KR101457831B1 - 고리형상 청정금속 주형 - Google Patents

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Abstract

고리형상 청정금속 주형은 주형 본체를 포함하고, 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판(1) 및 저온냉각 측부 몰드판(2)을 포함한다. 저온냉각 측부 몰드판(2) 내에 고리형상 고열 보온층(3)을 설치하고, 저온냉각 측부 몰드판(2)과 고리형상 고열 보온층(3) 사이에 고리형상 청정 결정영역(5)을 형성하고, 고리형상 고열 보온층(3) 내부에 희생 결정영역(6)을 형성한다. 액상 금속 내에서 대부분의 개재물 및 편석물은 액상 금속 응고 후에 고리형상 고열 보온층과 접촉한 부분에 밀집되고, 이것은 밀집된 합금 개재물, 편석물이 쉽게 제거되도록 함으로써, 청정 주괴를 얻을 수 있다.

Description

고리형상 청정금속 주형{RING-SHAPED CLEAN METAL MOLD}
본 발명은 야금주조 설비의 기술영역에 관한 것으로, 구체적으로 고리형상(ring-shaped) 청정금속 주형에 관한 것이다.
공지기술에 있어서, 통상의 주형주조로 제조한 주괴는 중상부에서 중심에 치우치는 위치에 "V" 형상의 편석물, 개재물 밀집구역이 존재한다. 이 범위 내의 편석물, 개재물은 주괴의 중상부에 있기 때문에 제거가 용이하지 않고, 이것은 두 가지의 경우를 초래할 수 있다: 하나의 경우는 금속의 품질을 보장하지만 절반 이상의 금속 수율을 포기하는 것이고; 다른 하나는 금속 수율을 보장하지만 품질이 저하되는 것이다. 이 두 경우 모두 우리가 원하는 것이 아니다.
현재, 전세계 다수의 금속 주괴는 여전히 전술한 방식으로 주조하여 나온 것이기 때문에 대량의 금속은 고품질 수율을 얻지 못하여 효과적으로 충분히 이용할 수 없어 이는 대량의 에너지 낭비를 초래한다. 현재, 청정금속에 대한 실현은 흔히 전기 슬래그 재용융 등의 이차 융화 정련 과정을 더 필요로 하여, 대량의 전기에너지를 소비하고, 대량의 인력, 물자를 낭비하며, 환경에도 막대한 스트레스를 가져오므로, 이는 현재의 에너지 절약, 배기가스 감소, 녹색 친환경의 발전요구에 부합되지 않으며, 또한 금속 제련 산업에 있어서도 막대한 손실이 된다. 이외에도, 효율이 심하게 낮은데, 특히 아크가 결정화 장치를 매우 심하게 손상시키고, 결정화 장치의 주형은 전기 슬래그 도가니로의 재용융 방식을 이용하여 단지 수십 개의 도가니로 만을 제강할 수 있으므로 생산 원가를 높인다. 실행 중에, 때때로 고객에게 고리형상, 관형상, 올가미형상의 대형 금속부재를 제공할 필요가 있고, 제품 다수는 단조하고 구멍을 뚫어 형성하며, 만약 요구되는 제품의 구멍이 비교적 크다면, 구멍을 뚫고 확장하는데 요구되는 시간과 에너지가 많아, 생산원가를 증가시킨다.
본 발명은 에너지를 절약하고, 오염 물질의 배출을 감소시키며, 주괴가 청정하고, 생산 효율이 높으며, 사용수명이 긴 고리형상 청정금속 주형을 제공하는데, 이 주형을 사용하여 얻어진 제품은 한 방향 금속 결정의 품질이 우수하고, 개재물이 적으며, 대구경의 고리형상, 관형상, 올가미 형상을 위한 대형 공작기구의 후속 처리로 구멍을 뚫을 필요가 없어, 에너지를 절약하고, 효율을 높인다.
고리형상 청정금속 주형은 내부 주입구를 가진 주형 본체 및 주형 본체 상에 설치된 보온 덮개를 포함하고, 상기 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판 및 저온냉각 하부 몰드판에 연결되는 저온냉각 측부 몰드판을 포함하며, 상기 저온냉각 측부 몰드판 내에 고리형상의 고열 보온층을 설치하고, 상기 저온냉각 측부 몰드판 및 고리형상 고열 보온층 사이에 고리형상 청정 결정영역을 형성하고, 고리형상 고열 보온층 내부에 희생 결정영역을 형성한다.
상기 저온냉각 하부 몰드판은 수랭 몰드판이다.
상기 저온냉각 측부 몰드판은 수랭 몰드판이다.
상기 고리형상 고열 보온층은 프레임 및 프레임 이외의 보온재료를 포함한다.
