KR0175545B1 - Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치 - Google Patents

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Abstract

Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트를 육성장치에 관한 것으로, 적어도 원료공급가이드, 주도가니 및 보조도가니를 구비한 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 있어서, 상기 원료공급가이드는 구동수단에 연결되어 보조도가니와 일체로 회전하는 구성이다. 따라서, 통상의 육성 장치에 모터를 장착하여 원료공급가이드와 보조도가니를 회전시킴으로써, 세차운동을 억제하고 육성로 내부온도의 비균일성을 제거하여 잉고트 내부에 트랙이 형성되는 것을 방지하며, 자기적 특성을 향상시키고 가공성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성 장치
본 발명은 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 관한 것으로, 특히 원료공급가이드를 회전시켜 주도가니 회전에 의한 잉고트 상단부위의 세차운동을 억제하고, 잉고트 육성중 주도가니 비회전시 육성로 내부온도의 비균일성을 제거하여 잉고트 내부에 크랙이 형성되는 것을 방지하고, 잉고트 내에 백금혼입이 증대되는 것을 방지하며 온도를 균일하게 유지하여 잉고트 내에 편석이 생기는 것을 방지함으로써 잉고트의 자기적 특성을 향상시킬 수 있는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 관한 것이다.
제1도는 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성 장치의 일반적인 구성은, 상기 제1도에서 나타낸 바와 같이 란탄 크로마이트(Lanthanium Chromate)를 발열체(15)로 사용하여 상용온도 1700℃ 이상까지 올릴 수 있는 전기저항로로서, 수직으로 고착된 직경 80mm의 알루미나 튜브(16)를 이용하여 산소, 질소등의 가스로 육성로내 분위기를 조절할 수 있도록 되어 있다.
단결정 잉고트 육성시 주도가니(11)를 하부에서 지지하고 있는 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)를 이동시킴으로써 원하는 속도로 단결정 잉고트를 육성시킨다.
이 때 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)를 회전시키면 주도가니(11)가 동시에 회전이 가능하다. 다시말해서 단결정 잉고트 육성 초기에 일정량의 A원료(11A)를 주도가니(11)에 용융시킨후 주도가니(11) 아래부에서부터 단결정 육성 속도는 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)의 하강 속도에 의해 조절되게 된다.
또한 조정조절을 위해 일정한 형태의 타블랫(B원료)(11B)이 원료자동공급장치(18)로부터 원료공급가이드(13)를 통해 일정한 속도로 보조도가니(12)에 자동으로 투입되어 용융되도록 제공되어 있다.
이때 원료공급가이드(13)는 상하이동이 가능하나 회전은 불가능 하도록 구성되어 있으며, 원료공급가이드(13)와 보조도가니(12)는 백금와이어로 엮어져 일체형으로 제공된다.
제2도는 종래의 보조도가니를 일부절단하여 나타낸 정면도이다. 이도면에는 상기 주도가니(11)안으로 흘러 낙하할 수 있도록 용융원료 공급구멍(14)이 도시되어 있다.
이러한 구조로 된 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치는, 우선 주도가니(11) 안에 결정 육성로의 맨 하단부위에 위치시킨후, 온도자동 제어비례방식에 의해 승온을 시작한다. 원하는 용융온도까지 승온된 후 어느 정도 육성로 내부의 온도분포가 평형 상태에 도달하게 되면 주도가니(11)를 선정된 용융위치에 맞추어 A원료(11A) 용융을 실시한다.
A원료(11A) 및 결정육성용 씨앗(11C)이 완전 용융되면 알루미나 튜브(16)를 통해 일정한 양의 산소를 흘려주면서 결정육성 온도까지 온도를 하강시킨 후 다시 육성로 내부의 온도분포가 평형상태가 될 때까지 유지시킨다.
이후 같은 조건하에 주도가니(11)를 하강시킴으로써 계속적인 단결정 잉고트 육성이 이루어진다. 동시에 일정한 형태의 타블랫(B원료)(11B)이 원료자동 공급장치(18)로부터 원료공급가이드(13)를 통해 일정한 속도로 상기 보조도가니(12)에 자동으로 제공되며, 제공된 타블랫(B원료)(11B)은 보조도가니(12) 안에서 용융되어 보조도가니(12)의 용융원료 공급구멍(14)을 통해 상기 주도가니(11)안으로 흘러 낙하된다. 이때 주도가니(11)는 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)가 회전함에 따라 동일한 속도로 동시에 회전한다.
여기에서 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치의 다른 형태로서 상기 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)가 회전하지 않는 것도 있다.
그런데, 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고코트 육성 장치는, 제3도에 나타낸 바와 같이, 주도가니(11)의 회전에 의한 잉고트 상단부(110)에 세차운동이 발생되어 잉고트(100)의 자기적 특성을 열화시키며, 주도가니(11)가 회전되지 않음에 따라 육성로 내부온도가 불균일하게 분포되어 열에 의한 잉고트 내부에 크랙을 유발시킨다.
