KR0125093B1 - 용융 알루미늄 지지 장치 - Google Patents

Abstract

가열 부재 조립체가 위치되어 있는 흑연 블럭의 내부벽에 위치되어 있는 내화 시트와 결합하여 알루미늄 지지 및/또는 정련 용기의 외피와 함께 지지판은 금속 가열 부재 콘테이너 내에서 가열 부재를 둘러쌀 필요없이 공기에 노출에 대항하여 가열 부재를 지지하고 밀봉하기 위하여 사용된다.

Description

용융 알루미늄 지지 장치

제1도는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따른 장치의 실시예를 상세하게 도시한 횡단면도.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 상세하게 도시한 횡단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 외피2 : 내화 절연층

3 : 흑연 블록7 : 상부 단부

9 : 지지판 11 : 내화 시트

13 : 노치14 : 외피판

17 : 커버18 : 가열부

19 : 절연부25 : 밀봉 수단

본 발명은 용융 알루미늄을 지지하기(그것을 정련시에 사용할 수도 있음) 위한 장치, 특히, 이러한 장치에 사용되는 가열 부재의 보호에 관한 것이다.

알루미늄을 정련하는데 있어서, 정련 용기로서 외부 가열되는 내화 라이닝을 가진 주철 용기의 사용은 상기 주철 용기의 수명을 예측할 수 없으며, 그 수명이 한정되는 단점을 발견하였다. 이러한 상태는 주철 용기가 크래킹, 벌징, 염화물 부식 또는 침식에 의해 고장나게 한다. 또한, 이러한 주철 용기에 관한 설계의 제한은 청소가 곤란한 형상을 사용하게 하고, 상업적 운전에서 그들을 사용하는데 다른 실제적인 단점을 발생시킨다.

이러한 단점을 극복하기 위한 노력에 있어서, 정련 시스템은 정련 용기 커버로부터 현수된 나선형의 내부 저항 가열 부재를 가진 실리콘 카바이드 듀브와 같은 수직의 관형 침수 히터를 가진 내화 라이닝을 구비한 용기로 구성되도록 고안되었다. 이 경우에 있어서, 히터는 제한된 수명을 가지며 실제적으로 교환하기가 매우 곤란하다는 것을 발견하였다. 히터가 실리콘 카바이드 튜브에 파손에 의해 고장났을때, 파손된 튜브의 부분들은 용기내에서 용융 알루미늄 안으로 가스를 주입하기 위하여 사용되는 스피닝 노즐의 파손을 종종 야기하였다. 또한, 이러한 시스템은 불순물이 축적될 인접 히터 튜브들과, 히터 튜브와 용기벽 사이의 많은 요홈들 때문에 청소가 매우 곤란하며, 편리하게 불순물을 제거하는 것이 곤란하였다.

이러한 문제점들 때문에, 용융 알루미늄 또는 다른 용융 금속을 정련하기 위한 개선된 장치가 개발되었다. 이러한 장치는 모두 내화 시스템을 구비하고 있는 흑연 블럭내에 있는 수직 구멍에 위치된 전기 가열 부재를 가진 흑연 블록으로 각각 구성된 두개의 대향 측벽을 구비하고, 상기 구멍들은 상부에서 개방되어 있고 하부는 폐쇄되어 있다. 이러한 시스템의 다른 여러 특징들은 스제켈리에서 허여된 미합중국 특허 제4,040,610호에 설명되어 있다. 이 시스템은 내부 가열원을 구비하고 잠입 히터의 사용에 관련된 결점들을 극복하였다. 이는 히터의 수명을 증가시키고 부식을 최소화 하며 시스템의 수리를 용이하게 한다고 판명되었다. 이러한 시스템은 용융 상태의 알루미늄을 지지하기 위하여 채용된 용기를 구비하고 용융 금속에 대한 불침투성의 절연 쉘과 용융 표면 아래가 되도록 의도하는 셀의 내부의 어떤 부분을 위한 흑연 블럭을 구비한 라이닝과, 하나 이상의 블럭내에 배열되어 있는 적어도 하나의 가열 수단을 포함하고 있다. 알루미늄 정련에 적용하기 위하여, 상기 시스템은 또한 용기내에 배열된 적어도 하나의 순환 가스 분배 수단과, 용융 금속과 가스를 위한 유입구 수단 및 배출구 수단을 포함한다.

