ホーム > 特許ランキング > ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-13
(45)【発行日】2024-03-22
(54)【発明の名称】金属炉用の多目的ポンプ系及び関連方法
(51)【国際特許分類】
F27D 27/00 20100101AFI20240314BHJP
B01F 33/05 20220101ALI20240314BHJP
B22D 45/00 20060101ALI20240314BHJP
F04B 15/04 20060101ALI20240314BHJP
F04B 23/02 20060101ALI20240314BHJP
F27B 3/10 20060101ALI20240314BHJP
【ＦＩ】
F27D27/00
B01F33/05
B22D45/00 B
F04B15/04
F04B23/02 Z
F27B3/10
【請求項の数】
31
(21)【出願番号】P 2022550136
(86)(22)【出願日】2021-02-16
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(86)【国際出願番号】 US2021070157
(87)【国際公開番号】W WO2021174241
(87)【国際公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-08-22
(31)【優先権主張番号】62/981,282
(32)【優先日】2020-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506110243
【氏名又は名称】ノベリス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(74)【代理人】
【識別番号】100221501
【弁理士】
【氏名又は名称】式見 真行
(72)【発明者】
【氏名】オプデンドリース，ブレント
(72)【発明者】
【氏名】パルデシ，ラビンドラ タラチャンド
(72)【発明者】
【氏名】ジャクソン，ショーン
【審査官】國方 康伸
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１９６８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１６９３８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０１７３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１５６３７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２７Ｄ １７／００－９９／００
Ｂ０１Ｆ ２９／００－３３／８７
Ｂ２２Ｄ ３３／００－４７／０２
Ｆ０４Ｂ ９／００－１５／０８
Ｆ０４Ｂ ２３／００－２３／１４
Ｆ２７Ｂ １／００－ ３／２８
Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
回転永久磁石を有するマグネチックスターラーと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能である、ミキサーと
を含み、
前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成され、
前記ミキサーは本体を含み、
前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部と、
を含み、
前記少なくとも１つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ポンプ系。
【請求項2】
前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項１に記載のポンプ系。
【請求項3】
前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、請求項２に記載のポンプ系。
【請求項4】
前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、請求項２に記載のポンプ系。
【請求項5】
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、請求項２に記載のポンプ系。
【請求項6】
前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、請求項１に記載のポンプ系。
【請求項7】
前記縁部は、前記本体の長さに沿って１つ以上のフィンをさらに含む、請求項１に記載のポンプ系。
【請求項8】
金属炉用のポンプ系であって、タンクを含み、
前記タンクは、
溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバと、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
を含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なり、
前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、前記ポンプ系。
【請求項9】
前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、請求項８に記載のポンプ系。
【請求項10】
前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、請求項８に記載のポンプ系。
【請求項11】
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、請求項８に記載のポンプ系。
【請求項12】
回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項８に記載のポンプ系。
【請求項13】
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能である、ミキサーをさらに含む、請求項８に記載のポンプ系。
【請求項14】
前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、請求項１３に記載のポンプ系。
【請求項15】
前記ミキサーは本体を含み、前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部と、
を含み、
前記少なくとも１つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、請求項１３に記載のポンプ系。
【請求項16】
前記縁部は、前記本体の長さに沿って１つ以上のフィンをさらに含む、請求項１５に記載のポンプ系。
【請求項17】
金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、前記ミキサーと、
を含み、
前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部と、
をさらに含み、
前記少なくとも１つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ポンプ系。
【請求項18】
回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項１７に記載のポンプ系。
