KR101795988B1 - 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주조틀에 용탕의 주입 및 응고와 탈락을 수행하고, 또한 주조틀에 대한 세척 및 가열을 통해 상기 주조틀을 통해 용탕을 안정적으로 주입, 잉곳형성을 유도함으로써, 제품생산성 향상과 품질향상 등을 통한 제품 경쟁력을 강화하는 데 그 목적이 있고, 이를 위해 본 발명은, 콘베이어(10)와; 상기 콘베이어(10) 상에 복수로 구성되며, 하단 일측에 회동핀(210)이 구성되어 상기 회동핀(210)에 의해 자유로운 회전이 이루어지도록 구성되는 주조틀(20)과; 상기 콘베이어(10) 상에 구성되어 상기 주입구간(110)을 통해 용탕이 주입된 주조틀(20)을 일정온도로 가열, 보온시켜 상기 주조틀(20)에 용탕이 안정적인 자리매김이 이루어지도록 지지하는 보온수단(30)과; 상기 보온수단(30)에 의해 일정온도 보온이 이루어진 주조틀(20)에 응고가스를 분출하여 상기 주조틀(20)에 용탕이 안정적으로 응고시켜 잉곳이 형성되도록 하는 응고수단(40)과; 상기 응고수단(40)을 통해 응고가 완료되어 형성된 잉곳을 주조틀(20)에서 탈락시키도록 유도하는 탈락수단(50)과; 상기 탈락수단(50)을 통해 잉곳이 주조틀(20)에서 탈락이 이루어졌는지 확인하는 확인수단(60); 및 주조틀(20) 내에 잔존하는 잔여물 또는 이물질이 탈락되도록 세척하는 세척수단(70);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치{APPARATUS FOR MOLDING MAGNESIUM}
본 발명은 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 콘베이어, 주조틀과 함께, 보온수단, 응고수단, 탈락수단, 확인수단, 세척수단, 가열수단을 포함하여, 주조틀에 용탕의 주입 및 응고와 탈락을 수행하고, 또한 주조틀에 대한 세척 및 가열을 통해 상기 주조틀을 통해 용탕을 안정적으로 주입, 잉곳형성을 유도함으로써, 제품생산성 향상과 품질향상 등을 통한 제품 경쟁력을 강화하는 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 마그네슘 합금은 전 세계적으로 자동차 및 항공기 등 운송수단의 경량화, 리사이크링, 연비 향상 및 환경적인 측면에서 차세대 친환경 경량 소재를 이용한 부품 성형 공정에 관한 연구가 관심의 대상이 되고 있다.
그러나, 이러한 마그네슘 합금은 치수 안정성이 우수하고, 비강도, 전자기파 차폐성, 동적 진동 감쇠능 등 알루미늄 합금 및 철강 소재에 비해 우수한 특징을 보임에도 불구하고, 마그네슘 합금은 고가(동일 중량의 알루미늄 합금의 약 2배)이고, 60% 이상이 다이캐스팅에 의해 제조되고 있으므로 후 가공으로 인한 원가 상승의 원인이 되고 있으며, 열악한 내식성이 그 사용을 제한하고 있다.
한편, 최근에 들어 마그네슘 합금의 내식성에 관한 연구결과 내식성이 우수한 AZ 91계 합금이 개발되는 등과 같이 연성이 우수한 AM계 합금이 개발되었으며, 이에 따라 현재 사용화되어 있는 마그네슘합금은 비중이 1.79 ~ 1.81로서 알루미늄 합금에 비해 약 35%이상 가볍고 동시에 기계적 특성이 매우 우수한 성질을 가진다.
그리고, 마그네슘 합금은 전자파 차폐능이 있는데, 이러한 마그네슘 합금의 전자파 차폐능은 주파수가 증가함에 따라 EMI차폐를 위한 유효두께가 줄어들 뿐만 아니라 알루미늄 합금보다 낮은 밀도로 얇게 주조할 수 있기 때문에 알루미늄 합금보다 효과적이다.
