KR100717244B1 - Melting furnace equipped with gas injection means for impurities elimination - Google Patents

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KR100717244B1
KR100717244B1 KR1020050112870A KR20050112870A KR100717244B1 KR 100717244 B1 KR100717244 B1 KR 100717244B1 KR 1020050112870 A KR1020050112870 A KR 1020050112870A KR 20050112870 A KR20050112870 A KR 20050112870A KR 100717244 B1 KR100717244 B1 KR 100717244B1
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유나이티드피엠(주)
김성태
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Abstract

본 발명은 금속 용융시 발생되는 불순물을 제거하기 위하여 가스 주입수단을 갖되, 상기 가스 주입수단을 통한 노체(爐體)로의 가스 주입이 상기 노체 하부에 구비된 세라믹필터를 거쳐 이루어지도록 하여 보다 효과적으로 불순물이 용탕의 표면으로 상승될 수 있도록 하고, 또 용해로가 합금을 위한 것일 경우 합금 성분의 균일한 혼합이 보장되므로 편석(偏析, segregation) 문제를 해결할 수 있어 합금 품질을 높일 수 있도록 한 용해로에 관한 것이다.The present invention has a gas injection means to remove impurities generated when melting the metal, the gas injection into the furnace body through the gas injection means is carried out through the ceramic filter provided in the lower portion of the furnace more effectively impurities It is related to a melting furnace that can be raised to the surface of the molten metal, and even if the melting furnace is for the alloy, uniform mixing of the alloying components is ensured, so that segregation problems can be solved. .

본 발명에 따른 용해로는 노체(爐體); 상기 노체의 하부에 구비되어 있으며, 용해된 금속의 입자 보다 작은 크기의 기공을 갖는 다공성 세라믹필터; 및 상기 필터와 연결된 배관, 그리고 상기 배관과 연결되어 있으며 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 가스가 저장된 가스탱크와, 상기 배관에 구비된 펌프를 포함하는 가스공급부재로 이루어진 가스 주입수단을 포함하여 이루어진다.The melting furnace according to the present invention is a furnace body; A porous ceramic filter provided below the furnace body and having pores having a size smaller than that of the dissolved metal particles; And a gas tank connected to the filter and a gas tank connected to the pipe and storing any one gas selected from the group consisting of N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof, and a pump provided in the pipe. It comprises a gas injection means consisting of a gas supply member including.

용해, 노체(爐體), 필터, 세라믹, 가스, 불순물, 수분, 제거 Melting, furnace body, filter, ceramic, gas, impurities, moisture, removal

Description

불순물 제거를 위한 가스 주입수단을 갖는 용해로{MELTING FURNACE EQUIPPED WITH GAS INJECTION MEANS FOR IMPURITIES ELIMINATION}MELTING FURNACE EQUIPPED WITH GAS INJECTION MEANS FOR IMPURITIES ELIMINATION

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 용해로의 개략적인 정단면도 및 평면도이다.1 and 2 are a schematic front sectional view and a plan view of a melting furnace according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

F: 용해로 10: 노체(爐體)F: melting furnace 10: furnace

20: 필터 30: 가스주입수단20: filter 30: gas injection means

31: 배관 33: 가스공급부재31: pipe 33: gas supply member

본 발명은 용해로,
특히 금속 용융시 발생되는 불순물을 제거하기 위하여 가스 주입수단을 갖고
열원으로써 전기를 사용하고 진공 상태에서 용해 과정이 진행되는 용해로에 관한 것으로,
The present invention is a melting furnace,
In particular, it has a gas injection means to remove impurities generated during metal melting
Regarding the melting furnace using electricity as a heat source and the melting process in a vacuum state ,

보다 상세하게는 상기 가스 주입수단을 통한 노체(爐體)로의 가스 주입이 상기 노체 하부에 구비된 세라믹필터를 거쳐 이루어지도록 하여 보다 효과적으로 불순물이 용탕의 표면으로 상승될 수 있도록 하고, 또 용해로가 합금을 위한 것일 경우 합금 성분의 균일한 혼합이 보장되므로 편석(偏析, segregation) 문제를 해결할 수 있어 합금 품질을 높일 수 있도록 한 용해로에 관한 것이다.More specifically, the gas injection into the furnace body through the gas injection means is carried out through the ceramic filter provided in the lower portion of the furnace so that impurities can be effectively raised to the surface of the molten metal, and the melting furnace is alloyed. If it is to ensure a uniform mixing of the alloying component is to solve the segregation (偏析, segregation) problem can be related to the melting furnace to improve the alloy quality.