【請求項19】
前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項１７に記載のポンプ系。
【請求項20】
金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の垂直方向縁部に沿って少なくとも１つの開口部を有する供給路を画定し、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ミキサーと、
を含む、前記ポンプ系。
【請求項21】
回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項２０に記載のポンプ系。
【請求項22】
前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項２０に記載のポンプ系。
【請求項23】
前記垂直方向縁部は、前記本体の長さに沿って位置決めされる１つ以上のフィンをさらに含む、請求項２０に記載のポンプ系。
【請求項24】
金属炉用のポンプ系のためのミキサーであって、縁部を含む本体であって、前記縁部は前記本体の長さに沿って延在する、前記本体と、
前記本体の前記縁部に沿った少なくとも１つのフィンと、
前記本体を少なくとも部分的に通して延在し、前記本体の前記縁部内に画定される少なくとも１つの開口部を含む供給路と、
を含む、前記ミキサー。
【請求項25】
ポンプ系のタンクのタンクチャンバ内の溶解材料を炉から受容することと、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に混合流を発生させることであって、前記混合流を発生させることは、
前記ポンプ系のマグネチックスターラーの永久磁石を回転させて、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成すること、及び
前記溶解材料中に運動を誘起するように前記運動磁場を制御することであって、前記タンクは、前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように前記マグネチックスターラーの上に位置決めされる、前記制御すること、
を含む、前記発生させることと、
前記溶解材料を前記タンクから吐出することと、
前記混合流を発生させながら、前記注入可能な材料を前記溶解材料中に注入することであって、
ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体を少なくとも部分的に通して延在し、前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部を含む供給路を含む、前記下げることと、
注入可能な材料を、前記供給路を通して、前記少なくとも１つの開口部から出し、前記溶解材料中に注入することと、
によって、前記混合流を発生させながら、前記注入可能な材料を前記溶解材料中に注入すること
を含み、
前記タンクは、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含む、方法。
【請求項26】
前記溶解材料中に前記混合流を発生させながら、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料からドロスを除去することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記混合流は二次混合流であり、前記方法は、ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることによって、前記溶解材料中に一次混合流を発生させることをさらに含み、
前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記ミキサーの長さに沿って延在する縁部を含み、前記縁部は１つ以上のフィンを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
前記一次混合流を発生させながら、スクラップ材料を前記タンクチャンバ内に加えることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記流入口から前記流出口に向けた前記溶解材料の流れを促進するように前記タンクチャンバの幾何学的形状を選択することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項30】
前記幾何学的形状を選択することは、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法を選択することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項31】
前記幾何学的形状を選択することは、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法が前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法より小さいように選択することを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の参照
本出願は、２０２０年２月２５日に出願され、「ＭＵＬＴＩ－ＰＵＲＰＯＳＥ ＰＵＭＰ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＭＥＴＡＬ ＦＵＲＮＡＣＥ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国仮出願第６２／９８１，２８２号の利益を主張するものであり、その内容は、参照によりその全体が本明細書に援用されている。
本出願は、２０２０年２月２５日に出願され、「ＭＵＬＴＩ－ＰＵＲＰＯＳＥ ＰＵＭＰ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＭＥＴＡＬ ＦＵＲＮＡＣＥ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国仮出願第６２／９８１，２８２号の利益を主張するものであり、その内容は、参照によりその全体が本明細書に援用されている。
【0002】
本出願は、金属炉に関し、さらに特に、金属炉用のポンプに関する。
【背景技術】
【0003】
典型的な金属炉は、溶解した金属などの溶解材料を保持する封入されたメインチャンバを含み、溶解状態を維持するのに十分な熱を生成する発熱体を含む。溶解材料を鋳造機に注ぎ、金属インゴットを製造することができる。場合によっては、チャージウェル、及びポンプウェルを備えた別個のポンプがメインチャンバと流体連通している。通常、ポンプは構成要素を含み、この構成要素は、溶解材料に直接接触して溶解材料を循環させる。特に、ポンプは、溶解材料を金属炉のメインチャンバから引き出し、次に溶解材料をチャージウェルに押し込み、金属炉のメインチャンバ内に戻すことができる。金属スクラップは、スクラップが溶解して溶解材料の一部となるチャージウェル内の溶解材料中に導入されることができる。チャージウェルがインペラを含むことが一般的であり、インペラは、チャージウェル内で回転して、溶解材料中に導入されるスクラップの混合及び浸漬を促進する。別個のドロスウェルは、チャージウェルとメインチャンバとの間に設けられることができ、ドロスがドロスウェル内の溶解材料の上面から採取されることができてから、メインチャンバに再循環される。
【発明の概要】
【0004】