또한, 마그네슘 합금은 종류에 따라서 다소 차이가 있으나 통상적으로 600℃정도의 저온에서 용해가 가능하기 때문에 재생에 필요한 에너지소모가 적으며, 특히 최초의 마그네슘 합금 잉곳 제조시 필요한 에너지의 1/4정도 만으로도 재생이 가능하므로 에너지 절약효과가 높다.
아울러, 현장의 생산공정에서 회수된 마그네슘 합금은 재생해서 불순물을 제거하고 성분을 환원 가감하여 새로운 합금과 거의 동등한 상태에서 재사용이 가능하고, 알루미늄 합금에 비해 금형의 수명이 2배 이상 길뿐만 아니라 생산성이 높기 때문에 궁극적으로 주조제품을 만드는 전체 공정의 단가가 알루미늄 합금을 이용한 것보다 싸게 이루어진다.
따라서, 자동차나 항공기 소재 및 각종 전자기기에 들어가는 주조제품을 알루미늄 합금이 아닌 마그네슘 합금을 이용해 제조하려는 노력이 계속되고 있다.
한편, 마그네슘을 재활용하여 잉곳을 제조하는 재활용 시스템을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 수집된 스크랩들을 선별 및 분류하는 스크랩 분류단계(S1)와, 분류된 스크랩을 용해조에 투입하여 용해하는 1차 융해단계와, 용해과정 중 합금처리하는 용탕 합금처리단계(S3)와, 탈가스와 입자를 미세화해지도록 수행하는 입자미세화단계(S4)와, 순도가 높도록 청정화과정을 수행하는 용탕청정화단계(S5)와, 용해 중 발생되는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S6)와, 융해된 마그네슘을 주조틀에 부어 잉곳을 형성하는 잉곳주조단계(S7) 및 형성된 잉곳을 포장하는 포장단계(S8)를 포함한다.
그러나, 종래의 마그네슘 재활용 시스템은 작업자가 일일이 수작업을 통해 이루어지기 때문에, 작업 중 상해를 입을 수 있는 안전사고의 위험성에 항상 노출되어 있다는 문제점이 있다.
또한, 전 과정이 작업자의 손을 거쳐야 하는 수작업에 의해 제품 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 특허공보 제10-835884호(2008.06.09. 공고) 대한민국 특허공보 제10-1189046호(2012.10.10. 공고) 대한민국 특허공보 제10-1310779호(2013.09.25. 공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 콘베이어, 주조틀과 함께, 보온수단, 응고수단, 탈락수단, 확인수단, 세척수단, 가열수단을 포함하여, 주조틀에 용탕의 주입 및 응고와 탈락을 수행하고, 또한 주조틀에 대한 세척 및 가열을 통해 상기 주조틀을 통해 용탕을 안정적으로 주입, 잉곳형성을 유도함으로써, 제품생산성 향상과 품질향상 등을 통한 제품 경쟁력을 강화하는 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마그네슘 재활용 시스템에서 용탕을 형성한 후 주조틀에 주입시켜 잉곳을 생성 및 배출시키도록 구성되는 주조장치에 있어서, 일정길이로 형성되고, 일측에 주입구간이 구성되는 콘베이어와; 상기 콘베이어 상에 복수로 구성되고 내측에 용탕이 주입되는 공간이 형성되며, 하단 일측에 회동핀이 구성되어 상기 회동핀에 의해 자유로운 회전이 이루어지도록 구성되는 주조틀과; 상기 콘베이어 상에 구성되어 상기 주입구간을 통해 용탕이 주입된 주조틀을 일정온도로 가열, 보온시켜 상기 주조틀에 용탕이 안정적인 자리매김이 이루어지도록 지지하는 보온수단과; 상기 보온수단에 의해 일정온도 보온이 이루어진 주조틀에 응고가스를 분출하여 상기 주조틀에 용탕이 안정적으로 응고시켜 잉곳이 형성되도록 하는 응고수단과; 상기 응고수단을 통해 응고가 완료되어 형성된 잉곳을 주조틀에서 탈락시키도록 유도하는 탈락수단과; 상기 탈락수단을 통해 잉곳이 주조틀에서 탈락이 이루어졌는지 확인하는 확인수단; 및 상기 확인수단을 통해 잉곳이 탈락된 주조틀 내에 잔존하는 잔여물 또는 이물질이 탈락되도록 세척하는 세척수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 