KR101668621B1 - 주조용 알루미늄괴 용융 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화 벽돌로 이루어진 용해로 내부를 복사열에 의해 가열하여 주조용 알루미늄괴를 녹임으로써 용해로의 내구성을 향상시킴과 함께 작업 능률을 제고시킬 수 있도록 한 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 관한 것이다.
본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치는 측벽 및 바닥이 내화벽에 의해 한정되고 상부가 개방된 통체로 이루어지며, 상기 내화벽의 상기 측벽에 단열재가 설치되고 상기 단열재의 외측에 외장용 철판이 형성되어 이루어진 용해로; 상부는 내측의 단열재와 외측의 외장용 철판으로 이루어지고 측부는 내화벽돌과 외측의 외장용 철판으로 이루어진 메인 덮개; 상기 메인 덮개의 상기 내화벽의 대향하는 두 측면에 설치된 전열체 및 상기 용해로의 측벽에 상기 용해로 내부와 연통되도록 돌출 형성되며 상부에는 출납통 덮개가 구비된 출납통을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 전열체는 흑연 전열봉이고, 상기 흑연 전열봉의 하부를 가로질러 상기 흑연 전열봉의 낙하를 방지하는 낙하 방지대가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 출납통 덮개는 양문형 덮개이고, 상기 출납통의 바닥은 상기 용해로의 바닥면보다 낮게 형성되되 아래를 향해 둥글게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 출납통의 상기 벽체의 상단 중심 부위는 상기 출납통의 내부 공간을 향해 하방 경사진 것을 특징으로 한다.
상기 용해로의 바닥면 외측에 복수의 전열체가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

주조용 알루미늄괴 용융 장치{aluminum ingot mnting for casting}

본 발명은 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 관한 것으로, 특히 내화 벽돌로 이루어진 용해로 내부를 복사열에 의해 가열하여 주조용 알루미늄괴를 녹임으로써 용해로의 내구성을 향상시킴과 함께 작업 능률을 제고시킬 수 있도록 한 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 알루미늄은 가볍고 내구성이 큰 특성을 가지고 있어서 각종 산업재 및 건축재로 널리 사용되고 있는바, 이러한 알루미늄을 제품화함에 있어서는 주조 공법(casting or die-casting)이 널리 사용되고 있다. 알루미늄 등과 같은 비철금속 용탕은 도가니 또는 용해로(Melting Furnace)에서 적정 성분 및 적정 온도로 용해되어 주조나 다이캐스팅 가공 전까지 일정시간 체류되는데, 이 과정에서 주조나 다이캐스팅에 적합한 최적 온도로 유지될 필요가 있다.

따라서 비철금속의 주조나 다이캐스팅 공정에 쓰이는 용해로는 바디와 덮개가 적절한 내화물과 단열층으로 제작되어 용해로에 담겨진 용탕이 보온되며, 주변으로 열이 방출되거나 추가의 소재의 투입으로 용탕의 온도 하강시 용해로에 구비된 가열수단에 의해 적정한 온도로 가열된다.

도 1은 종래 알루미늄괴 용융 장치를 개략적으로 보인 종단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 알루미늄괴 용융 장치는 알루미늄괴(50)가 담겨져서 용해되는 도가니(20), 작업장의 바닥을 파서 형성되고 대략 육면체로 이루어져서 도가니를 수용하는 도가니 수용 탱크(10), 도가니 수용 탱크(10) 내부의 도가니 주위에 설치되어 도가니(10)를 가열하는 전열선(30) 및 도가니(20)의 상부를 덮는 덮개(40)를 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에서, 도가니(20)는 열전도율이 양호하고 용융된 알루미늄과 쉽게 반응하지 않는 흑연 재질로 이루어진다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 따르면, 흑연 도가니(20)가 주위의 조그마한 충격이나 진동에도 손쉽게 파손되는데, 이와 같이 파손되는 경우에는 그 틈새를 통해 알루미늄 용융액이 수용 탱크(10)의 바닥에 흘려내려 굳기 때문에 그 청소에 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 아무리 조심해서 다룬다 해도 흑연 도가니(20)의 특성상 수명이 2~3 개월 정도로 짧은데, 이와 같이 파손되거나 수명히 다한 흑연 도가니를 교체함에 있어서 많게는 2~3일이 소요되고 그 시간 동안에는 작업을 하지 못하기 때문에 작업 능률이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

도 2는 종래 다른 예에 따른 알루미늄 다이캐스팅 공정을 개략적으로 설명하기 위한 도면으로, 후술하는 선행기술1의 공보에 개시되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 종래 알루미늄 용탕은 용해로(1)에서 용해되어 담기며, 용해로(1)에 담긴 알루미늄 용탕은 국자 형상의 래들(2)로 용해로(1)에서 퍼내어진 후에 금형(3)에 부어져 다이캐스팅 된다. 전술한 바와 같이, 종래의 일반적인 알루미늄 용탕용 용해로(1)의 바디(1a)에 담긴 알루미늄 용탕을 래들(2)로 퍼내기 위해서는 덮개(1b)를 개폐하여야 하는데, 이 과정에서 용탕의 온도가 떨어지게 되고, 더욱이 덮개(1b)의 개폐가 반복됨으로써 온도의 하강이 더 심해진다.