금속을 녹이는 작업을‘용해'(溶解, melting)라고 하며, 이때 사용되어지는 설비를 ‘용해로’(溶海爐, melting furnace)라 하는데,The process of melting metal is called melting, and the equipment used at this time is called melting furnace.

용해로를 이용한 주조과정은 고체의 원료를 용해하여 목적의 재질이 될 수 있도록 성분을 조성하고 불순물을 제거하며, 주형 내에서 충분히 유동할 수 있도록 되어야 하며, 이상의 역할을 할 수 있도록 용해로의 설계가 되어 있어야 한다.The casting process using the melting furnace should be able to dissolve the solid raw material to form the ingredients to remove the impurities, to remove impurities, to flow sufficiently in the mold, and to design the melting furnace to play the above role. Should be

용해로의 종류는 Type of melting furnace

용해로의 열원에 따라 고체연료를 사용하는 용선로(Cupola) 및 도가니로가 있고, 액체연료를 사용하는 도가니로 및 반사로가 있으며, 기체연료 용해로, 그리고 전기로(예: Heroult식 아크로)가 있고,Depending on the heat source of the furnace, there are Cupola and crucible furnaces using solid fuels, crucible furnaces and reflectors using liquid fuels, gas fuel furnaces and electric furnaces (eg Heroult arc furnaces),

용해금속의 종류에 따른 분류 철주물용 용해로로써 주철주물용(예: 용선로(cupola), 전기로)과 주강주물용(예: 전기로, 평로, 반사로) 있고, 비철주물용 용해로써 도가니로와 전기로가 있다.As a melting furnace for classification cast iron according to the type of molten metal of cast iron for (e.g., in the molten iron (cupola), an electrically) and cast steel for: there is a (for example, an electric furnace, to Ovens, reflection), as dissolution for non-ferrous castings There is a crucible furnace and an electric furnace.

용해로에서 불순물을 제거하기 위하여 기체를 노체(爐體)로 주입하는 것과 관련된 종래 기술로는 특허등록 제0197910호(1999.02.25) 『전극용해 주조시 불순물 제거 촉진 방법』이 있는데,Conventional technology related to injecting gas into a furnace body to remove impurities from a melting furnace includes Patent Registration No. 0197910 (1999.02.25), `` Method for promoting impurity removal during electrode melting casting. ''

상기 등록특허는 전극 용해 주조시 슬래그 층과 용해된 금속 내의 불순물의 반응에 의하여 용해된 금속으로부터 분리된 불순물을 제거하기 위하여 슬래그 층내에 기체를 주입하여 슬래그와 용해된 금속과의 접촉면적을 증대시키고 불순물에 운동성을 전달하여 슬래그 층 상부로 이동하게 하는 불순물 제거 촉진 방법에 관한 것이다.The registered patent increases the contact area between the slag and the molten metal by injecting a gas into the slag layer to remove impurities separated from the molten metal by reaction of the slag layer and the impurities in the molten metal during electrode melting casting. The present invention relates to a method for promoting impurity removal that transfers motility to impurities and moves them over the slag layer.

그러나 상기 등록특허는 슬래그 층으로만 기체를 주입하기 위하여 주입관을 용해로의 상부로부터 상기 슬래그 층으로 배열한 구조를 가지므로 범용적으로 모든 용해로에 적용하기에는 무리가 있으며,However, since the registered patent has a structure in which an injection tube is arranged from the top of the furnace to the slag layer to inject gas only into the slag layer, it is difficult to apply it to all furnaces in general.

특히 합금, 나아가 귀금속 합금을 위한 용해로의 경우 가스 주입관을 이용할 경우에는 배관 외면에 용해된 금속이 묻게 되는 문제가 발생하여 귀금속의 회수 공정이 추가되어야 하는 문제가 발생할 수 있어 생산성이 떨어질 수 있다.Particularly, in the case of the melting furnace for the alloy, and also the precious metal alloy, when the gas injection tube is used, a problem arises in which the dissolved metal is buried on the outer surface of the pipe, which may cause a problem that a recovery process of the precious metal needs to be added, thereby decreasing productivity.

