KR101140296B1 - Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting - Google Patents

Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting Download PDF

Info

Publication number
KR101140296B1
KR101140296B1 KR1020120023504A KR20120023504A KR101140296B1 KR 101140296 B1 KR101140296 B1 KR 101140296B1 KR 1020120023504 A KR1020120023504 A KR 1020120023504A KR 20120023504 A KR20120023504 A KR 20120023504A KR 101140296 B1 KR101140296 B1 KR 101140296B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
centrifugal casting
mold
auxiliary
blade ring
rotating plate
Prior art date
Application number
KR1020120023504A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
변삼섭
임기만
양기주
Original Assignee
터보파워텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 터보파워텍(주) filed Critical 터보파워텍(주)
Priority to KR1020120023504A priority Critical patent/KR101140296B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101140296B1 publication Critical patent/KR101140296B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/04Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/024Forging or pressing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B22D13/101Moulds
    • B22D13/104Cores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine is provided to minimize the inflow of molten metal through a joint between auxiliary molds. CONSTITUTION: A method for centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine is as follows. Connection sides of auxiliary molds(40), which are installed in contact with each other, are radially arranged at a set angle in the rotational direction of a rotating plate. Molten metal(50) is injected into a centrifugal casting mold(30) while rotating the rotating plate, thereby forming a ring-shaped preform. The preform and the auxiliary molds connected to the preform are separated from the centrifugal casting mold. The auxiliary molds are removed from the preform. The preform is heat-treated and cut into a blade ring.

Description

가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법{method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting}Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting

본 발명은 원심주조에 의한 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효율적인 결합구조를 갖는 비금속 보조금형에 의해 생산성 및 경제성이 우수한 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method by centrifugal casting, and more particularly, to a manufacturing method by centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine having excellent productivity and economy by a non-metal auxiliary mold having an efficient coupling structure.

일반적으로 터빈용 블레이드링은 연소가스가 최적의 증기 방향을 갖는 유체흐름(Steam Flow)이 회전동력으로 변환하는 블레이드(Moving Blade)를 지지하는 링 형상의 구조체로서, 이러한 회전동력은 터빈 로터(Turbine Rotor)를 통해 발전기 로터(Generator Rotor)를 회전시켜 유용한 전력을 얻게 한다. In general, a blade blade for a turbine is a ring-shaped structure for supporting a blade (Moving Blade) in which the combustion gas is converted to the rotational power of the flow (Steam Flow) having the optimum steam direction, the rotational power is turbine turbine (Turbine Rotor) rotates the generator rotor to get useful power.

이와 같은 블레이드링의 외측부는 가스터빈에서 터빈부의 케이싱 내측에 조립되어 고정되고, 복수의 베인이 상기 블레이드링 내측에 조립되어 고정되므로 이러한 블레이드링은 가스터빈에서 가장 중요한 터빈부의 핵심장치다. The outer portion of such a blade ring is assembled and fixed inside the casing of the turbine portion in the gas turbine, and a plurality of vanes are assembled and fixed inside the blade ring, such blade ring is the core device of the turbine portion most important in the gas turbine.

상기 블레이드링은 외경 내지 내경에 굴곡부를 갖도록 제조되는데, 이를 위해 종래에는 첫째로 중간재인 잉곳(ingot)을 가열하여 직선형 바를 프레스 가공 및 단조가공을 통해 링 형상으로 밴딩하여 2차 절삭가공을 하는 방식이 적용되었다. 이러한 방식은 그 제조과정이 복잡하여 많은 생산시간 및 비용이 소요되고, 초기 직선형 바의 금속재질의 단면상 균일도가 조악한 경우 제품의 불량 발생의 우려가 있었다. 또한, 둘째로 이러한 블레이드링은 사형주조를 사용하여 제작될 수도 있으나 대형 사형주조제품의 특성상 기계적 성질이 낮은 단점이 있었다. The blade ring is manufactured to have a bent portion in the outer diameter or the inner diameter, and for this purpose, in the related art, first, by heating an ingot (ingot), which is an intermediate material, a second type of cutting is performed by bending a straight bar into a ring shape by pressing and forging. This was applied. This method requires a lot of production time and cost due to the complicated manufacturing process, there is a fear of product failure if the uniformity of the cross-sectional uniformity of the metal material of the initial straight bar was poor. In addition, secondly, such a blade ring may be manufactured using sand casting, but the mechanical properties of the large sand casting product have low disadvantages.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 동력부에 의해 수평으로 회전하는 회전판 상부에 링 형상 금형을 설치하고 그 내부공간에 용탕을 주입하여 회전을 통해 발생되는 원심력에 의해 링 형상의 모재를 제조하고 2차 절삭가공을 통해 터빈용 블레이드링을 제조하는 원심주조 방식이 개발되어 사용되고 있다. In order to solve this problem, the ring-shaped mold is installed on the upper rotating plate rotated horizontally by the power unit, and the molten metal is injected into the inner space to produce the ring-shaped base material by the centrifugal force generated through the rotation and the secondary cutting. Centrifugal casting methods for manufacturing turbine blade rings through processing have been developed and used.

