KR100737004B1 - 주조장치의 주입래들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주조장치의 주입래들에 관한 것으로서, 후면을 따라 용탕이 내부에 유입됨과 아울러 전면을 따라 용탕이 외부로 유출되는 래들 본체와; 상기 래들 본체의 후면과의 사이에 하측으로 갈수록 좁아지는 용탕유입통로가 형성되도록 상기 래들 본체의 후방 상부에 상하방향으로 길게 형성된 제 1 격벽부와; 상기 래들 본체의 중앙 상부에 일단이 회동 가능하게 연결됨과 아울러 상기 래들 본체의 전면에 타단이 접촉되게 배치되어 상기 래들 본체의 전면과 타단 사이에 용탕에 의해 크기 조절이 가능한 용탕유출통로를 형성하는 제 2 격벽부를 포함하여 구성되어, 상기 용탕유입통로를 통해 유입되는 용탕의 유속이 감소되어 상기 래들 본체의 내부에 용탕의 와류 발생이 방지되고, 상기 용탕의 와류로 인한 슬래그의 발생이 방지되며, 상기 용탕의 표면에 배치된 제 2 격벽부의 타단에 의해 슬래그가 걸러져 금형의 내부에 슬래그가 투입되는 현상이 방지되는 이점이 있다.
경동식 중력주조 방식, 주조장치, 주입래들, 용탕, 슬래그, 제 1 격벽부, 제 2 격벽부

Description

주조장치의 주입래들 {INJECT LADLE OF CASTING APPARATUS}
도 1은 종래 기술에 따른 주조장치에 의한 주조 과정이 도시된 도,
도 2는 종래의 주조장치에 용탕이 유입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 3은 종래의 주조장치에 용탕이 유입된 후 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 4는 종래의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 5는 본 발명에 따른 주조장치의 주입래들이 도시된 사시도,
도 6은 본 발명의 주조장치에 용탕이 유입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 7은 본 발명의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 8은 본 발명의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입 완료될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도,
도 9는 본 발명에 따른 주조장치에 의한 주조 과정이 도시된 도,
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 주입래들 52: 래들 본체
53: 용탕배출홈부 54: 제 1 격벽부
56: 제 2 격벽부 58: 힌지 브래킷
60: 용탕유입통로 62: 용탕유출통로
64: 슬래그 받이 A: 용탕
B: 주조품 C: 와류
D: 슬래그
본 발명은 주조장치에 사용되는 주입래들에 관한 것으로서, 특히 주입래들의 내부에 용탕 유입될 때 발생되는 슬래그가 감소되고, 주입래들에서 금형의 내부로 용탕이 주입될 때 슬래그의 투입이 방지될 수 있는 주조장치의 주입래들에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 주조장치에 의한 주조 과정이 도시된 도이고, 도 2는 종래의 주조장치에 용탕이 유입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도이며, 도 3은 종래의 주조장치에 용탕이 유입된 후 주입래들의 내부가 도시된 상태도이고, 도 4는 종래의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도이다.
일반적으로, 차량의 엔진에 사용되는 실린더 헤드는 알루미늄 재질로 주조 성형되는 데, 주조 방법으로는 플로트 저압주조 방식과 경동식 중력주조 방식 중 어느 한 방법에 의해 생산된다.
상기 경동식 중력주조 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 용탕공급로봇(2)에 의해 주입래들(4)의 내부에 용탕(A)이 공급되고(S1), 상기 주입래들(4)과 금형(6)이 고정된 지그(8)가 회전되면서 상기 주입래들(4)에 의해 금형(6)의 내부로 용탕(A)이 주입되며(S2), 상기 주입래들(4)의 용탕(A)이 상기 지그(8)의 회전이 정지될 때 상기 금형(6)의 내부로 모두 주입 완료된다(S3).