알루미늄 다이캐스팅의 경우 알루미늄 용탕의 온도가 적정(약 500 ~ 800℃)하게 유지되어야 알루미늄 용탕에 결정이 성장하는 등의 성분 변화로 인한 제품의 품질이 떨어지는 것을 막을 수 있는데, 상기와 같이 덮개(1b)의 개폐가 수시로 반복됨으로써 알루미늄 용탕의 온도를 적정하기 유지하기 어려울 뿐만 아니라 알루미늄 용탕을 온도를 유지하기 위해 가열수단인 히터(1c)의 작동으로 에너지 사용이 증가하는 문제점을 갖는다.

또한, 종래의 알루미늄과 같은 비철금속 용탕용 용해로 장치의 경우 덮개(1b)를 작업자가 기중기 등과 같은 별도의 장비로 들어올려 개폐하여야 하기 때문에 작업이 신속하게 이루어지지 않아 효율이 떨어질 뿐만 아니라 개폐시간의 지체로 용탕의 냉각을 가속화시키는 문제를 갖는다. 이를 방지하기 위해 선행기술1의 공보에 따르면, 상부 커버의 일부에만 취출구를 형성하고 이를 막는 덮개를 전동 액추에이터에 의해 자동으로 개폐할 수 있도록 한 기술 구성이 개시되어 있다.

그러나 전술한 바와 같은 선행기술1 및 그 개량 발명에 따르면, 전열선이 용해로의 측벽에 내장된 상태에서 전도열에 의해 알루미늄괴를 용융하기 때문에 열효율이 불량할 뿐 아니라 덮개가 용해로의 상부에 위치하여 전동 액추에이터에 의해 개폐되기 때문에 장치가 복잡해질 뿐만 아니라 제조 단가가 높다고 하는 문제점이 있었다.

선행기술1 : 10-2014-0026183호 공개특허공보(발명의 명칭 : 비철금속 용탕용 용해로 장치) 선행기술2 : 10-2011-0136097호 공개특허공보(발명의 명칭 : 전기 용해로)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내화 벽돌로 이루어진 용해로 내부를 복사열에 의해 가열하여 주조용 알루미늄괴를 녹임으로써 용해로의 내구성을 향상시킴과 함께 작업 능률을 제고시킬 수 있도록 한 주조용 알루미늄괴 용융 장치를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치는 측벽 및 바닥이 내화벽에 의해 한정되고 상부가 개방된 통체로 이루어지며, 상기 내화벽의 상기 측벽에 단열재가 설치되고 상기 단열재의 외측에 외장용 철판이 형성되어 이루어진 용해로; 상부는 내측의 단열재와 외측의 외장용 철판으로 이루어지고 측부는 내화벽돌과 외측의 외장용 철판으로 이루어진 메인 덮개; 상기 메인 덮개의 상기 내화벽의 대향하는 두 측면에 설치된 전열체 및 상기 용해로의 측벽에 상기 용해로 내부와 연통되도록 돌출 형성되며 상부에는 출납통 덮개가 구비된 출납통을 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 전열체는 흑연 전열봉이고, 상기 흑연 전열봉의 하부를 가로질러 상기 흑연 전열봉의 낙하를 방지하는 낙하 방지대가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 출납통 덮개는 양문형 덮개이고, 상기 출납통의 바닥은 상기 용해로의 바닥면보다 낮게 형성되되 아래를 향해 둥글게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 출납통의 상기 벽체의 상단 중심 부위는 상기 출납통의 내부 공간을 향해 하방 경사진 것을 특징으로 한다.

상기 용해로의 바닥면 외측에 복수의 전열체가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 따르면, 흑연 전열봉에서 발생된 복사열이 밀폐된 용해로 내부에서 하부의 알루미늄괴에 직접 전달되기 때문에 종래 전도열에 의한 방식보다 더욱 신속하면서도 효율적으로 알루미늄괴를 용융할 수가 있다.

