KR100622733B1 - 주조 장치 및 주조 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 금속에서 산화물 및 황화물이 정련된 정련 액체 금속의 소스와,주물을 형성하기 위한 핵형성 주조 장치로서, 상기 주물은 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고 편석 결함이 없는 미세 입상의 균질한 미소조직과, 주형 중심선과, 상기 정련 금속을 수용하도록 구성된 액상 부분과, 응고 부분을 포함하는, 상기 핵형성 주조 장치를 포함하며,상기 정련 액체 금속의 소스는 정련 액체 금속의 유도 소스를 포함하며, 상기 유도 소스는 상기 주형 중심선으로부터 편심된 부분에서 상기 주물을 형성하기 위해 핵형성 주조 장치에 제공되어, 상기 정련 액체 금속내에 내포된 열을 상기 액상 부분을 통해 분산시키고, 이에 의해 주물의 액상 부분의 깊이를 감소시키는주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 정련 액체 금속의 소스가 일렉트로슬래그 정련 장치를 포함하는주조 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 일렉트로슬래그 정련 장치는,정련 액체 금속의 소스의 일렉트로슬래그 정련에 적합하고 용융 슬래그를 제공하는 일렉트로슬래그 정련 구조체와,상기 용융 슬래그 아래에 정련 용융 금속을 보유하고 그 내부에 정련 용융 금속을 제공하는 냉간 노상 구조체와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내로 삽입하기 위한 것으로 상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 용융 슬래그와 접촉되는 원료 금속의 소스와,상기 원료 금속의 소스를 회로를 통해 일렉트로슬래그 정련하기 위해 전력을 공급하기에 적합한 전력 공급원으로서, 상기 회로는 전력 공급원, 원료 금속의 소스, 용융 슬래그 및 원료 금속의 소스를 저항 용융시키기에 충분한 일렉트로슬래그 정련 구조체를 포함하며, 상기 원료 금속의 소스는 용융 슬래그와 접촉하여 정련 액체 금속의 용융 액적을 형성하는, 상기 전력 공급원과,상기 용융 액적이 용융 슬래그를 통해 낙하되게 하는 출구와,상기 용융 액적이 용융 슬래그를 통해 통과한 후에 용융 액적을, 일렉트로슬래그 정련 구조체 바로 아래의 냉간 노상 구조체내에 정련 액체 금속의 본체로서 수집하기 위한 수집기와,상기 냉간 노상 구조체의 하부 부분에 오리피스를 구비하는 냉간 핑거 오리피스 구조체로서, 냉간 노상 오리피스 구조체에 수집되는 일렉트로슬래그 정련 금속을 냉간 핑거 오리피스 구조체의 오리피스를 통해 배출시키는, 상기 냉간 핑거 오리피스 구조체를 포함하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 금속 소스는 니켈계, 코발트계, 티타늄계 또는 철계 금속중 적어도 하나로부터 선택된 합금을 포함하며, 청정 금속 핵형성 주조 공정에 의해 형성된 주물은 니켈계, 코발트계, 타타늄계 또는 철계 금속중 적어도 하나를 포함하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 금속 소스를 정련 구조체내로 전진시키는 속도는 잉곳의 하부 단부가 저항 용융에 의해 용융되는 속도와 일치하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 오리피스는 용융 금속의 스트림을 형성하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체와 냉간 노상 구조체는 동일한 구조체의 상측 및 하측 부분을 포함하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 전력 공급원은 정련된 액체 금속내에 회로를 형성하는주조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 오리피스는 저항 용융의 속도와 동일한 배출 속도를 설정하는주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 핵형성 주조 장치는,상기 정련된 액체 금속의 소스를 용융된 금속 액적으로 분열시키는 분열 사이트로서, 상기 용융된 금속 액적은 평균적으로 각 액적의 5체적% 내지 40체적%가 고형이고 각 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는, 상기 분열 사이트와,주물을 형성하기 위해 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키기 위한 몰드를 포함하며,몰드의 상측 표면에 수집된 액적에 의해 난류 구역이 발생되며, 평균적으로 상기 액적은 50체적% 이하가 응고되는주조 장치.
- 제 10 항에 있어서,평균적으로 액적의 5체적% 내지 40체적%가 응고되는주조 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 분열 사이트가 정련된 액체 금속에 충돌하는 적어도 하나의 분무 가스 제트를 포함하는주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 주물이 잉곳 및 예비성형품중 적어도 하나를 포함하는주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 주물이 니켈계, 코발트계, 티타늄계 또는 철계 금속중 적어도 하나를 포함하는주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 주물이 터빈 구성요소 응용에 사용하기에 적합한주조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 원료 금속의 소스가 소모성 전극, 금속의 동력 소스 및 금속의 용융 소스중 적어도 하나로부터 선택되는주조 장치.
