KR101813684B1 - 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알루미늄 합금 등의 주조 제품을 저압 주조 방법으로 제조하기 위한 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로에 관하며, 가압 기체가 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내에 침입한 경우에 있어서, 가압 기체의 용탕 중으로의 방출 및 기포의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다. 가압관(48)과 출탕관(50)을 제외한 가압 챔버(22)의 부위는 정탕면 위치 L3보다 상방에 위치하는 통기용 틈(66)을 통해 대기 개방된다. 통기용 틈(66)은 정탕면 위치 L3보다 상방에 위치한다. 가압관에 사후적으로 발생한 금이나 균열, 또는 가압관에 원래 존재하는 미세한 틈을 통해 가압 기체의 용탕 수납 용기(12)를 구성하는 재질 내로의 침출이 있어도, 통기용 틈(66)으로부터 침출 가압 기체가 로 밖으로 방출된다.

Description

듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로{DUAL-CHAMBERED MOLTEN METAL HOLDING FURNACE FOR LOW PRESSURE CASTING}
본 발명은, 예를 들어 알루미늄 합금 등의 주조 제품을 저압 주조 방법으로 제조하는데 적합한 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로에 관한 것이다.
내부에 용탕 유지 챔버 및 가압 챔버를 구획하고, 부정형 내화물로 형성된 용탕 수납 용기와, 그 외주의 단열 및/또는 내화 층을 통해 밑면과 측면 및 상면에서 피복하는 철강제의 피복판과, 용탕 유지 챔버 및 가압 챔버 사이의 용탕 유로구와, 용탕 유로구를 개폐하는 승강식 차단 밸브와, 용탕 유지 챔버의 내부 및 가압 챔버의 내부에 각각 설치된 튜브 히터를 구비하고, 상기 가압 챔버는 서로 바닥부에 연통하는 가압부와 출탕부를 구비하고, 상기 가압부 및 상기 출탕부의 내면에 각각 파인 세라믹스(fine ceramics) 등으로 성형된 비통기성의 내열성 일체 소성물인 가압관 및 출탕관이 장착된 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로가 공지되어 있다 (본 출원인과 동일인에 의한 특허 문헌 1 참조). 그리고 용탕 수납 용기를 구성하는 부정형 내화물은 통기성이지만, 비통기성의 가압관이 가압 챔버의 탕면 상방 공간을 완전 밀폐 구조화하여, 용탕의 용탕 수납 용기 측으로의 침출의 대책으로 하였다.
가압관 및 출탕관을 약간의 통기성을 가진 소재의 내열성 일체 소성물로 하는 것은 이전부터 채용되고 있었지만, 이 경우, 가압관과 출탕관이 극히 소량이라고 해도 통기성을 띠고 있기 때문에 가압 기체가 가압관으로부터 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내로 침입하여, 일정 시간 거기에서 유지된 후, 용탕 중에 재방출되어 용탕중의 기포 생성, 나아가서는 제품 결함의 요인이 되었으므로, 특허 문헌 1의 기술은 소재로서 매우 고가인 파인 세라믹스 등의 채용에 의해 비통기성하는 것으로, 가압관으로부터의 가압 기체의 용탕 수납 용기를 구성하는 재질내로 침입 및 그 재방출에 따른 용탕 중의 기포 생성을 방지하려고 의도한 것이었다.
[특허문헌1] 일본 특허 4519806호 공보
특허 문헌 1의 가압관 및 출탕관에 파인 세라믹스 등의 비통기성 부재를 사용하는 탕면보다 상방의 가압 챔버를 완전 밀폐 구조화했다고 해도, 유지(maintenance) 등의 때에 물리적 충격 및 온도 변화에 의한 팽창·수축이나 기타 원인에 의해 가압관에 금이나 균열 등이 들어가면 가압관의 비통기성이 손실되고 가압시에 가압 기체가 가압관으로부터 용탕 수납 용기를 구성하는 재질로 침입하는 사태를 야기하고, 그로 인하여 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내로 들어온 기체가 잠시 유지된 후 용탕 중으로 방출되기 때문에, 그것이 용탕 중의 기포 생성 요인이 되었다. 그리고 용탕 중에 발생한 기포는 주조품의 보이드(void) 등의 제품 결함의 원인이 될 수 있었다.
