KR101942562B1 - 금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

금속 용탕으로부터 금속편을 연속적으로 제조할 수 있도록, 경사지게 배치되어 용탕이 흘러내리며 냉각되어 주조되는 몰드부, 상기 몰드부를 냉각하기 위한 냉각부, 및 상기 몰드부에 진동을 가하는 진동부를 포함하는 금속편 연속 주조 장치를 제공한다.

Description

금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTINUOUS MANUFACTURING OF METAL CHIP}

용탕을 작은 조각의 금속편으로 연속 제조할 수 있도록 된 금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법을 개시한다.

예를 들어, 페로실리콘(Fe-Si)은 주조 후 응고와 파쇄 공정을 거쳐 작게 분쇄한 후 일정한 입도의 조각 상태로 제품화하여 수요가에게 공급된다.

종래의 경우, 전기로에서 규광석과 탄소 환원체의 고온 환원반응을 통해 용융된 페로실리콘 용탕은 레들로 출선된 뒤 사각 형태의 주형 틀에 주입되어 괴(lump) 형태로 응고된다. 응고가 완료된 주괴은 1차적으로 해머 크러셔(hammer crusher)에 의해 입도 30cm 내외의 크기로 분쇄된다. 이 후 2차적으로 죠 크러셔(jaw crusher)에 의해 입도 5cm 내외 크기의 조각으로 분쇄되어 수요가에게 공급된다.

그러나, 상기한 종래의 구조는 레들로부터 용탕을 주형 틀에 주입하여 응고시키는 데 1 시간 내지 2시간이 소요되며, 응고된 괴를 1,2차에 걸쳐 파쇄하는 데 4 내지 5시간이 소요되므로, 최종 제품 완성시까지 많은 시간이 걸리는 문제가 있다. 또한, 각 과정이 배치(batch) 공정으로 진행되어 연속적이지 못하고 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 덩어리 형태의 괴를 분쇄함에 따라 분쇄된 조각의 파단면이 3차원 형상이 되고 필연적으로 미세 분말이 발생하는 문제가 있다. 분쇄 과정에서 발생된 미분은 페로실리콘의 실수율을 떨어뜨리게 된다. 종래 미분 발생에 의해 손실되는 페로실리콘 양은 많은 경우 전체의 30%에 달한다. 또한, 파쇄 과정에서 발생된 미분이 비산되거나 공장에 쌓여 주변 환경을 오염시키고 인명피해를 발생시키게 된다.

금속 용탕으로부터 판상 또는 알갱이 형태의 금속편을 연속적으로 제조할 수 있도록 된 금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

금속 용탕에서 금속편으로 제조하는 데 걸리는 시간을 최대한 단축하여 생산성을 높일 수 있도록 된 금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

금속편 제조시 미분 발생을 최소화하여 금속편 제조 수율을 극대화할 수 있도록 된 금속편 연속 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

본 구현예의 제조 장치는, 경사지게 배치되어 용탕이 흘러내리며 냉각되어 주조되는 몰드부, 상기 몰드부를 냉각하기 위한 냉각부, 및 상기 몰드부에 진동을 가하는 진동부를 포함할 수 있다.

상기 몰드부는 서로 연결되는 복수개의 몰드판을 포함하고, 상기 각 몰드판은 용탕 진행 방향을 따라 점차 높이가 낮아지도록 이웃하는 몰드판에 대해 상하로 단차를 두고 배치된 구조일 수 있다.

상기 몰드판은 폭방향을 따라 용탕이 흘러내리는 복수개의 주조 영역으로 구획된 구조일 수 있다.

상기 몰드판은 내측 바닥면에 용탕이 흘러내리는 홈이 몰드판 폭방향을 따라 간격을 두고 형성된 구조일 수 있다.

상기 몰드판은 내측 바닥면에 용탕의 흐름방향으로 연장되는 격벽이 몰드판 폭방향을 따라 간격을 두고 형성된 구조일 수 있다.

상기 냉각부는 몰드판 하부에 폭방향으로 연장되고 냉각수가 공급되는 공급관, 상기 공급관에 이격되어 몰드판 폭방향으로 연장되고 냉각수가 배출되는 배출관, 및 상기 공급관과 상기 배출관 사이 연결되어 몰드판 하부에 접하고 냉각수가 흐르는 복수개의 냉각유로를 포함할 수 있다.

상기 냉각부는 상기 공급관 내부에 설치되고 축방향을 따라 연장되어 공급관 내부를 두 영역으로 구획하는 베플을 더 포함하고, 상기 베플은 공급관 내부를 냉각유로가 위치하는 공급영역과 냉각수를 이동시키는 통로영역으로 이분하고, 공급관 내측 선단과는 틈새가 형성되도록 이격되어 공급관 일측 선단에서 유입된 냉각수 중 일부를 통로영역을 통해 공급관 타측 선단으로 이동시켜 공급영역의 양 선단에서 중앙쪽으로 공급하는 구조일 수 있다.

상기 진동부는 상기 몰드부가 설치되는 지지부재, 지면에 설치된 수직부재와 상기 지지부재 사이에 설치되는 탄성스프링, 및 상기 지지부재 하단에 설치되어 지지부재를 통해 몰드부에 진동을 가하는 진동기를 포함할 수 있다.

상기 몰드부로 용탕을 공급하는 용탕공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 용탕공급부는 용탕을 수용하는 레들을 지지하는 장착부재, 상기 장착부재를 회동가능하게 지지하는 축부재, 상기 장착부재에 연결되어 축부재의 회동축을 중심으로 상기 장착부재를 회동시켜 레들을 기울이는 구동실린더, 및 상기 레들의 회동 속도를 제어하여 용탕 공급량을 일정하게 유지하는 틸팅제어부를 포함할 수 있다.

상기 틸팅제어부는 레들의 기울어진 각도에 따라 상기 구동실린더의 시간당 신축량을 제어하여 레들 회전 속도를 조절하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 용탕공급부와 상기 몰드부 사이에 설치되어, 용탕공급부의 용탕을 받아 몰드부의 폭방향으로 용탕을 균일 공급하는 스위블 러너를 더 포함할 수 있다.

상기 스위블 러너는 선단에는 용탕이 배출되는 출구를 형성하고, 프레임 상에 회동가능하게 설치되어 용탕 출구를 몰드부의 폭방향으로 왕복 이동시키는 러너판, 상기 러너판의 하부에 회동축을 중심으로 하여 설치된 피동기어, 상기 프레임 일측에 설치되어 상기 러너판을 회동시키기 위한 구동모터, 및 상기 구동모터의 회전축에 설치되고 상기 피동기어에 결합되는 구동기어를 포함할 수 있다.

