KR100473468B1 - 합금 잉곳의 연속 분무주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분무주조 동안 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 포함하는 기판을 새로운 기판으로 교체하거나 혹은 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 두 부분으로 절단하여 분리해 주며, 부가적으로 분무주조 동안 수명이 다한 용탕분무부를 실시간으로 교체해 줌으로써 연속 생산이 가능한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 제공한다. 또한, 용탕분무부에 다수개의 가스분무기를 동시에 적용하여 주조속도를 대폭적으로 증가시키고, 또한 기판을 상하로 진동 운동시키거나 혹은 용탕분무부를 상하로 진동 운동시켜서 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부의 전체 영역에 균일하게 적층하도록 한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 제공한다.

Description

합금 잉곳의 연속 분무주조 장치{AN APPARATUS FOR CONTINUOUS SPRAY CASTING OF ALLOY INGOTS}

본 발명은 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 포함하는 기판을 비어있는 새로운 기판으로 교체하거나 혹은 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 두 부분으로 절단하여 분리해 주며, 부가적으로 분무주조 동안 용탕분무부를 실시간으로 교체해 줌으로써 연속 생산이 가능한 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치에 관한 것이다.

분무주조 공정은 금속 혹은 합금 용탕을 고압의 가스로 분무화시킨 후, 낙하하는 미세한 액적 스프레이를 반응고 상태에서 하부의 기판위에 적층시켜 합금 성형체를 제조할 수 있는 최신 합금 주조 방법이다. 이때 기판의 형상 및 운동에 따라서 봉상, 관상 혹은 판상의 합금 성형체를 제조할 수 있다. 일반적으로 봉상 잉곳 성형체를 얻기 위해서는 기판을 회전시키고 잉곳 성형체가 성장함에 따라 기판을 일정한 속도로 하강시킨다.

도 1은 미국특허 제4,697,631호(1987)와 미국특허 제4,938,275호(1990)에 개시된 합금 잉곳 성형체의 분무주조 장치를 설명한 도면이고, 도 2는 종래의 분무주조 장치에서 이용하는 스캐닝 가스분무기(Scanning gas atomizer)만을 확대하여 도시한 것이다. 금속 혹은 합금 용탕(1)이 턴디쉬(2) 하부의 용탕 오리피스(3)를 통해 하부로 흘러 나올 때 고압가스 공급관(5)과 연결된 가스분무기(6)에서 고속의 가스 제트(7)가 분출되어 그 가스분무기를 관통하여 낙하하는 용탕 줄기(4)를 미세한 액적 스프레이(8)로 분무화시킨다. 액적 스프레이는 기판(10)의 수직 방향과 일정한 경사각을 가지고 낙하하다가 결국은 기판 위에 적층하며 이 때 액적 스프레이가 기판 위의 전체 영역에 골고루 분포하도록 기판을 회전시킨다. 기판 위에 액적 스프레이가 균일하게 쌓이게 되면 봉상의 잉곳 성형체(9)로 성장하게 되며 이 때 성형체의 성장속도와 동일한 속도로 기판을 하강시킨다. 이와 같이 적층되는 액적 스프레이의 양과 성형체의 성장속도가 균형을 이루게 되면 일정한 직경을 갖는 길다란 잉곳을 제조할 수 있게 된다. 기판의 하강속도를 감소시키면 잉곳 성형체(9)의 직경을 증가시킬 수 있으나 기판의 하강속도를 지나치게 감소시키면 성형체의 중심부가 오목하게 함몰되어 내부에 조대한 기공이 많이 형성되기 때문에 피해야 한다. 일반적으로 이러한 방법으로 제조할 수 있는 잉곳 성형체의 직경은 150에서 200mm이내로 제한되기 때문에 액적 스프레이가 적층되는 영역을 넓히기 위해서 스캔닝 가스분무기(6)가 사용되고 있다. 여기서, 미설명된 도 1의 부호 11은 분무챔버이고, 부호 12는 기판구동축이다.

도 2는 스캐닝 가스분무기에 대한 개략도로서, 고압가스 공급관(5)을 회전 진동 운동시키면 고압가스 공급관에 고정된 가스분무기(6)가 함께 회전 진동하게 된다. 이러한 회전 진동 운동은 가스 제트(7)의 용탕 줄기(4)에 대한 충돌각의 변화를 발생시켜 액적 스프레이(8)를 좌우로 흔들어 주게 되며 액적 스프레이가 성형체 위에 적층될 때 그 적층 영역을 좀 더 넓게 할 수 있다. 그러나 스캐닝 가스분무기는 용탕 줄기에 대해서 가스 제트의 충돌각이 급격하게 변하기 때문에 가스분무의 효율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 가스분무기의 회전 진동시 용탕 줄기(4)가 가스분무기(6)의 중심에서 벗어나게 되며 분사된 가스 제트(7)가 용탕 줄기(4)와 한 점에 만나지 못하고 넓은 구간에서 충돌하기 때문에 가스분무한 액적 스프레이의 입도 편차가 매우 심하다. 또한 충돌각의 변화와 가스분무기의 회전 진동이 합쳐져 용탕 줄기 주변에 급격한 난류를 생성시켜 배압이 발생할 위험이 크며 이 때문에 용탕 오리피스(3)가 응고되어 막힐 가능성이 있다.

기존의 합금 잉곳의 분무주조 장치는 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이 잉곳의 길이 방향을 기준으로 수직형, 경사형, 수평형의 세가지로 분류할 수 있다. 수직형의 경우(도 3a의 경우) 잉곳의 주조가 용이하나 가스분무기의 분무축을 수직에서 경사지게 해야 하므로 고도의 가스분무 기술이 필요하다. 반면에 경사형의 경우(도 3b의 경우) 분무축이 수직 방향이어서 가장 안정된 가스분무가 수행될 수 있으나 성장하는 잉곳이 경사지게 되어 중력을 고려할 때 대중량 잉곳의 제조가 까다로운 단점이 있다. 수평형(도 3c의 경우)은 분무축이 수직형에 비해서 더욱 수직방향에서 경사지게 되므로 가스분무 제어가 매우 까다로운 반면 한정된 높이에서 수평방향으로 긴 잉곳을 제조할 수 있는 장점이 있으나, 실제로는 수평 방향의 길다란 잉곳 회전체를 균등하게 지지하는 것이 매우 어려운 실정이다. 이와 같은 이유에서 수직형 분무주조 장치가 상업적으로 가장 광범위하게 이용되고 있다.

현재 합금 잉곳의 분무주조 장치에 있어서 잉곳 성형체(9)가 원하는 길이만큼 성장하면 분무주조 조업을 끝내고 분무챔버(11)에서 잉곳을 꺼내는 것으로 1회의 조업을 완결한다. 다음 조업을 위해서는 턴디쉬(2)의 보수, 용탕 오리피스(3)의 교체 및 기판(10)의 교체 등의 준비 작업을 한 후 합금 용탕을 용해하여 다시 가스분무 함으로써 잉곳의 제조를 계속할 수 있다. 이러한 뱃치(Batch) 방식 조업을 통해서는 합금 잉곳의 연속적인 생산이 거의 불가능하기 때문에 기존의 연속주조 혹은 잉곳주조 기술에 비해서 잉곳의 생산속도가 많이 떨어지는 단점이 있다. 분무주조공정을 이용하여 연속적인 합금 잉곳의 생산이 불가능한 가장 큰 요인은 잉곳 성형체(9)의 길이를 분무챔버(11)의 높이 이상으로 크게 할 수 없기 때문에 잉곳이 일정한 수준으로 커지면 조업을 종결해야 한다는 점이다. 물론 성장하는 잉곳을 분무챔버(11)의 바깥으로 빼내면서 분무주조를 계속할 수 있으나 회전하고 있는 잉곳 성형체(9)의 길이를 무한정 길게 하여 주조하는 것은 거의 불가능하다. 이러한 잉곳 성형체의 길이 제한 이외에도 용탕분무부(14)를 구성하고 있는 턴디쉬(2) 및 용탕 오리피스(3) 또한 그 수명을 갖고 있기 때문에 연속 조업을 어렵게 하는 또 다른 요인으로 작용한다. 장시간 가스분무를 하게 되면 용탕 오리피스(3)의 내경이 용탕에 마멸되어 커지게 되고 턴디쉬(2)의 내화물도 열화되어 안전상 문제를 야기하므로 분무 주조 조업을 종료해야 한다. 그러므로 분무주조를 통한 잉곳의 연속 생산 기술의 실현을 위해서는 연속적인 합금 용탕의 공급, 잉곳 성형체의 길이 제한 극복 및 용탕분무부의 수명 한계 극복 등이 이루어져야 한다.

상기한 바와 같이 종래의 합금 잉곳의 분무주조 장치는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

첫째, 일정시간 후 잉곳 성형체가 일정 길이 수준으로 성장했을 때 분무주조 조업을 중단해야 하므로 연속적인 조업이 어렵다.

둘째, 일정시간 후 용탕분무부의 수명에 도달했을 때 분무주조 조업을 중단해야 하므로 연속적인 조업이 어렵다.