- 금속에서 산화물 및 황화물이 정련된 정련 액체 금속의 소스를 제공하는 단계와,핵형성 주물에 의해 주물을 형성하는 단계를 포함하며,상기 주물은 정련된 액체 금속을 수용하는 액상 부분과 응고 부분을 포함하며, 상기 주물이 또한 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 편석 결함이 없는 미세 입상의 균질한 미소조직으로 구성되며,상기 정련 액체 금속의 소스를 제공하는 상기 단계가 정련 액체 금속의 유도 소스를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 유도 소스는 주형 중심선으로부터 편심된 부분에서 상기 주물을 형성하기 위한 핵형성 주조 장치에 제공되어, 상기 정련 액체 금속내에 내포된 열을 액상 부분을 통해 분산시키고, 이에 의해 주물의 액상 부분의 깊이를 감소시키는주조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 정련 액체 금속의 소스를 제공하는 상기 단계가 일렉트로슬래그 정련 단계를 포함하며,상기 일렉트로슬래그 정련 단계는,정련될 원료 금속의 소스를 제공하는 단계와,금속의 소스의 일렉트로슬래그 정련에 적합한 일렉트로슬래그 정련 구조체를 제공하고 또한 용기내에 용융된 슬래그를 제공하는 단계와,용융된 슬래그 아래에 정련된 용융 금속을 유지하기 위한 냉간 노상 구조체를 제공하고 또한 상기 냉간 노상 구조체내에 정련된 용융 금속을 제공하는 단계와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내로의 삽입을 위해 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 용융된 슬래그와 접촉하도록 금속 소스를 장착하는 단계와,전력을 공급하기에 적합한 전력 공급원을 제공하는 단계와,금속 소스를 일렉트로슬래그 정련하도록 회로를 통해 전력을 공급하는 단계로서, 상기 회로를 전력 공급원, 금속 소스, 용융된 슬래그 및 일렉트로슬래그 정련 구조체를 포함하는, 전력 공급 단계와,금속 소스가 용융된 슬래그와 접촉하는 부분에서 금속 소스를 저항 용융하여 용융된 금속 액적을 형성하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통해 낙하되도록 하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통과한 후 일렉트로슬래그 정련 구조체의 바로 아래의 냉간 노상 구조체내의 정련된 액체 금속의 본체로서 용융된 액적을 수집하는 단계와,상기 냉간 노상 구조체의 하부에 오리피스를 갖는 냉간 핑거 오리피스 구조체를 제공하는 단계와,상기 냉간 핑거 오리피스 구조체의 오리피스를 통해 상기 냉간 노상 오리피스 구조체내에 수집되는 일렉트로슬래그 정련된 금속을 배출하는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 금속 소스는 니켈계, 코발트계, 티타늄계 또는 철계 금속중 적어도 하나로부터 선택된 합금을 포함하며, 핵형성 주조 공정에 의해 형성된 주물은 니켈계, 코발트계, 타타늄계 또는 철계 금속중 적어도 하나를 포함하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 원료 금속 소스를 정련 구조체내로 전진시키는 속도는 저항 용융의 속도와 일치하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 배출 단계는 용융 금속의 스트림을 형성하는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체와 냉간 노상 구조체는 동일한 구조체의 상측 및 하측 부분을 포함하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 전력 공급 단계는 정련된 액체 금속내에 회로를 형성하는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 배출 단계는 저항 용융의 속도와 동일한 배출 속도를 설정하는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 주물 형성 단계는,정련 액체 금속의 소스로부터 정련 액체 금속의 스트림을 용융된 금속 액적으로 분열시키는 단계와,평균적으로 각 액적의 5체적% 내지 40체적%가 고형이고 각 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는 단계와,부분적으로 응고된 액적을 주물을 형성하는 몰드내에 수집하여 응고시키는 단계로서, 상측 표면에서 액적에 의해 난류 구역이 발생되며, 상기 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키는 단계는 상기 난류 구역내에 액적을 수집하여 평균적으로 액적의 50체적% 이하를 응고시키는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는 단계는 평균적으로 액적의 15체적% 내지 30체적%를 응고시키는주조 방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키는 단계는 액적의 5체적% 내지 40체적%를 수집하여 응고시키는 단계를 포함하는주조 방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 분열시키는 단계는 적어도 하나의 분무 가스 제트를 스트림상에 충돌시키는 단계를 포함하는주조 방법.
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