本特許が包含する実施形態は、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、多様な実施形態の高次の概要であり、以下の発明を実施するための形態の項にさらに説明する概念のいくつかを紹介している。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。主題は、本特許の明細書全体、いずれかのまたは全ての図面、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。
【0005】
ある特定の実施形態によれば、金属炉用のポンプ系は、タンク及びマグネチックスターラーを含む。タンクは、溶解材料などの流体を受容するように構成されるタンクチャンバを含む。タンクは、マグネチックスターラーの上で、かつマグネチックスターラーがタンクチャンバの外側にあるように位置決めされる。マグネチックスターラーは、回転永久磁石を含み、マグネチックスターラーは、タンクチャンバ内の溶解材料中に運動磁場を生成して、溶解材料中の運動を誘起するように構成される。
【0006】
いくつかの実施形態によれば、金属炉用のポンプ系は、タンクチャンバ、流入口、及び流出口を含むタンクを含む。タンクチャンバは、溶解材料などの流体を受容するように構成される。流入口は、タンクチャンバと流体連通しており、タンクチャンバに入る溶解材料にタンクチャンバへの流路を画定する。流出口は、タンクチャンバと流体連通しており、タンクチャンバを出る溶解材料にタンクチャンバからの流路を画定する。流入口に近接するタンクチャンバの横断寸法は、流出口に近接するタンクチャンバの横断寸法とは異なる。
【0007】
さまざまな実施形態によれば、金属炉用のポンプ系は、タンク及びミキサーを含む。タンクは、溶解材料などの流体を受容するように構成されるタンクチャンバを含む。ミキサーは、選択的に、タンクチャンバ内に位置決め可能であり、タンクチャンバから取り外し可能であり、ミキサーは、本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む本体を含む。
【0008】
いくつかの実施形態によれば、金属炉用のポンプ系は、タンク及びミキサーを含む。タンクは、溶解材料などの流体を受容するように構成されるタンクチャンバを含む。ミキサーは、選択的に、タンクチャンバ内に位置決め可能であり、タンクチャンバから取り外し可能であり、ミキサーは本体を含み、本体は、本体の垂直方向縁部に沿って少なくとも１つの開口部を有する供給路を画定する。ミキサーは、供給路及び少なくとも１つの開口部を介してタンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される。
【0009】
ある特定の実施形態によれば、金属炉用のポンプ系のミキサーは、縁部が本体の長さに沿って延在する本体、本体の縁部に沿った少なくとも１つのフィン、及び少なくとも部分的に本体を通して延在し、本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部を含む供給路を含む。
【0010】
さまざまな実施形態によれば、方法は、炉から、ポンプ系のタンクのタンクチャンバ内の溶解材料を受容することを含む。また、方法は、タンクチャンバ内の溶解材料中に混合流を発生させることを含む。いくつかの例では、混合流を発生させることは、ポンプ系のマグネチックスターラーの永久磁石を回転させて、タンクチャンバ内の溶解材料中に運動磁場を生成すること、及び溶解材料中に運動を誘起するように運動磁場を制御することを含む。この方法は、溶解材料をタンクから吐出することを含み得る。
【0011】
本明細書に記載されているさまざまな実施態様は、追加のシステム、方法、特徴、及び利点を含むことができ、これらは必ずしも本明細書で明示的に開示することはできないが、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば、当業者には明らかであろう。すべてのそのようなシステム、方法、特徴、及び利点が、本開示の中に含まれ、かつ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【0012】
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】
【0013】
【図1】本開示の実施形態による、金属炉及びポンプ系を備えた金属溶解設備の図である。
【図2】本開示の実施形態による、金属溶解設備のポンプ系の斜視図である。
【図8】本開示の実施形態によるポンプ系のタンク及びマグネチックスターラーの側面図である。
【図10】本開示の実施形態によるポンプ系の斜視図である。
【図12】本開示の実施形態による、ポンプ系を備えたサイドウェル溶解炉の概略図である。
【図13】本開示の実施形態による、ポンプ系を備えたデュアルチャンバ炉の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示の実施形態の主題は、法定要件を満たすために特異性をもって本明細書に説明されているが、この説明は、必ずしも特許請求の範囲を限定することを意図していない。特許請求された主題は、他の方法で具現化され得、異なる要素またはステップを含み得、他の既存のまたは将来の技術と併せて使用され得る。この説明は、個々のステップの順序または要素の配置が明示的に記述されている場合を除き、多様なステップまたは要素の中のまたはそれらの間の特定の順序または配置を暗示するとして解釈されるべきではない。「上へ」、「下へ」、「上部」、「底部」、「左」、「右」、「前部」、及び「背部」などの方向の参照は、とりわけ構成要素及び方向が参照している１つの図（または複数の図）中に示され、説明される向きを参照することを意図している。
【0015】
本明細書で使用される場合、「横断寸法」は、構成要素の最も幅広い部分にわたる寸法を指す。横断寸法が構成要素の形状に依存し得ることが理解されよう。物体の直径は、横断寸法の一例である。したがって、以下の説明は直径を参照し得るが、タンクチャンバ、及び／またはポンプ系の構成要素の形状が限定するものとみなされないことが理解されよう。
【0016】
本明細書に記載されているのは、金属炉用のポンプ系及び関連方法である。ある特定の態様では、ポンプ系は、さまざまな金属を溶解するための溶解設備で利用されることができ、アルミニウムを溶解するための溶解設備に特に適していることができる。いくつかの例では、ポンプ系は、サイドウェル溶解炉またはデュアルチャンバ溶解炉を含むがこれらに限定されないリサイクル溶解炉で利用されることができる。それらのようなリサイクル溶解炉は、さまざまな形態のスクラップ（例えば、ライトゲージ、ミディアムゲージ、及びヘビーゲージ）を処理するように設計されることができる。本明細書に記載のポンプ系は、溶解材料中の金属スクラップの浸漬を改善することにより、金属スクラップの混合及び溶解を改善することができる。また、ポンプ系は、溶解材料中の添加剤（例えば、塩）の浸漬を改善することにより、溶解している間の溶解材料中へのそれらのような添加剤の混合を改善することができる。
【0017】
ポンプ系は、タンク及びマグネチックスターラーを含み得る。タンクはタンクチャンバを含み、溶解した金属などの溶解材料は、タンクチャンバ内に保持され、タンクチャンバを通してポンピングされ得る。マグネチックスターラーは回転永久磁石を含み、タンクは、回転永久磁石によって生成される運動磁場がタンクのタンクチャンバ内の溶解材料中の運動を誘起するようにマグネチックスターラーの上に位置決めされる。