그러나, 이러한 원심주조 방식에 의해 제조된 모재는 내주 또는 외주에 실링수단의 결합을 위한 홈부 등과 같은 다수의 굴곡부를 형성하기 위하여 많은 시간의 절삭가공시간이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 용탕의 온도가 1500℃이상인 상태에서 금형바디 내경과 접촉되는 과정에서 접착현상이 발생되어 금형바디가 열응력에 의한 변형 내지 손상되는 문제점도 있었다. However, the base material manufactured by the centrifugal casting method has a problem in that it takes a lot of time for cutting processing time to form a plurality of bent parts such as grooves for coupling the sealing means to the inner circumference or the outer circumference. In addition, the adhesive phenomenon occurs in the process of contact with the mold body inner diameter in the state that the temperature of the molten metal is 1500 ℃ or more, there was also a problem that the mold body is deformed or damaged by thermal stress.

이에, 용탕이 원심주조 금형바디의 내경과 접촉되지 않도록 하면서 제조되는 모재의 내주 또는 외주에 실링수단의 결합을 위한 홈부 등과 같은 다수의 굴곡부에 상응하는 형상을 이루도록, 상기 원심주조 금형바디의 내경에 세라믹 세그먼트를 설치하는 기술이 개발되고 있다. Thus, the molten metal is formed in the inner diameter of the centrifugal casting mold body so as not to contact the inner diameter of the centrifugal casting mold body so as to have a shape corresponding to a plurality of bent portions, such as a groove portion for coupling the sealing means to the inner or outer circumference of the manufactured base material. Techniques for installing ceramic segments have been developed.

그러나, 실제 생산공정에서 원심주조 금형바디 내주에 밀착 배치된 이러한 세라믹 세그먼트가 회전시 발생되는 관성에 의하여 배열이 흐트러짐과 아울러 각 세그먼트 사이에 불균일한 간격이 발생되어 상기 간격으로 용탕이 유입 및 관통되어 원심주조 금형바디 내주에 밀착되어 부품의 손상 내지 2차 절삭가공시 많은 시간이 소요되는 등의 종래의 문제점을 여전히 유발하는 문제점이 있었다. However, in the actual production process, the arrangement is disturbed by the inertia generated when the ceramic segments closely placed on the inner circumference of the centrifugal casting mold body, and a nonuniform interval is generated between the segments, so that the molten metal is introduced and penetrated at the interval. In close contact with the inner circumference of the centrifugal casting mold body, there is a problem that still causes the conventional problems such as damage to the parts or the time required for the second cutting process.

특히, 상기 간격을 통해 유입되는 액상의 용탕이 미세 소용돌이 내지 와류를 일으켜 불균일한 유동을 발생시킴으로 인하여 모재의 형성 후에도 해당부분에서 성분의 밀도가 불균일하고 제조된 블레이드링 외주의 국지적 노치 발생으로 인해 강도를 저하시켜 제품의 불량을 유발하는 심각한 문제점이 있었다. In particular, the liquid molten metal flowing through the gap causes fine vortices or vortices to cause uneven flow, so that even after formation of the base material, the density of components is uneven in the corresponding portion, and the strength due to the local notch generation of the manufactured blade ring outer periphery. There was a serious problem that causes the product to degrade by lowering.

한국 등록특허 제10-492195호Korea Patent Registration No. 10-492195

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하여 효율적인 결합구조를 갖는 비금속 보조금형에 의해 생산성 및 경제성이 우수한 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.The present invention is to solve the above problems to provide a manufacturing method by centrifugal casting of gas turbine blade ring excellent in productivity and economy by a non-metal auxiliary mold having an efficient coupling structure.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유압식 모터에 의해 회전되도록 구비되는 회전판의 상면에 원심주조 금형을 배치하고, 상기 원심주조 금형의 내벽면에 기설정된 굴곡이 내면에 형성된 복수개의 원호형 보조금형을 밀착하되, 상기 각 보조금형이 연결되는 측면이 상기 회전판의 회전중심으로부터의 반경방향수선으로부터 설정된 각도 경사지게 배치하여 연결하는 제1단계; 상기 회전판을 회전시키면서, 상기 원심주조 금형의 내부로 용탕을 주입하여 링 형상의 모재를 형성하는 제2단계; 상기 모재 및 그와 결합된 상기 보조금형을 상기 원심주조 금형으로부터 분리하는 제3단계; 상기 모재로부터 상기 보조금형을 분리하도록 파쇄하는 제4단계; 및 상기 모재를 열처리하고 절삭가공하여 블레이드링을 형성하는 제5단계를 포함하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is to arrange the centrifugal casting mold on the upper surface of the rotating plate provided to be rotated by a hydraulic motor, a plurality of arc-shaped auxiliary mold formed on the inner surface of the inner wall surface of the centrifugal casting mold A first step of closely contacting each other, wherein the side to which the auxiliary molds are connected is arranged to be inclined at an angle set from a radial waterline from the center of rotation of the rotating plate; A second step of forming a ring-shaped base material by injecting molten metal into the centrifugal casting mold while rotating the rotating plate; A third step of separating the base material and the auxiliary mold coupled thereto from the centrifugal casting mold; Crushing to separate the auxiliary mold from the base material; And it provides a manufacturing method by centrifugal casting of the blade ring for a gas turbine comprising a fifth step of heat-treating the base material and cutting to form a blade ring.