본 발명은 금속의 용해 주조시 불순물 제거를 위하여 기체를 주입하는 방식을 도입한 특허등록 제0197910호가 갖는 범용성의 한계와 가스 주입관을 통한 가스 공급의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이다.The present invention is proposed to solve the problem of gas supply through the gas injection tube and the limitation of the general purpose of the patent registration No. 0197910 that introduces a method of injecting gas to remove impurities during melt casting of metal.

이에 본 발명은 노체(爐體)로의 가스 주입을 위한 수단으로써 용융된 금속은 통과하지 못하고 기체는 통과 가능한 다공성 필터를 이용한 용해로, 특히 열원으로써 전기를 사용하는 진공 용해로를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a melting furnace using a porous filter that does not pass molten metal and passes gas as a means for gas injection into a furnace, and in particular a vacuum melting furnace that uses electricity as a heat source.

또 본 발명은 가스로써 중성 또는 불활성 가스, 특히 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하고, 또 미량의 H2 가스를 첨가하여 불순물 제거 및 편석(偏析, segregation) 현상 감소 효율을 높일 수 있도록 한 용해로를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention uses a neutral or inert gas, in particular, selected from the group consisting of N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof, and by adding a small amount of H 2 gas to remove impurities and segregation (偏析) The aim is to provide a furnace that can increase the efficiency of segregation reduction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 불순물 제거를 위한 가스 주입수단을 갖는 용해로는
노체(爐體);
상기 노체의 하부에 구비되어 있으며, 용해된 금속의 입자 보다 작은 크기의 기공을 갖는 다공성 세라믹필터; 및
상기 필터와 연결된 배관, 그리고
상기 배관과 연결되어 있으며 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 가스가 저장된 가스탱크와, 상기 배관에 구비된 펌프를 포함하는 가스공급부재로 이루어진 가스 주입수단
을 포함하여 이루어진다.
Melting furnace having a gas injection means for removing impurities according to the present invention in order to achieve the above object
Noche;
A porous ceramic filter provided below the furnace body and having pores having a size smaller than that of the dissolved metal particles; And
A pipe connected to the filter, and
A gas tank connected to the pipe and storing any one gas selected from the group consisting of N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof, and a gas supply member including a pump provided in the pipe. Injection means
It is made, including.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용해로(F)는 내부 수용부(11)를 갖는 노체(爐體)(10)의 하부에 구비된 하나 또는 둘 이상(도면에는 5개 배열)의 다공성 세라믹필터(20)를 포함한다.1 and 2, the melting furnace (F) according to the present invention is one or two or more (five in the figure) provided in the lower part of the furnace (10) having the inner receiving portion (11) Array) porous ceramic filter 20.

본 발명에 따른 용해로의 세라믹필터는 다양한 용해로에 적용될 수 있으나, 특히 합금용 진공 용해로로써 열원으로 전기를 사용하는 것에 적합하다.The ceramic filter of the melting furnace according to the present invention can be applied to various melting furnaces, but is particularly suitable for using electricity as a heat source as a vacuum melting furnace for alloys.

그 이유 중 하나는 철광석을 위한 용광로(溶鑛爐, blast furnace)나 주철을 위한 용선로(溶銑爐, Cupola)와 같이 코크스(cokes)를 열원으로 사용하는 것이나, One reason for this is to use cokes as a heat source, such as a blast furnace for iron ore or Cupola for cast iron.

중유나 도시가스를 연원으로 사용하는 도가니로(crucible furnace),Crucible furnace using heavy oil or city gas as fuel

고속 버너를 사용하는 급속용해로,With quick melting using a high speed burner,

중유 또는 석탄 등을 열원으로 하는 반사로(反射爐, reverberatory furnace)와 같이 노체(爐體)를 직접적으로 가열하는 경우 상기 노체와 상기 필터 사이에 틈이 벌어지거나 필터 자체가 파손되거나 기공이 확장되어 용탕이 쏟아질 위험이 있기 때문이다.In the case of directly heating a furnace such as a reverberatory furnace using heavy oil or coal as a heat source, a gap is formed between the furnace body and the filter, the filter itself is broken, or pores are expanded. This is because there is a risk of pouring molten metal.

그러나 노체와 필터의 결합구조를 개선하거나 필터의 소재와 내구성 개량을 통하여 다양한 열원을 사용하는 용해로에 본 발명에 따른 방식을 적용할 수 있을 것이다.However, the method according to the present invention may be applied to a furnace using various heat sources by improving the coupling structure of the furnace body and the filter or improving the material and durability of the filter.