【0018】
また、ポンプ系は、少なくとも１つのミキサーを含むミキサーアセンブリを含み得、少なくとも１つのミキサーは、ポンプ系の特定のプロセスのために選択的に、タンクチャンバ内に位置決め可能であり、タンクチャンバから取り外し可能である。ミキサーは、ミキサーの縁部に沿って少なくとも１つのフィンを備えた本体を有し、この本体は、ミキサーがタンクチャンバ内に下げられるときに溶解材料内で回転する流れを発生させ得る。また、ミキサーは供給路を含み得、この供給路は、本体内に少なくとも部分的に画定され、ミキサーがタンクチャンバ内に下げられるときに塩などの注入可能な材料をタンクチャンバ内に供給するために使用され得る。いくつかの例では、ミキサーは、ポンプ系のいくつかのプロセスのために降下位置にあり得（またはタンクチャンバ内に少なくとも部分的に位置決めされ得）、そしてポンプ系の他のプロセスのために上昇位置（またはタンクチャンバの外側）にあり得る。いくつかの非限定的な例として、ミキサーは、ドロスの採取及び／または一部のポンピングプロセスなどのプロセスのために上昇位置にあってもよく、ミキサーは、金属追加及び／または塩注入などのプロセスのために降下位置にあってもよい。他の例では、ミキサーは、所望の通り、上昇位置及び／または降下位置にあってもよい。
【0019】
本明細書に記載のポンプ系は、同じポンプ系で複数のプロセスを実行することを可能にすることにより、金属炉で使用されることができるよりコンパクトなシステムを提供することができる、及び／または既存の金属溶解設備内により簡単に後付けされることができる。また、ポンプ系は、特定のプロセス中（例えば、特定のポンピングプロセス、塩注入、スクラップ追加などの間）に溶解材料中の可動部品を省略してもよい。
【0020】
図１は、さまざまな実施形態による、金属炉１０２及びポンプ系１０４を含む炉設備１００の一例を示す。金属炉１０２は、加熱され、溶解した金属（例えば、溶解アルミニウム）などの溶解材料の供給源を含むことができる。金属炉１０２は、サイドウェル溶解炉、デュアルチャンバ炉などを含むがこれらに限定されないさまざまなタイプの金属炉であり得る。金属炉１０２からの溶解した金属は、さまざまな鋳造技術によって金属インゴットを製造するために使用され得る。
【0021】
ポンプ系１０４は、タンク１０６、マグネチックスターラー１０８、及びミキサーアセンブリ１１０を含む。タンク１０６はタンクチャンバ１１４を含み、このタンクチャンバは、溶解材料が流入口コンジット１１６を介してタンク１０６に供給され得、タンク１０６から流出口コンジット１１８を介して除去され得るように、流入口コンジット１１６及び流出口コンジット１１８によって金属炉１０２と流体連通している。さまざまな例では、タンクチャンバ１１４の流入口１２２は、溶解材料がタンクチャンバ１１４内で上向き方向にポンピングされるように、タンクチャンバ１１４の流出口１２４の垂直方向位置より下の垂直方向位置にある。
【0022】
タンクチャンバ１１４は、チャンバ壁部１２６を有する。さまざまな例では、タンクチャンバ１１４の流入口１２２に近接するチャンバ壁部１２６の直径などの横断寸法は、タンクチャンバ１１４の流出口１２４に近接するチャンバ壁部１２６の横断寸法とは異なる。図１の例では、流入口１２２に近接するチャンバ壁部１２６の横断寸法は、流出口１２４に近接するチャンバ壁部１２６の横断寸法よりも小さい。ある特定の態様では、少なくとも２つの異なる横断寸法を有するタンクチャンバ１１４は、タンクチャンバ１１４を通して溶解材料の運動をガイドする、及び／または改善することができる。また、少なくとも２つの異なる横断寸法を有するチャンバ壁部１２６は、ドロスの採取点を形成してドロス除去を容易にするように、特定のポンピング速度でタンクチャンバ１１４内の溶解材料の上面の形状（例えば、円錐形状を有する）を作り得る。いくつかの例では、特定のポンピング速度で、チャンバ壁部１２６は、ドロスのために採取点がタンクチャンバ１１４内の溶解材料の上面内に形成されてドロス除去を容易にするように、溶解材料の形状を作る。採取点は、ドロス除去装置（ロボットアーム、アルキメデス螺旋型アセンブリなどであるがこれらに限定されない）を用いてドロス除去を容易にすることができる。また、チャンバ壁部１２６が溶解材料中に渦を発生させ得ると、スクラップが溶解物表面上ではなく溶解物内に浸漬され得ることから、チャンバ壁部１２６は、タンクチャンバ１１４内により良いスクラップの浸漬を提供し得る。そのうえ、チャンバ壁部１２６は、チャンバ壁部１２６によって発生した渦が添加された材料（例えば、塩）を溶解物表面の下に浸漬させ得るため、混合プロセス（例えば、塩注入）中の混合を促進し得ることにより、溶解物表面上での捕捉による塩損失が最小になり得る、または低減し得ると、塩の消費量が少なくなり得る。また、チャンバ壁部１２６は、溶解材料中の混合が改善されるため、ドレン穴部の近くにドレンプラグを必要とせずに溶解材料のポンピングを任意選択で可能にすることにより、本来であればドレンプラグに関連する安全上の危険を低減させ得る。チャンバ壁部１２６の輪郭は、図１では線形として示されるが、他の例では、そうである必要はなく、チャンバ壁部１２６の特定の輪郭は限定するものとみなされるべきではない。チャンバ壁部１２６の幾何学的形状は、タンクチャンバ１１４内の溶解した金属の流れを改善するように、及び／または溶解した金属がチャンバ壁部１２６を上昇して流出口１２４から吐出されることを確保するように、選択され得る。
【0023】
マグネチックスターラー１０８は永久磁石１２０を含み、永久磁石１２０は、運動磁場を生成するように軸を中心に回転可能である。図１の例では、永久磁石１２０は、タンクチャンバ１１４の垂直軸１３０を中心に回転可能であるが、他の例では、永久磁石１２０は、所望の通り任意の軸を中心に回転可能であり得る。単一の永久磁石１２０が示されているが、他の例では、マグネチックスターラー１０８は、軸を中心に各回転可能である複数の永久磁石１２０を含み得る。さまざまな例では、回転永久磁石１２０によって生成される運動磁場がタンクチャンバ１１４内の溶解材料中の運動を誘起することにより、溶解材料を、タンクチャンバ１１４を通して流路に沿ってポンピングし（矢印１２８で表される）、溶解材料を再循環して金属炉１０２に戻すように、タンク１０６は、マグネチックスターラー１０８の上に支持される。
【0024】
ミキサーアセンブリ１１０は、少なくとも１つのミキサー１１２を含み、降下位置と上昇位置との間で可動である（矢印１３２で表される）。さまざまな例では、降下位置中に、少なくとも１つのミキサー１１２は、タンクチャンバ１１４内に少なくとも部分的に、及び／またはタンクチャンバ１１４内の溶解した金属内に少なくとも部分的に位置決めされ得、そして上昇位置中に、少なくとも１つのミキサー１１２は、タンクチャンバ１１４内の溶解した金属の上に、及び／またはタンクチャンバ１１４の外側に位置決めされ得る。ある特定の場合には、ミキサーアセンブリ１１０は、ポンプ系１０４のプロセスに応じて、上昇位置または降下位置にあり得る。いくつかの非限定的な例として、ミキサーアセンブリ１１０は、ある特定のポンピング及び／またはドロス採取プロセスのために上昇位置にあり得、ある特定のスクラップ追加または混合プロセス（塩注入など）のために降下位置にあり得る。
【0025】
ミキサーアセンブリ１１０は、所望の通り任意の数のミキサー１１２を含むことができるので、３つのミキサー１１２が図１に示されているが、ミキサー１１２の数は限定するものとみなされるべきではない。複数のミキサー１１２が含まれる場合、ミキサー１１２は、ミキサー１１２が上昇位置と降下位置との間で一斉に可動であるように、共通基部１３４を介して相互連結されてもよい、またはそれと一体化して形成されてもよい。他の例では、各ミキサー１１２は、上昇位置と降下位置との間で、別のミキサー１１２に対して独立して可動であり得る。
