KR101647313B1

KR101647313B1 - 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형

Info

Publication number: KR101647313B1
Application number: KR1020150097591A
Authority: KR
Inventors: 윤서구
Original assignee: 윤서구
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-08-10

Abstract

본 발명은 알루미늄 코어를 성형하기 위한 연속 주조 시, 코어 표면에 스크래치 등의 표면 손상을 가져오는 요소를 제거하고, 또 이를 방지하여 코어 품질 향상 및 불량률을 최소화할 수 있는 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형에 관한 것이다.
이를 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형은, 내부 둘레를 따라 단턱부를 갖는 환형체, 그리고 상기 환형체의 단턱부 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트를 포함하는 링몰드; 상기 링몰드 하부 측에 설치되고, 상하로 속이 빈 구조의 원통형 아우터몰드; 상기 링몰드의 스커트와 상기 아우터몰드 내부에 배치되고, 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드; 상기 이너몰드 측으로의 냉각수 공급용 분사유닛; 상기 링몰드에서 상기 환형체의 단턱부에 안착되고, 내부에 상하 관통형 용탕출구를 갖는 바텀블록; 상기 링몰드의 스커트 내부 둘레를 따라 장착되고 상하로 속이 빈 구조의 카본링; 및 상기 이너몰드의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 카본링 내부 상단 둘레를 따라 공기층을 형성하기 위한 에어포켓형성수단;을 포함하여 이루어지도록 구현한다.

Description

알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형{MOLD FOR ALUMINUM-CORE FORMING}

본 발명은 연속 주조 시, 이물질이 끼거나 고착되기 쉬운 영역에 별도의 에어포켓을 형성하여 방지함으로서, 주조 품질 향상 및 불량률을 대폭 낮출 수 있는 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형에 관한 기술이다.

연속 주조용 금형에 관한 기술로는,

대한민국특허등록 제10-1529548호(2015.06.11.등록, 이하 '선행기술'이라고 함) 『냉각 및 필터 시스템을 갖춘 알루미늄 코어 성형용 금형』이 제시되어 있는바,

상기 선행기술은 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 기술이다.

본 발명은 연속 주조 시, 이물질이 끼거나 고착되기 쉬운 영역에 별도의 에어포켓을 형성하여 방지하고, 이 에어포켓의 구조를 다양하게 구현하여 에어포켓의 형성 공간 및 정체 시간을 확보하는데 기여할 수 있는 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형은,

내부 둘레를 따라 단턱부를 갖는 환형체, 그리고 상기 환형체의 단턱부 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트를 포함하는 링몰드;

상기 링몰드 하부 측에 설치되고, 상하로 속이 빈 구조의 원통형 아우터몰드;

상기 링몰드의 스커트와 상기 아우터몰드 내부에 배치되고, 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드;

상기 이너몰드 측으로의 냉각수 공급용 분사유닛;

상기 링몰드에서 상기 환형체의 단턱부에 안착되고, 내부에 상하 관통형 용탕출구를 갖는 바텀블록;

상기 링몰드의 스커트 내부 둘레를 따라 장착되고 상하로 속이 빈 구조의 카본링; 및

상기 이너몰드의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 카본링 내부 상단 둘레를 따라 공기층을 형성하기 위한 에어포켓형성수단;

을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형은,

다양한 구현예의 에어포켓형성수단에 의해 형성된 공기층은 이너몰드의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 공기층이 형성되는 영역에 이물질이 끼거나 고착되어 손상되는 것을 방지할 수 있기 때문에 주조 물품의 품질 향상에 기여할 수 있고, 불량률을 최대한 낮출 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 구현예의 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형을 나타낸 단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 제2 구현예의 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형을 나타낸 단면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 제3 구현예의 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형을 나타낸 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 제4 구현예의 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형을 나타낸 단면 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 가이드블록 측을 상부 또는 상방, 이너몰드 측을 하부 또는 하방이라고 방향을 특정하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형은,

크게 링몰드(10), 아우터몰드(20), 이너몰드(30), 분사유닛(40), 바텀블록(50), 카본링(60) 및 에어포켓형성수단(70)으로 이루어진다.

각 구성에 대해 살펴보면,

링몰드(10)는

도 1에 도시된 바와 같이,

내부 둘레를 따라 단턱부(111)를 갖고 상하로 속이 빈 구조의 환형체(11), 그리고

상기 환형체(11)의 단턱부(111) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트(12)

를 포함하여 이루어진다.

