整列される、
請求項１に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項３】
前記複数のブレードのうちの少なくとも１つが、前記複数のブレードのうちの前記少なくとも１つの前面上の最外縁部からほぼ接線方向に延在する半径方向延長部を備える、請求項１または２に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項４】
前記複数のブレードのうちの少なくとも１つが、前記複数のブレードのうちの前記少なくとも１つの前面上の上縁部からほぼ接線方向に延在する上部延長部を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項５】
前記インペラが前記インペラの周囲に延在するリングを備え、前記リングは前記複数のブレードのそれぞれの最外縁部に取り付けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項６】
前記シャフトが、
前記シャフトの残りの部分よりも大きな外形寸法を備えるショルダと、
前記ショルダの上に配置されたカップリングと、
を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項７】
前記インペラが前記炉の内側に配置されるとき、前記インペラは、前記インペラの半径方向流路がデフレクタブロックから約１インチ～５インチ、オフセットされるように配置される、請求項１から６のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項８】
前記炉が、主炉床、サイドウェル、及び前記主炉床を前記サイドウェルから分離する仕切り壁を備え、
前記デフレクタブロックが前記仕切り壁に取り付けられる、
請求項１から７のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項９】
前記上部構造から延在するアームをさらに備え、前記デフレクタブロックは前記アームに取り外し可能に取り付けられる、請求項８のいずれか１項に記載のスクラップ浸漬装置。
【請求項１０】
前記サイドウェルが、溶融金属が通って前記サイドウェルに入る入口ポートと、前記溶融金属が通って前記サイドウェルから流れて出る出口ポートとを有し、
前記出口ポートの面積は前記入口ポートの面積の５０％～１００％である、
請求項８または９に記載のスクラップ浸漬装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は、参照によりその内容が全体として本明細書に組み込まれる、２０２０年４月２９日に出願され、「ＳＣＲＡＰＳＵＢＭＥＲＧＥＮＣＥＤＥＶＩＣＥＡＮＤＲＥＬＡＴＥＤＰＲＯＣＥＳＳＥＳ」と題する米国仮出願第６３／０１７，４０９号の利益を主張する。
続きを表示（約 2,500 文字）【０００２】
本開示は、一般に冶金学に関し、より具体的には、溶融金属の混合、搬送、処理及び／または保持用の炉、溶融金属格納構造、及びスクラップ浸漬装置のための装置及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
材料（例えば、アルミニウム）を非鉄溶融金属炉（溶解炉または保持炉など）に流すことは、多くの理由で望ましい。いくつかの場合では、使用済み飲料缶（ＵＢＣ）やその他のスクラップなどのリサイクル材料を溶かしてから、他の材料源と組み合わせて、それからインゴットやその他の鋳造製品として鋳造する。
【０００４】
溶融アルミニウムは熱伝導率が低い。炉内の材料の表面に到達する熱は、材料の反対側の表面にゆっくりと到達する。ホットスポットが表面に発生して酸化を促進する可能性があるが、固体金属は炉の他の部分では比較的冷たいままである。混合されていない容積の材料は、反対側との間（または上部と下部の間）に大きな温度差がある場合がある。材料を攪拌すると対流が起こり、それは温度が均一になるのを助け、つまり、全体が同じ温度になる。混合は、リサイクル材料をより速く溶融するのにも役立つ。固体金属を溶融浴に混合すると、熱伝達が高くなり、固体が急速に溶融する。フラックスの同時添加により、金属から汚染物質と酸化物が除去され、金属の品質と金属の回収率が向上する。
【発明の概要】
【０００５】
実施形態という用語及び同様の用語は広義には、本開示の主題及び以下の特許請求の範囲のすべてを指すものとする。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。本明細書で網羅される本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、開示の様々な態様の大まかな概要であり、以下の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明される概念のいくつかを紹介する。この発明の概要は、特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。この主題は、本開示の明細書全体、任意またはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
【０００６】
本発明の特定の実施形態によれば、炉内で溶融金属を混合するためのスクラップ浸漬装置は、上部構造と、上部構造から下に伸びるシャフトと、シャフトの下端にあるインペラであって、複数のブレードであって、それぞれがブレード高さ及びブレード半径を有する複数のブレードと、プレートとを備え、ブレード半径に対するブレード高さの比が約０．３～約１である、インペラと、を備える。
【０００７】
本発明の特定の実施形態によれば、溶融金属リサイクルシステムは、主炉床と、サイドウェルと、主炉床をサイドウェルから分離する仕切り壁とを備える炉であって、この仕切り壁が、（ｉ）溶融金属がサイドウェルに入る入口ポートと、（ｉｉ）溶融金属がサイド
ウェルから出る出口ポートとを備える、炉と、炉内で溶融金属を混合するためのスクラッ
プ浸漬装置であって、上部構造と、上部構造から下に延在するシャフトと、シャフトの下
端のインペラとを備える、スクラップ浸漬装置とを備え、インペラは、インペラの半径方
向流路がデフレクタブロックから約１インチから５インチ、オフセットされており、イン
ペラの半径方向流路の前縁が入口ポートの縁部と整列される、ようにサイドウェル内に配
置される。
【０００８】
他の目的及び利点は、以下の非限定的実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【０００９】
本明細書は、以下の添付の図を参照しており、異なる図中での同様の参照番号の使用は
、同様のまたは類似の構成要素を例示することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の特定の実施例によるスクラップ浸漬装置の概略側面図である。
本発明の特定の実施形態による炉の斜視図である。
図２Ａの炉のサイドウェルの上面図である。
図２Ｂのサイドウェルの側面図である。
図２Ｂのサイドウェルのデフレクタブロックの上面図である。
図２Ａの炉のサイドウェルの別の実施例の上面図である。
図２Ａのサイドウェルの斜視図である。
図２Ｂのサイドウェルのデフレクタブロックの斜視図である。
本発明の特定の実施例によるスクラップ浸漬装置の斜視図である。
Ａ、Ｂ及びＣは、図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの斜視図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの斜視図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの上面図である。
図７Ａのインペラアセンブリの断面図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの斜視図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの概略上面図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの底面斜視図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの上面斜視図である。
図１のスクラップ浸漬装置のインペラアセンブリの底面斜視図である。
実施形態による炉の上面図である。
図１１の線１２－１２に沿った図１１の炉の断面図である。
図１１の線１３－１３に沿った図１１の炉の断面図である。
図１１の炉のサイドウェルの一部分の上面図である。
実施形態による炉のサイドウェルの上面図である。
実施形態による炉のサイドウェルの上面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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