KR101144767B1

KR101144767B1 - Vaccum melting apparatus for light metal and vacuum melting method using the same

Info

Publication number: KR101144767B1
Application number: KR1020090083183A
Authority: KR
Inventors: 고동근
Original assignee: 고동근; (주)엔티티
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2012-05-10
Also published as: WO2011027929A1; KR20090126221A

Abstract

본 발명은 경금속 진공융해장치 및 그 진공융해방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고진공도 상태에서 경금속 원재료를 매우 효과적으로 융해시킴으로써 융해효율, 가스(기포) 제거효율 등이 높을 뿐만 아니라 양질의 용탕을 생성할 수 있는 경금속 진공융해장치 및 이를 이용한 진공융해방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light metal vacuum melting apparatus and a vacuum melting method, and more particularly, by melting light metal raw materials very effectively in a high vacuum state, high melting efficiency, gas (bubble) removing efficiency, etc., as well as generating high quality molten metal. It relates to a light metal vacuum melting apparatus and a vacuum melting method using the same.

본 발명의 진공융해장치는, 상측에 공기배출관이 구비되는 진공융해챔버; 일정길이의 파이프 형상으로 형성되고, 일단이 상기 진공융해챔버의 일측에 일정각도로 경사지게 연결되는 융해로; 상기 융해로의 외주면을 따라 일렬로 배치되는 복수의 가열유닛; 상기 융해로의 일단 내경에 배치되고, 복수의 용탕통공을 가진 스토퍼; 상기 융해로의 타단에 연결되고, 그 일측에 공기배출관이 구비되는 재료투입관; 상기 재료투입관의 양단에 각각 설치되는 제1 및 제2 진공밸브; 상기 진공융해챔버의 타측에 연통되는 제1용탕보온관; 및 상기 제1용탕보온관에 연통되는 제2용탕보온관;을 포함한다.Vacuum melting apparatus of the present invention, the vacuum melting chamber is provided with an air discharge pipe on the upper side; Melting furnace formed in a pipe shape of a predetermined length, one end is inclined at a predetermined angle to one side of the vacuum melting chamber; A plurality of heating units arranged in a line along an outer circumferential surface of the melting furnace; A stopper disposed at an inner diameter of the melting furnace and having a plurality of molten through holes; A material input pipe connected to the other end of the melting furnace and having an air discharge pipe at one side thereof; First and second vacuum valves respectively installed at both ends of the material input pipe; A first molten metal heat insulating tube communicating with the other side of the vacuum melting chamber; And a second molten metal heat insulating tube communicating with the first molten metal heat insulating tube.

경금속, 진공, 융해, 용탕, 챔버, 가열유닛 Light metal, vacuum, melting, molten metal, chamber, heating unit

Description

Vacuum melting apparatus for light metals and vacuum melting method using the same {VACCUM MELTING APPARATUS FOR LIGHT METAL AND VACUUM MELTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 경금속 진공융해장치 및 그 진공융해방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고진공도 상태에서 경금속 원재료를 매우 효과적으로 융해시킴으로써 융해효율, 가스(기포) 제거효율 등이 높을 뿐만 아니라 양질의 용탕을 생성할 수 있는 경금속 진공융해장치 및 이를 이용한 진공융해방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light metal vacuum melting apparatus and a vacuum melting method, and more particularly, by melting light metal raw materials very effectively in a high vacuum state, high melting efficiency, gas (bubble) removing efficiency, etc., as well as generating high quality molten metal. It relates to a light metal vacuum melting apparatus and a vacuum melting method using the same.

일반적으로, 경금속은 티타늄(비중 4.5)보다도 비중이 가벼운 금속으로 일반적으로 베릴륨(비중 1.85)?마그네슘(1.74)?알루미늄(2.7)?티타늄(4.5) 등이 대표적이다. 이 가운데 가장 빨리 실용화된 것은 알루미늄이고 티타늄은 항공기 재료로 많이 쓰이고 있다. 비중이 작은 관점에서는 규소(2.3)?이트륨(4.3)이나 나트륨?칼륨?리튬 등의 알칼리 금속(1 이하) 및 칼슘(1.5)과 같은 알칼리 토금속도 경금속에 들어가지만, 보통 경금속이라고 할 경우에는 구조용 재료가 되는, 앞에 예로 든 4가지 금속을 가리킨다. In general, light metals are lighter in weight than titanium (specific gravity 4.5), and typically beryllium (specific gravity 1.85), magnesium (1.74), aluminum (2.7), titanium (4.5), and the like. The earliest practical use is aluminum and titanium is widely used in aircraft materials. From the viewpoint of low specific gravity, alkaline earth metals such as silicon (2.3), yttrium (4.3), sodium, potassium, lithium, and the like, and alkaline earth metals such as calcium (1.5) also enter light metals, but in general, light metals Point out the four metals listed above as the material.

이 중에서 가장 빨리 실용화된 것은 알루미늄으로, 20세기 초 두랄루민이라고 하는 강력합금이 발명되었는데, 같은 중량당의 강도가 일반용 강재의 3배 가까 이나 되어 때마침 발달하기 시작한 항공기의 발전에 크게 기여하였다. 그 후에 다시 비중이 가벼운 구조재료가 필요해져 마그네슘이 공업적으로 생산되어, 여러 가지 강력한 마그네슘합금을 만들어냈다. The earliest practical use was aluminum, and a strong alloy called duralumin was invented at the beginning of the 20th century, which contributed significantly to the development of aircraft that began to develop when the strength per weight was nearly three times that of general steel. Later, light weight structural materials were needed, and magnesium was industrially produced, resulting in a number of strong magnesium alloys.

또한, 1940년대 중엽부터 티타늄이 공업적으로 생산되어 여러 가지 티타늄합금이 사용되면서 오늘날 초음속 항공기의 생산이 가능해졌다. 베릴륨은 가공해서 얇은 판으로 한다든가, 완성된 판을 구부려도 갈라지지 않을 정도의 점도(粘度)를 가지도록 개량하는 데 시간이 걸리기는 하였으나, 1960년대 중엽에는 우주개발용을 위시하여 항공용으로도 사용하게 되었다. 또 베릴륨은 열중성자(熱中性子)를 흡수하지 않으므로 원자로의 구조재로서도 우수하다. In addition, since the mid-1940s, titanium was produced industrially and various titanium alloys were used, making it possible to produce supersonic aircraft today. Beryllium took time to process and improve it to a thin plate, or to improve the viscosity of the finished plate so that it would not crack, but in the mid-1960s, it was used for aerospace development. Also used. In addition, beryllium does not absorb thermal neutrons, and thus is excellent as a structural material for nuclear reactors.

특히, 마그네슘 원소는 지구상의 약 2.7%를 차지하면서 8번째로 풍부하게 존재한다. 마그네슘합금은 비중이 1.79~1.81로서 가볍고 철강대비 70% 내외의 중량감소 효과가 있으며, 비강도, 주조성, 기계가공성, 전자파차폐능, 진동 및 충격흡수능 등이 우수하여 폭넓은 분야에 응용되고 있고 그 사용량이 급증하고 있는 추세이다. In particular, magnesium is the eighth most abundant element, accounting for about 2.7% of the planet. Magnesium alloy has a specific gravity of 1.79 ~ 1.81, which is light and has a weight reduction effect of about 70% compared to steel. Its usage is increasing rapidly.