또한, 가압관 및 출탕관의 소재로 파인 세라믹과 같은 비통기성을 갖게 하지 않고 알루미나 등을 주성분으로 한 것은 그 주위의 용탕 수납 용기를 구성하는 부정형 내화물까지는 아니지만 극히 소량이라고 해도 통기성이 있기 때문에 처음부터 가압관에서의 가압 기체의 용탕 수납 용기의 다공성 소재 부분에의 가압 기체의 침출·유지가 일어날 수 있고, 용탕 수납 용기로부터 용탕 중으로의 방출에 의한 보이드 등의 제품 결함의 원인이 되고 있었다.
본 발명은 이상의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 가압관으로부터 가압 기체가 용탕 수납 용기를 구성하는 재질에 침입한 경우에 있어서, 가압 기체를 용탕 수납 용기에서 로(furnace) 밖으로 방출시키도록 함으로써, 가압 기체의 용탕 중에의 방출과 기포의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로는 내부에 용탕 유지 챔버 및 가압 챔버를 구획하고, 부정형 내화물로 형성된 용탕 수납 용기와, 그 외주의 단열층 및/또는 내화층을 통해 밑면과 측면 및 상면에서 피복하는 철강제의 피복판과, 용탕 유지 챔버 및 가압 챔버 사이의 용탕 유로구와, 용탕 유로구를 개폐하는 승강식 차단 밸브와, 용탕 유지 챔버 내부 및 가압 챔버의 내부에 각각 설치된 튜브 히터를 구비하고, 상기 가압 챔버는 서로 바닥부에 연통하는 가압부와 출탕부를 구비하고, 상기 가압부 및 상기 출탕부의 내면에 각각 비통기성 또는 약간의 통기성을 가지는 재료로 성형된 내열성 일체 소성물인 가압관 및 출탕관이 장착되며, 용탕 수납 용기의 잔여 부위에서는 정탕면 위치보다 상방에 위치한 통풍부를 통해 대기 개방되어 있으며, 따라서 가압 기체가 가압 챔버의 출탕관 및 가압관 이외의 내벽에서 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내로 침입한 경우에도 통기부에서 가압 기체가 로 밖으로 방출되어 가압 기체의 용탕 중에 방출과 기포의 발생을 방지할 수 있다.
피복판의 용탕 수납 용기의 측면 피복 부분에 대해 출탕부의 표면 피복부를 적절한 간격으로 볼트 등에 의해 나사 고정하고, 측면 피복부와 표면 피복부 사이의 간격에 통기부를 구성할 수 있다. 이러한 통기부는 가압 챔버 측의 피복판의 측면 부위에 설치되는 것이 바람직하다. 나사 고정의 대안으로 피복판의 용탕 수납 용기의 측면 피복 부분에 대해, 출탕부의 상면의 피복부를 단속용접함으로써, 비용접부의 피복판 사이의 틈에 통기부를 구성할 수 있다. 이와는 별도로 피복판을 정탕면 위치보다 상방에서 소켓 등을 마련하는 등으로 개구부를 천설하여 형성하고, 이를 통해 통기를 행하도록하는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면, 또는 가압관과 출탕관 이외의 용탕 수납 용기의 부위에서는 통기성의 용탕 수납 용기 및 그 외주의 단열층 및/또는 내화층의 통기성 및 환기 부를 통해 대기와 통해 있기 때문에, 비통기성의 내열성 일체 소성물인 가압관에 금이나 균열 등이 들어가 비통기성을 잃었을 경우, 혹은 비통기성의 파인세라믹스 대신에 약간의 통기성을 갖는 내열성 일체 소성물을 가압관으로서 사용한 경우에는 가압관에서 부정형 내화물 안으로 가압 기체가 누설해도, 통기부에서 가압 기체를 로 밖으로 방출할 수 있게 된다. 따라서, 가압 챔버의 가압관으로부터 가압 기체가 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내로 침입했다고 하면 발생할 수 있는, 기체의 용탕 중에의 방출 및 용탕 중의 기포의 발생이 없어, 제품 결함의 하나의 요인을 제거할 수 있다. 또한, 통기부를 정탕면 위치보다 상방에 설치하고 있기 때문에, 용탕 수납 용기 및 그 외주의 단열 및/또는 내화층의 약간의 통기성에 관계없이 장기간(long span) 용탕의 외부로의 진출은 외주의 강재제의 피복판(철피)에 의해 저지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 듀얼 챔버형 저압 주조 용탕 유지로의 단면도이다.