그리고, 상기 주입래들(4)은 상기 지그(8)와 달리 더 회전된 후 고정되고, 상기 금형(6)은 일정시간동안 냉각되어 내부의 용탕(A)을 응고시키게 된다.(S4)
상기 금형(6)의 용탕(A)이 완전히 응고되면, 상기 금형(6)이 분리되면서 이젝트 핀에 의해 실린더 헤드와 같은 주조품(B)이 취출되고, 상기 취출된 주조품(B)은 컨베이어에 의해 다른 공정으로 이송된다.(S5,S6)
한편, 도 2 내지 도 4에는 상기 경동식 중력주조 과정에서 주입래들(4)의 내부 상태가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용탕공급로봇(2)에 의해 주입래들(4)의 후면을 따라 용탕(A)이 공급되면, 상기 주입래들(4)의 후면을 따라 용탕(A)이 하측으로 유입되어 상기 용탕(A)의 유속이 증가되고, 상기 용탕(A)은 자체의 유속에 의해 상기 주입래들(4)의 하부에서 심한 와류(C)를 발생시키게 된다.
그러나, 상기 주입래들(4)의 내부에 용탕(A)의 와류(C)가 발생되면, 상기 용탕(A)이 쉽게 산화되기 때문에, 상기 주입래들(4)의 내부에 다량의 슬래그(D)가 발생되는 문제점이 있다.
상기 주입래들(4)의 내부에 발생된 슬래그(D)는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 용탕(A)의 표면으로 부상하게 되고, 상기 금형(6)의 내부에 주입래들(4)의 용탕(A)이 주입됨에 따라 상기 슬래그(D)는 용탕(A)과 함께 상기 금형(6)의 내부에 주입된다.
따라서, 상기 슬래그(D)에 의해 균열이 쉽게 발생되어 상기 주조품(B)의 내구성이 크게 저하되고, 상기 슬래그(D)에 의해 기포가 발생되어 상기 주조품(B)의 표면에 리크(LEAK) 불량 등이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 주입래들에 유입되는 용탕의 속도가 감속되어 용탕의 와류 발생이 방지되고, 용탕의 와류에 의한 슬래그의 발생이 방지될 수 있는 주조장치의 주입래들을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 금형의 내부로 주입래들의 용탕이 주입될 때 용탕과 공기의 접촉이 차단됨으로써, 상기 주입래들의 주입시 슬래그의 발생이 최 소화될 수 있는 주조장치의 주입래들을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 주입래들의 용탕 표면에 부상된 슬래그가 걸러지면서 금형의 내부에 용탕만 주입됨으로써, 상기 슬래그와 용탕의 혼입으로 인한 주조품의 품질 저하가 방지될 수 있는 주조장치의 주입래들을 제공하는데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 주조장치의 주입래들는, 후면을 따라 용탕이 내부에 유입됨과 아울러 전면을 따라 용탕이 외부로 유출되는 래들 본체와; 상기 래들 본체의 후면과의 사이에 하측으로 갈수록 좁아지는 용탕유입통로가 형성되도록 상기 래들 본체의 후방 상부에 상하방향으로 길게 형성된 제 1 격벽부와; 상기 래들 본체의 중앙 상부에 일단이 회동 가능하게 연결됨과 아울러 상기 래들 본체의 전면에 타단이 접촉되게 배치되어 상기 래들 본체의 전면과 타단 사이에 용탕에 의해 크기 조절이 가능한 용탕유출통로를 형성하는 제 2 격벽부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 래들 본체의 후면은 전방으로 하향 경사지게 형성되고, 상기 래들 본체의 전면은 후방으로 하향 경사지게 형성된다.
상기 래들 본체의 전면에는 상기 용탕이 유출되는 용탕유출홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 격벽부와 제 2 격벽부는 흑연 재질로 형성된 것을 특징으 로 한다.
상기 제 2 격벽부는 상기 래들 본체에 유입된 용탕의 표면에 타단이 부유되도록 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 주조장치의 주입래들이 도시된 사시도이고, 도 6은 본 발명의 주조장치에 용탕이 유입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도이며, 도 7은 본 발명의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도이고, 도 8은 본 발명의 주조장치에 의해 금형 내부로 용탕이 주입 완료될 때 주입래들의 내부가 도시된 상태도이다.