세째, 기존의 합금 잉곳의 분무주조 장치는 한번의 잉곳 분무주조 완료 후에 다음 잉곳 제조를 위한 각종 소모품의 교체 및 준비 과정을 거쳐야 하는 뱃치 방식이기 때문에 연속주조 혹은 잉곳주조 공정에 비교해 볼 때 조업 생산성이 낮아 대량 생산에 부적합하다.

네째, 기존의 합금 잉곳의 분무주조 장치는 하나 혹은 두개의 가스분무기를 이용하고 있어 연속주조 혹은 잉곳주조 공정에 비해서 주조속도가 작다.

다섯째, 기존의 스캐닝 가스분무기를 사용함에 있어서, 가스분무의 효율이 낮아 과다한 가스 소모량이 필요하고, 액적 스프레이의 입도가 고르지 않아 잉곳 성형체의 미세조직이 불균일해 질 수 있고, 분사가스 충돌시 난류 및 배압이 발생하여 용탕 오리피스의 응고 막힘을 쉽게 유발하는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 포함하는 기판을 새로운 기판으로 교체하거나 혹은 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 두 부분으로 절단하여 분리해 주며, 부가적으로 분무주조 동안 수명이 다한 용탕분무부를 실시간으로 교체해 줌으로써 연속 생산이 가능한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용탕분무부에 다수개의 가스분무기를 동시에 적용하여 주조속도를 대폭적으로 증가시키고, 또한 기판을 상하로 진동 운동시키거나 혹은 용탕분무부를 상하로 진동 운동시켜서 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부의 전체 영역에 균일하게 적층하도록 한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판을 실시간으로 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳의 분무주조 장치는,

소정의 회전축을 중심으로 회전하고 상기 회전축 방향으로 연속적으로 이동하며 소정의 수평축을 따라 배열된 적어도 두개 이상의 기판;

상기 기판의 상부에 위치하며 턴디쉬 및 가스분무기를 포함하는 용탕분무부;

상기 용탕분무부를 상기 수평축 방향으로 수평이동 시켜서 상기 용탕분무부를 사용하던 기판 위에서 새로운 기판 위로 이동시켜 주는 용탕분무부 수평이동수단 혹은 상기 기판을 상기 수평축 방향으로 수평이동 시켜서 사용하던 기판을 새로운 기판으로 교체시켜 주는 기판 수평이동수단 및;

부가적으로, 상기 기판을 상기 회전축 방향을 따라 진동 운동시키는 기판 진동운동수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 잉곳을 절단 및 분리함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳의 분무주조 장치는,

턴디쉬 및 가스분무기를 포함하며 소정의 수직축을 중심으로 회전 운동하는 용탕분무부;

상기 용탕분무부의 하부에서 상기 수직축을 중심으로 위치하는 더미바;

상기 더미바의 상부에 액적 스프레이가 연속적으로 적층되어 잉곳 성형체로 성장함에 따라 상기 잉곳 성형체를 상기 수직축을 따라 연속적으로 이동시키는 잉곳 성형체 이동수단;

상기 잉곳 성형체가 성장하여 일정 길이 이상 분무챔버의 외부로 나왔을 때 외부에 존재하는 잉곳 성형체의 일정 길이를 절단하여 분리해 주는 잉곳 성형체 절단수단;

부가적으로, 상기 용탕분무부를 상기 수평축 방향으로 수평이동시켜서 사용하던 용탕분무부를 새로운 용탕분무부로 교체할 수 있는 용탕분무부 수평이동수단 및;

부가적으로, 상기 용탕분무부가 상기 수직축을 따라 진동운동할 수 있는 용탕분무부 진동운동수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

[실시예1]

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용탕분무부의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속생산이 가능한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 보여주는 사시도 및 단면도이다. 분무챔버(63) 안에 적어도 두 개 이상의 기판(57)을 소정의 수평축(22)을 따라 나란히 배열한다. 상기 기판(57)은 소정의 회전축(48)을 중심으로 회전하며 상기 회전축 방향을 따라 연속적으로 이동할 수 있다. 상기 기판중의 어느 하나의 상부에는 용탕분무부(31)가 위치하며 상기 용탕분무부는 턴디쉬(27), 용탕오리피스(29), 챔버상단부(37) 및 가스분무기(30)를 포함하고 있다. 또한, 상기 용탕분무부(31)의 하부에는 용탕분무부 지지판(38)이 위치하며 상기 용탕분무부 지지판에는 용탕분무부 수평이동수단(39)이 연결되어 있다. 상기 용탕분무부 이동수단(39)에 의해서 상기 용탕분무부(31) 및 상기 용탕분무부 지지판(38)이 함께 상기 분무챔버(63)의 상부에서 상기 수평축(22) 방향으로 수평이동할 수 있으며 이를 통해서 용탕분무부가 사용하던 기판 위에서 새로운 기판 위로 실시간으로 이동할 수 있다.

상기 챔버상단부(37)는 절두원추면 형상을 갖는 것이 바람직하며 그 위에는 금속 또는 합금 용탕을 수용하는 턴디쉬(27)가 위치하는데 그 형상은 위에서 보았을 때 원형 혹은 사각형 모습이다. 또한, 상기 챔버상단부(37)를 관통하여 적어도 하나 이상의 용탕 오리피스(29)가 고정되어 있으며 상기 용탕 오리피스의 하부마다 가스분무기(30)가 장착되어 있다. 상기 적어도 하나 이상의 가스분무기는 소정의 수직축(21)에 대해 분무경사각(32)이 0도 에서 90도 사이로 분무축(34)이 기판(57)을 향해 있으며 상기 수직축(21)을 중심으로 환상으로 위치하며 장착되어 있다. 상기 가스분무기(30)에서 나온 액적 스프레이(53)를 적층시켜 잉곳 성형체(56)로 성형하기 위해 액적 스프레이가 낙하하는 경로의 소정 위치에 상기 수직축(21)과 상기 회전축(48)이 서로 평행하도록 기판(57)을 위치시킨다. 상기 기판(57)은 상기 회전축(48)을 중심으로 회전 운동하며 동시에 그 회전축을 따라 연속적으로 이동하며 이를 위해 기판 회전모터(66) 및 기판 이동모터(65)가 구비되어 있다.

이하, 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 과정과 연관하여 본 실시예의 구성 및 작용에 대해서 상세히 설명한다.

합금 원료를 아크전기로 혹은 유도용해로에서 용해하여 합금 용탕을 마련한 후, 합금 용탕을 용탕공급수단(혹은 래들)(24)로 이동시켜 보관한다. 상기 래들(24)은 유도가열장치 혹은 아크가열장치 등에 의해서 일정한 온도로 보온되며 그 하부에는 용탕을 유출하는 침지노즐(25)이 장착되어 있다. 상기 침지노즐의 상부에는 스탑퍼 혹은 슬라이딩 게이트와 같은 용탕개폐장치(26)가 마련되어 용탕의 유출 속도를 제어할 수 있다. 상기 용탕개폐장치를 열어 합금 용탕을 하부에 위치한 턴디쉬(27)에 공급한다. 처음에 턴디쉬의 하부에 장착된 용탕 오리피스(29)는 턴디쉬 스탑퍼(28)에 의해서 전부 막혀 있으며, 턴디쉬에 합금 용탕(23)이 공급되어 특정 수위에 도달하면 가스분무기(30)와 연결된 용탕 오리피스(29)의 턴디쉬 스탑퍼(28)가 열리면서 합금 용탕이 가스분무기를 관통하여 유출된다. 이때 가스분무기(30)의 하부에서 합금 용탕이 고속의 가스 제트(36)에 의해서 분말화되어 액적 스프레이(53) 상태로 낙하하게 된다. 가스분무를 위한 고압가스는 가스 공급관(도면 미도시)을 통해서 공급되고, 상기 가스 공급관과 연결된 가스분무기 케이스(33)가 챔버상단부(37)의 바깥쪽에서 안쪽으로 방사선 방향으로 다수개 들어가 중심에서 서로 만난다. 상기 가스분무기(30)는 상기 가스분무기 케이스(30)의 소정 위치를 관통하도록 장착하여 고정시킨다.

상기 기판(57)은 분무주조 초기에 가스분무기(30)와 소정의 거리를 유지하게 하여 위치시키며 낙하하는 액적 스프레이(53)를 균일하게 적층시키기 위해서 회전축(48)을 중심으로 회전을 한다. 액적 스프레이가 적층되어 잉곳 성형체(56)를 형성함에 따라 잉곳 성형체 상단부(55)와 가스분무기(30)와의 평균 거리를 일정하게 유지하게 하기위해 기판(57)은 연속적으로 하강하게 된다. 상기 잉곳 성형체(56)를 부착한 기판(57)이 회전축(48)을 중심으로 회전하면서 동시에 회전축을 따라 이동하기 위해서 기판 회전모터(66)와 기판 이동모터(65)를 장착한다. 길이 방향으로 길게 홈이 가공된 내측 스프라인 샤프트(Internal spline shaft)(67)를 기판 회전모터(66)의 중심축에 연결하고 내측 스프라인 샤프트가 관통된 상태에서 상하 이동을 할 수 있는 외측 스프라인 샤프트(External spline shaft)(68)을 설치한다. 외측 스프라인 샤프트(68)는 기판(57)과 고정되어 있으며, 기판 회전모터(66)가 회전할 때 내측 스프라인 샤프트(67), 외측 스프라인 샤프트(683), 기판(57) 및 잉곳 성형체(56)가 동시에 함께 회전 하게 된다. 또한, 기판 이동모터(65)를 회전시키면 체인(69)을 통해서 다수개의 체인 스프라켓(70)으로 회전 운동이 전달되고 각 체인 스프라켓에 연결된 나선봉(72)이 동시에 회전하게 된다. 나선봉의 회전 운동은 너트 플레이트(71)의 상하 직선운동으로 바뀌게 되며 그 상부에 장착된 기판 구동축(60), 외측 스프라인 샤프트(68), 기판(57) 및 잉곳 성형체(56)가 일체가 되어 상하로 이동하게 된다. 특히, 외측 스프라인 샤프트(68)는 내측 스프라인 샤프트(67)와 함께 회전하면서 상하로 서로 미끄러질 수 있기 때문에 기판(57)에 회전 운동을 전달하면서 동시에 상하로 이동할 수 있다. 상기와 같이 기판이 회전하면서 회전축을 따라 하강하기 때문에 기판 위에 회전축 방향을 따라 긴 잉곳 성형체를 제조할 수 있다.

