KR101132930B1

KR101132930B1 - 용탕 정량 공급용 유지로

Info

Publication number: KR101132930B1
Application number: KR1020077014250A
Authority: KR
Inventors: ？지 모치즈키; 고우이치 무라카미
Original assignee: 가부시키가이샤 도우네쓰
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2012-04-24
Also published as: US7790098B2; EP1820585A1; KR20070095912A; EP1820585B1; ATE525155T1; CA2588863A1; EP1820585A4; WO2006057179A1; US20080303195A1

Abstract

비철금속의 용탕을 소정온도로 유지하는 것과 함께, 일정량의 용탕을 주조기에 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로로서, 용탕 공급구를 갖는 용탕 유지실과 위를 향하는 출탕구를 갖는 가압실로 이루어지고, 상기 용탕 유지실과 상기 가압실이 개폐 가능한 제 1 용탕유로를 통하여 연이어 통하여 있고, 상기 가압실은, 상기 출탕구가 위치하는 출탕부와 상기 용탕 유지실측에 위치하는 가압부로 이루어지고, 상기 가압부는, 해당 가압부내에 있어서의 용탕의 상한 레벨 및 하한 레벨을 검출하는 레벨 검출수단과, 상기 가압부내의 상부 공간에 연이어 통하는 기체 유로를 구비하고, 튜브 히터가 상기 용탕 유지실 및 상기 가압실의 출탕부의 용탕중에 침지상태로 각각 배치되고, 상기 용탕 유지실과 상기 출탕부가 상기 가압부를 사이로 하여 병설되고, 상기 제 1 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되고, 또한 상기 출탕부에 연이어 통하는 개폐 가능한 제 2 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되어 있다.

Description

용탕 정량 공급용 유지로{HOLDING FURNACE FOR SUPPLYING FIXED AMOUNT OF MOLTEN METAL}

본 발명은, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등의 비철금속의 용탕을 주조기에 정량 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로에 관한 것이다.

종래, 주조기에 용탕을 정량 공급하기 위한 배탕장치(Molten metal delivering apparatus)가 공지이다(예를 들면, 일본 특허 제3192623호 참조).

일본 특허 제3192623호 공보에는, 바닥면(Hearth face)에 승강하는 제 1 차단밸브에 의해 개폐되는 용탕 유로구(Melt flow passage opening)를 갖는 용탕 저장로(Melt storage furnace)와, 이 용탕 저장로의 측방에 병설되고, 바닥면에 용탕 유로구를 갖고, 가압과 감압 가능하게 형성된 공급실과, 이 공급실의 측방에 병설되고, 바닥면에 승강하는 제 2 차단밸브에 의해 개폐되는 용탕 유로구를 갖는 것과 함께, 측부에 주조기에 정량의 용탕을 공급하는 배탕구(Delivery opening)를 갖는 정탕로(Fixed molten melt furnace)와, 상기 용탕 저장로, 공급실 및 정탕로의 각각의 상기 용탕 유로구를 서로 연이어 통하게 하는 연통 파이프를 구비한 배탕장치가 개시되어 있다.

그리고, 상기 용탕 저장로체 내의 용탕을 상기 정탕로내에 공급하는 경우, 우선 상기 용탕 저장로의 용탕 유로구를 열고, 상기 정탕로의 용탕 유로구를 닫아, 상기 공급실내를 감압하는 것에 의해 상기 용탕 저장로로부터 상기 연통 파이프를 통하여 상기 공급실에 용탕이 공급된다. 계속하여, 상기 용탕 저장로의 용탕 유로구를 닫고, 상기 정탕로의 용탕 유로구를 열어, 상기 공급실내를 가압하는 것에 의해 상기 공급실로부터 상기 연통 파이프를 통하여 상기 정탕로에 용탕이 공급된다.

일본 특허 제3192623호 공보에 기재의 배탕장치의 경우, 상기 용탕 저장로, 공급실 및 정탕로의 바닥부를 서로 연이어 통하게 하는 상기 연통 파이프가 설치되어, 이 연통 파이프 내에 용탕 중의 산화물 등의 불순물이 퇴적하기 쉬운 구조가 되어 있다. 이 때문에, 장기 조업 동안에, 상기 연통 파이프가 퇴적한 불순물에 의해 폐색상태가 되어, 용탕의 원활한 흐름이 저해될 가능성이 있는 것 외에, 이 불순물이 용탕에 수반하여 상기 정탕로에 유입하여, 상기 주조기에 공급하기 위한 청정한 용탕의 확보를 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 이 배탕장치의 경우, 상기 연통 파이프 및 상기 공급실에서의 용탕 온도의 저하는 불가피하고, 상기 주조기에 일정 온도의 용탕을 공급하려고 한다면, 상기 정탕로에서의 용탕 온도관리가 어려워진다고 하는 문제가 있다. 게다가, 상기 정탕로내의 탕면 위쪽에는, 공간이 형성될 필요가 있어, 이 공간이 용탕의 산화를 초래한다고 하는 문제가 있다.

또한, 종래부터 여러 가지의 주조용 유지로도 공지이다(예를 들면, 일본 특허공개공보 평11-138250호, 일본 특허공보 제3392544호 참조).