참고로 전술한 종래의 구성과 동일 유사한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 주조장치의 주입래들은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 용탕(A)이 수용되는 공간이 내부에 형성되고 후면(52A)을 따라 용탕(A)이 내부에 유입되며 전면(52B)을 따라 용탕(A)이 외부로 유출되는 래들 본체(52)와, 상기 래들 본체(52)의 후면(52A)과의 사이에 하측으로 갈수록 좁아지는 용탕유입통로(60)가 형성되도록 상기 래들 본체(52)의 후방 상부에 상하방향으로 길게 형성된 제 1 격벽부(54)와, 상기 래들 본체(52)의 중앙 상부에 일단이 회동 가능하게 연결됨과 아울러 상기 래들 본체(52)의 전면(52B)에 타단이 접촉되게 배치되어 상기 래들 본체(52)의 전면(52B)과 타단 사이에 용탕(A)에 의해 크기 조절이 가능한 용탕유출통 로(62)를 형성하는 제 2 격벽부(56)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 래들 본체(52)는 내화성 재질로 형성된 용탕(A)을 담는 용기로써, 상면이 개방되게 형성되고, 양측면(52C)은 역삼각형으로 형성되며, 전면(52B)과 후면(52A)은 경사지게 형성된다.
상기 래들 본체(52)의 후면(52A)은 전방으로 하향 경사지게 형성되어 상기 용탕(A)이 후면(52A)을 따라 유입되고, 상기 래들 본체의 전면(52B)은 후방으로 하향 경사지게 형성되어 상기 용탕(A)이 전면(52B)을 따라 배출된다.
상기와 같은 래들 본체(52)의 전면(52B)에는 상기 제 2 격벽부(56)와의 사이로 용탕(A)이 유출되도록 소정의 깊이로 용탕유출홈부(53)가 형성된다.
그리고, 상기 제 1 격벽부(54)는 상기 래들 본체(52)의 양측면에 양단이 고정된 흑연 재질의 패널로써, 상기 래들 본체(52)의 후면(52A)과 이격되는 위치에 상하방향으로 수직하게 형성되어 상기 용탕(A)이 유입되는 용탕유입통로(60)를 형성하게 된다.
상기 용탕유입통로(60)는 상기 래들 본체(52)의 후면(52A)이 전방으로 하향 경사지게 형성됨과 아울러 상기 제 1 격벽부(54)가 상하방향으로 수직하게 형성됨으로써, 상기 용탕(A)이 유동되는 통로의 단면적이 하측으로 갈수록 감소되는 구조로 형성된다.
따라서, 상기 용탕유입통로(60)로 용탕(A)이 유입되면, 상기 용탕(A)은 유동 속도가 감속되면서 상기 래들 본체(52)의 후면(52A)과 제 1 격벽부(54)의 하단 사이를 통해 상기 래들 본체(52)의 하부로 유동되므로, 상기 래들 본체(52)의 하부에 서 용탕(A)의 와류가 발생되지 않는다.
또한, 상기 제 2 격벽부(56)는 상기 래들 본체(52)의 상면 전방부를 덮도록 배치된 흑연 재질의 패널로써, 상기 래들 본체(52)의 상부 중앙에 일단이 회전 가능하게 연결되고, 상기 래들 본체(52)의 전면(52B)에 타단이 접촉되게 배치된다.
상기 제 2 격벽부(56)의 일단 좌,우측에는 상기 래들 본체(52)의 양측면에 힌지(57)로 연결되는 힌지 브래킷(58)이 각각 장착된다.
상기 제 2 격벽부(56)의 타단은 상기 래들 본체(52)에 수용된 용탕(A)의 표면에 접촉되어 상기 용탕(A)의 높이 변화에 따라 이동되면서 상기 용탕유출통로(62)를 형성하게 된다.
상기 용탕유출통로(62)는 상기 제 2 격벽부(56)의 타단과 래들 본체(52)의 전면(52B) 사이에 형성되는 데, 상기 용탕(A)의 수위에 따라 제 2 격벽부(56)의 타단 위치가 변경되면서 통로의 크기도 가변된다.
특히, 상기 제 2 격벽부(56)는 상기 용탕(A)의 표면에 타단이 부유되도록 가벼운 중량으로 형성되되, 상기 용탕(A)의 표면에 부상된 슬래그(D)가 타단의 중량에 의해 걸러질 수 있도록 일정 수준 이상의 중량으로 형성된다.