또한 원료공급가이드(13)와 보조도가니(12)는 상하 이동은 가능하나 회전이 불가능하므로 열적 불균형에 의한 한방향으로의 용융원료 흐름이 발생되어 용융원료가 용융원료 공급구멍(14)의 여러개 중 몇 개의 구멍만을 통해 주도가니(11)로 흘러 낙하하게된다. 이러한 경우 용융원료 공급구멍(14)의 계속된 침하와 더불어 잉고트내에는 백금 혼입이 증가되며 편석이 생기게 된다.
이러한 백금 혼입과 편석은 단결정 잉고트의 자기적 특성을 열화시킬 뿐만아니라 취약성을 지니게 되어 가공시 깨짐과 자구이탈 등을 동반하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 원료공급가이드를 회전시킴으로써, 주도가니 회전에 의한 잉고트 상단부위에 세차운동이 발생할 가능성을 배제하고, 잉고트 육성중 주도가니 비회전시 육성로 내부온도의 비균일성을 제거하여 잉고트 내부에 크랙이 형성되는 것을 방지하며, 원료공급가이드의 회전으로 보조도가니의 용융원료 공급구멍 일부가 막혀 용융원료가 일부구멍에 편중되어 주도가니에 공급되는 현상으로 말미암아 잉고트 내에 백금혼입이 증대되는 것을 방지하고, 주도가니 원주방향의 온도를 균일하게 유지 잉고트 내에 편석이 생기는 것을 방지함으로써 잉고트의 자기적 특성을 향상시킬 수 있는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치를 제공함에 있다.
제1도는 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
제2도는 종래의 보조도가니를 일부 절단하여 나타낸 정면도.
제3도는 종래의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 있어서의 문제를 설명하기 위한 설명도.
제4도는 종래의 Mn-Zn 페리이트 단결정 잉고트 육성장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
제5도는 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치의 원료 공급가이드를 나타낸 정면도.
제6도는 본 발명의 체결관을 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 주도가니 11A : A원료
11B : 타블랫(B원료) 11C : 결정육성용 씨앗
11C : 결정육성용 씨앗 12 : 보조도가니
13 ; 원료공급가이드 14 : 용융원료 공급구멍
15 ; 발열체 16 : 알루미나 튜브
17 : 주도가니 받침용 알루미나 튜브 18 : 원료자동공급장치
20 : 벨트 21 : 체결관
21a : 상부수나사 21b : 나사구멍
30 : 산소/질소가스 투입구멍 40 : 호퍼
42 ; 연결체 44 : 암나사
100 : 잉고트 110 : 상단부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치는, 적어도 원료공급가이드, 주도가니 및 보조도가니를 구비한 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 있어서, 상기 원료공급가이드는 구동수단에 연결되어 보조도가니와 일체로 회전하는 구성이다.
상기 구성에서, 구동수단은 모터이고 풀리 및 이 풀리에 걸쳐진 벨트에 의하여 동력을 전달하며, 상기 원료공급가이드와 보조도가니는 백금와이어로 엮어져 일체로 구성되고, 상기 모터는 분당 1~10rpm의 회전속도이며, 상기 원료공급가이드와 모터는, 체결과 분리가 용이하도록 상부수나사 및 4개의 나사구멍이 형성되어 있는 체결관을 이용하여 체결하며, 상기 원료공급가이드는, 상부가 지름이 큰 연결관으로 되어있고 이 연결관의 외주면에는 등간격으로 4개의 연결구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
따라서, 통상의 육성장치에 모터를 장착하여 원료공급가이드와 보조도가니를 회전시킴으로써, 세차운동을 억제하고 육성로 내부온도의 비균일성을 제거하여 잉고트 내부에 크랙이 형성되는 것을 방지하며, 자기적 특성을 향상시키고 가공성을 증대시키는 효과가 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
종래설명과 같은 부품에 대해서는 동일부호를 붙여 설명함으로써 설명상의 번잡함을 피하고자 한다.
본 발명의 가장 큰 특징은 원료공급가이드(13)를 모터(19)와 연결하여 원료공급가이드(13)와 보조도가니(12)를 일체로 하여 회전하는 장치를 제공한다는 점이다.
제4도는 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이 도면에서 부호 19a는 모터풀리, 30은 상기 알루미나 튜브(16)의 하단에 형성된 산소/질소가스 투입구멍, 40은 원료투입을 위한 호퍼이다.
상기 모터(19)는 동력전달수단으로서 통상의 벨트(20)를 이용하고 있고, 상기 원료공급가이드(13)와 모터(19)는 벨트(20)로 연결되어 모터(10)로 부터의 동력을 원료공급가이드(13)에 전달하며, 원료공급가이드(13)와 보조도가니(12)는 백금와이어로 엮어져 일체로 구성되므로 동시 회전이 가능하게 한다.
이때 상기 모터(19)는 분당 1~10rpm의 회전 속도인 것이 바람직하며 또 수동 및 자동조절이 가능한 것을 채택하면 더욱 좋다.