이러한 경금속 주조법의 대표적인 예로서 다이캐스팅법이 주로 이용되고 있으며, 다이캐스팅법에는 핫챔버(Hot chamber), 콜드챔버(Cold chamber), 틱소몰딩(Thixomolding) 등이 있다. As a representative example of such a light metal casting method, a die casting method is mainly used, and the die casting method includes a hot chamber, a cold chamber, thixomolding, and the like.

콜드챔버 방식은 금형주조성형기 및 경금속 융해로를 개별적으로 구성하고, 융해된 용탕을 금형주조성형기의 사출슬리브 속에 부어 사출플런저에 의해 그 용탕을 가압하여 금형에 주입하는 방식이다. 핫챔버 방식은 사출실린더를 융해로 내에 설치하여 고온의 용탕을 금형에 유입되도록 가압하여 성형하는 방식이다. 틱소몰딩 방식은 기존의 사출성형공법과 금속 다이캐스팅공법을 접목시킨 기술로서 수지사출과 같이 칩형태의 경금속 원재료를 사용한다. In the cold chamber system, the mold casting machine and the light metal melting furnace are separately configured, and the molten molten metal is poured into the injection sleeve of the mold casting machine, and the molten metal is pressed by an injection plunger and injected into the mold. The hot chamber method is a method in which an injection cylinder is installed in a melting furnace and pressurized so that a high temperature molten metal flows into a mold. The thixomolding method is a combination of the conventional injection molding method and the metal die casting method, and uses light metal raw materials in the form of chips such as resin injection.

한편, 다이캐스팅법에 마그네슘을 원재료로 사용하는 경우, 대기 중에서 융해시키면 발화하기 때문에 용탕의 산화방지 대책이 필요하다. 이에, 마그네슘합금 융해 시에 융해로 내에 방연 플럭스(SF₆ + CO₂ 혼합가스) 또는 불활성가스를 다량으로 주입하고 있는데, 이러한 플럭스(Flux)는 온실가스로서 대기환경에 악영향을 미치므로 그 사용이 규제되고 있다. 그리고, 가격 또한 상승하고 있기 때문에 다이캐스팅법에 의한 마그네슘합금의 융해는 생산비용적인 측면에서 그 생산비가 비교적 높고, 대기오염을 일으키는 문제가 있었다. On the other hand, when magnesium is used as the raw material for the die casting method, it is ignited when it is melted in the air, so measures to prevent oxidation of the molten metal are necessary. Therefore, when melting magnesium alloy, a large amount of flame retardant flux (SF ₆ + CO ₂ mixed gas) or an inert gas is injected into the melting furnace. Such flux (Flux) is a greenhouse gas, which adversely affects the atmospheric environment. It is regulated. In addition, since the price is also rising, the melting of magnesium alloy by the die casting method has a relatively high production cost in terms of production cost and causes air pollution.

또한, 틱소몰딩은 호퍼에 칩 형태의 원재료를 저장하고 실린더 내로 마그네슘합금 칩을 공급하여 스크류의 회전에 의해 전방으로 이동시킴과 동시에 가열하며, 소정의 고상율을 갖는 슬러리 상으로 만든 다음, 이 금속슬러리를 스크류의 고속전진운동에 의해 금형의 성형부 내에서 충전시키는 방식이다. 하지만, 칩 형태의 원재료는 상당히 고가이며, 금속성형 시에 발생하는 스크랩(성형불량품, 런너(runner), 게이트(gate)) 또한 재사용이 불가능하기 때문에 원재료값이 높은 단점이 있었다.In addition, thixomolding stores raw materials in the form of chips in a hopper, feeds magnesium alloy chips into cylinders, moves them forward by the rotation of the screw, and simultaneously heats them, makes them into a slurry phase having a predetermined solid phase rate, and then The slurry is filled in the molding part of the mold by the fast forward motion of the screw. However, raw materials in the form of chips are quite expensive, and scraps (molding defects, runners, gates) generated during metal forming are also impossible to reuse, which results in high raw materials.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 높은 진공환경에서 경금속 원재료를 융해시키는 구조로 구성됨에 따라 융해효율을 향상시키고, 용탕 내의 가스(기포)를 매우 효과적으로 제거함으로서 양질의 용탕을 주조성형기측으로 공급할 수 있는 경금속 진공융해장치 및 이를 이용한 진공융해방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above, it is composed of a structure for melting light metal raw materials in a high vacuum environment to improve the melting efficiency, casting the high quality molten metal by removing the gas (bubble) in the molten metal very effectively It is an object of the present invention to provide a light metal vacuum melting apparatus that can be supplied to the molding machine side and a vacuum melting method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공융해장치는, Vacuum melting apparatus of the present invention for achieving the above object,

상측에 공기배출관이 구비되는 진공융해챔버;Vacuum melting chamber provided with an air discharge pipe on the upper side;

일정길이의 파이프 형상으로 형성되고, 일단이 상기 진공융해챔버의 일측에 일정각도로 경사지게 연결되는 융해로;Melting furnace formed in a pipe shape of a predetermined length, one end is inclined at a predetermined angle to one side of the vacuum melting chamber;

상기 융해로의 외주면을 따라 일렬로 배치되는 복수의 가열유닛;A plurality of heating units arranged in a line along an outer circumferential surface of the melting furnace;

상기 융해로의 일단 내경에 배치되고, 복수의 용탕통공을 가진 스토퍼;A stopper disposed at an inner diameter of the melting furnace and having a plurality of molten through holes;

상기 융해로의 타단에 연결되고, 그 일측에 공기배출관이 구비되는 재료투입관;A material input pipe connected to the other end of the melting furnace and having an air discharge pipe at one side thereof;

상기 재료투입관의 양단에 각각 설치되는 제1 및 제2 진공밸브; First and second vacuum valves respectively installed at both ends of the material input pipe;

상기 진공융해챔버의 타측에 연통되는 제1용탕보온관; 및 A first molten metal heat insulating tube communicating with the other side of the vacuum melting chamber; And

상기 제1용탕보온관에 연통되는 제2용탕보온관;을 포함한다.And a second molten metal heat insulating tube communicating with the first molten metal heat insulating tube.

상기 복수의 가열유닛 중에서, 상기 진공융해챔버에 인접한 가열유닛의 가열온도가 제일 높고, 나머지 가열유닛은 제1진공밸브측으로 갈수록 그 가열온도가 순차적으로 낮게 설정된다. Among the plurality of heating units, the heating temperature of the heating unit adjacent to the vacuum melting chamber is the highest, and the remaining heating units are set to be sequentially lowered toward the first vacuum valve side.

상기 진공융해챔버의 하부 외주면에는 챔버용 가열유닛이 배치되고, 상기 제1 및 제2 용탕보온관의 외주면에는 보온관용 가열유닛이 배치된다. A heating unit for the chamber is disposed on the lower outer circumferential surface of the vacuum melting chamber, and a heating unit for the insulating tube is disposed on the outer circumferential surfaces of the first and second molten metal insulation tubes.