아우터몰드(20)는

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 링몰드(10) 하부 측에 설치되는 것으로,

상하 속이 빈 구조의 아우터바디(21),

상기 아우터바디(21) 상부 둘레를 따라 상방으로 연장되어 상기 스커트(12)를 이격되게 감싸는 대응스커트(22), 그리고

상기 아우터바디(21) 상부 둘레를 따라 내측으로 연장되어 상기 링몰드(10)의 스커트(12) 단부를 받치게 되는 지지턱(23)

을 포함하여 원통형 구조로 이루어진다.

이너몰드(30)는

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 링몰드(10)의 스커트(12)와 상기 아우터몰드(20) 내부에 배치되고, 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 구조로 이루어진다.

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

분사유닛(40)은

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 이너몰드(30) 측으로의 냉각수를 공급(분사)하기 위한 것으로,

상기 대응스커트(22)가 상기 링몰드(10)의 스커트(12)를 이격되게 감싸면서 상기 스커트(12)와의 사이에 형성되는 토출유로(F1),

상기 대응스커트(22)가 상기 환형체(11) 하부로부터 이격됨에 따라 상기 환형체(11)와의 사이에 형성되는 인입유로(F2), 그리고

상기 스커트(12) 단부에 상기 이너몰드(30) 측을 향해 경사진 방향으로 관통 형성되는 토출부(F3)

를 포함하여 이루어진다.

따라서 외부로부터 공급되는 냉각수는 상기 인입유로(F2)를 거쳐 상기 토출유로(F1)를 지나 상기 토출부(F3)를 통해 상기 이너몰드(30) 측으로 분사된다.

냉각수는 상기 아우터몰드(20)에 설치되는 프레임 형태의 샤워박스 등으로부터 공급받게 된다.

바텀블록(50)은

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 링몰드(10)에서 상기 환형체(11)의 단턱부(111)에 안착되고, 내부에 상하 관통형 용탕출구(51)를 갖는 환형 구조로 이루어진다.

이때 상기 바텀블록(50) 상부에는 별도의 가이드블록(50A)이 구비되는데,

상기 가이드블록(50A)은 측부의 일부가 절개되어 용탕입구(52)가 형성되고 원통 형상으로서 내화성 세라믹에 의해 제조되어 이루어지며, 별도의 볼트 등에 의해 상기 바텀블록(50) 상부에 고정 설치된다.

상기 가이드블록(50A)은 다수의 판재 세라믹판을 상하 적층시킨 구조로 이루어지거나, 하나의 일체형 통 구조로 이루어질 수 있다.

카본링(60)은

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 링몰드(10)의 스커트(12) 내부 둘레를 따라 장착되고 상하로 속이 빈 구조로 이루어진다.

에어포켓형성수단은

상기 이너몰드(30)의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 카본링(60) 내부 상단 둘레를 따라 공기층(A)을 형성하기 위한 것으로, 크게 제1 내지 제4 구현예로 이루어질 수 있고, 각각의 구현예에 따른 에어포켓형성수단을 순서대로 '70A', '70B', '70C', '70D'로 도면부호를 구분하여 사용하기로 한다.

제1 구현예의 에어포켓형성수단(70A)은

도 1에 도시된 바와 같이,

상기 카본링(60)의 상단 둘레를 따라 내측으로 연장되는 수평서포트(71), 그리고

상기 카본링(60)과 상기 수평서포트(71)의 상호 내측 경계 영역을 따라 형성되는 라운딩부(72)

를 포함하여 이루어져,

상기 이너몰드(30)의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 라운딩부(72) 측 공간에 상기 공기층(A)이 형성된다.

제2 구현예의 에어포켓형성수단(70B)은

도 2에 도시된 바와 같이,

제1 구현예에서 상기 수평서포트(71) 단부(端部) 둘레를 따라 하방으로 연장되는 수직서포트(73)와, 상기 수직서포트(73) 내벽 둘레를 따라 형성되어 상기 라운딩부(72)와 함께 호형(弧形)을 이루는 대응라운딩부(74)를 더 포함하여 이루어진다.

결국 상기 대응라운딩부(74)는 상기 라운딩부(72)와 함께 호형을 이루면서 형성된 공기층(A)에 대해 형성 공간 및 정체 시간 확보 등에 기여하게 된다.

제3 구현예의 에어포켓형성수단(70C)은

도 3에 도시된 바와 같이,

상기 카본링(60)의 상단 둘레를 따라 내측으로 연장되는 수평가드(75), 그리고

상기 수평가드(75) 단부 둘레를 따라 하방으로 연장되는 수직가드(76)

로 이루어져,

상기 이너몰드(30)의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 수평가드(75)와 상기 수직가드(76)가 이루는 공간에 상기 공기층(A)이 형성된다.