주조장치에는, 세척수단을 통해 주조틀에 대한 세척이 완료되면, 상기 주조틀을 일정온도로 가열시켜 주입구간에서 용탕을 주입할 때, 상기 용탕이 응고되지 않고 안정적으로 주입상태가 유지되도록 지지하는 가열수단;을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 탈락수단은, 콘베이어의 롤이 위치한 부분에 주조틀이 위치하면 상기 주조틀이 회동핀을 중심으로 회전하게 되고, 상기 주조틀의 끝단부가 정지되도록 하여 관성의 법칙에 의해 상기 주조틀 내에 생성된 잉곳이 하방으로 탈락되도록 유도하는 스톱퍼;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 확인수단은, 콘베이어를 따라 이송되는 주조틀이 일정위치에 도달되면 이를 감지하여 위치센싱신호를 발생하는 리미트 스위치; 및 상기 리미트 스위치의 위치센싱신호가 전송되면 근접신호를 조사하여 주조틀 내에 잉곳이 탈락되었는지를 판별하도록 하는 근접센서;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 마그네슘 재활용 시스템에서 용탕을 형성한 후 주조틀에 주입시켜 잉곳을 생성 및 배출시키도록 구성되는 주조방법에 있어서, 콘베이어의 일측에 구성된 주입구간을 통해 용탕이 주조틀에 주입되는 주입단계와; 상기 주입단계를 통해 주조틀에 주입이 완료되면, 콘베이어의 일측에 구성된 보온수단에 의해 일정온도로 가열 및 보온되어 상기 주조틀에 주입된 용탕이 상기 주조틀에 안정적인 자리매김이 이루어지도록 유도하는 1차 안정화단계와; 상기 1차 안정화단계를 통해 주조틀에 1차 안정화가 이루어지면, 콘베이어의 일측에 구성된 응고수단에서 응고가스를 분출시켜 주조틀의 용탕이 응고될 때 외부공기와 접촉을 최소화시켜 응고과정 중 안전사고 발생을 방지하고 용이하게 응고가 이루어지도록 유도하는 2차 안정화단계와; 상기 2차 안정화단계를 통해 응고수단에 의한 응고과정이 이루어지면 일정시간 상온에서 응고과정이 수행되도록 하는 응고단계와; 상기 응고단계를 통해 주조틀에 잉곳이 형성이 완료되면, 탈락수단에 의해 주조틀에서 잉곳이 탈락되도록 하는 잉곳 탈락단계와; 상기 잉곳 탈락단계를 통해 잉곳이 탈락된 주조틀을 확인하여 상기 주조틀에서 잉곳이 안정적으로 탈락되었는지를 확인하는 주조틀 확인단계와; 상기 주조틀 확인단계를 통해 주조틀에서 잉곳이 탈락된 것이 확인되면, 상기 주조틀에 잔존하는 잔여물 또는 이물질이 제거되도록 세척수단에 의해 세척작업이 수행되도록 하는 주조틀 세척단계; 및 상기 주조틀 세척단계를 통해 주조틀에 대한 세척이 완료되면, 상기 주조틀을 일정온도로 가열시켜 주입단계를 통해 용탕이 주입될 때 안정적인 자리매김이 이루어지도록 유도하는 주조틀 가열단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 콘베이어, 주조틀과 함께, 보온수단, 응고수단, 탈락수단, 확인수단, 세척수단, 가열수단을 포함하여, 주조틀에 용탕의 주입 및 응고와 탈락을 수행하고, 또한 주조틀에 대한 세척 및 가열을 통해 상기 주조틀을 통해 용탕을 안정적으로 주입, 잉곳형성을 유도함으로써, 제품생산성 향상과 품질향상 등을 통한 제품 경쟁력을 강화하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 마그네슘 재활용 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 주조장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 콘베이어와 주조틀의 결합관계를 보인 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 탈락수단에 의해 잉곳이 탈락되는 상태로서,
4a는 스톱퍼에 의해 주조틀의 회전 관성이 정지되어 잉곳이 탈락되는 상태이고, 4b는 스톱퍼에 간섭되지 않고 주조틀이 콘베이어에 의해 다음공정으로 이송되는 상태이다.