대안적으로, 상기 진공융해챔버의 하부 외주면에는 전자교반유닛이 배치되고, 상기 전자교반유닛은 그 내부에 나선형의 코일이 배치되며, 상기 코일측에 전기가 인가됨에 따라 전자기장을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Alternatively, an electron stirring unit is disposed on a lower outer circumferential surface of the vacuum melting chamber, and the electron stirring unit is disposed in a spiral coil therein, and configured to generate an electromagnetic field as electricity is applied to the coil side. It is characterized by.

상기 스토퍼는 상기 융해로의 내경에 대응하는 원형플레이트 형상으로 형성되고, 그 가장자리부분에 복수의 용탕통공이 형성되며, 그 중심부가 오목하게 형성된다. The stopper is formed in a circular plate shape corresponding to the inner diameter of the melting furnace, a plurality of molten metal through-holes are formed at the edge portion thereof, and the central portion thereof is concave.

상기 제2진공밸브의 후방에는 재료투입받침대가 배치되고, 상기 재료투입받침대의 후방에는 장입플런저가 전후진 가능하게 설치된다.A material input support is disposed at the rear of the second vacuum valve, and a charge plunger is installed at the rear of the material input support so as to move forward and backward.

상기 제1 및 제2 진공밸브는 밸브하우징, 밸브하우징의 상단에 설치된 구동실린더, 상기 구동실린더에 의해 상하 작동하는 작동로드, 상기 작동로드의 단부에 설치된 밸브체를 각각 구비하고, The first and second vacuum valves are provided with a valve housing, a drive cylinder installed at an upper end of the valve housing, an operating rod vertically operated by the drive cylinder, and a valve body provided at an end of the operating rod, respectively.

상기 제2진공밸브의 밸브체는 그 일측에 플러그구멍을 가지고, 상기 플러그구멍에는 장입플런저가 삽입되도록 구성된다. The valve element of the second vacuum valve has a plug hole at one side thereof, and is configured such that a charging plunger is inserted into the plug hole.

한편, 본 발명에 의한 진공융해방법은, On the other hand, the vacuum melting method according to the present invention,

제1진공밸브의 폐쇄작동 및 공기배출관의 개방작동에 의해 진공융해챔버, 융 해로, 제1 및 제2 용탕보온관 내부를 진공상태로 조성하고, 제2진공밸브를 개방시킨 후에 장입플런저를 전진시켜 경금속 원재료를 재료투입관 내로 밀어넣는 경금속 원재료의 준비단계(S1);By closing the first vacuum valve and opening the air discharge pipe, the vacuum melting chamber, the melting furnace, the inside of the first and second molten metal insulation tubes are vacuumed, the second vacuum valve is opened, and the charging plunger is advanced. Preparing a light metal raw material to push the light metal raw material into the material input pipe (S1);

상기 재료투입관의 내부공간을 진공상태로 조성하고, 상기 재료투입관의 진공도를 상기 진공융해챔버, 융해로, 제1 및 제2 용탕보온관의 진공도와 동일하게 한 후에 상기 제1진공밸브를 개방시켜 경금속 원재료를 상기 융해로 내로 장입하는 경금속 원재료의 장입단계(S2);The internal space of the material introduction tube is formed in a vacuum state, and the vacuum degree of the material introduction tube is set to the same as that of the vacuum melting chamber and the melting furnace, and that of the first and second molten metal insulation tubes, and then the first vacuum valve is opened. A step of charging the light metal raw material by opening the light metal raw material into the melting furnace (S2);

복수의 가열유닛을 작동시킴으로써 상기 융해로 내의 경금속 원재료를 용융시켜 용탕을 발생시키는 경금속 원재료의 용융단계(S3);Melting step (S3) of the light metal raw material for melting the light metal raw material in the melting furnace by operating a plurality of heating units to generate a molten metal;

상기 용탕을 상기 진공융해챔버를 통해 상기 제1 및 제2 용탕보온관에 일시 저장하고, 챔버용 가열유닛 및 보온관용 가열유닛의 가열작동에 의해 제1 및 제2 용탕보온관 내의 용탕의 응고를 방지하면서 보온하는 용탕의 보온단계(S4);를 포함한다. Temporarily storing the molten metal in the first and second molten metal insulation tubes through the vacuum melting chamber, and solidifying the molten metal in the first and second molten metal insulation tubes by heating operation of the chamber heating unit and the heating tube heating unit. It comprises a; warming step (S4) of the molten metal to keep warm while preventing.

상기 경금속 원재료의 융해단계(S3)에서, 서로 다른 가열온도를 발생시키는 복수의 가열유닛의 가열작동에 의해 상기 융해로 내의 경금속 원재료는 그 용융작용이 점진적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.In the melting step (S3) of the light metal raw material, the light metal raw material in the melting furnace by the heating operation of a plurality of heating units for generating different heating temperature is characterized in that the melting action is gradually progressed.

상기 경금속 원재료의 준비단계(S1) 및 경금속 원재료의 장입단계(S2)를 반복함으로써 복수의 경금속 원재료를 상기 융해로 내에 연속적으로 장입하는 것을 특징으로 한다. By repeating the preparation step (S1) of the light metal raw material and the charging step (S2) of the light metal raw material, a plurality of light metal raw materials are continuously charged into the melting furnace.

상기 용탕의 보온단계에서, 용탕은 경금속 원재료의 융점 보다 10~200℃ 정 도 낮은 온도로 보온되는 것을 특징으로 한다. In the warming step of the molten metal, the molten metal is characterized in that it is kept at a temperature 10 ~ 200 ℃ lower than the melting point of the light metal raw materials.

이상과 같은 본 발명은, 진공융해챔버의 외측에 융해로를 일정길이로 연장시키고, 융해로의 외주면에 서로 다른 가열온도를 발생시키는 복수의 가열유닛을 배치함으로써 그 융해효율을 대폭 향상시킴과 더불어 탈가스의 제거효율을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention extends the melting furnace to a predetermined length outside the vacuum melting chamber, and greatly improves the melting efficiency by arranging a plurality of heating units generating different heating temperatures on the outer peripheral surface of the melting furnace. There is an advantage that can greatly improve the removal efficiency of the degassing.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경금속 진공융해장치를 도시한 부분 절취사시도이다. 1 is a partial cutaway perspective view showing a light metal vacuum melting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 경금속 진공융해장치는 진공융해챔버(10), 일단이 진공융해챔버(10)의 일측에 소통되는 융해로(20), 융해로(20)의 타단에 연결되는 재료투입관(40), 재료투입관(40)의 양단부에 각각 설치된 제1 및 제2 진공밸브(30, 50), 진공융해챔버(10)의 타측에 연통되는 제1용탕보온관(70), 제1용탕보온관(70)에 연통되는 제2용탕보온관(80)을 포함한다. As shown, the light metal vacuum melting apparatus according to the present invention is connected to the other side of the melting furnace 20, the melting furnace 20, one end is in communication with one side of the vacuum melting chamber 10, the vacuum melting chamber 10 The first molten metal heat insulating pipe 70 communicating with the other sides of the first and second vacuum valves 30 and 50 and the vacuum melting chamber 10 respectively provided at both ends of the material input pipe 40 and the material input pipe 40. The second molten metal heat insulating tube 80 communicates with the first molten metal heat insulating tube 70.