도 2는 도 1의 듀얼 챔버형 저압 주조 용탕 유지로의 평면도이다.
도 3은 도 1의 화살표 III 방향에서 본 부분 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 듀얼 챔버형 저압 주조 용탕 유지로의 단면도이다.
도 5는 도 4의 화살표 V 방향에서 본 부분 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 듀얼 챔버형 저압 주조 용탕 유지로의 요부 단면도이다.
다음으로, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면, 도 1과 도 2에 있어서, 10은 본 발명에 따른 듀얼 챔버형(dual chamber) 저압 주조용 용탕 유지로(이하, 간단히 '용탕 유지로')의 전체를 나타낸다. 용탕 유지로(10)는 용탕 수납 용기(12)를 구비하며, 용탕 수납 용기(12)는 부정형 내화물(monolithic refractory material)로부터 성형된다. 이 실시예에서 용탕 수납 용기(12)의 소재가 되는 내화물은, 예를 들면 가루 알루미나를 주체로 하는 것이며, 가루 알루미나는 물과 반죽되어 소정 형상으로 성형(주조), 양생·건조함으로써 성형된다.
용탕 수납 용기(12)의 외부는 차례로 내화층(14) 및 단열층(16)이 위치하고 있으며, 그 외측에서의 바닥면 및 측면과, 그리고 상면 일부는 철피(iron skin)(18)(본 발명의 강재제의 피복판의 용탕 수납 용기 측면 및 상면 피복판부)에 의해 견고하게 피복되어있다. 내화층(14)은 알루미나 및 기타 내화물을 소재로 적절한 비율로 물과 반죽하여, 성형·건조하여 성형할 수 있다. 또한, 단열층(16)은 내화성의 직물을 붙여 구성할 수 있다.
용탕 수납 용기(12)의 내부 공간은 용탕 유지 챔버(20)와 가압 챔버(22)로 구획되어있다. 용탕 유지 챔버(20)의 상부 개구에는, 유지 챔버 뚜껑(24)이 장착되며, 이 유지 챔버 뚜껑(24)의 일부는 용탕 공급구를 개폐 가능하게 덮는 보급구 뚜껑(26)으로 되어있다. 유지 챔버 뚜껑(24)에는 용탕 유지 챔버(20)의 용탕의 상한 탕면 레벨(upper-limit molten metal surface level) L1을 감지하는 레벨 센서(28)가 매달려 지지된다. 또한, 용탕 유지 챔버(20)는 측벽부에 2개의 튜브 히터(30)와 온도 센서(32)를 구비한다. 따라서 용탕 유지 챔버(20)는 내부에 저장 용탕을 일정한 온도 범위 내에 유지되게 된다. 또한, 용탕 유지 챔버(20)의 하한 탕면 레벨(lower-limit molten metal surface level)은 일점 쇄선 L2로 나타내고 있다.
승강식 차단 밸브(34)는 용탕 유지 챔버(20) 내를 상하로 연장하여 있으며, 승강식 차단 밸브(34)의 바닥부는 용탕 유지 챔버(20)와 가압 챔버(22) 사이의 용탕 유로구(36)에 임하도록 위치하고, 승강식 차단 밸브(34)에 의해 용탕 유로구(36)를 개폐할 수 있다. 즉, 용탕 유로구(36)에 밸브 시트(valve seat)(38)가 고착되고, 승강식 차단 밸브(34)가 밸브 시트(38)에 착석했을 때, 용탕 유지 챔버(20)에서 가압 챔버(22)로의 용탕의 유입이 저지되고, 승강식 차단 밸브(34)가 밸브 시트(38)로부터 상승할 때, 용탕 유지 챔버(20)에서 가압 챔버(22)로의 용탕의 유입이 허용된다. 승강식 차단 밸브(34)는 상단이 유지 챔버 뚜껑(24)을 통과해 외부로 돌출되어 있으며, 승강식 차단 밸브(34)의 상기 개폐 동작 제어를 위한 공압 등에 의한 승강 구동기구(40)에 연결된다.
가압 챔버(22)는 용탕 유로구(36)로 통하는 하부 유통로(42)를 통해 서로 바닥부에 연통하는 가압부(44)와 출탕부(molten metal output part)(46)를 구비한다. 가압 챔버(22)의 용탕 온도를 유지하기 위한 튜브 히터(43)는 일단(43-1)이 로 벽면에 고정되고, 타단은 하부 유통로(42) 내로 외팔(캔틸레버) 연장한다. 출탕부(46)는 도 2에서는 한 개로서 도시되어 있지만, 출탕부(46)를 복수 설치하고, 공통 가압부(44)에서 용탕을 공급하도록 해도 된다.