일본 특허공개공보 평11-138250호에는, 용탕 유지실과 가압실로 구성되고, 상기 용탕 유지실에 위치하는 용탕 유로구를 개폐하는 차단밸브를 구비하고, 상기 가압실이 용탕의 상면에 가압기체에 의해 압력을 작용시키는 가압부와 용탕을 금형의 캐비티(Cavity)에 흘려 넣는 출탕부에 구획된 주조용 유지로가 개시되어 있다. 이 주조용 유지로는, 바깥쪽으로부터 안쪽으로 향하고, 철피, 내화층, 단열층, 게다가 용탕 수납용기로 이루어지는 다층의 내장구조(Lining structure)를 갖고, 상기 용탕 수납용기는 알루미나계의 부정형 내화물로서 일체형 바스(Bath)로 형성된 것이다.

일본 특허공보 제3392544호에는, 용탕 유로구의 용탕 유지실측에 있어서의 개구 둘레가장자리부에 형성된 밸브시트 설치부(Valve seat placement portion)에 상술한 용탕 수납용기와는 별도의 부재로서 형성된 밸브시트를 그 상면이 상기 용탕 수납용기의 안둘레면과 면일치가 되도록 설치하여, 이 밸브시트에 차단밸브의 선단을 접촉 분리시키는 것에 의해 상기 용탕 유로구를 개폐하도록 한 주조용 유지로가 개시되어 있다.

일본 특허공개공보 평11-138250호에 기재의 주조용 유지로의 경우, 용탕과 직접 접촉하는 상기 용탕 수납용기의 일체형 바스를 형성하는 부정형 내화물이 통기성을 갖기 때문에, 주조공정의 반복에 있어서, 상기 부정형 내화물 내에 용탕의 침투는 피하지 못하며, 이 침투에 의해 상기 부정형 내화물에 균열이나 파손이 생긴다. 특히, 이 균열이나 파손이 가압부나 출탕부에 발생하면, 주조 작업에 지장을 초래한다고 하는 문제가 있다. 구체적으로는, 가압부에 있어서의 균열이나 파손의 발생의 결과, 주조 작업에 직접 영향을 주는 압력제어가 불안정하게 되어, 안 정된 연속조업이 불가능하게 되어, 최악의 경우 조업정지에 몰린다. 또한, 이 균열이나 파손에 의해, 가압용 기체의 외부에의 누출을 초래하게 되어, 이 결과, 압력제어의 정밀도도 저하한다. 한편, 출탕부에서 균열이나 파손이 발생하면, 가압부에서의 제어 압력을 정규로 유지한 상태인 것에도 불구하고, 소정량의 용탕이 금형내의 캐비티에 충전되지 않고, 주조물은 불량품이 된다. 게다가, 가압부 및 출탕부의 내벽면에는, 용탕이 고착해가기 때문에, 정기적으로 이 내벽면에의 고착물의 제거가 필요하지만, 상기 부정형 내화물은 무르기 때문에 상기 고착물의 제거 작업시에 상기 부정형 내화물의 표면을 손상시키기 쉽다고 하는 문제가 있다.

일본 특허공보 제3392544호에 기재의 주조용 유지로의 경우, 상기 밸브시트의 상면과 상기 용탕 수납용기의 안둘레면이 면일치가 되어 있기 때문에, 용탕 유지실내에서 생긴 불순물, 특히, 용탕 유로구의 주변에 있어서의 침전물이 가압실내에 유입하여, 이 결과, 용탕을 오염한다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공보 제3192623호

특허문헌 2 : 일본 특허공개공보 평11-138250호

특허문헌 3 : 일본 특허공보 제3392544호

따라서, 본 발명은, 상기 종래의 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 용탕의 원활한 흐름을 유지하는 것과 함께 용탕에 대한 압력제어의 양호한 정밀도를 유지하는 것에 의해 용탕의 안정된 정량공급을 확보하여, 불순물에 의한 오염이 없는 청정하고 적당한 온도의 용탕의 확보를 가능하게 하는 것 외에, 소형화 및 보수 점검의 용이화를 가능하게 한 용탕 정량 공급용 보관 유지로를 제공하는 것을 과제로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 형태는, 비철금속의 용탕을 소정온도로 유지하는 것과 함께, 일정량의 용탕을 주조기에 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로로서,

상기 용탕 정량 공급용 유지로는, 용탕 공급구를 갖는 용탕 유지실과 위를 향하는 출탕구를 갖는 가압실로 이루어지고, 상기 용탕 유지실과 상기 가압실이 개폐 가능한 제 1 용탕유로를 통하여 연이어 통하여 있고,

상기 가압실은, 상기 출탕구가 위치하는 출탕부와 상기 용탕 유지실측에 위치하는 가압부로 이루어지고, 상기 가압부는, 해당 가압부내에 있어서의 용탕의 상한 레벨 및 하한 레벨을 검출하는 레벨 검출수단과, 상기 가압부내의 상부 공간에 연이어 통하는 기체유로를 구비하고,

튜브 히터(Tube heater)가 상기 용탕 유지실 및 상기 가압실의 출탕부의 용탕중에 침지상태로 각각 배치되어 있는 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서,

상기 용탕 유지실과 상기 출탕부가 상기 용탕 정량 공급용 유지로의 하부에 설치된 격벽에 의해 구획되어 상기 가압부를 사이로 하여 병설되는 것과 함께, 상기 격벽의 상단면이 상기 용탕 유지실의 바닥면보다도 높은 위치에서 상기 가압부의 중앙 바닥부를 구성하고, 상기 제 1 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되고, 또한 상기 출탕부에 연이어 통하는 개폐 가능한 제 2 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되고,

상기 용탕 유지실내의 용탕이, 상기 제 2 용탕유로의 닫힌 상태하에서 상기 제 1 용탕유로를 통하여 상기 가압부의 상한 레벨까지 도입되어 그 후, 상기 가압부내의 용탕이, 상기 제 1 용탕유로의 닫힌 상태하에서, 또한, 상기 제 2 용탕유로의 열린 상태하에서, 상기 기체유로로부터 가압 기체를 공급하여 상기 가압부의 하한 레벨까지 강하시켜지는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 구성에 의하면, 용탕의 원활한 흐름을 유지하는 것에 의한 용탕의 안정된 정량 공급의 확보, 불순물에 의한 오염이 없는 청정한 용탕의 확보를 가능하게 하는 것 외에, 소형화 및 보수 점검의 용이화가 가능하게 된다.

