KR100903377B1 - 전기 용해로 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속을 용해하여 담고 있는 용해로와; 상기 용해로를 덮는 덮개와; 상기 용해로의 측면을 둘러싸는 측면 내화물과 상기 용해로의 하부를 둘러싸는 하부 내화물로 구성된 내화부와; 상기 용해로의 측면과 상기 측면 내화물 사이에 배열되어 상기 용해로의 측면을 가열하는 전열선과, 상기 용해로의 바닥부와 상기 하부 내화물 사이에 배열되어 상기 용해로의 바닥부를 가열하는 전열선을 포함하는 가열부와; 상기 하부 내화물을 관통하며 상기 용해로의 하부쪽 팽창을 수용하도록 용해로의 하부를 탄성적으로 지탱하는 탄성지지체;를 포함하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 용해로를 전체적으로 균일하게 가열함과 동시에 용해로의 열팽창에 의한 변형에 잘 대응할 수 있다.

용해로, 내화물, 전열선, 탄성지지체

Description

전기 용해로 조립체{ELECTRIC MELTING FURNACE ASSEMBLY}

본 발명은 용해로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기 용해로 전체를 가열하고 용해로의 하부에 가해지는 힘을 완화시킬 수 있는 전기 용해로 조립체에 관한 것이다.

금속 재료를 녹는점 이상으로 가열하여 용해하는 용해로는 용해로를 가열하는 장치의 종류에 따라 전기로, 반사로, 도가니로 등등 여러가지 유형으로 분류된다.

이러한 용해로는 고체재료를 가열하는데 많은 에너지를 필요로 하고, 또한 가열 장치의 종류에 따라 에너지 효율에 있어서 많은 차이를 나타내고 있는데, 최근에는 에너지 절약 및 환경오염 방지의 목적으로 에너지 효율이 우수하고 자동화 및 생산성 향상 등의 효과가 우수한 저주파 및 고주파 유도 용해로의 사용이 크게 증가되는 추세이다.

종래의 용해로는 특히, 전기 용해로는 용해로의 측면에 위치한 전열선에 의 해 가열되는 것이 일반적이다. 이렇게 용해로가 측면에서 가열되는 경우 용해로의 측면과 바닥면의 경계가 되는 부분, 즉 모서리 부분은 가열과 냉각이 반복되면서 열응력에 의해 스트레스를 많이 받아 피로가 누적되게 된다. 이러한 피로의 누적으로 인해 상술한 모서리 부분은 일정시간 사용 후 균열이 발생하게 되어 파손이 일어나기 쉽게 된다. 따라서, 용해로는 자주 교체되어야 하고 따라서 유지보수비용이 많이 소모된다. 나아가, 교체를 위해 작업이 중단되므로 이를 위해 비용과 노력이 추가로 소요되는 문제가 있다.

또한 용해로가 가열되면 용해로는 열팽창이 일어나게 된다. 따라서, 용해로가 수직방향으로 팽창시, 특히 하부쪽으로 팽창하게 되면, 용해로의 바닥부는 이를 받치고 있는 내화물 또는 용해로를 받치는 바닥면과 접촉하여 힘을 받게 되고, 따라서 용해로 바닥부는 가열될 때마다 반복되는 가압작용에 의해 약해질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하고자 고안된 것이다.

본 발명은, 전기 용해로 조립체의 용해로 모서리가 파손되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 용해로의 수명을 연장하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 용해로의 수명을 연장함으로써 교체주기를 늘려 유지보수 비용을 줄이는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 첨부된 도면을 참고하여 아래의 설명을 보면 이해할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금속을 용해하여 담고 있는 용해로와; 상기 용해로를 덮는 덮개와; 상기 용해로의 측면을 둘러싸는 측면 내화물과 상기 용해로의 하부를 둘러싸는 하부 내화물로 구성된 내화부와; 상기 용해로의 측면과 상기 측면 내화물 사이에 배열되어 상기 용해로의 측면을 가열하는 전열선과, 상기 용해로의 바닥부와 상기 하부 내화물 사이에 배열되어 상기 용해로의 바닥부를 가열하는 전열선을 포함하는 가열부와; 상기 하부 내화물을 관통하며 상기 용해로의 하부쪽 팽창을 수용하도록 용해로의 하부를 탄성적으로 지탱하는 탄성지지체;를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 용해로를 전체적으로 균일하게 가열함과 동시 에 용해로의 열팽창에 의한 변형에 잘 대응할 수 있다.