가압부(44)와 출탕부(46)는 용탕 수납 용기(12)의 내표면을 피복하기 위한 관형 부재(48), (50)(이하, 각각 '가압관', '출탕관')를 구비한다. 이 실시예에 있어서는 가압관(48), 출탕관(50)은 분상 또는 입상의 파인 세라믹스(fine ceramics)(예를 들면 질화 규소)를 물과 반죽하고, 형성형 후 일체 소성(소결)함으로써 구성된다. 이 때문에 이 실시예에 있어서는 가압관(48), 출탕관(50)은 비통기성이다. 가압부(44), 출탕부(46)에 있어서 용탕 수납 용기(12)의 내주면에 원통형 오목부(44A), (46A)가 절단 형성되고, 이 원통형 오목부(44A), (46A)에 가압관(48), 출탕관(50)이 씰(seal)재를 통해 면일(面一)이 되도록 감합밀착되는 구조로 되어 있다. 또한, 후술하는 실시예와 같이 가압관(48), 출탕관(50)에 약간의 통기성(용탕 수납 용기(12) 정도로 자유로운 기체 유통은 불가하지만 극히 소량의 기체 유통성은 잔존)을 갖게 하는 구성도 본 발명에서 배제하지 않는다.
가압관(48)은 상단 플랜지부(48-1)가 철피(18)의 천장 부분(18-1)과 주변 전체(entire periphery)에서 계합되며, 또한 개구부는 밀폐 뚜껑(52)에 의해 주변 전체에서 밀폐된다. 즉, 밀폐 뚜껑(52)은 외주에 플랜지부(52-1)를 형성하며, 볼트(53)(육각 구멍 볼트 등)가 상방으로부터 플랜지부(52-1)에 삽입되며 볼트(53)의 선단이 철피(18)의 천장 부분(18-1)에 나사 결합된다. 도 2와 같이 볼트(53)는 밀폐 뚜껑(52)의 전체 둘레에 따라 적절한 간격으로 설치된다. 철피(18)의 천장 부분(18-1)과 플랜지부(48-1) 및 플랜지부(48-1)과 밀폐 뚜껑(52)의 경계면에는 밀폐용 씰이 점착된다. 볼트(53)의 체결 (스크류)에 의해 가압관(48)의 상단 플랜지부(48-1)는 밀폐 뚜껑(52)의 플랜지부(52-1)과 철피(18)의 천장 부분(18-1) 사이에 씰(seal)을 통해 협착된다. 이 때문에 가압관(48)이 파인 세라믹스로 이루어진 비통기성인 것과 함께, 가압관(48)보다 상방 부위에서 가압부(44)는 완전 밀폐 구조를 나타내는 것이다. 밀폐 뚜껑(52)에 가압 기체용 유로(54)(도시하지 않은 가압 기체원에 연결된다)가 설치되는 동시에, 한 쌍의 레벨 센서(56)가 설치되고, 레벨 센서(56)의 검출단은 수직으로 외팔상태로 가압부(44)의 내부 캐비티(cavity)까지 연장한다. 이 레벨 센서(56)에 의해 가압부(44) 내에서의 정탕면 레벨(fixed molten metal surface level) L3가 검출되도록 되어있다. 이 정탕면 레벨 L3는 용탕 유지 챔버(20)의 하한 탕면 레벨 L2와 같은 높이로 설정되어있다.
출탕부(46)에 있어서 로의 상벽면에는, 강재제의 천장판(58)(철피(18)의 천장 부분(18-1)과 이 천장판(58)이 본 발명의 피복판의 용탕 수납 용기의 상면 피복부가 된다)가 설치된다. 천장판(58)은 중앙에 보스부(58-1)을 형성하고, 보스부(58-1)에 출탕관(50)이 삽입되며, 출탕관(50)은 보스부(58-1)에서 약간 돌출되게 되며, 다이베이스(die base)(가상선(60)으로 표시)는 환상 밀봉 부재(59)를 통해 천장판(58)에 연결된다. 출탕부(46)의 액면(liquid level) L5는 다이로의 출당준비완료시의 용탕 액면을 가리키며 액면 L6는 다이로의 출탕완료후의 용탕 액면을 가리킨다. 출탕관(50)은 액면 L6의 아래쪽까지 연장 돌출 위치한다. 다이베이스(60) 상에 도시하지 않은 금형이 고정된다. 금형은 내부에 주물에 대응한 구멍을 갖는 동시에, 구멍을 출탕부(46)에 연통시키는 통탕로를 가진다. 가압부(44)에서 금형에 용탕 충진시에는 가압 기체용 유로(54)에서 도입된 가압 기체에 의해 용탕 표면에 압력을 작용시켜 용탕을 밀어내는 것으로 용탕 표면이 정탕면 레벨 L5 에서 탕면 레벨 L6까지 저하하지만 출탕관(50)의 하단은 탕면 레벨 L6 이하의 위치에 있다.