본 발명의 제 1 형태의 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서, 튜브 히터가 상기 가압부내의 용탕중에 침지상태로 배치되어도 좋다.

이 구성에 의하면, 가압부에서의 용탕 온도의 저하를 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 형태의 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서, 상기 가압부 및/또는 상기 출탕부의 부정형 내화물로 이루어지는 내벽을 덮으며 원통형의 미세 세라믹스(fine ceramics)제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재가 설치되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 가압부에 용탕의 도입을 신속히 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 형태의 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서, 상기 가압부 및/또는 상기 출탕부의 내벽면이, 원통형상의 미세 세라믹스(fine ceramics)제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재로 형성되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 가압부 및/또는 출탕부의 내벽면의 균열 및 파손과, 상기 내벽면에의 고착물의 제거 작업시에 있어서의 상기 내벽면의 손상을 방지할 수 있는 것에 의해, 용탕에 대한 압력제어의 양호한 정밀도를 유지하여 용탕의 안정된 정량 공급을 확보할 수 있는 것과 함께, 보수점검의 용이화가 가능하게 된다.

본 발명의 제 2 형태는, 비철금속의 용탕을 소정온도로 유지하는 것과 함께, 일정량의 용탕을 주조기에 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로로서,

상기 용탕 정량 공급용 유지로는, 다층의 내장구조를 구비하고, 그 내벽이 부정형 내화물로 형성되며, 또한 용탕 공급구를 갖는 용탕 유지실과 위를 향하는 출탕구를 갖는 가압실로 이루어지고, 상기 용탕 유지실과 상기 가압실이 개폐 가능한 제 1 용탕유로를 통하여 연이어 통하여 있고,

상기 가압실은, 상기 출탕구가 위치하는 출탕부와 상기 용탕 유지실측에 위치하는 가압부로 이루어지고, 상기 가압부는, 해당 가압부내에 있어서의 용탕의 상한 레벨을 검출하는 레벨 검출수단과, 상기 가압부내의 상부 공간에 연이어 통하는 기체유로를 구비하고,

튜브 히터가 상기 용탕 유지실 및 상기 가압실의 출탕부의 용탕중에 침지상태로 각각 배치되어 있는 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서,

상기 가압실의 가압부와 출탕부가 하부 유통로를 통하여 서로 바닥부에서 연이어 통하고, 상기 가압부 및/또는 상기 출탕부의 상기 내벽을 덮으며 원통형상의 미세 세라믹스제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재가 설치되며,

상기 용탕 유지실내의 용탕이 상기 제 1 용탕유로를 통하여 상기 가압부의 상한 레벨까지 도입되어, 그 후, 상기 제 1 용탕유로의 닫힌 상태하에서, 상기 기체유로로부터 가압 기체를 공급하여 용탕을 상기 가압부의 하한 레벨까지 강하시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 구성에 의하면, 가압부 및/또는 출탕부의 내벽면의 균열 및 파손과, 상기 내벽면에의 고착물의 제거 작업시에 있어서의 상기 내벽면의 손상을 방지할 수 있는 것에 의해, 용탕에 대한 압력 제어의 양호한 정밀도를 유지하여 용탕의 안정된 정량 공급을 확보할 수 있는 것과 함께, 보수 점검의 용이화가 가능하게 된다.

본 발명의 제 2 형태의 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서, 상기 내장부재의 하단이 상기 가압부 및/또는 상기 출탕부에서의 용탕의 하한 레벨 이하에 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 가압부 및/또는 출탕부의 내벽면의 균열 및 파손, 더불어, 상기 내벽면에의 고착물의 제거 작업시에서의 상기 내벽면의 손상을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 형태의 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서, 상기 제 1 용탕유로가 상기 용탕 유지실의 바닥부에 형성되고, 상기 제 1 용탕유로의 용탕 유지실측의 개구를 구성하는 밸브시트는, 그 하부가 상기 제 1 용탕유로의 밸브시트 설치부에 고정되고, 그 상단면이 주위의 용탕 유지실 바닥면보다 높은 위치에 설치되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 밸브시트를 그 상단면이 주위의 용탕 유지실의 바닥면보다 높은 위치로 하는 것에 의해, 용탕 유지실내에 있어서의 침전물의 가압실내에의 유입이 억제되어, 가압실에 있어서 불순물에 의한 오염이 없는 청정의 용탕의 확보가 가능하게 된다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이, 본 발명의 용탕 정량 공급용 유지로에 의하면, 용탕의 안정된 정량 공급의 확보, 가압실에 있어서의 용탕의 오염방지, 소형화 및 보수점검의 용이화가 가능하게 된다.

본 발명은, 몇 개의 도면에 있어서 동일 부분에 동일 부호가 붙여져 있는 첨부 도면을 참조하여, 이하에 대해 한층 더 설명된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로의 단면도이다.

도 5는 도 4의 원 Ⅰ내의 부분 확대도이다.

도 6은 도 4의 원 Ⅱ내의 부분 확대도이다.