상기 몰드부는 스위블러너 출측에 위치한 몰드판 상에 몰드판을 보호하는 보조동판이 착탈가능하게 설치될 수 있다.

상기 몰드판은 표면에 니켈-크롬 도금층이 형성될 수 있다.

상기 몰드부는 각 몰드판의 기울기를 조절하기 위한 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 조절부는 몰드판 하단에 설치되는 수직실린더를 포함할 수 있다.

상기 몰드부 출측에 연결 설치되어 금속편을 냉각하는 스프레이 냉각대를 더 포함할 수 있다.

상기 스프레이 냉각대 출측에 연결되어 금속편을 파쇄하는 파쇄기를 더 포함할 수 있다.

본 구현예의 주조 방법은, 용탕을 경사진 몰드판으로 연속하여 공급하는 공급 단계, 몰드판을 지나는 용탕을 냉각하는 단계, 몰드판을 지나며 냉각된 주편을 작게 분할하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 주편을 작게 분할하는 단계는, 상하로 높이차를 두고 단차지게 배치된 몰드판을 진동시키고, 주편이 단차진 몰드판 사이를 지날 때 몰드판 선단으로 주편에 충격에너지를 가하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 몰드판을 지나는 용탕을 냉각하는 단계는, 상기 몰드판을 지나는 용탕을 몰드판 폭방향을 따라 복수개로 구획하여 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공급 단계는 레들에서 공급되는 용탕을 몰드판의 폭방향으로 고르게 분배하는 균등분배단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공급 단계는 용탕이 수용된 레들을 회동시키는 단계, 및 레들의 회동 각도에 따라 회동속도를 제어하여 용탕 공급량을 일정하게 유지하는 제어단계를 더 포함할 수 있다.

상기 몰드판의 경사도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 몰드판을 지난 금속편을 급냉시키는 급냉단계를 더 포함할 수 있다.

상기 급냉된 금속편을 파쇄하는 파쇄단계를 더 포함할 수 있다.

상기 용탕은 페로실리콘(Fe-Si)일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 용탕을 주조하여 연속적으로 금속편을 제조할 수 있다.

또한, 종래 분쇄 공정을 생략할 수 있고 전체적으로 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다. 이에 금속편 생산성을 높일 수 있게 된다.

또한, 두께가 얇은 판상의 주편을 절단하여 금속편을 제조함으로써, 종래 괴상의 주편을 파쇄하여 금속편을 제조하는 경우와 비교하여 분상의 입자 발생을 최소화하고, 금속편 제조 실수율을 높일 수 있게 된다.

또한, 용탕의 주조 형태를 다양화하여 알갱이 형태의 금속편을 제조할 수 있게 된다.

또한, 몰드판에 용탕을 균일한 양으로 공급하면서 몰드판 전체에 고르게 공급함으로써, 전체적으로 고른 두께를 갖는 주편을 제조하여, 크기가 균일한 금속편을 보다 효과적으로 제조할 수 있게 된다.

또한, 몰드판의 전체면을 균일하고 신속하게 냉각할 수 있어, 몰드판 전체에서 용탕을 균일하게 냉각하여 주조할 수 있고 이에, 금속편 제조 수율을 극대화할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드부를 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드판을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 레들 회동 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 레들 회동 각도에 따른 용탕 주입량을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 레들 회동 각도에 따른 레들 회동 속도를 도시한 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드부 냉각 구조를 도시한 도면이다.
도 12와 도 13은 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드부 냉각 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드부를 따라 용탕이 금속편으로 주조되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 실시예에 따른 금속편 연속 제조 장치의 몰드부를 따라 용탕이 알갱이로 주조되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하 본 실시예는 페로 실리콘(Fe-Si) 합금을 용융한 용탕으로부터 작은 크기의 페로실리콘 금속편을 주조하는 경우를 예로서 설명한다. 본 실시예는 소재로써 페로 실리콘 외에 다양한 성분의 용탕으로부터 금속편을 주조하는 공정에 모두 적용가능하다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 금속 알갱이 연속 주조장치의 측면도와 평면도로, 장치의 구성을 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 주조장치(100)는 경사지게 배치되어 용탕이 흘러내리며 냉각되어 최종적으로 소형 입도의 금속편으로 주조되는 몰드부(10), 상기 몰드부(10)를 냉각하기 위한 냉각부(30), 상기 몰드부(10) 상부쪽에 배치되어 몰드부(10)로 용탕을 공급하는 용탕공급부(50), 상기 몰드부(10)에 진동을 가하는 진동부(20)를 포함한다.

금속편이라 함은 대략 입도가 50mm 내외의 크기를 갖는 금속 조각을 의미할 수 있다. 금속편은 납작한 판 형태로 이루어지거나 또는 둥글둥글한 알갱이(granule) 형태로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 주조장치는 용탕으로부터 판형태의 금속편이나 알갱이 형태의 금속편을 포함하여 그 형태에 관계없이 작은 입도의 금속편을 연속적으로 주조할 수 있다. 이하 설명에서는 본 장치를 통해 용탕으로부터 판 형태의 금속편을 연속적으로 주조하는 구조를 예로서 설명한다.

본 실시예는 용탕으로부터 작은 크기의 금속편을 연속하여 제조할 수 있다. 용탕공급부(50)로부터 몰드부(10)로 공급된 용탕은 몰드부(10)를 따라 흘러내리면서 판상의 주편으로 냉각되고, 주편에 가해지는 충격에 의해 작게 분할되어 균일한 입도의 금속편으로 주조된다.

상기 몰드부(10)는 용탕을 소정 두께를 갖는 판상으로 주조한다. 몰드부는 수평면에 대해 하향 경사지게 배치되어 상부로부터 용탕이 경사면을 따라 흘러내릴 수 있도록 되어 있다. 몰드부의 경사도는 판상으로 주조되는 주편의 두께를 결정한다. 수평면에 대한 몰드부의 경사도가 크면 용탕이 빠르게 흘러 내려가면서 얇은 두께의 주편으로 주조되고, 몰드부의 경사도가 작으면 용탕의 흐름 속도가 줄어 두꺼운 두께의 주편으로 주조된다.

본 실시예에서, 몰드부(10)는 평면의 판 구조를 갖는 복수개의 몰드판(12)이 순차적으로 연결된 구조로 되어 있다. 상기 몰드판(12)은 동판으로 이루어질 수 있다. 상기 몰드판(10)은 용탕과 접하는 표면에 보호용 도금층이 더 형성될 수 있다. 상기 도금층은 예를 들어, Ni-Cr 으로 형성될 수 있다. 이에, 고온의 용탕으로부터 구리 재질의 몰드판 용손을 방지할 수 있게 된다.