이러한 흑연 히터 블럭을 사용하는 내화 시스템은 본 기술 분야에서 바람직한 개선을 제공하고 상업적인 알루미늄 정련 작업에 양호하게 사용되어 왔따. 이에도 불구하고, 상업적인 운전에서 직면하게 되는 실제적인 작동 문제점들을 극복하여 그들의 적절성을 제고하기 위하여 이러한 시스템에 다른 개선이 바람직하다. 직면하게 되는 주요 문제점은 통상적으로 사용되는 작동 조건하에서 히터의 수명이 비교적 짧다는 것이다. 이러한 고장의 한가지 태양은 보통 상부 부분에서 흑연 히터가 산화되는 것이다. 블럭의 상부 부분으로부터 정련 또는 지지 용기내의 작업 금속 레벨 아래의 하부까지 산화됨에 따라, 용융 알루미늄은 산화 블럭으로부터 히터 공동으로 유동할 수 있고, 이에 의해 그 안에 위치된 전기 가열 부재이 수명을 짧게 한다.

더욱이, 염소가 사용되는 공정 가스내에 사용될 경우, 용융 알루미늄내에 형성된 액체 염화물은 흑연 블럭을 통하여 통과할 수 있고 히터 공동의 하부에 축적되고, 그 안에 위치된 상기 전기 가열 부재의 소모를 유도한다. 또한, 히터 및 히터 연결부의 부식은 알루미늄 정련중에 발생되는 정련실로 부터 상호 연결된 흑연 블럭의 구멍을 통하여 상기 흑연 블럭내의 히터 영역으로 액체 또는 증기 상태의 염화물의 통과로 발생된다. 히터의 비교적 짧은 수명을 극복하기 위하여 알루미늄 지지 및 정련 용기가 개발되었다.

이러한 히터의 짧은 수명을 극복하기 위한 하나의 적당한 방법이 펠톤에게 허여된 미합중국 특허 제4,717,126호에 설명되어 있다. 상기 특허에 도시된 내화 시스템 히터 장치는 (1) 산화로부터 흑현 히터 블럭의 보호(2) 염화물의 공격으로부터 블럭내에 위치한 가열 부재를 보호하도록 설계된 부재와 결합되어 있다. 히터 영역에 있어서, 이러한 두가지 기능은 본원에서 히터 캔이라 불리는 금속가열 부재 콘테이너(12)를 사용하여 달성된다.

펠톤 특허의 방법에서, 이러한 히터 캔은 지지판(9)에 밀봉되어 있다. 히터 캔내에 위치되어 있는 가열부재는 공기에 노출되어 있고, 이는 히터 캔의 내부로 자유롭게 들어가게 한다. 이 장치에서, 히터 캔은 (1) 공기가 흑연 블럭을 둘러싸서 반응 및 산화로부터 히터 캔내의 가열 영역을 방지하고, (2) 염소와 염화물이 그안의 가열 부재와 접촉하여 부식하는 것으로부터 흑연 블럭을 통과하는 것을 방지하기 위한 이중 방벽으로 작용한다.

펠톤 특허에 설명된 히터 장치가 그 안에 위치된 가열 부재상에 염화물의 공격과 흑연 블럭의 산화를 방지하는데 성공적으로 사용될 수 있고, 알루미늄을 정련하는데 개선이 계속 요구된다. 특히, 알루미늄을 지지하고 정련하기 위한 시스템의 단순화 감소된 단가 및 개선된 성능이 계속 요구되고 있다. 모든 내화 시스템에 관하여 가열 부재의 보호로서, 히터 캔은 시스템의 부각적인 값비싼 부재를 요구한다. 그러나, 이러한 히터 캔의 사용은 의도하는 목적에 유용하며, 흑연 블럭내에 유용하게 설치될 수 있는 가열 파워를 제한하는 경향이 있다.