도 7은 도 4의 원 Ⅲ내의 부분 확대도이다.

[부호의 설명]

1～4 : 용탕 공급용 유지로 11 : 용탕 유지실

12 : 가압실 12a : 가압부(용탕 공급실)

12b : 출탕부(출탕실) 20 : 유지실 뚜껑

21 : 개폐 뚜껑 22 : 용탕 공급구

23 : 레벨 센서 24 : 튜브 히터

25 : 제 1 용탕유로 또는 용탕유로(급탕구 또는 용탕 유로구)

26 : 제 2 용탕유로(배탕구)

27 : 제 1 차단밸브 또는 차단밸브 28 : 제 2 차단밸브

29 : 레벨센서(레벨 검출수단) 31 : 튜브 히터

32 : 기체유로(가감압용 유로 또는 가압용 기체 공급구)

33 : 격벽 34 : 튜브 히터

35 : 출탕구 36 : 금형

37 : 캐비티 38, 39 : 내장부재

41 : 정량 공급 수단 42 : 용탕유로

43 : 노즐 유닛 44 : 레벨 센서

51 : 정량 공급수단 52 : 슬리브(Sleeve)

M : 용탕 U : 상한 레벨

L : 하한 레벨 S : 흡인 종료 레벨

P : 가압 종료 레벨 C : 정탕면 레벨

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로(1)를 나타낸다. 용탕 정량 공급용 유지로(1)는, 서로 병렬 배치된 용탕 유지실(11)과 가압실(12)로 구성되고, 상기 가압실(12)은 가압부(12a)와 출탕부(12b)를 구비하고, 가압부(12a) 및 출탕부(12b)는 각각 독립한 실로 구성되어 있다.

용탕 유지실(11)에는, 상부의 개구를 덮는 유지실 뚜껑(20)을 구비하는 것과 함께, 개폐 뚜껑(21)에 의해 개폐되는 용탕 공급구(22)가 설치되어 있다. 용탕 유지실(11)내의 용탕(M)의 탕면 레벨은 레벨 센서(23)에 의해 검출되어, 용탕 유지실(11)의 용탕 온도는 튜브 히터(24)에 의해 원하는 온도로 유지 가능해지고 있다. 튜브 히터(24)는, 용탕 유지실(11)의 용탕중에 침지상태로 배치되어 있다.

가압부(12a)는, 용탕 유지실(11)의 바닥부에 연이어 통하는 제 1 용탕유로(25)와 출탕부(12b)의 바닥부에 연이어 통하는 제 2 용탕유로(26)를 바닥부에 갖는다. 제 1 용탕유로(25)는 용탕 유지실(11)의 바닥면보다 위쪽에, 제 2 용탕유로(26)는 출탕부(12b)의 바닥면보다 위쪽에 각각 위치하고 있다. 그리고, 제 1 용탕유로(25)는 승강 가능한 제 1 차단밸브(27)에 의해 개폐되고, 제 2 용탕유로(26)는 승강 가능한 제 2 차단밸브(28)에 의해 개폐된다. 또한, 가압부(12a)내의 용탕(M)의 상한 탕면레벨(S) 및 하한 탕면레벨(P)이 레벨 센서(레벨 검출수단)(29)에 의해 검출되어, 가압부(12a)의 용탕 온도는 튜브 히터(31)에 의해 원하는 온도로 유지 가능해지고 있다. 튜브 히터(31)는, 가압부(12a)의 용탕중에 침지상태로 배치되어 있다. 게다가, 도시하지 않는 가감압장치(Pressure increasing/reducing device)에 접속된 기체유로(32)가 가압부(12a)의 상부 밀폐뚜껑(18)에 연이어 통하게 하여 설치되어 있고, 가압부(12a)내의 가압 혹은 감압이 가능해지고 있다.

출탕부(12b)는, 용탕 유지실(11)과는 용탕 정량 공급용 유지로(1)의 하부에 설치된 격벽(33)에 의해 사이가 떨어져 있고, 또한, 격벽(33)의 상단면이 가압부(12a)의 중앙 바닥부를 구성하고, 가압부(12a)를 통해서만 용탕 유지실(11)과 연이어 통할 수 있다. 또한, 출탕부(12b)는 제 2 용탕유로(26)의 하부의 바닥면으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 경사지고, 경사부내에는, 출탕부(12b)의 용탕을 원하는 온도로 유지하기 위한 튜브 히터(34)가 용탕중에 침지상태로 설치되어, 최고 위치에 있는 단부에는 위를 향하여 개구한 출탕구(35)가 형성되어 있다. 게다가. 출탕구(35)의 상부에는 금형(36)이 고정되고, 금형(36)내의 캐비티(37)는 출탕구(35)에 연이어 통하고 있다.

또한, 가압부(12a)와 출탕부(12b)의 출탕구(35)의 각 내벽면은, 내화물로 이루어지는 벽면을 덮도록 설치된 원통형상의 미세 세라믹스(예를 들면 질화 규소)제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재(38,39)로 형성되어 있다. 그 효과에 대해서는, 후술하는 제 4 실시형태에 대해 상술한다.

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 용탕 정량 공급용 유지로(1)의 조업 방법에 대해서 설명한다.