또 본 발명의 용해로로써 진공 속에서 금속을 녹이는 노(爐)인 진공 용해로를 선택하는 경우 열원으로 전기를 사용하는 다른 이유는,Another reason for using electricity as a heat source in the case of selecting a vacuum melting furnace, which is a furnace for melting metal in a vacuum as the melting furnace of the present invention,

금속을 진공 용해하면서 열원으로 전기를 채용하면 주위로부터 오염물이 유입될 염려가 없고, 금속 중의 가스 함유량을 낮출 수 있기 때문이다.This is because if the electricity is used as a heat source while vacuum dissolving the metal, there is no fear of contaminants from flowing from the surroundings and the gas content in the metal can be lowered.

한편 공지된 전기로의 종류로는 저항식(電氣抵抗爐, electric resistance furnace), 유도식(誘導電氣爐, induction furnace), 그리고 아크식(電弧爐, electric arc furnace)이 있는데, Known electric furnaces include electric resistance furnaces, induction furnaces, and electric arc furnaces.

먼저 저항식 용해로는 금속과 세라믹스 등을 발열체로 하여 발열체 표면으로부터의 복사전열에 의해서 금속을 가열 용해하는 노로, 이 노에는 1회당 용해량이 1㎏ 정도인 소형로가 많으며,First resistive furnace is often in the furnace, the furnace, the degree of the small amount of dissolved per 1㎏ to heat the metal melt by the heat radiation from the heating element surface to the heat generating element such as a metal and a ceramic,

또 유도식용해로는 전자기유도작용에 의한 줄(Joule)열로 금속을 가열·용해하는 노로, 노 안의 용융금속은 전자기력에 의하여 교반(攪拌)되므로 균질의 제품생산이 가능하며, 이 노는 소형로에서 대형로까지 광범위하게 쓰이고, Induction melting furnace is a furnace that heats and dissolves metal by Joule heat by electromagnetic induction action, and the molten metal in the furnace is stirred by electromagnetic force, which makes it possible to produce homogeneous products. Widely used to large roads,

마지막으로 아크식용해로는 소모전극의 하단과 수냉(水冷) 도가니의 밑바닥을 접촉시켜 아크를 발생시키고, 그 아크열로 전극을 용해하는 노로써, 전극은 점차로 녹아 수냉의 구리도가니에 물방울모양으로 낙하하고, 이때에 탈(脫)가스가 이루어지며, 이 노는 티탄·지르코늄 등의 활성이나 용융점이 높은 금속 용해에 쓰인다.Finally, the arc melting furnace is an arc that generates the arc by contacting the lower end of the electrode and the bottom of the water-cooled crucible, and the arc heat dissolves the electrode. The electrode gradually melts into a water-drop-shaped copper crucible. It falls and degasses at this time, and this furnace is used for metal melting | fusing point with high activity or a melting point, such as titanium and zirconium.

따라서 본 발명의 용해로가 합금, 특히 귀금속 합금 성형을 위하여 사용되고,
또 열원으로 오염 위험이 적은 전기를 채용할 경우,
상기와 같은 공지된 전기로 중 유도식 용해로, 보다 구체적으로는 고주파유도로로 구성하는 것이 바람직하다.
Therefore, the melting furnace of the present invention is used for forming alloys, in particular precious metal alloys,
In addition, when electricity is used as a heat source with low risk of pollution,
It is preferable to comprise an induction melting furnace, more specifically, a high frequency induction furnace in the above known electric furnace.

한편 상기 세라믹필터(20)는 용해된 금속 입자 보다 작고 주입될 기체의 입자 보다 큰 기공이 다수 형성된 다공성 세라믹필터인데,Meanwhile, the ceramic filter 20 is a porous ceramic filter in which a plurality of pores smaller than the dissolved metal particles and larger than the particles of the gas to be injected are formed.

상기 세라믹필터는 2,000℃ 이상의 고온에서 견딜 수 있고 산성 또는 염기성 상태에서 부식되지 않는 것이 바람직하므로, 뮬라이트(Mullite, 3Al2O3·2SiO2) 또는 SiC를 주재료로 한 세라믹 필터를 사용하는 것이 바람직하고,Since the ceramic filter can withstand a high temperature of 2,000 ° C. or higher and does not corrode in an acidic or basic state, it is preferable to use a ceramic filter mainly composed of mullite (Mullite, 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) or SiC. ,

그 기공 크기는 금속 및 기체의 종류에 따라 가변적이지만 대략 15~25nm일 수 있으며, Its pore size varies depending on the type of metal and gas, but can be approximately 15-25 nm,

상업적으로는 대한민국 인천에 소재한 (주)서원테크에서 주문 제작할 수 있다.Commercially, it can be made to order by Seowon Tech Co., Ltd. in Incheon, Korea.