진공융해챔버(10)는 그 내부에 용탕이 수용되고, 그 상측에는 공기배출관(11)이 구비되며, 이 공기배출관(11)에는 공기배출밸브가 설치된다. 공기배출밸 브 및 공기배출관(11)을 통해 진공융해챔버(10)의 내부는 진공상태가 된다. In the vacuum melting chamber 10, a molten metal is accommodated therein, and an air discharge pipe 11 is provided on an upper side thereof, and an air discharge valve is installed in the air discharge pipe 11. Through the air discharge valve and the air discharge pipe 11, the interior of the vacuum melting chamber 10 is in a vacuum state.

진공융해챔버(10)의 하부 외주면에는 챔버용 가열유닛(15)이 배치되고, 이 챔버용 가열유닛(15)은 전기적 가열장치의 일종으로 진공융해챔버(10) 내에 저장된 용탕의 응고를 방지하도록 소정의 열을 인가하도록 구성된다. A chamber heating unit 15 is disposed on a lower outer circumferential surface of the vacuum melting chamber 10, and the chamber heating unit 15 is a kind of electric heating device to prevent solidification of the molten metal stored in the vacuum melting chamber 10. And to apply a predetermined heat.

진공융해챔버(10)의 일측에는 융해로(20)가 외측으로 일정각도로 경사지게 연결되고, 융해로(20)는 일정길이의 파이프 형상으로 구성된다. 이러한 융해로(20)의 길이는 경금속 원재료(1)의 융해를 용이하게 할 수 있도록 적절히 설정된다. On one side of the vacuum melting chamber 10, the melting furnace 20 is inclined at an angle to the outside, the melting furnace 20 is configured in a pipe shape of a predetermined length. The length of this melting furnace 20 is appropriately set so that the light metal raw material 1 can be easily melted.

융해로(20)는 그 일단이 진공융해챔버(10)에 소통되게 연결되고, 이 융해로(20)의 타단에는 재료투입관(40)이 연결된다. 융해로(20)의 외주면에 전기적 가열장치의 일종인 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)이 융해로(20)의 길이방향으로 일렬로 배치된다. 이하에서는 편의상 제1 내지 제4 가열유닛(25, 26, 27, 28)으로 지칭할 수 있지만, 본 발명은 가열유닛의 형상 및 그 갯수를 도 1의 구조에 한정하지 않으며 그 외 다양한 설계변경이 가능하다. One end of the melting furnace 20 is connected in communication with the vacuum melting chamber 10, the other end of the melting furnace 20 is connected to the material input pipe 40. On the outer circumferential surface of the melting furnace 20, a plurality of heating units 25, 26, 27, 28, which are a kind of electric heating apparatus, are arranged in a line in the longitudinal direction of the melting furnace 20. Hereinafter, for convenience, the first to fourth heating units 25, 26, 27, and 28 may be referred to as examples. However, the present invention is not limited to the structure and the number of the heating units in the structure of FIG. 1. It is possible.

한편, 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)은 진공융해챔버(10)에 인접하여 제1가열유닛(25)이 배치되고, 이 제1가열유닛(25)로부터 순차적으로 제2가열유닛(26), 제3가열유닛(27), 제4가열유닛(28) 등이 일렬로 배치된다. 이에, 진공융해챔버(10)에 인접한 제1가열유닛(25)의 가열온도가 제일 높고, 나머지 가열유닛(26, 27, 28)의 가열온도는 순차적으로 낮게 설정된다. 예컨대, 제1가열유닛(25)의 가열온도는 650℃, 제2가열유닛(26)의 가열온도는 550℃, 제3가열유닛(27)의 가열온도는 450℃, 제4가열유닛(28)의 가열온도는 350℃ 등으로 설정될 수 있다. 이에, 경금속 원 재료(1)는 융해로(20)의 내부를 따라 이동하면서 가열유닛(25, 26, 27, 28)들의 단계적인 가열작동에 의해 점진적으로 융해되고, 경금속 원재료(1)는 진공융해챔버(10)에 인접한 부분에서 일부가 융해되어 용탕이 되고, 이 용탕은 진공융해챔버(10) 내로 점적(點滴) 형태로 낙하한다. 이와 같이 본 발명은 경금속 원재료(1)가 경사진 융해로(20)를 통해 점진적으로 가열되어 융해된 일부의 용탕이 점적 형태로 낙하함에 따라 용탕의 표면적이 증가하여 내부의 가스가 효과적으로 분리되고, 더욱이 진공융해챔버(10)의 내부가 진공상태이므로 탈가스효과가 더욱 극대화됨으로써 진공융해챔버(10) 내에 저장된 용탕은 그 품질이 매우 높은 장점이 있다. On the other hand, the plurality of heating units (25, 26, 27, 28) is disposed adjacent to the vacuum melting chamber 10, the first heating unit 25 is disposed, the second heating from the first heating unit 25 in sequence The unit 26, the third heating unit 27, the fourth heating unit 28, and the like are arranged in a row. Accordingly, the heating temperature of the first heating unit 25 adjacent to the vacuum melting chamber 10 is the highest, and the heating temperatures of the remaining heating units 26, 27, and 28 are sequentially lowered. For example, the heating temperature of the first heating unit 25 is 650 ℃, the heating temperature of the second heating unit 26 is 550 ℃, the heating temperature of the third heating unit 27 is 450 ℃, the fourth heating unit 28 Heating temperature) may be set to 350 ° C or the like. Thus, the light metal raw material 1 is gradually melted by the stepwise heating operation of the heating units 25, 26, 27, 28 while moving along the interior of the melting furnace 20, and the light metal raw material 1 is vacuumed. A part melt | dissolves in the part adjacent to the melting chamber 10, and turns into molten metal, This molten metal falls in the form of a droplet into the vacuum melting chamber 10. FIG. As described above, in the present invention, as the light metal raw material 1 is gradually heated through the inclined melting furnace 20, a part of the molten molten metal falls in the form of a drop, thereby increasing the surface area of the molten metal and effectively separating the gas therein. Furthermore, since the inside of the vacuum melting chamber 10 is in a vacuum state, the degassing effect is further maximized, so that the molten metal stored in the vacuum melting chamber 10 has a very high quality.

융해로(20)의 일단 내경에는 스토퍼(21)가 배치되고, 이 스토퍼(21)는 복수의 용탕통공(22)을 가진다. 이에 경금속 원재료(1)는 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)에 의해 융해된 일부의 용탕이 용탕통공(22)을 통해 진공융해챔버(10) 내로 유입되고, 경금속 원재료(1) 중에서 융해가 덜 된 부분은 통과되지 못하도록 구성된다. A stopper 21 is disposed at one inner diameter of the melting furnace 20, and the stopper 21 has a plurality of molten metal through holes 22. Accordingly, the light metal raw material 1 is partially melted by the plurality of heating units 25, 26, 27, 28, into the vacuum melting chamber 10 through the molten metal through-hole 22, and the light metal raw material 1. Less fused portion of the structure is configured to prevent passage.