우선 처음에, 개폐 뚜껑(21)이 회전시켜져서 용탕 공급구(22)가 열려, 이 용탕 공급구(22)로부터 용탕(M)이 공급된다. 그리고, 제 1 용탕유로(25)의 개폐, 제 2 용탕유로(26)의 개폐, 및, 가압부(12a)내의 가감압이 실시되어, 용탕 유지실(11)내에 있어 용탕(M)이 상한 레벨(U)에, 가압부(12a)에 대해 용탕(M)이 상한 탕면레벨인 흡인 종료레벨(S)에, 출탕부(12b)에 있어서 용탕(M)이 정탕면 레벨(C)의 각각 유지된 초기 상태로 된다. 그 후, 제 1 용탕유로(25), 제 2 용탕유로(26) 및 용탕 공급구(22)가 닫혀진다.

출탕구(35)의 위쪽에 금형(36)이 일체화된 상태로, 제 2 차단밸브(28)의 상승에 의해 제 2 용탕유로(26)가 열린 상태로 되는 것과 함께, 기체유로(32)로부터의 가압기체에 의해 가압부(12a)내가 가압된다. 이 결과, 가압부(12a)내의 용탕(M)이 제 2 용탕유로(26)로부터 출탕부(12b)내에 유입하고, 출탕부(12b)내의 용 탕이 출탕구(35)로부터 캐비티(37)내에 충전이 시작된다.

가압부(12a)내의 탕면레벨이 하강하고, 탕면이 하한 탕면레벨인 가압 종료레벨(P)에 도달한 것을 레벨 센서(29)에 의해 검출되면, 캐비티(37)내에의 용탕의 충전이 완료한다. 게다가, 용탕의 충전 상태가 소정시간 유지된 후, 기체유로(32)로부터의 가압 기체의 공급이 정지되고, 가압부(12a)내의 압력이 대기압까지 내려지면, 제 2 차단밸브(28)의 하강에 의해 제 2 용탕유로(26)가 닫혀진다. 그리고, 소정 시간 경과후에 금형(36)이 열려 주조품이 꺼내진 후, 다시 금형(36)이 닫혀져 일체화된다.

또한, 제 2 용탕유로(26)가 닫혀지면, 제 1 차단밸브(27)가 상승시켜져서 제 1 용탕유로(25)가 열리고, 가압부(12a)와 용탕 유지실(11)이 연이어 통하는 상태가 된다. 이것과 함께, 기체유로(32)로부터의 진공 배기가 시작되어, 가압부(12a)내가 감압된다. 이 결과, 용탕 유지실(11)의 용탕이 제 1 용탕유로(25)를 통하여 가압부(12a)에 유입한다.

가압부(12a)내의 탕면레벨이 상승하고, 탕면이 흡인 종료레벨(S)에 도달한 것을 레벨 센서(29)에 의해 검출되면, 제 1 차단밸브(27)가 하강시켜져서 제 1 용탕유로(25)가 닫혀지는 것과 함께, 기체유로(32)로부터의 진공 배기도 정지시켜진다.

이것에 의해 1쇼트(Shot)가 완료하여, 이후 상기 조작이 반복된다. 한편, 용탕 유지실(11)내의 탕면이 하강하여 하한 레벨(L)에 도달한 것을 레벨 센서(23)에 의해 검출되면, 도시하지 않는 수단에 의해 작업자에게 알려져서, 탕면이 상한 레벨(U)에 도달한 것을 레벨 센서(23)에 의해 검출될 때까지 용탕 공급구(22)로부터 용탕이 보급된다.

이와 같이, 이 용탕 정량 공급용 유지로(1)에서는, 가압부(12a)의 제 1 용탕유로(25)가 용탕 유지실(11)의 바닥면보다 높게 형성되고, 용탕 유지실(11)과 출탕부(12b)는 격벽(33)에 의해 사이가 떨어져, 가압부(12a)의 제 1 용탕유로(25)와 제 2 용탕유로(26)를 통해서만 연이어 통하게 되어 있다. 이것에 의해, 용탕 유지실(11)의 바닥부에 퇴적하는 불순물의 출탕부(12b) 내에 유입이 저지되어, 불순물에 의한 오염이 없는 청정한 용탕의 공급이 가능하게 되는 동시에, 불순물에 의한 유로 폐색도 없이 원활한 용탕의 흐름이 확보된다.

또한, 이 용탕 정량 공급용 유지로(1)에서는, 출탕부(12b)를 제 2 용탕유로(26)로부터 출탕구(35)를 향하여 위를 향하여 경사시키는 것에 의해, 상기 불순물의 캐비티(37)내에의 유입 저지에 만전을 기하여, 캐비티(37)내의 용탕을 상시 청정상태로 유지하여, 그 산화를 방지하도록 되어 있다. 또한, 용탕 유지실(11), 가압부(12a), 출탕부(12b)의 각각은, 벽 1개 사이에 두고 병설되고, 중간 개재물 없이 서로 연이어 통할 수 있게 형성되어 있기 때문에, 용탕 정량 공급용 유지로(1)의 소형화, 보수 점검의 용이화가 가능해지고 있다. 게다가, 가압부(12a)내에 튜브 히터(31)를 배치하는 것에 의해, 가압부(12a) 내에서의 용탕 온도의 정밀도의 향상이 가능해지고 있다.

도 2는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로(2)를 나타낸다. 이 용탕 정량 공급용 유지로(2)에 있어서, 도 1에 나타내는 용탕 정량 공급용 유지로(1)와 서로 공통되는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략 한다.