도 5는 본 발명에 따른 주조장치에 의한 잉곳의 주조방법을 도시한 공정도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치는, 재활용 시스템을 용해된 용탕을 일정형상의 주조틀에 투입시켜 잉곳을 형성하는 장치이다.
상기 주조장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 콘베이어(10)와, 상기 콘베이어(10) 상에 구성되는 주조틀(20)과, 상기 콘베이어(10)의 일측에 구성되는 보온수단(30)과, 응고수단(40)과, 탈락수단(50)과, 확인수단(60)과, 세척수단(70), 및 가열수단(80)을 포함한다.
또한, 상기 주조장치에는 상기 탈락수단(50)을 통해 주조틀(20)에서 이탈된 잉곳을 일정위치로 이송하기 위한 배출콘베이어(90)를 포함한다. 이 경우, 상기 배출콘베이어(90)는 사용목적 또는 설치장소 등의 여러 여건을 고려하여 생략할 수도 있다.
상기 콘베이어(10)는 다수의 주조틀(20)을 일정구역으로 이송시켜 잉곳의 형성이 용이하게 이루어지도록 지지하는 수단이다.
상기 콘베이어(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 양단 각각에 구성되는 복수의 롤과, 상기 복수의 롤 사이를 선회하는 벨트, 및 상기 복수의 롤 중 하나에 구성되는 모터로 구성되어, 상기 모터의 구동력에 의해 벨트가 복수의 롤 사이를 선회한다. 이 경우, 상기 벨트는 롤의 구조 또는 형태에 따라 다양한 구조 및 형태가 구성될 수 있는 것으로서, 체인 등으로 구성된다.
또한, 상기 콘베이어(10)의 일측에는 재활용 시스템에서 생성된 용탕이 주조틀(20)에 주입되도록 하는 주입구간(110)이 형성된다.
상기 주조틀(20)은 상기 콘베이어(10)의 벨트 상에 구성되어 벨트의 선회에 의해 이송되면서 잉곳을 생성하고 응고시킨 후 배출시키도록 지지한다.
상기 주조틀(20)은 측면상 역사다리꼴 형상으로 형성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 잉곳의 용이한 생성 및 배출이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 형상이면 어느 것이든 채용 가능하다.
또한, 상기 주조틀(20)의 일단에는 자유롭게 회전이 이루어지도록 지지하는 회동핀(210)을 포함한다.
상기 회동핀(210)은 상기 주조틀(20)의 일단에 길이방향에 형성되거나 또는 양단 각각에 일정길이 돌출되도록 구성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 회동핀(210)은 주조틀(20)이 회동핀(210)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 구조 또는 형태이면 어느 것이든 사용 가능하다.
또한, 상기 회동핀(210)은 콘베이어(10)의 진행방향을 기준으로 주조틀(20)의 선단측에 구성됨이 바람직하다.
이 경우, 상기 콘베이어(10)의 벨트에는 상기 회동핀(210)이 삽입되어 자유롭게 회전이 이루어지도록 지지하는 지지하우징(120)이 형성된다.