도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 몰드판(12)은 용탕 진행방향을 따라 양 단부가 개방된 판 구조물로 폭방향 양 측단에는 용탕이 흘러나가지 않도록 측벽이 형성된다. 여기서 폭방향이라 함은 도 2에서 y축 방향을 의미하고, x축은 용탕 진행방향을 의미한다. 도 3에서 도면부호 32는 몰드판(12) 냉각을 위한 냉각수 공급관이고, 도면부호 34는 배출관이다. 몰드판 냉각 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.

본 실시예에서, 복수의 몰드판(12)은 높이차를 두고 다단으로 배치된다. 즉, 각 몰드판(12)은 용탕이 진행되는 몰드부(10)의 하향 경사방향을 따라 점차 높이가 낮아지도록 이웃하는 몰드판(12)에 대해 상하로 단차를 두고 배치된 구조로 되어 있다.

이에, 용탕은 몰드부(10) 최상부에 위치한 몰드판(12)에서부터 상하로 이격되어 높이 차이가 있는 각 몰드판(12)을 지나게 된다. 액체 상태의 용탕은 몰드판에서 판상으로 주조되면서 단차진 몰드판을 따라 이동하게 된다. 판상의 주편은 상하 높이차를 두고 단차진 몰드판 사이를 지나면서 몰드판 출측 선단과의 충격으로 쪼개지거나, 단차진 높이만큼 낙하되어 몰드판(12)을 통과하게 된다. 따라서, 판상의 주편은 몰드판 선단과의 충돌 또는 낙하에 따른 충격에너지를 받아 쪼개지면서 분쇄된다. 최종적으로 몰드부(10) 최하부에 위치한 몰드판(12)을 지나면서 고체 상의 일정한 크기로 작게 분쇄된 페로 실리콘 금속편으로 주조되어 배출된다.

또다른 실시예의 경우, 몰드부는 몰드판(12)을 지나는 용탕을 복수개의 판상으로 나뉘어 바(bar) 형태로 주조되도록 함으로써, 분쇄 효과를 보다 높일 수 있다.

이를 위해, 본 실시예의 몰드판(12)은 폭방향을 따라 용탕이 흘러내리는 복수개의 주조 영역(16)으로 구획된 구조로 되어 있다. 이에, 용탕은 각 주조용역으로 나뉘어 몰드판(12)을 지나면서 복수개의 바 형태를 갖는 판상 주편으로 주조될 수 있다.

몰드판(12)에 구획되는 복수개의 주조 영역(16)은 몰드판(12)에 형성되는 홈(17)이나 격벽(18)을 통해 구현될 수 있다.

도 4는 홈(17) 구조를 통해 복수의 주조 영역(16)을 형성하는 구조를 예시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몰드판(12)은 내측 바닥면에 용탕이 흘러내리는 홈(17)이 몰드판(12) 폭방향을 따라 간격을 두고 형성된다. 각 홈(17)은 몰드의 길이방향 즉, 용탕의 흐름 방향을 따라 연속적으로 연장 형성된다. 홈(17)은 몰드판(12) 바닥면에서 하방향으로 파여져 형성되며, 홈(17)과 홈(17) 사이는 막혀져 각 홈(17)이 서로 분리된 주조 영역(16)을 이룬다.

이에, 몰드판(12)으로 공급된 용탕은 몰드판(12) 폭방향을 따라 분리된 각 홈(17)으로 분리되어 흐르면서 복수개로 분할 주조된다.

도 5는 격벽(18) 구조를 통해 복수의 주조 영역(16)을 형성하는 구조를 예시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 몰드판(12)은 내측 바닥면에 용탕의 흐름방향으로 연장되는 격벽(18)이 몰드판(12) 폭방향을 따라 간격을 두고 형성된다. 각 격벽(18)은 몰드의 길이방향 즉, 용탕의 흐름방향을 따라 연속적으로 연장 형성된다. 격벽(18)은 몰드판(12)의 바닥면에서 위쪽을 향해 수직으로 돌출 형성되어 주조 영역(16) 사이를 막는다.

이에, 몰드판(12)으로 공급된 용탕은 몰드판(12) 폭방향을 따라 격벽(18)에 의해 분리된 각 주조 용역으로 분리되어 흐르면서 여러 개의 판상으로 주조된다.

이와 같이 홈(17)이나 격벽(18)을 통해 몰드판(12)의 폭방향으로 용탕을 분리하여 바 형태로 주조함으로써, 판상 주편을 몰드판(12) 폭방향으로 작게 쪼개는 수고를 덜고 금속편 제조 효율을 보다 높일 수 있게 된다.

상기 몰드부(10)에는 진동부(20)가 설치되어, 몰드부의 몰드판에 진동을 가하게 된다. 진동부에 의해 몰드판이 상하 또는/및 좌우로 진동하면서 몰드판 상의 용탕과 주편에 진동에너지를 가하게 된다. 이에, 용탕이나 주편은 몰드판을 따라 아래쪽으로 이동하게 되며, 그 과정에서 몰드판과 계속 충돌된다. 따라서, 주편과 몰드판 사이의 충격에너지가 증대되어, 몰드판의 단차진 부분을 지나면서 주편은 보다 효과적으로 쪼개지면서 작게 분화된다.

몰드부에 진동을 가하기 위해, 상기 진동부(20)는 상기 몰드부(10)가 설치되는 지지부재(22)와, 지면에 설치된 수직부재(24)와 상기 지지부재(22) 사이에 설치되는 탄성스프링(26), 상기 지지부재(22) 하단에 설치되어 지지부재(22)를 통해 몰드부(10)에 진동을 가하는 진동기(28)를 포함할 수 있다.

상기 몰드부(10)를 구성하는 각 몰드판(12)은 지지부재(22) 상에 설치된다. 상기 지지부재(22)는 지면에 수직으로 설치된 수직부재(24) 상에 탄성스프링(26)을 매개로 설치된다. 이에, 진동기(28)가 구동되어 지지부재(22)에 진동을 가함으로써, 수직부재(24) 상에서 지지부재(22)가 진동되면서 각 몰드판(12)에 진동이 가해지게 된다.

이와 같이, 용탕을 몰드판 상에서 두께가 얇은 판상의 주편으로 주조하고, 주편에 진동과 충격을 가함으로써 소정 입도를 갖는 금속편으로 분쇄할 수 있게 된다. 이에, 페로 실리콘 알갱이를 제조함에 있어서, 두께가 얇은 판상의 주편을 작은 조각으로 쪼개 금속편으로 형성함으로써, 분쇄 과정에서 미분의 발생을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 주편은 이미 두께가 얇은 판상으로 주조되어 있으므로, 두께 방향으로는 크기를 줄일 필요가 없이, 평면상으로 쪼개기만 하면 원하는 입도로 분쇄가 가능하다. 따라서, 종래 괴상(lump)의 주편을 두께 방향으로도 쪼개 3차원 상으로 분쇄하는 경우와 비교하여 보다 신속한 작업이 가능하고, 분쇄 과정에서 미분 발생을 최소화할 수 있게 된다.

