KR101529548B1 - 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 코어를 성형하기 위한 연속 주조용 금형에 관한 것으로, 특히 주입되는 알루미늄 용탕에 대한 냉각시스템과 이 냉각시스템에 의한 냉각수를 필터링 하기 위한 필터시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형에 관한 것이다.
이를 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형은, 환형체, 그리고 상기 환형체 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트를 포함하는 링몰드; 상기 링몰드의 스커트를 이격되게 감싸 토출유로를 형성하면서 상기 환형체 하부로부터 이격됨에 따라 인입유로를 형성하는 대응스커트, 상기 대응스커트 하부 둘레를 따라 내측으로 연장되되 상기 스커트 단부(端部)와 인접하게 연장되어 하방 경사형 토출 방향을 갖는 냉각수 토출부를 형성하는 분사가이드, 상기 대응스커트 하부 둘레를 따라 외측으로 하방 경사지게 연장되는 중계부, 그리고 상기 중계부 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 베이스를 포함하는 아우터몰드; 상기 링몰드의 스커트와 상기 아우터몰드의 베이스 내부에 배치되고 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드; 및 상기 링몰드의 환형체와 상기 아우터몰드의 중계부에 개재(介在)되되 상기 대응스커트를 이격되게 감싸도록 개재되는 링바디, 그리고 상기 링바디 전면(全面)에 형성되는 다수의 냉각수 유통홀을 포함하는 필터유닛;을 포함하여 이루어져, 외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 필터유닛에 의해 필터링 된 후 상기 토출부를 통해 상기 이너몰드 측으로 분사되며, 상기 링몰드의 환형체 및 스커트 내부로 유입된 용탕이 상기 이너몰드의 연속주조홀을 거치면서 응고되도록 구현한다.

Description

냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형{MOLD FOR ALUMINIUM-CORE FORMING}

본 발명은 알루미늄 코어를 성형하기 위한 연속 주조용 금형에 관한 것으로, 특히 알루미늄 용탕 주입 시 응고를 위한 냉각시스템과 이 냉각시스템에 의해 공급되는 냉각수를 필터링 하기 위한 필터시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형에 관한 기술이다.

냉각시스템을 갖춘 연속 주조용 금형에 관한 기술로는,

대한민국특허등록 제10-0705395호(2007.04.03.등록, 이하 '선행기술'이라고 함) 『고압 주조금형의 냉각장치』가 제시되어 있는바,

상기 선행기술은 다이캐스팅 금형을 냉각수의 기화열에 의하여 냉각하는 장치에 관한 것으로서, 금형의 냉각 중에도 연속주조가 가능하고, 금형표면의 열응력 발생을 최소화하여 수명을 연장할 수 있도록 한 기술이긴 하나,

공급되는 냉각수 내에 포함된 각종 이물질 등이 그대로 분사되면서 이물질 등에 의해 분사 구멍이 막히거나 분사량이 낮아지는 등의 문제가 발생할 수 있고, 이로 인해 용탕의 응고차가 발생하여 성형물의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 외부로부터 공급되는 냉각수를 필터링 한 후 금형 내로 급수(분사)할 수 있도록 하여 냉각수에 포함된 이물질을 제거하고, 냉각수 토출부의 막힘 현상을 방지하며, 성형물의 균일한 냉각에 의한 응고 처리를 통해 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형은,

환형체, 그리고 상기 환형체 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트를 포함하는 링몰드;

상기 링몰드의 스커트를 이격되게 감싸 토출유로를 형성하면서 상기 환형체 하부로부터 이격됨에 따라 인입유로를 형성하는 대응스커트, 상기 대응스커트 하부 둘레를 따라 내측으로 연장되되 상기 스커트 단부(端部)와 인접하게 연장되어 하방 경사형 토출 방향을 갖는 냉각수 토출부를 형성하는 분사가이드, 상기 대응스커트 하부 둘레를 따라 외측으로 하방 경사지게 연장되는 중계부, 그리고 상기 중계부 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 베이스를 포함하는 아우터몰드;

상기 링몰드의 스커트와 상기 아우터몰드의 베이스 내부에 배치되고 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드; 및

상기 링몰드의 환형체와 상기 아우터몰드의 중계부에 개재(介在)되되 상기 대응스커트를 이격되게 감싸도록 개재되는 링바디, 그리고 상기 링바디 전면(全面)에 형성되는 다수의 냉각수 유통홀을 포함하는 필터유닛;

을 포함하여 이루어져,

외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 필터유닛에 의해 필터링 된 후 상기 토출부를 통해 상기 이너몰드 측으로 분사되며, 상기 링몰드의 환형체 및 스커트 내부로 유입된 용탕이 상기 이너몰드의 연속주조홀을 거치면서 응고되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 필터유닛의 안정된 지지를 위하여,

