KR100771931B1 - 용탕 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용해로에서 용융된 알루미늄이나 철 등 금속 용탕을 주조용 몰드(주형)나 보온로 등에 공급함에 있어서 흡입 및 배출 겸용의 이중으로 구성된 사이폰식 이송 파이프가 구비되어 하나로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있는 탱크에 가압라인과 진공라인으로 분기되는 공기 파이프를 연결하고, 적정 위치에 분산 배치된 다수개의 수동 또는 전자 밸브를 이용한 개폐 작용으로 가압수단인 컴프레셔로 펌핑되는 공기압을 제어하고 흡입에 따른 진공압과 배출에 따른 압축공기를 필요에 따라 선택적으로 공급할 수 있게 함으로써 용해로 또는 주조용 몰드나 보온로에 용탕의 흡입 및 배출 등의 교대로 반복되는 자동화된 용탕 이송작업으로 용탕을 탱크에 수용하면서 신속하고 정확하며 안전하게 이송시키게 하는 알루미늄 용탕 이송장치에 관한 것이다.

가압, 감압, 용탕 이송장치, 주조용 몰드, 용해로, 보온로, 전자밸브, 수동밸브, 사이펀, 공기 파이프, 진공 라인, 가압 라인, 압축공기, 벤츄리 믹서, 용탕 저장 탱크

Description

용탕 이송장치{Melting metal feed device}

도 1은 본 발명의 전체적 구성을 개략적으로 나타낸 시스템 구성도

도 2는 본 발명의 일실시예로서 가압조건하에 주조용 몰드에 용탕을 주탕시키는 시스템 동작 상태도

도 3은 본 발명의 일실시예로서 감압조건하에 용해로에서 용탕을 흡입시키는 시스템 동작 상태도

도 4는 본 발명의 일실시예로서 용탕 이송탱크 단면 구성도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100:용탕이송장치

10: 용탕저장탱크 11:몸체

12:덮개 13:세라믹 단열보드

14:실리카 내화 보드 20:이송파이프

21:스테인레스 파이프 22:세라믹 파이프

30:호이스트 31:모터

32:와이어 드럼 33:걸고리

34:지지바 40:가압수단

41:수동밸브 42:압력계

43:레귤레이터 44:수동밸브

45:솔레노이드밸브 46:수동밸브

47:벤츄리믹서 48:수동밸브

49:솔레노이드밸브 50:공기파이프

60:용해로 70:주조용 몰드

80:제어패널 81:연결선

90:소음기

본 발명은 알루미늄 등의 금속 용탕 이송장치에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 용해로에서 용융된 알루미늄 등의 금속 용탕을 주조용 몰드(주형)나 보온로에 공급함에 있어서 흡입 및 배출 겸용의 이중관 형태의 사이폰식 이송 파이프가 구비되어 하나로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있는 탱크에 가압라인과 진공라인으로 분기되는 공기 파이프를 연결하고, 적정 위치에 분산 배치된 다수개의 수동 또는 전자 밸브를 이용한 개폐 작용으로 가압수단인 컴프레셔로 펌핑되는 공기압을 제어하고 흡입에 따른 진공압과 배출에 따른 압축공기를 필요에 따라 선택적으로 공급할 수 있게 함으로써 용해로 또는 주조용 몰드에 용탕의 흡입 및 배출 등의 교대로 반복되는 자동화된 용탕 이송작업으로 금속 용탕을 탱크에 수용하면서 신속하고 정확하며 안전하게 이송시키게 하는 용탕 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등 금속을 소정의 형태로 주조하기 위해서는 용해로에서 용탕을 용해하고(용융단계), 그 용해된 용탕을 작업자가 호이스트(리프트)를 이용 레이들로 떠서 안내 레일 등 이송장치를 이용하여 주조용 모울드로 옮겨서(용탕이송단계) 부은 다음(주입단계) 일정시간 응고시키는 방법으로 주조하였는데, 이와 같은 방법은 번거롭고 작업자가 눈으로 직접 확인을 하여 장치를 조작하는 기계적인 작업을 수행하여야 하므로 작업이 지연되고 고도의 숙련된 기술이 요구되어 미숙련자는 정밀한 작업을 못하게 되며 지게차 등으로 레이들을 이용하여 용탕을 옮기는 과정에서 취급 부주의로 인하여 발생하는 용탕의 누출이나 뒤집어져서 엎지르는 등의 안전사고 위험이 있을 뿐 아니라, 용탕의 공급량이 일정하지 못하고 용탕이 대기중에 노출되어 용탕온도의 하락을 초래하게 되어 주물용 용탕의 품질이 떨어져서 불량률이 높아지게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점 때문에 용해로에서 용탕을 펌핑하여 펌핑라인을 통해 주조용 몰드로 공급하는 용탕이송장치가 개발된 바 있으나 이는 하나의 탱크에 복수 개의 흡입 및 배출 파이프를 설치하고 가압수단에서 생성되는 공기압을 이용 가압 및 감압조건에서 복수 개의 흡입 및 배출 파이프를 이용하여 용탕의 흡입 또는 배출동작을 수행하는 구성으로서 복수개의 파이프를 설치함에 따른 원거리 파이프 조작이 불편하고 번거롭고 흡입에 따른 압력 손실로 용탕의 역류현상이 발생하고, 고온의 용탕에 강철재 파이프가 접촉되어 침식되거나 파이프의 일부가 불순물로 용해되는 문제점이 있었다.