상기와 같은 제 1 격벽부(54)와 제 2 격벽부(56)는 흑연 재질로 형성됨으로써, 700도 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 내화성에 의해 열변형이 방지되고, 상기 용탕(A)이나 슬래그(D)가 표면에 잔류되는 문제도 미연에 방지된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 주조장치의 주조 과정 및 주입래들의 작 동과 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 본 발명에 따른 주조장치에 의한 주조 과정이 도시된 도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 용탕공급로봇(2)에 의해 주입래들(50)의 내부에 용탕(A)이 공급되고(S10), 상기 주입래들(50)과 금형(6)이 지그(8)와 함께 회전되면서 상기 주입래들(50)에 의해 금형(6)의 내부로 용탕(A)이 주입되며(S11), 상기 지그(8)의 회전이 정지될 때 상기 주입래들(50) 내의 용탕(A)이 상기 금형(6)의 내부로 모두 주입된다(S12).
그런 다음에, 상기 지그(8)나 금형(6)과 달리 주입래들(50)은 주조 장치에 의해 회전되어 상기 주입래들(50)이 뒤집히게 배치되고, 상기 금형(6)은 일정시간동안 냉각되어 내부의 용탕(A)이 응고된다(S13).
상기와 같이 주입래들(50)이 뒤집히게 배치되면, 상기 주입래들(50)의 내부에 존재하는 슬래그(D)가 슬래그 받이(64)로 낙하되어 상기 주입래들(50)의 내부가 깨끗하게 청소된다.
이때, 상기 주입래들(50)의 전방부 상면에 덮힌 제 2 격막부(56)는 일단을 중심으로 타단이 하측으로 하강되어 상기 슬래그(D)의 낙하를 방해하지 않게 된다.
상기 금형(6)의 용탕(A)이 완전히 응고되면, 상기 금형(6)이 분리되면서 이젝트 핀에 의해 실린더 헤드와 같은 주조품(B)이 취출되고, 상기 취출된 주조품(B)은 컨베이어에 의해 다른 공정으로 이송된다.(S14,S15)
한편, 상기 주조 과정에서 주입래들(50)의 내부 상태가 도 6과 도 8에 도시되어 있다.
여기서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 용탕공급로봇(2)은 상기 주입래들(50)의 래들 본체(52)의 후면(52A)과 상기 제 1 격벽부(54) 사이에 형성된 용탕유입통로(60)로 용탕(A)을 공급하게 되면, 상기 용탕유입통로(60)에 공급된 용탕(A)은 상기 용탕유입통로(60)를 따라 유동 속도가 저하되면서 하측으로 유동된 다음, 상기 래들 본체(52)의 후면(52A)과 상기 제 1 격벽부(54)의 하단 사이로 빠져나가게 된다.
상기와 같이 용탕유입통로(60)에 의해 용탕(A)의 유동 속도가 저하되면, 상기 래들 본체(52)의 하부로 유동된 용탕(A)의 속도가 낮기 때문에, 상기 용탕(A)의 와류(C)가 방지되어 상기 와류(C)로 인한 슬래그(D)의 발생량도 최소화된다.
그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 주입래들(50)에 의해 금형(6)의 내부로 용탕(A)이 주입되면, 상기 래들 본체(52)의 전면(52B)을 따라 용탕(A)이 유동되고, 상기 용탕(A)의 표면이 이동됨에 따라 제 2 격벽부(56)의 타단이 상측으로 이동되며, 상기 제 2 격벽부(56)의 타단과 래들 본체(52)의 전면(52B) 사이에 용탕유출통로(62)가 형성된다.
상기와 같이 용탕유출통로(62)를 통해 용탕이 유출되면, 상기 제 2 격벽부(56)의 타단에 의해 용탕의 표면에 부상된 슬래그(D)가 걸림되어 상기 금형(6)의 내부로 슬래그(D)가 투입되는 현상이 방지되고, 상기 제 2 격벽부(56)와 슬래그(D)에 의해 외부 공기와 용탕(A)의 접촉이 차단되어 상기 용탕(A)이 공기와 접촉으로 인해 슬래그(D)가 발생되는 현상도 방지된다.
따라서, 상기 금형(6)의 내부에 용탕(A)만 투입되므로, 상기 주조품(B)이 슬 래그(D)에 의해 쉽게 균열되거나, 상기 주조품(B)의 내구성이 크게 저하되거나, 상기 슬래그(D)에 의해 기포가 발생되어 상기 주조품(B)의 표면에 리크(LEAK) 불량이 발생되는 문제점이 해소된다.