상기 아우터몰드의 중계부 외벽에는 상기 필터유닛의 링바디 삽입을 위한 상방 개구(開口)부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 개구부에 삽입 안착된 필터유닛의 안정된 고정을 위하여,

상기 필터유닛의 링바디는 이의 하단 둘레를 따라 자성체가 구비되고,

상기 아우터몰드의 중계부는 인력(引力)에 의해 상기 자성체와 상호 부착되는 피자성체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형은,

외부로부터 공급되는 냉각수를 필터링 한 후 금형 내로 급수(분사)할 수 있도록 하여 냉각수에 포함된 이물질을 제거하고, 냉각수 토출부의 막힘 현상을 방지하며, 성형물의 균일한 냉각에 의한 응고 처리를 통해 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금형을 나타낸 단면 구성도,
도 2는 도 1의 "A"에 대한 확대 구성도.

이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1을 기준으로 링몰드 측을 상부 또는 상방, 아우터몰드 측을 하부 또는 하방이라 방향을 특정하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형은,

크게 링몰드(10), 아우터몰드(20), 이너몰드(30) 및 필터유닛(40)으로 이루어진다.

각 구성에 대해 살펴보면,

링몰드(10)는

내부에 상하로 속이 빈 형상의 환형(環形)체(11), 그리고

상기 환형체(11) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트(12)

를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 스커트(12)는 이의 외주면 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성되고 후술할 대응스커트(21)의 내주면에 밀착되는 환형플레이트(121)와, 이 환형플레이트(121) 둘레를 따라 상하 관통 형성되는 다수의 냉각수 유통공(122)을 더 포함한다.

아우터몰드(20)는

상기 링몰드(10)의 스커트(12)를 이격되게 감싸는 대응스커트(21),

상기 대응스커트(21) 하부 둘레를 따라 내측으로 연장되는 분사가이드(22),

상기 대응스커트(21) 하부 둘레를 따라 외측으로 하방 경사지게 연장되는 중계부(23), 그리고

상기 중계부(23) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 베이스(24)

를 포함하여 이루어진다.

여기서 도 2에서와 같이, 상기 대응스커트(21)는 상기 링몰드(10)의 스커트(12)를 이격되게 감싸면서 상기 스커트(12)와의 사이에 토출유로(F1)를 형성하고, 또 상기 환형체(11) 하부로부터 이격됨에 따라 상기 환형체(11)와의 사이에 인입유로(F2)를 형성한다.

그리고 도 2에서와 같이, 분사가이드(22)는 상기 대응스커트(21) 하부 둘레를 따라 내측으로 연장되되 상기 스커트(12) 단부(端部)와 인접하게 연장되어 하방 경사형 토출 방향을 갖는 냉각수 토출부(F3)를 형성한다.

따라서 외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 인입유로(F2)를 거쳐 상기 토출유로(F1)를 지나 상기 토출부(F3)를 통해 분사된다.

이너몰드(30)는

상기 링몰드(10)의 스커트(12)와 상기 아우터몰드(20)의 베이스(24) 내부에 배치되고 내부에 상하 관통형 연속주조홀이 형성되어 이루어진다.

필터유닛(40)은

상기 링몰드(10)의 환형체(11)와 상기 아우터몰드(20)의 중계부(23)에 개재(介在)되되 상기 대응스커트(21)를 이격되게 감싸도록 개재되는 링바디(41), 그리고

상기 링바디(41) 전면(全面)에 형성되는 다수의 냉각수 유통홀(42)

을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 각 유통홀(42)은 냉각수의 통과가 가능하면서 이물질 등의 통과를 차단할 수 있는 정도의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형용 금형은 상기 필터유닛(40)의 링바디(41)를 안정적으로 지지하기 위하여,

도 2에서와 같이, 상기 아우터몰드(20)의 중계부(23) 외벽에 상기 필터유닛(40)의 링바디(41) 삽입을 위한 상방 개구(開口)부(231)가 더 형성된다.

그리고 또 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형용 금형은 상기 개구부(231)에 삽입 안착된 상기 필터유닛(40)의 링바디(41)를 안정적으로 고정하기 위하여,

도 2에서와 같이, 상기 필터유닛(40)의 링바디(41) 하단 둘레를 따라 자성체(411)가 구비되고,

상기 아우터몰드(20)의 중계부(23)가 피자성체로 이루어짐에 따라,

결국 상기 링바디(41)가 상기 자성체(411)의 인력(引力)에 의해 상기 개구부(231) 내에 부착 고정된다.