상기 몰드부는 각 몰드판의 기울기를 조절하기 위한 조절부를 더 포함할 수 있다. 상기 조절부는 몰드판 하단에 설치되는 수직실린더(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 수직실린더는 몰드판 전체를 동시에 승하강시키거나, 각각의 몰드판을 개별적으로 승하강시킬 수 있다. 본 실시예에서, 수직실린더는 몰드부를 지지하는 수직부재(24) 대신 지면에 수직으로 설치될 수 있다. 수직실린더의 피스톤로드 선단에 탄성스프링을 매개로 몰드부의 지지부재(22)가 설치될 수 있다. 몰드부는 지면에 설치되는 수직실린더에 의해 지지되며, 수직실린더의 신축 구동에 따라 몰드판 전체의 기울기가 조절된다. 상기한 구조 외에, 수직실린더는 지지부재 상에서 각 몰드판 하단에 개별적으로 설치될 수 있다. 이에, 각 수직실린더가 신축구동되면 각 몰드판이 개별적으로 기울어져 각각의 몰드판이 상이한 기울기로 조절된다.

몰드부의 몰드판 기울기를 조절함으로써, 몰드판을 지나는 용탕의 흐름을 제어할 수 있게 된다. 예를 들어, 기울기를 제어하여 몰드판의 경사도를 크게 함으로써 용탕의 흐름 속도를 높일 수 있고, 경사도를 작게 하면 반대로 용탕의 흐름 속도를 낮출 수 있게 된다. 몰드판에 대한 용탕의 흐름 속도를 조절함으로써, 주편의 두께나 용탕의 냉각정도를 달리 설정할 수 있다.

상기 용탕공급부(50)와 상기 몰드부(10) 사이에는 용탕공급부(50)로부터 용탕을 받아 몰드부(10)의 폭방향으로 용탕을 균일 공급하는 스위블 러너(60)가 더 구비될 수 있다.

스위블 러너(60)는 지지부재(22)와 용탕공급부(50) 사이에 설치된 프레임(63) 상에 설치되어 용탕공급부(50)로부터 용탕을 받아 몰드부(10)로 공급하는 러너판(61)과 러너판(61)을 왕복 회동시키기 위한 구성을 포함한다. 프레임(63)은 지면에 설치되는 스위블러너를 포함하여 각 구성부를 지지하는 설비구조물로 이해할 수 있다.

러너판(61)은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 용기 형태로 이루어지며, 하부쪽 선단은 용탕이 배출되는 출구(62)를 형성한다. 러너판(61)은 프레임(63) 상에 중심부가 회동가능하게 설치된다. 이에, 러너판(61) 회동에 따라 상기 용탕 출구(62)가 몰드부(10)의 폭방향으로 왕복 이동된다. 따라서, 러너판(61)으로 주입된 용탕을 몰드부(10) 폭방향으로 고르게 분배 공급할 수 있게 된다.

러너판(61) 회동을 위해, 러너판(61)의 하부에는 회동축을 중심으로 하여 피동기어(64)가 설치된다. 그리고 프레임(63) 일측에는 상기 러너판(61)을 회동시키기 위한 구동모터(65)가 설치되고, 상기 구동모터(65)의 회전축에는 상기 피동기어(64)에 맞물리는 구동기어(66)가 설치된다. 이에, 구동모터(65)가 정역 회전구동되면 구동기어(66)를 통해 피동기어(64)로 동력이 전달되어 회동축을 중심으로 러너판(61)이 왕복 회동된다. 따라서, 러너판(61) 하부의 출구 위치가 몰드부(10)의 폭방향을 따라 왕복 이동되어 용탕을 몰드부(10)의 몰드판에 폭방향으로 균일하게 공급하게 된다. 이와 같이 용탕을 균일하게 공급함으로써, 몰드판 전체에 고르게 용탕이 공급되어 균일한 두께의 주편으로 주조된다. 따라서, 균일한 두께의 주편을 통해 보다 균일한 입도의 금속편을 주조할 수 있게 된다.

상기 몰드부는 스위블러너(60) 출측에 위치한 몰드판(12) 상에 몰드판을 보호하는 보조동판(14)이 착탈가능하게 설치될 수 있다.

보조동판(14)은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 스위블러너의 러너판(61) 출측과 몰드판(12) 사이에 배치된다. 보조동판(14)은 몰드판(12) 내측 바닥에 부착 설치된다. 보조동판(14)은 소정 두께를 갖는 사각 형태의 판 구조물일 수 있다. 보조동판(14)은 몰드판(12) 내측에 바닥에 놓여져 스위블러너에서 배출되는 용탕의 배출 영역을 모두 커버할 수 있는 정도의 크기면 충분하다. 보조동판(14)은 몰드판(12)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.

보조동판(14)은 몰드판(12)에 착탈가능하게 설치된다. 이에 필요시 보조동판을 몰드판 상에 설치하거나 분리시킬 수 있다.

이와 같이, 몰드판 상에 보조동판(14)을 설치함으로써, 고온의 용탕은 몰드판 상에 설치된 보조동판(14)에 접촉한 후 몰드판(12)으로 이동된다. 이에, 용탕 공급 과정에서 고온의 용탕이 몰드판에 직접 접촉하는 것을 방지하여, 몰드판(12)의 손상을 방지할 수 있게 된다. 고온의 용탕에 의해 보조동판(14)이 손상되는 경우, 몰드판(12)에서 손상된 보조동판(14)만을 교체하면 되므로, 몰드판 교체에 소요되는 비용을 절감할 수 있게 된다.

용탕공급부(50)는 스위블러너를 통해 몰드부에 연속적으로 용탕을 공급한다. 이에, 용탕이 연속적으로 몰드부에서 주편으로 주조되어 분쇄됨으로써 금속편을 연속적으로 제조할 수 있게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 용탕공급부(50)는 용탕을 수용하는 레들(L)을 지지하는 장착부재(52), 장착부재(52)를 회동가능하게 지지하는 축부재(53), 장착부재(52)에 연결되어 축부재(53)의 회동축(54)을 중심으로 장착부재(52)를 회동시켜 레들(L)을 기울이는 구동실린더(55), 레들(L)의 회동 속도를 제어하여 용탕 공급량을 일정하게 유지하는 틸팅제어부를 포함할 수 있다.

이에, 구동실린더(55)가 신장작동되면 축부재(53)의 회동축(54)을 중심으로 장착부재(52)가 회동된다. 장착부재(52)에는 용탕이 수용된 레들(L)이 안착되어 있어서, 장착부재(52)가 회동됨에 따라 레들(L)이 스위블러너(60) 쪽으로 기울어지면서 레들(L)에 수용된 용탕이 스위블러너(60)로 공급된다.