상기 보온수단(30)은 상기 콘베이어(10)의 일측 즉, 주입구간(110)의 일측에 구성되어 주조틀(20)에 용탕이 주입된 후 일정온도가 유지되도록 하여 주조틀(20)에 용탕이 안정적인 채워짐과 자리잡음을 지지한다.
상기 보온수단(30)은 열선에 의해 100 ~ 200℃ 온도를 제공한다.
상기 응고수단(40)은 상기 보온수단(30)을 거쳐 이송되는 주조틀(20)에 응고가스를 제공하여 안정적인 응고가 이루어지도록 유도함으로써, 불안정한 응고에 의한 불량률 발생을 미연에 방지한다.
상기 응고수단(40)의 응고가스는 질소가스(N2)임이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 주조틀(20)에 주입된 용탕의 안정적인 응고가 이루어지도록 유도하는 가스이면 어느 것이든 사용 가능하다.
또한, 상기 응고수단(40)은 콘베이어(10)의 일측에 응고가스를 분사하는 응고가스 분사챔버가 구성되고, 타측에 콘베이어(10)를 따라 이송되는 주조틀(20)이 상온 상에서 자연 응고가 이루어지도록 하는 구간이 형성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 주조틀(20)에 주입된 용탕이 안정적으로 응고될 수 있도록 하는 수단이면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 탈락수단(50)은 상기 콘베이어(10)의 일측에 구성되어 상기 콘베이어(10)에 안착된 주조틀(20)에 응고된 잉곳을 외부로 용이하게 탈락이 이루어지도록 지지하는 수단이다.
상기 탈락수단(50)은 상기 콘베이어(10)의 일단 즉, 진행방향의 선단측에 구성된 롤의 일측에 스톱퍼형태로 구성된다.
상기 탈락수단(50)의 스톱퍼는 도 4a에 도시된 바와 같이, 주조틀(20)이 회동핀(210)을 중심으로 회전할 때 회전 관성을 순간 정지시킴으로써, 관성에 의해 주조틀(20) 내에 응고된 잉곳이 상기 주조틀(20)에서 탈락되도록 한다.
이 경우, 상기 주조틀(20)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 콘베이어(10)의 계속적인 이송력에 의해 이송되면서 상기 주조틀(20)의 회동핀(210)을 중심으로 자연스럽게 회전이 이루어져 스톱퍼에 간섭없이 상기 콘베이어(10)를 따라 주조틀(20)이 이송된다.
또한, 상기 탈락수단(50)에는 상기 콘베이어(10)의 타단 즉, 탈락수단(50)의 스톱퍼(130)와 대칭되는 방향에 구성되어 회동핀(210)에 의해 회전된 주조틀(20)이 안정적으로 제자리로 위치되도록 유도함으로써, 콘베이어(10)의 주입구간에서 용탕을 안정적으로 제공받을 수 있도록 지지하는 제2스톱퍼(52)를 포함한다.
또한, 상기 탈락수단(50)의 하방에는 상기 탈락수단(50)을 통해 탈락된 잉곳을 수집하여 일정구간으로 이송하는 배출콘베이어(90)를 포함한다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 배출콘베이어(90)를 생략하고, 탈락에 의해 수집된 잉곳을 작업자 등이 이송시키도록 구성할 수도 있다.
상기 확인수단(60)은 콘베이어(10)의 하방에 구성되어 탈락수단(50)을 통해 주조틀(20)에서 잉곳이 안정적으로 탈락되었지를 판별하는 수단이다.
상기 확인수단(60)은 리미트 스위치(62) 및 근접센서(64)를 포함한다.
즉, 콘베이어(10)를 따라 주조틀(20)이 확인수단(60)의 구간으로 위치되면, 리미트 스위치(62)에 의해 1차 센싱되고, 이렇게 상기 리미트 스위치(62)에 의해 1차 센싱신호가 발생되면, 근접센서(64)에서 신호를 발생하여 주조틀(20) 내에 잉곳이 탈락되었는지 또는 탈락되지 않고 삽입된 상태를 유지하는지를 판별한다.