따라서 본 출원인은 용해로에서 용융된 용탕을 수용하면서 가압수단에 의하여 펌핑라인으로 공급되는 압축공기를 이용 밸브로 방향전환과 동시에 공기압을 제어하면서 신속하고 정확하며 안전하게 알루미늄 용탕을 주조용 몰드에 이송시키게 하는 금속 용탕 이송장치를 창안하기 위하여 예의 검토한 결과 본 발명의 용탕 이송장치를 완성하게 된 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 용해로에서 용융된 알루미늄 등의 금속 용탕을 주조용 몰드(주형)에 공급함에 있어서, 흡입 및 배출 겸용의 이중관 형태 사이폰식 이송 파이프가 측면에 구비되어 하나로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있는 용탕 저장탱크를 형성하고, 용탕 저장탱크에 가압라인과 진공라인으로 분기되는 공기 파이프를 연결하고, 적정 위치에 분산 배치된 다수개의 수동 또는 전자 밸브를 이용한 개폐 작용으로 가압수단인 컴프레셔로 펌핑되는 공기압을 제어하고 흡입에 따른 진공압과 배출에 따른 압축공기를 필요에 따라 선택적으로 조절하여 용해로나 주조용 몰드 또는 보온로에 용탕을 교대로 흡입 및 배출할 수 있는 용탕 이송 장치를 구축함으로써 자동화된 용탕 이송작 업으로 용탕을 저장 탱크에 수용하면서도 신속하고 정확하며 안전하게 이송시키게 하는 알루미늄 용탕 이송장치를 제공하는데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불명료하게 흐릴 수 있는 공지의 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 용탕저장탱크(10)의 몸체(11)에 구비된 이송 파이프(20)로 압축공기의 감압조건하에서 용해로(60)에서 용융된 금속 용탕을 흡입 수용하고 가압조건에서 주조용 몰드(70)에 용탕을 공급하는 압축공기를 이용한 용탕 이송장치(100)에 있어서,
세라믹 단열 보드(13)와 실리카 내화 보드(14)가 이중으로 케이싱되어 금속 용탕을 수용하는 사각 함체 형상 몸체(11)와 착탈식 덮개(12)로 구성된 용탕 저장탱크(10)의 일측면에 스테인레스 파이프(21) 내에 세라믹 파이프(22)가 내장된 이중관 형태의 용탕 흡입 및 배출 겸용 이송 파이프(20)를 더 구비하여 하나의 용탕 저장탱크로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있게 구성하고,
상기 용탕 저장 탱크(10)의 상부로는 압축공기를 공급하는 가압수단(40)에 연결되는 공기 파이프(50)를 3-웨이 솔레노이드밸브(45)를 분기점으로 하여 가압라인(A)과 진공라인(B)으로 분기되는 공기 배관을 형성하여,
제어패널(80)에 전기적으로 연결된 밸브의 개폐 작용으로 가압수단으로부터 펌핑 공급되는 공기압을 제어하여 용해로 또는 주조용 몰드에 용탕을 교대로 흡입 및 배출할 수 있게 구성된 용탕 이송장치이다

삭제

미설명부호 23은 파이프 이음용 체결부재이다.
또한 공기 파이프(50)의 배관 라인은 가압수단(40)에서 공급되는 압축 공기를 수동으로 개폐시키는 수동밸브(41)와 압축 공기를 일정압력으로 감압하는 레귤레이터(43), 수동밸브(44)가 설치되어 솔레노이드밸브(45)와 일직선상으로 연결되는 공통 라인과,
3-웨이 솔레노이드밸브(45)를 분기점으로 용탕 저장 탱크(10)의 덮개(12)에 직접 연결되어 압축공기를 주조용 몰드(70)로 공급하는 가압라인(A)과,

벤츄리 믹서(47), 수동밸브(48), 솔레노이드밸브(49)가 장착된 진공라인(B)으로 분기 형성되어 가압라인(A)과 감압조건의 진공라인(B) 작용으로 용해로(60)에서 용융된 알루미늄 용탕을 흡입 및 배출하게 하는 공기 파이프 유통 배관을 형성한다.