【0026】
ミキサー１１２は、タンクチャンバ１１４の垂直軸１３０に対してさまざまな角度をなすことができる。さまざまな態様では、垂直軸１３０に対するミキサー１１２の角度は、タンクチャンバ１１４内の溶解材料の回転流特性を少なくとも部分的に制御し得る。図１の例では、ミキサー１１２は、垂直軸１３０に実質的に平行であるが、他の例では、垂直軸１３０に実質的に平行である必要はない。いくつかの非限定的な例として、他の場合には、１つ以上のミキサー１１２は、垂直軸１３０に対して約１５°、約３０°、約４５°、約６０°などの角度をなし得る。複数のミキサー１１２が利用される場合、垂直軸１３０に対する１つのミキサー１１２の角度は、垂直軸１３０に対する別のミキサー１１２の角度と同じであってもよい、または異なってもよい。場合によっては、ミキサー１１２は、垂直軸１３０に対してそれぞれの角度で固定され得る。ただし、他の例では、１つ以上のミキサー１１２は、ミキサー１１２が所望の通り垂直軸１３０に対してある角度で位置決めされ得るように調整可能であり得る。
【0027】
図７を参照して以下でより詳細に論じられるように、各ミキサー１１２は、タンクチャンバ１１４内の溶解材料中にさまざまな注入可能な材料（例えば、塩）を加えるために使用され得る供給路を有し得る。さまざまな例では、ミキサー１１２が供給路を備えることで、注入可能な材料が溶解材料の溶解物表面の下に加えられることができると、金属表面上での捕捉による塩損失が最小になり得、塩消費量が少なくなり得る。さらに、または代替に、そのうえ図７を参照して以下でより詳細に論じられるように、各ミキサー１１２は、溶解材料内に回転流を発生させるようにミキサー１１２の縁部に沿って１つ以上のフィンを有し得る。さまざまな例では、降下位置にあるミキサー１１２は、タンクチャンバ１１４内でそれらのおおまかな位置を維持することができる（例えば、それらはタンクチャンバ１１４内で静止していてもよい）。以下でより詳細に論じられるように、タンクチャンバ１１４内で（例えば、マグネチックスターラー１０８によって）流れる溶解材料は、ミキサー１１２の周りで流れることができ、ミキサー１１２の周りの溶解材料の流れは、溶解した金属内にさらなる回転流を発生させることができる。
【0028】
図２～７は、さまざまな実施形態によるポンプ系２０４の別の例を示す。ポンプ系２０４は、ポンプ系１０４と実質的に同様であり、タンク２０６、マグネチックスターラー２０８、及びミキサーアセンブリ２１０を含む。
【0029】
マグネチックスターラー２０８は、マグネチックスターラーと実質的に同様であり、回転可能な永久磁石を含む（示された図には見えない）。
【0030】
図４に最もよく示されるように、難分解性材料２３６はタンク２０６を支持することができ、さまざまな被覆材料２３８（例えば、鋼板または他の適切な材料）はタンク２０６及び難分解性材料２３６を封入することができる。図５及び図６に最もよく示されるように、タンクチャンバ２１４のチャンバ壁部２２６の輪郭は、図１のチャンバ壁部１２６の輪郭とは異なり、流入口２２２に近接するチャンバ壁部２２６の部分と、流出口２２４に近接するチャンバ壁部２２６の部分との間で非線形である。タンクチャンバ１１４と同様に、流入口２２２に近接するタンクチャンバ２１４の横断寸法は、流出口２２４に近接するタンクチャンバ２１４の横断寸法よりも小さい。さまざまな例では、流入口２２２に近接する縮小した横断寸法を有するタンクチャンバ２１４は、流入口２２２から流出口２２４へのタンクチャンバ２１４を通した溶解材料の流れを促進し得る、及び／または改善し得る。前述されるように、タンクチャンバ２１４のチャンバ壁部の幾何学的形状は、タンクチャンバ２１４内の溶解した金属の流れを改善するように、及び／または溶解した金属がチャンバ壁部を上昇して流出口から吐出されることを確保するように、選択され得る。タンクチャンバ２１４のチャンバ壁部の幾何学的形状が溶解材料中に渦を発生させることができることで、溶解物内のスクラップの浸漬が改善されること、タンクを通して溶解した金属の流れが改善されること（例えば、ポンピングが改善されること）、タンクチャンバ内の溶解材料の混合が改善されること（及びタンクチャンバ内の金属凝固が減少すること）、及び／または溶解物中でのスクラップ及び／または他の注入可能な材料の混合が改善されることができる。
【0031】
タンク１０６と比較して、タンク２０６は、タンクチャンバ２１４の流出口２２４及びタンクチャンバ２１４の追加の流入口２４２と流体連通している追加のチャンバ２４０をも含む。ある特定の任意選択の例では、タンクチャンバ２１４を出る溶解材料の少なくとも一部は、追加のチャンバ２４０に迂回し、追加の流入口２４２を介して再循環してタンクチャンバ２１４内に戻され得る。他の例では、追加のチャンバ２４０は省略されてもよい。
【0032】
図２～４及び図７に最もよく示されるように、ミキサーアセンブリ１１０と同様に、ミキサーアセンブリ２１０は、３つのミキサー２１２を含む。ミキサー２１２のそれぞれは、支持体２５２上に任意選択で支持される本体２４６を含む。さまざまな例では、本体２４６は、ミキサー２１２が降下位置と上昇位置との間で可動であるように、支持体２５２に沿って可動であるが、他の例では、本体２４６は支持体２５２に対して固定される（すなわち、可動ではない）。図示される例では、本体２４６は、支持体２５２に対して固定される。他の例では、支持体２５２は省略され得、そしてさまざまな他の適切な装置または機構は、所望の通り本体２４６を支持する、及び／または位置決めするために利用され得る。本体２４６は、第一縁部２４８、及び第一縁部２４８とは反対側の第二縁部２５０を有する。第一縁部２４８及び第二縁部２５０は、本体２４６の長さに沿って延在することができる。
【0033】
図７に最もよく示されるように、さまざまな例では、第二縁部２５０は、１つ以上のフィン２５６を含み得る。フィン２５６は、本体２４６と一体化して形成されてもよい、またはさまざまな適切な機構を介して本体２４６に結合される別個の構成要素であってもよい。図７の例では、第二縁部２５０は７つのフィン２５６を含むが、フィン２５６の数は限定するものとみなされるべきではない。同様に、フィン２５６の形状、輪郭、またはパターンは、限定するものとみなされるべきではない。ミキサー２１２がタンクチャンバ２１４内の溶解材料中に下げられるとき、フィン２５６は溶解材料中に乱流及び／または回転流を発生することができることにより、タンクチャンバ２１４を通して流れる溶解した金属の混合及び／またはポンピングの増加がもたらされることができる。さまざまな態様では、フィン２５６によって発生する回転流は、ミキサー２１２上のフィン２５６の数、フィン２５６の輪郭もしくはパターン、ミキサーアセンブリ２１０を備えたミキサー２１２の数、タンクチャンバ２１４の垂直軸に対するミキサー２１２の角度、垂直軸に対するフィン２５６を備えた第二縁部２５０の向き（例えば、第二縁部２５０が半径方向内向き、半径方向外向き、時計回りの周方向、反時計回りの周方向などに面する）、またはミキサーアセンブリ２１０の他の特徴、のうちの１つ以上を制御することによって制御され得る。
【0034】
