KR101564661B1 - Apparatus and method for manufacturing aluminium alloy ingot - Google Patents

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Abstract

알루미늄 합금 잉곳의 제조방법은 제1용해로에서 알루미늄 용탕을 형성하고, 제1용해로의 알루미늄 용탕을 제2용해로에 출탕하고, 제2용해로에서 합금 첨가물을 추가하여 알루미늄 합금 용탕을 형성하고, 제2용해로에서 알루미늄 합금 용탕의 탈가스 및 교반하고, 제2용해로에서 탈가스화가 처리된 알루미늄 용탕을 안정화 한 다음에 잉곳 주조 틀에 출탕한다.   A method of producing an aluminum alloy ingot includes the steps of forming an aluminum molten metal in a first melting furnace, casting aluminum molten metal in a first melting furnace in a second melting furnace, adding an alloy addition product in a second melting furnace to form an aluminum alloy molten metal, Degassing and stirring the molten aluminum alloy in the second melting furnace, stabilizing the degassed molten aluminum in the second melting furnace, and then tapping the ingot casting mold.

Description

알루미늄 합금 잉곳 제조장치 및 그 제조방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING ALUMINIUM ALLOY INGOT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus,

본 발명은 알루미늄 합금 잉곳 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히 다이캐스팅 및 아노다이징을 수행하는 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an apparatus and a method for manufacturing an aluminum alloy ingot that performs die casting and anodizing.

최근, 전자 통신 산업의 발달로 인해 휴대용 전자장치, 예컨대 개인이 휴대할 수 있는 휴대폰, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 정보 단말기 등이 널리 보급되고 있다. 이와 같은 휴대용 전자장치들은 제품의 경박단소 디자인 경쟁으로 케이스, 프레임, 브래킷 등과 같은 내, 외장재들의 고급화에 관심이 고조되고 있는 추세에 있다. BACKGROUND ART [0002] With the recent development of the electronic communication industry, portable electronic devices, for example, portable information terminals such as mobile phones, notebooks, and PDAs that can be carried by individuals are widely spreading. Such portable electronic devices are becoming increasingly interested in the upgrading of interior and exterior materials such as cases, frames, brackets, and the like due to competition of light and small size designs of products.

최근에 휴대용 전자장치의 외장재로 박형의 다이캐스팅 알루미늄 합금 케이스가 연구 개발되고 있다. 다이캐스팅 알루미늄 합금 케이스는 표면양극산화(anodizing) 후 착색공정에 의해 도색 공정 없이 다양한 색상을 표현할 수 있다. 다이캐스팅 알루미늄 합금 케이스의 표면 광택과 색상의 고품질은 알루미늄 합금 조성비에 의해 크게 영향을 받는다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, a thin die-cast aluminum alloy casing has been researched and developed as a casing of a portable electronic device. Die casting aluminum alloy case can express various colors without coloring process by coloring process after surface anodizing. The surface gloss and color quality of the die cast aluminum alloy case are greatly affected by the aluminum alloy composition ratio.

따라서 우수한 광택과 색상을 표현하기 위해서는 알루미늄 합금의 조성비 관리가 매우 중요하다. Therefore, it is very important to control the composition ratio of aluminum alloy in order to express excellent gloss and color.

통상적으로 다이캐스팅 휴대용 전자장치의 외장 케이스의 제조과정은 알루미늄 합금 용해공정, 다이캐스팅 공정, 아노다이징 공정, 착색공정으로 이루어진다.Typically, the manufacturing process of the outer case of the die-casting portable electronic device comprises an aluminum alloy melting process, a die casting process, an anodizing process, and a coloring process.

여기서 알루미늄 합금 용해공정은 알루미늄과 합금 첨가물을 전기로에서 용해시켜 알루미늄 합금 용탕을 형성하고 형성된 알루미늄 합금 용탕을 다이캐스팅 주조 틀에 고압 고속으로 주입하여 외장 케이스의 모체를 형성한다. Here, in the aluminum alloy melting process, aluminum and alloy additives are dissolved in an electric furnace to form an aluminum alloy melt, and the formed aluminum alloy melt is injected into a die casting mold at a high pressure and a high speed to form a matrix of an outer case.

이와 같은 종래의 알루미늄 합금 용해공정은 많은 시간과 에너지를 소모할 뿐만 아니라 다양한 합금 조성비 컨트롤이 곤란하고 생산성이 떨어지는 문제가 있었다. The conventional aluminum alloy melting process consumes a lot of time and energy, and it is difficult to control various alloy composition ratios and productivity is low.