본 발명의 목적은 알루미늄을 지지하고 정련하기 위한 개선된 전기 가열 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 알루미늄 지지 정련 용기의 흑연 가열 블록내의 가열 부재를 위치시키기 위한 단순한 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 하나의 목적은 전기가열 부재가 산화로부터 보호되도록 위치되어 있고 상기 가열 부재가 금속가열 히터 캔을 사용할 필요없이 염화물의 공격으로부터 보호되도록 흑연 블럭내에 알루미늄을 지지하고 정련하기 위한 용기를 제공하는데 있다.

본 발명의 이들 목적과 다른 목적을 염두에 두고 하기에 상세히 설명하기로 하며, 본 발명의 신규한 특징은 첨부된 특허청구의 범위에 규정되어 있다.

가열 부재 조립체는 가열 부재가 위치되어 있는 흑연 블럭 위에서 커버를 밀봉한다.

내열 시트는 용기내에서 알루미늄 용융 레벨 위에서 흑연 블럭의 내부 표면 위에 위치되어 있다. 부재들의 상호관련 조합에 의해 흑연 블럭의 산화와 가열 부재의 대한 염화물의 공격은 효과적으로 방지된다.

본 발명의 목적은 흑연 히터 블럭이 산화되는 것을 방지하도 작용하는 요소와 흑연 블럭내에 위치된 가열 요소가 금속 가열 요소를 사용하지 않고 염화물의 공격을 방지하도록 작용하는 요소들의 상호 관련된 인용된 결합에 의해 달성될 수 있으며, 이는 상기에 인용된 펠톤에게 허여된 미합중국 특허 제4,717,126호에 의해 제공된 본 발명은 지지판에 관하여 탄탄하게 히터 조립체의 밀봉을 하며 지지판은 용융 알루미늄 지지 및 정련 용기의 절연된 외피에 부착되어 있고 히터 조립체가 구멍내에 위치되어 있는 흑연 블록위에서 용기 안으로 연장되어 있다. 따라서, 공기는 이 위치에서 흑연 블록내의 구멍으로 들어가는 것이 방지된다.

히터 조립체에 보통 사용되는 가열 부재 와이어는 니켈이 80중량%이고 크롬이 20중량%의 합금인 니크롬 VTM 금속이다. 이러한 도전성 가열부재 와이어가 공기중에 위치되고 염화물 증기에 노출될때, 와이어에는 보통 격심한 부식이 발생한다. 금속의 매우 빠른 산화는 와이어의 표면에 존재하는 산화막의 정상적인 보호 성질을 파괴하는 염화물의 작용에 의해 일어난다. 산소가 존재하지 않으면 가열 부재 와이어의 산화는 물론 일어나지 않는다. 물론, 순수 염소는 휘발성 금속 염화물을 형성하도록 와이어를 공격할 수도 있다. 그러나, 알루미늄 정련 적용에 있어서, 금속 염화물을 형성하도록 정련 영역내에서 정련에 사용된 염소가 신속히 작용하기 때문에 순수 염소는 흑연 블럭내의 히터 구멍 안으로 들어가지 않는다는 것을 본 발명의 장치의 작용에서 발견하였다. 이러한 염화물은 산소가 존재하지 않는 경우에 가열 부재 물질을 공격하지 않을 것이다.

본 발명은 외피의 적어도 하나의 측면벽 상의 흑연 블럭 라이닝이 병항되고 용융 시스템에 불침투성인 바닥과 측면벽을 가진 절연된 외피를 가진 용기에서 상기 알루미늄을 정련 또는 용융 알루미늄을 지지하기 위한 용기에 관한 것이다. 흑연 블럭은 용기내의 작동 용융 레벨 위까지 연장되어 있고, 용기내에서 용융 알루미늄과 접촉하도록 위치되어 있다. 블럭은 블럭의 상단 단부로부터 블럭의 하부 방향으로 연장되어 있으나 블럭의 하부까지는 연장되어 있지 않다. 전기 가열 부재 즉, 전기저항 가열 부재는 흑연 블럭내의 구멍내에 배열되어 있으며, 가열 부재는 흑연 블럭과 전기적 접촉없이 상기 구멍내에 지지되어 있다. 상기한 종래 기술에서 이러한 용기 및 구조체는 부재의 결합이 없고, 상기한 펠톤 특허의 히터 캔을 포함하는 상업적 운전에서 당면하는 운전 조건하에서 히터의 비교적 짧은 수명을 제외하고는 대체적으로 만족할만하다.