뿐만 아니라 흑연 전열봉이 메인 덮개에 형성되어 있기 때문에 용해로의 냉각 여부에 관계없이 메인 덮개를 용해로로부터 들어올린 상태에서 소모품인 흑연 전열봉을 신속하게 교체할 수 있어서 흑연 전열봉 교체에 따른 작업 중단 시간을 최소화시킬 수가 있다.

또한 용해로의 측벽에 용해로와 연통되는 출납통이 형성되어 있어서 용해로 내부의 열기를 가급적 덜 빼앗기면서도 용해로 내부에 알루미늄괴를 투입하고 용융된 알루미늄 용탕을 손쉽게 반출할 수 있다.

도 1은 종래 알루미늄괴 용융 장치를 개략적으로 보인 종단면도.
도 2는 종래 다른 예에 따른 알루미늄 다이캐스팅 공정을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조용 알루미늄괴 용융 장치의 개략 사시도.
도 4는 도 3에서 A-A선을 취하여 본 단면도.
도 5는 도3에서 B-B선을 취하여 본 단면도.
도 6은 도 3에서 C-C선을 취하여 본 단면도.

이하에는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조용 알루미늄괴 용융 장치의 개략 사시도이다. 도 4는 도 3에서 A-A선을 취하여 본 단면도이고, 도 5는 도3에서 B-B선을 취하여 본 단면도이며, 도 6은 도 3에서 C-C선을 취하여 본 단면도이다.

도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치(100)는 크게 내화벽(112)에 의해 한정되며 상부가 개방된 통체, 예를 들어 사각통체로 이루어진 용해로(110) 및 용해로(100)의 상부에 설치되어 용해로(100)를 개폐하는 메인 덮개(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 용해로(110)는 알루미늄보다 높은 용융점을 갖되 충격이나 진동에 강한 내화벽(112)에 의해 그 측벽과 바닥면이 한정되고 알루미늄괴가 수납되어 용해되는 공간인바, 이러한 내화벽(112)의 외측에는 용해로(110) 내부의 열이 외부로 손실되는 것을 방지하는 단열재(113)가 설치되며, 단열재(113)의 외측으로는 외장재인 외장용 철판(111)이 설치된다.

한편, 용해로(110)의 적어도 일 측벽(본 실시예에서는 양측벽)에는 용해로(110)의 내부 공간과 연통되어 있어서 용융하고자 하는 알루미늄괴를 상부의 메인 덮개(130)를 개방함이 없이도 용해로(110) 내부로 투입하고 용해로(110)에서 용융된 알루미늄 용탕을 래들을 사용하여 퍼낼수 있도록 된 출납통(120)이 돌출 형성되어 있다. 이러한 출납통(120)은 적어도 래들을 충분히 수납할 수 있는 사이즈(반경)로 이루어지는바, 이러한 출납통(120)을 한정하는 벽체(121) 역시 내화벽돌과 외장용 철판으로 이루어질 수 있다. 출납통(120)의 바닥은 용해로(110) 내부의 용탕이 넘어와서 고일 수 있도록 용해로(110) 바닥면보다 낮게 형성되되 래들을 사용하여 가급적 남김 없이 용탕을 퍼낼 수 있도록 아래를 향해 둥글게 형성(원형 오목면; 121b)되는 것이 바람직하다.

출납통(120)을 한정하는 벽체(121)의 상단의 중심 부위는 출납통(120)의 내부 공간을 향해 하방 경사져 있는바, 이러한 하방 경사면(121a)에 의해 용탕을 옮기는 과정에서 래들로부터 이탈된 용탕이 자연스럽게 흘러내려 출납통(120)으로 회수되게 된다. 출납통(120)의 상부에는 수동으로 개페할 수 있는 출납통 덮개(122), 바람직하게는 양문형 덮개(122)가 벽체(121)에 힌지 결합되어 있는바, 이러한 출납통 덮개(122) 역시 내화벽돌과 외장용 철판으로 구성될 수 있다. 도면 번호 123은 출납통 덮개용 손잡이를 나타낸다.

전술한 구성에 의해, 사용자는 일측 출납통(120)을 통해서는 용융하고자 하는 알루미늄괴를 용해로(110) 내부로 투입하고 타측 출납통(120)을 통해서는 용해로(110) 내부의 용탕을 래들을 사용하여 외부로 반출할 수 있다.