기존의 합금 잉곳의 분무주조 장치에 있어서, 합금 용탕이 연속적으로 공급될 수 있다고 하더라도 잉곳 성형체(56)의 길이를 분무챔버(63)의 높이 이상으로 크게 할 수 없기 때문에 잉곳이 일정한 수준으로 커지면 조업을 종결해야 한다. 즉, 잉곳 성형체가 일정 길이만큼 성장하면 분무주조 조업을 끝내고 분무챔버에서 잉곳을 꺼내는 것으로 1회의 조업을 완결한다. 다음 조업을 위해서는 턴디쉬(27)의 보수, 용탕 오리피스(29) 및 기판(57)의 교체 등의 다음 조업에 대한 준비 작업을 마친 후 다시 합금 용탕을 용해하여 가스분무함으로써 잉곳의 분무주조를 계속할 수 있다. 이와 같이 분무챔버의 높이를 무한정 크게 할 수 없고, 또한 잉곳 성형체를 회전하면서 그 길이를 매우 길게 제어하기 힘들기 때문에 기존의 분무주조 장치는 연속 조업이 거의 불가능했다.

그러나, 본 발명의 경우 잉곳 성형체의 길이가 일정 길이 이상으로 성장했을 때 용탕분무부가 잉곳 성형체가 부착된 기판에서 새로운 비어있는 기판 쪽으로 실시간으로 이동함으로써 분무주조 조업을 연속적으로 행할 수 있다. 분무챔버(63) 안에 적어도 두개 이상의 기판(57)을 수평축(22) 방향을 따라서 배열한다. 기판 중의 하나는 잉곳 성형체의 제조에 사용하고 나머지 기판들은 예비적인 것으로 다음 조업을 대기한다. 각 기판이 위치한 분무챔버의 영역은 챔버 분할도어(76)에 의해서 균등하게 분할되어 있다. 도 4 및 도 5의 경우 두개의 기판을 배열한 것을 예로 한 것으로, 분할챔버 A 위에 용탕분무부(31)가 위치하고 있고 그 하부의 기판(57) 위에서 잉곳 성형체(56)가 성장하는 것을 도시하고 있다. 상기 잉곳 성형체가 소정의 길이 이상으로 성장하게 되면 상기 용탕분무부를 분할챔버 B 쪽으로 수평축 방향을 따라서 수평이동시켜서 새로운 기판 위에서 분무주조를 계속 수행한다. 이러한 용탕분무부(31)의 수평 이동은 용탕분무부 지지판(38)의 운동에 의해서 수행되며, 용탕분무부 수평이동수단(39)이 용탕분무부 지지판(38)과 결합되어 수평 운동을 제어한다. 상기 용탕분무부 수평이동수단은 유압 실린더(40)를 적용하는 것이 가장 간단하여 바람직하며 유압 샤프트(41)의 좌우 운동에 의해서 용탕분무부를 수평 이동시킬 수 있다.

도 4 및 도 5를 참고로 하여 본 발명의 용탕분무부의 수평이동에 의한 기판 교체 방법에 대해서 상세히 설명하고자 한다. 분할챔버 A에서 잉곳 성형체(56)가 분무주조되고 있고 분할챔버 B에는 비어있는 기판(57)이 분무주조 초기 높이로 설정된 상태로 대기하고 있다. 분할챔버 A에서 잉곳 성형체(56)가 일정 길이 이상으로 성장하게 되면 분무챔버(63)의 중앙에 있는 챔버 분할도어(76)를 개방한 후 용탕분무부(31)를 우측으로 이동시킨다. 용탕분무부가 분할챔버 B쪽으로 넘었을 때 바로 챔버 분할도어(76)를 닫아 분할챔버 B를 폐쇄하고 분할챔버 B에 위치한 새로운 기판 위에 잉곳 성형체를 형성시켜 성장시킨다. 분할챔버 B에서 잉곳 성형체를 분무주조하는 동안 분할챔버 A의 잉곳 제거용 전면도어(도면에 미표시)을 개방하여 잉곳을 분무챔버의 밖으로 제거한다. 또한, 분할챔버 A에 새로운 기판을 장착한 후 기판이 분무주조 초기 높이에 위치하도록 설정하여 다음의 기판 교체를 위해 대기한다. 상기 챔버 분할도어(76)는 분무챔버(63)를 각 기판(57)이 위치하는 영역으로 분할하며, 잉곳을 분무챔버 외부로 제거할 때 분무주조가 수행되고 있는 분할챔버 영역을 외부 공기와 차단하는 역할을 한다. 또한, 상기 용탕분무부(31)가 수평이동할 때 그 상부에 위치한 용탕공급수단(24)도 함께 움직여야 한다. 또다시 잉곳 성형체가 일정 길이 이상으로 성장하면 용탕분무부를 분할챔버 B에서 분할챔버 A쪽으로 수평 이동시키고 다시 분무주조 조업을 계속하게 된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 분무주조 잉곳을 연속적으로 제조할 수 있다.

용탕분무부를 구성하는 턴디쉬 내화물 및 용탕 오리피스는 상당히 긴 수명을 갖고 있기 때문에 용탕분무부의 수평이동에 의해서 제조할 수 있는 잉곳 성형체의 양은 충분히 많다고 할 수 있다. 그러나, 일반적으로 용탕 오리피스(29)는 그 내경을 관통하여 합금 용탕이 흐르고 있기 때문에 용탕 침식이 일어나 그 내경이 불균일해 질 수 있으며, 또한 용탕 및 가스에 의한 반복적인 열충격에 의해서 균열이 발생하게 되어 내구성이 급격히 나빠질 수 있다. 이와같이 용탕 오리피스의 내경이 불균일하게 커지거나 또는 내구성이 불안정해지면 계속해서 사용하는 것이 매우 위험하기 때문에 분무주조 조업을 중단해야 한다. 때로는 합금 용탕안에 혼재되어 있던 비금속 개재물등이 용탕 오리피스의 내경에 축적되고 결국 그 내경이 막혀서 용탕이 더 이상 유출되 못하기 때문에 분무주조 조업을 중단해야 하는 경우도 있다. 이와 같이 용탕 오리피스가 열화되거나 막혀버리게 되는 시점이 분무주조 한 조업당 생산할 수 있는 최대량을 결정하게 된다. 그러나 본 발명의 경우 용탕분무부를 수평축 방향을 따라 다수개 배열하여 준비하고 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산량을 더 한층 증가시킬 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 용탕분무부의 실시간 교체가 가능한 분무주조장치를 보여주고 있다. 용탕분무부 지지판(38) 위에 수평축(22)을 따라 용탕분무부(31)를 다수개 배열하여 장착한다. 도 6의 경우 3개의 용탕분무부를 장착한 경우를 도시한 것으로 용탕분무부 b에서 가스분무가 수행되고 있다. 이때 용탕분무부 b는 분할챔버 A와 분할챔버 B 사이를 수평 왕복 이동하여 분무주조 조업을 진행한다. 만일 용탕분무부 b의 수명이 다한 경우 용탕공급수단(24)의 용탕개폐수단(26)을 이용하여 합금 용탕이 용탕분무부로 유입되지 못하게 막는다. 그후, 예비로 대기하던 용탕분무부 a 혹은 용탕분무부 c 중의 어느 하나를 사용하고자 하는 분할챔버 위로 수평이동 시키고 용탕공급수단을 통해서 합금 용탕을 공급한 후 분무주조 조업을 계속 진행한다. 용탕분무부의 교체를 위한 수평이동은 상기 용탕분무부 수평이동수단(39)에 의해서 수행된다. 즉, 상기 용탕분무부 수평이동수단(39)은 기판의 교체를 위한 용탕분무부의 수평이동에 사용되고, 부가적으로 용탕분무부의 교체를 위한 용탕분무부의 수평이동에도 함께 사용된다. 수명이 다한 용탕분무부 b는 바로 보수작업에 들어가 턴디쉬 내화물의 보수 혹은 교체, 용탕 오리피스의 교체를 행한 후 또다시 예비적인 용탕분무부로 다음 조업을 대기하게 된다. 또한, 기판의 교체를 위한 용탕분무부의 수평이동과 용탕분무부의 교체를 위한 용탕분무부의 수평이동에 대한 시점를 서로 같도록 조정하면 교체에 따른 조업의 불연속이 최소화 되어 연속적인 분무주조가 더욱 용이하다.