도면을 보면, 제1도는 산화로부터 흑연 블럭을 보호하고, 공기의 존재하에서 염화물 공격으로부터 가열부재의 상호 관련된 보호를 제공하고, 히터의 수명을 향상시키기 위하여 히터 캔을 필요로 하지 않는 병합된 요소들의 결합을 도시하고 있다. 로외피(1)는 도면 부호(1)로 지시되어 있으며, 로외피의 바닥과 측면벽에 내화 절연층(2)이 부착되어 있으며, 상기 내화 절연층은 용융 알루미늄에 불침투성이다. 이렇게 절연된 외피의 적어도 하나의 측면벽 상에는 흑연 블럭(3)이 위치되어 있고 용기내의 작업 용융 레벨(4)까지 연장되어 있다. 흑연 블럭(3)은 지지 또는 정련 작업중에 용기내에 유지되어 있는 알루미늄체(5)와 접촉하도록 위치되어 있다. 흑연 블럭(3)은 블럭의 상부 단부(7)로부터 상기 블럭의 바닥(8) 방향으로 연장되어 있으나 상기 블럭의 바닥까지 연장되어 있지 않도록 그안에 구멍을 가지고 있따.

본 발명의 실시예에 있어서, 지지판(9) 수단은 외피(1)에 부착되어 있고, 밀봉되어 있고, 흑연 블럭(3)의 상부 단부(7) 위의 위치에서 용기 안으로 연장되어 있다. 도면에 도시된 실시예에 있어서, 지지판(9)은 본 발명의 다른 요소들을 가진 상기 지지판(9)의 결합을 용이하게 하기 위하여 그것의 가장 안쪽 단부에서 플랜지를 가진 위치(10)를 가지고 있다.

본 발명은 흑연 블럭(3)의 내부 표면에 위치되어 있는 내와 시트(11)를 포함한다. 내화 시트는 용기내의 용융 알루미늄(5)의 레벨 위의 가스 구면내의 산소와 흑연 블럭(3)이 접촉하는 것을 방지하도록 수직으로 연장되어 있다. 이러한 목적을 위하여, 내화 시트(11)의 하부 단부는 작업 용융 알루미늄 레벨(4)의 아래뿐만 아니라, 용기의 아이들 레벨(12)의 아래까지 연장되어 있다. 내화 시트(11)의 하부는 흑연 블럭(3) 내의 노치(13)내에 위치되어 있는 것이 도시되어 있다. 상기 내화 시트(11)는 흑연 블럭(3)을 전체적으로 보호하기 위하여 외피(1)의 양측면에 실제적으로 수직 연장되어 있다.

상부 단부에서, 내화 시트(11)는 용기의 전체 외피(1)의 일부를 형성하는 지지판(14)과 지지판의 플랜지 위치(10) 사이에 위치되어 있고 그곳에 고정되어 있다. 볼트 수단(15)은 용기 외피와 지지판(9)에 내화 시트(11)를 고정하기 위하여 사용된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 용기 커버는 전기 커버(16)의 용기내의 용융 알루미늄체(5) 위의 분리 커버(17)를 구비하고 있다. 전기 커버(16)는 외피(1)와 지지판(9)의 플랜지 위치(10)에 연결되어 있다. 커버(17)는 외피판(14)에 연결되어 있고 밀봉되어 있다. 본 기술 분야에 숙달된 자들은 커버(17)가 정련 작업중에 용융 알루미늄 안으로 가스를 도입하기 위하여 사용된 종래의 가스 분배 수단을 위한 지지체로서 작용할 수도 있따.