이때 상기 중계부(23) 뿐만 아니라 상기 중계부(23)와 일체로 형성되어 상기 아우터몰드(20)를 이루고 있는 대응스커트(21), 분사가이드(22) 및 베이스(24) 또한 피자성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형용 금형은

외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 필터유닛(40)에 의해 필터링 된 후 상기 토출부(F3)를 통해 상기 이너몰드(30) 측으로 분사되며,

상기 링몰드(10)의 환형체(11) 및 스커트(12) 내부로 유입된 용탕이 상기 이너몰드(30)의 연속주조홀을 거치면서 응고된다.

한편, 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형용 금형은 용탕으로 하여금 상기 이너몰드(30)의 연속주조홀 측으로 인입되도록 안내하기 위한 가이드블록(50)을 더 포함하는데,

상기 가이드블록(50)은

도 1에 도시된 바와 같이,

측부의 일부가 절개되어 용탕인입구(51)가 마련되고 하방으로 용탕배출구(52)가 마련되는 원통 형상으로서 내화성 세라믹에 의해 제조되어 이루어지며, 상기 링몰드(10)의 환형체(11) 상부에 안착되며, 별도의 볼트 등에 의해 상기 링몰드(10)의 환형체(11)에 고정 설치된다.

이때 상기 가이드블록(50)은 다수의 판재 세라믹판을 상하 적층시킨 구조로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 이너몰드(30) 하부에 볼트 결합된 승강플레이트(1) 하강 시 상기 이너몰드(30)는 냉각된 잉곳(ingot)을 떠받히며 하강하게 되고,

상기 링몰드(10)의 스커트(12) 내주면에 라이닝과 같이 끼워져 설치되는 카본링(13)은 주조 중에 가스와 오일을 공급하게 되며,

냉각수는 상기 아우터몰드(20)에 설치되는 프레임 형태의 샤워박스 등을 통해 공급된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 링몰드
11 : 환형체
12 : 스커트
121 : 환형플레이트
122 : 유통공
13 : 카본링
20 : 아우터몰드
21 : 대응스커트
22 : 분사가이드
23 : 중계부
231 : 개구부
24 : 베이스
30 : 이너몰드
40 : 필터유닛
41 : 링바디
411 : 자성체
42 : 유통홀
50 : 가이드블록
51 : 용탕인입구
52 : 용탕배출구

Claims (3)

1. 환형체(11), 그리고 상기 환형체(11) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트(12)를 포함하는 링몰드(10);
   상기 링몰드(10)의 스커트(12)를 이격되게 감싸 토출유로(F1)를 형성하면서 상기 환형체(11) 하부로부터 이격됨에 따라 인입유로(F2)를 형성하는 대응스커트(21), 상기 대응스커트(21) 하부 둘레를 따라 내측으로 연장되되 상기 스커트(12) 단부(端部)와 인접하게 연장되어 하방 경사형 토출 방향을 갖는 냉각수 토출부(F3)를 형성하는 분사가이드(22), 상기 대응스커트(21) 하부 둘레를 따라 외측으로 하방 경사지게 연장되는 중계부(23), 그리고 상기 중계부(23) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 베이스(24)를 포함하는 아우터몰드(20);
   상기 링몰드(10)의 스커트(12)와 상기 아우터몰드(20)의 베이스(24) 내부에 배치되고 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드(30); 및
   상기 링몰드(10)의 환형체(11)와 상기 아우터몰드(20)의 중계부(23)에 개재(介在)되되 상기 대응스커트(21)를 이격되게 감싸도록 개재되는 링바디(41), 그리고 상기 링바디(41) 전면(全面)에 형성되는 다수의 냉각수 유통홀(42)을 포함하는 필터유닛(40);
   을 포함하여 이루어져,
   외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 필터유닛(40)에 의해 필터링 된 후 상기 토출부(F3)를 통해 상기 이너몰드(30) 측으로 분사되며, 상기 링몰드(10)의 환형체(11) 및 스커트(12) 내부로 유입된 용탕이 상기 이너몰드(30)의 연속주조홀을 거치면서 응고되는 것을 특징으로 하는 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 아우터몰드(20)의 중계부(23) 외벽에는 상기 필터유닛(40)의 링바디(41) 삽입을 위한 상방 개구(開口)부(231)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 필터유닛(40)의 링바디(41)는 이의 하단 둘레를 따라 자성체(411)가 구비되고,
   상기 아우터몰드(20)의 중계부(23)는 인력(引力)에 의해 상기 자성체(411)와 상호 부착되는 피자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형.

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