다른 방식으로는 알루미늄 잉곳 생상공장에서 대용량의 용해로에서 미리 알루미늄 합금을 혼합하여 알루미늄 합금 잉곳을 제조하고 이를 다이캐스팅용 보존로에서 다시 용해시켜서 사용하는 방식이 있을 수 있다. 이 방식의 경우에는 대용량의 용해로에서 합금 첨가물을 혼합하기 때문에 다수의 알루미늄 합금 잉곳의 조성 성분의 균일성을 보장하기 곤란하다. Alternatively, there may be a method in which an aluminum alloy ingot is prepared by previously mixing an aluminum alloy in a large-capacity melting furnace at an aluminum ingot production factory and then dissolving it in a preserving furnace for die casting. In this case, since the alloy additive is mixed in a large-capacity melting furnace, it is difficult to ensure the uniformity of the compositional components of many aluminum alloy ingots.

공개특허 제10-2011-0111486호Published Patent No. 10-2011-0111486 공개특허 제10-2010-0136615호Published Patent No. 10-2010-0136615 공개특허 제10-2010-0014505호Published Patent No. 10-2010-0014505 공개특허 제10-2008-0078658호Published Patent No. 10-2008-0078658

이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 합금 조성성분의 균일화 컨트롤이 용이하고 다조성비 알루미늄 합금 잉곳을 생산할 수 있는 알루미늄 합금 잉곳 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus and method of manufacturing an aluminum alloy ingot which can easily control uniformity of an alloy composition and produce an aluminum alloy ingot with a high composition ratio.

본 발명의 다른 목적은 에너지 사용의 효율화로 에너지 절감효과를 획득할 수 있는 알루미늄 합금 잉곳 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof capable of obtaining an energy saving effect by efficient use of energy.

본 발명의 또 다른 목적은 반자동 또는 전자동으로 연속 생산이 가능한 알루미늄 합금 잉곳 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. It is still another object of the present invention to provide an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus which can be continuously produced semi-automatically or automatically, and a manufacturing method thereof.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 알루미늄 합금 잉곳의 제조방법은 제1용해로에서 알루미늄 용탕을 형성하고, 제1용해로의 알루미늄 용탕을 제2용해로에 출탕하고, 제2용해로에서 합금 첨가물을 추가하여 알루미늄 합금 용탕을 형성하고, 제2용해로에서 알루미늄 합금 용탕의 탈가스 및 교반하고, 제2용해로에서 탈가스화가 처리된 알루미늄 용탕을 안정화 한 다음에 잉곳 주조 틀에 출탕하는 것을 특징으로 한다. A method of manufacturing an aluminum alloy ingot according to an embodiment for realizing the object of the present invention is characterized in that an aluminum molten metal is formed in a first melting furnace, molten aluminum is melted in a second melting furnace, Adding an additive to form an aluminum alloy melt, degassing and stirring the molten aluminum alloy in the second melting furnace, stabilizing the molten aluminum after degassing in the second melting furnace, and then tapping the molten aluminum melt in the ingot casting mold do.

실시예에서 제2용해로는 적어도 1톤 미만의 소용량이고, 제1용해로는 제2용해로의 배 이상의 대용량인 것이 바람직하다. 그 이유는 알루미늄과 합금 첨가물의 균일한 혼합이 대용량의 제1용해로 보다는 소용량의 제2용해로에서 더 잘 이루어지기 때문이다. In the embodiment, it is preferable that the second melting furnace has a small capacity of less than 1 ton and the first melting furnace has a large capacity larger than that of the second melting furnace. This is because uniform mixing of aluminum and alloy additives is better in the second melting furnace of small capacity than in the first melting furnace of large capacity.

실시예에서 제2용해로는 평균 섭씨 750도의 용융 온도를 유지하는 전기로이고 제1용해로는 평균 섭씨 800도의 용융 온도를 유지하는 반사로로 구성하는 것이 에너지 사용의 효율성 면에서 유리하다. In the embodiment, the second melting furnace is an electric furnace that maintains a melting temperature of 750 degrees Celsius, and the first melting furnace has a reflecting furnace that maintains a melting temperature of 800 degrees Celsius.

실시예에서 제2용해로는 적어도 2개 이상의 동일 용량의 전기로들을 포함하고, 적어도 2개 이상의 전기로들 각각은 동시간대에 합금 용융단계, 탈가스 및 교반 단계 또는 출탕 단계 중 서로 다른 단계를 시차적으로 수행하는 것이 다조성비의 알루미늄 합금 잉곳의 생산을 가능하게 하고 생산효율을 향상시킬 수 있다. In an embodiment, the second melting furnace includes at least two or more electric furnaces of the same capacity, and each of the at least two electric furnaces is provided with different stages of the alloy melting step, the degassing and stirring step or the tapping step at the same time Thereby making it possible to produce an aluminum alloy ingot having a multi-composition ratio and to improve production efficiency.

