KR100508344B1 - 잉곳 분무주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉곳 분무주조장치에 관한 것으로 특히, 분무챔버의 특정 위치를중심으로 턴디쉬 및 가스 분무기를 좌우 왕복 회전운동시켜서 대구경의 합금 성형체를 제조할 수 있는 잉곳 분무주조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 본 발명의 잉곳 분무주조장치는, 분무챔버에 턴디쉬 및 가스 분무기를 좌우 왕복 회전운동시키는 분무챔버 회전장치를 설치하여 구성하되, 분무챔버 회전장치는 감속기어에 연결된 회전축에 결합시키며, 감속기어는 구동모터에 연결된 구동기어에 맞물려지도록 하여 구성한다.

이 같은 본 발명의 잉곳 분무주조장치는 턴디쉬 및 가스 분무기를 좌우로 왕복 회전운동시켜서 합금 용탕 스프레이가 적층될 수 있는 기판의 반경방향 영역을 확대해 줌으로써 대구경 합금 성형체를 용이하게 제조할 수 있다.

Description

잉곳 분무주조장치{Spray Casting Device of Alloy Ingot}

본 발명은 잉곳 분무주조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분무챔버의 한점을 중심으로 하여 가스분무기를 좌우 왕복 회전운동시켜서 대구경의 합금 성형체를 제조할 수 있는 잉곳 분무주조장치에 관한 것이다.

종래의 잉곳 분무주조장치에서는 합금 용탕 스프레이의 폭이 한정되어 있어서 제조할 수 있는 합금 성형체의 직경이 비교적 작아 산업적으로 수요가 많은 대구경의 합금 성형체를 제조할 수 없는 문제점이 있었다.

이하, 첨부된 도면 중 도 1의 종래의 잉곳 분무주조장치를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 미국특허 제4,905,899호와 미국특허 제4,938,275호에 개시된 종래의 분무주조장치로서, 도면에 도시한 바와 같이, 고압 가스(121)를 이용한 가스 분무기(120)로 용융금속을 분무하면, 분무된 액적(130)들이 완전히 응고되지 않은 상태로 비행하다가 기판(141)에 도달한 후 비로소 응고가 완료되어 합금 성형체(140)를 이루는 공정으로 이루어진다.

종래의 상기 장치에 의한 단일 공정으로 급냉 응고 효과로 인한 균일한 내부 조직을 갖는 고합금 잉곳을 제조할 수 있는 방법이다.

이 제조 방법은 편석이 심해서 종래의 주조공정으로는 제조가 곤란하거나 난가공성 합금이기 때문에 제조가 곤란한 소재의 제조가 가능하여 새로운 합금 제조 공법으로 각광을 받고 있다.

그러나 산업의 발전과 함께 대구경을 갖는 잉곳의 수요가 증가하였고, 이를 구현할 대구경 분무주조공정이 절실하게 필요하게 되었다. 그러나 종래의 방법으로는 이러한 대구경 합금 성형체의 제조는 불가능하였다.

첨부된 도면 중 미설명 부호 100은 합금 용해로, 101은 합금 용탕, 110은 턴디쉬, 112는 턴디쉬 오리피스, 122는 고압 가스 제트, 150은 기판 구동축, 160은 기판 구동부, 그리고 180은 분무챔버를 각각 나타낸 것이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 분무챔버의 를 중심으로 하여 가스 분무기를 좌우로 왕복 회전운동시켜서 합금 용탕 스프레이가 적층될 수 있는 반경방향 영역을 확대해 줌으로써 대구경 합금 성형체를 제조할 수 있는 잉곳 분무주조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 잉곳 분무주조장치는, 분무챔버에, 턴디쉬 및 가스 분무기를 좌우 왕복 회전운동시키는 분무챔버 회전장치를 설치하여 구성하되, 분무챔버 회전장치는 감속기어에 연결된 회전축에 결합시키며, 감속기어는 구동모터에 연결된 구동기어에 맞물려지도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 잉곳 분무주조장치의 구동모터는 일정시간 마다 그 회전방향을 반대로 하여 왕복 회전운동을 가능하게 하는 컴퓨터 제어가 가능한 서보 모터로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고 또한, 본 발명의 잉곳 분무주조장치는, 분무챔버 회전장치의 회전 각도를 제어하여, 제조되는 합금 성형체의 직경을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 잉곳 분무주조장치를 나타내는 개략도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 용해로(100)에서 합금 용탕(101)을 마련한 후 턴디쉬(110)에 합금 용탕을 부어 공급한다.

상기 턴디쉬(110) 하부에는 턴디쉬 오리피스(112)가 장착되어 있으며, 상기 턴디쉬 오리피스(112)를 통해서 합금 용탕(101)이 유출된다.

이때 유출된 용탕 줄기를 중심으로 가스분무기(120)가 위치하고 있어 고속의 가스 제트(122)가 상기 용탕 줄기를 향해서 분사되며, 상기 용탕 줄기와 고속의 가스 제트가 충돌함에 따라 용탕은 미세한 액적 스프레이(130) 형태로 분무화 된다.