여기서, 상기 제1단계에서, 상기 각 보조금형의 연결되는 측면은 상기 반경방향수선을 기준으로 상기 회전판의 회전방향측으로 경사지게 배치됨이 바람직하다. Here, in the first step, the side connected to each of the auxiliary mold is preferably disposed to be inclined toward the rotation direction side of the rotating plate on the basis of the radial water line.

또한, 상기 보조금형은 내열재료로 형성되는 중심코어의 외면에 설정된 두께로서 내화점토층이 부착되어 구비되되, 상기 제4단계에서 상기 내화점토층을 파쇄하여 상기 보조금형을 분리함이 바람직하다. In addition, the auxiliary mold is provided with a refractory clay layer as a thickness set on the outer surface of the center core formed of a heat-resistant material, it is preferable to separate the auxiliary mold by crushing the refractory clay layer in the fourth step.

그리고, 상기 각 보조금형의 측부에는 상호 결합되는 정렬홈 및 정렬돌기가 형성되되, 상기 정렬돌기는 상기 정렬홈에 형합되어 원주방향으로 이탈되지 않도록 볼록한 외면을 가지며, 상기 제1단계에서 상기 정렬돌기를 인접한 보조금형의 정렬홈에 수직으로 삽입하여 연결함이 바람직하다. And, the side of each of the auxiliary mold is formed with an alignment groove and an alignment protrusion coupled to each other, the alignment protrusion has a convex outer surface so as not to be separated in the circumferential direction is formed in the alignment groove, the alignment protrusion in the first step It is preferable to connect the vertically inserted into the alignment groove of the adjacent auxiliary mold.

한편, 본 발명은 유압식 모터에 의해 회전되도록 구비되는 회전판; 상기 회전판의 상면에 설치되는 원심주조 금형; 및 상기 원심주조 금형의 내벽면에 밀착 설치되되, 기설정된 굴곡이 내면에 형성되, 연결되는 측면부의 배치각도가 상기 회전판의 회전중심으로부터의 반경방향수선으로부터 상기 회전판의 회전방향측으로 설정된 각도 경사지게 배치되는 복수개의 원호형 보조금형을 포함하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치를 제공한다.On the other hand, the present invention is a rotating plate provided to be rotated by a hydraulic motor; A centrifugal casting mold installed on an upper surface of the rotating plate; And installed close to the inner wall surface of the centrifugal casting mold, the predetermined bending is formed on the inner surface, the arrangement angle of the side portion to be connected is arranged to be inclined at an angle set in the direction of rotation of the rotating plate from the radial water line from the center of rotation of the rotating plate Provided is a manufacturing apparatus by centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine including a plurality of arc-shaped auxiliary molds.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다. Through the above solution, the manufacturing method by centrifugal casting of the blade ring for a gas turbine of the present invention provides the following effects.

첫째, 상기 각 보조금형의 연결되는 측면 사이 간격은 상기 회전판의 회전방향과 근접되도록 경사지게 형성되므로 상기 용탕이 상기 간격 사이로 유입되는 것이 실질적으로 차단될 수 있으며, 상기 보조금형들 사이의 간격을 통해 유입되는 용탕을 최소화하여 미세 소용돌이 내지 와류의 발생을 차단시킬 수 있다. 이를 통해, 주입된 용탕의 균일한 유동 및 원심주조상태를 유지시킴으로써 모재의 형성 후에도 그 외면에 분포된 성분의 밀도 및 강도를 균일하게 유지하여 국지적인 노치의 발생을 방지하여 제품의 품질을 현저히 향상시킬 수 있다. First, since the spacing between the side surfaces of the respective auxiliary molds is inclined to be close to the rotational direction of the rotating plate, the molten metal can be substantially blocked from flowing between the gaps, and the inflow through the gaps between the auxiliary molds. By minimizing the molten metal it is possible to block the occurrence of fine vortex to vortex. Through this, by maintaining the uniform flow and centrifugal casting state of the injected molten metal, even after the formation of the base material, the density and strength of the components distributed on the outer surface are maintained uniformly, thereby preventing the occurrence of local notches and significantly improving the product quality. You can.

