KR101328007B1

KR101328007B1 - 금속용해로 덮개

Info

Publication number: KR101328007B1
Application number: KR1020110066637A
Authority: KR
Inventors: 강용환
Original assignee: 한국생산기술연구원; 강용환
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-11-13
Also published as: KR20130005198A

Abstract

금속용해로 덮개가 제공된다. 제공된 덮개는 금속을 용해하여 용탕을 만들거나 용탕을 보관하는 도가니 및 히터장치가 내장된 몸체와, 상기 몸체의 상부에 설치된 덮개를 포함하는 금속용해로에 있어서,
상기 덮개는 외부로부터 금속을 상기 도가니에 투입할 수 있도록 상기 몸체의 상부에 설치된 투입몸체와, 상기 투입몸체의 일측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 1덮개체와, 상기 투입몸체의 타측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 2덮개체와, 상기 제 1, 제 2덮개체에 의해 밀폐되지 않은 상기 도가니의 상부면을 덮을 수 있도록 상기 투입몸체 및 상기 제 1, 제 2덮개체에 안착고정되는 개방형 제 3덮개체를 포함하며, 상기 투입몸체는 상기 몸체에 대하여 상향경사진 경사투입구와, 상기 경사투입구와 연통되게 구성되어 상기 경사투입구에서 투입된 금속을 상기 도가니로 배출하는 배출구 및 상기 경사투입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 금속의 투입시에만 개방되는 회동밀폐구로 구성된다.

Description

금속용해로 덮개{COVER FOR A MELT METALLURGIC FURNACE}

본 발명은 금속용해로 덮개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용이하게 여닫을 수 있어서 용탕의 배출작업이 용이함은 물론 용해용 금속의 투입작업 또한 밀폐상태에서 수행할 수 있도록 하여 열손실을 최소화할 수 있는 금속용해로 덮개에 관한 것이다.

일반적으로, 비교적 용해용량이 적은 금속용해로는 도가니로, 반사로, 전기로 큐우폴러 등이 있고 상기 도가니로는 그 사용연료 또는 이용방식에 따라 전기저항로, 고주파유도가열로, 중유로 등 다양하게 나뉘어진다. 이와 같은 금속용해로의 일종인 알루미늄 용해로는 알루미늄을 가열 용해시키고 용해된 용탕을 보온 유지시키는 용해 유지 겸용 복합 기능의 용해유지로나, 용해로의 보조로로써 알루미늄 용탕을 전기 등의 가열수단을 이용하여 가열 보온 유지시키는 유지전용 보온로 등이 있다.

여기서, 종래의 알루미늄 용해로를 포함한 금속용해로는 경유를 열원으로 도가니를 가열하는 버너 타입의 용해로에서 최근 화기를 동반하는 배출가스 등의 친환경문제 및 열효율 저하, 화염으로 인한 도가니의 손상 등의 사유로 인해 가열시 공해물질이 전혀 발생하지 않으며 열효율이 좋은 전기식 용해로(보온 유지로)로 많이 바뀌고 있다. 전기식 금속용해로는 일반적으로 단열재 및 내화재가 중첩되어 다중으로 벽체가 형성되는 용해로의 내부에 용탕을 용해 및 보관하는 도가니를 내장하되, 도가니를 고르게 가열함과 동시에 도가니 파손시 누설된 용탕에 의한 히터장치의 파손을 방지하게끔 도가니 주위 소정 간격 이격된 위치 내측벽에 전원의 인가로 고온 발열하는 전열선 히터장치가 매설 장착되어 도가니를 가열하여 금속을 용해하거나 용해된 용탕을 일정온도로 유지시키는 구성을 갖는다.

도 1은 종래 금속용해로의 대표적인 일례를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 금속용해로는 열고 닫을 수 있게 하는 개폐수단이 구비된 덮개(200)와, 단열재 및 내화재가 중첩되어 다중으로 측면 벽체 및 바닥이 형성되는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)에 내장되어 용탕을 용해 및 보관하는 도가니(30)와, 상기 도가니(300) 외주에 설치된 히터장치(400)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 덮개(200)는 내측에 단열재(23)를 충진하여 온도를 유지시키면서 보온을 할 수 있도록 구성되는데, 상부에는 열고 닫을 수 있게 하는 개폐수단이 구비된다. 이와 같은 상기 개폐수단은 몸체(100)의 상단 일측에 조작 레버(220)로 조작되는 힌지 링크방식의 견인장치(210)로 구성되어 몸체(100)의 상부가 필요에 따라 개폐가능하게 구성된다.