실시예에서 적어도 2개 이상의 전기로들 중 하나의 전기로에서 합금 용융단계를 수행하는 동안 나머지 다른 전기로들에서는 탈가스 및 교반 단계와 출탕 단계를 수행하는 것이 잉곳 생산효율을 향상시킬 수 있다. In the embodiment, it is possible to improve the ingot production efficiency by performing the degassing, stirring, and tapping steps in the other electric furnaces while performing the alloy melting step in one of the at least two electric furnaces.

실시예에서 적어도 2개 이상의 전기로들 각각은 서로 다른 합금 첨가물을 추가하는 것이 다조성비의 잉곳 생산을 가능하게 한다. In an embodiment, each of the at least two electric furnaces each include a different alloy additive, which enables ingot production with a multi-composition ratio.

실시예에서 합금 첨가물은 Mn 1.0 내지 5.0중량%, Zn 0.5 내지 1.5중량%, Zr 1.0 내지 2.0중량%, Cu 0.5 내지 1.5중량% 을 포함하는 것이 다이캐스팅 공정 및 양극산화 공정시 고품질의 제품생산에 기여한다. 여기서 합금 첨가물은 Si 0.1 내지 0.6중량%, Fe 0.5 내지 1.5중량%, Ni 2 중량% 이하, Mg 0.5 내지 1중량%, Ti 0.3 내지 0.7중량% 을 더 포함하는 것이 바람직하다. In the examples, the alloy additive contains 1.0 to 5.0% by weight of Mn, 0.5 to 1.5% by weight of Zn, 1.0 to 2.0% by weight of Zr and 0.5 to 1.5% by weight of Cu, contributing to the production of high quality products in the die- do. The alloy additive preferably further comprises 0.1 to 0.6% by weight of Si, 0.5 to 1.5% by weight of Fe, 2% by weight or less of Ni, 0.5 to 1% by weight of Mg and 0.3 to 0.7% by weight of Ti.

본 발명의 일실시예인 알루미늄 합금 잉곳 제조장치는 알루미늄 용탕을 형성하기 위한 대용량의 알루미늄 용해로와, 하나의 턴테이블 상에 3개의 전기로를 구비하고, 알루미늄 용해로로부터 출탕된 알루미늄 용탕을 3개의 전기로 각각에 순차적으로 공급받고, 각 전기로들에 합금 첨가물을 추가하여 알루미늄 합금 용탕을 형성하는 소용량의 합금 용해로와, 3개의 전기로 중 어느 하나로부터 알루미늄 합금 용탕을 떠서 복수의 알루미늄 합금 잉곳 주형에 붓기 위한 레이들 머신과, 복수의 알루미늄 합금 잉곳 주형들이 무한궤도에 장착되어 알루미늄 합금 잉곳을 이송하기 위한 이송장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조는 잉곳 연속생산을 위한 반자동 또는 전자동화 설비의 구현을 가능하케 하여 생산성 향상에 기여할 수 있다. An aluminum alloy ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a large-capacity aluminum melting furnace for forming molten aluminum and three electric furnaces on one turntable. The molten aluminum from the aluminum melting furnace is supplied to three electric furnaces A small-capacity alloy melting furnace which is sequentially supplied with aluminum alloy melt by adding an alloy additive to each of the electric furnaces, and a ladle furnace for pouring the aluminum alloy melt from one of the three electric furnaces into a plurality of aluminum alloy ingot molds, And a transfer device for transferring the aluminum alloy ingot by mounting a plurality of aluminum alloy ingot molds on an endless track. Such a structure enables the realization of a semiautomatic or electromechanical plant for continuous ingot production and contributes to productivity improvement.

실시예의 제조 장치는 3개의 전기로들 중 어느 하나에 탈가스 및 교반 머신이 결합되는 것이 바람직하다. In the manufacturing apparatus of the embodiment, it is preferable that a degassing and stirring machine is coupled to one of the three electric furnaces.

본 발명에 따르면, 알루미늄 합금 잉곳 제조방법 및 장치는 대용량의 용해로에서 연속적으로 알루미늄의 용탕을 생성하고 생성된 용탕을 소용량의 전기로로 출탕하여 여기서 합금 첨가물을 추가하여 알루미늄 합금 용탕을 형성하므로 합금 조성비의 균일한 분포 상태를 형성할 수 있으므로 후 공정에서 우수한 외장재의 장식성 표면효과, 즉 광택과 색상의 고품질을 획득할 수 있다. According to the present invention, an aluminum alloy ingot manufacturing method and apparatus are capable of continuously producing molten aluminum in a melting furnace of a large capacity and tapping the produced molten metal into a small-capacity electric furnace to add an alloy additive therein to form an aluminum alloy melt, It is possible to obtain an ornamental surface effect of excellent exterior material in a post-process, that is, high quality of gloss and color.