한편, 메인 덮개(130)의 덮개면, 즉 상부는 내측의 단열재(133)와 외측의 외장용 철판(131)으로 이루어지고 그 측부는 내화벽돌(134)과 외장용 철판(131)으로 이루어지는바, 대향하는 두 측부, 예를 들어 장변(長邊) 측부의 내화벽돌(134)에는 복수의 전열봉 수납용 구멍이 형성되어 있다. 전열봉(135)은 흑연 전열봉으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 따르면, 전열봉(135)에서 발생된 복사열이 밀폐된 용해로(110) 내부에서 하부의 알루미늄괴에 직접 전달되기 때문에 종래 전도열에 의한 방식보다 더욱 신속하면서도 효율적으로 알루미늄괴를 용융할 수가 있다. 뿐만 아니라 전열봉(135)이 메인 덮개(130)에 형성되어 있기 때문에 용해로(110)의 냉각 여부에 관계없이 메인 덮개(110)를 기중기(미도시) 등에 의해 용해로(110)로부터 들어올린 상태에서 소모품인 흑연 전열봉(135)을 신속하게 교체할 수 있는바, 이에 따라 흑연 전열봉(135) 교체에 따른 작업 중단 시간을 최소화시킬 수가 있다. 도면 부호 132는 메인 덮개용 손잡이를 나타내고, 136은 전열봉(135)의 파손에 의한 낙하시 알루미늄 용탕과 접촉되어 단락되는 것을 방지하기 위해 전열봉(135)의 하부에 전열봉(135)을 가로질러 설치되는 낙하 방지대를 나타내는바 적어도 1개가 설치될 수 있다.

본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치에 따르면, 용해로(110) 내부를 더욱 신속하고도 균등하게 가열하기 위해 용해로(110)의 바닥면 외측에 복수의 전열봉, 바람직하게는 흑연 전열봉(115)을 더 구비시킬 수 있는바, 도면 번호 114는 흑연 전열봉 삽입용 구멍이 형성된 내화벽돌을 나타낸다.

이상 본 발명의 주조용 알루미늄괴 용융 장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다. 예를 들어 용해로(110)를 옆으로 기울일 수 있는 수단을 더 구비시켜서 용해로(110)를 좌측 또는 우측으로 기울임으로써 용해로(110) 내부의 용탕을 출납통(120)을 통해 배출할 수도 있을 것이다.

100: 용융 장치, 110: 용해로,
111: 외장용 철판, 112: 내화벽,
113: 단열재, 114: 내화벽돌,
115: 흑연 전열봉, 120: 출납통,
121: 출납통 벽체, 121a: 하방 경사면,
122: 출납통 덮개, 123: 손잡이,
130: 메인 덮개, 131: 외장용 철판,
132: 손잡이, 133: 단열재,
134: 내화벽돌, 135: 흑연 전열봉,
136: 낙하 방지대

Claims (5)

1. 측벽 및 바닥이 내화벽에 의해 한정되고 상부가 개방된 통체로 이루어지며, 상기 내화벽의 상기 측벽에 단열재가 설치되고 상기 단열재의 외측에 외장용 철판이 형성되어 이루어진 용해로;
   상부는 내측의 단열재와 외측의 외장용 철판으로 이루어지고 측부는 내화벽돌과 외측의 외장용 철판으로 이루어진 메인 덮개;
   상기 메인 덮개의 상기 내화벽돌의 대향하는 두 측부에 설치된 전열체; 및
   상기 용해로의 측벽에 상기 용해로 내부와 연통되도록 돌출 형성되며 상부에는 출납통 덮개가 구비된 출납통을 포함하되,
   상기 전열체는 상기 내화벽돌의 대향하는 두 측부에 형성된 전열봉 수납용 구멍에 양단이 각각 삽입되어 착탈 가능하게 설치되는 전열봉을 포함하고, 상기 전열봉의 하부를 가로질러 상기 전열봉의 낙하를 방지하는 낙하 방지대가 설치되며, 상기 메인 덮개에 설치된 상기 전열봉에서 발생된 복사열이 상기 용해로의 내부에서 하부의 알루미늄괴에 전달되어 알루미늄괴를 용융시키며, 상기 전열봉이 설치된 상기 메인 덮개를 상기 용해로로부터 들어올린 상태에서 상기 전열봉을 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 주조용 알루미늄괴 용융 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 출납통 덮개는 양문형 덮개이고,
   상기 출납통의 바닥은 상기 용해로의 바닥면보다 낮게 형성되되 아래를 향해 둥글게 형성된 것을 특징으로 하는 주조용 알루미늄괴 용융 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 출납통의 벽체 상단 중심부위는 상기 출납통의 내부 공간을 향해 하방 경사진 것을 특징으로 하는 주조용 알루미늄괴 용융 장치.
5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용해로의 바닥면 외측에 전열체가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주조용 알루미늄괴 용융 장치.

Images