KR100537434B1 - 고규소주철 전극봉 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고규소주철 전극봉의 제조방법에 관한 것으로, 특히 외부전원법에 의한 전기 방식용 양극으로 쓰이는 전극봉으로서 우수한 특성을 나타내는 고규소주철 전극봉을 불량발생이 없이 우수한 품질로 제조해낼 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 고규소주철로 이루어진 봉상의 전극봉 몸체(1)와 이 전극봉 몸체(1)의 일측단부에 내삽 설치되는 스틸재의 내삽 파이프(2)를 포함하는 고규소주철 전극봉을 주조함에 있어서, 주조전 상기 내삽 파이프(2)의 용탕측 전면부를 알루미나 내화물(4)로 봉입하는 동시에 파이프 내부를 마른 모래(5)로 충진하고, 상기 내삽 파이프(2)의 설치위치 직상부에 압탕(7)을 설치하며, 고규소주철 용탕의 주입온도를 1,310~1,400℃의 범위로 하여 주조를 행하는 것을 특징으로 하는 고규소주철 전극봉 제조방법으로서, 전극봉 몸체(1)와 내삽 파이프(2)간의 결합상태가 양호하면서 성형제품의 표면에 주름발생이 없는 우수한 품질의 고규소주철 전극봉을 높은 수율로 제조해낼 수 있는 효과를 제공한다.

Description

고규소주철 전극봉 제조방법{Method for Manufacturing High Silicon Cast Iron Electrode Having Steel Pipe Insert}

본 발명은 대형 가스관이나 송유관과 같은 지중 시설물의 부식을 방지하기 위해 사용되는 전기 방식용 전극봉의 제조방법에 관한 것으로, 특히 이러한 용도의 전극봉으로서 우수한 특성을 나타내는 고규소주철 전극봉의 제조방법에 관한 것이다.

지중에 매설되는 구조물이나 배관의 부식을 방지하기 위한 전기 방식에는 크게 희생양극법과 외부전원법이 있는데, 외부전원법은 희생양극법에 비해 큰 방식 전류를 얻을 수 있어 대형 구조물이나 대형 배관의 방식에 많이 사용되고 있으며, 그 원리는 부식을 방지하려는 금속구조물을 정류기의 - 단자에 양극 전극봉을 + 단자에 연결하여 부식전류와 반대방향으로 방식전류를 보내어 금속 구조물을 음극으로 유지함으로써 부식을 방지하는 방법이다.

이러한 외부전원법에 사용되는 양극으로서의 전극봉은 희생양극과 달리 전극 자체의 소모에 의해 방식전류를 공급하는 것이 아니라 전극에서의 산화환원반응에 의해 전류를 공급하는 것이므로 일반적으로 희생양극이 갖는 특성인 분극정도가 작고, 전류효율이 높아야 하는 특성이 요구되지는 않는다. 그러나, 용해도가 낮고 충격이나 진동에 의한 파손 가능성이 작으며 전도도가 크고 전류발생량이 커지더라도 전극손실이 무시할 수 있을 정도인, 즉 자기부식속도가 낮을 것이 요구된다.

본 발명은 위와 같은 외부전원법에 의한 전기 방식의 양극으로 사용하기 위한 전극봉으로서 우수한 특성을 나타내는 고규소주철 전극봉을 제조하기에 특히 적합한 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명이 관련된 전극봉을 제조하기 위한 고규소주철은 규소를 14~15wt% 정도로 다량 함유하는 주철로서 상술한 외부전원법에 의한 전기 방식용 양극 재료로서 우수한 물성을 나타내지만, 취성이 커서 후가공이 어렵고 또 주조시 응고 수축이 크게 일어나는 특성이 있어 주조가 매우 까다로운 문제가 있다.

특히, 본 발명이 제조하고자 하는 전극봉은 도1, 도2에서 보는 바와 같이 고규소주철로 된 긴 봉상의 전극봉 몸체(1)의 일측단부에 외부전원과의 전기적인 연결을 위한 일반 스틸재의 파이프(2)를 내삽설치한 그러한 구성으로 되어 있는 바, 이같은 구성의 전극봉을 주조성형할 때 전극봉 몸체(1)를 이루는 고규소주철 용융물의 흐름성을 양호하게 하기 위해 용탕온도를 정도이상으로 높이면 내삽 파이프(2)의 용손이 일어나게 되는 문제가 발생하고, 상기 내삽 파이프(2)의 용손을 방지하기 위해 용탕온도를 너무 낮추거나 파이프(2)로부터 너무 먼쪽으로부터 주탕을 하면 주탕된 용융물의 흐름성이 불량해져 성형물의 표면에 주름이 발생하거나 상기 전극봉 몸체(1)와 내삽 파이프(2)간의 결합상태가 불량해지는 것등의 문제가 발생하게 된다.

이러한 고규소주철 전극봉의 제조를 위해 현재까지 사용되어온 방법은 대부분 위와 같은 문제점이 있는 것으로, 이를 해소하여 고품질의 고규소주철 전극봉을 안정적이고 효율적으로 제조해낼 수 있는 방안이 아직까지 보고되고 있지 않는 실정이다.