본 발명은 상기 저온냉각 측부 몰드판 내에 고리형상 고열 보온층을 설치하기 때문에, 결정영역을 고리형상 청정 결정영역 및 중심부의 희생 결정영역으로 나누고, 고리형상 청정 결정영역에 있어서, 그 외측 고리는 대면적의 저온냉각 측부 몰드판과 접촉하고 급속 방열하며, 내측 고리는 고리형상 고열 보온층과 접촉하고 고리형상 고열 보온층 내의 희생 결정영역은 매우 완만하게 방열하므로, 내부 고리 주변의 온도가 매우 높아, 자연히 외부 고리에서 내부 고리 방향으로 응고하는 일정 방향의 결정을 형성하고, 액상 금속을 응고시켜 결정체를 형성하는 과정 중 액상 금속 내의 개재물 및 편석물을 고리형상 고열 보온층 방향으로 밀어내며, 고리형상 고열 보온층에 근접한 액상 금속은 저온에서 멀리 있기 때문에 최후에 응고하고, 액상 금속 내에 대부분의 개재물 및 편석물은, 액상 금속이 일정 방향으로 응고된 후 모두 최종적으로 고리형상 고열 보온층과 접촉하는 부분에 밀집되게 되는데, 이것은 화염 또는 기타 가공의 방법을 이용하여 밀집된 합금 편석물, 개재물이 매우 쉽게 제거되도록 하여, 주괴 내부의 편석물과 개재물의 이동 및 완전 제거를 실현하여, 주괴 정화의 목적을 달성한다. 희생 결정영역 내의 액상 금속이 마지막으로 응고되고, 제공하는 주요 작용은 고리형상 청정 결정영역 내의 액상 금속을 응고시키는 과정 중 생성되는 큰 응력으로 인한 고리형상 고열 보온층의 손상을 극복하고, 고리형상 고열 보온층 안팎의 응력 균형을 보장하며, 동시에 희생 결정영역이 고열 보온층이 있는 곳의 고열성을 보장하여, 고리형상 부분의 금속 응고가 더욱 일정방향의 응고 특성이 있도록 한다. 응고가 끝난 이후, 희생 결정영역의 금속 기둥을 추출함으로써, 고리형상 금속괴를 형성하기에 편리하고, 후에 내부 표면 주변에 밀집된 합금 편석물, 개재물을 제거하여, 청정의 고리형상, 관형상, 올가미형상의 반제품을 얻는다.
하기 도면을 결합하여 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 구조의 개략도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2 구조의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 결정방향의 개략도이다.
본 발명의 최적의 실시방식
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 고리형상 청정금속 주형은 내부 주입구(4)를 가진 주형 본체 및 주형 본체 상에 설치된 보온 덮개를 포함하고, 상기 주형 본체는 원기둥이며, 상기 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판(1) 및 저온냉각 하부 몰드판(1)에 연결된 저온냉각 측부 몰드판(2)을 포함하고, 저온냉각 측부 몰드판(2) 내에 고리형상 고열 보온층(3)을 설치하고, 저온냉각 측부 몰드판(2)과 고리형상 고열 보온층(3) 사이에 고리형상 청정 결정영역(5)을 형성하며, 고리형상 고열 보온층(3) 내부에 희생 결정영역(6)을 형성한다. 저온냉각 하부 몰드판(1)은 수랭 몰드판이다. 저온냉각 측부 몰드판(2)은 수랭 몰드판이다. 고리형상 고열 보온층(3)은 프레임 및 프레임 이외의 보온재료를 포함한다.
본 발명의 실시방식
본 발명의 최적의 실시방식
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고리형상 청정금속 주형은 내부 주입구(4)를 가진 주형 본체 및 주형 본체 상에 설치된 보온 덮개를 포함하고, 상기 주형 본체는 원기둥이며, 상기 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판(1) 및 저온냉각 하부 몰드판(1)에 연결된 저온냉각 측부 몰드판(2)을 포함하고, 저온냉각 측부 몰드판(2) 내에 고리형상 고열 보온층(3)을 설치하고, 저온냉각 측부 몰드판(2)과 고리형상 고열 보온층(3) 사이에 고리형상 청정 결정영역(5)을 형성하며, 고리형상 고열 보온층(3) 내부에 희생 결정영역(6)을 형성한다. 저온냉각 하부 몰드판(1)은 수랭 몰드판이다. 저온냉각 측부 몰드판(2)은 수랭 몰드판이다. 