한편, 스토퍼(21)는 도 17에 도시된 바와 같이, 융해로(20)의 내경에 대응하는 원형플레이트 형상으로 형성되고, 그 가장자리(21b)부분에 복수의 용탕통공(22)이 형성되며, 그 중심부(21a)가 오목하게 형성된다. 즉, 스토퍼(21)는 그 중심부(21a)의 두께가 가장자리(21b) 부분 보다 점차적으로 얇게 형성된 구조로 인해 가열유닛(25)의 열이 스토퍼(21)의 중심부로 원활하게 전도되도록 할 수 있고, 이에 의해 스토퍼(21)에 근접한 경금속 원재료(1)의 융해가 균일하고 신속하게 진행될 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the stopper 21, as shown in Figure 17, is formed in a circular plate shape corresponding to the inner diameter of the fusion furnace 20, a plurality of molten through holes 22 are formed in the edge portion 21b, The central portion 21a is formed concave. That is, the stopper 21 has a structure in which the thickness of the central portion 21a is gradually thinner than the edge portion 21b so that the heat of the heating unit 25 can be smoothly conducted to the central portion of the stopper 21. By this, there is an advantage that the melting of the light metal raw material 1 close to the stopper 21 can proceed uniformly and quickly.

그리고, 융해로(20)의 타단에는 재료투입관(40)이 연결되고, 재료투입관(40)의 내부 공간에는 경금속 원재료(1)가 투입되며, 재료투입관(40)의 일측에는 공기배출관(41)이 설치되며, 공기배출관(41)에는 공기배출밸브가 설치된다. 재료투입관(40)의 양단에는 제1 및 제2 진공밸브(30, 50)가 각각 설치되고, 공기배출관(41), 제1 및 제2 진공밸브(30, 50)의 상호작동에 의해 재료투입관(40)의 내부공간은 진공상태가 된다. 재료투입관(40)의 양단부에는 플랜지가 각각 형성되고, 재료투입관(40)의 플랜지에 제1 및 제2 진공밸브(30, 50)가 개별적으로 밀봉결합된다. Then, the other end of the melting furnace 20 is connected to the material input pipe 40, the light metal raw material 1 is introduced into the interior space of the material input pipe 40, the air discharge pipe on one side of the material input pipe (40). (41) is installed, the air discharge pipe 41 is provided with an air discharge valve. First and second vacuum valves 30 and 50 are installed at both ends of the material input pipe 40, respectively. The material is discharged by the mutual operation of the air discharge pipe 41 and the first and second vacuum valves 30 and 50. The inner space of the input pipe 40 is in a vacuum state. Flanges are formed at both ends of the material input pipe 40, respectively, and the first and second vacuum valves 30 and 50 are individually sealed to the flange of the material input pipe 40.

제1진공밸브(30)는 밸브하우징(33), 밸브하우징(33)의 상단에 설치된 구동시린더(35), 구동실린더(35)에 의해 상하 작동하는 작동로드(34), 작동로드(34)의 단부에 설치된 밸브체(31)를 구비한다. The first vacuum valve 30 is the valve housing 33, the driving cylinder 35 installed on the upper end of the valve housing 33, the operation rod 34 which is operated up and down by the driving cylinder 35, the operation rod 34 The valve body 31 provided in the edge part is provided.

밸브하우징(33)은 융해로(20)의 타단 및 재료투입관(40)의 일단 사이에 밀봉적으로 설치되고, 융해로(20)의 타단 및 재료투입관(40)의 일단에는 플랜지가 각각 형성된다. 이에, 밸브하우징(33)은 융해로(20)의 타단 플랜지 및 재료투입관(40)의 일단 플랜지에 각각 밀봉적으로 결합된다. The valve housing 33 is sealingly installed between the other end of the melting furnace 20 and one end of the material input pipe 40, and flanges are provided at the other end of the melting furnace 20 and one end of the material input pipe 40, respectively. Is formed. Thus, the valve housing 33 is hermetically coupled to the other end flange of the melting furnace 20 and one end flange of the material input pipe 40, respectively.

구동실린더(35)에는 유압 또는 공압이 인가됨에 따라 작동로드(34)가 상하 작동하고, 이러한 작동로드(34)의 상하 작동에 의해 밸브체(31)는 융해로(20)의 타단과 재료투입관(40)의 일단을 개폐한다. As the hydraulic cylinder or the pneumatic pressure is applied to the driving cylinder 35, the operation rod 34 is operated up and down, and the valve body 31 is inputted with the other end of the melting furnace 20 and material input by the operation of the operation rod 34 up and down. One end of the pipe 40 is opened and closed.

제2진공밸브(50)는 밸브하우징(53), 밸브하우징(53)의 상단에 설치된 구동시린더(55), 구동실린더(55)에 의해 상하작동하는 작동로드(54), 작동로드(54)의 단 부에 설치된 밸브체(51)를 구비한다. The second vacuum valve 50 includes a valve housing 53, a driving cylinder 55 installed at an upper end of the valve housing 53, an operating rod 54 operating up and down by the driving cylinder 55, and an operating rod 54. The valve body 51 provided in the end part of this is provided.

밸브하우징(53)은 재료투입관(40)의 타단에 밀봉적으로 설치되고, 재료투입관(40)의 타단에는 플랜지가 형성된다. 이에, 밸브하우징(53)은 재료투입관(40)의 타단 플랜지에 밀봉적으로 결합된다. The valve housing 53 is sealedly installed at the other end of the material input pipe 40, and a flange is formed at the other end of the material input pipe 40. Thus, the valve housing 53 is sealingly coupled to the other end flange of the material input pipe (40).

구동실린더(55)에는 유압 또는 공압이 인가됨에 따라 작동로드(54)가 상하작동하고, 이러한 작동로드(54)의 상하 작동에 의해 밸브체(51)는 재료투입관(40)의 타단을 개폐한다. 그리고, 밸브체(51)는 그 일측에 플러그구멍(51a)을 가지고, 이 플러그구멍(51a)에는 장입플런저(60)가 삽입되도록 구성된다. 이에 제2진공밸브(50)의 밸브체(51)가 재료투입관(40)의 타단을 폐쇄한 상태에서도 장입플런저(60)가 플러그구멍(51a)을 관통하면서 전진작동할 수 있고, 이러한 장입플런저(60)의 전진작동에 의해 경금속 원재료(1)를 융해로(20) 내로 장입할 수 있다. When the hydraulic cylinder or pneumatic pressure is applied to the drive cylinder 55, the operation rod 54 is operated up and down, and the valve body 51 opens and closes the other end of the material injection pipe 40 by the operation of the operation rod 54 up and down. do. The valve body 51 has a plug hole 51a on one side thereof, and is configured such that the charging plunger 60 is inserted into the plug hole 51a. Accordingly, even when the valve body 51 of the second vacuum valve 50 closes the other end of the material injection pipe 40, the charging plunger 60 can move forward while penetrating the plug hole 51a. The light metal raw material 1 can be charged into the melting furnace 20 by the forward operation of the plunger 60.

제2진공밸브(50)의 후방에는 재료투입받침대(66)가 배치되고, 재료투입받침대(66)는 원호상의 단면을 가진다. 재료투입받침대(66)의 후방에는 장입플런저(60)가 전후진 가능하게 설치된다. 재료투입받침대(66)에는 고체 상태의 경금속 원재료(1)가 위치하며, 이에 복수의 경금속 원재료(1)는 장입플런저(60)에 의해 재료투입관(40) 및 융해로(20) 내로 순차적으로 이동할 수 있다. A material input support 66 is disposed behind the second vacuum valve 50, and the material input support 66 has an arc-shaped cross section. A charging plunger 60 is installed at the rear of the material input support 66 so as to be able to move back and forth. The light input raw material 1 of the solid state is located in the material input support 66, and the light metal raw materials 1 are sequentially inserted into the material input pipe 40 and the melting furnace 20 by the charging plunger 60. I can move it.