둘째, 인접하는 보조금형의 양측면은 정렬홈 및 정렬돌기의 결합구조를 통하여 회전시 관성에 의해서도 각 보조돌기가 이탈되지 않고 안정적으로 위치를 유지하여, 각 보조금형이 회전되더라도 원심력에 의해 배열이 흐트러지지 않고 인접한 보조금형 간의 밀착된 연결부분이 유지되어 용탕이 그들 사이로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. Second, both sides of the adjacent auxiliary molds maintain a stable position without deviating each auxiliary protrusion even by inertia during rotation through the coupling structure of the alignment groove and the alignment protrusion, and the arrangement is disturbed by the centrifugal force even if each auxiliary mold is rotated. Closed connections between adjacent sub-moulds are maintained without being supported, thereby minimizing the influx of melt between them.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 의한 모재의 형성구조를 나타낸 주요부 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 의해 제조된 모재의 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 적용되는 보조금형의 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 적용되는 보조금형의 결합 및 배치상태를 나타낸 평면도.
1 is a cross-sectional view of a manufacturing apparatus by centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the main part showing the structure of the base material by the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view of the base material produced by the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a manufacturing method by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of the auxiliary mold applied to the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a plan view showing the coupling and arrangement of the auxiliary mold applied to the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method by centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 의한 모재의 형성구조를 나타낸 주요부 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a manufacturing apparatus by centrifugal casting of a gas turbine blade ring according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a manufacturing apparatus by centrifugal casting of a gas turbine blade ring according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the principal part which shows the formation structure of the base material by this.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치는 유압식 모터(10)의 동력을 전달받아 회전가능하게 구비되는 회전판(20), 원심주조 금형(30), 그리고 보조금형(40)을 포함하여 이루어진다. 1 and 2, the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine is a rotary plate 20, the centrifugal casting mold 30 is rotatably provided to receive the power of the hydraulic motor (10). And, the sub mold 40 is included.

여기서, 상기 원심주조 금형(30)은 상기 회전판(20)의 상면에 설치되어, 스테인레스 스틸 등의 합금 잉곳의 용융된 용탕(50)이 상부의 주입구(60)를 통해 유입되면 상기 회전판(20)의 회전에 따른 원심력에 의해 상기 용탕이 원심주조 금형(30)의 내벽면측으로 밀착되면서 링 형상으로 분포된다. Here, the centrifugal casting mold 30 is installed on the upper surface of the rotating plate 20, when the molten molten metal 50 of the alloy ingot, such as stainless steel flows through the upper injection hole 60, the rotating plate 20 The molten metal is distributed in a ring shape by being in close contact with the inner wall surface side of the centrifugal casting mold 30 by the centrifugal force due to the rotation of the metal.

이때, 상기 원심주조 금형(30)의 내벽면에는 보조금형(40)이 밀착되어 설치되는데, 상기 보조금형(40)은 설계된 블레이드링의 외면에 형성되어야 할 실링수단의 결합을 위한 홈부 등과 같은 다수의 굴곡부에 대응되어 돌출부 등과 같은 기설정된 굴곡(40a)이 내면에 형성된다. At this time, the auxiliary mold 40 is installed in close contact with the inner wall surface of the centrifugal casting mold 30, the auxiliary mold 40 is a plurality of grooves for coupling of the sealing means to be formed on the outer surface of the designed blade ring. Preset bends 40a, such as protrusions, are formed on the inner surface to correspond to the bent portions of.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 의해 제조된 모재의 사시도이다. Figure 3 is a perspective view of the base material produced by the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 원심주조 금형의 회전에 따라 용탕이 원심력에 의해 보조금형의 내면부에 밀착되어 링 형상의 모재(51)가 형성된다. 이때, 상기 보조금형의 굴곡에 대응하여 상기 모재(51)의 외면에는 실링수단의 결합을 위한 홈부 등과 같은 다수의 굴곡부(51a)가 형성된다. 이를 통해, 상기 모재(51)의 제조 후 상기 홈부 등의 형성을 위한 절삭가공량을 감소시켜 생산성을 향상시킴과 아울러 상기 원심주조를 위해 공급되는 용탕의 양을 감소시켜 불필요한 에너지 내지 재료와 가공에 드는 시간과 비용의 소모를 방지할 수 있다. Referring to FIG. 3, as the centrifugal casting mold rotates, the molten metal is in close contact with the inner surface of the auxiliary mold by centrifugal force to form a ring-shaped base material 51. At this time, in response to the bending of the auxiliary mold, a plurality of bent portions 51a are formed on the outer surface of the base material 51 such as a groove portion for coupling the sealing means. In this way, after the production of the base material 51, the amount of cutting for forming the grooves is reduced, thereby improving productivity and reducing the amount of molten metal supplied for the centrifugal casting, thereby reducing unnecessary energy to materials and processing. This can save you time and money.