하지만, 상기의 종래 덮개(200)는 개폐수단인 조작레버(220)와 견인장치(210)에 의한 개폐작업에 상당한 어려움이 있다. 다시 말하면, 종래에는 덮개(200)를 개방하기 위해 조작레버(220)을 개방상태로 조작한 후 견인장치에 의해 개방위치로 덮개(200)를 이동시키는 작업을 수행해야 하고, 개방작업의 역순으로 밀폐작업을 수행해야하므로 개폐작업에 상당한 어려움이 있는 것이다. 특히, 금속용해로는 도가니(300)에서 용융된 용탕을 배출하는 작업과, 금속을 투입하여 도가니(300)에서 용해하는 작업을 자주 수행하게 되는데, 이때마다 상기와 같은 방식으로 덮개(200)를 개폐해야 하므로 결과적으로 볼 때 작업효율이 저하되고, 잦은 덮개의 개방작업에 의해 용탕의 열손실이 발생하는 또 다른 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 기존 금속용해로가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 용이하게 여닫을 수 있어서 용탕의 배출작업이 용이함은 물론 용해용 금속의 투입작업 또한 밀폐상태에서 수행할 수 있도록 하여 열손실을 최소화할 수 있는 금속용해로 덮개를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

금속을 용해하여 용탕을 만들거나 용탕을 보관하는 도가니 및 히터장치가 내장된 몸체와, 상기 몸체의 상부에 설치된 덮개를 포함하는 금속용해로에 있어서,

상기 덮개는 외부로부터 금속을 상기 도가니에 투입할 수 있도록 상기 몸체의 상부에 설치된 투입몸체와, 상기 투입몸체의 일측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 1덮개체와, 상기 투입몸체의 타측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 2덮개체와, 상기 제 1, 제 2덮개체에 의해 밀폐되지 않은 상기 도가니의 상부면을 덮을 수 있도록 상기 투입몸체 및 상기 제 1, 제 2덮개체에 안착고정되는 개방형 제 3덮개체를 포함하며, 상기 투입몸체는 상기 몸체에 대하여 상향경사진 경사투입구와, 상기 경사투입구와 연통되게 구성되어 상기 경사투입구에서 투입된 금속을 상기 도가니로 배출하는 배출구 및 상기 경사투입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 금속의 투입시에만 개방되는 회동밀폐구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속용해로 덮개를 구비한다.

바람직한 실시예로써, 상기 회동밀폐구는 상기 경사투입구와 상기 배출구의 사이에 위치하는 투입몸체의 내부에 축결합된 회동축과, 상기 회동축에 그 일단이 결합되어 소정각도로 회동하는 밀폐플레이트 및 상기 회동축에 결합되어 상기 밀폐플레이트에 탄성복원력을 부가하는 탄성스프링을 포함하여 구성할 수 있다.

바람직한 실시예로써, 상기 투입몸체에는 상기 제 3덮개체가 안착고정되는 고정턱을 마련할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 금속용해로 덮개는 제3덮개체를 여는 단순동작 또는 제 1, 제 2덮개체를 힌지회동시키는 단순동작에 의해 도가니의 상부면을 개방할 수 있어서, 그만큼 용탕의 배출작업을 용이하게 수행할 수 있음에 따라 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 금속용해로 덮개는 덮개체를 개방하지 않고도 투입몸체를 통해 도가니로 용융할 금속을 투입할 수 있어서 도가니의 열손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 금속용해로의 대표적인 일례를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속용해로 덮개를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속용해로 덮개를 설명하기 위한 결합상태 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속용해로 덮개에 있어서, 회동밀폐구를 설명하기 위한 측단면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 금속용해로 덮개의 사용상태를 설명하기 위한 평면구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명의 덮개가 적용되는 금속용해로는 알루미늄과 같은 금속을 용해하여 용탕을 만들거나, 용탕을 보관하는 도가니와 히터장치가 내장된 몸체를 포함하는 금속용해로임을 밝혀 둔다. 다시 말하면, 본 발명의 덮개가 적용되는 금속용해로는 알루미늄과 같은 금속을 가열 용해시키고 용해된 용탕을 보온 유지시키는 용해 유지 겸용 복합 기능의 용해유지로나, 용해로의 보조로로써 알루미늄과 같은 금속 용탕을 전기 등의 가열수단을 이용하여 가열 보온 유지시키는 유지전용 보온로일 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 덮개(1)는 투입몸체(2)와, 제 1덮개체(3)와, 제 2덮개체(4)와, 제 3덮개체(5)를 포함하여 구성된다.

상기 투입몸체(2)는 외부로부터 금속을 도가니(12)에 투입할 수 있도록 금속용해로(10)의 몸체(11) 상부에 설치된다. 이때, 상기 금속용해로(10)의 몸체(11)는 그 내부에 단열재 및 내화재가 중첩되어 다중으로 벽체가 형성되고 이러한 벽체의 외부, 예컨대 측면 및 상부는 금속판에 의해 감싸여진 구조이고, 도 2에 도시된 바와 같이 몸체(11)의 상부에는 도가니(12)가 일부 돌출된 구조이다.