상기 액적 스프레이(130)는 낙하하여 결국은 기판(141)에 닿게 되어 액적의 적층이 시작된다.

이와 같이 분무 액적이 적층됨에 따라 합금 성형체(140)는 성장하게 되고, 이때 상기 기판(141)은 회전을 하여 분무 액적의 균등한 적층을 도와 주게 되며, 적층 두께가 커짐에 따라서 상기 기판(141)은 하강하게 된다.

본 발명에서는 적층되는 분무 액적이 적층되는 기판의 반경 영역을 크게 하기 위하여 분무챔버(180)의 특정 위치를 중심으로 턴디쉬(110) 및 가스 분무기 (120)를 함께 동시에 좌우로 왕복 회전운동시키게 된다.

이러한 좌우 왕복 회전운동은 분무챔버 회전장치(170)에 의해서 수행되며, 합금 성형체(140)의 상단면에서 분무 액적이 적층되는 반경방향 영역이 확대됨으로 해서 대구경의 합금 성형체 제조가 가능하게 된다.

도 3은 본 발명의 잉곳 분무주조장치 중 분무챔버 회전장치의 구성을 나타내는 개략도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 분무챔버 회전장치(170)는 분무챔버(180)에 설치하되, 상기 분무챔버 회전장치(170)는 감속기어(190a)에 연결된 회전축(210)에 결합되며, 상기 감속기어(190a)는 구동모터(200)에 연결된 구동기어 (190b)에 맞물려진다.

이때 상기 구동모터(200)는 컴퓨터 제어가 가능한 서보 모터로 구성되어 일정시간 마다 그 회전방향을 반대로 하여 왕복 회전운동을 하게 된다.

이러한 왕복 회전운동은 상기 구동기어(190b)로 전달되며, 상기 구동기어를 통해 상기 구동기어와 맞물려 있는 감속기어(190a)에 그 회전운동이 전달된다.

이때, 상기 구동모터(200)의 회전속도가 빠르다고 해도 그 속도가 상기 감속기어(190a)에 의해서 감속되어 원하는 운동 양상으로 제어할 수 있다.

상기 감속기어(190a)의 회전운동은 상기 분무챔버 회전장치(170)에 그대로 전달되어 상기 분무챔버(180)의 상부가 좌우로 흔들리는 회전진동을 하게 된다.

본 발명의 경우 상기 왕복 회전운동을 빠르게 제어할 수 있어 대구경 성형체의 제조시 적층 경계면에 기공이 발생하지 않는 장점이 있으며, 또한 회전 각도를 제어할 수 있어 제조되는 합금 성형체의 직경을 용이하게 변화시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 잉곳 분무주조장치는 분무챔버에 턴디쉬 및 가스 분무기를 좌우 왕복 회전운동시킬 수 있는 분무챔버 회전장치를 설치하므로써, 대구경을 갖는 합금 성형체를 용이하게 제조할 수 있으며, 종래의 잉곳 분무주조장치를 이용할 수 있어 추가 비용의 소요없이 고부가가치의 대구경 합금 성형체를 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 잉곳 분무주조장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 잉곳 분무주조장치를 나타내는 개략도

도 3은 본 발명의 잉곳 분무주조장치 중 분무챔버 회전장치의 구성을 나타내는 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 합금 용해로 110 : 턴디쉬

112 : 턴디쉬 오리피스 120 : 가스분무기

121 : 고압 가스 공급관 122 : 고압 가스 제트

130 : 액적 스프레이 140 : 합금 성형체

141 : 기판 150 : 기판 구동축

160 : 기판 구동부 170 : 분무챔버 회전장치

180 : 분무챔버 190a : 감속기어

190b : 구동기어 200 : 구동모터

Claims (3)

1. 용해로(100)에서 합금 용탕(101)을 용해시킨 후 용탕이 주입되는 턴디쉬 (110), 턴디쉬 오리피스(112)에서 유출되는 합금 용탕을 액적 스프레이(130)로 만드는 가스 분무기(120), 낙하하는 상기 액적 스프레이(130)를 적층시켜 합금 성형체로 형성하는 회전 및 상하 운동을 하는 기판(141), 상기 기판(141) 하부에 설치된 기판 구동축(150)과 기판 구동부(160), 그리고 분무챔버(180)로 구성된 잉곳 분무주조장치에 있어서, 상기 분무챔버(180)에는 상기 분무챔버를 중심으로 상기 턴디쉬(110) 및 가스 분무기(120)를 좌우 왕복 회전운동시키는 분무챔버 회전장치 (170)를 설치하되, 상기 분무챔버 회전장치(170)는 감속기어(190a)에 연결된 회전축(210)에 결합되며, 상기 감속기어(190a)는 구동모터(200)에 연결된 구동기어 (190b)에 맞물려지는 것을 특징으로 하는 잉곳 분무주조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동모터(200)는 일정시간 마다 그 회전방향을 반대로 하여 왕복 회전운동을 가능하게 하는 컴퓨터 제어가 가능한 서보 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉곳 분무주조장치.
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