한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법을 나타낸 흐름도이다. On the other hand, Figure 4 is a flow chart showing a manufacturing method by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 먼저 유압식 모터(10)에 의해 회전되도록 구비되는 회전판(20)의 상면에 원심주조 금형(30)을 배치하고, 상기 원심주조 금형(30)의 내벽면에 기설정된 굴곡(40a)이 내면에 형성된 복수개의 원호형 보조금형(40)을 밀착한다. 이때, 후술되는 바와 같이 상기 각 보조금형(40)이 연결되는 측면이 상기 회전판의 회전중심으로부터의 반경방향수선으로부터 설정된 각도 경사지게 배치하여 연결한다(s100). As shown in FIGS. 1 to 4, first, the centrifugal casting mold 30 is disposed on the upper surface of the rotating plate 20 provided to be rotated by the hydraulic motor 10, and the inner wall surface of the centrifugal casting mold 30 is disposed. The predetermined curvature 40a is in close contact with the plurality of arc-shaped auxiliary molds 40 formed on the inner surface. At this time, as described later, the side to which each auxiliary mold 40 is connected is arranged to be inclined at an angle set from a radial waterline from the center of rotation of the rotating plate (s100).

이후, 상기 회전판(20)을 회전시키면서, 상기 원심주조 금형(30)의 내부로 용탕(50)을 주입하여 링 형상의 모재(51)를 형성한다(s110). Thereafter, while rotating the rotating plate 20, the molten metal 50 is injected into the centrifugal casting mold 30 to form a ring-shaped base material 51 (S110).

다음으로, 상기 모재(51) 및 그와 결합된 상기 보조금형(40)을 상기 원심주조 금형(30)으로부터 분리하고(s120), 상기 모재(51)로부터 상기 보조금형(40)을 파쇄하여 분리한다(s130). Next, the base material 51 and the auxiliary mold 40 coupled thereto are separated from the centrifugal casting mold 30 (s120), and the auxiliary mold 40 is crushed and separated from the base material 51. (S130).

이때, 상기 보조금형(40)은 내화 점토 내지 보크사이트를 소성하여 형성할 수도 있으나, 이에 국한하지 않고 내열재료로 형성되는 중심코어의 외면에 설정된 두께로서 내화점토층이 부착되어 구비될 수도 있다. 이러한 경우에는 상기 중심코어의 외면에 형성된 상기 내화점토층만을 파쇄하여 상기 보조금형(40)을 간편하게 분리할 수 있다. 여기서, 상기 중심코어는 용융점이 용탕의 용융점보다 높은 내화재질로 이루어진 강체로 형성되되, 상기 파쇄 및 분리 후 다시 그의 외면에 내화점토층 등을 형성하여 재활용될 수 있다. In this case, the auxiliary mold 40 may be formed by firing refractory clay or bauxite, but is not limited thereto and may be provided with a refractory clay layer attached to the outer surface of the center core formed of a heat resistant material. In this case, the auxiliary mold 40 can be easily separated by crushing only the refractory clay layer formed on the outer surface of the central core. Here, the central core is formed of a rigid body made of a refractory material having a melting point higher than the melting point of the molten metal, and may be recycled by forming a refractory clay layer on its outer surface after crushing and separating.

이를 통해, 상기 중심코어의 부피 만큼 내화점토의 소모량을 절감할 수 있으므로 재료비를 절감하여 경제성을 개선할 수 있다. Through this, the consumption of refractory clay can be reduced by the volume of the central core, thereby reducing the material cost and improving the economics.

이후, 이와 같이 형성된 상기 모재(51)를 열처리 및 냉각하고 CNC 등의 정밀가공장치를 통해 절삭가공하여 원하는 설계치수의 블레이드링을 형성할 수 있다(s140). Thereafter, the base material 51 formed as described above may be heat-treated and cooled, and cut through a precision machining factory such as CNC to form a blade ring having a desired design dimension (s140).

한편, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 적용되는 보조금형의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치에 적용되는 보조금형의 결합 및 배치상태를 나타낸 평면도이다.On the other hand, Figure 5 is a perspective view of the auxiliary mold applied to the manufacturing apparatus by centrifugal casting of the gas turbine blade ring according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a gas turbine blade ring according to an embodiment of the present invention Is a plan view showing the coupling and arrangement of the auxiliary molds applied to the manufacturing apparatus by centrifugal casting.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 각 보조금형(40)의 측부에는 상호 결합되는 정렬홈(42) 및 정렬돌기(41)가 형성되되, 상기 정렬돌기(41)는 상기 정렬홈(42)에 형합되어 원주방향으로 이탈되지 않도록 볼록한 외면을 가진다. 이때, 상기 정렬돌기(41) 및 정렬홈(42)의 형상은 단면이 다각 또는 라운드진 원호형 등의 형상 뿐만 아니라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 5, an alignment groove 42 and an alignment protrusion 41 are formed at sides of each of the auxiliary molds 40, and the alignment protrusion 41 is formed in the alignment groove 42. It has a convex outer surface so as not to deviate in the circumferential direction. At this time, the shape of the alignment protrusion 41 and the alignment groove 42 may be formed in a variety of shapes as well as the shape of a circular or arc-shaped cross section.