이에, 상기 투입몸체(2)는 상기 몸체(11)의 상부에 일부 돌출된 도가니(12)에 안착식으로 설치되며, 경사투입구(21)와 배출구(22) 및 회동밀폐구(23)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 배출구(22)는 상기 몸체(11)의 상부에 돌출된 도가니(12)에 안착식으로 고정되는 금속제로 된 사각통형태로 구성되는데, 그 일단에는 상기 경사투입구(21)가 연장형성되고, 타단은 상기 도가니(12)가 위치한 방향, 즉 하부방향으로 절곡된 구성을 갖는다.

아울러, 상기한 바와 같이 배출구(22)의 일단에 연장형성되는 경사투입구(21)는 상기 몸체(11)에 대하여 하향경사진 형태로 연장되는데, 이러한 경사투입구(21)는 금속(재사용 용도인 박편 형태의 금속)을 용이하게 투입할 수 있도록 상부면이 개방된 구조를 갖는다.

또한, 상기 회동밀폐구(23)는 상기 경사투입구(21)와 상기 배출구(22)의 사이에 설치되어 상기 경사투입구(21)를 통해 금속을 투입할 때만 개방되도록 작동하는데, 이러한 회동밀폐구(23)는 도 4에서와 같이 상기 경사투입구(21)와 상기 배출구(22)의 사이에 위치하는 투입몸체(2)의 내부에 축결합된 회동축(231)과, 상기 회동축(231)에 그 일단이 결합되어 소정각도로 회동하는 밀폐플레이트(232) 및 상기 회동축(231)에 결합되어 상기 밀폐플레이트(232)에 탄성복원력을 부가하는 탄성스프링(233)을 포함하여 구성된다. 이러한 탄성스프링(233)은 상기 회동축(231)의 양단 또는 중앙부에 설치될 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 회동밀폐구(23)는 평상시 상기 탄성스프링(233)의 탄성에 의해 상기 경사투입구(21)와 상기 배출구(22)를 밀폐하는 상태, 즉 수직상태를 유지하며, 경사투입구(21)를 통해 금속을 투입하게 되면, 작업자가 금속을 밀어 넣는 힘에 의해 밀폐플레이트(232)가 소정각도로 회동하여 개방되고, 작업자의 힘이 해제되면 탄성스프링(233)의 복원력에 의해 밀폐위치로 원위치 되는 작동 구조를 지닌다.

상기 제 1덮개체(3)는 상기 투입몸체(2)의 일측면, 예컨대 상기 투입몸체(2) 배출구(22)의 외부 일측면에 회동할 수 있도록 힌지결합된다. 이와 같은 힌지결합방식은 통상의 경첩(31)방식을 적용할 수 있고, 이러한 경첩(31)방식을 적용함으로써 상기 제 1덮개체(3)는 상기 투입몸체(2)의 일측면에서 90도 각도로 회동하게 된다. 이때, 상기 제 1덮개체(3)는 금속판을 구성재질로 하며, 상기 도가니(12)의 상부면 중 일부를 덮을 수 있는 구조로 구성된다.

아울러, 상기 제 2덮개체(4)는 상기 투입몸체(2)의 타측면, 예컨대 상기 투입몸체(2) 배출구(22)의 외부 타측면에 회동할 수 있도록 힌지결합된다. 이와 같은 힌지결합방식은 상기한 제 1덮개체(3)와 같이 통상의 경첩(41)방식이 적용되며, 이러한 제 2덮개체(4)는 금속판을 구성재질로 하며, 도가니(12)의 상부면 중 일부를 덮을 수 있는 구조로 구성된다.

또한, 상기 제 3덮개체(5)는 금속판을 구성재질로 하며, 상기 제 1, 제 2덮개체(3,4)에 의해 밀폐되지 않은 상기 도가니(12)의 상부면을 덮을 수 있도록 상기 투입몸체(2) 및 상기 제 1, 제 2덮개체(3,4)에 안착고정된다. 이를 위해, 상기 투입몸체(2), 좀 더 자세하게는 투입몸체(2)의 배출구(22) 전방면에는 상기 제 3덮개체(5)가 걸림고정되는 고정턱(24)이 마련된다. 이에 따라서, 상기 제 3덮개체(5)는 제 1, 2덮개체(3,4)와는 상이하게 별도로 힌지결합되지 않고 단순 개방형으로 상기 도가니(12)의 상부면에 설치된다.