천장판(58)은 출탕부(46)의 상면에 있어서, 용탕수납용기(12) 및 내화층(14), 그리고 단열층(16)을 피복하는 피복판으로서 기능을 하나, 다이접속을 위해서도 기능을 하기 때문에 필요한 강도의 확보를 위해 철피(18)와 동일철재로 되나 상당히 두꺼운 것으로 되어 있다. 즉, 천장판(58)은 일방으로 철피(18)의 제1 측벽부분(18-2)까지 연장되며, 타방으로 가압부(44)의 상면을 커버하는 철피(18)의 천장부분(18-1)에서 연직하방으로 연장되어오는 제2 측벽부분(18-3)까지 연장된다.
용탕 유지로(10)에 의한 급탕에 대하여 간단히 설명하면, 우선 차단 밸브(34)를 상승시켜 용탕유로구(36)를 연 상태로, 보급구 뚜껑(26)을 열고 용탕유지챔버(20)에 용탕을 공급한다. 용탕유지챔버(20)에 공급된 용탕은 용탕유로구(36)를 통해 가압챔버(22)에 유입하여 저류되어 가고, 곧 가압부(44)에 있어서 용탕면이 정탕면 레벨 L3에 달하는 것이 레벨 센서(56)에서 검출되면, 차단 밸브(34)를 하강시켜 용탕유로구(36)를 닫는다. 이때, 출탕부(46)에 있어서 용탕도 또한, 상기 정탕면 레벨 L3과 동일 높이의 정탕면 레벨 L5가 된다. 더욱이, 용탕유지 챔버(20)로의 용탕공급을 계속하고, 용탕면이 상한탕면 레벨 L1에 달한 것이 레벨 센서(28)에서 검출되면, 용탕의 공급을 정지하고 보급구 뚜껑(26)을 닫는다. 이에 의해, 주조공정의 준비가 완료된다.
다음으로, 주조공정에서는, 가압기체용 유로(54)로부터 가압 기체(예를 들면 건조공기, N2가스, Ar가스등)를 가압부(44)내에 공급하고, 용탕면에 예를 들면 0.2~0.5기압정도의 압력을 작용시켜 출탕부(46)의 용탕을 밀어올리고, 이것에 의해 출탕부(46)의 용탕이 금형의 캐비티(cavity) 내에 충진된다. 이때, 가압부(44)의 용탕면이 정탕면 레벨 L3으로부터 용탕 레벨 L7까지 하강한다. 금형에의 용탕충진완료로부터 소정시간 경과 한 후에, 가압기체용 유로(54)를 통하여 가압부(44) 내를 대기압 해방한다. 이것에 의해 출탕부(46)에서는 용탕의 복귀가 생기나, 용탕수납용기(12)의 용탕은 1회의 주조작업에 필요한 분만큼 감소하기 때문에, 출탕부(46) 및 가압부(44)의 각 용탕면은 각 정탕면 레벨 L5, L3보다도 낮은 각 탕면 레벨 L6, L4가 된다. 이후, 차단 밸브(34)를 상승시켜, 용탕유로구(36)를 열면, 용탕유지챔버(20)와 가압챔버(22)와의 탕면레벨의 고저차에 의해, 용탕유지챔버(20)의 용탕이 가압챔버(22)에 유입한다. 그리고 가압부(44)의 탕면 레벨이 상승하여 정탕면 레벨L3에 달한 것을 레벨센서(56)에서 검출하면, 차단밸브(34)를 하강시켜 용탕유로구(36)를 닫는다. 이때, 출탕부(46)에서의 용탕면은 가압부(44)의 정탕면 레벨L3과 동일한 높이의 정탕면 레벨 L5가 된다. 이것에 의해, 이후의 주조공정의 준비가 완료된다. 상술했듯이 주조공정을 반복 행하는 것으로, 용탕유지챔버(20) 내의 용탕이 순차단계적으로 감소하며, 용탕유로구(36)를 열어도 가압부(44)의 용탕면이 정탕면 레벨 L3에까지 상승하지 않게 되면, 레벨센서(56)에서 정탕면 레벨 L3을 검출할 수 없게 되는 것으로, 용탕의 보급시기가 온 것을 판단할 수 있고, 보급구 뚜껑(26)을 열고 용탕 유지챔버(20)에 용탕이 자동 또는 수동으로 보급된다.