틸팅제어부는 레들(L)의 회동시 기울어진 각도에 따라 상기 구동실린더(55)의 신축량을 제어하여 레들(L) 회동 속도를 조절하는 컨트롤러(56)를 포함할 수 있다.

레들(L)로부터 러너판(61)으로 공급되는 용탕의 배출량은 레들(L)의 기울기에 따라 달라진다. 레들(L)의 개방된 상단이 위를 향하도록 레들(L)이 수직으로 세워진 상태의 각도를 90°라하고 수평으로 누운 각도를 0°라 했을 때, 도 7은 레들 각도에 따른 용탕 배출량을 나타내고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 레들(L)이 수직상태에서 점차적으로 수평상태를 향해 기울어지게 되면 용탕의 무게로 인한 배출량 역시 점차적으로 증가한다. 그리고 레들(L)의 회동 각도(tilting angle)가 대략 55°를 지나면서 최대의 배출량을 보이다가 0°에 이를 때까지 용탕 배출량(pouring mass)은 점차적으로 줄어든다. 이와 같이, 레들(L)의 용탕 배출량은 레들(L)의 회동 각도에 따라 달라진다.

컨트롤러(56)는 구동실린더(55)의 시간당 신축량을 제어하여 최종적으로 레들(L)의 회동 속도를 조절한다. 구동실린더의 시간당 신축량은 구동실린더의 피스톤로드 신장 속도로 이해할 수 있다. 구동실린더(55)의 시간당 신축량이 커지면 레들(L)이 보다 빠른 속도로 회동되고, 반대로 구동실린더(55)의 시간당 신축량이 줄면 레들(L)이 느린 속도로 회동된다.

이와 같이, 레들(L)의 회동각도에 따라 회동 속도를 달리함으로써, 회동각도에 따른 배출량 차이를 상쇄하여 레들(L)의 회동각도에 관계없이 항상 일정한 양의 용탕을 러너판(61)으로 공급할 수 있게 된다.

도 8은 본 실시예에 따라 레들(L)의 회동각도에 따른 용탕의 배출량 변화에 맞춰 컨트롤러(56)에 의해 조절된 레들(L)의 회동 속도 변화를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(56)는 레들(L)이 점차적으로 기울어짐에 따라 구동실린더(55)를 제어하여 레들(L)의 회동 속도를 점차적으로 줄인다. 레들(L)은 회동각도가 대략 55°일 때 최대 배출량에 이르므로, 레들(L)의 회동속도 역시 상기 각도에서 최소로 제어되고 이후 용탕 배출량에 맞춰 점차적으로 증가한다.

이와 같이, 용탕의 배출량에 맞춰 회동 속도를 달리함으로써, 레들(L)로부터 일정한 양의 용탕이 배출되어 러너판(61)으로 공급된다.

도 9 내지 도 11은 상기 몰드판(12)을 냉각시켜 용탕을 응고시키기 위한 냉각부(30)의 구조를 도시하고 있다.

몰드부(10)를 구성하는 각 몰드판(12)에 대해 냉각부(30)가 구비되어 몰드판(12)을 냉각한다. 이하 일측 몰드판(12)에 구비된 냉각부(30)의 구조를 예로서 설명하며, 다른 몰드판(12)에 설치된 냉각부(30) 역시 동일한 구조로 이루어질 수 있다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 냉각부(30)는 몰드판(12) 하부에 폭방향으로 연장되고 냉각수가 공급되는 공급관(32)과, 상기 공급관(32)에 이격되어 몰드판(12) 폭방향으로 연장되고 냉각수가 배출되는 배출관(34), 상기 공급관(32)과 상기 배출관(34) 사이 연결되어 몰드판(12) 하부에 접하고 냉각수가 흐르는 복수개의 냉각유로(36)를 포함한다.

공급관(32)과 배출관(34)은 몰드판(12)의 하부에서 도면상 x축 방향을 따라 이격 배치되고, 각각 폭방향(y축 방향)으로 연장된다. 공급관(32)과 배출관(34) 사이에 냉각유로(36)가 연결 설치된다. 상기 냉각유로(36)는 냉각수가 흐르는 관 구조물로, 복수개가 몰드판(12) 폭방향을 따라 간격을 두고 연속적으로 설치된다. 상기 냉각유로(36)는 몰드판(12)과 접할 수 있도록 도면상 z축 방향을 따라 공급관(32)과 배출관(34) 위쪽에 배치되어 공급관과 배출관에 연결된다. 상기 공급관(32)은 일단은 개방되어 냉각수 공급을 위한 공급라인(도시되지 않음)과 연결되며 타단은 막혀진 구조로 되어 있다. 상기 배출관(34)은 일단은 개방되어 냉각수 배출라인(도시되지 않음)과 연결되며 타단은 막혀진 구조로 되어 있다. 이에, 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각수 공급라인으로부터 공급관(32)으로 유입된 냉각수는 각 냉각유로(36)를 지나 배출관(34)으로 이동되고, 배출관(34)에 연결된 냉각수 배출라인으로 배출된다. 냉각수가 냉각유로(36)를 지나는 과정에서 몰드판(12)과 냉각유로(36) 사이에 열교환이 이루어져 몰드판(12)이 냉각된다.

상기 몰드판(12)은 대략 1600℃의 고온의 용탕을 냉각시켜야 하므로 균일한 냉각이 필요하다. 이에, 몰드판(12) 전면에 배치된 각 냉각유로(36)로 냉각수가 균일하게 흘러야 한다.

이를 위해, 본 실시예의 냉각부(30)는 몰드판(12) 폭방향으로 배치된 각 냉각유로(36)로 냉각수가 균일하게 공급될 수 있도록, 상기 공급관(32) 내부에 설치되고 축방향을 따라 연장되어 공급관(32) 내부를 축방향을 따라 두 영역으로 구획하는 베플(40)을 더 포함한다. 공급관(32) 뿐만 아니라, 배출관(34)에서도 동일하게 냉각수가 배출라인으로 용이하게 흘러나갈 수 있도록 배출관(34) 내부에 베플이 설치된다. 공급관(32)와 배출관(34)에 설치되는 베플(40)은 동일한 구조를 이루므로, 이하 공급관(32)에 설치된 베플에 대해서 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 베플(40)은 공급관(32) 내부를 냉각유로(36)와 연결되는 공급영역(42)과 냉각수를 반대쪽 선단으로 이동하는 통로영역(44)으로 이분한다. 베플(40)은 공급관(32) 내측 선단과는 틈새가 형성되도록 이격되고, 공급관(32) 일측 선단에서 유입된 냉각수 중 일부를 통로영역(44)을 통해 공급관(32) 타측 선단으로 이동시켜 공급영역(42)의 양 선단에서 중앙쪽으로 공급하는 구조로 되어 있다.