한편, 상기 투입몸체(2)와, 제 1, 제 2, 제 3덮개체(3,4,5)에는 용이한 취급을 위해 손잡이(25,32,42,51)를 구비하는 것이 바람직하다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 금속용해로 덮개의 작용상태에 대하여 살펴 보기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 덮개(1)는 투입몸체(2)의 양측면에 결합되는 제 1, 제 2덮개체(3,4)와, 상기 제 1, 제 2덮개체(3,4) 및 투입몸체(2)에 안착되는 개방형 제 3덮개체(5)에 의해 도가니(12)의 상부면을 밀폐한다.

이에, 상기와 같은 밀폐상태에서 도가니(12)에 있는 용탕(13)을 배출코자 할 경우에는 제3덮개체(5)를 열어서 바가지와 같은 도구로 용탕(13)을 떠서 배출하게 된다. 또 다르게, 많은 양의 용탕(13)을 배출코자 할 경우(큰 바가지를 사용할 경우)에는 제 3덮개체(5)를 열고, 제 1덮개체(3) 또는 제 2덮개체(4) 중 어느 하나의 덮개체 또는 제 1, 제 2덮개체(3,4) 모두를 투입몸체(2)를 중심으로 회동시켜서 충분한 공간을 확보한 후 용탕(13)을 배출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 덮개(1)는 제3덮개체(5)를 여는 단순동작 또는 제 1, 제 2덮개체(3,4)를 힌지회동시키는 단순동작에 의해 도가니(12)의 상부면을 개방할 수 있어서, 그만큼 용탕(13)의 배출작업을 용이하게 수행할 수 있음에 따라 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도가니(12)에서 금속을 용융시켜서 용탕(13)은 만들고자 할 경우에는 도 4에서와 같이 투입몸체(2)의 경사투입구(21)를 통해 금속(재사용 금속 등)을 넣어서 배출구(22)를 통해 도가니(12)로 금속을 투입할 수 있다. 본 발명에서는 각 덮개체(3,4,5)를 개방하지 않고도 투입몸체(2)를 통해 도가니(12)로 용융할 금속을 투입할 수 있어서 도가니(12)의 열손실을 방지할 수 있다. 특히, 투입몸체(2)에는 회동밀폐구(23)가 구비되어 있어서 경사투입구(21)를 통해 금속을 투입할 때만 회동밀폐구(23)가 개방되게 함으로써 투입몸체(2)를 통한 열손실을 최소화할 수 있는 것이다.

한편, 전술한 실시예들은 당업자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 구체적인 예를 든 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하려는 것은 아니다.

따라서, 전술한 실시예들에 대해 다양한 변형이나 변경이 가능함을 주목하여야 한다. 본 발명의 권리범위는 원칙적으로 후술되는 특허청구범위에 의해 정하여진다.

1 : 덮개 2 : 투입몸체
3 : 제 1덮개체 4 : 제 2덮개체
5 : 제 3덮개체 10 : 금속용해로
11 : 몸체 12 : 도가니
13 : 용탕 21 : 경사투입구
22 : 배출구 23 : 회동밀폐구
31, 41 : 경첩 25, 32, 42, 51 : 손잡이
231 : 회동축 232 : 밀폐플레이트
233 : 탄성스프링

Claims

금속을 용해하여 용탕을 만들거나 용탕을 보관하는 도가니 및 히터장치가 내장된 몸체와, 상기 몸체의 상부에 설치된 덮개를 포함하며, 상기 덮개는 외부로부터 금속을 상기 도가니에 투입할 수 있도록 상기 몸체의 상부에 설치되며 상기 몸체에 대하여 상향경사진 경사투입구와 상기 경사투입구와 연통되게 구성되어 상기 경사투입구에서 투입된 금속을 상기 도가니로 배출하는 배출구를 구비한 투입몸체와, 상기 투입몸체의 일측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 1덮개체와, 상기 투입몸체의 타측면에 회동할 수 있도록 힌지결합되어 상기 도가니의 상부면 중 일부를 덮는 제 2덮개체와, 상기 제 1, 제 2덮개체에 의해 밀폐되지 않은 상기 도가니의 상부면을 덮을 수 있도록 상기 투입몸체 및 상기 제 1, 제 2덮개체에 안착고정되는 개방형 제 3덮개체와, 상기 투입몸체는 상기 경사투입구와 상기 배출구의 사이에 설치되어 금속의 투입시에만 개방되는 회동밀폐구를 포함하는 금속용해로에 있어서,
상기 회동밀폐구는 상기 경사투입구와 상기 배출구의 사이에 위치하는 투입몸체의 내부에 축결합된 회동축과, 상기 회동축에 그 일단이 결합되어 소정각도로 회동하는 밀폐플레이트 및 상기 회동축에 결합되어 상기 밀폐플레이트에 탄성복원력을 부가하는 탄성스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속용해로 덮개.
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