KR101307638B1 - 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치 - Google Patents

미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세우라늄 전착물들의 산화를 방지하기 위해 수소 분위기 하에서 잉곳을 주조하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치는 외부에서 유입되는 미세우라늄 전착물을 용융하고, 액상의 용탕을 배출하도록 틸팅가능한 용해도가니(1)를 포함하는 용해부와; 상기 용해도가니(1)에서 배출되는 상기 용탕을 받아 냉각 고화시키는 몰드도가니(2)를 포함하는 주형부와; 상기 용해도가니(1)의 상부에 구비되어 용해도가니 내부의 용탕의 비산을 막는 용해커버(6)가 챔버(100) 내부에 구비되고, 상기 챔버(100) 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급하는 주입포트(7, 8)를 포함하는 가스공급부가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치를 제공한다.

Description

미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치{THE INGOT APPARATUS FOR CASTING THE FINE URANIUM ELECTRODEPOSIT}
본 발명은 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세우라늄 전착물들의 산화를 방지하기 위해 수소 분위기 하에서 잉곳을 주조하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치에 관한 것이다.
건식 사용후 핵연료 처리 공정인 파이로 공정은 경수로의 폐핵연료인 산화물 사용후 핵연료를 환원공정 및 전해정련 공정을 걸쳐 순수한 우라늄과 TRU 등 연료물질을 회수하여 향후 우라늄을 중간 저장하거나 재활용하는 기술이다.
전해정련 공정은 전해정련기의 LiCl-KCl의 용융염 내에서 양극에 전하를 인가해 줌으로써 음극에서 우라늄 전착물을 회수하게 된다. 이 회수된 전착물들은 10% 미만의 잔류 염들을 포함하고 있기 때문에 잉곳제조에 앞서 염들을 제거해야 한다. 염증류 장치를 통해 염을 제거한 후 남은 전착물들은 잉곳제조의 원료가 된다.
염이 증류된 우라늄 전착물들은 전해정련 공정에서 전류의 인가량 및 염량에 따라서 그 크기가 수 마이크로미터(㎛)에서 수 미리미터(mm)까지 그 크기가 다양하다.
그 크기가 비교적 수 미리미터(mm)에 해당하는 전착물들은 진공 및 비활성 상태에서 용융 온도까지 승온 시키면 용해되어 어느 정도 원하는 형태의 잉곳 주물을 만들 수 있지만 수 마이크미터(㎛)의 분말에 가까운 전착물들은 표면에너지가 높아 적은 양의 산소에 대해서도 쉽게 산화되어 UO2 및 U3O8 등과 같은 융점이 높은 산화물들을 형성하게 된다.
이렇게 산화된 우라늄들은 우라늄 융점에 해당하는 1133 ℃ 이상의 온도를 올려도 녹지 않고 그대로 산화우라늄 형태로 남아 있어 잉곳 제조가 어렵게 되는 문제점이 있다.
또한, 산화되는 과정에서 발열반응이 발생하여 화재 및 안전의 위험 요소도 갖게 되는 문제점도 있다.
한국특허공개공보 제10-2011-0026224호
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 이미 일부가 산화되었거나 온도가 승온 되는 과정에서 미세우라늄 전착물들이 산화되는 것을 막기 위해 공정 중 적당량의 수소를 주입하여 비활성상태를 만들어 미세우라늄의 산화를 방지하고, 이를 통해서 우라늄의 융점에 원활하게 도달하여 잉곳을 제조하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부에서 유입되는 미세우라늄 전착물을 용융하고, 액상의 용탕을 배출하도록 틸팅가능한 용해도가니를 포함하는 용해부와; 상기 용해도가니에서 배출되는 상기 용탕을 받아 냉각 고화시키는 몰드도가니를 포함하는 주형부와; 상기 용해도가니의 상부에 구비되어 용해도가니 내부의 용탕의 비산을 막는 용해커버가 챔버 내부에 구비되고, 상기 챔버 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급하는 주입포트를 포함하는 가스공급부가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 질량 유량 제어기(11)를 통해서 볼륨(V)%로 4% 인 수소(H2)와 볼륨(V)%로 96% 인 아르콘(Ar) 혼합가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치를 제공한다.