냉각유로(36)는 공급관(32)의 상부쪽에서 연결되므로, 베플(40)은 공급관(32)을 상하로 구획하게 된다. 베플(40)에 의해 나뉜 공급관(32) 내부 위쪽 부분은 냉각유로(36)와 연결되어 냉각유로(36)로 냉각수를 공급하는 공급영역(42)을 이룬다. 공급관(32) 내부 아래쪽 부분은 냉각수가 흘러 반대쪽 선단으로 이동하는 통로영역(44)을 이룬다. 베플(40)은 공급관(32)을 따라 길게 연장되며, 공급관(32)의 내측 선단 끝까지 형성되지 않아 공급관(32) 양 선단부에서는 공급영역(42)과 통로영역(44)이 서로 연통된다.

통로영역(44)은 공급관(32)의 일측 선단으로 공급된 냉각수를 반대쪽 선단으로 이동시키는 통로 역할을 한다. 이에, 냉각수 중 일부는 통로영역(44)을 통해 냉각수가 공급되는 쪽의 반대쪽 선단으로 이동할 수 있게 된다. 통로영역(44)을 통해 이동된 냉각수는 공급관(32) 선단에서 연통되어 있는 연결통로로 유입되어 냉각수가 공급되는 쪽의 반대쪽에서 연결통로로 공급된다.

따라서, 공급관(32) 일측 선단을 통해 냉각수가 공급되더라도 베플(40)에 의해 형성된 공급영역(42)과 통로영역(44)으로 냉각수가 나뉘어져 이동되어, 냉각유로(36)가 설치된 공급영역(42)으로는 공급관(32)의 양 선단쪽에서 중앙쪽으로 냉각수가 공급된다.

이와 같이, 공급영역(42)으로 냉각수가 양쪽에서 공급되므로 몰드판(12) 폭방향으로 배치된 각 냉각유로(36) 전체에 보다 균일하게 냉각수가 공급되고 이에, 각 냉각유로(36)를 통해 균일한 유량의 냉각수가 흐르게 된다.

배출관(34) 역시 냉각유로로부터 배출관으로 흐른 냉각수가 공급통로 양쪽 선단을 통해 이동됨으로서, 균일한 흐름을 형성할 수 있다.

도 12는 베플(40)의 유무에 따른 몰드판(12) 폭방향의 냉각수 유량분포를 나타내고 있다. 도 12에 나타난 바와 같이, 베플(40)이 없는 구조의 경우 냉각수가 공급관(32)의 우측 선단에서 좌측 선단으로 공급되었을 때, 공급관(32) 좌측에서 냉각수의 유량이 많아지게 된다. 반면에 공급관(32) 내에 베플(40)을 설치한 구조의 경우, 냉각수가 공급관(32)의 우측 선단 뿐만 아니라 좌측 선단쪽으로도 이동되어 들어가므로 전체적으로 균일한 유량 분포를 갖게 된다.

도 13은 상기 베플이 구비된 냉각부의 각 냉각유로에서의 냉각수 유속을 나타내고 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 전체적으로 몰드판의 폭방향에 대해 유속이 균일함을 알 수 있고, 이로부터 전체적으로 균일한 유량의 냉각수가 흐름을 알 수 있다. 일부 픽(peak) 차가 작게 나타나는 지점은 볼텍스 발생에 의해 최대속도가 유로의 센터 한 곳이 아닌 에지쪽으로 두 곳에서 나타나 트윈 픽(twin peak)을 보이는 경우로, 이 역시 유량에 있어서는 다른 부분과 균일하다.

이와 같이, 공급관(32) 내에 베플(40)을 설치함으로써, 몰드판(12) 폭방향으로 배치된 각 냉각유로(36)로 균일한 유량의 냉각수가 흘러 몰드판(12) 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있게 된다.

본 실시예의 주조 장치는 몰드부 출측에 연결 설치되어 금속편을 냉각하는 스프레이 냉각대를 더 포함할 수 있다. 또한, 스프레이 냉각대 출측에 연결되어 금속편을 파쇄하는 파쇄기를 더 포함할 수 있다.

스프레이 냉각대는 주편이 놓여져 이송되는 피더판, 피더판 상에 냉각수를 분사하는 냉각수분사부, 및 피더판에 진동을 가하는 진동부를 포함할 수 있다.

몰드부를 거치면서 주조되어 분쇄된 금속편은 스프레이냉각대를 지나면서 냉각되고, 보다 작은 크기로 파쇄될 수 있다.

냉각수분사부는 냉각수를 금속편에 직접 분사할 수 있다.냉각수분사부는 피더판 상의 금속편에 냉각수를 분사하여 금속편을 냉각한다. 냉각수분사부는 피더판 상부를 따라 배치된 분사관의 노즐을 통해 냉각수를 금속편으로 분출하는 구조일 수 있다. 다른 실시예로, 냉각수분사부는 피더판 상에 금속편을 덮는 커버가 설치되고, 커버 외측에 분사관이 배치되어 분사관의 노즐을 통해 커버로 냉각수를 분출하는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 경우, 냉각수가 피더판 상의 금속편에 직접적으로 접촉되지 않는 상태에서 간접적으로 냉각이 이루어질 수 있다.

피더판은 진동부의 구동에 의해 진동되어 그 위에 놓여진 금속편을 연속적으로 이송하게 된다. 피더판 상에 놓여진 금속편은 피더판을 따라 이동되는 과정에서 냉각수분사부에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각된다. 냉각수분사부에서 분사되는 냉각수는 피더판 출측에서 주편과 분리되어 수거된다.

상기 피더판에는 진동부가 설치되어 피더판에 진동을 가하는 구조로 되어 있다. 진동부는 상기 몰드부에 설치되는 진동부의 동일한 구조일 수 있다. 예를 들어, 진동부는 피더판에 설치되는 탄성스프링이나 진동기를 포함하여 피더판에 진동을 가하는 구조일 수 있다.

피더판를 따라 금속편이 이동하는 과정에서 금속편에 진동이 가해짐에 따라 상대적으로 큰 크기의 금속편이 피더판의 진동에 의해 충격에너지를 받아 자체 파쇄된다. 이에 보다 작은 크기로 분할되어 전체적으로 균일하게 작은 입도의 금속편으로 제조될 수 있다.

상기 파쇄기는 예를 들어, 롤 크러셔(roll crusher)로 이루어질 수 있다. 파쇄기는 스프레이냉각대 후단에 배치되어 필요시 피더판에서 이송된 금속편을 분쇄한다.

