KR100759031B1 - 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 칩 용해 장치에 관한 것으로 특히, 전자기를 이용한 용탕의 상하 교반을 통하여 금속 용해로에서 발생하는 용탕 상부 및 하부의 온도 편차를 줄이고 금속 칩을 용해할 수 있는 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 갖는 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치는, 금속 용해로와, 상기 금속 용해로의 일측에 설치되는 용해용 버너와, 상기 금속 용해로의 하부 일측에 설치되는 전자기 교반장치와, 상기 전자기 교반장치의 상부에 설치되는 칩 용해로와, 상기 칩 용해로의 상부에 설치되어 용탕의 온도를 유지시키는 용탕 덮개와, 상기 용탕 덮개에 결합되어 칩의 유동을 제어하는 칸막이 및, 상기 칩 용해로의 상부 일측에 설치되는 칩 전처리 설비를 포함하여 구성되되, 상기 전자기 교반장치의 전자기장은 리니어(linear) 형태의 이동자장이고, 주파수는 2~200Hz이며, 전류의 세기는 최대 1000A를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치에 의하여 금속 칩의 용해 수율을 높이고, 동시에 생산성을 증대시킬 수 있다.

전자기 교반, 금속 칩, 용해 장치, 용탕 덮개, 유동 제어 칸막이, 용해로

Description

전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치{Metal Chip Melter Using Electromagnetic Stirring}

도 1은 본 발명의 금속 칩 용해 장치를 나타내는 개략도

도 2는 알루미늄 칩의 용해량과 전자기 교반장치의 전류 관계를 나타낸 그래프

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 금속 2 : 칩

10 : 금속 용해로 20 : 버너

30 : 전자기 교반장치 40 : 칩 용해로

45 : 용탕 덮개 50 : 칩 유동 제어 칸막이

60 : 칩 전처리 설비 62 : 칩 투입구

본 발명은 금속 칩 용해 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기를 이용한 용탕의 상하 교반을 통하여 금속 용해로에서 발생하는 용탕 상부 및 하부의 온도 편차를 줄이고 금속 칩을 용해함으로써, 상기 금속 칩의 용해 수율을 높일 수 있고, 또한 금속 칩의 용해 에너지를 절약할 수 있는 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄과 같은 금속 칩은 용해 시에 벙커시유나 경유 또는 도시가스 등을 이용하여 반사로에서 용해하고 있으나, 상기한 반사로의 특성상 용탕의 상부에서 열을 가하여 용탕에서는 전도에 의한 열전달로 용해되기 때문에 용탕의 상하부 온도 편차가 심하여 하부의 온도를 높이기까지 많은 열량이 필요하고, 또한 용해 시간이 길어지는 등 용해 효율이 떨어지는 문제가 있어, 알루미늄과 같은 금속 칩의 용해 효율을 높일 수 있는 용해 방법의 개발이 필요한 실정에 있다.

그리고, 상기 알루미늄과 같은 금속 칩을 가공할 때 많은 량의 칩이 발생하지만 상기 칩은 용해하기가 곤란하고, 용해할 경우 용해 효율이 매우 낮은 문제점이 있다.

지금까지 사용되는 금속 칩의 용해 방법은 다음과 같은 방법이 있다.

첫째, 금속 칩을 알루미늄이 녹아있는 반사로에 직접 투입하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 칩을 투입할 때 용해로의 문을 열고 투입하여야 하기 때문에 열 손실이 많은 문제점이 있으며, 작업자가 지게차 등을 이용하여 투입한 후 용탕을 휘저어 주어야 하기 때문에 작업효율이 저하되는 문제점이 있다.

둘째, 용해로에 탕도를 설치하여 용탕을 탕도로 인출하여 떨어뜨리면서 와류 를 형성하여 와류속에 칩을 주입하여 용해하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 탕도가 별도로 설치되어야 하고 용탕을 펌프로 퍼 올려야 하기 때문에 탕도 관리와 펌프 관리에 문제가 있으며 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 용해로의 한쪽 면에 금속 칩의 투입구를 설치하여 용탕을 상하로 교반하면서 칩을 투입하여 용해함으로써, 상기 금속 칩의 용해 수율을 높이고, 동시에 생산성을 증대시키며, 금속 칩의 용해 에너지를 감소시킬 수 있는 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치는, 금속 용해로와, 금속 용해로의 일측에 설치되는 용해용 버너와, 금속 용해로의 하부 일측에 설치되는 전자기 교반장치와, 전자기 교반장치의 상부에 설치되는 칩 용해로와, 칩 용해로의 상부 일측에 설치되는 칩 전처리 설비를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치는 바람직하게 상기 칩 용해로의 상부에 용탕의 온도를 유지시키는 용탕 덮개가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고 또한, 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치는 바람직하게 상기 용탕 덮개에는 칩의 유동을 제어하는 칸막이가 더 결합되어 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치의 전자기 교반장치에 있어서, 전자기장은 리니어(linear) 형태의 이동자장이고, 주파수는 2~200Hz이며, 전류의 세기는 최대 1000A를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다.