따라서, 하나의 보조금형(40) 일측에 형성된 정렬돌기(41)를 인접한 보조금형의 정렬홈(42)에 수직으로 삽입하여 연결함으로서 상기 원심주조 금형(도 1의 30)의 내벽면 원주방향을 따라 상기 보조금형(40)을 조립하여 링 형상으로 배치할 수 있다. Accordingly, the inner wall surface circumferential direction of the centrifugal casting mold (30 in FIG. 1) is connected by vertically inserting and connecting the alignment protrusion 41 formed on one side of the auxiliary mold 40 to the alignment groove 42 of the adjacent auxiliary mold. Accordingly, the auxiliary mold 40 may be assembled and arranged in a ring shape.

이를 통해, 인접하는 보조금형(40)의 양측면은 정렬홈(42) 및 정렬돌기(41)의 결합구조를 통하여 회전시 관성에 의해서도 각 보조금형(40)이 이탈되지 않고 안정적으로 위치를 유지할 수 있다. 또한, 인접한 보조금형 간의 밀착된 연결부분이 견고하게 유지되어 용탕이 그들 사이로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. Through this, both side surfaces of the adjacent auxiliary mold 40 can maintain a stable position without each sub-mould 40 is separated by the inertia during rotation through the coupling structure of the alignment groove 42 and the alignment protrusion 41. have. In addition, the close connection between the adjacent sub-moulds can be maintained firmly to minimize the flow of the molten metal between them.

한편, 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 각 보조금형(40)의 연결되는 측면은 상기 회전판(30)의 회전중심(C)으로부터 연장된 반경방향수선을 기준으로 상기 회전판(30)의 회전방향 측으로 소정각도 경사지게 배치된다. On the other hand, as shown in Figure 6, the side of each of the auxiliary mold 40 is connected to the direction of rotation of the rotary plate 30 on the basis of the radial line extending from the rotation center (C) of the rotary plate (30) The predetermined angle is disposed inclined.

여기서, 상기 회전판(30)이 고속으로 회전되는 상태에서 주입되는 액상의 용탕(50)은 관성에 의해 상기 회전방향을 거슬러 머무르려는 경향을 보이는 반면에, 상기 각 보조금형(40)의 연결되는 측면은 상기 반경방향수선을 기준으로 상기 회전판(30)의 회전방향측으로 설정된 각도(θ)만큼 경사지게 배치되므로 용탕(50)이 상기 보조금형(40)의 외면을 따라 흐를 뿐 상기 보조금형들(40) 사이 간격으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 이는 상기 용탕(50)의 점도가 상대적으로 높은 반면 상기 회전판의 회전속도가 500 rpm 이상의 고속회전인 것에 기인한다. Here, the molten liquid 50 injected in the state in which the rotating plate 30 is rotated at a high speed shows a tendency to stay in the rotational direction by inertia, while the auxiliary molds 40 are connected to each other. Since the side surface is disposed to be inclined by an angle θ set to the rotation direction side of the rotating plate 30 with respect to the radial water line, the molten metal 50 flows along the outer surface of the auxiliary mold 40. It can minimize the inflow into the gap between). This is due to the fact that the viscosity of the molten metal 50 is relatively high while the rotation speed of the rotating plate is high speed of 500 rpm or more.

즉, 관성 및 원심력에 의해 상기 용탕(50)은 상기 회전판의 회전방향을 거슬러서 반경방향 외측으로 흐르는데, 이러한 용탕의 유동각도는 상대적으로 상기 상기 보조금형(40)의 측면의 경사진 방향과 반대방향을 이룬다. 따라서, 상기 회전판(30)의 회전방향을 거슬러서 흐르는 용탕은 고속으로 회전되는 보조금형의 내면을 따라 균일하게 흐를 뿐 상기 간격 사이로 유입되는 것이 실질적으로 차단될 수 있다. That is, due to inertia and centrifugal force, the molten metal 50 flows radially outwards against the rotational direction of the rotating plate, and the flow angle of the molten metal is relatively opposite to the inclined direction of the side surface of the auxiliary mold 40. To achieve. Therefore, the molten metal flowing back against the rotational direction of the rotating plate 30 may flow substantially uniformly along the inner surface of the auxiliary mold rotated at high speed, and may be substantially blocked.

또한, 상기 보조금형(40)의 외면에 접촉되는 용탕(50)은 비교적 회전 초기에 냉각되어 밀착되므로 와류의 발생이 미연에 차단될 수 있다. In addition, the molten metal (50) in contact with the outer surface of the auxiliary mold 40 is cooled in close contact with the initial rotation relatively close to the generation of the vortex can be blocked in advance.

이로 인해, 상기 용탕(50)이 상기 회전판(20)과 함께 회전되는 보조금형들(40) 외면을 따라 부드럽게 흐르면서 상기 보조금형들(40) 사이의 간격을 통해 유입되지 않고 외면을 따라 흐르면서 균일한 밀도로 분포되어 주조될 수 있다. As a result, the molten metal 50 flows smoothly along the outer surface of the auxiliary molds 40 rotated together with the rotating plate 20 and does not flow through the gap between the auxiliary molds 40. It may be distributed in density and cast.