고리형상 고열 보온층(3)은 프레임 및 프레임 이외의 보온재료를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고리형상 청정금속 주형은 내부 주입구(4)를 가진 주형 본체 및 주형 본체 상에 설치된 보온 덮개를 포함하고, 상기 주형 본체는 장방체이며, 상기 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판(1) 및 저온냉각 하부 몰드판(1)에 연결된 저온냉각 측부 몰드판(2)을 포함하며, 저온냉각 측부 몰드판(2) 내에 고리형상 고열 보온층(3)을 설치하고, 저온냉각 측부 몰드판(2)과 고리형상 고열 보온층(3) 사이에 고리형상 청정 결정영역(5)을 형성하며, 고리형상 고열 보온층(3) 내부에 희생 결정영역(6)을 형성한다. 저온냉각 하부 몰드판(1)은 수랭 몰드판이다. 저온냉각 측부 몰드판(2)은 수랭 몰드판이다. 고리형상 고열 보온층(3)은 프레임 및 프레임 이외의 보온재료를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 저온냉각 측부 몰드판(2) 내에 고리형상 고열 보온층(3)을 설치하며, 결정영역을 고리형상 청정 결정영역(5) 및 중심부의 희생 결정영역(6)으로 나누고, 고리형상 청정 결정영역(5)에 있어서, 그 외측 고리는 대면적의 저온냉각 측부 몰드판(2)과 접촉하여 급속 방열하고, 내측 고리는 고리형상 고열 보온층(3)과 접촉하며, 고리형상 고열 보온층 내의 희생 결정영역은 매우 완만하게 방열하므로, 내부 고리 주변의 온도가 매우 높아, 자연히 외부 고리에서 내부 고리 방향으로 응고된 일정 방향의 결정을 형성하고, 액상 금속을 응고시켜 결정체를 형성하는 과정 중 액상 금속 내의 개재물 및 편석물을 고리형상 고열 보온층(3) 방향으로 밀어내며, 액상 금속 내의 대부분의 개재물 및 편석물은, 액상 금속이 일정 방향으로 응고한 후에 모두 최종적으로 고리형상 고열 보온층과 접촉하는 부분에 밀집되어 불순물 영역(7)을 형성하는데, 이것은 화염 또는 기타 가공의 방법을 이용하여 밀집된 합금 편석물, 개재물을 매우 쉽게 제거하도록 함으로써, 주괴 내부의 편석물과 개재물의 이동 및 완전 제거를 실현하고, 주괴 정화의 목적을 달성한다. 희생 결정영역(6) 내의 액상 금속이 마지막으로 응고하고, 제공하는 주요 작용은 고리형상 청정 결정영역 내의 액상 금속이 응고하는 과정 중 생성되는 큰 응력으로 인한 고리형상 고열 보온층의 손상을 극복하고, 고리형상 고열 보온층 안팎의 힘의 균형을 보장하며, 동시에 희생 결정영역은 고열 보온층이 있는 곳의 고열성을 보장하여, 고리형상 부분의 금속 응고가 더욱 일정방향의 응고 특성을 갖도록 한다. 응고가 끝난 이후, 희생 결정영역의 금속 기둥을 추출하여, 고리형상 금속괴를 형성하기에 편리하게 한 후, 내부 표면 주변에 밀집된 합금 편석물, 개재물을 제거하여, 청정의 고리형상, 관형상, 올가미형상의 반제품을 얻는다.
도면의 화살표가 지시하는 방향은 일정 방향성을 가진 결정의 방향이다.
산업상 이용가능성
본 발명의 기술 방안은 산업 중 제조 또는 사용할 수 있어, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (3)

  1. 내부 주입구를 가진 주형 본체 및 주형 본체 상에 설치된 보온 덮개를 포함하는 고리형상 청정금속 주형에 있어서,
    상기 주형 본체는 저온냉각 하부 몰드판 및 상기 저온냉각 하부 몰드판에 연결되는 저온냉각 측부 몰드판을 포함하고, 상기 저온냉각 측부 몰드판 내에 고리형상 고열 보온층을 설치하며, 상기 저온냉각 측부 몰드판 및 상기 고리형상 고열 보온층 사이에 고리형상 청정 결정영역을 형성하고, 상기 고리형상 고열 보온층 내부에 희생 결정영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 고리형상 청정금속 주형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저온냉각 하부 몰드판은 수랭 몰드판인 것을 특징으로 하는 고리형상 청정금속 주형.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저온냉각 측부 몰드판은 수랭 몰드판인 것을 특징으로 하는 고리형상 청정금속 주형.
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