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

도 1은 본 발명의 금속 칩 용해 장치를 나타내는 개략도이다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 금속 칩 용해 장치는 용해로의 하부에 전자기 교반장치를 설치하여 구성된다.

즉, 본 발명의 금속 칩 용해 장치는, 금속(1)을 용해하는 용해로(10)와, 상기 금속 용해로(10)의 일측에 설치되는 용해용 버너(20)와, 상기 금속 용해로(10)의 하부 일측에 설치되는 전자기 교반장치(30)와, 상기 전자기 교반장치(30)의 상부에 설치되는 칩 용해로(40)와, 상기 칩 용해로(40)의 상부에 설치되어 용탕의 온도를 유지시키는 용탕 덮개(45)와, 상기 용탕 덮개(45)에 결합되어 칩의 유동을 제어하는 칸막이(50) 및, 상기 칩 용해로(40)의 상부 일측에 설치되는 칩 전처리 설비(60)로 구성된다.

상기한 구성을 갖는 금속 칩 용해 장치의 작용효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

금속 용해로(10) 내에서 버너(20)를 통하여 금속(1)을 용해하고, 상기 용해된 용탕을 칩 용해로(40)에 담은 후 상기 칩 용해로(40) 하부에 설치된 전자기 교반장치(30)를 이용하여 상부 방향으로 전자기장(32)을 인가한다. 이에 따라 금속 용해로(10) 내의 용탕은 전자기장(32)의 방향과 같은 방향(화살표 표시)으로 회전하게 된다.

상기 전자기 교반장치(30)의 주파수는 용융금속의 전기전도도, 용융금속의 용탕 풀(pool)의 높이에 의해 결정되며, 2~200Hz 범위가 된다.

즉, 전자기 교반장치(30)의 전자기장은 리니어(linear) 형태의 이동자장이고, 주파수는 2~200Hz이며, 전류의 세기는 최대 1000A를 넘지 않는다.

이어, 칩 전처리 설비(60)에서 칩에 있는 수분과 유분(절삭유)을 원심분리법으로 제거하고, 칩을 일정한 크기로 절단한 후 버너(미도시)를 이용하여 건조시키며, 이어 칩 투입구(62)를 통하여 칩(2)을 용탕 내에 투입하면 용탕의 유동 속으로 칩이 빨려 들어가 용해된다.

한편, 용해되지 않은 칩은 상부로 부상하여 산화되기 쉬운 문제가 있으나, 이때 칩 유동을 제어하는 칸막이(50)가 설치되어 칩을 함유한 용탕이 그 용탕의 내부로 깊숙이 침투할 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.

그리고, 칩 용해로(40)의 상부에 설치된 용탕 덮개(45)는 용탕의 온도를 유지시키는 역할을 수행하게 된다.

도 2는 알루미늄 칩의 용해량과 전자기 교반장치의 전류 관계를 나타낸 그래프로서, 다음의 실험에 의하여 구해진 것이다.

칩은 전처리 공정을 거처 약 6mm의 길이로 절단되었고, 수분과 유분을 제거한 후 버너를 이용하여 건조된 것이 이용되었다.

전자기 교반장치(30)의 전자기장 주파수는 20Hz에서 전자기 교반장치의 전류를 높이면서 칩 용해량을 측정하였다.

칩은 전자기 교반장치의 전류를 높일수록 잘 용해되었고, 용해량은 전류의 세기에 비례하였다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치는, 용해로의 한쪽 면에 금속 칩의 투입구를 설치하여 용탕을 상하로 교반하면서 칩을 투입하여 용해함으로써, 상기 금속 칩의 용해 수율을 높이고, 동시에 생산성을 증대시킬 수 있으며, 금속 칩의 용해 에너지를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 금속 용해로와, 상기 금속 용해로의 일측에 설치되는 용해용 버너와, 상기 금속 용해로의 하부 일측에 설치되는 전자기 교반장치와, 상기 전자기 교반장치의 상부에 설치되는 칩 용해로와, 상기 칩 용해로의 상부에 설치되어 용탕의 온도를 유지시키는 용탕 덮개와, 상기 용탕 덮개에 결합되어 칩의 유동을 제어하는 칸막이 및 상기 칩 용해로의 상부 일측에 설치되는 칩 전처리 설비를 포함하여 구성된 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치에 있어서,

   상기 전자기 교반장치의 전자기장은 리니어(linear) 형태의 이동자장이고, 주파수는 2~200Hz이며, 전류의 세기는 최대 1000A를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 전자기 상하 교반에 의한 금속 칩 용해 장치.

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