또한 상기와 같이 감압조건으로 흡입된 알루미늄 용탕을 가압조건하에서 주조용 몰드(70)에 공급하기 위한 이동수단은, 모터(31)와 길쭉한 바 형상의 지지대(34)가 결합된 걸고리가 폐루프(loop)의 와이어로 연결되는 와이어 드럼(32)으로 조합 작동되는 공지의 수직 작동 호이스트(30) 장치로 구성하여 레일 등의 수평 이송 수단을 이용하여 좌우로 용탕 저장탱크(10)를 이동시키게 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전술한 바와 같이 알루미늄 용탕 등의 금속 용탕을 수용할 수 있는 공간부가 형성되게 세라믹 단열 보드(13)와 실리카 내화 보드(14)의 이중 벽체로 케이싱된 사각 함체 형상 몸체(11)와 몸체(11)를 밀봉하는 착탈식의 보온용 덮개(12)로 용탕 저장탱크(100를 구성하고, 상기 몸체(11)의 일측면으로는 흡입 및 배출 겸용으로서 스테인레스 파이프(21) 내에 내화성 세라믹 파이프(22)가 내장된 이중관 형태의 이송 파이프(20)를 구비하여 하나의 저장탱크로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있는 용탕 저장탱크(10)를 형성한다.

상기 용탕 저장탱크(10)의 몸체(11)와 보온용 덮개(12)의 외벽을 형성하는 세라믹 단열 보드(13)는 단열과 차폐 성능이 우수한 단열재로서 형태적 안정성과 내구성이 좋으며, 내벽을 형성하는 실리카 내화 보드(14)는 일반금속을 포함하는 알루미늄 전용의 내화 보드로서 기계적 가공성이 좋으며 용융 알루미늄에 젖지 않는 특성이 있어 이중으로 케이싱 된 몸체(11)의 내화성과 단열성의 복합 상승효과를 구현하게 한다.

또한 몸체(11)의 일측면으로는 흡입 및 배출 겸용의 파이프로서 내구성이 우수한 스테인레스 파이프(21) 내에 내화재질의 세라믹 파이프(22)가 동심원상으로 연장 형성된 이중관 형태의 사이폰식 용탕 이송 파이프(20)가 구비되어, 외계와의 높이 차에 의한 중력 작용으로 용탕을 용해로 또는 보온로에서 용이하게 인출함과 동시에 세라믹 파이프(22)로 용탕에 접촉시에도 알루미늄 용탕과의 화학적 반응에 의한 열적 변형이나 침식, 용해 등에 의한 파이프 훼손을 방지하게 하는 것으로 용탕면의 변화를 검출해내는 센서를 몸체 내에 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 몸체(11)와 앵커 볼트 등 고정 체결수단을 이용하여 견고하게 결합되는 덮개(12)의 상부로는 콤프레셔 등의 가압수단(40)에 연결되어 압축공기의 공기압에 의한 감압 및 가압 작용을 수행하는 공기 파이프(50)가 연결 배관된다.

또한 상기한 공기 파이프(50) 배관상에는 가압수단(40)에서 공급되는 압축 공기를 수동으로 개폐시키게끔 조작 레버가 구비된 핸드헬드(hand held) 타입의 수동밸브(41), 압력계(42), 압축 공기를 일정 압력으로 감압하는 레귤레이터(43), 수동밸브(44), 솔레노이드밸브(45)가 일직선상으로 형성되고 공기의 흐름을 절환시키는 상기 3-way 솔레노이드 밸브(45)에서 가압라인(A)과 진공라인(B)이 분기된다.

상기한 진공 라인(B)은 3-way 솔레노이드 밸브(45)에 일직선상으로 연장 형성되는 제 1라인에 벤츄리 믹서(47)와 소음기(90)가 각각 장착되며, 상기 벤츄리 믹서(47)와 직교하는 제2라인이 전자식 솔레노이드 밸브(49)와 온, 오프 동작의 수동 밸브(48)를 배관상에 장착한 상태로 용탕 저장탱크(10)에 연결되는 구성으로서, 벤츄리 믹서(47)는 솔레노이드밸브(49)를 일직선상으로 통과한 가압수단의 소정 압력 압축공기를 용탕 저장 탱크(10)에서 흡입되는 공기와 혼합하여 압축공기가 혼합되어 흡입시의 압력손실을 보충시키는 방법으로 원하는 압력으로 공기압을 적절히 조절한 상태의 흡인압으로 압력 손실 없이 용해로(60)의 용탕을 용탕 저장 탱크(10)로 저장 수용한다.

상기와 같이 용탕이 저장된 용탕 저장 탱크(10)는 전술한 호이스트(30)를 이용 수직 동작으로 리프트한 다음 레일 등을 통하여 수평으로 주조용 몰드(70)에 신속하고 정확하게 이송하여, 용탕을 주입시키게 된다.