또한 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 금형(6)의 내부로 용탕(A)의 주입이 완료되면, 상기 주입래들(50)의 내부에 용탕(A)이 존재하지 않기 때문에 상기 제 2 격벽부(56)의 타단은 래들 본체(52)의 전면(52B)에 밀착되고, 상기 제 2 격벽부(56)에 의해 슬래그(D)의 이동이 방지되어 상기 래들 본체(52)의 내부에 발생된 슬래그(D)는 상기 금형(6)의 내부로 투입이 방지된다.
한편, 상기 래들 본체(52)의 전면에는 용탕유출홈부(53)가 형성되는 바, 상기 용탕(A)의 주입 초기에는 상기 전면(52B)에 제 2 격벽부(56)의 타단이 밀착되더라도 상기 용탕유출홈부(53)를 통해 용탕(A)이 배출되고, 상기 용탕(A)의 주입 말기에는 상기 슬래그(D)의 이동을 방지하기 위해 상기 전면(52B)에 제 2 격벽부(56)의 타단이 밀착되더라도 상기 용탕유출홈부(53)를 통해 용탕(A)의 잔량이 모두 배출된다.
상기와 같이 용탕유출홈부(53)는 상기 용탕(A)의 주입 초기에 래들 본체(52)의 전면(52B)에서 제 2 격벽부(56)의 타단이 급격하고 과도하게 부상되거나, 상기 용탕(A)의 주입 말기에 상기 제 2 격벽부(56)에 의해 래들 본체(52)의 내부에 용탕이 잔류되는 문제를 해소시키게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 주조장치의 주입래들을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고, 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
즉, 제 1 격벽부와 제 2 격벽부는 곡선이나 일정 부위가 절곡되게 형성된 패널이 사용 가능함은 물론이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 주조장치의 주입래들은, 래들 본체의 후면과 제 1 격벽부 사이에 하측으로 갈수록 좁아지는 용탕유입통로가 형성되므로, 상기 용탕유입통로를 통해 유입되는 용탕의 유속이 감소되어 상기 래들 본체의 내부에 용탕의 와류 발생이 방지되고, 상기 용탕의 와류로 인한 슬래그의 발생이 방지되는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 제 2 격벽부의 일단이 래들 본체의 중앙 상부에 회동 가능하게 연결되고 상기 제 2 격벽부의 타단이 용탕에 의해 부상되면서 상기 래들 본체의 전면 사이에 용탕유출통로가 형성되므로, 상기 용탕의 표면에 배치된 제 2 격벽부의 타단에 의해 슬래그가 걸러져 금형의 내부에 슬래그가 투입되는 현상이 방지되고, 상기 제 2 격벽부에 의해 용탕과 공기의 접촉이 차단되어 슬래그의 발생이 방지되는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 제 1,2 격막부에 의해 슬래그의 발생이 방지되고 제 2 격막부에 의해 금형의 내부로 슬래그의 투입이 방지되므로, 상기 슬래그의 발생으로 인한 주조 장치의 성능 저하가 방지되고, 상기 슬래그의 투입으로 인한 주조품의 품질 저하가 방지되는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 후면을 따라 용탕이 내부에 유입됨과 아울러 전면을 따라 용탕이 외부로 유출되는 래들 본체와;
    상기 래들 본체의 후면과의 사이에 하측으로 갈수록 좁아지는 용탕유입통로가 형성되도록 상기 래들 본체의 후방 상부에 상하방향으로 길게 형성된 제 1 격벽부와;
    상기 래들 본체의 중앙 상부에 일단이 회동 가능하게 연결됨과 아울러 상기 래들 본체의 전면에 타단이 접촉되게 배치되어 상기 래들 본체의 전면과 타단 사이에 용탕에 의해 크기 조절이 가능한 용탕유출통로를 형성하는 제 2 격벽부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주조장치의 주입래들.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 래들 본체의 후면은 전방으로 하향 경사지게 형성되고, 상기 래들 본체의 전면은 후방으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 주조장치의 주입래들.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 래들 본체의 전면에는 상기 용탕이 유출되는 용탕유출홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 주조장치의 주입래들.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽부와 제 2 격벽부는 흑연 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 주조장치의 주입래들.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽부는 상기 래들 본체에 유입된 용탕의 표면에 타단이 부유되도록 형성된 것을 특징으로 하는 주조장치의 주입래들.
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