따라서, 상기 보조금형들(40) 사이의 간격을 통해 유입되는 용탕(50)을 최소화하여 미세 소용돌이 내지 와류의 발생을 차단시켜 균일한 유동을 유지시킴으로써 모재의 형성 후에도 그 외면에 분포된 성분의 밀도 및 강도를 균일하게 유지하여 국지적이고 미세한 노치의 발생을 최소화하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. Therefore, by minimizing the molten metal 50 introduced through the gap between the auxiliary molds 40 to block the occurrence of fine vortex or vortex to maintain a uniform flow, even after the formation of the base material density of the components distributed on the outer surface And by maintaining the strength uniformly it is possible to minimize the occurrence of local and fine notches to improve the quality of the product.

물론, 상기 각 보조금형(40)의 연결되는 측면은 직선형으로 경사지게 형성됨에 국한하지 않고 라운드지게 일방향으로 구배지게 형성될 수도 있다. Of course, the side to be connected to each of the auxiliary mold 40 is not limited to being formed to be inclined in a straight line may be formed to be rounded in one direction.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified by those skilled in the art without departing from the scope of the claims of the present invention. Such modifications are within the scope of the present invention.

10: 유압식 모터 20: 회전판
30: 원심주조 금형 40: 보조금형
40a: 굴곡 41: 정렬돌기
42: 정렬홈 50: 용탕
51: 모재 51a: 굴곡부
10: hydraulic motor 20: rotating plate
30: centrifugal casting mold 40: auxiliary mold
40a: bend 41: alignment protrusion
42: alignment groove 50: molten metal
51: base material 51a: bend

Claims (5)

유압식 모터에 의해 회전되도록 구비되는 회전판의 상면에 원심주조 금형을 배치하고, 상기 원심주조 금형의 내벽면에 기설정된 굴곡이 내면에 형성된 복수개의 원호형 보조금형을 밀착하되, 상기 각 보조금형이 연결되는 측면이 상기 회전판의 회전중심으로부터의 반경방향수선으로부터 상기 회전판의 회전방향측으로 설정된 각도 경사지게 배치하여 연결하는 제1단계;
상기 회전판을 회전시키면서, 상기 원심주조 금형의 내부로 용탕을 주입하여 링 형상의 모재를 형성하는 제2단계;
상기 모재 및 그와 결합된 상기 보조금형을 상기 원심주조 금형으로부터 분리하는 제3단계;
상기 모재로부터 상기 보조금형을 분리하도록 파쇄하는 제4단계; 및
상기 모재를 열처리하고 절삭가공하여 블레이드링을 형성하는 제5단계를 포함하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법.
The centrifugal casting mold is disposed on the upper surface of the rotating plate provided to be rotated by the hydraulic motor, and a plurality of arc-shaped auxiliary molds formed on the inner surface of the centrifugal casting mold are in close contact with each other. A first step of arranging and connecting the side surfaces of the rotary plate at an angle inclined from the radial line from the center of rotation of the rotary plate to the rotary direction side of the rotary plate;
A second step of forming a ring-shaped base material by injecting molten metal into the centrifugal casting mold while rotating the rotating plate;
A third step of separating the base material and the auxiliary mold coupled thereto from the centrifugal casting mold;
Crushing to separate the auxiliary mold from the base material; And
And a fifth step of heat-treating the base metal and cutting to form a blade ring.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 보조금형은 내열재료로 형성되는 중심코어의 외면에 설정된 두께로서 내화점토층이 부착되어 구비되되,
상기 제4단계에서 상기 내화점토층을 파쇄하여 상기 보조금형을 분리함을 특징으로 하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법.
The method of claim 1,
The auxiliary mold is provided with a refractory clay layer attached to the outer surface of the central core formed of a heat-resistant material,
In the fourth step, the refractory clay layer is broken by the centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine, characterized in that for separating the auxiliary mold.
제 1 항에 있어서,
상기 각 보조금형의 측부에는 상호 결합되는 정렬홈 및 정렬돌기가 형성되되, 상기 정렬돌기는 상기 정렬홈에 형합되어 원주방향으로 이탈되지 않도록 볼록한 외면을 가지며,
상기 제1단계에서 상기 정렬돌기를 인접한 보조금형의 정렬홈에 수직으로 삽입하여 연결함을 특징으로 하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조방법.
The method of claim 1,
Sides of the respective auxiliary molds are formed with alignment grooves and alignment protrusions that are coupled to each other, and the alignment protrusions have convex outer surfaces so as not to deviate in the circumferential direction by being joined to the alignment grooves.
The first step in the manufacturing method by centrifugal casting of the blade ring for the gas turbine, characterized in that for connecting the alignment projection vertically inserted into the alignment groove of the adjacent auxiliary mold.
유압식 모터에 의해 회전되도록 구비되는 회전판;
상기 회전판의 상면에 설치되는 원심주조 금형; 및
상기 원심주조 금형의 내벽면에 밀착 설치되되, 기설정된 굴곡이 내면에 형성되, 연결되는 측면부의 배치각도가 상기 회전판의 회전중심으로부터의 반경방향수선으로부터 상기 회전판의 회전방향측으로 설정된 각도 경사지게 배치되는 복수개의 원호형 보조금형을 포함하는 가스터빈용 블레이드링의 원심주조에 의한 제조장치.
A rotating plate provided to be rotated by a hydraulic motor;
A centrifugal casting mold installed on an upper surface of the rotating plate; And
Is installed in close contact with the inner wall surface of the centrifugal casting mold, a predetermined bend is formed on the inner surface, the plurality of arrangement angle of the side portion connected to the angle set from the radial water line from the center of rotation of the rotating plate to the rotating direction side of the rotating plate A manufacturing apparatus by centrifugal casting of a blade ring for a gas turbine including two arc-shaped auxiliary molds.
KR1020120023504A 2012-03-07 2012-03-07 Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting KR101140296B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120023504A KR101140296B1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120023504A KR101140296B1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101140296B1 true KR101140296B1 (en) 2012-05-02