기존의 우라늄 잉곳 주조장치에서는 미세우라늄 전착물들의 산화 반응이 심하여 고주파 유도가열로 1600℃ 정도까지 승온 시킴에도 불구하고 용해되지 않았으나, 본 발명에 의한 잉곳 주조장치에서는 1300℃ 정도 부근까지만 승온 시켜도 미세우라늄 전착물들이 용해되어 잉곳주조를 가능하게 된다.
또한, 수 마이크로미터(㎛)에서 벌크(Bulk)에 이르기 까지 모든 형상에 대한 미세우라늄 전착물들을 용해할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 기존 용해도가니의 R-type 온도센서는 1600℃에서 그 내구성을 장담할 수 없었으나 챔버내에 볼륨(V)%로 4% 인 수소(H2)와 볼륨(V)%로 96%의 아르콘(Ar) 혼합가스 주입을 통해 용해온도를 낮출 수 있어 잦은 온도 센서의 교체를 막을 수 있어 경제적인 손실도 줄일 수 있다.
또한, 글로브박스가 챔버와 연결되어서 챔버내 비활성 분위기를 그대로 유지할 수도 있고, 몰드도가니에서 잉곳 주물을 해체할 때 우라늄 분진들로 인한 오염을 방지하는 효과도 있다.
또한, 불필요한 온도 상승을 줄임으로써 전력손실을 예방할 수 있고, 그에 따른 조업시간 등을 단축함으로써 잉곳제조에 대한 생산을 증대시킬 수 있다.
또한, 순수한 우라늄 잉곳을 제조할 수 있기 때문에 추후 UCl3의 제조 원료로도 사용할 수 있다.
도 1은 미세우라늄 전착물의 잉곳 주조장치의 측면도이다.
도 2는 미세우라늄 전착물의 잉곳 주조장치의 측면도이다.
도 3은 미세우라늄 전착물의 잉곳 주조장치의 평면도이다.
도 4는 미세우라늄 전착물의 잉곳 주조장치의 정면도이다.
도 5는 도 1의 용해도가니와 용해커버 부분의 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치의 개략적인 정면도, 측면도 및 평면도이다.
본 발명에 사용되는 잉곳 주조장치는 미세우라늄 전착물의 용융과 주조가 비활성 분위기에서 이루어지는 챔버내 장치부와, 챔버내 장치부에서 잉곳형성 후 이를 분리하기 위한 글로브박스(200)와, 챔버(100)내의 비활성 분위기를 유지시키고 미세우라늄 전착물을 원활히 공급하는 등의 기능을 수행하는 챔버외 장치부로 이루어진다.
도 1 내지 4를 참조하면, 챔버내 장치부는 크게 용해도가니(1)와 용해도가니(1)의 가열을 위한 고주파유도 가열코일(4)로 구성되는 용해부와, 몰드도가니(2)와 몰드도가니(2)를 예열시키는 몰드히터로 구성되는 주형부와, 용해도가니(1)의 상부에 구비되어 용해도가니 내부의 용탕의 비산을 막는 용해커버(6))와, 챔버(100) 내의 비활성분위기를 유지하기 위해 챔버(100) 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급하는 가스공급부로 구성되어 있다.
용해부를 구성하는 용해도가니(1)는 고주파유도 가열코일(4)에 의해 감싸져 있으며, 가열로 인한 고주파유도 가열코일(4)의 손상을 방지하기 위하여 코일 내부에는 냉각수가 흐르도록 처리되어 있다. 용해도가니(1)에는 용탕을 몰드도가니(2)로 틸팅하기 위해서 틸딩시 구동되는 구동모터(5)를 구비하고 있다. 상기 구동모터(5)는 틸팅 속도를 제어하기 위한 감속기 기능도 가지고 있다. 일반적으로 용탕의 틸팅 시간에 따라 주물의 품질이 달라지기 때문에 틸딩 속도의 제어가 잉곳제조의 중요한 공정중의 하나로 평가된다. 또한, 고주파유도 가열코일(4)로 둘러싸인 용해도가니(1)는 상단에 탭을 만들어서 틸팅 시 빠지지 않도록 링(ring) 모양의 캡으로 고정되어 있으며 이로 인해서 용해 도가니(1)는 교체가 용이하다.