예컨대, 상기 근접센서(64)에서 발생된 레이저가 주조틀(20)의 내측면을 통해 반사되어 돌아오는 시점까지의 시간을 통해 상기 주조틀(20)에 잉곳이 탈락되었지는 판별한다. 만약, 상기 주조틀(20)에서 잉곳이 탈락되지 않았다면 근접센서(64)에서 도달된 시간이 짧게됨에 따라 쉽게 판별을 할 수 있다.
물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 확인수단(60)은 주조틀(20)에 잉곳의 탈락되었는지를 용이하게 파악할 수 있는 구조 또는 형태이면 어느 것이든 채택 가능하다.
상기 세척수단(70)은 상기 확인수단(60)을 통해 잉곳이 탈락된 주조틀(20)의 내측면을 잔존하는 잉곳의 잔여물 또는 이물질을 제거하는 수단이다.
상기 세척수단(70)은 적어도 하나 이상의 노즐에서 제트공기를 분출하여 주조틀(20) 내에 흡착 또는 묻어있는 잉곳의 잔여물 또는 이물질이 제거되도록 한다. 이 경우, 제트공기는 질소가스임이 바람직하나, 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 주조틀(20)의 내측에 분사되어 잔여물 또는 이물질을 제거할 수 있도록 유도하는 가스이면 어느 것이든 사용 가능하다. 예컨대, 제트공기는 육플루오린화황(SF6)에 이산화탄소(CO2)가 혼합된 가스 또는 상기 혼합가스에 질소가스를 혼용한 가스 등이다.
상기 가열수단(80)은 상기 콘베이어(10)에 의해 이송되는 주조틀(20)을 가열시켜 일정온도가 유지되도록 하여 주입구간(110)에서 주입되는 용탕이 상기 주조틀(20)에 주입될 때 응고되지 않고 안정적으로 주입되는 상태를 유지하도록 지지하는 수단이다.
상기 가열수단(80)은 가열챔버 형태로 구성하거나 또는 열풍에 의해 가열상태를 유지하도록 하는 등의 다양한 방식이 구성될 수 있는 것으로서, 이는 주조틀(20)에 대략 150 ~ 250℃ 온도가 유지되도록 지지하는 구성이면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기와 같이 구성된 주조장치를 이용한 주조방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 주조방법은, 주입단계(S10)와, 1차 안정화단계(S20)와, 2차 안정화단계(S30)와, 응고단계(S40)와 잉곳 탈락단계(S50)와, 주조틀 확인단계(S60)와, 주조틀 세척단계(S70), 및 주조틀 가열단계(S80)를 포함한다.
상기 주입단계(S10)는 콘베이어(10)에 구성된 주조틀(20)에 일정량의 용탕을 주입하는 단계이다.
상기 1차 안정화단계(S20)는 상기 주입단계(S10)를 통해 주조틀(20)에 용탕의 주입이 완료되면, 보온수단(30)에 의해 주조틀(20)을 일정온도로 가열 및 보온시켜 상기 주조틀(20)에 주입된 용탕이 주조틀(20)에 안정적으로 자리잡움을 유도하는 단계이다.
상기 2차 안정화단계(S30)는 상기 1차 안정화단계(S20)를 통해 주조틀에 용탕의 1차 안정화가 이루어지면, 응고수단(40)에 의해 응고가스를 분출시켜 상기 주조틀(20)에 주입된 용탕이 공기와 접촉을 최소화하면서 응고가스에 의해 응고가 안정적으로 이루어지도록 하는 단계이다.
상기 응고단계(S40)는 상기 2차 안정화단계(S30)를 통해 2차 안정화를 통해 응고가 이루어지면, 콘베이어(10)를 따라 주조틀(20)이 이송되면서 상온에서 자연스럽게 응고과정이 이루어져 용탕의 완전한 응고가 이루어지도록 하는 단계이다.