이상의 실시예에 있어서, 가압관(48)보다 상방의 부위에서는 가압부(44)는 상술한 듯이 완전밀폐구조를 하나, 나머지의 부위는 밀폐되어있지 않다. 즉, 용탕수납용기(12)는 내화층(14) 및 단열층(16)을 통하여 철피(18)에 의해 바닥면 및 측면부분에서는 완전 피복되어 있다. 그러나 철피(18)의 천장부분(18-1)과 측벽부분(18-2, 18-3)은 완전히 밀폐되어 있지는 않다. 즉, 도 1 및 도 2에서 나타내듯이, 철피(18)의 천장부분(18-1)은 측벽부분(18-2, 18-3)의 상단(18-2', 18-3')에 대하여 볼트(육각 볼트 등) (62)에 의해 적절한 간격으로 결합되어 있을 뿐이며, 또한 출탕부(46)의 주위에 있어서 용탕수납용기(12)의 상면을 피복하는 천장판(58)에 대해서도 천장부분(18-1)은 측벽부분(18-2, 18-3)에 대하여 완전 밀폐하지는 않고, 볼트(육각 볼트 등)(64)에 의해 적절한 간격으로 결합되어 있다(도 2 참조), 이 때문에, 철피(18)의 측벽부분(18-2, 18-3)의 상단(18-2', 18-3')에 대하여 철피(18)의 천장부분(18-1) 및 천장판(58)도 대향면 사이에서 좁은 틈(隙間) (66), (67)(도 1 및 도 2)을 남긴다. 철피(18)의 제1 측벽부분(18-2)의 상단(18-2')과 천장판(58)과의 사이의 틈(66)은 도 3에 의해 명료하게 나타낸다. 이들 틈(66), (67)은 통기부가 되며, 통기성의 로(furnace) 물질(material), 즉 용탕수납용기(12)와 내화층(14), 그리고 단열층(16)을 외기로 통기시킨다. 본 발명에 있어서 통기부를 구성하는 틈(66), (67)은 가압챔버(22) 측에서 피복판의 측면부분(18-2, 18-3)의 전체에 분포하도록 설치하기 때문에(도 1 및 2 참조), 가압관(48)으로부터 용탕수납용기(12)로의 침출기체의 로 밖으로의 효율적 배출을 위해 적합하다. 이러한 통기구조는 가압관(48)에서 가압기체가 용탕수납용기(12)를 구성하는 로 물질에 침출유지된 경우에 가압기체가 용탕중에 재방출되어 기포가 되어 보이드 등의 제품결함이 되는 것을 방지한다. 즉, 본 실시예에 있어서 가압관(48)은 세라믹스 소재에 의한 비통기성의 것이며, 가압관(48)에서 가압기체의 로 물질측으로의 침출은 본래는 일어날 수 없으나, 유지(maintenance) 등의 때의 물리적인 충격 및 온도 변화에 의한 팽창·수축의 원인으로 비통기성의 파인세라믹스에서 형성된 내열성 일체 소성물인 가압관(48)에 금이나 균열 등이 들어가 비통기성이 상실되어 버린 경우, 가압기체가 가압챔버(22)의 가압관(48)로부터 용탕 수납용기(12)내로 침입하고, 용탕수납용기(12)에 들어간 기체가 일정시간 유지된 후 용탕중에 방출되며, 이것에 의해 용탕중에 기포가 발생한다는 문제가 생긴다. 본 실시예에 있어서는 가압관(48)에 금이나 균열 등의 원인으로 유래하는 비통기성 상실에 의한 가압관(48)으로부터 용탕수납용기(12)로의 기체의 침출이라는 사태에 대하여, 철피(18)의 천장부분(18-1)이 측벽부분(18-2, 18-3)의 상단에 있어서 볼트 체결로 적절한 간격으로 결합하기 때문에 형성되는 통기용 틈(66),(67)으로부터 진출 기체를 로 밖으로 해방하는 것이 가능한 구조가 된다. 그 결과, 가압기체가 가압챔버내벽으로부터 용탕수납용기(12)내로 방출되는 것이 생기기 쉽고, 기체의 용탕중으로의 누설 및 용탕중의 기포의 발생이 없게 된다. 본 실시예에서는 용탕 수납 용기(12)내에 들어간 가압기체는 볼트 체결에 의한 틈에 형성된 통기용 틈(66), (67)으로부터 해방되며, 용탕수납용기(12)에 침입한 가압기체가 용탕중으로 방출되지 않고 기포의 발생이 생기지 않기 때문에, 제품결함의 하나의 원인을 배제할 수 있다.