본 발명의 경우, 다수개의 가스분무기를 동시에 사용하기 때문에 분무주조 속도를 하나의 가스분무기를 사용하는 경우보다 사용된 가스분무기의 수량만큼 생산속도를 증가시킬 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 수직축(21)을 중심으로 하여 다수개의 가스분무기(30)를 환상으로 배열하기 때문에 다수개의 가스분무기를 위치시킬 공간이 충분하여 다수개의 가스분무기 설치에 매우 유리하다. 본 발명에 있어, 다수개의 가스분무기의 적용은 주조 속도를 증가시키는 효과 이외에도 액적 스프레이(53)가 잉곳 성형체 상단부(55) 위에 적층되는 영역을 확대할 수 있는 장점을 갖고 있다. 다수개의 가스분무기를 동시에 적용하는 방법은 각 가스분무기로부터 유출된 액적 스프레이가 성형체 상단부에 적층되는 반경 위치를 설정하는 방식에 따라서 다음과 같이 두 가지로 대별할 수 있다.

첫째, 가스분무기(30)의 각각으로부터 생성된 액적 스프레이(53)가 잉곳 성형체 상단부(55)에서 그 중심에 대해서 동일한 반경 위치에 충돌하도록 상기 가스분무기(30)의 위치 및 분무경사각(32)을 조정하는 것이다. 이와 같이 동일한 반경 위치에 적층하게 하는 가스분무기의 위치와 분무경사각의 조합은 무수히 많다. 그 중에서 도 7에 도시한 방법은 가스분무기(30)를 수직축(21)을 중심으로 하는 동심원 상에 동일한 원주각마다 하나씩 위치시키고 각 가스분무기(30)의 분무경사각(32)을 동일하게 조정하는 것이다. 이때, 기판의 회전축(48)과 상기 수직축(21)을 일치하도록 용탕분무부(31)의 위치를 정하면 각 액적 스프레이(53)는 잉곳 성형체 상단부(55)에서 동일한 반경 위치에 적층하게 된다. 본 방법은 가스분무기의 공간적 배열이 가장 단순하여 적용하기 편리하기 때문에 가장 바람직하다. 도 7은 4개의 가스분무기를 사용하는 것을 예시한 것으로 하나의 가스분무기를 사용하는 경우와 비교할 때 제조되는 잉곳 성형체의 직경을 동일하게 하는 경우 그 주조속도를 4배 정도 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다. 본 방법은 각 액적 스프레이가 상기 수직축 혹은 기판의 회전축에 대해서 대칭적이기 때문에 균일한 직경을 갖는 잉곳의 대량 생산에 적합하다.

둘째, 가스분무기의 각각으로부터 생성된 액적 스프레이(53)가 잉곳 성형체 상단부(55)에서 그 중심에 대해서 서로 다른 반경 위치에 충돌하도록 가스분무기(30)의 위치 혹은 분무경사각(32)을 조정하는 것이다. 이와 같이 각 가스분무기에서 유출된 액적 스프레이를 서로 다른 반경 위치에 적층시킴으로써 동일한 반경 위치에 적층 시킨 경우에 비해서 훨씬 대구경의 잉곳 성형체를 제조할 수 있다. 각 가스분무기의 위치와 분무경사각을 조절하여 각 액적 스프레이가 서로 다른 반경 위치에 적층할 수 있는 방법은 무수히 많다. 그 중에서도 도 8에 도시한 바와 같이, 분무경사각(32)이 동일한 가스분무기(30)를 상기 수직축(21)을 중심으로 동심원 상에 위치시키면서도 적층되는 반경 위치를 조절할 수 있는 방법이 가장 단순하고 용이하다. 즉, 도 7의 가스분무기의 배열 상태를 그대로 유지하고 부가적으로 상기 수직축(21)을 기판의 회전축(48)에 대해서 화살표로 표시한 것처럼 소정 거리만큼 수평방향으로 벗어나게 위치시킨 후 가스 분무함으로써 잉곳 성형체 상단부(55)의 서로 다른 반경 위치에 각각의 액적 스프레이(53)를 적층시킬 수 있다. 이러한 방법은 도 7의 단순한 가스분무기 배열 상태를 적용하고도 기판에 대한 용탕분무부의 수평이동 혹은 용탕분무부에 대한 기판의 수평이동에 의해서 잉곳 성형체의 직경을 용이하게 조절 할 수 있는 장점이 있다.

잉곳 성형체 상단부의 전체 영역에서 액적 스프레이가 균일하게 적층하기 위해서는 각 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부에서 적층되는 반경 위치를 적절하게 조절하고 잉곳 성형체가 회전함에 따라 원주 방향으로의 액적 스프레이의 질량 분포를 균등하게 해주면 된다. 그러나 좀 더 대구경을 갖는 잉곳을 제조하고자 할 경우에는 부가적으로 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향을 따라서 액적 스프레이의 질량 분포를 제어할 필요가 있다. 즉 액적 스프레이의 적층 영역(54)보다 액적 스프레이가 적층해야만 하는 반경 영역이 더욱 크다면 액적 스프레이를 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향으로 직선 왕복 운동시키면 반경 방향으로의 질량 분포를 제어 할 수 있다. 이와 같이 원주 방향과 함께 부가적으로 반경 방향으로 액적 스프레이가 적층되는 질량 분포를 동시에 적당히 조절함으로써 대구경을 갖는 잉곳 성형체 상단부의 모든 위치에서 균일한 성장 높이를 얻을 수 있다.

본 발명의 경우, 회전하는 기판(57)을 그 회전축(48) 방향을 따라 상하로 진동운동 시키는 기판 진동운동수단(77)을 부가적으로 장착할 수 있다. 이와같이 기판이 회전축 방향으로 진동 운동하면 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부 위에서 그 중심과 외곽 사이의 범위 내에서 반경 방향으로 직선 왕복 운동하게 된다. 기판의 진동운동은 각 액적 스프레이가 적층되는 영역을 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향으로 확대 시켜주기 때문에 대구경의 잉곳 성형체를 용이하게 제조할 수 있다.

기판 진동운동 수단(77)으로는 진동운동이 가능한 프로파일을 갖는 캠을 이용하는 것이 간단하며 그 외에도 프로그램이 제어된 스테퍼 모터(Stepper Motor) 혹은 프로그램이 제어된 유압 서보 모터 (Hydraulic Servo Motor)등을 사용 할 수 있다. 도 9는 기판 진동운동수단(77)으로 캠을 이용하는 것을 설명하는 것으로, 기판 구동부(61)의 하부에 기판 구동부 전체를 지지하는 기판 진동용 너트플레이트(83)를 설치하며, 상기 기판 진동용 너트플레이트(83)의 하부에 기판 진동용 캠(88)을 설치한다. 상기 캠(88)이 회전을 함으로써 진동용 너트플레이트(83)가 일정한 진폭으로 상하 진동 운동을 하며 이것은 잉곳 성형체(56)를 포함한 기판 구동부 전체를 진동 운동시키게 된다. 상기와 같이 캠을 이용하여 진동운동을 시키는 경우 기계 구조가 매우 간단한 장점이 있는 반면, 그 진동운동의 진폭이 고정되는 단점이 있다. 또한, 도 10은 기판 진동운동수단(77)으로 구동모터을 이용하는 것을 설명하는 것으로, 구동모터와 기타 진동용 부재로 구성된 기판 진동운동수단(77)을 기판 구동부(61)의 하부에 장착하고 있다. 기판 진동용 모터(84)를 회전시킬때 진동용 체인(85)을 통해서 다수개의 진동용 체인 스프라켓(87)으로 회전 운동이 전달되고 각 진동용 체인 스프라켓에 연결된 진동용 나선봉(86)이 동시에 회전하게 된다. 진동용 나선봉(86)의 회전 운동은 기판 진동용 너트플레이트(83)의 상하 진동 운동으로 바뀌게 되며 그 상부에 장착된 기판 구동부(61), 기판(57) 및 잉곳 성형체(56)가 일체가 되어 상하로 운동하게 된다. 이때 기판 진동용 모터(84)의 회전 방향을 일정 시간 간격마다 바꾸어 주면 기판(57)은 일정한 진폭을 갖고 기판의 회전축(48) 방향을 따라 진동 운동을 수행하게 된다. 이때, 회전 방향을 바꾸는 주기를 조정하여 진동운동의 진폭을 제어할 수 있으며, 제조하고자 하는 잉곳 성형체의 직경이 변하더라도 쉽게 대처할 수 있다.

상기와 같이 용탕분무부를 수평이동시켜서 기판을 교체하며, 부가적으로 용탕분무부를 교체함으로써 연속 생산이 가능하며, 이때 용탕분무부에 장착된 다수개의 가스분무기의 위치를 적절히 제어하고 부가적으로 기판을 회전축을 따라 상하 진동운동 시키면 액적 스프레이가 균일하게 적층하여 균질한 잉곳 성형체를 제조할 수 있다.