또한 조성비 컨트롤이 용이하므로 다조성비를 가진 소량 다품종의 잉곳 생산이 가능하며 반자동 및 전자동화가 가능하여 생산성 향상 및 에너지 절감효과를 획득할 수 있다. In addition, since it is easy to control the composition ratio, it is possible to produce a small variety of ingot with a multi-composition ratio, and it is possible to achieve productivity improvement and energy saving effect by enabling semi-

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 평면도.
도 2 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 측면도.
도 3은 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 제1용해로의 바람직한 일 실시예의 외관 사시도.
도 4는 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 바림직한 일시시예의 운전 타이밍도. 1 is a plan view of an apparatus for producing an aluminum alloy ingot according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view of an apparatus for producing an aluminum alloy ingot of Fig. 1; Fig.
Fig. 3 is an external perspective view of a preferred embodiment of the first melting furnace of the aluminum alloy ingot manufacturing apparatus of Fig. 1; Fig.
Fig. 4 is a timing chart showing the operation timing of the aluminum alloy ingot manufacturing apparatus shown in Fig.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 평면도이고, 도 2 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 측면도이고, 도 3은 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 제1용해로의 바람직한 일 실시예의 외관 사시도이다.  FIG. 1 is a plan view of an apparatus for producing an aluminum alloy ingot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the apparatus for manufacturing an aluminum alloy ingot of FIG. 1, 1 is a perspective view of a preferred embodiment of a melting furnace.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예인 알루미늄 합금 잉곳 제조장치(100)는 알루미늄 용해로(110), 합금 용해로(120), 레이들 머신(130), 이송장치(140)를 포함한다. Referring to the drawings, an aluminum alloy ingot manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an aluminum melting furnace 110, an alloy melting furnace 120, a ladle machine 130, and a feeder 140.

도 3을 참조하면, 알루미늄 용해로(110)는 알루미늄 용탕을 형성하기 위한 대용량, 예컨대 1톤 이상 바람직하기로는 2.5톤의 용량을 가진 반사로(111)를 포함한다. 알루미늄 용해로(110)는 LNG 가스버너(114)를 사용하여 노(111) 내의 온도를 평균 섭씨 800도(~최대 섭씨 850도) 이상으로 가열하여 99.9%의 알루미늄 잉곳을 용융해서 알루미늄 용탕을 형성한다. 형성된 알루미늄 용탕은 출탕구(113)에 연결된 출탕관(112)을 통해 합금 용해로(120)로 낙하된다. 알루미늄 잉곳은 엘리베이터(116)를 통해 노(111)의 잉곳 투입구(115)를 통해 노(111) 내부로 투입된다. Referring to FIG. 3, the aluminum melting furnace 110 includes a reflection furnace 111 having a large capacity for forming aluminum molten metal, for example, a capacity of 1 ton or more, and preferably 2.5 ton. The aluminum melting furnace 110 uses an LNG gas burner 114 to heat the inside of the furnace 111 to an average temperature of 800 degrees Celsius or more (up to 850 degrees Celsius) to melt an aluminum ingot of 99.9 percent to form a molten aluminum . The formed molten aluminum is dropped onto the alloy melting furnace 120 through the outlet pipe 112 connected to the tapping tunnel 113. The aluminum ingot is injected into the furnace 111 through the elevator 116 through the ingot inlet 115 of the furnace 111.

합금 용해로(120)는 하나의 턴테이블(122) 상에 3개의 전기로들(EF1, EF2, EF3)이 탑재된다. 전기로들(EF1, EF2, EF3)은 턴테이블(122) 회전에 의해 그 위치가 알루미늄 용탕 주입 위치(도 1의 EF1 위치), 탈가스 및 교반 위치(도 1의 EF2 위치), 안정화 및 잉곳 주조 출탕 위치(도 1의 EF3 위치)로 순환 이동된다. 전기로들(EF1, EF2, EF3) 각각은 소용량, 예컨대 650kg 용량을 가지며 예컨대 칸탈 AF 스트립 히터에 의해 평균 섭씨 750도(최대 섭씨 800도) 이상으로 가열하여 99.9%의 알루미늄 용탕 내에 합금 첨가물을 추가해서 소정의 합금 조성비를 가진 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. The alloy melting furnace 120 has three electric rods EF1, EF2 and EF3 mounted on one turntable 122. The electric furnaces EF1, EF2 and EF3 are rotated by the rotation of the turntable 122 to stabilize the position of the molten aluminum in the molten metal injection position (EF1 position in Fig. 1), degassing and stirring position (EF2 position in Fig. Position (position EF3 in Fig. 1). Each of the electric furnaces EF1, EF2 and EF3 has a small capacity, for example 650 kg capacity, and is heated, for example, by a Cantal AF strip heater at an average temperature of 750 degrees Celsius (maximum of 800 degrees Celsius) Thereby forming an aluminum alloy melt having a predetermined alloy composition ratio.