제4 구현예의 에어포켓형성수단(70D)은

도 4에 도시된 바와 같이,

제3 구현예에서 상기 카본링(60)과 상기 수평가드(76)의 상호 내측 경계 영역을 따라 상기 수직가드(76) 단부까지 연장되는 경사가드(77)를 더 포함하여 이루어진다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "알루미늄 코어 성형 구조 개선형 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
111 : 단턱부
12 : 스커트
20 : 아우터몰드
21 : 아우터바디
22 : 대응스커트
23 : 지지턱
30 : 이너몰드
40 : 분사유닛
F1 : 토출유로
F2 : 인입유로
F3 : 토출부
50 : 바텀블록
51 : 용탕출구
50A : 가이드블록
52 : 용탕입구
60 : 카본링
70A, 70B, 70C, 70D : 에어포켓형성수단
71 : 수평서포트
72 : 라운딩부
73 : 수직서포트
74 : 대응라운딩부
75 : 수평가드
76 : 수직가드
77 : 경사가드

Claims

내부 둘레를 따라 단턱부(111)를 갖는 환형체(11), 그리고 상기 환형체(11)의 단턱부(111) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트(12)를 포함하는 링몰드(10);
상기 링몰드(10) 하부 측에 설치되고, 상하로 속이 빈 구조의 원통형 아우터몰드(20);
상기 링몰드(10)의 스커트(12)와 상기 아우터몰드(20) 내부에 배치되고, 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드(30);
상기 이너몰드(30) 측으로의 냉각수 공급용 분사유닛(40);
상기 링몰드(10)에서 상기 환형체(11)의 단턱부(111)에 안착되고, 내부에 상하 관통형 용탕출구(51)를 갖는 바텀블록(50);
상기 링몰드(10)의 스커트(12) 내부 둘레를 따라 장착되고 상하로 속이 빈 구조의 카본링(60); 및
상기 이너몰드(30)의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 카본링(60) 내부 상단 둘레를 따라 공기층(A)을 형성하기 위한 에어포켓형성수단;
을 포함하여 이루어지되,

상기 에어포켓형성수단은
상기 카본링(60)의 상단 둘레를 따라 내측으로 연장되는 수평서포트(71),
상기 카본링(60)과 상기 수평서포트(71)의 상호 내측 경계 영역을 따라 형성되는 라운딩부(72),
상기 수평서포트(71) 단부(端部) 둘레를 따라 하방으로 연장되는 수직서포트(73), 그리고
상기 수직서포트(73) 내벽 둘레를 따라 형성되어 상기 라운딩부(72)와 함께 호형(弧形)을 이루는 대응라운딩부(74)
로 이루어져, 상기 라운딩부(72)와 상기 대응라운딩부(74)가 이루는 호형 공간에 상기 공기층(A)이 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형.
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내부 둘레를 따라 단턱부(111)를 갖는 환형체(11), 그리고 상기 환형체(11)의 단턱부(111) 하부 둘레를 따라 하방 연장되는 스커트(12)를 포함하는 링몰드(10);
상기 링몰드(10) 하부 측에 설치되고, 상하로 속이 빈 구조의 원통형 아우터몰드(20);
상기 링몰드(10)의 스커트(12)와 상기 아우터몰드(20) 내부에 배치되고, 상하 관통형 내부 연속주조홀을 갖는 이너몰드(30);
상기 이너몰드(30) 측으로의 냉각수 공급용 분사유닛(40);
상기 링몰드(10)에서 상기 환형체(11)의 단턱부(111)에 안착되고, 내부에 상하 관통형 용탕출구(51)를 갖는 바텀블록(50);
상기 링몰드(10)의 스커트(12) 내부 둘레를 따라 장착되고 상하로 속이 빈 구조의 카본링(60); 및
상기 이너몰드(30)의 연속주조홀로 용탕 통과 시, 상기 카본링(60) 내부 상단 둘레를 따라 공기층(A)을 형성하기 위한 에어포켓형성수단;
을 포함하여 이루어지되,

상기 에어포켓형성수단은
상기 카본링(60)의 상단 둘레를 따라 내측으로 연장되는 수평가드(75),
상기 수평가드(75) 단부 둘레를 따라 하방으로 연장되는 수직가드(76), 그리고
상기 카본링(60)과 상기 수평가드(75)의 상호 내측 경계 영역을 따라 상기 수직가드(76) 단부까지 연장되는 경사가드(77)
로 이루어져, 상기 수직가드(76)와 상기 경사가드(77)가 이루는 공간에 상기 공기층(A)이 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코어 성형 구조 개선형 금형.
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