[실시예2]

도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 기판의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속생산이 가능한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 보여주는 사시도 및 단면도이다. 분무챔버(63) 안에 적어도 두개 이상의 기판(57)을 소정의 수평축(22)을 따라 나란히 배열한다. 상기 기판은 소정의 회전축(48)을 중심으로 회전하며 상기 회전축 방향을 따라 연속적으로 이동할 수 있다. 상기 기판 중의 어느 하나의 상부에는 용탕분무부(31)가 위치하며 상기 용탕분무부는 턴디쉬(27), 용탕오리피스(29), 챔버상단부(37) 및 가스분무기(30)를 포함하고 있다. 또한, 기판 구동부(61)의 하부에는 기판부 지지판(58)이 위치하며 상기 기판부 지지판에는 기판 수평이동수단(75)이 연결되어 있다. 상기 기판 수평이동수단에 의해서 상기 기판부 지지판(58)에 고정된 상기 기판(57)이 상기 분무챔버(63) 안에서 상기 수평축(22) 방향으로 수평이동 할 수 있으며 이를 통해서 사용하던 기판을 새로운 기판으로 실시간으로 교체할 수 있다.

상기 챔버상단부(37)는 절두원추면 형상을 갖는 것이 바람직하며 그 위에는 금속 또는 합금 용탕을 수용하는 턴디쉬(27)가 위치하는데 그 형상은 위에서 보았을 때 원형 혹은 사각형 모습이다. 또한, 상기 챔버상단부를 관통하여 적어도 하나 이상의 용탕 오리피스(29)가 고정되어 있으며 상기 용탕 오리피스의 하부마다 가스분무기(30)가 장착되어 있다. 상기 적어도 하나 이상의 가스분무기는 소정의 수직축(21)에 대해 분무경사각(32)이 0도 에서 90도 사이로 분무축(34)이 기판(57)을 향해 있으며 상기 수직축(21)을 중심으로 환상으로 위치하며 장착되어 있다. 상기 가스분무기(30)에서 나온 액적 스프레이(53)을 적층시켜 잉곳 성형체(56)로 성형하기 위해 액적 스프레이가 낙하하는 경로의 소정 위치에 상기 수직축(21)과 상기 회전축(48)이 서로 평행하도록 기판(57)을 위치시킨다. 상기 기판(57)은 상기 회전축(48)을 중심으로 회전 운동하며 동시에 그 회전축을 따라 연속적으로 이동하며 이를 위해 기판 회전모터(66) 및 기판 이동모터(65)가 구비되어 있다.

본 발명에 있어, 용탕공급수단(24), 턴디쉬(27) 및 가스분무기(30)를 포함하는 용탕분무부(31), 기판(57) 및 그 구동장치를 포함하는 기판 구동부(61)의 구성과 작용은 실시예1과 동일하다. 실시예1은 용탕분무부(31)가 수평이동하는 것이고 실시예2는 기판(57)을 포함하는 기판 구동부(61)가 수평이동한다는 것이 서로 다르다.

이하, 기판 구동부의 수평이동에 의한 기판 교체 과정과 연관하여 본 실시예의 구성 및 작용에 대해서 상세히 설명한다.

기존의 합금 잉곳의 분무주조 장치에 있어서, 합금 용탕이 연속적으로 공급될 수 있다고 하더라도 잉곳 성형체(57)의 길이를 분무챔버(63)의 높이 이상으로 크게 할 수 없기 때문에 잉곳이 일정한 수준으로 커지면 조업을 종결해야 한다. 그러나, 본 발명의 경우 잉곳 성형체의 길이가 일정 길이 이상으로 성장했을 때 상기 기판(57)들을 수평축(22) 방향으로 함께 수평이동시켜서 용탕분무부(31)의 하부에 새로운 비어있는 기판이 위치하도록 함으로써 분무주조 조업을 연속적으로 행할 수 있다. 분무챔버(63) 안에 적어도 두개 이상의 기판(57)을 수평축(22) 방향을 따라서 배열한다. 기판 중의 하나는 잉곳 성형체의 제조에 사용하고 나머지 기판들은 예비적인 것으로 다음 조업을 대기한다. 각 기판이 위치한 분무챔버의 영역은 챔버 분할도어(76)에 의해서 분할되어 있으며, 특별히 챔버 분할도어에 의해서 분할된 분무챔버의 한쪽 끝 영역은 기판 없이 비어 있는 상태이다. 도 11 및 도 12의 경우 두개의 기판을 배열한 것을 예로 한 것으로, 분할챔버 B 위에 용탕분무부(31)가 위치하고 있고 그 하부의 기판(57) 위에서 잉곳 성형체(56)가 성장하는 것을 도시하고 있다. 또한, 분할챔버 A에는 예비로 대기하고 있는 기판(57)이 위치하며 분할챔버 C는 기판이 없이 비어 있다. 상기 잉곳 성형체(56)가 소정의 길이 이상으로 성장하게 되었을 때 상기 기판(57)들을 분할챔버 C 쪽으로 수평축(22) 방향을 따라서 함께 수평이동 시키면 분할챔버 B 안에 예비로 대기하던 기판이 위치하게 되고 잉곳 성형체를 부착한 기판은 분할챔버 C로 이동하게 된다. 이와같이 용탕분무부의 하부에 새로운 기판이 위치하면 그 위에 계속해서 분무주조를 수행할 수 있다. 이러한 기판(57)를 포함한 기판구동부(61)의 수평 이동은 기판부 지지판(58)의 운동에 의해서 수행되며, 기판 수평이동수단(75)이 기판부 지지판(58)과 결합되어 수평 운동을 제어한다. 상기 기판 수평이동수단은 유압 실린더(64)를 적용하는 것이 가장 간단하여 바람직하며 유압 샤프트(41)의 좌우 운동에 의해서 기판이 고정되어 있는 기판부 지지판를 수평 이동시킬 수 있다.

도 11 및 도 12를 참고로 하여 본 발명의 기판 및 기판 구동부의 수평이동에 의한 기판 교체 방법에 대해서 상세히 설명하고자 한다. 분할챔버 B에서 잉곳 성형체(56)가 분무주조 되고 있고 분할챔버 A에는 비어있는 기판(57)이 분무주조 초기 높이로 설정된 상태로 대기하고 있다. 또한, 분할챔버 C는 기판 없이 비어 있는 상태이다. 분할챔버 B에서 잉곳 성형체(56)가 일정 길이 이상으로 성장하게 되면 분무챔버(63)를 분할하고 있는 두개의 챔버 분할도어(76)를 동시에 개방한 후 두개의 기판(57) 및 기판 구동부(61)를 함께 분할챔버 C 쪽으로 이동시킨다. 즉, 분할챔버 A에 있던 예비로 대기하던 기판이 분할챔버 B로 이동하고, 분할챔버 B에 있던 잉곳 성형체를 부착한 기판은 분할챔버 C로 이동하게 된다. 상기 두개의 기판(57)이 분할챔버 B와 분할챔버 C쪽으로 각각 넘어 갔을 때 바로 두개의 챔버 분할도어(76)를 닫아 분할챔버 B를 폐쇄하고 분할챔버 B에 위치한 새로운 기판 위에 잉곳 성형체를 형성시켜 성장시킨다. 분할챔버 B에서 잉곳 성형체를 분무주조하는 동안 분할챔버 C의 잉곳 제거용 전면도어(도면에 미표시)을 개방하여 잉곳을 분무챔버의 밖으로 제거한다. 또한, 분할챔버 C에 새로운 기판을 장착한 후 기판이 분무주조 초기 높이에 위치하도록 설정하여 다음의 기판 교체를 위해 대기한다. 이때 분할챔버 A는 기판 없이 비어 있는 상태를 유지한다. 상기 챔버 분할도어(76)는 분무챔버(63)를 각 기판(57)이 위치하는 영역으로 분할하며, 잉곳을 분무챔버 외부로 제거할 때 분무주조가 수행되고 있는 분할챔버 영역을 외부 공기와 차단하는 역할을 한다. 또한, 분무챔버의 하단부에 위치한 기판부 미끄럼판(78)은 기판 구동부(61)와 결합되어 함께 미끄럼 수평운동을 하며 분무챔버 밖으로 분진이 유출되거나 분무챔버 안으로 외부 공기가 유입되는 것을 방지한다. 또다시 잉곳 성형체가 일정 길이 이상으로 성장하면 이번에는 반대로 두개의 기판을 분할챔버 A와 분할챔버 B로 각각 수평 이동시키고 다시 분무주조 조업을 계속하게 된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 분무주조 잉곳을 연속적으로 제조할 수 있다.