파쇄기는 작은 조각으로 분쇄된 금속편을 연속 파쇄하여 보다 작은 입도로 분쇄하게 된다. 이에, 파쇄기를 이용함으로써, 몰드부를 통해 얻어질 수 있는 금속편의 크기 이하로 금속편을 보다 작게 분쇄할 수 있게 된다.

이하, 본 실시예의 금속편 주조 과정에 대해 설명한다.

본 구현예의 주조 과정을 살펴보면, 페로실리콘 용탕이 수용된 레들이 이송되어 본 주조장치에 장착되면, 구동실린더의 제어 구동에 따라 레들이 회동되어 기울어지면서 레들에 수용된 용탕이 러너판으로 공급된다.

이 과정에서 레들의 회동 각도에 따라 구동실린더의 시간당 신축량이 제어되어 레들의 회동속도가 조절된다. 이에, 레들의 회동 각도에 관계없이 레들로부터 일정한 양의 용탕이 배출되어 러너판으로 공급된다.

레들로부터 용탕을 받아 몰드부로 공급하는 러너판은 몰드부의 폭방향을 따라 왕복 회동하면서 용탕을 공급하게 된다. 이에, 몰드부 폭방향에 대해 고르게 용탕이 분배되어 공급된다.

상기 몰드부는 냉각수의 흐름에 의해 몰드판이 냉각되어 있는 상태로, 용탕은 몰드판에 접하여 경사진 몰드판을 따라 흐르면서 냉각된다. 용탕은 몰드판에서 냉각되어 두께가 얇은 주편으로 주조된다. 판상의 주편은 경사지게 배치된 몰드판을 따라 내려가게 된다. 몰드판은 진동하고 있는 상태로, 몰드판에서 주조된 주편은 몰드판의 진동에 따라 몰드판에 충돌되면서 점차적으로 아래로 이동된다.

몰드판이 폭방향을 따라 복수개의 주조 영역으로 구획된 구조의 경우, 용탕은 각 주조 영역을 따라 분리 주조될 수 있다. 이에, 용탕은 몰드판 폭방향을 따라 복수개의 주편으로 분할 주조된다. 따라서, 주편을 폭방향으로 쪼개는 수고를 덜고 주편을 분쇄 효율을 높일 수 있게 된다.

상기 몰드판은 복수개가 높이차를 두고 다단으로 배치되어 있어서, 아래로 이동되는 주편은 일측 몰드판에서 아래쪽 몰드판으로 이동하는 과정에서 절단되어 작게 분쇄된다. 판상의 주편은 단차진 몰드판 사이를 지날 때, 몰드판 선단이 주편에 충격에너지를 가하게 된다. 즉, 판상의 주편은 상부쪽 몰드판 선단을 지나면서 하부가 들려져 있는 상태가 되고, 이 상태에서 진동에 의한 충격에너지가 가해지면 주편은 몰드판 선단과의 충격으로 꺽여지게 된다. 따라서, 판상의 주편이 쪼개지면서 분쇄되어 작은 크기의 금속편으로 제조된다.

이와 같은 과정은 주편이 몰드부의 각 몰드판을 지나면서 연속적으로 이루어지고, 주편이 반복적으로 쪼개지면서 균일한 입도의 금속편이 제조된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 용탕(M)은 진동하는 몰드판을 따라 흘러내리면서 점차적으로 냉각되어 두께가 얇은 주편으로 응고되고, 단차를 두고 배치된 복수개의 몰드판을 지나면서 쪼개지면서 점차적으로 작게 분할된다. 따라서, 최종적으로 몰드부 최하부에 위치한 몰드판을 지나면서 작게 쪼개져 균일한 입도를 갖는 금속편(P)으로 연속적으로 주조되어 배출된다.

이와 같이, 용탕을 판상의 주편으로 주조하고 쪼개서 금속편으로 형성함으로써, 신속하게 금속편을 제조할 수 있으며, 분쇄에 따른 미분 발생을 최소화하여 수율을 높일 수 있게 된다.

도 15는 주조 공정 조건을 달리하여 용탕으로부터 알갱이 형태의 금속편을 제조하는 실시예를 나타내고 있다.

주조 공정 조건이란, 용탕이 응고되기 전에 단차진 몰드판을 지날 수 있도록 하기 위해 필요한 조건으로, 예를 들어, 몰드판의 경사도, 몰드판의 냉각 조건 등일 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 용탕(M)은 경사진 몰드판을 따라 흘러내리면서 점차적으로 냉각되어 액상에서 고상으로 응고된다. 이 과정에서 용탕은 몰드판의 진동에 따른 충격과 단차를 두고 배치된 몰드판을 지나면서 액상으로 흘러내리는 과정에서 점차적으로 작게 분할된다. 즉, 용탕은 단차진 몰드판 사이를 지나면서 밑으로 떨어지게 되며, 이 과정에서 몰드판에 가해지는 진동에 의해 몰드판 선단에서 용탕에 충격에너지가 가해져 용탕이 작은 액적 상태로 떨어지게 된다. 따라서, 최종적으로 몰드부 최하부에 위치한 몰드판을 지나면서 고체 상의 일정한 크기의 알갱이 형태의 페로 실리콘 금속편(P)로 주조되어 배출된다.

용탕을 바로 작은 알갱이 형태의 금속편으로 주조함으로써, 용탕을 응고한 후 분쇄하는 과정없이 페로실리콘 금속편을 연속적으로 용이하게 제조할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따라 용탕을 연속적으로 공급하여 판형태나 알갱이 형태의 금속편을 연속적으로 제조함으로써, 종래 배치(batch) 공정을 통해 응고 냉각 및 분쇄에 4~5시간 이상 소요되던 공정을 30분 이내로 줄일 수 있다.

또한, 금속편을 제조시 미분의 발생을 최소화함으로써, 수율을 높일 수 있게 된다. 이에, 파쇄 공정을 통해 금속 알갱이를 제조하던 종래의 경우 미분(powder)가 20% 이상 발생되어 실수율이 70 내지 80% 정도에 그쳤으나, 본 실시예를 통해 미분 발생율이 5% 대로 낮아져 95% 이상으로 실수율을 높일 수 있으며, 미분 발생을 저감하여 환경 개선의 효과를 얻을 수 있다.