진공융해챔버(10)의 타측에는 제1용탕보온관(70)이 소정각도로 경사지게 연통되고, 제1용탕보온관(70)에는 제2용탕보온관(80)이 소정각도로 경사지게 연통된다. The other side of the vacuum melting chamber 10 is inclinedly communicated with the first molten metal insulation tube 70 at a predetermined angle, and the second molten metal insulation tube 80 is obliquely communicated with the first molten metal insulation tube 70 at a predetermined angle.

제2용탕보온관(80)의 상단에는 용탕밸브실린더(90)가 설치되고, 제2용탕보온 관(80)의 내부에는 용탕밸브실린더(90)에 의해 상하 작동하는 작동로드(91) 및 작동로드(91)의 단부에 설치된 용탕밸브체(85)가 설치된다. 이에, 용탕밸브실린더(90)에 유압 또는 공압이 인가됨에 따라 작동로드(91)가 상하 작동하고, 이에 용탕밸브체(85)는 제2용탕보온관(80)의 투입공을 개폐하도록 구성된다. A molten metal valve cylinder 90 is installed at an upper end of the second molten metal heat insulating tube 80, and an operating rod 91 and an upper and lower operation operated by the molten metal valve cylinder 90 are operated inside the second molten metal heat insulating tube 80. The molten valve body 85 provided in the edge part of the rod 91 is provided. Thus, the hydraulic rod or the pneumatic pressure is applied to the molten valve cylinder 90, the operation rod 91 is operated up and down, and the molten valve body 85 is configured to open and close the injection hole of the second molten metal insulation tube 80. .

그리고, 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80)의 외주면에는 보온관용 가열유닛(75)이 배치될 수 있고, 이 보온관용 가열유닛(75)은 전기적 가열장치의 일종으로 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80) 측으로 소정의 열을 가하여 용탕의 응고를 방지함과 더불어 보온하도록 구성된다. In addition, a heat insulating tube heating unit 75 may be disposed on the outer circumferential surfaces of the first and second molten metal heat insulating tubes 70 and 80, and the heat insulating tube heating unit 75 is a kind of electrical heating device. 2 It is configured to prevent the solidification of the molten metal and to keep warm by applying a predetermined heat to the molten heat insulating tube (70, 80) side.

제2용탕보온관(80)의 투입공에는 다양한 구조의 금형주조성형기가 연결되고, 이러한 금형주조성형기로는 본 발명자의 다이케스팅기(특허등록 제10-0578257호), 수직진공 스퀴즈 캐스팅기(특허등록 제10-0572583호), 수직진공 용탕단조기(특허등록 제10-0572589호), 진공중력 금형주조기(특허등록 제10-0572581호) 등이 참조될 수도 있다.The mold casting machine of various structures is connected to the injection hole of the second molten metal heat insulating tube 80, and the die casting machine of the present invention is a die casting machine (patent registration No. 10-0578257) and a vertical vacuum squeeze casting machine (patent of the present invention). 10-0572583), vertical vacuum forging machine (Patent No. 10-0572589), vacuum gravity mold casting machine (Patent No. 10-0572581) and the like may be referred to.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공융해장치를 도시한 도면이다. 18 is a view showing a vacuum melting apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진공융해챔버(10)의 하부 외주면에는 챔버용 가열유닛(15)이 배치되고, 챔버용 가열유닛(15)의 외주면에는 전자교반유닛(16)이 더 설치되고, 이 전자교반유닛(16)은 그 내부에 나선형의 코일(16a)이 구비되며, 이 코일(16a)측에 전기가 인가됨에 따라 전자기장을 발생시키도록 구성된다. 이러한 전자교반유닛(16)의 전자기장에 의해 용탕(2)을 교반시킴으로써 용탕(2) 내의 탈가스효과를 더욱 높일 수 있는 장점이 있다. According to another embodiment of the present invention, a chamber heating unit 15 is disposed on the lower outer peripheral surface of the vacuum melting chamber 10, and an electromagnetic stirring unit 16 is further installed on the outer peripheral surface of the chamber heating unit 15. The electromagnetic stirring unit 16 is provided with a spiral coil 16a therein, and is configured to generate an electromagnetic field as electricity is applied to the coil 16a side. By stirring the molten metal 2 by the electromagnetic field of the electromagnetic stirring unit 16, there is an advantage that the degassing effect in the molten metal 2 can be further increased.

도 2 내지 도 16은 본 발명의 진공융해장치의 작동 관계 및 이를 참조하여 본 발명의 진공융해방법을 상세히 설명한다. 2 to 16 will be described in detail the operating relationship of the vacuum melting apparatus of the present invention and the vacuum melting method of the present invention with reference to the same.

S1: 경금속 원재료의 준비단계S1: preparation of light metal raw materials

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 용탕밸브체(85)와 제1 및 제2 진공밸브(30, 50)를 폐쇄작동시킨 후에 공기배출관(11)의 공기배출밸브를 개방시킴으로써 진공융해챔버(10), 융해로(20), 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80) 내부를 진공상태로 조성한다. 그런 다음, 재료투입받침대(66)에 경금속 원재료(1)를 위치시킨다. First, as shown in FIG. 2, after the molten valve body 85 and the first and second vacuum valves 30 and 50 are closed, the vacuum melting chamber 10 is opened by opening the air discharge valve of the air discharge pipe 11. ), The melting furnace 20, and the inside of the first and second molten metal insulation tubes 70 and 80 are formed in a vacuum state. Then, the light metal raw material 1 is placed in the material input support 66.

이어서, 도 3과 같이 제2진공밸브(50)를 개방시키고, 도 4와 같이 개방된 제2진공밸브(50)를 통해 장입플런저(60)를 전진시켜 경금속 원재료(1)를 재료투입관(40) 내로 밀어넣는다.Subsequently, the second vacuum valve 50 is opened as shown in FIG. 3, and the charging plunger 60 is advanced through the second vacuum valve 50 opened as shown in FIG. 4 to transfer the light metal raw material 1 into the material input pipe ( 40) Push it into.

S2: 경금속 원재료의 장입단계S2: Loading stage of light metal raw materials

그 후, 도 5와 같이 장입플런저(60)를 후진시키고, 도 6과 같이 제2진공밸브(50)를 폐쇄작동시킨 후에 장입플런저(60)를 다시 전진시킴으로써 밸브체(51)의 플러그구멍(51a)에 삽입한다. 이에, 장입플런저(60)는 밸브체(51)의 플러그구멍(51a)을 폐쇄시킨다. 이런 상태에서 공기배출관(41)의 공기배출밸브를 개방함으로써 재료투입관(40)의 내부공간을 진공상태로 조성한다. Thereafter, the charging plunger 60 is reversed as shown in FIG. 5, the second vacuum valve 50 is closed, and the charging plunger 60 is advanced again as shown in FIG. Insert into 51a). Thus, the charging plunger 60 closes the plug hole 51a of the valve body 51. In this state, the air discharge valve of the air discharge pipe 41 is opened to form the internal space of the material injection pipe 40 in a vacuum state.