Family

ID=46271181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120023504A KR101140296B1 (en) 2012-03-07 2012-03-07 Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101140296B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190029088A (en) * 2017-09-11 2019-03-20 박주옥 Centrifugal mold apparatus for making a floating seal
KR102183683B1 (en) 2020-01-22 2020-11-26 터보파워텍(주) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof
KR102206061B1 (en) 2020-06-12 2021-01-21 터보파워텍(주) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249300A (en) 2003-02-19 2004-09-09 Kubota Corp Socket inner surface molded core in centrifugal molding method
JP2010005675A (en) 2008-06-30 2010-01-14 Kubota Corp Core for molding socket inner surface in centrifugal casting apparatus
KR101011331B1 (en) 2010-08-09 2011-01-28 홍선영 The vertical centrifugal casting device having ceramic core and the vertical centrifugal casting method using ceramic core
KR20110026175A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 이진수 A vertical type centrifugal casting method using hollow core

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249300A (en) 2003-02-19 2004-09-09 Kubota Corp Socket inner surface molded core in centrifugal molding method
JP2010005675A (en) 2008-06-30 2010-01-14 Kubota Corp Core for molding socket inner surface in centrifugal casting apparatus
KR20110026175A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 이진수 A vertical type centrifugal casting method using hollow core
KR101011331B1 (en) 2010-08-09 2011-01-28 홍선영 The vertical centrifugal casting device having ceramic core and the vertical centrifugal casting method using ceramic core

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190029088A (en) * 2017-09-11 2019-03-20 박주옥 Centrifugal mold apparatus for making a floating seal
KR101975923B1 (en) 2017-09-11 2019-05-08 박주옥 Centrifugal mold apparatus for making a floating seal
KR102183683B1 (en) 2020-01-22 2020-11-26 터보파워텍(주) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof
KR102206061B1 (en) 2020-06-12 2021-01-21 터보파워텍(주) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6186219B2 (en) Airfoil manufacturing system and method
RU2421296C2 (en) Method of producing gas turbine engine part including cooling air release opening
KR101140296B1 (en) Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting
EP2496374B1 (en) One-piece manufacturing process
CN107075954A (en) Turbo blade with internal module and the method for manufacturing turbo blade
BRPI0416514B1 (en) High Temperature Layering System for Heat Dissipation and Process for Manufacturing
JP2009121477A (en) Method for producing turbine casing
JP6334113B2 (en) Airfoil and airfoil manufacturing method
US20120234512A1 (en) One-piece manufacturing process
AU2017375308B2 (en) Refiner bar plate including micro-fine bar and method for manufacturing same
CN107824758B (en) Manufacturing method of drainage device for titanium alloy centrifugal casting
CN107949704A (en) The manufacture method of impeller
KR102183683B1 (en) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof
CN113523183A (en) Flat-seat vertical casting parting die for volute products and technological method
CN105567932A (en) Heatproof roller table of continuous heating solid melting pot for stainless steel profile
KR102206061B1 (en) method for manufacturing sealing segment of turbine and apparatus for manufacturing thereof
JPH1071455A (en) Method and apparatus for continuously casting metallic strip
KR100302674B1 (en) Centrifugal casting method and apparatus stainless steel plate for flange
EP3269470B1 (en) Die for molding a core
KR100337391B1 (en) Duct spacer and manufacturing process of the die casting rotor with separate space by radial direction using duct spacer
KR200432009Y1 (en) Casting mold of heating plate for electric home appliances
KR101864323B1 (en) Cooler assembly and manufacturing method thereof
RU161279U1 (en) CRYSTALIZER FOR VACUUM-ARC SITING OF TITANIUM ALLOYS
KR20130002486A (en) Mold for manufacturing rolling roll and manufacturing method thereof
JP7410372B2 (en) Continuous casting roll

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150417

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160418

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170419

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180419

Year of fee payment: 7