さらに、または代替に、各ミキサー２１２は供給路２５８を含み得、この供給路は、本体２４６を少なくとも部分的に通して延在し、本体２４６によって画定される１つ以上の開口部２６０と流体連通している。さまざまな例では、開口部２６０は、溶解材料の流れの内の前縁部または側面ではない本体２４６の縁部または側面（例えば、本体２４６の後縁部）内に画定され得る。図２～７の例では、開口部２６０は、本体２４６の第二縁部２５０内に画定される。開口部２６０及び／または供給路２５８の数、形状、位置、及び輪郭は、限定するものとみなされるべきではない。例えば、他の場合には、各開口部２６０は、開口部２６０のために共通の供給路２５８を有するのではなく、専用の供給路２５８を有することができる。供給路２５８は、塩を含むがこれに限定されない注入可能な材料が供給路２５８及び開口部２６０を介して溶解材料中に選択的に供給され得るように、注入可能な材料の供給源２６２と流体連通していてもよい。複数のミキサー２１２を有する例では、ミキサー２１２のすべては供給路２５８及び開口部２６０を含んでもよい、またはミキサー２１２のサブセットは供給路２５８及び開口部２６０を含んでもよい。いくつかの非限定的な例では、ミキサー２１２が降下位置にあるときに、注入可能な材料は溶解材料に供給され得る。
【0035】
また、ミキサーアセンブリ２１０は、ドロス除去装置２４４を含む。ドロス除去装置２４４は、タンクチャンバ２１４内の溶解材料からドロスを除去するために任意の適切な装置または機構であり得る。図２～７の例では、ドロス除去装置２４４はロボットアームであるが、他の例では、ドロス除去装置２４４は他の任意の適切な装置であり得る。別のドロス除去装置２４４の非限定的な例は、アルキメデス螺旋型アセンブリを含む。
【0036】
図８及び９は、タンク８０６及びマグネチックスターラー８０８を備えたポンプ系８０４の一部の別の例を示す。図示されていないが、ミキサーアセンブリ１１０またはミキサーアセンブリ２１０と同様のミキサーアセンブリは、ポンプ系８０４と共に利用されることができる。
【0037】
タンク８０６は、追加のチャンバ２４０が省略されていることを除いて、タンク２０６と実質的に同様である。図９に最もよく示されるように、タンク２０６と同様に、タンク８０６のタンクチャンバ８１４のチャンバ壁部８２６の輪郭は、流入口８２２に近接するチャンバ壁部８２６の部分と、流出口８２４に近接するチャンバ壁部８２６の部分との間で非線形である。タンクチャンバ２１４及びタンクチャンバ１１４と同様に、流入口８２２に近接するタンクチャンバ８１４の横断寸法は、チャンバ壁部８２６がタンクチャンバ８１４の上面からタンクチャンバ８１４の底面に向けて狭くなるように、流出口８２４に近接するタンクチャンバ８１４の横断寸法よりも小さい。
【0038】
ポンプ系１０４及びポンプ系２０４と同様に、ポンプ系８０４のマグネチックスターラー８０８は軸を中心に回転可能な１つ以上の永久磁石を含み、マグネチックスターラー８０８は、回転永久磁石によって生成される運動磁場がタンク８０６のタンクチャンバ８１４内の溶解材料中の運動を誘起するように、タンク８０６より下に位置決めされる。
【0039】
図１０及び１１は、タンク１００６、マグネチックスターラー１００８、及びミキサーアセンブリ１０１０（図１１から省略されている）を備えたポンプ系１００４の別の例を示す。ポンプ系１００４は、炉１００２と流体連通している。タンク１００６は、前述のタンクと同様であり、流入口１０２２に近接するチャンバ壁部１０２６の部分と流出口１０２４に近接するチャンバ壁部１０２６の部分との間で非線形である輪郭を有するチャンバ壁部１０２６を含む。流入口１０２２に近接するタンクチャンバ１０１４の横断寸法は、チャンバ壁部１０２６がタンクチャンバ１０１４の上面からタンクチャンバ１０１４の底面に向けて狭くなるように、流出口１０２４に近接するタンクチャンバ１０１４の横断寸法よりも小さい。ミキサーアセンブリ１１０と同様に、ミキサーアセンブリ１０１０は、３つのミキサー１０１２を含み、ミキサー１０１２が溶解材料内に少なくとも部分的にあるように上昇位置と降下位置との間で可動である。
【0040】
図１２は、主炉室１２０３を含むサイドウェル溶解炉１２０２を備えたポンプ系１２０４の一例を示す。１つ以上のバーナー１２０７または他の適切な発熱体は、溶解状態を生成するために設けられる。ポンプ系１２０４は、前述のポンプ系と実質的に同様であり、輪郭が流入口１２２２と流出口１２２４との間で非線形であるチャンバ壁部を有するタンク１２０６を含む。流入口１２２２に近接するタンクチャンバの横断寸法は、チャンバ壁部がタンクチャンバの上面からタンクチャンバの底面に向けて狭くなるように、流出口１２２４に近接するタンクチャンバの横断寸法よりも小さい。図１２には示されていないが、ポンプ系１２０４は、マグネチックスターラー及びミキサーアセンブリをも含む。溶解材料の流れは矢印１２０５で表され、流路は、主炉室１２０３からタンク１２０６へ、そして主炉室１２０３に戻るか、さらなる処理に向かうかいずれかであり得る。図１２に示されるように、金属スクラップ（矢印１２１１で表される）及び／または注入可能な材料（矢印１２０９で表される）などのさまざまな材料は、溶解プロセス中に加えられることができる。既存のサイドウェル溶解炉と比較して、ポンプ系１２０４を備えたサイドウェル溶解炉１２０２は、タンク１２０６内で渦が発生すると、スクラップが溶解物表面上ではなく溶解物の内部に浸漬され得るため、スクラップ１２１１のより良い浸漬を促進し得る。塩または他の注入可能な材料１２０９が同様により良く、溶解物表面の下に浸漬され、混合されることで、溶解物表面上での捕捉による塩の損失が最小にされ得ると、塩の消費量が少なくなり得る。タンク１２０６を用いて溶解材料の混合及びポンピングが改善されるため、ドレンプラグは任意選択で省略され得る。
【0041】
図１３及び１４は、スクラップチャンバ１３１３及び加熱チャンバ１３１５を含むデュアルチャンバ炉１３０２を備えたポンプ系１２０４の一例を示す。金属スクラップ１３１７（図１４を参照）は、スクラップチャンバ１３１３内に（金属スクラップ１２１１に加えて）導入され得る。溶解材料の流れは矢印１３０５で表され、流路は、スクラップチャンバ１３１３から加熱チャンバ１３１５へ、タンク１２０６へ、そしてスクラップチャンバ１３１３に戻ることができる。既存のデュアルチャンバ炉と比較して、ポンプ系１２０４を備えたデュアルチャンバ炉１３０２は、スクラップ１２１１及び／または他の注入可能な材料１２０９のより良い浸漬を促進し得る。また、デュアルチャンバ炉１３０２は、ポンプ系１２０４が開口系であり得、構成要素がより容易にアクセス可能であるため、既存のデュアルチャンバ炉と比較してより容易に洗浄され得る。
【0042】
図１に戻り参照すると、ポンプ系１０４を用いて溶解材料を処理する方法も提供される。ポンプ系１０４が参照されるが、特に明記されない限り、以下の説明がポンプ系２０４及びポンプ系８０４、または他のポンプ系に等しく適用可能であることが理解されよう。
【0043】
この方法は、タンク１０６のタンクチャンバ１１４内の炉１０２から溶解材料を受容することを含み得る。溶解材料を受容することは、回転または混合流がタンクチャンバ１１４内で発生するように、マグネチックスターラー１０８の永久磁石１２０を回転させることによって、溶解材料を炉１０２から流入口コンジット１１６及び流入口１２２を通してタンクチャンバ１１４内に引き込むことを任意選択で含み得る。
【0044】
さまざまな例では、この方法は、流入口１２２から流出口１２４にタンクチャンバ１１４を通して溶解材料の流れを制御することを含む。さまざまな態様では、溶解材料の流れを制御することは、永久磁石１２０の回転速度、永久磁石の回転軸、永久磁石の数、及び／またはタンクチャンバ１１４のチャンバ壁部１２６の輪郭のうちの１つ以上を制御することを含み得るが、これに限定されない。場合によっては、チャンバ壁部１２６の輪郭は、流入口１２２に近接するタンクチャンバ１１４の横断寸法が流出口１２４に近接するタンクチャンバ１１４の横断寸法よりも小さくなるように制御される。