다음은 주형부로, 용해도가니(1)의 용탕을 이송시키지 않고 챔버(100) 내부에서 틸팅시켜 바로 받을 수 있는 몰드도가니(2)가 챔버(100) 하단 부분에 배치되어 있다. 상기 몰드도가니(2)의 둘레에는 몰드히터(도시 안 됨)로 둘러싸여 있어 예열을 통해 안정적으로 용탕을 받을 수 있도록 해준다. 몰드도가니(2)는 최종 제품인 잉곳의 형상에 따른 내부형상을 갖으며, 주물은 주형의 형상을 갖는 것이 일반적이다.
다음은 용해커버(6)로, 용해도가니(1) 내부의 용탕의 비산을 막아서 챔버(100)내 패킹 고무의 내구성을 유지하도록 함으로써 비활성 분위기를 지속적으로 유지하도록 하기 위한 용해커버(6)는 중앙부에 작은 개구부(17)가 뚫려져 있어 여기에 파이로미터(도시 안 됨)의 빔 포인트가 지나가게 되고, 이를 통해서 용탕의 온도 측정이 가능하도록 해준다. 또한, 용해도가니(1) 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급해주는 가스주입구(16)가 구비되어 있다. 가스주입구(16)는 스테인리스강(SUS) 주름관으로 이루어져 있으며 내부에 흑연 튜브로 구성되어 용해커버(6)의 개구부(17) 양쪽으로 나누어져 배치되어 혼합가스의 주입을 효율적으로 공급해준다.
다음은 가스공급부로, 용해도가니(1) 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급해주는 가스주입구(16)와 연결되는 제 1 주입포트(7), 챔버(100) 내로 상기 혼합가스를 공급해주는 제 2 주입포트(8), 상기 혼합가스의 배출을 담당하는 배출포트(9), 혼합가스의 공급을 제어하기 위한 리드아웃(leadout)(10) 및 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller)(11)로 구성된다. 상기 포트(7, 8, 9)들은 온도센서 및 압력게이지를 부착하고 있어 가열시 챔버(100) 내 분위기, 온도 및 압력들을 체크할 수 있도록 하였다. 상기 질량 유량 제어기는 유량을 측정할 수 있는 센서와 유량의 흐름을 제어할 수 있는 비례(Proportional) 제어 밸브 및 주변회로로 구성된다. 대부분의 질량 유량 제어기는 자체 전원 공급 장치와 유량 흐름을 제어하기 위한 기준값인 유량 설정값을 입력하는 부분을 내장하고 있지 않게 때문에 외부로부터 제어값을 공급받아 작동한다. 이러한 질량 유량 제어기에 사용 전원과 유량 설정값(㎖)을 전이 전압(DAVoltage) 형태로 공급하기 위해 보통 범용 장치인 리드아웃(leadout)이 사용된다.
이상이 챔버내 장치부의 구성이다.
다음은, 챔버(100)의 일측면에 배치되고, 챔버도어(15)와 연결되는 글로브박스(200)가 있다. 프레임(210)은 챔버(100)와 글로브박스(200)를 지지하고 있으며, 용해 및 몰드 해체 등 주조 전반에 걸친 작업들을 수행할 수 있도록 사람의 보행 높이에 맞추어져 있다. 글로브박스(200)는 챔버도어(15)와 연결되어 있어 도가니의 이송 및 작업 시 비활성 분위기를 지속적으로 유지하게 한다. 몰드도가니(2)에서 냉각이 끝난 후 챔버도어(15)를 개방하여 비활성 분위기하에서 잉곳을 해체하는 작업을 할 수 있게 된다. 또한, 용해도가니(1)와 몰드도가니(2)의 교체시에도 비활성 분위기를 유지시킨 채로 교환이 가능해서 다음 공정시간을 단축시킬 수도 있다. 글보브박스(200)내에서의 작업으로 인해서 외부로부터의 산소유입을 차단하여 우라늄 전착물들의 자발적 반응인 산화반응을 방지할 수 있고, 해체 작업시 발생하는 우라늄 분진들을 외부와 차단토록 함으로써 오염 방지 할 수 있다.