용탕 정량 공급용 유지로(2)에서는, 출탕구(35)의 위쪽에 금형(36)을 대신하여 상부 급탕 타입의 정량 공급수단(41)이 설치되어 있다. 이 정량 공급수단(41)은 출탕구(35)에 연이어 통하는 < 자형으로 굴곡한 용탕유로(42)를 형성하는 노즐 유닛(43)을 가지고, 이 노즐 유닛(43)의 선단부에 도시하지 않는 주조기가 접속된다. 또한, 정량 공급수단(41)에는 레벨 센서(44)가 설치되어, 용탕유로(42)내에 있어서 용탕(M)의 정탕면 레벨(C)의 검출이 가능해지고 있다. 게다가, 이 용탕 정량 공급용 유지로(2)에 대해서는, 가압부(12a)내의 용탕 레벨이 하강하여 탕면이 가압 종료레벨(P)에 도달한 것을 레벨센서(29)에 의해 검출되면, 제 2 차단밸브(28)가 하강시켜져서 제 2 용탕유로(26)가 닫혀지는 것과 함께, 기체유로(32)로부터의 가압기체의 공급도 정지하는 점을 제외하고, 전술한 조업 방법이 적용된다.

도 3은, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로(3)를 나타낸다. 이 용탕 정량 공급용 유지로(3)에 있어서, 도 1에 나타내는 용탕 정량 공급용 유지로(1)와 서로 공통되는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

용탕 정량 공급용 유지로(3)에서는, 출탕구(35)의 위쪽에 금형(36)을 대신하여 하부 급탕 타입의 정량 공급수단(51)이 설치되어 있다. 이 정량 공급수단(51)은 도 3에 표시되어 있는 원통형의 슬리브(52)의 지면 안쪽방향에 있어서 도시하지 않는 주조기에 접속되어, 지면 앞방향에 있어서 슬리브(52)내를 전진 후퇴하는 도시하지 않는 사출 플런저(Plunger)를 갖는 사출 실린더에 접속되어 있다. 그리고, 출탕구(35)로부터 슬리브(52)내에 용탕이 공급되면, 상기 사출 실린더가 작동하여 상기 사출 플런저가 전진하고, 슬리브(52)내의 용탕을 상기 주조기를 향하여 압출한다. 이것에 의해, 주조기의 캐비티내에 용탕의 충전이 이루어진다. 그 후, 상기 사출 플렁거는 원래의 위치까지 후퇴한다. 또한, 이 용탕 정량 공급용 유지로(3)에 대해서도, 가압부(12a)내의 용탕 레벨이 하강하여 탕면이 가압 종료레벨(P)에 도달한 것을 레벨 센서(29)에 의해 검출되면, 제 2 차단밸브(28)가 하강시켜져서 제 2 용탕유로(26)가 닫혀지는 것과 함께, 기체유로(32)로부터의 가압 기체의 공급도 정지하는 점을 제외하고, 상술한 조업 방법이 적용된다.

상기 용탕 정량 공급용 유지로(2 및 3)에 있어서도, 용탕 정량 공급용 유지로(1)의 경우와 같이, 용탕 유지실(11)의 바닥부에 퇴적하는 불순물의 출탕부(12b)내에의 유입의 저지, 원활한 용탕의 흐름의 확보, 또한 상기 불순물의 캐비티(37)내에의 유입 저지에 의한 캐비티(37)내의 용탕의 청정상태의 유지, 그 산화방지 등이 가능해지고 있다. 또한, 상기와 같이, 노 전체의 소형화, 보수 점검의 용이화가 가능해져, 가압부(12a)내에 침지 튜브 히터(31)를 배치하는 것에 의해 가압부(12a)내에서의 용탕 온도의 정밀도의 향상이 가능해지고 있다.

도 4 내지 7은, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 용탕 정량 공급용 유지로(4)를 나타낸다. 이 용탕 정량 공급용 유지로(4)는, 배경기술에서 설명한 일본 특허공개 평11-138250호 공보에 개시되어 있는 주조용 유지로와 마찬가지로 다층의 내장구조를 가지며, 그 내벽(W)이 부정형 내화물로 형성되고, 또한, 병렬 배치되어 바닥부가 서로 연이어 통한 용탕 유지실(11)과 가압실(12)을 구비하고 있다.

용탕 유지실(11)은, 상부의 개구를 덮는 유지실 뚜껑(20)을 구비하는 것과 함께, 측벽부에 튜브 히터(24) 및 온도 센서(40)를 구비하고, 도시하지 않는 금속 용해로로부터 공급되어 내부에 저장한 용탕을 일정온도 범위내에 유지 가능하게 되어 있다. 또한, 용탕 유지실(11)의 바닥부에는 가압실(12)에 통하는 용탕유로(제 1 용탕유로)(25)가 형성되어 있다. 용탕유로(25)의 상단의 안둘레부에 형성된 밸브시트 설치부(15)에는, 상단면이 주위의 용탕 유지실(11)의 바닥면보다 높은 위치가 되도록 설치된 원통형상 미세 세라믹스(예를 들면 질화규소)제의 일체 소성물인 밸브시트(16)가 고정되어 있다. 그리고, 이 밸브시트(16)의 위쪽에는 유지실 뚜껑(20)을 기밀하게, 또한 승강 가능하게 관통하고, 용탕유로(25)를 개폐하는 차단밸브(제 1 차단밸브)(27)가 설치되어 있다. 즉, 차단밸브(27)는, 하강시에 밸브시트(16)에 밀착하여 용탕유로(25)를 닫고 상승시에 밸브시트(16)로부터 멀어져 용탕유로(25)를 연다.

가압실(12)은, 용탕유로(25)에 통하는 하부 유통로(17)를 통하여 서로 바닥부에서 연이어 통하는 가압부(12a)와 출탕부(12b)를 구비하고 있다. 출탕부(12b)는, 위를 향하는 출탕구(35)를 가지고 있다. 또한, 가압부(12a)는, 출탕부(12b)에 대해서 용탕 공급실(11)측에 위치하고 있다.