본 발명은 이러한 고규소주철 전극봉 제조상의 난점을 해소하기 위해 연구발명된 것으로, 그 목적은 상술한 바와 같은 구성의 고규소주철 전극봉을 주조성형함에 있어서 추가적인 공정없이 전극봉 몸체와 내삽 파이프간의 완벽한 결합이 가능하게 하면서 파이프의 용손이 없고 성형제품의 표면주름 불량도 개선할 수 있는 고규소주철 전극봉의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1, 도2는 본 발명에서 제조하고자 하는 고규소주철 전극봉의 구성을 보여 주는데, 이 전극봉은 고규조주철로 이루어진, 도면상 좌우방향으로 긴 봉상의 전극봉 몸체(1)와, 상기 전극봉 몸체(1)의 일측 단부에 도시된 예와 같이 내삽 설치된, 외부전원과의 전기적인 연결을 위한 일반 스틸재의 내삽 파이프(2)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

도3은 상술한 구성의 고규소주철 전극봉을 주조성형함에 있어 내삽 파이프(2)의 설치를 위해 쓰이는 중자(3)의 구성을 보인 것이고, 도4는 상기 고규소주철 전극봉을 주조성형하기 위한 주형장치의 전체적인 구성개요를 나타낸 것인 바, 이를 통하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4에서 부호 6은 주형 전체를 개념적으로 나타낸 것인데, 이 주형(6)에는 만들고자 하는 전극봉의 형태를 따라 성형 공동이 주물사로 형성제공되고, 이 성형공동에 금속재료의 용융물, 본 발명의 경우는 고규소주철 용융물을 주탕하기 위한 주입구(8), 탕도(10), 게이트(9), 압탕(7), 그리고 도3의 중자(3) 등이 도시된 예의 위치에 설치제공된다.

상기의 주형장치를 사용하여 목적하는 바의 고규소주철 전극봉을 주조성형함에 있어서, 상기 내삽 파이프(2)의 용손을 방지하고자 용탕의 주입온도를 낮추면, 전극봉과 같이 긴 봉상형태의 제품은 용탕흐름에 저항이 증가하므로 표면에 주름결함이 발생하기 쉽고, 또 상기 내삽 파이프(2)는 매몰냉금과 비슷한 역할을 하게 되는데 주변의 살두께에 비해 냉금의 크기가 너무 크므로 융착이 잘 안되는 경향이 있게 된다.

따라서, 용탕의 주입온도를 낮추지 않고 상기 내삽 파이프(2)와 전극봉 몸체(1)간의 융착결합이 양호한 상태로 이루어지도록 하기 위해서 본 발명은 도3에 나타낸 것과 같이 파이프(2)의 전면부(주조시 용탕과 먼저 접하는 부위)를 통한 용탕의 침투와 용손을 막기 위해 고온에 견딜 수 있는 알루미나 내화물(4)을 사용하여 파이프(2)의 전면부 끝단을 봉입하고, 또한 파이프(2) 내부의 공간은 마른 모래(5)를 충진하여 파이프(2)의 용손이 효과있게 방지되도록 하였다.

또한, 주조시 상기 내삽 파이프(2) 주변은 용탕의 냉각속도가 가장 빠른 곳으로 수축결함이 발생할 가능성이 높으므로 이를 방지하고자 도4와 같이 발열슬리브로 이루어진 압탕(7)을 파이프(2) 설치개소의 직상부에 설치하여 수축결함이 발생되지 않도록 하였으며, 주입구(8), 게이트(9), 탕도(10)등은 용탕의 원활한 흐름과 개재물 제거를 고려하여 제품의 중앙부로 용탕이 유입되도록 설치하였다.

나아가서, 본 발명에 있어서는 상기 전극봉 몸체(1)를 이루기 위한 고규소주철 용탕의 주입온도를 1,310~1,400℃의 범위로 한정하는데, 이와 같이 한정하는 이유는 1,310℃이하로 주입할 경우 제품에 표면주름 발생경향이 증가하며, 1,400℃이상으로 주입하면 상기 내삽 파이프(2)의 용손이 발생하게 되므로 용탕의 주입온도를 상기 범위로 한정한 것이다.

위와 같은 본 발명의 방법으로 주조성형된 고규소주철 전극봉은 전극봉 몸체(1)와 내삽 파이프(2) 간의 결합상태가 매우 양호하면서 성형제품의 표면 주름발생이 없고, 더욱이 이러한 효과를 까다로운 공정의 추가없이 효율적으로 달성해낼 수 있는 것으로 나타났다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 제조방법은 목적하는 고규소주철 전극봉을 보다 우수한 품질로 불량없이 제조해낼 수 있어 제품의 품질 및 수율 향상과 원가절감에 기여할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명이 제조하고자 하는 전극봉의 외관을 보인 정면도,

도2는 상기 전극봉의 요부발췌확대 단면도,

도3은 상기 전극봉의 주조성형시 내삽 파이프가 전극봉의 요구되는 위치에 내삽설치되게 하기 위한 중자의 구성을 보인 단면도,

도4는 상기 전극봉을 주조성형하기 위한 주형장치의 전체적인 구성개요도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고규소주철 전극봉 몸체 2 : 내삽 파이프 3 : 중자

4 : 알루미나 내화물 5 : 마른 모래 6 : 주형

7 : 압탕 8 : 주입구 9 : 게이트

10 : 탕도

Claims (1)

1. 고규소주철로 이루어진 봉상의 전극봉 몸체(1)와 이 전극봉 몸체(1)의 일측단부에 내삽 설치되는 스틸재의 내삽 파이프(2)를 포함하는 고규소주철 전극봉을 주조함에 있어서,

   주조전 상기 내삽 파이프(2)의 용탕과 먼저 접하게 되는 전면부를 알루미나 내화물(4)로 봉입하는 동시에 파이프 내부를 마른 모래(5)로 충진하는 단계와;

   상기 내삽 파이프(2)의 설치위치 직상부에 압탕(7)을 설치한 후 고규소주철 용탕의 주입온도를 1,310~1,400℃의 범위로 하여 주조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고규소주철 전극봉 제조방법.