그런 다음, 재료투입관(40) 내의 진공도가 진공융해챔버(10), 융해로(20), 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80)의 진공도와 동일하게 조성되면 도 7과 같이 공기배출관(41)의 공기배출밸브를 폐쇄함과 더불어 제1진공밸브(30)를 개방작동시킨다. Then, when the degree of vacuum in the material injection tube 40 is formed to be the same as the degree of vacuum of the vacuum melting chamber 10, the melting furnace 20, and the first and second molten metal insulation tubes 70 and 80, the air as shown in FIG. The air discharge valve of the discharge pipe 41 is closed and the first vacuum valve 30 is opened.

이어서, 도 8과 같이 장입플런저(60)를 전진시켜 경금속 원재료(1)를 융해로(20) 내로 장입하고, 다시 도 9와 같이 장입플런저(60)를 후진시킨다. 이때, 장입플런저(60)는 제2진공밸브(50)의 플러그구멍(51a)을 폐쇄한 상태로 유지시키도록 후진시킨다. Subsequently, the charging plunger 60 is advanced as shown in FIG. 8 to charge the light metal raw material 1 into the melting furnace 20, and the charging plunger 60 is reversed as shown in FIG. 9. At this time, the charging plunger 60 moves backward to maintain the plug hole 51a of the second vacuum valve 50 in a closed state.

그 후, 도 10과 같이 제1진공밸브(30)를 폐쇄작동시키고, 도 11과 같이 장입플런저(60)를 후진시킴으로써 재료투입관(40)의 내부 진공을 파기한다. 그리고, 도 2 내지 도 11의 작동을 반복적으로 수행함으로써 복수의 경금속 원재료(1)를 융해로(20) 내에 연속적으로 장입할 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 10, the first vacuum valve 30 is closed and the internal vacuum of the material injection pipe 40 is discarded by reversing the charging plunger 60 as shown in FIG. 11. Then, by repeatedly performing the operations of FIGS. 2 to 11, a plurality of light metal raw materials 1 can be continuously charged into the melting furnace 20.

S3: 경금속 원재료의 용융단계S3: melting of light metal raw materials

도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)을 작동시킴으로써 융해로(20) 내로 연속적으로 장입된 경금속 원재료(1)를 용융시킨다. 이때, 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)은 서로 다른 가열온도를 발생시킨다. 즉, 스토퍼(21)측에 인접한 가열유닛(25)의 가열온도가 제일 높고, 그 후방의 가열유닛(26, 27, 28)으로 갈수록 그 가열온도가 점차적으로 낮아 제1진공밸브(30)측에 인접한 가열유닛(28)이 제일 낮게 설정된다. 이에, 융해로(20) 내의 경금속 원재료(1)는 서로 다른 가열온도를 발생시키는 복수의 가열유닛(25, 26, 27, 28)에 의해 그 용융작용이 점진적으로 서서히 진행되며, 경금속 원재료(1)는 진공융해챔버(10)에 인 접한 부분에서 일부가 융해되어 용탕이 되고, 이 용탕은 진공융해챔버(10) 내로 점적(點滴) 형태로 낙하한다. 이와 같이 본 발명은 경금속 원재료(1)가 경사진 융해로(20)를 통해 점진적으로 가열되어 융해된 일부의 용탕이 점적 형태로 낙하함에 따라 용탕의 표면적이 증가하여 내부의 가스가 효과적으로 분리되고, 더욱이 진공융해챔버(10)의 내부가 진공상태이므로 탈가스효과가 더욱 극대화됨으로써 진공융해챔버(10) 내에 저장된 용탕은 그 품질이 매우 높은 장점이 있다.As shown in FIG. 12, the light metal raw material 1 continuously charged into the melting furnace 20 is operated by operating the plurality of heating units 25, 26, 27, 28. At this time, the plurality of heating units 25, 26, 27, 28 generates different heating temperatures. That is, the heating temperature of the heating unit 25 adjacent to the stopper 21 side is the highest, and the heating temperature is gradually lowered toward the heating units 26, 27, 28 behind the first vacuum valve 30 side. The heating unit 28 adjacent to is set at the lowest. Accordingly, the light metal raw material 1 in the melting furnace 20 gradually progresses its melting action by a plurality of heating units 25, 26, 27, 28 generating different heating temperatures. ) Melts at a portion adjacent to the vacuum melting chamber 10 to form a molten metal, and the molten metal falls into the vacuum melting chamber 10 in a drop shape. As described above, in the present invention, as the light metal raw material 1 is gradually heated through the inclined melting furnace 20, a part of the molten molten metal falls in the form of a drop, thereby increasing the surface area of the molten metal and effectively separating the gas therein. Furthermore, since the inside of the vacuum melting chamber 10 is in a vacuum state, the degassing effect is further maximized, so that the molten metal stored in the vacuum melting chamber 10 has a very high quality.

또한, 본 발명의 다른 실시예(도 18 참조)에 도시된 바와 같이, 진공융해챔버(10)의 하부 외측면에 전자교반유닛(16)이 설치된 경우 전자교반유닛(16)을 작동시킴으로써 전자교반유닛(16)의 코일(16a)에 의해 전자기장을 발생시키고, 이 전자기장에 의해 경금속 원재료(1)가 용융되면서 교반된다. 이와 같이 전자기장에 의해 교반됨에 따라 용탕은 그 내부의 가스가 효과적으로 분리되고, 더욱이 진공융해챔버(10)의 내부가 진공상태이므로 탈가스효과가 더욱 극대화됨으로써 진공융해챔버(10) 내에 저장된 용탕은 그 품질이 매우 높은 장점이 있다.In addition, as shown in another embodiment of the present invention (see FIG. 18), when the electronic stirring unit 16 is installed on the lower outer surface of the vacuum melting chamber 10, the electronic stirring unit 16 operates by operating the electronic stirring unit 16. An electromagnetic field is generated by the coil 16a of the unit 16, and the light metal raw material 1 is stirred while being stirred by the electromagnetic field. As such, as the metal is agitated by the electromagnetic field, the gas in the molten metal is effectively separated, and since the inside of the vacuum melting chamber 10 is in a vacuum state, the degassing effect is further maximized, so that the molten metal stored in the vacuum melting chamber 10 is The quality is very high.

S4: 용탕의 보온단계S4: Insulating step of molten metal

도 13과 같이 용탕(2)은 진공융해챔버(10)의 내주면을 타고 흘러내려 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80)에 일시 저장된다. 이때, 챔버용 가열유닛(15) 및 보온관용 가열유닛(75)의 가열작동에 의해 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80) 내의 용탕(2)은 그 응고가 방지된 상태로 보온되어 일정하게 유지된다. 이때, 용탕(2)은 경금속 원재료의 융점 보다 10~200℃ 정도 낮은 온도로 보온된다. As shown in FIG. 13, the molten metal 2 flows down the inner circumferential surface of the vacuum melting chamber 10 and is temporarily stored in the first and second molten metal insulating tubes 70 and 80. At this time, the molten metal 2 in the first and second molten metal insulation tubes 70 and 80 is kept warm by the solidification operation by the heating operation of the chamber heating unit 15 and the insulation tube heating unit 75. Stays constant. At this time, the molten metal 2 is kept at a temperature about 10 to 200 ° C. lower than the melting point of light metal raw materials.