이때 전술한 3-way 솔레노이드 밸브(45)에 직교하는 가압 라인(B)의 가압작 용으로 용탕을 몰드(70)에 주입하게 되는데 솔레노이드 밸브(45)는 3방향 전자 밸브로서 전기적으로 연결되는 제어 패널(8)의 제어로 압축 공기의 흐름을 절환시키고 개폐 정도를 전자적으로 조절하게 되는 것으로 이러한 전기적 동작의 제어는 연결선(81)으로 이어지는 제어 패널(80)에서 수행하여 용탕의 흡입 및 배출 동작을 통제하게 된다.

이와 같이 본 발명은 용탕 저장 탱크(10)를 이용 흡입과 배출 겸용의 사이폰식 용탕 이송 파이프(20)를 용해로나 주조용 몰드에 정확히 연결시키되 스테인레스 파이프(21) 내에서 연장 형성된 내화재질의 세라믹 파이프(22)를 용탕에 안전하게 접촉 안전하게 작업을 수행하는 방법으로 용융된 용탕을 주조용 몰드(70)(mold)에 주입시키는 작업이 자동화되어 알루미늄 용해로 또는 보온로의 용탕 온도와 동일한 온도로 유지시키면서 적절한 압력의 적당한 속도로 주탕 작업을 정확하고 신속하게 이루어질 수 있게 할 수 있어 주조 품질을 개선시키게 된다.

그리고 본 발명은 비철금속인 알루미늄 용탕을 예를 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 철이나 아연, 마그네슘 등 다양한 금속 용탕에 적용이 가능하며 용해로에서 용해된 용탕을 주조용 몰드에 직접 주탕하지 않는 경우 금속 용탕을 수용 보온 유지시키는 용탕 보온로에 적용하면 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 된 본 발명은 다수개의 수동 또는 전자 밸브를 이용한 개폐 작용으로 가압수단인 컴프레셔로 펌핑되는 공기압을 제어하고 흡입에 따른 진공압과 배출에 압축공기의 배출압을 필요에 따라 선택적으로 조절하여 용해로 또는 주조용 몰드나 보온로에 용탕을 교대로 흡입 및 배출시킬 수 있는 용탕 이송 장치를 구축함으로써 자동화된 용탕 이송작업으로 용탕을 탱크에 수용하면서도 신속하고 정확하며 안전하게 이송시킬 수 있어 안전성과 작업 생산성을 크게 향상시키게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 용탕저장탱크(10)의 몸체(11)에 구비된 이송 파이프(20)로 압축공기의 감압조건하에서 용해로(60)에서 용융된 금속 용탕을 흡입 수용하고 가압조건에서 주조용 몰드(70)에 용탕을 공급하는 압축공기를 이용한 용탕 이송장치(100)에 있어서,

   세라믹 단열 보드(13)와 실리카 내화 보드(14)가 이중으로 케이싱되어 금속 용탕을 수용하는 사각 함체 형상 몸체(11)와 착탈식 덮개(12)로 구성된 용탕 저장탱크(10)의 일측면에 스테인레스 파이프(21) 내에 세라믹 파이프(22)가 내장된 이중관 형태의 용탕 흡입 및 배출 겸용 이송 파이프(20)를 더 구비하여 하나의 용탕 저장탱크로 용탕의 흡입과 배출을 동시에 수행할 수 있게 구성하고,

   상기 용탕 저장 탱크(10)의 상부로는 압축공기를 공급하는 가압수단(40)에 연결되는 공기 파이프(50)를 3-웨이 솔레노이드밸브(45)를 분기점으로 하여 가압라인(A)과 진공라인(B)으로 분기되는 공기 배관을 형성하여,

   제어패널(80)에 전기적으로 연결된 밸브의 개폐 작용으로 가압수단으로부터 펌핑 공급되는 공기압을 제어하여 용해로 또는 주조용 몰드에 용탕을 교대로 흡입 및 배출할 수 있게 구성됨을 특징으로 하는 용탕 이송장치
2. 제 1항에 있어서, 공기 파이프(50)의 배관 라인은 가압수단(40)에서 공급되는 압축 공기를 수동으로 개폐시키는 수동밸브(41)와 압축 공기를 일정압력으로 감압하는 레귤레이터(43), 수동밸브(44)가 설치되어 솔레노이드밸브(45)와 일직선상으로 연결되는 공통 라인과,

   3-웨이 솔레노이드밸브(45)를 분기점으로 용탕 저장 탱크(10)의 덮개(12)에 직접 연결되어 압축공기를 주조용 몰드(70)로 공급하는 가압라인(A)과,

   벤츄리 믹서(47), 수동밸브(48), 솔레노이드밸브(49)가 장착된 진공라인(B)으로 분기 형성됨을 특징으로 하는 용탕 이송장치

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