【0045】
いくつかの任意選択の例では、この方法は、ドロス用のタンクチャンバ１１４内の溶解材料の上面内に採取点が形成され、ドロスの除去を容易にするようにマグネチックスターラー１０８を制御することによって溶解材料の流れを制御することを含む。この方法は、ドロス除去装置を使用して、溶解材料が流出口１２４からポンピングされる前に、溶解材料からドロスを除去することを含み得る。
【0046】
さまざまな例では、方法は、ミキサー１１２が少なくとも部分的に溶解材料内にあるように、ミキサーアセンブリ１１０の１つ以上のミキサー１１２を上昇位置から降下位置まで下げることを含み得る。ある特定の態様では、方法は、タンクチャンバ１１４に対するミキサー１１２の位置を実質的に維持することを含む（例えば、ミキサー１１２はタンクチャンバ１１４内で静止している）。
【0047】
ある特定の例では、各ミキサー１１２の本体の縁部は、１つ以上のフィンを含み得、１つ以上のフィンが溶解材料内に位置決めされると、溶解材料内に乱流及び／または追加の混合流（マグネチックスターラー１０８によって発生する流れに加えて）が発生し得る。任意選択で、方法は、ミキサー１１２上のフィンの数、フィンの輪郭もしくはパターン、ミキサーアセンブリ１１０を備えたミキサー１１２の数、タンクチャンバ１１４の垂直軸１３０に対するミキサー１１２の角度、もしくは垂直軸１３０に対するフィン１を備えた縁部の向き、またはミキサーアセンブリ１１０の他の特徴のうちの１つ以上を制御することにより、ミキサー１１２のフィンによって発生する追加の混合流を制御することを含み得る。
【0048】
いくつかの例では、方法は、ミキサー１１２が降下位置にある間に、タンクチャンバ１１４内の溶解材料にスクラップ材料を加えることを含み得る。さまざまな例では、方法は、ミキサー１１２が降下位置にある間に、注入可能な材料（塩などであるがこれに限定されない）を溶解材料中に注入することを含み得る。ある特定の態様では、注入可能な材料を注入することは、注入可能な材料を各ミキサー１１２の本体内に画定される供給路に供給することと、注入可能な材料を、供給路を通して、各ミキサー１１２の本体内に画定される１つ以上の開口部から出すように指向することとを含み得る。さまざまな場合には、注入可能な材料を注入することは、溶解材料中に注入される注入可能な材料の種類、注入可能な材料の流量もしくは供給速度、各ミキサー１１２の本体内に画定される開口部の数、またはミキサーアセンブリ１１０の他の特徴のうちの少なくとも１つを制御することを含み得る。ある特定の態様では、方法は、スクラップ材料を加えた後、及び／または注入可能な材料を注入した後、ミキサーアセンブリ１１０を降下位置から上昇位置まで上昇させることを含み得る。
【0049】
本明細書に記載された概念による、さまざまな例示的な実施形態のさらなる説明を提供する 「例示」として明示的に列挙された少なくともいくつかを含む、例示的な実施形態の集合体が以下に提供される。これらの例示は、相互に排他的、網羅的、または限定的であることを意図するものではなく、本開示は、これらの例の例示に限定されるのではなく、むしろ発行された特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内の全ての実現可能な修正形態及び変形形態を包含する。
【0050】
例示１．金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、回転永久磁石を含むマグネチックスターラーとを含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して前記溶解材料中に運動を誘起するように構成される、前記ポンプ系。
【0051】
例示２．前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、をさらに含み、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0052】
例示３．前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0053】
例示４．前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0054】
例示５．前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0055】
例示６．選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0056】
例示７．前記ミキサーは本体を含み、前記本体は、前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0057】
例示８．前記ミキサーは本体を含み、前記本体は、前記本体の少なくとも一部を通して延在する供給路と、前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部とを含み、前記少なくとも１つの開口部は前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0058】
例示９．前記縁部は、前記本体の長さに沿って１つ以上のフィンをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0059】
例示１０．金属炉用のポンプ系であって、タンクを含み、前記タンクは、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバと、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口とを含み、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、前記ポンプ系。
【0060】
例示１１．前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0061】
例示１２．前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0062】
例示１３．前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0063】
例示１４．前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0064】
例示１５．回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0065】
例示１６．選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0066】
例示１７．前記ミキサーは本体を含み、前記本体は、前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0067】
例示１８．前記ミキサーは本体を含み、前記本体は、前記本体の少なくとも一部を通して延在する供給路と、前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部とを含み、前記少なくとも１つの開口部は前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0068】