상기 노체(10)에는 상기 필터(20)를 위한 장착부(13a)가 형성되어 있으며, 상기 필터를 거쳐 노체(10)의 수용부(11)로 기체를 공급할 수 있도록 하는 배관(31)의 연결노즐(31b)을 위한 장착부(13b) 또한 상기 필터를 위한 장착부 하부에 형성되어 있다.The furnace body 10 is provided with a mounting portion 13a for the filter 20, and a connection nozzle of a pipe 31 for supplying gas to the accommodation portion 11 of the furnace body 10 through the filter. A mounting portion 13b for 31b is also formed under the mounting portion for the filter.

상기 배관(31)에는 수동 또는 자동으로 개폐되는 밸브(31a)가 구비되어 있으며, The pipe 31 is provided with a valve 31a that is opened or closed manually or automatically,

상기 배관을 포함하는 가스주입수단(30)은 상기 배관과 연결된 가스탱크(33)와 펌프(33b)로 이루어진 가스공급부재(33)를 더 포함한다.The gas injection means 30 including the pipe further includes a gas supply member 33 including a gas tank 33 and a pump 33b connected to the pipe.

상기 펌프(33b)의 가압력은 기체가 상기 필터(20)를 통과할 정도이면 충분하므로, 경우에 따라 생략될 수 있다.Since the pressing force of the pump 33b is sufficient to allow gas to pass through the filter 20, it may be omitted in some cases.

상기 가스공급부재(33)의 탱크(33a) 내부에 저장된 가스는 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중성(N2) 또는 불활성가스일 수 있으며,The gas stored in the tank 33a of the gas supply member 33 may be neutral (N 2 ) or inert gas selected from the group consisting of N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof.

공급되는 가스에는 미량(부피비로 약 0.1~5%)의 H2 가스가 더 포함되어, 수소가스의 연소로 교반에 의한 합금 성분 혼합 효율 증대 및 온도 증대 효과를 얻을 수 있다. 가스에서 상기 수소 가스의 함량은 과도할 경우 폭발 위험이 있으므로 주의를 요한다.The supplied gas further contains a small amount (about 0.1 to 5% by volume) of H 2 gas, so that the alloy component mixing efficiency and temperature increase can be obtained by stirring by burning hydrogen gas. The content of the hydrogen gas in the gas is caution because there is a risk of explosion if excessive.

본 발명에서 가스주입수단의 도입은 불순물, 각종 가스, 그리고 수분을 제거하여 주물의 품질, 최종적으로는 성형품의 품질을 높이기 위한 것으로, 본 명세서에서 ‘불순물의 제거’라 함은 원하지 않는 가스와 수분 제거를 포함하는 광의의 개념이다.Introduction of the gas injection means in the present invention is to improve the quality of the casting, and finally the molded product by removing impurities, various gases, and water, in the present specification, the term "removal of impurities" is unwanted gas and water It is a broad concept that includes elimination.

상기 세라믹필터(20)를 거쳐 투입된 가스는 부력에 의하여 상승하면서(수소가스는 연소하면서) 불순물을 용탕의 표면으로 이동시키고, 합금성분의 혼합을 촉진하게 된다.As the gas introduced through the ceramic filter 20 rises due to buoyancy (hydrogen gas burns), impurities move to the surface of the molten metal and promote mixing of alloying components.

용탕 표면으로 이동된 불순물은 수동으로 또는 자동화된 설비에 의하여 걷어내면 되어 주조 및 출탕 시 원하는 합금의 순도와 균일한 함량을 얻을 수 있다.Impurities transferred to the melt surface can be removed manually or by automated equipment to obtain the desired purity and uniform content of the alloy during casting and tapping.