가열 부재 조립체의 가열부(18)는 도면 부호(18)로 도시하였으며, 알루미늄 지지 및 정련 작업에 사용하기 위한 흑연 블럭(3) 내의 구멍(6) 내에 위치되어 있다. 상기 가열부(18) 위에 가열 부재 조립체의 절연부(19)가 위치되어 있으며, 상기 절연부(19)는 가열 부재 조립체의 상부 위치까지 연장되어 다른 것 위에 하나가 적층되어 있는 절연 물질의 링의 형태로 도시되어 있다. 구멍 수단(20)은 가열부(18)와 연결을 위하여 그곳을 통하여 전기 도선의 통과를 위하여 상기 절연부(19)내에 제공되어 있다. 상기 지지판(9)은 가열 부재 조립체 즉, 가열부(18)와 절연부(19)가 용개내의 작업 위치내로 그곳을 통하여 하방으로 양호한 통과를 위하여 그 안에 구멍을 포함하고 있다. 지지판(9) 아래와 흑연 블록(3) 위에 부가적인 절연체(21)를 포함하고, 커버(17) 아래와 같이 이러한 절연체를 다른 곳에도 포함하는 것이 ㅂ람직하다.

가열 부재 조립체 장착판(22)은 지지판(9) 위에 위치되어 있고 밀봉되어 있다. 전기 도선(23,24)은 가열 부재 장착판(22) 위로부터 그안에 있는 구멍 수단을 통하여 상기 조립체의 가열부(18)와 연결되기 위하여 가열 부재 조립체의 절연부(19) 안으로 연장되어 있다. 전기 도선(23,24)은 적당한 밀봉 수단(25)에 의해 밀봉되어 있고, 이 때문에 대기로부터의 공기는 장착판내의 구멍 수단과 가열 부재 조립체의 가열부(18) 안으로 절연부(19)내의 공간을 통하여 통과하기 위해 그 안에 위치된 전기도선 사이의 환형 공간을 통과하지 못할 것이다.

본 발명의 밀봉, 즉, 지지판(9)에 가열 조립체 장착판(22)을 밀봉하고 외피(1)에 상기 지지판(9)을 밀봉하기 위하여, 다우 코닝사의 RTV 밀봉제 또는 다른 상업적으로 이용가능한 밀봉제와 같은 적당한 고온 실리콘 밀봉제를 사용할 수 있다.

제2도는 히터 캔을 사용하지 않고 히터 커버 섹션에 가열 부재 조립체를 밀봉하는 다른 실시예가 도시되어 있다. 내화 절연체(21)는 그것의 가장 위쪽 영역에 걸쳐 위치된 지지판(9)을 도시하고 있다. 가열 부재 조립체 장착판(22)은 볼트 수단(26)에 의해 지지판(9)에 고정되어 있고 밀봉되어 있다.

히터 조립체는 흑연 히터 블럭(도시안됨) 내에 위치되어 있는 가열 부재 조립체의 가열부와 접초되게 하기 위하여 상기 장착판(22)내의 구멍(27,28)을 통하여 연장되도록 채용되어 있다. 둥근 전기 도선(23,24)은 가열 부재 조립체의 절연부(19) 내에서 각각의 동축 구멍(29,30)을 통하여 연장되도록 채용되어 있다. 가열 전기 도선(23,24)은 용접부(33,34)의 수단에 의해 그곳에 용접된 하부 금속 칼라(31,32)를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 밀봉을 위하여, 실리콘 고무와 같은 고온 탄성 중합체의 그라밋(35,36,GROMMET)이 장착판(22)내의 구멍(27,28)에 각각 삽입되어 있다.

용접되어 있꼬 칼라(31,32)를 갖고 있는 둥근 전기도선(23,24)은 상기 그라밋(35,36)내의 구멍을 통하여 삽입하여 하부 칼라(31,32)가 상기 구멍들을 통과하고 상기 그라밋의 하부 표면에 대하여 가압될때까지 삽입한다. 상부 칼라(37,38)는 상기 그라밋(35,36) 위에서 둥근 전기도선(23,24)상에 각각 위치되고 그라밋을 살며시 가압하도록 하방으로 조금 가압하는 것이 바람직하다.