이어서, 경금속 원재료(1)가 일부 융해되어 진공융해챔버(10), 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80)으로 유입되면, 융해로(20) 내에 공간이 생기고, 이에 도 2 내지 도 11과 같은 작동이 반복되면, 도 14와 같이 새로운 경금속 원재료(1)가 연속적으로 장입된다. Subsequently, when the light metal raw material 1 is partially melted and introduced into the vacuum melting chamber 10 and the first and second molten metal heat insulating tubes 70 and 80, a space is formed in the melting furnace 20, and thus, FIGS. 2 to FIG. When the same operation as 11 is repeated, new light metal raw material 1 is continuously charged as shown in FIG.

S5: 용탕의 출탕단계S5: tapping stage of molten metal

그리고, 도 15와 같이 용탕밸브체(85)를 개방하여 용탕(2)을 금형주조성형기(미도시)측으로 일정량 출탕시킨 후에, 도 16과 같이 용탕밸브체(85)를 폐쇄하여 용탕(2)을 제1 및 제2 용탕보온관(70, 80) 내에 일시 저장할 수 있다. Then, as shown in FIG. 15, after the molten metal valve 85 is opened to tap the molten metal 2 toward a mold casting machine (not shown), the molten metal valve body 85 is closed as shown in FIG. It can be temporarily stored in the first and second molten metal insulation tube (70, 80).

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경금속의 진공융해장치를 도시한 부분 절취 사시도이다. 1 is a partial cutaway perspective view showing a vacuum melting apparatus of a light metal according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 경금속 원재료의 준비단계를 도시한 도면이다. 2 to 4 is a view showing a step of preparing a light metal raw material according to the present invention.

도 5 내지 도 11은 본 발명에 의한 경금속 원재료의 장입단계를 도시한 도면이다. 5 to 11 is a view showing a charging step of the light metal raw material according to the present invention.

도 12는 본 발명에 의한 경금속 원재료의 용융단계를 도시한 도면이다. 12 is a view illustrating a melting step of light metal raw materials according to the present invention.

도 13 내지 도 14는 본 발명에 의한 용탕의 보온단계를 도시한 도면이다. 13 to 14 is a view showing the warming step of the molten metal according to the present invention.

도 15 내지 도 16은 본 발명에 의한 용탕의 출탕단계를 도시한 도면이다. 15 to 16 is a view showing the tapping step of the molten metal according to the present invention.

도 17은 본 발명에 의한 스토퍼를 도시한 부분 절취 사시도이다. 17 is a partially cutaway perspective view of the stopper according to the present invention.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공융해장치를 도시한 단면도이다. 18 is a cross-sectional view showing a vacuum melting apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

10: 진공융해챔버 20: 융해로10: vacuum melting chamber 20: melting furnace

25, 26, 27, 28: 제1 내지 제4가열유닛25, 26, 27, 28: first to fourth heating units

30, 50: 제1 및 제2 진공밸브 40: 재료투입관30, 50: first and second vacuum valve 40: material input pipe

70: 제1용탕보온관 80: 제2용탕보온관70: first molten metal heat insulating tube 80: second molten metal heat insulating tube

Claims

Vacuum melting chamber provided with an air discharge pipe on the upper side;

Melting furnace formed in a pipe shape of a predetermined length, one end is inclined at a predetermined angle to one side of the vacuum melting chamber;

A plurality of heating units arranged in a line along an outer circumferential surface of the melting furnace;

A stopper disposed at an inner diameter of the melting furnace and having a plurality of molten through holes;

A material input pipe connected to the other end of the melting furnace and having an air discharge pipe at one side thereof;

First and second vacuum valves respectively installed at both ends of the material input pipe;

A first molten metal heat insulating tube communicating with the other side of the vacuum melting chamber; And

And a second molten metal heat insulating tube communicating with the first molten metal heat insulating tube.

Among the plurality of heating units, the heating temperature of the heating unit adjacent to the vacuum melting chamber is the highest, and the remaining heating units are set to sequentially lower the heating temperature toward the first vacuum valve side, the light metal vacuum melting apparatus .

delete

The method of claim 1,

The heating unit for the chamber is disposed on the lower outer circumferential surface of the vacuum melting chamber, and the heating unit for the heat insulating tube is disposed on the outer circumferential surfaces of the first and second molten metal heat insulating tubes.

The method of claim 3,

An electron stirring unit is disposed on an outer circumferential surface of the heating unit for the chamber, and the electron stirring unit has a spiral coil disposed therein, and is configured to generate an electromagnetic field as electricity is applied to the coil side. Vacuum melting device for light metals.

The method of claim 1,

The stopper is formed of a circular plate shape corresponding to the inner diameter of the melting furnace, a plurality of molten metal through-holes are formed in the edge portion, light metal vacuum melting apparatus, characterized in that the central portion is formed concave.

The method of claim 1,

A material introduction support is disposed at the rear of the second vacuum valve, and a charge plunger is installed at the rear of the material introduction support so as to be able to move forward and backward.

The method of claim 6,

The first and second vacuum valves are provided with a valve housing, a drive cylinder installed at an upper end of the valve housing, an operating rod vertically operated by the drive cylinder, and a valve body provided at an end of the operating rod, respectively.

The valve body of the second vacuum valve has a plug hole on one side thereof, and a vacuum fusion device of light metal, characterized in that the plug plunger is configured to be inserted into the plug hole.

A vacuum melting method using the vacuum melting apparatus according to any one of claims 1 and 3 to 7,

After closing the molten valve body and the first vacuum valve and opening the air discharge pipe, the vacuum melting chamber and the melting furnace are formed in a vacuum state in the first and second molten metal heat insulating tubes, and the second vacuum valve is opened. Preparing a light metal raw material for advancing the charging plunger to push the light metal raw material into the material input pipe (S1);

The internal space of the material introduction tube is formed in a vacuum state, and the vacuum degree of the material introduction tube is set to the same as that of the vacuum melting chamber and the melting furnace, and that of the first and second molten metal insulation tubes, and then the first vacuum valve is opened. A step of charging the light metal raw material by opening the light metal raw material into the melting furnace (S2);

Melting step (S3) of the light metal raw material for melting the light metal raw material in the melting furnace by operating a plurality of heating units to generate a molten metal;

Temporarily storing the molten metal in the first and second molten metal insulation tubes through the vacuum melting chamber, and solidifying the molten metal in the first and second molten metal insulation tubes by heating operation of the chamber heating unit and the heating tube heating unit. Vacuum melting method of light metals, characterized in that it comprises ;;

The method of claim 8,

In the melting step (S3) of the light metal raw material, the light metal raw material in the melting furnace is gradually melted by the heating operation of a plurality of heating units generating different heating temperatures, the vacuum melting of light metal, characterized in that Way.

The method of claim 8,

And a plurality of light metal raw materials are continuously loaded into the melting furnace by repeating the preparing of the light metal raw materials (S1) and the charging step of the light metal raw materials (S2).

The method of claim 8,

In the warming step of the molten metal, the molten metal is a vacuum melting method of light metal, characterized in that the thermal insulation at a temperature 10 ~ 200 ℃ lower than the melting point of the light metal raw material.