또 본 발명에 따른 용해로에서 노체(10)에 배열된 필터(20)와 가스주입수단(30)의 도입으로 합금과정에서 발생되는 편석(偏析, segregation)현상 또한 해결할 수 있는 것으로 확인되었다.
편석(偏析, segregation)은 용융합금이 응고할 때 먼저 석출되는 부분과 나중에 응고되는 부분의 조성이 다른 현상으로,
In addition, the introduction of the filter 20 and the gas injection means 30 arranged in the furnace 10 in the melting furnace according to the present invention was confirmed that the segregation phenomenon occurring in the alloying process can also be solved.
Segregation is a phenomenon in which the composition of the first precipitated part and the later solidified part when the molten alloy solidifies is different.

즉, 합금을 만들 때는 성분금속을 액체상태로 모두 녹인 뒤 응고시키는데, 이때 최초에 응고한 부분과 나중에 응고한 부분은 조성이 일반적으로 다르며, 그 결과 합금 조성에 불균일성이 생긴 것을 응고편석이라고 하고, 그 정도는 합금의 종류와 응고조건에 따라 크게 다르다. In other words, when making an alloy, all the component metals are dissolved in a liquid state and then solidified. In this case, the first solidified portion and the later solidified portion are generally different in composition, resulting in nonuniformity in the alloy composition. The extent varies greatly depending on the type of alloy and the solidification conditions.

대형 재료에서는 표면부와 중심부가 육안으로도 판별할 수 있을 정도로 두드러진 매크로 편석이 생길 때가 있다. 또 재료 중의 개개의 결정을 현미경으로 관찰하면 결정의 중심부와 주변부 사이에 조성의 차이로 마이크로 편석을 볼 수 있다. In large materials, sometimes macro segregation is prominent so that the surface and the center can be distinguished by the naked eye. When microcrystals of individual crystals in the material are observed under a microscope, micro segregation can be seen as a difference in composition between the center and the periphery of the crystal.

종래 일반적인 응고편석의 방지는 적당한 온도로 오랫동안 가열하면 원자의 상호확산으로 경감시키는 균질화 설담금법이 사용되어 왔다.Conventionally, the prevention of coagulation segregation has been used for the homogenization immersion method which reduces the interdiffusion of atoms when heated to a suitable temperature for a long time.

또한 응고편석 이외에 입계평형편석(粒界平衡偏析;입계편석)이라는 특수한 편석이 생긴다. 이것은 결정입자 경계에 불순물 원자가 모여드는 현상이며, 경계에서 원자가 정연하게 배열되어 있지 않아 일어나는 것이다. 입계편석으로 금속재료가 결정입자의 경계에서 파괴되기도 한다.In addition to coagulation segregation, special segregation, called grain boundary segregation, occurs. This is a phenomenon in which impurity atoms gather at the boundary of crystal grains and is caused by atoms not being arranged in an orderly manner at the boundary. As grain boundary segregation, metallic materials are sometimes destroyed at the boundary of crystal grains.

상기 입계편석은 균질화 설담금법을 사용해도 경감되지 않고 오히려 불순물이 더욱 모여드는 경우도 있다. The grain boundary segregation is not alleviated even by using the homogenizing immersion method, but rather, impurities may be further collected.

본 발명의 발명자는 금, 은 등의 귀금속 합금을 위하여 본 발명에 따른 용해로를 구성하고 다양한 합금 테스트를 행하였는데, 두 종류의 편석현상이 모두 방지되는 것으로 확인하였으며,The inventors of the present invention constituted a melting furnace according to the present invention and conducted various alloy tests for precious metal alloys such as gold and silver, and confirmed that both kinds of segregation were prevented.

주조 또는 출탕 후 압연 및 인장시에도 좋은 제품을 생산할 수 있는 것으로 판명되었다.It has been found to be able to produce good products even in casting and tapping after rolling and pulling.

귀금속 합금을 위한 노체(爐體)(10)의 용량은 7~15kg 정도인 것이 일반적이며, 용융온도는 1,700℃ 이상이어야 하고, The capacity of the furnace body 10 for the noble metal alloy is generally about 7 to 15 kg, and the melting temperature should be 1,700 ° C. or more,

상기 가스공급부재(33)로부터 공급되는 가스는 금속성분이 완전히 용해된 후 주조되기 전에 약 2~5분 정도 상기 노체(爐體)로 주입되고, 3~7분의 휴지기를 거치는 것이 바람직하다.The gas supplied from the gas supply member 33 is injected into the furnace body for about 2 to 5 minutes before the metal component is completely dissolved and then cast, and passes through a 3 to 7 minute rest period.