알루미늄 용탕 주입 위치(도 1의 EF1 위치)에서는 예컨대 500kg의 알루미늄 용탕이 주입된다. 여기에 합금 첨가물, 예컨대 Mn 1.0 내지 5.0중량%, Zn 0.5 내지 1.5중량%, Zr 1.0 내지 2.0중량%, Cu 0.5 내지 1.5중량%, Si 0.1 내지 0.6중량%, Fe 0.5 내지 1.5중량%, Ni 2 중량 % 이하, Mg 0.5 내지 1중량%, Ti 0.3 내지 0.7중량% 등을 추가한 다음에 섭씨 800도(최대 섭씨 850도) 이상으로 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 여기서 전기로들(EF1, EF2, EF3) 각각에 추가되는 합금 첨가물의 조성 성분은 잉곳 설계에 따라 동일하게 하거나 서로 다르게 할 수 있다. 여기서 합금 첨가물은 상술한 예시 조성성분들로 한정되는 것이 아니라 다양한 조성성분들, 예컨대 Co, Sr, V 등을 포함할 수도 있다. At the aluminum molten metal injection position (EF1 position in Fig. 1), for example, 500 kg of molten aluminum is injected. Wherein an alloy additive such as 1.0 to 5.0 wt% of Mn, 0.5 to 1.5 wt% of Zn, 1.0 to 2.0 wt% of Zr, 0.5 to 1.5 wt% of Cu, 0.1 to 0.6 wt% of Si, 0.5 to 1.5 wt% of Fe, Ni 2 0.5 to 1% by weight of Mg, 0.3 to 0.7% by weight of Ti, and the like, followed by heating to 800 DEG C or higher (850 DEG C or higher) to form an aluminum alloy melt. Here, the composition components of the alloy additions added to each of the electric furnaces EF1, EF2, and EF3 may be the same or different depending on the ingot design. Here, the alloy additive is not limited to the above-exemplified composition components but may include various composition components such as Co, Sr, V, and the like.

탈가스 및 교반 위치(도 1의 EF2 위치)에서는 전기로(EF2)는 탈가스 및 교반 머신(124)과 결합된다. 탈가스 공정은 용탕 중의 수소가스를 제거하는 공정이다. 수소가스는, 연료 중의 수소나 수분, 기타 유기물 등으로부터 발생한다. 수소가스가 많이 포함되어 있으면, 알루미늄 잉곳을 다이캐스팅 했을 때 핀홀(pin hole)의 원인이 되거나, 제품의 강도가 약해질 수 있다. 탈수소가스 공정에서 수소가스의 제거는 플럭싱, 염소정련, 또는 인라인 정련 등을 수행함으로써 바람직하게 수행할 수 있으나, 탈가스 및 교반 머신(124)에 스니프나 포러스 플러그를 수행하면, 보다 바람직하게 제거할 수 있다.In the degassing and agitation position (EF2 position in FIG. 1), the electric furnace EF2 is combined with the degassing and stirring machine 124. The degassing step is a step of removing hydrogen gas in the molten metal. Hydrogen gas is generated from hydrogen, water, and other organic substances in the fuel. When a large amount of hydrogen gas is contained, pin casting may occur in the aluminum ingot by die casting, or the strength of the product may be weakened. Removal of the hydrogen gas in the dehydrogenation gas process can be preferably performed by performing fluxing, chlorine refining, or in-line refining. However, when the degassing and stirring machine 124 is subjected to a sniff or porous plug, can do.

안정화 및 잉곳 주조 출탕 위치(도 1의 EF3 위치)에서는 교반된 용탕을 예컨대 20 내지 30분 정도 안정화시키고 주조에 가장 적합한 온도로 용탕을 보존 유지한다. In the stabilization and ingot casting position (EF3 position in FIG. 1), the stirred molten metal is stabilized for 20 to 30 minutes, for example, and the molten metal is stored and maintained at a temperature most suitable for casting.