전기 코넥터 바아 또는 러그(39,40)는 용저부(41,42)에 의해 제자리에서 둥근 전기도선(23,24)에 각각 용접되고, 상기 바아는 상기 칼라(37,38)의 상부 표면에 대하여 위치되어 있다.

상기 방법으로 히터 조립체를 단단하게 밀봉하여, 공기가 조립체이 흑연 히터 블럭위에 위치된 커버(9)아래의 내부로 들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러므로, 가열 부재 조립체의 가열부의 산화는 가열 부재상의 보호 산화막의 파괴를 야기하는 흑연 히터 블럭을 통하여 통과하는 염화물 증기에 상기 가열부가 노출될지라도 어떤 기간에 걸쳐 일어나지 않을 것이다.

본 발명의 밀봉은 알루미늄 지지 및 정련의 작업 조건하에서 부재를 밀봉할 수 있는 물질이 능력에 따라 다르다는 것을 알아야 한다. 전기도선이 장착판을 통하여 통과하는 곳의 영역내의 온도를 풀 파워로 작동되는 히터 시스템과 상기한 히터 와이어 물질을 사용하여 통상적인 용기 내에서 측정하였다. 작업 온도는 140℃이었다. 상업적으로 이용 가능한 현존하는 260℃의 최대 온도내에서 저압축 성형 실리콘 고무는 밀봉 그라밋으로제조하는 고온 탄성 중합체로서 사용된다.

히터 부재의 삽입과 제거를 용이하게 하고 가열 부재가 삽입되는 절연체의 파손을 방지하기 위하여 제3도에 도시된 리드인 슬리브를 구비하는 것이 양호하다.

절연체(12)를 가진 흑연 히터 블럭(3)과 그 위에 위치된 지지판(9)과, 히터 조립체 장착판(22)과 히터 조립체의 나머지 부분은 제2도 실시예에 도시된 것과 리드인 슬리브(43)와 용접부(45)에 의해 용접된 플랜지(44)는 지지판(9)에 체결되고 밀봉되어 있다. 가열 부재가 부착되고 밀봉되어 있는 장착판(22)은 플랜지(44)에 장착되고 밀봉되어 있다. 리드인 슬리브(43)는 하방으로 연장되어 있고 그것의 전체 깊이에 걸쳐 절연체(21)를 위한 내부 커버를 구비하고 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 리드인 슬리브(43)는 그안에 있는 요홈(47)내에 위치되도록 흑연 블럭(3)의 가장 상부 위치 아래로 하방으로 연장되어 있다. 용기에 히터 조립체의 삽입 및 제거에 따라, 리드인 슬리브(43)는 상기 조립체가 절연체(21)의 내부벽과 가열 부재의 어떠한 접촉도 없이 절연 영역을 통하여 이동하도록 작동하고 이때문에 상기 절연부는 사용 또는 교체 기간 동안에 가열 부재의 삽입 및 제거중에 손상으로부터 보호된다.

본 발명을 실시하는데 히터 캔의 제거는 두가지의 잇점을 가지고 있따.

상기한 것 중 명백한 하나는 히터 캔의 비교적 높은 비용을 간단히 없앨 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서 더 중요한 잇점은 높은 출력의 히터를 사용하는 것이다. 주어진 최대의 히터 와이어 온도로서, 가열 부재와 흑연 블럭 사이의 방사 시일드에 상기 히터 캔을 제거한 결과로서 더 많은 출력을 공급할 수 있다. 그러므로, 히터로부터 히터 캔까지와 히터 캔으로부터 흑연 블럭까지의 방사열 전달보다 히터로부터 블럭까지의 방사열 전달만이 존재한다.

작업 시간에 걸쳐 액체 염화물이 흑연 블럭내의 히터 구멍의 하부에 수집된다면, 이러한 염화물은 가열부재와 접촉하게 될 것이고 부재들이 단락되며, 이때문에 상기 액체 염화물은 전기적으로 전도성을 가질 것이다.

본 기술 분야에 숙달된 자들은 본 발명은 이들 상황하에서 사용될 수 없다.