상기 가스의 공급을 위한 복수의 필터(20)는 노체(10)의 하부에 도시된 바와 같이 둘 이상 배열되어 부력으로 상승되는 가스에 의하여 용탕의 회전 교반이 가능하도록 되어 있는 것이 바람직한데,As shown in the lower portion of the furnace 10, the plurality of filters 20 for supplying the gas are preferably arranged to enable rotational stirring of the molten metal by a gas which is elevated by buoyancy.

이는 종래 진공 전기로에서 중주파 또는 고주파를 통한 가열 방식의 경우 마치 탈수기와 같이 한 방향으로 용탕이 회전됨으로 인하여 와류가 발생하여 불순물이 표면으로 노출될 수 없고 합금 성분 역시 원활하고 균일하게 혼합되지 못하는 문제점이 있었는데, 복수의 필터를 배열함으로써 와류 회전을 방지하고 난류를 형성시킴으로써 보다 확실하게 편석 현상의 문제점을 해결할 수 있기 때문이다.This is because in the conventional vacuum electric furnace heating method through the medium frequency or high frequency, as the molten metal is rotated in one direction as if it is a dehydrator, vortices are generated and impurities cannot be exposed to the surface, and alloy components are also not smoothly and uniformly mixed. This is because by arranging a plurality of filters, it is possible to solve the problem of segregation phenomenon more reliably by preventing vortex rotation and forming turbulent flow.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 불순물 제거를 위한 가스 주입수단을 갖는 용해로는 노체(爐體)로의 가스 주입을 위한 수단으로써 용융된 금속은 통과하지 못하고 기체는 통과 가능한 다공성 필터를 이용한 용해로, 특히 열원으로써 전기를 사용하는 진공 용해로를 제공하고, 또 가스로써 중성 또는 불활성 가스, 특히 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하고, 또 미량의 H2 가스를 첨가하여 불순물 제거 및 편석(偏析, segregation) 현상 감소 효율을 높일 수 있다.As described above, the melting furnace having a gas injection means for removing impurities according to the present invention is a means for gas injection into a furnace body, and a melting furnace using a porous filter that does not pass molten metal and allows gas to pass through. Providing a vacuum furnace using electricity as a heat source, and using a gas selected from the group consisting of neutral or inert gas, in particular N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof, and a trace amount of H 2 gas Addition can increase the efficiency of removing impurities and reducing segregation phenomenon.

이상의 설명에서 용해로, 특히 진공 전기 용해로와 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 당연히 추측 및 추론할 수 있을 것이다.In the above description, although the conventionally known techniques related to melting furnaces, in particular vacuum electric melting furnaces, are omitted, those skilled in the art will naturally be able to infer and deduce this.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 용해로를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, in the above description of the present invention with reference to the accompanying drawings with reference to the accompanying drawings, the melting furnace having a specific shape and structure, but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, such modifications and changes are the scope of protection of the present invention Should be interpreted as belonging to.

Claims (7)

삭제delete 노체(爐體);Noche; 상기 노체의 하부에 구비되어 있으며, 용해된 금속의 입자 보다 작은 크기의 기공을 갖는 다공성 세라믹필터; 및A porous ceramic filter provided below the furnace body and having pores having a size smaller than that of the dissolved metal particles; And 상기 필터와 연결된 배관, 그리고 A pipe connected to the filter, and 상기 배관과 연결되어 있으며 N2, He, Ne, Ar, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 가스가 저장된 가스탱크와, 상기 배관에 구비된 펌프를 포함하는 가스공급부재로 이루어진 가스 주입수단A gas tank connected to the pipe and storing any one gas selected from the group consisting of N 2 , He, Ne, Ar, or a combination thereof, and a gas supply member including a pump provided in the pipe. Injection means 을 포함하여 이루어진 용해로.Melting furnace consisting of. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가스탱크에 저장된 가스에는 미량의 H2 가스가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 용해로.Melting furnace, characterized in that the gas stored in the gas tank further comprises a trace amount of H 2 gas. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 필터는 상기 노체의 하부에 둘 이상 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 용해로.Melting furnace characterized in that the filter is provided with two or more in the lower portion of the furnace body. 삭제delete 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 용해로는 합금을 위한 것으로,The melting furnace is for the alloy, 그 열원은 전기인 것을 특징으로 하는 용해로.The heat source is an electric furnace, characterized in that the electricity. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 용해로는 진공 용해로인 것을 특징으로 하는 용해로.Melting furnace, characterized in that the melting furnace is a vacuum melting furnace.
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