KR101140296B1 - Method for manufacturing blade ring for gas turbine by centrifugal casting - Google Patents
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Abstract
Description
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.
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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: 굴곡부10: hydraulic motor 20: rotating plate
30: centrifugal casting mold 40: auxiliary mold
40a: bend 41: alignment protrusion
42: alignment groove 50: molten metal
51:
Claims (5)
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.
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.
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.
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.
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