이러한 바람직하지 않은 작용은 대부분의 알루미늄 정련 작업에서 일어나지 않고, 장기간 동안의 연속 주조 작업에서 알칼리 금속을 제거하는데 상당한 양의 염화물이 사용될 경우 잘 발생할 것이다.

본 기술 분야에 숙달된 자들은 첨부된 특허청구의 범위내에 설명된 바와 같이 본 발명의 영역으로부터 벗어남이 없이 본 발명을 수정 및 변경하여도 알 것이다. 특정한 니켈-크롬 합금을 가열 부재 물질로서 바람직하게 사용될 수 있고, 다른 니켈 기본 또는 철기본 합금을 포함하여 다른 고온합금이 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 이러한 물질은 가열 부재의 표면상에 보호 산화층을 형성한다. 염화물 증기는 산화막의 정상적인 보호 성질을 파괴하며 따라서 매우 신속한 산화가 일어나고, 공기의 존재하에서 염화물 증기에 노출될때 히터 와이어 상에 심각한 부식은 산소가 가열 부재와 접촉하는 것을 방지하고, 이에 의해 산화발생이 방지되는 본 발명의 밀봉수단에 의해 회피된다.

사용된 가스 분배 수단이 주어진 적용에 사용하기 편리한 종래기술에서 공지된 어떤 수단을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 축 구동 회전로터와 같은 회전 가스 분배 수단이 이러한 목적을 위하여 보통 사용된다.

본 발명의 장치에 어떤 양호한 물질이 사용될지라도, 내화 시트는 본 발명의 실시예에서 사용하기에 알맞은 형태의 시트로 사용 가능한 세라믹 섬유 강화 구조 알루미나가 바람직하다. 이러한 시트 재료는 상업적으로 이용가능한 지르카 프로덕츠사에 의해 시장에서 살 수 있는 1315℃(2400℉)의 특성을 가진 지르카TM 내화 시트 타이프 100을 이용할 수 있다. 약 75%의 알루미늄(A12O3), 16%의 실리카와 9%의 다른 금속 산화물을 포함하는 이러한 시트는 고온소성 영역에서 바람직한 굽힘 강도와 압축 강도를 가지나, 보유 강도와 유용성은 보통의 플라스틱의 최대 사용 온도를 많이 초과한다.

가열 부재를 교환할때, 공기는 잠시동안 가열 본 발명재와 히터 블럭과 접촉을 허용한다. 히터의 긴 수명은 주어진 출력 레벨에서 낮은 가열 부재 온도의 사용에 의해 오래 사용할 수 있고 그 결과로 가열 부재의 교환이 자주 필요하지 않다. 이는 본 발명에서 알루미늄 지지 및 정련을 위하여 내화 시스템의 전형적인 사용 수명중에 가열 부재를 교환하지 않는 것을 기대하는 것은 합리적이지 않다.

본 발명은 알루미늄 정련 기술을 향상시키는데 기여한다. 흑연 가열블럭을 사용하기 위한 열망으로서 본 발명은 편리하고, 효과적이고 효율적인 방법으로 그 안에 위치된 히터의 보호를 제공한다. 이렇게 함에 있어서, 본 발명은 실제적으로 상업적인 알루미늄 정련 작업에 더 바람직한 흑연 히터 블럭을 더욱 향상시켜 준다.

Claims (14)