이 경우, 상기 응고단계(S40)는 경우에 따라서 생략 가능한 것으로서, 응고수단의 응고가스를 분출하여 주조틀(20)에 주입된 용탕이 응고되도록 할 수도 있다.
상기 잉곳 탈락단계(S50)는 상기 응고단계(S40)를 통해 주조틀(20)에 용탕의 응고가 완료되면, 탈락수단에 의해 상기 주조틀(20)에서 응고된 잉곳이 탈락시키는 단계이다.
이는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 콘베이어(10)의 끝단에 위치한 주조틀(20)이 상기 콘베이어(10)의 롤의 회전반경에 의해 회동핀(210)을 중심으로 회전 관성모멘트가 작용하게 되고, 이때, 상기 콘베이어(10)의 일측에 구성된 탈락수단(50)의 스톱퍼에 의해 상기 주조틀(20)의 회전관성이 정지된다.
이러한, 상기 스톱퍼에 의해 주조틀(20)의 회전관성이 정지됨에 따라 상기 주조틀(20) 내에 위치한 잉곳이 관성의 법칙에 의해 상기 주조틀(20)에서 탈락된다.
상기 주조틀 확인단계(S60)는 상기 잉곳 탈락단계(S50)를 통해 주조틀에서 잉곳이 탈락되면, 확인수단(60)을 통해 상기 주조틀(20) 내에 잉곳이 안정적으로 탈락되었는지, 또는 탈락되지 않았는지를 판별하는 단계이다.
즉, 상기 확인수단(60)은 리미트 스위치(62)에 의해 주조틀(20)의 위치센싱되면, 일측에 구성된 근접센서(64)로 위치센싱신호를 전송하고, 이렇게 위치센싱신호가 전달된 근접센서(64)에서 근접신호 예컨대, 레이저를 조사하여 되돌아오는 시간을 측정함으로써, 상기 주조틀(20) 내에 잉곳의 여부를 판별하게 된다.
상기 주조틀 세척단계(S70)는 상기 주조틀 확인단계(S60)를 통해 주조틀 내에 잉곳이 탈락된 것으로 판별되면, 세척수단(70)에서 제트공기를 분출하여 상기 주조틀 내에 잔여물 또는 이물질이 제트공기에 의해 탈락이 이루어져 상기 주조틀(20)에 대한 세척작업이 수행되도록 하는 단계이다.
상기 주조틀 가열단계(S80)는 상기 주조틀 세척단계(S70)를 통해 주조틀(20)에 대한 세척이 완료되면, 가열수단(80)을 통해 상기 주조틀(20)을 일정온도로 가열시켜 주입구간(110)을 통해 상기 주조틀(20)에 용탕이 주입될 때 안정적인 주입 상태가 이루어질 수 있도록 유도하는 단계이다.
상기와 같은 과정을 통해, 주조틀에 용탕의 주입 및 응고와 탈락을 수행하고, 또한 주조틀에 대한 세척 및 가열을 통해 상기 주조틀을 통해 용탕을 안정적으로 주입, 잉곳형성을 유도함으로써, 제품생산성 향상과 품질향상 등을 통한 제품 경쟁력을 강화한다.