더욱이, 천장판(58)의 제1 측벽부분(18-2)에 대한 틈(66)은 정탕면 L5보다 위에 위치하기 때문에, 장시간의 기간(long term span)에서 용탕이 통기성의 용탕 유지챔버(20) 및 내화층(14) 그리고 단열층(16)을 통하여 바깥으로 침출하는 것의 대책이 된다. 또한, 출탕부(46)에서 출탕시에는 용탕의 흐름은 물론 정탕면 L5를 교차하나(cross), 로 물질의 통기성을 원인으로 하는 용탕의 침출은 지극히 완만하기 때문에, 출탕부(46)에서 출탕시와 같은 단시간의 기간에서는 틈(66)의 존재는 용탕의 침출원인이 되지 않는다.
이상의 실시예에 있어서, 철피(18)의 제1 측벽부분(18-2)에 대하여 철피(18)의 천장부분(18-1) 및 천장판(58)을 볼트(62), (64)에 의해 체결함으로써 대향면 사이에 좁은 틈을 남기도록 하여 가압부(44) 이외의 용탕수납용기(12)의 부분을 외기로 통기시키나, 제2 실시예로서 볼트 대체로서 단속 용접하는 것도 가능하다. 도 4는 이 제2 실시예에서의 전체도이며, 도 1에서의 볼트(62), (64) 대신에, 철피(18)의 제1 측벽부분(18-2)에 대하여 철피(18)의 천장부분(18-1) 및 천장판(58)은 각각 용접부(68), (70)에 의해 고정된다. 이 용접은 일정 간격을 놓고 행해지는 소위 단속 용접이며, 철피(18)의 제1 측벽부분(18-2)의 상단에 대한 천장판(58)의 단속 용접부(70)가 도 5에 나타나 있으며, 단속 용접부(70) 사이에 있어서 천장판(58)과 제1 측벽부분(18-2)과의 사이에 좁은 틈(72)이 남으며, 이것이 통기부가 된다. 도시하지는 않았지만, 철피(18)에서의 천장부분(18-1)과 제2 측벽부분(18-3) 사이에도 단속 용접부(68) 사이에의 비용접부에 통기부를 구성하는 동일한 틈이 남겨 진다. 즉, 통기부를 구성하는 틈(72)은 가압챔버(22)측에서의 피복판(철피(18) 및 천장판(58))의 측면부분의 광범위에 걸쳐 위치하기 때문에, 이 실시예에서도 가압관(48)으로부터 용탕수납용기(12)로의 침출기체의 로 외로의 효율적 배출을 행할 수 있다. 통기부는 제1 실시예와 동일하게 금이나 균열 등의 발생에 의해 가압관(48)으로부터 가압기체가 용탕수납용기(12)내로 누설했을 때, 통기부로부터 기체가 로 외로 해방되기 때문에, 가입기체가 용탕중에 방출하여 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 3의 실시예를 요부로 하여 부분적으로 나타내며, 제2 실시예와 동일하게 철피(18)의 용접구조이나, 이 용접은 주변 전체 용접이며, 통기를 위해 정탕면 L5(L3)보다 상방에 있어서 철피의 제1 측벽부분(18-2)에 소켓(74)(구멍 형성 부재)을 설치한다. 소켓(74)에 의해 용탕유지챔버(20)에서의 가압부(44) 이외의 부위를 정탕면(L5(L3))보다 상방에 있어서의 로 물질의 통기성으로 인해 대기 개통시킬 수 있으며, 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일하게 소켓(74)은 가압관(48)으로부터 가압기체가 용탕수납용기(12) 내에 누설했을 때, 통기부로부터 기체가 로 외로 해방하도록 움직이며, 가압기체가 용탕중에 방출하여 기포가 방생하는 것을 방지할 수 있다. 소켓(74)에 대해서도 제1, 제2의 실시예의 틈(66), (72)에 준하며, 가압챔버(22)측의 피복판측면부분(철피(18))에 넓게 분포하도록 설치하여, 효율적인 가입기체의 로 외로의 배출을 행할 수 있다.