더욱 바람직하게 본 발명은 상기 탄성지지체가 상기 하부 내화물을 관통하는 부분은 유리섬유가 구비되어 있다. 따라서, 용해로의 열이 외부로 빠져나가는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 탄성지지체는, 상기 용해로의 하부를 받치는 지지부와, 상기 지지부가 가하는 힘에 따라 변형되도록 상기 지지부를 지탱하는 스프링과, 상기 스프링을 지면에 고정하는 받침대를 포함한다.

본 발명에 의하면, 용해로의 하부 모서리부분이 파열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용해로의 수명을 연장시킬 수 있으므로, 용해로의 교체주기를 늘릴 수 있고 그 결과 유지보수 비용을 줄일 수 있다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 용해로 조립체의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 용해로 조립체는 상부가 개방된 용해로(100)와, 이를 덮는 덮개(200)와, 용해로에 삽입되어 용융금속을 배출하는 배출 실린더(300)를 포함하고 있다. 상기 용해로(100) 주변에는, 즉 용해로의 측면과 하부를 둘러싸면서 배치되 어 용해로를 가열하는 가열부(110)가 배치되어 있고, 가열부(110)와 용해로는 내화부(120)로 둘러싸여 있다. 용해로 내에 용융된 용융금속은 최종적으로 주물대(400)에 쏟아 부어진다. 또한 용해로(100)는 하부에서 탄성지지체(150)에 의해 지탱되고 있다.

상기 용해로의 덮개(200)를 개방시켜 금속원료, 예를 들어 알루미늄, 마그네슘 등등을 용해로 내에 투입할 수 있다. 금속원료가 필요한 만큼 용해로 내에 투입되면 덮개(200)를 닫고 용해로를 가열시켜 금속을 용해한다. 용융금속이 용해로 내에 형성되면 외부로 배출시키며, 바람직하게는 덮개(200)를 통해 배출 실린더(300)를 용해로 내에 삽입하여 용융금속을 외부로 배출할 수 있다.

이하 도면을 참고하여 가열부(110)의 구조와 탄성지지체(150)에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명의 전기 용해로 조립체의 전체 구조를 나타내고 있으며, 도 2는 용해로 하부에 배치된 전열선과 탄성지지체의 구조를 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 용해로(100)는 내화부(120)로 둘러 있다. 내화부(120)는 용해로의 측면을 둘러싸는 측면 내화물(121)과 용해로의 하부를 둘러싸는 하부 내화물(123)로 이루어져 있다.

용해로(100)와 내화부(120) 사이에는 용해로를 가열하기 위해 가열부(110)가 배열되어 있다. 종래의 전기 용해로의 경우 용해로의 측면과 측면 내화물(121) 사이에 전열선(111)이 배열되어 있는 것이 일반적이다. 이 경우 용해로의 가열이 측면으로부터만 이루어지므로 가열효율이 떨어지고, 또한 용해로의 가열시 측면이 먼 저 가열되므로 하부면과의 온도차가 발생하게 되고, 따라서 이렇게 불균일하게 가열이 반복되면 용해로 측면과 용해로 하부의 경계가 되는 모서리 부분 즉, 도 1에서 화살표로 표시된 부분(A)은 열응력에 의해 균열이 생겨 용이하게 파손되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 용해로 하부에도 전열선(113)을 배치하여 용해로를 전체적으로 가열할 수 있도록 하였다. 용해로가 전체적으로 가열됨으로써 열효율도 높일 수 있을 뿐 아니라, 골고루 가열됨으로써 용해로의 모서리부분과 같은 특정부위가 먼저 파손되는 것을 방지할 수 있다.

하부 전열선(113)은 도 2에 도시된 것처럼 다수의 전열선이 용해로 하부를 균일하게 가열할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 전열선(113)은 후술하는 탄성지지체(150)가 배치되는 공간을 피해가도록 적절히 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명은 도 1에서 볼 수 있듯이 탄성지지체(150)가 용해로 하부에 배치되어 용해로를 밑에서 지탱하는 구조를 이루고 있다. 이 탄성지지체(150)는 용해로 하부에 전열선을 용이하게 배치하도록 용해로를 하부의 내화물(123)과 분리시키는 역할을 하며, 동시에 용해로가 가열되어 수직방향으로, 특히 하부방향으로 열팽창함으로써 생기는 문제를 보상해주는 역할을 수행한다.