부가적으로, 분무주조 동안 용탕 오리피스가 열화되거나 막혀버리게 될 때 실시예1과 비슷하게 용탕분무부를 수평축 방향을 따라 다수개 배열하여 준비하고 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산량을 더 한층 증가시킬 수 있다. 도 13은 본 발명에 따른 용탕분무부의 실시간 교체가 가능한 분무주조장치를 보여주고 있다. 용탕분무부 지지판(38) 위에 수평축(22)을 따라 용탕분무부(31)를 다수개 배열하여 장착한다. 도 13의 경우 3개의 용탕분무부를 장착한 경우를 도시한 것으로 용탕분무부 b에서 가스분무가 수행되고 있고 분할챔버 B에서 잉곳 성형체(56)가 분무주조 되고 있다. 만일 용탕분무부 b의 수명이 다한 경우 용탕공급수단(24)의 용탕개폐수단(26)을 이용하여 합금 용탕이 용탕분무부로 유입되지 못하게 막는다. 그후, 예비로 대기하던 용탕분무부 a 혹은 용탕분무부 c 중의 어느 하나를 분할챔버 B 위로 수평이동 시키고 용탕공급수단을 통해서 합금 용탕을 공급한 후 분무주조 조업을 계속 진행한다. 용탕분무부의 교체를 위한 수평이동은 용탕분무부 수평이동수단(39)에 의해서 수행되며 그 구성과 작용은 실시예1과 동일하다. 수명이 다한 용탕분무부 b는 바로 보수작업에 들어가 턴디쉬 내화물 보수 혹은 교체, 용탕 오리피스의 교체를 행한 후 또다시 예비적인 용탕분무부로 다음 조업을 대기하게 된다. 또한, 기판의 교체를 위한 기판의 수평이동과 용탕분무부의 교체를 위한 용탕분무부의 수평이동에 대한 시점를 서로 같도록 조정하면 교체에 따른 조업의 불연속이 최소화 되어 연속적인 분무주조가 더욱 용이하다.

본 발명의 경우에도, 다수개의 가스분무기를 동시에 사용하기 때문에 분무주조 속도를 하나의 가스분무기를 사용하는 경우보다 사용된 가스분무기의 수량만큼 생산속도를 증가시킬 수 있다. 도 11에 도시한 바와 같이 상기 수직축(21)을 중심으로 하여 다수개의 가스분무기(30)를 환상으로 배열하기 때문에 다수개의 가스분무기를 위치시킬 공간이 충분하여 다수개의 가스분무기 설치에 매우 유리하다. 또한, 다수개의 가스분무기의 적용은 주조 속도를 증가시키는 효과 이외에도 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부 위에 적층되는 영역을 확대할 수 있는 장점을 갖고 있다. 용탕분무부에 다수개의 가스분무기를 동시에 적용하는 방법은 도 7과 도 8로 설명한 실시예1의 두가지 방법과 동일하다. 첫번째 방법은 가스분무기를 수직축(21)을 중심으로 하는 동심원 상에 동일한 원주각마다 하나씩 위치시키고 각 가스분무기(30)의 분무경사각(32)을 동일하게 조정하며 기판의 회전축(48)과 상기 수직축(21)을 일치하게 하는 것이다. 두 번째 방법은 첫 번째 방법에서 적용한 가스분무기의 배열 상태를 그대로 유지하고 부가적으로 상기 수직축(21)을 기판의 회전축(48)에 대해서 소정 거리만큼 수평방향으로 벗어나게 위치시킨 후 가스 분무함으로써 잉곳 성형체 상단부(55)의 서로 다른 반경 위치에 각각의 액적 스프레이(53)를 적층시킬 수 있는 것이다.

또한, 한층 더 대구경을 갖는 잉곳을 제조하고자 할 때 부가적으로 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향을 따라서 액적 스프레이의 질량 분포를 제어할 수 있다. 즉 액적 스프레이의 적층 영역 보다 액적 스프레이가 적층해야만 하는 반경 영역이 더욱 크다면 액적 스프레이를 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향으로 직선 왕복 운동시키면 반경 방향으로의 질량 분포를 제어 할 수 있다. 이와 같이 원주 방향과 함께 부가적으로 반경 방향으로 액적 스프레이가 적층되는 질량 분포를 동시에 적당히 조절함으로써 대구경을 갖는 잉곳 성형체 상단부의 모든 위치에서 균일한 성장 높이를 얻을 수 있다. 이를 위해, 회전하는 기판(57)을 그 회전축(48) 방향을 따라 상하로 진동운동 시키는 기판 진동운동수단(77)을 부가적으로 장착할 수 있다. 상기 기판 진동운동수단의 구성 및 작용은 도 9과 도 10로 설명한 실시예1과 동일하다.

상기와 같이 기판을 수평이동 시켜서 기판을 실시간으로 교체하며, 부가적으로 용탕분무부를 교체함으로써 연속 생산이 가능하며, 이때 용탕분무부에 장착된 다수개의 가스분무기의 위치를 적절히 제어하고 부가적으로 기판을 회전축을 따라 상하 진동운동 시키면 액적 스프레이가 균일하게 적층하여 균질한 잉곳 성형체를 제조할 수 있다.

[실시예3]

실시예1과 실시예2의 경우 완전히 성장한 잉곳이 부착된 기판을 새로운 기판으로 교체함으로써 잉곳 분무주조에 대한 연속적인 조업이 가능하였다. 그러나, 이러한 기판의 교체를 위해서는 기판을 포함한 기판 구동부가 적어도 두개 이상 필요하며 분무챔버도 분할되어야 하기 때문에 공간적으로 많이 점유하며 구성이 다소 복잡하다. 본 실시예는 성장하는 잉곳 성형체가 일정 길이 이상이 될 때마다 절단하여 외부로 제거하고 그 성형체의 나머지 부분에 계속 적층 시킴으로써 연속 조업이 가능하도록 하기 때문에 기판의 교체가 필요 없으며 구조 또한 단순한 경우이다. 실시예1과 실시예2와 같이 잉곳 성형체가 기판과 함께 회전한다면 조업동안 잉곳 성형체를 절단하여 분리하는 것은 불가능하다. 그러므로 본 실시예의 경우 도 14에 도시한 바와 같이 잉곳 성형체(56)는 회전하지 않고 소정의 수직축(21) 방향으로 이동만 하며, 반면에 가스분무기(30)를 포함하는 용탕분무부(31)가 상기 수직축(21)을 중심으로 회전 운동을 수행한다. 또한 실시예1과 실시예2와 같이 기판을 사용하지 않으며 나중에 길게 성장한 잉곳 성형체(56)가 위치할 부분에 더미바(81)를 장착하여 분무주조를 시작하는 것이 다른 점이다.

도 14 및 도 15은 본 발명에 따른 잉곳 성형체의 절단 및 분리를 통해서 연속생산이 가능한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치를 보여주는 사시도 및 단면도이다. 상기 수직축(21)을 중심으로 사각 혹은 원형 형태로 길게 세워져 고정되어 있는 분무챔버(63)를 가지며, 상기 분무챔버(63)의 윗면은 절두원추면 형상을 갖 챔버상단부(37)로 덮여 있다. 상기 챔버상단부(37) 위에는 금속 또는 합금 용탕을 수용하는 턴디쉬(27)가 위치하며, 상기 챔버상단부를 관통하여 하나 이상의 용탕 오리피스(29)가 고정되어 있으며 상기 각 용탕 오리피스 마다 그 하부에는 가스분무기(30)가 장착되어 있다. 상기 턴디쉬(27), 상기 챔부상단부(37), 상기 용탕 오리피스(29) 및 상기 가스분무기(30)은 용탕분무부(31)를 구성하며, 상기 용탕분무부(31)를 상기 수직축(21)을 중심으로 회전운동 시키기 위한 용탕분무부 회전모터(45)를 구비하고 있다. 또한, 상기 하나 혹은 다수개의 가스분무기(30)는 상기 수직축(21)에 대해 분무경사각(32)이 0도에서 90도 사이이고 상기 수직축(21)을 중심으로 환상으로 위치하고 있다.

액적 스프레이(53)들이 낙하하는 경로의 소정 위치에 상기 수직축(21)과 평행하게 더미바(81)를 위치시킨다. 상기 더미바(81)의 상단면에서 잉곳 성형체가 형성되기 시작하여 길다란 잉곳 성형체(56)로 성장하게 된다. 분무주조 조업이 진행되어 잉곳 성형체가 성장함에 따라서 가스분무기(30)와 잉곳 성형체 상단부(55) 사이의 상대적인 높이를 일정하게 유지하기 위해 잉곳 성형체를 부착하고 있는 더미바(81)를 상기 수직축(21)을 따라 연속적으로 이동시키는 잉곳 성형체 이동수단(79)이 구비되어 있다. 또한 잉곳 성형체(56)가 일정 길이 이상으로 성장 하여 잉곳 성형체의 일부분이 분무챔버(63)의 바깥으로 나왔을 때 잉곳 성형체를 두 부분으로 절단하여 분리시켜 주는 잉곳 성형체 절단수단(80)을 분무챔버의 하부에 장착하고 있다.

이하, 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 과정과 연관하여 본 실시예의 구성 및 작용에 대해서 상세히 설명한다.