챔버(100)와 글로브박스(200)의 연결은 사각의 챔버도어(15)로 구성되어 있으며 이 챔버도어(15)가 챔버(100)에서 열려 글로브박스(200) 방향으로 이동할 수 있도록 도어레일(18)이 글로브박스(200) 상단에 구성되어 있다. 챔버도어(15) 또한 구동모터(5)에 의하여 도어레일(18)을 따라 움직인다.
도 1은 챔버도어(15)가 닫힌 상태를 나타내고 있으며, 도 2는 챔버도어(15)가 챔버(100)에서 열려 글로브박스(200)로 이동되어 있는 상태를 나타내고 있다.
글보브박스(200)에는 글로브포트(220)가 있으며, 상기 글로브포트(220)는 도가니의 분해 및 조립 등 글로브박스(200) 내부에서 작업을 원활히 할 수 있도록 각각 측면에 4개씩 준비되어 있다. 특히, 여러 작업들을 수행함에 있어 핸들링 작업에 불편함을 줄이고자 양면 장갑이 장착되어 있는 것이 특징이다.
다음은 챔버외 장치부로, 원료공급부(3)는 용해도가니(1)의 가열 중에도 용해도가니(1) 내로 원료를 지속적으로 공급할 수 있도록 이송기구를 구비하고 있으며, 상기 이송기구의 선단에 틸팅가능한 원료공급컵이 부착되어 있다. 따라서 주입시 비활성상태를 유지하면서 구동모터에 의해 틸팅됨으로써 용해도가니(1) 내로 미세우라늄 전착물을 공급해 준다.
또한, 챔버(100)의 상단부에는 시각창(14)이 위치하고 있는데, 시각창(14)은 운전시 용해도가니(1)의 용융 정도를 용해커버(6)의 개구부(17)를 통해서 지속적으로 관찰할 수 있도록 플렌지와 파이렉스(Pyrex)로 구성되어 있다. 또한 다른 한 개의 시각창(14)은 파이로미터가 장착되어 있어 용해커버의 개구부(17)를 통하여 온도측정이 가능하도록 되어있다. 상기 시각창(14)은 여러 위치에서도 챔버(100) 내부를 관찰할 수 있도록 3개가 만들어져 있다.
그리고, 챔버(100)의 앞단에는 챔버 내 공기를 배출함으로써 진공 분위기를 만드는 진공펌프(12)가 배치되어 있다. 진공펌프(12)의 하단부에는 필터트랩(13)이 있어서, 챔버 내부의 우라늄 분진들이 진공펌프(12)에 의하여 직접적으로 밖으로 방출되어 오염되는 것을 방지하기 위하여 1차적인 스크린 역할을 한다. 또한, 전착물 내부의 미세 염들이 진공 작업 시 밖으로 세어 나가지 않도록 하는 기능도 갖고 있다.
도 3은 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치의 평면도로서 시각창(14)이 챔버(100)의 상단부에 배치되어 있으며, 챔버(100)와 글로브박스(200)를 연결시키는 챔버도어(15)가 중앙부에 도시되어 있다.
도 4는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치의 정면도로서 용해도가니(1)를 틸팅시켜 용탕을 받아들이는 몰드도가니(2)의 대략적인 위치를 도시하고 있다.
도 5는 도 1의 용해도가니와 용해커버 부분의 확대도로서 용해도가니(1)의 상단부에 용해커버(6)가 배치되어 있고, 용해커버(6)를 관통하여 용해도가니(1) 내부로 연결되는 가스주입구(16)가 도시 되어 있다. 용해커버(6)의 중앙부에는 개구부(17)가 배치되어 있으며 이 개구부의 주위로 'Y'자 형상으로 나누어져 가스주입구(16)가 배치되어 있다. 도 5의 상단부 도면은 용해도가니(1)와 용해커버(6)의 평면도를 확대한 도면이고, 하단부 도면은 용해도가니(1)와 용해커버(6)의 측면도를 확대한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치의 작용을 설명한다.