레이들 머신(130)은 전기로(EF3)의 용탕을 예컨대 5kg 용량의 레이들(132)로 퍼서 이송장치(140)의 잉곳 주조 틀(142)에 부어 넣는 공정을 수행한다. 레이들 머신(130)은 전기로(EF3)의 표면을 덮고 있는 산화물을 레이들(132)의 외주면으로 밀어 내고 드러난 알루미늄 합금 용탕을 레이들(132) 내부에 담는다. 레이들(132)에 담겨진 알루미늄 합금 용탕은 깔대기 모양의 유도관(144)을 통해 잉곳 주조 틀(142)로 주입된다. The ladle machine 130 performs a process of pouring the molten metal in the electric furnace EF3 into the ingot casting mold 142 of the transfer device 140 by pouring the molten metal into the ladle 132 having a capacity of, for example, 5 kg. The ladle machine 130 pushes the oxide covering the surface of the electric furnace EF3 to the outer circumferential surface of the ladle 132 and stores the exposed aluminum alloy melt in the ladle 132. [ The molten aluminum alloy contained in the ladle 132 is injected into the ingot casting mold 142 through a funnel-shaped induction pipe 144.

이송장치(140)는 무한궤도에 복수의 잉곳 주조 틀(142)들이 장착되어 이송모터의 동작에 의해 일정 속도로 이송된다. 이송장치(140)의 이송 길이는 이송 도중에 자연냉각에 의해 잉곳 주조 틀(142) 내의 알루미늄 합금 잉곳이 냉각 응고될 정도의 길이를 가진다. 이송장치(140)의 종단에서 장방형의 5kg의 알루미늄 합금 잉곳이 획득된다. The transfer device 140 has a plurality of ingot casting molds 142 mounted on an endless track and is conveyed at a constant speed by the operation of the conveying motor. The conveying length of the conveying device 140 is long enough that the aluminum alloy ingot in the ingot casting mold 142 is cooled and solidified by natural cooling during the transfer. At the end of the transfer device 140, a rectangular 5 kg aluminum alloy ingot is obtained.

따라서 500kg 용탕으로 5kg 알루미늄 합금 잉곳 100개를 생산할 수 있다. Therefore, 500kg of molten metal can produce 100kg of 5kg aluminum alloy ingot.

여기서 수치는 일예를 나타낸 것이고 이에 한정되는 것이 아니다. 전기로의 용량과 잉곳 주조 틀(142)의 용량 설계변경에 의해 다양한 크기의 잉곳 제작이 가능하다. Here, the numerical values are illustrative and not restrictive. By varying the capacity of the electric furnace and the capacity design of the ingot casting mold 142, ingots of various sizes can be produced.

도 4는 도 1의 알루미늄 합금 잉곳의 제조장치의 바림직한 일시시예의 운전 타이밍도이다. Fig. 4 is a timing chart of operation of the instant embodiment of the aluminum alloy ingot manufacturing apparatus shown in Fig. 1; Fig.

도 4를을 참조하면, 시간 t0에서 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF1)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF1)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 시간 t1에서 턴테이블(122)을 1/3회전한 다음에 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF2)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF2)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 시간 t2에서 턴테이블(122)을 1/3회전한 다음에 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF3)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF3)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 4, at time t0, the molten aluminum is supplied to the electric furnace EF1 from the large reflection furnace 110 and the parent alloy is added to the molten aluminum in the electric furnace EF1 and heated to form an aluminum alloy Thereby forming a molten metal. At the time t1, the turntable 122 is rotated 1/3 and then the molten aluminum is introduced into the electric furnace EF2 from the large reflecting furnace 110 and the mother alloy, that is, the alloy additive is added into the molten aluminum of the electric furnace EF2 And then heated to form an aluminum alloy melt. At the time t2, the turntable 122 is rotated 1/3 and then the molten aluminum is introduced into the electric furnace EF3 from the large reflecting furnace 110 and the mother alloy, that is, the alloy additive is added into the molten aluminum of the electric furnace EF3 And then heated to form an aluminum alloy melt.

시간 t3에서 턴테이블(122)을 회전시켜 전기로(EF1)의 위치를 탈가스 교반위치로 위치시킨 다음에 탈가스 처리머신(124)으로 전기로(EF1) 내의 알루미늄 합금 용탕으로부터 수소를 제거하고 교반시킨다. At the time t3, the turntable 122 is rotated to place the position of the electric furnace EF1 at the degassing agitation position, and then the degassing machine 124 removes hydrogen from the aluminum alloy melt in the electric furnace EF1, .