또한 상기 원료공급가이드(13)는 자유로운 체결과 분리가 용이하도록 상기 제5도 및 제6도에 나타낸 바와 같이 체결관(21)이 제공되고, 체결관(21)의 상부수나사(21a) 부분과 육성로에 고정장착된 모터(19) 연결체(42)의 암나사(44)가 나사결합되도록 되어 있다.
제4도 및 제5도에서 부호 13a는 연결관, 13b는 이 연결관(13a)에 형성된 4개의 연결구멍을 나타낸다.
따라서, 상기 체결관(21)의 상부사나사(21a) 부분은 육성로에 고정장칙된 모터(19) 연결부 암나사(44)에 수동으로 장착과 분리가 가능하며, 체결관(21)의 하부수나사(21a)는 4개의 나사구멍(21b)이 마련되어 상기 원료공급가이드(13)의 연결관(13a)에 형성된 4개의 연결구멍(13b)에 끼워지게 된다.
이때 보조도가니(12)의 회전반경을 최소화하기 위해 육성로에 고정장착된 모터(19) 연결체(42)의 암나사(44), 체결관(21), 원료공급가이드(13), 보조도가니(12)는 수직으로 연결이 가능하도록 구성된다.
이러한 구성으로 된 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치는, 우선 주도가니(11) 안에 결정 육성용 씨앗(11C)과 일정량의 A원료(11A)를 투입시키고, 이 주도가니(11)를 상기 주도가니 받침용 알루미나 튜브(17)에 장착시켰기 때문에, 이 주도가니(11)를 육성로의 맨 하단부위에 위치시킨 후, 온도자동 제어비례방식에 의해 승온을 시작한다.
원하는 용융온도까지 승온된 후 어느 정도 육성로의 맨 하단부위에 위치시킨 후, 온도자동 제어비례방식에 의해 승온을 시작한다. 원하는 용융온도까지 승온된 후 어느 정도 육성로 내부의 온도분포가 평형 상태에 도달하게 되면 주도가니(11)를 선정된 용융위치에 맞추어 A원료(11A) 용융을 실시한다.
A원료(11A) 및 결정육성용 씨앗(11C)이 완전 용융되면 알루미나 튜브(16)를 통해 일정한 양의 산소를 흘려주면서 결정육성 온도까지 온도를 하강시킨 후 다시 육성로 내부의 온도분포가 평형상태가 될 때가지 유지시킨다.
이후 같은 조건하에 주도가니(11)를 하강시킴으로써 계속적인 단결정 잉고트 육성이 이루어진다. 동시에 일정한 형태의 타블랫(B원료)(11B)은 보조도가니(12) 안에서 용융되어 보조도가니(12)의 용융원료 공급구멍(14)을 통해 주도가니(11) 안으로 흘러 낙하된다. 이와 동시에 상기 모터(19)가 회전을 하게 되고, 모터(19)로부터 벨트(20)를 통해 동력을 전달받은 원료공급가이드(13)도 회전을 한다. 동시에 보조도가니(12)가 회전을 하게 되므로 용융원료는 용융원료 공급구멍(14)을 통해 주도가니(11)로의 원주형태의 분무낙하를 하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 의하면, 통상의 육성장치에 모터를 장착하여 원료공급가이드와 보조도가니를 회전시킴으로써, 종래의 주도가니 회전에 의한 잉고트 상단부위에 세차운동이 발생할 가능성을 배제하고, 보조도가니 안의 용융원료가 주도가니로의 낙하시 원주형태의 분무낙하를 하게 되므로 잉고트 육성중 주도가니 비회전시 육성로 내부온도의 비균일성을 제거하여 잉고트 내부에 크랙이 형성되는 것을 방지한다.
또한 원료공급가이드 회전으로 보조도가니의 용융원료 공급구멍 일부가 막혀 용융원료가 일부구멍에 편중되어 주도가니에 공급되어서 잉고트 내에 백금혼입을 증대시키는 것을 방지하고, 주도가니 원주방향의 온도를 균일하게 유지 잉고트 내에 편석이 생기는 것을 방지함으로써 잉고트의 자기적 특성을 향상시키고, 잉고트 가공시 자구이탈을 방지하고 가공성을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 적어도 원료공급가이드, 주도가니 및 보조도가니를 구비한 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치에 있어서, 상기 원료공급가이드는 구동수단에 연결되어 보조도가니와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은 모터이고 풀리 및 이 풀리에 걸쳐진 벨트에 의하여 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 원료공급가이드와 보조도가니는 백금와이어로 엮어져 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 원료공급가이드와 모터는, 체결과 분리가 용이하도록 상부수나사 및 4개의 나사구멍이 형성되어 있는 체결관을 이용하여 체결된 것을 특징으로 하는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원료공급가이드는, 상부가 지름이 큰 연결관으로 되어 있고 이 연결관의 외주면에는 등간격으로 4개의 연결구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 Mn-Zn 페라이트 단결정 잉고트 육성장치.
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