우선, 염이 증류된 미세우라늄 전착물들이 비활성된 원료공급부(3)에 담겨진다. 미세우라늄 전착물들의 사이즈는 상술한 바와 같이 다양한 크기가 될 수 있다. 바람직하게는 미세우라늄 전착물의 직경이 1 마이크로미터(㎛)에서 부터 1 미리미터(mm)인 것이 권장된다. 이 때 용해도가니(1)가 들어있는 챔버(100)는 10-2torr 이상의 분위가 되도록 진공펌프(12)를 작동시켜서 챔버(100) 내의 산소를 제거한다. 원료공급부(3)에서 원료를 챔버(100) 내로 주입을 할 때 진공상태가 아닌 산소가 들어있는 대기 상태에서는 우라늄의 자발적 반응으로 금속이 산화되기 때문에 이를 방지하기 위하여 초기에는 용해도가니(1)가 있는 챔버(100) 내 분위기를 진공상태로 만들어주어야 한다. 이 때 10-2torr는 일반적으로 장치에서 조성할 수 있는 가장 최적의 진공 분위기에 해당한다.
다음으로, 챔버(100)가 10-2torr 이상의 분위기가 형성되면 Ar가스를 챔버(100) 내로 주입함으로써 비활성 분위기를 형성한다. 비활성 분위기 하에서 원료공급부(3)의 원료공급컵을 통하여 용해도가니(1)에 미세우라늄 전착물을 장입한다.
원료 장입 후 챔버(100) 내 Ar 분위기 압력은 10~100torr를 계속 유지한다. 챔버(100) 내 분위기를 비활성 분위기로 조성 하는데 있어서 이 분위기는 Ar 가스로 채워진다. 상압 보다 낮은 10~100torr를 유지하는 것은 온도가 1000℃ 이상의 고온으로 올라가게 되면 챔버(100) 내 압력도 같이 올라가기 때문이다. 따라서 이에 대한 안전 압력으로 10~100torr를 유지하는 것이 챔버(100)의 비활성 분위기에서 가장 적절하기 때문이다.
다음으로, 몰드도가니(2)의 온도도 300~400℃ 부근까지 서서히 승온시킨다. 몰드도가니(2)를 300~400℃정도로 예열하는 것은 용해도가니(1)의 1000℃ 넘는 용탕을 몰드도가니(2)에서 예열 없이 그냥 틸팅을 하게 되면 온도차가 너무 커서 주물에 수축공들이 생겨 잉곳 품질에 문제가 생긴다. 따라서 어느 정도 온도차를 줄임으로써 잉곳 품질 향상에 기여하고자 함이다. 챔버(100)내 몰드도가니(2)의 온도가 200℃ 이상이 되면 고주파 유도코일을 사용하여 용해도가니의 온도도 300~400℃까지는 주파수를 작게 하여 서서히 온도를 올린다. 이때 용해도가니(1)의 온도를 너무 갑작스럽게 올리게 되면 열충격으로 도가니가 파손될 수도 있으며 장치에도 무리가 가기 때문에 서서히 승온시킨다. 온도를 올리는 과정에서 조성 압력과 차이가 나면 진공 펌프와 Ar 주입을 통해 챔버(100) 내 분위기를 수시로 조정을 한다. 온도가 올라감에 따라 fumes등으로 챔버(100) 내 압력 및 조성 변화가 생겨서 진공펌프(12)로는 발생한 fumes들을 뽑아내고 그로 인해 부족한 비활성 분위기의 압력들은 Ar으로 채운다. 이렇게 함으로써 용해도가니(1)의 우라늄 전착물들이 어느 정도 처음과 같은 비활성 분위기가 유지되도록 한다.
다음으로, 용해도가니(1)의 온도가 400℃ 정도가 되면 용해커버(6)의 가스주입구(16)를 통해 수소(H2)와 아르콘(Ar) 혼합가스를 주입하여 우라늄의 산화 방지 및 환원을 유도한다. 혼합가스의 주입을 제어하기 위해서 리드아웃(10) 및 질량 유량 제어기(11)를 사용하여 가스의 볼륨비를 조절한다. 이때 볼륨(V)%로 4%인 수소(H2)와 볼륨(V)%로 96%의 아르콘(Ar) 혼합 가스를 사용한다. 상기 혼합가스의 비율이 가장 안정적이고 폭발의 위험성이 없기 때문에 권장된다.