몰드부를 거쳐 주조된 금속편은 필요시 스프레이 냉각대를 거쳐 급냉시키거나, 파쇄기를 통해 파쇄하여 보다 작은 입도로 분쇄할 수 있다. 이에, 몰드부를 통해 얻어질 수 있는 금속편의 크기 이하의 크기를 갖는 금속편을 제조할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

100 : 주조장치 10 : 몰드부
12 : 몰드판 14 : 보조동판
17 : 홈 18 : 격벽
20 : 진동부 22 : 지지부재
28 : 진동기 30 : 냉각부
32 : 공급관 34 : 배출관
36 : 냉각유로 40 : 베플
42 : 공급영역 44 : 통로영역
50 : 용탕공급부 52 : 장착부재
53 : 축부재 55 : 구동실린더
56 : 컨트롤러 60 : 스위블러너
61 : 러너판 62 : 출구
64 : 피동기어 65 : 구동모터
66 : 구동기어

Claims (23)

1. 경사지게 배치되어 용탕이 흘러내리며, 상기 용탕이 냉각되어 판상의 주편으로 주조되는 몰드부;
   상기 몰드부의 하부에 연결되어 상기 몰드부를 냉각하기 위한 냉각부; 및
   상기 냉각부의 하부에 연결되고, 상기 몰드부에 진동을 가하여 상기 판상의 주편을 금속 조각 형태의 금속편으로 분할하는 진동부;를 포함하고,
   상기 몰드부는,
   서로 연결되는 복수개의 몰드판을 포함하고,
   상기 각 몰드판은 용탕 진행 방향을 따라 점차 높이가 낮아지도록 이웃하는 몰드판에 대해 상하로 단차를 두고 배치된 구조의 금속편 연속 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동부는 상기 몰드부가 설치되는 지지부재, 지면에 설치된 수직부재와 상기 지지부재 사이에 설치되는 탄성스프링, 및 상기 지지부재 하단에 설치되어 지지부재를 통해 몰드부에 진동을 가하는 진동기를 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 몰드판은 폭방향을 따라 용탕이 흘러내리는 복수개의 주조 영역으로 구획된 구조의 금속편 연속 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 몰드판은 내측 바닥면에 용탕이 흘러내리는 홈이 몰드판 폭방향을 따라 간격을 두고 형성되어, 상기 홈에 의해 주조영역이 구획되는 구조의 금속편 연속 제조 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 몰드판은 내측 바닥면에 용탕의 흐름방향으로 연장되는 격벽이 몰드판 폭방향을 따라 간격을 두고 형성되어, 상기 격벽에 의해 상기 주조 영역이 구획되는 구조의 금속편 연속 제조 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몰드부로 용탕을 공급하기 위한 용탕공급부를 더 포함하고,
   상기 용탕공급부는 용탕을 수용하는 레들을 지지하는 장착부재, 상기 장착부재를 회동가능하게 지지하는 축부재, 상기 장착부재에 연결되어 축부재의 회동축을 중심으로 상기 장착부재를 회동시켜 레들을 기울이는 구동실린더, 및 상기 레들의 회동 속도를 제어하여 용탕 공급량을 일정하게 유지하는 틸팅제어부를 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 용탕공급부와 상기 몰드부 사이에 설치되어, 상기 용탕공급부의 용탕을 받아 몰드부의 폭방향으로 용탕을 균일 공급하는 스위블 러너를 더 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스위블 러너는 선단에는 용탕이 배출되는 출구를 형성하고, 프레임 상에 회동가능하게 설치되어 용탕 출구를 상기 몰드부의 폭방향으로 왕복 이동시키는 러너판, 상기 러너판의 하부에 회동축을 중심으로 하여 설치된 피동기어, 프레임 일측에 설치되어 상기 러너판을 회동시키기 위한 구동모터, 및 상기 구동모터의 회전축에 설치되고 상기 피동기어에 결합되는 구동기어를 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 틸팅제어부는 상기 레들의 기울어진 각도에 따라 상기 구동실린더의 시간당 신축량을 제어하여 레들의 회전 속도를 조절하는 컨트롤러를 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 몰드부는 상기 몰드판 상에 착탈가능하게 설치되어 몰드판을 보호하는 보조동판을 더 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 몰드판 하부에 폭방향으로 연장되고 냉각수가 공급되는 공급관, 상기 공급관에 이격되어 몰드판 폭방향으로 연장되고 냉각수가 배출되는 배출관, 및 상기 공급관과 상기 배출관 사이 연결되어 상기 몰드판 하부에 접하고 냉각수가 흐르는 복수개의 냉각유로를 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 공급관 내부에 설치되고 축방향을 따라 연장되어 상기 공급관 내부를 두 영역으로 구획하는 베플을 더 포함하고,
    상기 베플은 상기 공급관 내부를 냉각유로가 위치하는 공급영역과 냉각수를 이동시키는 통로영역으로 이분하고, 상기 공급관 내측 선단과는 틈새가 형성되도록 이격되어 상기 공급관 일측 선단에서 유입된 냉각수 중 일부를 상기 통로영역을 통해 상기 공급관 타측 선단으로 이동시켜, 상기 공급영역의 양 선단에서 중앙쪽으로 공급하는 구조의 금속편 연속 제조 장치.
13. 제 6 항에 있어서,
    상기 몰드부는 상기 몰드판의 기울기를 조절하기 위한 조절부를 더 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
14. 제 6 항에 있어서,
    상기 몰드부 출측에 연결 설치되어 금속편을 냉각하는 스프레이 냉각대를 더 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스프레이 냉각대 출측에 연결되어 금속편을 파쇄하는 파쇄기를 더 포함하는 금속편 연속 제조 장치.
16. 용탕을 경사진 몰드판으로 연속하여 공급하는 공급 단계, 몰드판을 지나는 용탕을 냉각하는 단계, 몰드판을 지나는 용탕 또는 냉각된 판상의 주편을 분할하는 단계를 포함하고,
    상기 용탕 또는 냉각된 판상의 주편을 분할하는 단계는, 상하로 높이차를 두고 단차지게 배치된 몰드판을 진동시키고, 용탕 또는 주편이 단차진 몰드판 사이를 지날 때 몰드판 선단으로 용탕 또는 주편에 충격에너지를 가하여 금속 조각 형태의 금속편을 제조하는 단계를 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공급 단계는, 레들에서 공급되는 용탕을 몰드판의 폭방향으로 고르게 분배하는 균등분배단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 몰드판을 지나는 용탕을 냉각하는 단계는, 상기 몰드판을 지나는 용탕을 몰드판 폭방향을 따라 복수개로 구획하여 냉각하는 단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 단계는, 용탕이 수용된 레들을 회동시키는 단계, 및 레들의 회동 각도에 따라 회동속도를 제어하여 용탕 공급량을 일정하게 유지하는 제어단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 몰드판의 경사도를 조절하는 단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 몰드판에서 배출되는 금속편을 냉각시키는 급냉단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 급냉단계를 거쳐 급냉된 금속편을 파쇄하는 파쇄단계를 더 포함하는 금속편 연속 제조 방법.
23. 제 19 항에 있어서,
    상기 용탕은 페로실리콘(Fe-Si)인 금속편 연속 제조 방법.

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