이상에서 설명한 것은 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치 및 그 주조장치를 이용한 주조방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: 콘베이어 110: 주입구간
120: 지지하우징 20: 주조틀
210: 회동핀 30: 보온수단
40: 응고수단 50: 탈락수단
52: 제2스톱퍼 60: 확인수단
62: 리미트 스위치 64: 근접센서
70: 세척수단 80: 가열수단

Claims (5)

  1. 일정길이로 형성되고, 일측에 주입구간(110)이 구성되는 콘베이어(10)와, 상기 콘베이어(10) 상에 복수로 구성되고 내측에 용탕이 주입되는 공간이 형성되며, 하단 일측에 회동핀(210)이 구성되어 상기 회동핀(210)에 의해 자유로운 회전이 이루어지도록 구성되는 주조틀(20)과, 상기 콘베이어(10) 상에 구성되어 상기 주입구간(110)을 통해 용탕이 주입된 주조틀(20)을 일정온도로 가열, 보온시켜 상기 주조틀(20)에 용탕이 원활하게 자리매김할 수 있도록 지지하는 보온수단(30)과, 상기 보온수단(30)에 의해 일정온도 보온이 이루어진 주조틀(20)에 응고가스를 분출하여 상기 주조틀(20)에 용탕을 응고시켜 잉곳이 형성되도록 하는 응고수단(40)과, 상기 응고수단(40)을 통해 응고가 완료된 잉곳을 주조틀(20)에서 탈락시키도록 유도하는 탈락수단(50)과, 상기 탈락수단(50)을 통해 잉곳이 주조틀(20)에서 탈락이 이루어졌는지 확인하는 확인수단(60) 및 상기 확인수단(60)을 통해 잉곳이 탈락된 주조틀(20) 내에 잔존하는 잔여물 또는 이물질이 탈락되도록 세척하는 세척수단(70)을 포함하여, 마그네슘 재활용 시스템에서 용탕을 형성한 후 주조틀에 주입시켜 잉곳을 생성 및 배출시키도록 구성되는 주조장치에 있어서,
    상기 콘베이어(10)는 양단 각각에 구성되는 복수의 롤과, 상기 복수의 롤 사이를 선회하는 벨트와, 상기 복수의 롤 중 하나에 구성되는 모터로 구성되고, 상기 벨트에는 상기 주조틀(20)의 회동핀(210)이 삽입되어 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 지지하우징(120)을 포함하고;
    상기 보온수단(30)은 열선에 의해 100 ~ 200℃ 온도를 제공하도록 구성되며;
    상기 응고수단(40)은 일측에 응고가스 분출하는 분출챔버가 구성되고, 타측에 상온에서 자연 응고가 이루어지도록 하는 구간으로 구분되도록 구성되며;
    상기 탈락수단(50)은 상기 콘베이어(10)의 일단에 구성되어 상기 응고수단(40)을 통해 응고된 잉곳이 상기 주조틀(20)에서 용이하게 탈락되도록 지지하는 제1스톱퍼(52) 및 상기 제1스톱퍼(52)와 대칭되게 상기 콘베이어(10)의 타단에 구성되어 상기 주조틀(20)이 주입구간(110)에 위치되기 전에 상기 콘베이어(10)에 안착된 상태를 유지하도록 지지하는 제2스톱퍼(54)로 구성되고;
    상기 확인수단(60)은 상기 탈락수단(50)을 통과하고 콘베이어(10)를 따라 이송되는 주조틀(20)이 일정위치에 도달되면 이를 감지하여 위치센싱신호를 발생하는 리미트 스위치(62), 및 상기 리미트 스위치(62)의 위치센싱신호가 전송되면 근접신호를 조사하여 주조틀(20) 내에 잉곳이 탈락되었는지를 판별하도록 하는 근접센서(64)를 포함하며;
    상기 세척수단(70)은 상기 주조틀(20) 내에 흡착 또는 묻어있는 잉곳의 잔여물 또는 이물질이 제거되도록 질소가스로 이루어진 제트공기를 분출하는 적어도 하나 이상의 노즐을 포함하고;
    상기 세척수단(70)을 통해 주조틀(20)에 대한 세척이 완료되면, 상기 주조틀(20)을 150 ~ 250℃ 온도로 가열시켜 주입구간(110)에서 용탕을 주입할 때, 상기 용탕이 응고되지 않고 주입상태가 유지되도록 가열챔버 또는 열풍으로 구성되는 가열수단(80);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 잉곳을 주조하기 위한 주조장치.
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