이런 분위기에서 용해도가니의 온도가 1000℃ 이상 올라가게 되면 시각창(14)에 장착된 적외선온도 감지기인 파이로미터를 통하여 용탕의 온도를 1300℃ 정도가 될 때까지 수시로 측정함으로써 우라늄 전착물의 용융상태를 확인한다. 파이로미터를 통한 우라늄 전착물이 충분히 녹았다고 판단되면 예열된 몰드도가니(2)에 용해도가니(1)의 용탕을 틸팅시킨다. 틸팅시 구동모터(5)를 통해서 틸딩속도를 제어함으로써 양질의 잉곳을 얻을 수가 있다. 파이로미터는 온도측정 및 용탕의 용융상태를 시각적으로 볼 수 있는 기능을 한다.
다음으로, 틸팅 후 챔버(100) 내 비활성 분위기는 유지하면서 용탕이 충분히 식을 수 있도록 12시간 이상 개방을 하지 않고 냉각을 시킨다.
다음으로, 챔버(100)와 연결된 글로브박스(200)도 같은 비활성 분위기를 유지하고 용탕이 완전히 냉각된 후 챔버도어(15)를 개방하여 글보브박스(200)안에서 몰드도가니(2) 안의 주물을 꺼내는 작업을 한다.
상기와 같은 방법으로 우라늄 잉곳을 제조하게 되면 수 마이크로미터(㎛)의 미세우라늄 전착물도 쉽게 용융을 시킬 수 있어 고품질의 잉곳을 제조할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 용해도가니 2: 몰드도가니
3: 원료공급부 4: 고주파유도 가열코일
5: 구동모터 6: 용해커버
7: 제 1 주입포트 8: 제 2 주입포트
9: 배출포트 10: 리브아웃
11: 질량 유량 제어기 12: 진공펌프
13: 필터트랩 14: 시각창
15: 챔버도어 16: 가스주입구
17: 개구부 100: 챔버
200: 글로브박스 210: 프레임
220: 글로브 포트

Claims (7)

  1. 외부에서 유입되는 미세우라늄 전착물을 용융하고, 액상의 용탕을 배출하도록 틸팅가능한 용해도가니(1)를 포함하는 용해부와; 상기 용해도가니(1)에서 배출되는 상기 용탕을 받아 냉각 고화시키는 몰드도가니(2)를 포함하는 주형부와; 상기 용해도가니(1)의 상부에 구비되어 용해도가니 내부의 용탕의 비산을 막는 용해커버(6)가 챔버(100) 내부에 구비되고,
    상기 챔버(100) 내부로 수소(H2)와 아르콘(Ar)의 혼합가스를 공급하는 주입포트(7, 8)를 포함하는 가스공급부가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용해커버(6)는 중앙부에 파이로미터의 빔 포인트가 지나가게 되는 개구부(17)와, 용해도가니(1) 내부로 상기 혼합가스를 공급하기 위해 제 1 주입포트(7)와 연결된 가스주입구(16)가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스공급부는 상기 주입포트(7, 8)에 상기 혼합가스 공급을 제어하기 위해 리드아웃(10) 및 질량 유량 제어기(11)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스주입구(16)는 스테인리스강(SUS) 주름관으로 이루어져 있으며 내부에 흑연 튜브로 구성되어 상기 용해커버(6)의 중앙부에 배치된 개구부(17)의 양쪽으로 나누어져 배치되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 용해도가니(1)의 상부에 구비되어 미세우라늄 전착물을 연속적으로 공급하는 원료공급부(3)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 질량 유량 제어기(11)는 볼륨(V)%로 4% 인 수소(H2)와 볼륨(V)%로 96% 인 아르콘(Ar) 혼합가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버(100)의 측면에 배치되어 상기 용해도가니(1)와 상기 몰드도가니(2)의 분해 및 조립 작업을 수행하는 글로브박스(200)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미세우라늄 전착물을 주조하기 위한 잉곳 주조장치.
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