시간 t4에서 턴테이블(122)을 회전시켜 전기로(EF1)의 위치를 주조위치로 위치시킨 다음에 레이들 머신(130)을 사용하여 잉곳 주조 틀(142)에 알루미늄 합금 용탕을 부어 합금 잉곳을 주조한다. 주조된 알루미늄 합금 잉곳은 잉곳 주조 틀(142)에 담겨진 상태로 이송장치(140)를 통해 이송된다. 동시에 탈가스 처리머신(124)으로 전기로(EF2) 내의 알루미늄 합금 용탕으로부터 수소를 제거하고 교반시킨다. 전기로(EF3)에서는 알루미늄 합금 용해공정을 계속 유지한다. The turntable 122 is rotated at time t4 to position the electric furnace EF1 at the casting position and then pouring the aluminum alloy melt into the ingot casting mold 142 using the ladle machine 130 to cast the alloy ingot do. The cast aluminum alloy ingot is conveyed through the conveying device 140 while being contained in the ingot casting frame 142. At the same time, the degassing machine 124 removes hydrogen from the molten aluminum alloy in the electric furnace EF2 and stirs it. In the electric furnace (EF3), the aluminum alloy melting process is maintained.

시간 t5에서 턴테이블(122)을 1/3 회전시켜 전기로(EF1)의 위치를 용해위치로 위치시킨 다음에 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF1)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF1)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 동시에 주조위치에 위치한 전기로(EF2)에서는 레이들 머신(130)을 사용하여 잉곳 주조 틀(142)에 알루미늄 합금 용탕을 부어 합금 잉곳을 주조한다. 주조된 알루미늄 합금 잉곳은 잉곳 주조 틀(142)에 담겨진 상태로 이송장치(140)를 통해 이송된다. 또한 탈가스 처리머신(124)으로 전기로(EF3) 내의 알루미늄 합금 용탕으로부터 수소를 제거하고 교반시킨다. The turntable 122 is rotated 1/3 to move the position of the electric furnace EF1 to the melting position at time t5 and then the molten aluminum is discharged from the large reflecting furnace 110 to the electric furnace EF1, ) Is added to the molten aluminum in the molten aluminum, that is, the alloy additive is added and heated to form the molten aluminum alloy. At the same time, in the electric furnace EF2 located at the casting position, an aluminum alloy melt is poured into the ingot casting mold 142 using the ladle machine 130 to cast an alloy ingot. The cast aluminum alloy ingot is conveyed through the conveying device 140 while being contained in the ingot casting frame 142. Further, hydrogen is removed from the molten aluminum alloy in the electric furnace EF3 by the degassing machine 124 and stirred.

시간 t6에서 턴테이블(122)을 1/3 회전시켜 전기로(EF2)의 위치를 용해위치로 위치시킨 다음에 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF2)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF2)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 동시에 주조위치에 위치한 전기로(EF3)에서는 레이들 머신(130)을 사용하여 잉곳 주조 틀(142)에 알루미늄 합금 용탕을 부어 합금 잉곳을 주조한다. 주조된 알루미늄 합금 잉곳은 잉곳 주조 틀(142)에 담겨진 상태로 이송장치(140)를 통해 이송된다. 전기로(EF1)에서는 알루미늄 합금 용해공정을 계속 유지한다. The turntable 122 is rotated 1/3 at time t6 to position the electric furnace EF2 at the melting position and then the molten aluminum is discharged from the large reflection furnace 110 to the electric furnace EF2 and the electric furnace EF2 ) Is added to the molten aluminum in the molten aluminum, that is, the alloy additive is added and heated to form the molten aluminum alloy. At the same time, in the electric furnace EF3 located at the casting position, an aluminum alloy melt is poured into the ingot casting mold 142 using the ladle machine 130 to cast an alloy ingot. The cast aluminum alloy ingot is conveyed through the conveying device 140 while being contained in the ingot casting frame 142. In the electric furnace (EF1), the aluminum alloy melting process is maintained.

시간 t7에서 턴테이블(122)을 1/3 회전시켜 전기로(EF3)의 위치를 용해위치로 위치시킨 다음에 대형 반사로(110)로부터 전기로(EF3)에 알루미늄 용탕을 출탕하고 전기로(EF3)의 알루미늄 용탕 속에 모합금, 즉 합금 첨가물을 추가하고 가열하여 알루미늄 합금 용탕을 형성한다. 전기로(EF1, EF2)에서는 알루미늄 합금 용해공정을 계속 유지한다. The turntable 122 is rotated 1/3 at time t7 to position the electric furnace EF3 at the melting position and then the molten aluminum is discharged from the large reflection furnace 110 to the electric furnace EF3, ) Is added to the molten aluminum in the molten aluminum, that is, the alloy additive is added and heated to form the molten aluminum alloy. In the electric furnaces EF1 and EF2, the aluminum alloy melting process is maintained.