가압부(12a)와 출탕부(12b)의 내벽(W)은, 벽면을 덮도록 원통형의 미세 세라믹스(예를 들면 질화규소)제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재(38,39)가 설치되어 있다. 또한, 가압실(12)의 하부 유통로(17)에는, 튜브 히터(34)가 용탕중에 침지된 상태로 설치되고, 가압부(12a)의 상부 밀폐뚜껑(18)에 기체유로(32)가 설치되는 것과 함께, 이 상부 밀폐뚜껑(18)으로부터 레벨 센서(레벨 검출수단)(29)가 매달려 유지되어 있다. 이것에 의해, 용탕의 상부 공간이 가압되도록 되어 있는 것과 함께, 가압부(12a)내의 용탕의 상한 탕면레벨인 정탕면 레벨(S)이 검출된다. 게다가, 출탕부(12b)의 상부에 고정되는 하부 다이 베이스(45)상에는, 금형(36)이 고정되고, 출탕구(35)와 금형(36)의 캐비티(37)는 하부 다이 베이스(Die base, 45)의 용탕 통과구멍(Melt pass hole, 46)을 통하여 연이어 통하고 있다.

한편, 도 4의 용탕 유지실(11)에 있어서, 2점 쇄선 U는 탕면의 상한레벨을 나타내고, 2점 쇄선 L은 탕면의 하한레벨을 나타내고 있다.

상기 구성으로 이루어지는 용탕 정량 공급용 유지로(4)에 있어서, 용탕유로(25)가 닫혀진 상태로, 가압실(12a)내의 용탕이 정탕면 레벨(S)로 유지되는 한편, 용탕 유지실(11)내의 탕면이 상술한 2점 쇄선 U 및 L 사이에 유지되는 것과 함께, 튜브 히터(24 및 34)에 의해 용탕은 일정온도 범위내에 유지된다. 그리고, 기체유로(32)보다 이송되는 가압 기체(예를 들면 N₂, Ar 등의 불활성가스)에 의해 가압실(12a)이 가압되어, 이 결과, 가압부(12a) 내의 용탕면이 하강함과 함께 출탕부(12b) 내의 용탕면이 상승함으로써, 용탕 통과구멍(46)을 통하여 캐비티(37) 내의 용탕의 충전이 개시된다. 캐비티(37) 내의 용탕의 충전이 완료되면, 용탕의 충전상태가 소정 시간 유지된다. 한편, 용탕의 충전완료시에는, 가압부(12a) 내의 탕면이 정탕면 레벨(S)로부터 하한 탕면레벨(P)까지 하강한다. 그 후, 가압기체의 공급이 정지되어, 가압부(12a) 내가 대기압까지 내려간다. 이에 따라, 출탕면(12b)에서는 용탕 복귀가 생기기 때문에, 가압부(12a)의 탕면은 하한 탕면레벨(P)로부터 소정 위치까지 상승한다. 그 후, 금형(36)이 열려 주조품이 꺼내진다. 이 주조작업후, 차단밸브(27)가 상승하여 용탕유로(25)를 열어, 용탕 유지실(11)의 용탕을 가압실(12)에 유입시키고, 가압실(12)의 용탕면이 정탕면 레벨(S)에 도달한 것을 레벨센서(29)에서 검지하면, 차단밸브(27)가 하강하여 용탕 유로(25)를 닫는다. 이후, 마찬가지로 하여 주조 작업이 실시된다.

상술한 바와 같이, 가압실(12a) 및 출탕부(12b)의 내벽(W)에는, 벽면을 덮도록 원통형의 미세 세라믹스(예를 들면 질화 규소)제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재(38,39)가 각각 설치되어 있다. 이것에 의해, 용탕의 침투에 의한 내벽면의 균열이나 파손이 방지되어, 내벽면에 고착한 불순물의 제거 작업시에 있어서의 내벽면의 손상을 저감할 수 있어, 내벽면의 내구성의 향상이 가능해지고 있다. 또한, 가압부(12a)에 있어서, 가압 기체의 누출이 방지되어, 가압 기체에 의한 압력 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있는 것과 함께, 출탕부(12b)에 있어서 내벽면에의 용탕의 침투 및 내벽면의 균열과 파손의 회피에 의해 일정량의 용탕을 확실히 캐비티(37) 내에 충전 가능해져, 양호한 주물 제품의 제조가 가능해지고 있다. 게다가, 내장부재(38,39)를 원통형상의 미세 세라믹스제 중에서도, 특히 고온 강도, 고온 내마모성 및 내열 충격성이 뛰어난 질화 규소제의 일체 소성물로 하는 것에 의해, 가압부(12a) 및 출탕부(12b)의 내벽면의 내구성을 보다 한층 향상시키는 것이 가능해지고 있다. 게다가 또, 용탕유로(25)의 밸브시트 설치부(15)에, 질화 규소제의 일체 소성물인 밸브시트(16)를 설치하는 것에 의해 상기와 같이, 그 내구성을 향상시킬 수 있는 것과 함께, 밸브시트(16)가, 그 상단면을 주위의 용탕 유지실(11)의 바닥면보다 높은 위치로 하도록 설치되는 것에 의해, 용탕 유지실(11)내에 있어서의 침전물의 가압실(12)내에의 유입이 억제되어, 가압실(12)에 있어서의 용탕의 오염을 최소한으로 멈추는 것이 가능해지고 있다.