합금 원료를 아크전기로 혹은 유도용해로에서 용해하여 합금 용탕을 마련한 후, 합금 용탕을 용탕공급수단(혹은 래들)(24)로 이동시켜 보관한다. 상기 래들(24)은 유도가열장치 혹은 아크가열장치 등에 의해서 일정한 온도로 보온되며 그 하부에는 용탕을 유출하는 침지노즐(25)이 장착되어 있다. 상기 침지노즐의 상부에는 스탑퍼 혹은 슬라이딩 게이트와 같은 용탕개폐장치(26)가 마련되어 용탕의 유출 속도를 제어할 수 있다. 상기 용탕개폐장치(26)를 열어 합금 용탕을 하부에 위치한 턴디쉬(27)에 공급한다. 처음에 턴디쉬의 하부에 장착된 용탕 오리피스(29)는 턴디쉬 스탑퍼(28)에 의해서 전부 막혀 있으며, 턴디쉬에 합금 용탕(23)이 공급되어 특정 수위에 도달하면 가스분무기(30)와 연결된 용탕 오리피스(29)의 턴디쉬 스탑퍼(28)가 열리면서 합금 용탕이 가스분무기(30)를 관통하여 유출된다. 이때 가스분무기의 하부에서 합금 용탕이 고속의 가스 제트(36)에 의해서 액적 스프레이(53)로 분말화 되어 낙하하게 된다. 분무챔버(63)의 상부에는 용탕분무부 지지판(38)이 위치하며 턴디쉬(27), 챔부상단부(37), 용탕 오리피스(29) 및 가스분무기(30)로 구성되어 있는 용탕분무부(31)를 지지하고 있다.

가스분무를 위한 고압가스는 가스 공급관(35)을 통해서 공급되고, 상기 가스 공급관은 가스공급 외접링(92)과 연결되어 있으며 상기 용탕분무부 지지판(38)에 고정되어 있다. 상기 가스공급 외접링(92)은 상기 수직축(21)을 중심으로 하여 환형의 형상을 갖고 있으며 그 안쪽에는 상기 가스공급 외접링과 내접하면서 회전 운동할 수 있는 가스공급 내접링(91)이 위치한다. 상기 가스공급 내접링은 상기 수직축(21)을 중심으로 해서 방사선 방향으로 다수개 갈라져 나온 가스분무기 케이스(33)와 연결되어 있다. 상기 가스분무기 케이스(33)의 소정 위치를 관통한 후 상기 가스분무기(30)를 고정시킨다. 그러므로 가스 공급관(35)으로 공급된 분사가스는 가스공급 외접링(92)을 통과한 후, 상기 수직축(21)을 중심으로 회전하는 가스공급 내접링(91)을 거쳐 가스분무기 케이스(33)로 공급된다. 턴디쉬(27), 챔버상단부(37), 용탕 오리피스(29), 가스분무기 케이스(33) 및 가스분무기(30)는 서로 결합되어 용탕분무부(31)를 구성하며 상기 수직축(21)을 중심으로 회전운동을 한다. 용탕분무부 지지판(38) 위에 용탕분무부(31)를 회전 운동 시키기 위한 용탕분무부 회전모터(45)가 위치한다. 상기 용탕분무부 회전모터(45)가 피니언 기어(47)를 회전시키면 피니언 기어와 맞물려 있는 외접링 기어(46)가 상기 수직축(21)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 외접링 기어(46)는 원형 챔버상단부(37)의 외곽부에 링 형태로 결합되어 있기 때문에 챔버상단부도 함께 회전하게 된다. 이때 챔버상단부(37)는 용탕부분무부(31)의 모든 구성 요소와 결합되어 있기 때문에 용탕분무부 전체가 상기 수직축을 중심으로 회전운동을 하게 된다. 또한, 챔버상단부(37)의 외곽 하부면과 용탕분무부 지지판(38) 사이에는 용탕분무부(31)의 회전운동을 용이하게 하기 위해서 용탕분무부 회전 베어링(50)을 장착한다.

상기 용탕분무부를 일정한 각속도로 회전시키면 원형의 잉곳 성형체가 제조되며, 반면에 용탕분무부의 회전 각속도를 주기적으로 변화시키면 각형 잉곳 성형체를 제조할 수 있다. 만약 용탕분무부의 1/4회전 마다 그 회전 각속도를 주기적으로 작게 변화시키면 사각의 모서리 부분에서 액적 스프레이가 적층되는 양이 증가하여 사각 잉곳 성형체의 제조가 가능하다. 이때 사각 모서리를 효과적으로 성형하기 위해서는 장착되는 가스분무기의 개수를 1개 혹은 2개 혹은 4개로 한정하여야 한다.

분무주조를 시작할 때 더미바(81)를 가스분무기(30)로부터 소정의 거리에 위치시키고 더미바(81)의 상단면에 액적 스프레이(53)를 적층시킨다. 더미바(81)의 상단면 위에서 잉곳 성형체(56)가 성장함에 따라 잉곳 성형체 상단부(55)와 가스분무기(30)와 거리가 가까워지게 된다. 잉곳 성형체 상단부(55)와 가스분무기(30)와의 평균 거리를 일정하게 유지하기 위해서 잉곳의 성장 방향과 반대의 방향으로 잉곳 성형체(56)를 포함하는 더미바(81)를 연속적으로 이동시키는 잉곳 성형체 이동수단(79)을 설치한다. 이러한 잉곳 성형체 이동수단(79)으로는 잉곳 성형체의 길이 방향을 따라 분무챔버(63)의 안과 바깥에 롤러를 여러 개 설치하는 것이 바람직하며 설치된 롤러의 회전 속도에 의해서 잉곳 성형체의 이동 속도를 조절할 수 있다.

분무주조 조업이 진행됨에 따라서 잉곳 성형체(56)가 성장하여 더미바(81)는 분무챔버(63)의 바깥으로 완전히 나오게 되며 특정 위치에서 잉곳 성형체(56)와 더미바(81)의 접합부를 잉곳 성형체 절단수단(80)으로 잘라내어 더미바(81)를 제거한다. 이제 더미바(81)가 없는 온전한 잉곳 성형체(56)만이 성장하게 되며, 그 후 잉곳 성형체가 계속 성장하여 분무챔버 바깥으로 소정 길이 이상 빠져 나왔을 때 잉곳 성형체 절단수단(80)으로 절단하여 소정 길이의 잉곳 성형체를 분리 제거한다. 이때 분무챔버(63) 안에 남아 있는 나머지 잉곳 성형체는 액적 스프레이의 적층에 의해서 계속해서 성장하게 된다. 이와 같은 과정을 반복하면 소정 길이를 갖는 잉곳 성형체를 연속적으로 제조할 수 있으며, 잉곳 성형체 절단수단(80)으로 토치커터(Torch cutter) 혹은 연삭휠(Abrasive wheel) 등을 사용할 수 있다.

부가적으로, 분무주조 동안 용탕 오리피스가 열화되거나 막혀버리게 될 때 실시예1와 실시예2와 비슷하게 용탕분무부를 수평축 방향을 따라 다수개 배열하여 준비하고 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산량을 더 한층 증가시킬 수 있다. 도 16은 본 발명에 따른 용탕분무부의 실시간 교체가 가능하면서 잉곳의 절단 및 분리가 가능한 분무주조장치를 보여주고 있다. 용탕분무부 지지판(38) 위에 수평축(22)을 따라 용탕분무부(31)를 다수개 배열하여 장착한다. 도 16의 경우 3개의 용탕분무부를 장착한 경우를 도시한 것으로 용탕분무부 b에서 가스분무가 수행되고 있다. 만일 용탕분무부 b의 수명이 다한 경우 용탕공급수단(24)의 용탕개폐수단(26)을 이용하여 합금 용탕이 용탕분무부로 유입되지 못하게 막는다. 그후, 예비로 대기하던 용탕분무부 a 혹은 용탕분무부 c 중의 어느 하나를 분무챔버(63) 위로 수평이동 시키고 용탕공급수단(24)을 통해서 합금 용탕을 공급한 후 분무주조 조업을 계속 진행한다. 용탕분무부의 교체를 위한 수평이동은 용탕분무부 수평이동수단(39)에 의해서 수행되며 그 구성과 작용은 실시예1 및 실시예2와 동일하다.

또한, 한층 더 대구경을 갖는 잉곳을 제조하고자 할 때 부가적으로 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향을 따라서 액적 스프레이의 질량 분포를 제어할 수 있다. 즉 액적 스프레이의 적층 영역 보다 액적 스프레이가 적층해야만 하는 반경 영역이 더욱 크다면 액적 스프레이를 잉곳 성형체 상단부의 반경 방향으로 직선 왕복 운동시키면 반경 방향으로의 질량 분포를 제어 할 수 있다. 이와 같이 원주 방향과 함께 부가적으로 반경 방향으로 액적 스프레이가 적층되는 질량 분포를 동시에 적당히 조절함으로써 대구경을 갖는 잉곳 성형체 상단부의 모든 위치에서 균일한 성장 높이를 얻을 수 있다. 이를 위해, 도 17에 도시한 바와 같이 회전 운동하고 있는 용탕분무부(31)를 상기 수직축(21) 방향을 따라 상하로 진동운동 시키는 용탕분무부 진동운동수단(43)을 부가적으로 장착할 수 있다. 상기 용탕분무부 진동운동 수단으로는 진동운동이 가능한 프로파일을 갖는 캠을 이용하는 것이 간단하며 그 외에도 프로그램이 제어된 스테퍼 모터(Stepper Motor) 혹은 프로그램이 제어된 유압 서보 모터 (Hydraulic Servo Motor)등을 사용 할 수 있다. 도 17는 용탕분무부 진동운동수단(43)으로 캠을 이용하는 것을 설명하는 것으로, 용탕분무부 지지판(38)의 하부에 용탕분무부 진동용 캠(44)을 설치한다. 상기 캠(44)을 회전운동 시킬 때 용탕분무부 지지판(38)이 일정한 진폭으로 상하 진동 운동을 하며 이것은 가스분무기(30)를 포함한 용탕분무부(31) 전체를 상기 수직축을 따라 진동 운동시키게 된다. 또한, 이러한 진동 운동을 더욱 용이하게 위해서 용탕분무부 지지판(38)과 분무챔버(63) 내벽 사이의 진동운동시 마찰 저항을 받는 부분에는 분무챔버 베어링(49)과 용탕분무부 진동용 베어링(51)을 장착하다. 상기와 같이 캠을 이용하여 진동운동을 시키는 경우 기계 구조가 매우 간단한 장점이 있는 반면, 그 진동운동의 진폭이 고정되는 단점이 있다. 이러한 진동운동의 진폭을 용이하게 조정하기 위해서는 도 10에서 설명한 기판 진동운동수단과 유사하게 구동모터와 기타 진동용 부재로 구성된 용탕분무부 진동운동수단을 적용할 수 있다.

