KR100197910B1 - 전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 용해 주조시 슬래그 층과 용해된 금속내의 불순물의 반응에 의하여 용해된 금속으로부터 분리된 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 상기 슬래그 층내에 기체를 주입하여 슬래그와 용해된 금속과의 접촉 면적을 증대시키고 불순물에 운동성을 전달하여 슬래그 층 상부로 이동하게 하게 하는 것임을 특징으로 하는 전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법을 제공한다.

Description

전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법

본 발명은 전극 용해 주조법에서 소모성 전극이 용해된 용해 금속내의 불순물을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 슬래그 층내에 기체를 주입하여 불순물 제거를 촉진하는 전극 용해 주조시 불순물 제거 방법에 관한 것이다.

도1은 종래 기술에 의한 불순물 제거 촉진 방법을 설명하는 도면이다.

전극 용해 주조법은 고정판(15)위에 설치된 주형(11)의 내부에 목적하는 성분으로 제조된 용해용 소모 전극(10)을 장입하고 미리 용해된 슬래그를 주입하여 슬래그 층(12)을 형성한 후 전극(10)에 전류를 흐르게 한다. 전류가 흐르면 고정판(15)과 전극(10) 사이에 주입된 용해된 슬래그 층(12)에 의하여 전류의 흐름이 차단되어 전극(10)의 선단부에서 주울열이 발생되고 이로 인하여 전극(10)이 가열되어 용해된다. 전극(10)의 선단부에서 용해된 금속은 물방울 모양의 형상을 지니고 높은 표면적으로 인하여 내부의 불순물을 표면으로 이동시킨다. 용해된 금속은 슬래그 층(12)을 통과하면서 슬래그 성분과 반응하여 불순물이 제거되어 고순도의 높은 용융 금속을 얻을 수 있게 된다. 용융된 금속은 하부에 집적되어 일정한 형태의 용해 금속 풀(13)을 형성하고 상부 방향으로 일방향 응고된다. 일방향 응고가 진행되면서 하부 고정판(15)이 아래로 이동되면서 목적하는 제품의 형상이 완성된다.

종래에 전극 용해 주조법에서는 용해된 금속에 함유된 불순물을 효과적으로 제거하기 위한 다양한 방법들이 시도되었다. 특히, 슬래그 층(12)이 적정수준으로 형성되어 유지되지 아니하면 용해된 금속내의 불순물이 슬래그와 완전히 반응되기 전에 응고 금속내로 집적될 염려가 있다. 종래에는 슬래그 층(12)과 용해된 금속내의 불순물의 반응성을 높이기 위한 방법으로서 기체 주입관(16)을 통하여 슬래그 층(12)위에 아르곤 기체 등을 투입하여 슬래그의 산화를 방지하거나, 또는 산화에 의한 슬래그의 조성 변화를 억제하기 위하여 용해된 슬래그를 투입하는 방법을 사용하여왔다. 그러나, 이러한 종래 기술에 의한 불순물 제거 촉진 방법은 비용이 많이 드는 것이 비하여 그 효과가 미비한 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점을 제거하기 위한 것으로서, 전극 용해 주조시 용해된 금속내의 불순물과 슬래그 층의 반응을 활발하게 하여 금속내의 불순물 제거를 효과적으로 수행하기 위한 방법을 제공하는데 있다.

도1은 종래 기술에 의한 불순물 제거 촉진 방법을 설명하는 도면,

도2는 본 발명에 의한 불순물 제거 촉진 방법을 설명하는 도면.

* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20 : 용해용 소모 전극11, 21 : 주형

12, 22 : 슬래그 층13, 23 : 용해 금속 풀

14, 24 : 주물15, 25 : 고정판

16, 26 : 기체 주입관 27 : 주입 기체

28 : 부상된 불순물

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극 용해 주조시 슬래그 층과 용해된 금속내의 불순물의 반응에 의하여 용해된 금속으로부터 분리된 불순물을 제거하는 방법에 있어서, 상기 슬래그 층내에 기체를 주입하여 슬래그와 용해된 금속과의 접촉 면적을 증대시키고 불순물에 운동성을 전달하여 슬래그 층 상부로 이동하게 하게 하는 것임을 특징으로 하는 전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법을 제공한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 불순물 제거 촉진 방법을 설명하는 도면이다.

고정판(25)위에 설치된 주형(21)의 내부에 목적하는 성분으로 제조된 용해용 전극(20)이 장입된 점과 이에 미리 용해된 슬래그를 주입하여 슬래그 층(22)을 형성한 후 전극(20)에 전류를 흐르게 하여 고정판(25)과 전극(20) 사이에 주입된 용해된 슬래그 층(22)에 의하여 전류의 흐름이 차단되어 전극(20)의 선단부에서 발생하는 주울열에 의하여 전극(20)이 용해되는 것은 일반적인 전극 용해 주조법과 동일하다. 또한, 용해된 금속이 슬래그 층(22)을 통과하면서 금속내의 불순물이 슬래그 층(22)과의 반응에 의하여 제거된다.

본 발명에서는 슬래그 층(22)내에 기체 주입관(26)을 삽입하고 이를 통하여 슬래그 층(22) 안으로 기체를 주입한다. 주입 기체(27)는 슬래그 층(22)과 금속의 접촉 면적을 크게 하여 반응을 촉진시키고 또한, 반응에 의하여 형성된 불순물에 운동성을 전달하여 슬래그 층의 상부로 상승시키는데 도움을 준다. 도2는 주입 기체(27)에 의하여 부상된 불순물(28)을 도시하고 있다.

기체 주입관(26)을 통하여 슬래그 층(22) 내부로 주입되는 주입 기체(27)의 양은 소모성 전극(20)의 크기, 주형(21)의 크기, 슬래그 층(22)의 두께 및 하부 고정판(25)의 이동 속도에 따라서 조절된다. 주입되는 기체의 종류로는 아르곤 기체 등의 불순물 흡착성 기체를 사용한다.

본 발명에 의한 전극 용해 주조시 불순물 제거 방법은 기체 주입관을 통하여 슬래그 층 내부에 기체를 주입하여, 주입 기체에 의하여 슬래그와 용해 금속과의 접촉 면적을 증대시키고, 불순물을 슬래그 층의 상부로 부상하는데 도움을 준다. 본 발명에 의한 방법에 의하면, 전극 용해 주조시 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 전극 용해 주조시 슬래그 층과 용해된 금속내의 불순물의 반응에 의하여 용해된 금속으로부터 분리된 불순물을 제거하는 방법에 있어서,

   상기 슬래그 층내에 기체를 주입하여 슬래그와 용해된 금속과의 접촉 면적을 증대시키고 불순물에 운동성을 전달하여 슬래그 층 상부로 이동하게 하게 하는 것임을 특징으로 하는 전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 주입 기체의 양은 소모성 전극의 크기, 주형의 크기, 슬래그 층의 두께 및 하부 고정판의 이동 속도에 따라서 조절되는 것임을 특징으로 하는 전극 용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법.