한편, 상기 제 4 실시형태의 용탕 정량 공급용 유지로(4)에서는, 가압부(12a) 및, 출탕부(12b)의 양쪽 모두의 내벽(W)에 원통형상의 미세 세라믹스제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재(38,39)를 설치했지만, 가압부(12a) 및 출탕부(12b)의 어느 한쪽만의 내벽(W)에 원통형의 미세 세라믹스제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재를 설치해도 좋다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예시의 방법으로 충분히 설명되어 왔지만, 여러 가지의 변경이나 개량이 가능한 것은 당업자이면 명백하다. 따라서, 그러한 변경 및 개량은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않는 한에 있어서, 본 발명의 범위에 포함되는 것이라고 해석되는 것이 당연하다.

본 발명에 따른 용탕 정량 공급용 유지로는, 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 비철금속으로 이루어지는 주물의 제조에 적합하다.

Claims

비철금속의 용탕을 소정온도로 유지하는 것과 함께, 일정량의 용탕을 주조기에 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로로서,

상기 용탕 정량 공급용 유지로는, 용탕 공급구를 갖는 용탕 유지실과 위를 향하는 출탕구를 갖는 가압실로 이루어지고, 상기 용탕 유지실과 상기 가압실이 개폐 가능한 제 1 용탕유로를 통하여 연이어 통하여 있고,

상기 가압실은, 상기 출탕구가 위치하는 출탕부와 상기 용탕 유지실측에 위치하는 가압부로 이루어지고, 상기 가압부는, 해당 가압부내에 있어서의 용탕의 상한 레벨 및 하한 레벨을 검출하는 레벨 검출수단과, 상기 가압부내의 상부 공간에 연이어 통하는 기체유로를 구비하고,

튜브 히터가 상기 용탕 유지실 및 상기 가압실의 출탕부의 용탕중에 침지 상태로 각각 배치되어 있는 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서,

상기 용탕 유지실과 상기 출탕부가 상기 용탕 정량 공급용 유지로의 하부에 설치된 격벽에 의해 구획되어 상기 가압부를 사이로 하여 병설되는 것과 함께, 상기 격벽의 상단면이 상기 용탕 유지실의 바닥면보다도 높은 위치에서 상기 가압부의 중앙 바닥부를 구성하고, 상기 제 1 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되고, 또한 상기 출탕부에 연이어 통하는 개폐 가능한 제 2 용탕유로가 상기 가압부의 바닥부에 형성되고,

상기 용탕 유지실내의 용탕이, 상기 제 2 용탕유로의 닫힌 상태하에서 상기 제 1 용탕유로를 통하여 상기 가압부의 상한 레벨까지 도입되고, 그 후, 상기 가압부내의 용탕이, 상기 제 1 용탕유로의 닫힌 상태하에서, 또한, 상기 제 2 용탕유로의 열린 상태하에서, 상기 기체유로로부터 가압 기체를 공급하여 상기 가압부의 하한 레벨까지 강하시켜지는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
제 1 항에 있어서, 튜브 히터가 상기 가압부내의 용탕중에 침지상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 용탕 유지실내의 용탕을 상기 가압부의 상한 레벨까지 도입함에 있어, 상기 제 2 용탕유로의 닫힌 상태하에서, 상기 기체유로를 통한 진공 배기에 의해 상기 가압부의 상부 공간을 감압하는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가압부 또는 상기 출탕부 및 이들 모두의 부정형 내화물로 이루어지는 내벽을 덮으며 원통형상의 미세 세라믹스제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
비철금속의 용탕을 소정온도로 유지하는 것과 함께, 일정량의 용탕을 주조기에 공급하는 용탕 정량 공급용 유지로로서,

상기 용탕 정량 공급용 유지로는, 다층의 내장구조를 구비하고, 그 내벽이 부정형 내화물로 형성되며, 또한 용탕 공급구를 갖는 용탕 유지실과 위를 향하는 출탕구를 갖는 가압실로 이루어지고, 상기 용탕 유지실과 상기 가압실이 개폐 가능한 제 1 용탕유로를 통하여 연이어 통하여 있고,

상기 가압실은, 상기 출탕구가 위치하는 출탕부와 상기 용탕 유지실측에 위치하는 가압부로 이루어지고, 상기 가압부는, 해당 가압부내에 있어서의 용탕의 상한 레벨을 검출하는 레벨 검출수단과, 상기 가압부내의 상부 공간에 연이어 통하는 기체유로를 구비하고,

튜브 히터가 상기 용탕 유지실 및 상기 가압실의 출탕부의 용탕중에 침지상태로 각각 배치되어 있는 용탕 정량 공급용 유지로에 있어서,

상기 가압실의 가압부와 출탕부가 하부 유통로를 통하여 서로 바닥부에서 연이어 통하고, 상기 가압부 또는 상기 출탕부 및 이들 모두의 상기 내벽을 덮으며 원통형상의 미세 세라믹스제 일체 소성물로 이루어지는 내장부재가 설치되고,

상기 용탕 유지실내의 용탕이 상기 제 1 용탕유로를 통하여 상기 가압부의 상한 레벨까지 도입되고, 그 후, 상기 제 1 용탕유로의 닫힌 상태하에서, 상기 기체 유로로부터 가압기체를 공급하여 용탕을 상기 가압부의 하한 레벨까지 강하시키는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
제 5 항에 있어서, 상기 내장부재의 하단이 상기 가압부 또는 상기 출탕부 및 이들 모두에서의 용탕의 하한 레벨 이하에 있는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 미세 세라믹스제 일체 소성물이, 질화규소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용탕 정량 공급용 유지로.