1. 용융 알루미늄에 대해 불침투성인 바닥벽과 측벽을 갖는 절연된 외피(1,2)와, 용기내에서 설계작업 용융 레벨(4) 위까지 연장되고, 용기 내에서 용융 알루미늄(5)과 접촉하도록 위치되고 블럭의 상부 단부로부터 블럭의 하부 방향으로 연장되어 있으나 블럭의 하부(S)까지 연장도지 않는 구멍(6)을 갖고 상기 외피의 적어도 하나의 내부 측면벽에 라이닝 되어 있는 흑연 블럭(3)과, 상기 흑연 블록(3) 위의 위치에서 용기안 내측으로 연장되어 있고 상기 외피(1,2)에 부착되어 있는 지지판(9)과, 상기 흑연 블럭(3)내의 구멍(G)내에 배열되어 있고 상기 흑연 블럭과 전기적 접촉없이 상기 지지판(9)에 의해 그 안에 지지되어 있는 가열 부재 조립체와, 상기 가열 부재 조립체의 가열부(18)에 접속하도록 구성된 전기 도선(23,24)과, 상기 흑연 블록(3)의 내부 표면상에 위치되고 용기내에 용융 아이들 레벨(12) 위의 가스상 내에서 산소와 상기 흑연 블럭의 접촉을 방지하도록 수직 및 원주방향으로 연장되어 있고, 그 상부 단부가 지지판(9)에 고정되어 있는 내화 시트(11)를 포함하는 용융 알루미늄 지지장치에 있어서, 상기 가열 부재 조립체는, 가열기 캔이 사용없이 상기 흑연 블록 개구(6)에 장착되고 상기 지지판(9)에 체결되고 상기 가열기 조립체 장착판(22)으로부터 연장되는 전기 도선(23,24)의 위치 설정을 위한 개구 수단(27,28)을 갖는 가열 부재 조립체 판(22)을 포함하고, 상기 장치는 또한, 전기 도선의 위치 설정에 따라 전기 도선(23,24)과 개구 수단(27,28)의 벽 사이의 관상 공간을 통한 공기의 통과를 방지하도록 구성된 밀봉 수단(25,35,36)을 포함하여 흑연 블록(3)의 산화와 공기와 염화증기의 조합된 반응에 의한 가열 요소의 부식이 효율적으로 예방되는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기 도선은 두개의 분리된 도선(@3,24)을 구비하고 상기 가열 조립체 장착판내의 구멍 수단은 각각의 상기 전기 도선을 위한 분리된 구멍(27,28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
3. 제2항에 있어서, 가열 부재 조립체의 가장 상부의 절연된 부분과 상기 밀봉 수단(35,36)의 하부 표면과 접촉하도록 상기 전기 도선(23,24)에 인가되고 가열 부재 조립체 장착판(22) 아래에 위치되고, 상기 도선을 위치시키기 위하여 그 안에 구멍 수단을 갖는 하부 칼라 수단(31,32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 밀봉 수단(35,36)의 상부면과 접촉하도록 가열 부재 조립체 장착판(22) 위에 위치되어 있꼬, 상기 도선(23,24)을 위치시키기 위하여 그 안에 구멍 수단을 갖는 상부 칼라 수단(37,38)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
5. 제4항에 있어서, 상부 칼라 수단(37,38) 위에서 상기 도선(23,24)에 연결된 전기 연결 러그(39,40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 전기 연결 러그(39,40)는 상기 밀봉 수단(35,36)을 살며시 가압하도록 하는 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 고온 탄성 중합체로 제조된 그라밋(35,36)을 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 내화 시트(11)는 상기 지지 수단(9)과 상기 외피의 일부를 포함하는 금속판(14) 사이의 상부 단부에 고정되어 있고, 상기 내화 시트의 하부 단부는 용기내의 하부 설계 용융 아이들 레벨(12) 아래로 연장되는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 내화 시트(11)의 하부 단부는 상기 흑연 블록(3)내의 노치(13)에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 지지 수단(9)과 상기 흑연 블럭(3)의 상부 단부 사이에 위치되어 있고 그 안에 구멍 수단을 포함하는 절연 수단(21)을 구비한 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 지지 수단(9)은 그것의 내부 단부에 상방으로 연장된 플랜지부(10)를 포함하고, 상기 플랜지부와 상기 외피의 일부를 구성하는 금속판(14)은 그 사이에 위치된 상기 내화 시트의 상부 단부와 함께 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 용기내에서 용융 알루미늄 안으로 가스를 분사하기 위한 가스 분배 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 절연 수단의 흑연 블럭(3)내의 상기 구멍(6) 안으로 또는 구멍으로부터 히터 조립체가 통과함에 따라 상기 구멍 수단의 내부 표면에 위치되어 있는 슬리브 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 슬리브 수단(43)을 상기 지지 수단(9)에 고정하기 위한 플랜지 수단(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 지지 장치.