상기와 같이 일정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 실시간으로 절단하여 분리하며, 부가적으로 용탕분무부를 교체함으로써 연속 생산이 가능하며, 또한 용탕분무부에 장착된 다수개의 가스분무기의 위치를 적절히 제어하고 부가적으로 용탕분무부를 수직축을 따라 상하로 진동운동 시키면 액적 스프레이가 균일하게 적층하여 균질한 잉곳 성형체를 제조할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치에 의하면, 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 포함하는 기판을 새로운 기판으로 교체하거나 혹은 소정 길이 이상으로 성장한 잉곳 성형체를 두 부분으로 절단하여 분리해 주며, 부가적으로 분무주조 동안 수명이 다한 용탕분무부를 실시간으로 교체해 줌으로써 합금 잉곳을 연속적으로 분무주조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용탕분무부에 다수개의 가스분무기를 동시에 적용하여 주조속도를 대폭적으로 증가시키고, 또한 기판을 상하로 진동 운동시키거나 혹은 용탕분무부를 상하로 진동 운동시켜서 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부의 전체 영역에 균일하게 적층하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 합금 잉곳의 분무주조 장치를 도시한 개략도이다.

도 2는 종래의 분무주조 장치에서 이용하는 스캔닝 가스분무기의 원리를 도시한 개략도이다.

도 3a 내지 도 3c는 종래의 합금 잉곳의 분무주조 장치에 대한 개략도로서, 도 3a는 수직형 분무주조장치를, 도 3b는 경사형 분무주조장치를, 도 3c는 수평형 분무주조장치를 도시하고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 용탕분무부의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 용탕분무부의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 다수개의 용탕분무부를 마련하고 용탕분무부의 수평이동에 의해서 기판과 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 다수개의 가스분무기를 수직축을 중심으로 하는 동심원 상에 동일한 원주각마다 하나씩 위치시켜서 분무주조하는 방법을 도시한 개략도이다.

도 8은 본 발명에 따른 다수개의 가스분무기 각각으로부터 생성된 액적 스프레이가 잉곳 성형체 상단부에서 그 중심에 대해서 서로 다른 반경 위치에 충돌하도록 기판의 위치를 조정하여 분무주조하는 방법을 도시한 개략도이다.

도 9는 본 발명에 따른 캠을 적용한 기판 진동운동수단을 설명하는 단면도이다.

도 10는 본 발명에 따른 구동모터를 적용한 기판 진동운동수단을 설명하는 단면도이다.

도 11는 본 발명에 따른 기판의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 12는 본 발명에 따른 기판의 수평이동에 의해서 기판을 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 단면도이다.

도 13은 본 발명에 따른 기판의 수평이동에 의해서 기판을 교체하며, 다수개의 용탕분무부를 마련하고 용탕분무부의 수평이동에 의해서 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 14는 본 발명에 따른 잉곳 성형체의 절단 및 분리를 통해서 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 15는 본 발명에 따른 잉곳 성형체의 절단 및 분리를 통해서 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 단면도이다.

도 16은 본 발명에 따른 잉곳 성형체을 절단 및 분리하며, 다수개의 용탕분무부를 마련하고 용탕분무부의 수평이동에 의해서 용탕분무부를 실시간으로 교체함으로써 연속 생산이 가능한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 사시도이다.

도 17는 본 발명에 따른 용탕분무부 진동운동수단을 구비한 합금 잉곳 분무주조 장치를 설명하는 단면도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1: 합금 용탕 2: 턴디쉬

3: 용탕 오리피스 4: 용탕 줄기

5: 고압가스 공급관 6: 가스분무기

7: 가스 제트 8: 액적 스프레이

9: 잉곳 성형체 10: 기판

11: 분무챔버 12: 기판 구동축

13: 배기구 14: 용탕분무부

21: 수직축 22: 수평축

23: 합금 용탕 24: 용탕공급수단(래들)

25: 침지 노즐 26: 용탕 개폐수단

27: 턴디쉬(Tundish) 28: 턴디쉬 스탑퍼

29: 용탕 오리피스(Orifice) 30: 가스분무기

31: 용탕분무부 32: 분무경사각

33: 가스분무기 케이스 34: 분무축

35: 고압가스 공급관 36: 가스 제트

37: 챔버상단부 38: 용탕분무부 지지판

39: 용탕분무부 수평이동수단 40: 용탕분무부 이동용 유압실린더

41: 유압 샤프트 42: 용탕분무부 지지판 연결부

43: 용탕분무부 진동운동 수단 44: 용탕분무부 진동용 캠

45: 용탕분무부 회전 모터 46: 외접 링기어

47: 피니언 기어 48: 기판 회전축

49: 분무챔버 베어링 50: 용탕분무부 회전용 베어링

51: 용탕분무부 진동용 베어링 52: 배기구

53: 액적 스프레이 54: 스프레이의 적층 영역

55: 잉곳 성형체 상단부 56: 잉곳 성형체

57: 기판 58: 기판부 지지판

59: 잉곳 성형체 고정핀 60: 기판 구동축

61: 기판 구동부 62: 기판 구동부 케이스

63: 분무챔버 64: 기판부 이동용 유압실린더

65: 기판 이동 모터 66: 기판 회전 모터

67: 내측 스프라인 샤프트 68: 외측 스프라인 샤프트

69: 체인 70: 체인 스프라켓

71: 너트 플레이트 72: 나선봉

73: 기판부 이동 롤러 74: 기판부 이동 가이드

75: 기판 수평이동수단 76: 챔버 분할 도어

77: 기판 진동운동 수단 78: 기판부 미끄럼판

79: 잉곳 성형체 이동수단 80: 잉곳 성형체 절단수단

81: 더미바 82: 챔버 하부 지지대

83: 기판 진동용 너트플레이트 84: 기판 진동용 구동모터

85: 기판 진동용 체인 86: 기판 진동용 나선봉

87: 기판 진동용 체인 스프라켓 88: 기판 진동용 캠

89: 기판 진동용 가이드 봉 90: 기판 진동운동 지지대

91: 가스공급 내접링 92: 가스공급 외접링

Claims (13)

1. 회전축을 중심으로 회전하고 상기 회전축 방향으로 연속적으로 이동하며 수평축을 따라 배열된 적어도 두개 이상의 기판;

   상기 각각의 기판을 각자의 회전축 방향을 따라 진동운동시키는 기판 진동운동수단;

   상기 기판 중의 어느 하나의 상부에 위치하며 턴디쉬 및 가스분무기를 포함하는 용탕분무부 및;

   상기 용탕분무부를 상기 수평축 방향으로 수평이동시켜서 상기 용탕분무부를 사용하던 기판 위에서 새로운 기판 위로 이동시켜 주는 용탕분무부 수평이동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판 진동수단은 진동운동이 가능한 프로파일을 갖는 캠으로 구동되는 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판 진동수단은 구동모터와 기타 진동용 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
4. 턴디쉬 및 가스분무기를 포함하며 수직축을 중심으로 회전 운동하는 용탕분무부;

   상기 용탕분무부를 상기 수직축을 따라 진동운동시키는 용탕분무부 진동운동수단;

   상기 용탕분무부의 하부에서 상기 수직축을 중심으로 위치하는 더미바;

   상기 더미바의 상부에 액적 스프레이가 연속적으로 적층되어 잉곳 성형체로 성장함에 따라 상기 잉곳 성형체를 상기 수직축을 따라 연속적으로 이동시키는 잉곳 성형체 이동수단 및;

   상기 잉곳 성형체가 성장하여 일정 길이 이상 분무챔버의 외부로 나왔을 때 외부에 존재하는 잉곳 성형체의 일정 길이를 절단하여 분리해 주는 잉곳 성형체 절단수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 용탕분무부를 수평축을 따라서 다수개 구비하고 상기용탕분무부를 상기 수평축 방향으로 수평이동시켜서 사용하던 용탕분무부를 새로운 용탕분무부로 교체할 수 있는 용탕분무부 수평이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 용탕분무부 진동수단은 진동운동이 가능한 프로파일을 갖는 캠으로 구동되는 것을 특징으로 하는 금속 혹은 합금 잉곳의 분무주조 장치.
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