例示１９．前記縁部は、前記本体の長さに沿って１つ以上のフィンをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0069】
例示２０．金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーとを含み、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って１つ以上のフィンを含む、前記ポンプ系。
【0070】
例示２１．回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0071】
例示２２．前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、をさらに含み、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0072】
例示２３．前記本体は、前記本体の少なくとも一部を通して延在する供給路と、前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部とをさらに含み、前記少なくとも１つの開口部は前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0073】
例示２４．金属炉用のポンプ系であって、溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の垂直方向縁部に沿って少なくとも１つの開口部を有する供給路を画定し、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも１つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ミキサーとを含む、前記ポンプ系。
【0074】
例示２５．回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0075】
例示２６．前記タンクは、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、をさらに含み、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0076】
例示２７．前記垂直方向縁部は、前記本体の長さに沿って位置決めされる１つ以上のフィンをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載のポンプ系。
【0077】
例示２８．金属炉用のポンプ系のミキサーであって、本体の長さに沿って延在する縁部を備えた前記本体、前記本体の前記縁部に沿った少なくとも１つのフィン、及び少なくとも部分的に前記本体を通して延在し、前記本体の前記縁部内に画定される少なくとも１つの開口部を含む供給路を含む、前記ミキサー。
【0078】
例示２９．炉から、ポンプ系のタンクのタンクチャンバ内の溶解材料を受容することと、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に混合流を発生させることであって、前記混合流を発生させることは前記ポンプ系のマグネチックスターラーの永久磁石を回転させて前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成すること、及び前記溶解材料中に運動を誘起するように前記運動磁場を制御することを含み、前記タンクは、前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように前記マグネチックスターラーの上に位置決めされる、前記発生させることと、前記溶解材料を前記タンクから吐出することと、を含む、方法。
【0079】
例示３０．前記溶解材料中に前記混合流を発生させながら、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料からドロスを除去することをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0080】
例示３１．前記混合流は二次混合流であり、前記方法は、ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることによって、前記溶解材料中に一次混合流を発生させることをさらに含み、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記ミキサーの長さに沿って延在する縁部を含み、前記縁部は１つ以上のフィンを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0081】
例示３２．前記一次混合流を発生させながら、前記タンクチャンバ内にスクラップ材料を加えることをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0082】
例示３３．ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体を少なくとも部分的に通して延在し、前記本体の縁部内に画定される少なくとも１つの開口部を含む供給路を含む、前記下げることと、注入可能な材料を、前記供給路を通して、前記少なくとも１つの開口部から出して、前記溶解材料中に注入することと、によって前記混合流を発生させながら、前記注入可能な材料を前記溶解材料中に注入することをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0083】
例示３４．前記流入口から前記流出口に向けて前記溶解材料の流れを促進するように前記タンクチャンバの幾何学的形状を選択することをさらに含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0084】
例示３５．前記幾何学的形状を選択することは、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法を選択することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0085】
例示３６．前記幾何学的形状を選択することは、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法が前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法より小さいように選択することを含む、先行または後続の例示または例示の組み合わせのいずれかに記載の方法。
【0086】
上記の態様は、実施態様の単なる可能な例であり、本開示の原理を明確に理解するために単に記述されている。本開示の趣旨及び原理から実質的に逸脱することなく、上述の実施形態（複数可）に多くの変形及び修正を加えることができる。そのような全ての修正及び変形は、本開示の範囲内で本明細書に含まれることが意図され、要素またはステップの個々の態様または組み合わせに対する全ての考えられる請求は、本開示によって裏付けられることが意図される。さらに、特定の用語が本明細書及び以下の特許請求の範囲で使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、説明された実施形態または以下の特許請求の範囲を限定する目的ではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】