이와 같이 시간 t0에서부터 t7까지 1사이클 동안 알루미늄 합금 잉곳이 순차적으로 제조된다. 바람직하기로는 합금 용해 공정을 3시간, 주조 및 탈가스 공정을 각각 1시간으로 컨트롤하여 하루 24시간동안 4사이클 제조공정이 가능하다. Thus, aluminum alloy ingots are sequentially manufactured for one cycle from time t0 to t7. Preferably, the alloy melting process is controlled for 3 hours, the casting and degassing process is controlled for 1 hour, and the 4-cycle production process is possible for 24 hours a day.

1사이클당 1.5톤, 즉 알루미늄 합금 잉곳 생산이 가능하므로 1일 6톤의 알루미늄 합금 잉곳 생산이 연속적으로 제조 가능하다. 1.5 tons per cycle, that is, aluminum alloy ingot production is possible, so it is possible to continuously produce 6 tons of aluminum alloy ingot per day.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예에 따르면, 알루미늄 합금 잉곳을 연속 생산이 가능하고 3개의 전기로를 사용함으로써 동시 연속 공정에서 서로 다른 합금 조성비를 가진 알루미늄 합금 잉곳 생산이 가능하므로 다 조성비의 잉곳 생산이 가능하므로 수요에 따른 다품종 소량 생산을 연속공정으로 생산할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention described above, since aluminum alloy ingots can be continuously produced and three electric furnaces can be used, it is possible to produce aluminum alloy ingots having different alloy composition ratios in the simultaneous continuous process, Therefore, it is possible to produce a small quantity of various kinds of products according to demand in a continuous process, which can greatly improve the productivity.

본 발명은 각종 알루미늄 합금 잉곳을 연속공정에 의해 다품종 소량 생산이 가능하다. 따라서 다양한 조성비를 가진 알루미늄 합금 잉곳을 효율적으로 공급할 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes it possible to produce various kinds of aluminum alloy ingots in a small quantity by a continuous process. Therefore, aluminum alloy ingots having various composition ratios can be efficiently supplied.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 알루미늄 용탕을 형성하기 위한 알루미늄 용해로;
하나의 턴테이블 상에 3개의 전기로를 구비하고, 상기 알루미늄 용해로로부터 출탕된 알루미늄 용탕을 상기 3개의 전기로 각각에 순차적으로 공급받고, 각 전기로들에 합금 첨가물을 추가하여 알루미늄 합금 용탕을 형성하는 합금 용해로;
상기 3개의 전기로 중 어느 하나로부터 알루미늄 합금 용탕을 떠서 복수의 알루미늄 합금 잉곳 주조 틀에 붓기 위한 레이들 머신; 및
상기 복수의 알루미늄 합금 잉곳 주형들이 무한궤도에 장착되어 알루미늄 합금 잉곳을 이송하기 위한 이송장치를 구비하고,
상기 3개의 전기로들 중 하나는 합금 용융 공정을 수행하고 나머지 전기로들은 탈가스 및 교반 공정과 출탕 공정 중 어느 하나의 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 잉곳 제조장치.An aluminum melting furnace for forming molten aluminum;
An alloy melting furnace having three electric furnaces on one turntable and sequentially supplying molten aluminum molten from the aluminum melting furnace to each of the three electric furnaces and adding an alloy additive to each electric furnace to form an aluminum alloy melt, ;
A ladle machine for pouring the aluminum alloy melt from one of the three electric furnaces into a plurality of aluminum alloy ingot casting molds; And
And a transfer device for transferring the aluminum alloy ingot, wherein the plurality of aluminum alloy ingot molds are mounted on an endless track,
Wherein one of the three electric furnaces performs an alloy melting process and the other electric furnaces perform a degassing, stirring, and tapping process. 제9항에 있어서, 상기 제조장치는
상기 3개의 전기로들 중 어느 하나에 탈가스 및 교반 머신이 결합된 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 잉곳 제조장치.10. The apparatus according to claim 9, wherein the manufacturing apparatus
And a degassing and stirring machine is coupled to any one of the three electric furnaces. 제9항에 있어서, 상기 제조장치는
상기 3개의 전기로들 각각에 추가되는 합금 첨가물은 서로 다른 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 잉곳 제조장치.10. The apparatus according to claim 9, wherein the manufacturing apparatus
And the alloy additions added to each of the three electric rods are different from each other. 삭제delete
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