용해로는 가열되면 열팽창에 의해 수평방향으로 뿐만 아니라 수직방향으로도 길이가 늘어난다. 종래와 같이 용해로가 가열되어 수직 하부방향으로 팽창되는 경우에는 용해로의 하부가 내화물 또는 용해로의 하부를 지탱하는 부분과 접촉하게 되면서 용해로의 열팽창이 제한되고 따라서 압력을 받게 되는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 용해로 하부를 지탱하는 탄성지지체(150)를 설치하고 있다. 탄성지지체는 열팽창에 의해 용해로가 하부로 늘어나는 변위만큼 함께 움직이면서 용해로의 변형을 완충하는 기능을 한다.

탄성지지체(150)는 하부 내화물(123)을 관통하여 지면에 고정되며, 용해로의 하부를 직접 받치는 지지부(151)와, 이 지지부의 타 단부와 연결되어 완충기능을 제공하는 스프링(153)과, 스프링을 지면에 고정시키는 받침대(155)로 구성되어 있다. 따라서, 용해로의 하부가 열팽창에 의해 하부로 늘어나게 되면 이를 받치는 지지부(151)도 함께 아래쪽으로 힘을 받고, 이때 스프링(153)이 탄성적으로 가압되면서 지지부(151)를 아래쪽으로 가이드하게 되고, 따라서 용해로의 아래쪽으로의 변위를 수용하는 기능을 하게 된다. 용해로의 가열이 종료되어 용해로가 냉각되어 수축되면서 용해로가 다시 위로 올라가게 되는 경우에는 스프링의 탄성력이 복원되면서 지지부(151)도 상승하게 된다. 따라서, 용해로가 열팽창에 의한 수직방향으로 변형되어도 용해로는 압력을 받지 않으면서 자유롭게 위아래로 움직일 수 있게 된다. 탄성지지체의 스프링(153)의 탄성계수는 용해로의 무게와 크기를 고려하여 결정될 수 있고, 탄성지지체의 수와 위치도 용해로의 부피와 무게에 따라 적절히 선택될 수 있다.

또한, 하부 내화물(123)의 탄성지지체(150)가 통과하는 부분에는 석면과 같은 유리섬유가 구비될 수 있다. 따라서, 이 유리섬유가 탄성지지체(150)의 지지부(151)를 둘러싸게 됨으로써 열이 외부로 배출되는 것을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위의 기재 범위 내에 포함된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 용해로 조립체의 전체 구성을 나타내는 측면도이다.

도 2는 도 1의 용해로 하부에서의 전열선과 탄성지지체의 구조를 나타내는 평면도이다.

[도면의 주요부호에 대한 설명]

100: 용해로

110: 가열부

120: 내화부

150: 탄성지지체

200: 덮개

300: 배출 실린더

Claims (3)

1. 금속을 용해하여 담고 있는 용해로(100)와;

   상기 용해로를 덮는 덮개(200)와;

   상기 용해로(100)의 측면을 둘러싸는 측면 내화물(121)과 상기 용해로(100)의 하부를 둘러싸는 하부 내화물(123)로 구성된 내화부(120)와;

   상기 용해로의 측면과 상기 측면 내화물 사이에 배열되어 상기 용해로의 측면을 가열하는 전열선(111)과, 상기 용해로(100)의 바닥부와 상기 하부 내화물(123) 사이에 배열되어 상기 용해로의 바닥부를 가열하는 전열선(113)을 포함하는 가열부(110)와;

   상기 하부 내화물(123)을 관통하며 상기 용해로(100)의 하부쪽 팽창을 수용하도록 용해로의 하부를 탄성적으로 지탱하는 탄성지지체(150);를 포함하는 전기 용해로 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄성지지체(150)가 상기 하부 내화물(123)을 관통하는 부분은 유리섬유(125)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 용해로 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탄성지지체(150)는, 상기 용해로의 하부를 받치는 지지부(151)와, 상기 지지부가 가하는 힘에 따라 변형되도록 상기 지지부를 지탱하는 스프링(153)과, 상기 스프링(153)을 지면에 고정하는 받침대(155)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 용해로 조립체.

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