이상 설명한 본발명의 제1 ~ 제3의 실시예는 가압관(48), 출탕관(50)을 파인세라믹스를 소재로 구성한 경우지만, 제4 실시예로서 가압관(48), 출탕관(50)을 알루미나, 실리카, 카본 등으로 이루어지는 가루 형태의 내화물을 물과 반죽하고, 형성형 후 일체소성(소결)함으로써, 가압관(48), 출탕관(50)에 약간의 통기성을 가지도록 하는 방법도 본 발명에 포함된다. 즉, 이 경우는 완전 밀폐 구조에서는 애초부터 없는 것이므로, 가압기체의 가압관(48)으로부터의 다공성 노 물질로의 침출은 최초부터 발생할 수 있으나, 가압관(48), 출탕관(50)을 비통기성으로 하는 제1 ~ 제3의 실시예에 대해서 설명한 것과 동일한 구조의 통기부(틈(66), (67), (72)나 소켓(74))을 설치하는 것으로 가압관(48)로부터 용탕수납용기(12)로의 기체의 침출이 있어도, 이것을 통기부를 통해 로 외로 해방할 수 있어, 제품결함의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
12 용탕 수납 용기
20 용탕 유지 챔버
22 가압 챔버
24 유지 챔버 뚜껑
26 보급구 두껑
28 레벨 센서
30 튜브 히터
34 차단 밸브
36 용탕 유로구
42 하부 유통로
46 출탕부
48 가압관
50 출탕관
52 밀폐 뚜껑
54 가압 기체용 유로
56 레벨 센서
58 천장판
60 다이베이스
62 볼트
64 볼트
66,67,72 환기용 틈
74 환기용 소켓

Claims (6)

  1. 내부에 용탕 유지 챔버 및 가압 챔버를 구획하고, 부정형 내화물로 형성된 용탕 수납 용기와;
    상기 용탕 수납 용기의 외주의 단열층 및/또는 내화층을 통해 상기 용탕 수납 용기의 밑면과 측면 및 상면에서 피복하는 철강제의 피복판과;
    상기 용탕 유지 챔버 및 상기 가압 챔버 사이의 용탕 유로구와;
    상기 용탕 유로구를 개폐하는 승강식 차단 밸브와;
    상기 용탕 유지 챔버의 내부 및 상기 가압 챔버의 내부에 각각 설치된 튜브 히터를 포함하고,
    상기 가압 챔버는 하부가 서로 연결되는 가압부와 출탕부를 구비하고, 상기 가압부 및 상기 출탕부의 내면에 각각 비통기성을 가지는 재료로 성형된 내열성 일체 소성물인 가압관 및 출탕관이 장착되고, 상기 용탕 수납 용기에서 상기 가압부를 제외한 부분은 정탕면 위치보다 상방에 위치하는 통기부를 통해 대기 개방되어 있으며, 이를 통해 가압 기체가 상기 가압관에서 상기 용탕 수납 용기를 구성하는 재질 내로 침입한 경우에도 상기 통기부에서 상기 가압 기체를 로 밖으로 방출함으로써, 상기 가압 기체가 용탕으로 방출되는 것을 방지하고 상기 용탕에 기포가 발생하는 것을 방지하는 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통기부는 상기 가압 챔버 측의 피복판의 측면부에 설치되는 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 피복판의 상기 용탕 수납 용기의 측면 피복부에 대하여, 상기 피복판의 표면 피복부분은 복수의 고정부를 구비하며, 상기 고정부 사이의 측면 피복부와 상면 피복부와의 대향면 사이의 틈이 상기 통기부가 되는 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정부는 나사 체결부인 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정부는 단속 용접부인 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 피복판은 정탕면 위치보다 상방에 있어서 상기 통기부가 되는 구멍 형 형성 부재를 설치하는 듀얼 챔버형 저압 주조용 용탕 유지로.
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