KR102141003B1 - 잉곳 제조 장치 - Google Patents

Abstract

잉곳 제조 장치는 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 갖는 정반 몸체, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 용강 주입구를 포함하는 잉곳 지지용 정반; 양단이 개방된 통 형상으로 상기 잉곳 지지용 정반의 상면에 배치되고, 내부에 용강이 수납되는 수납공간이 형성되며, 외주면으로부터 돌출된 복수개의 돌출부를 포함하는 잉곳 몰드; 및 상기 잉곳의 일부가 상기 용강 주입구의 일부에 고착된 상태에서 상기 잉곳이 상기 잉곳 몰드로부터 상승되면서 발생되는 상기 잉곳 지지용 정반의 깨짐을 방지하기 위해 상기 돌출부에 결합되어 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 상기 잉곳 몰드를 눌러 상기 잉곳 지지용 정반에 가압력을 인가하는 정반 가압 유닛을 포함한다.

Description

잉곳 제조 장치{INGOT MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 잉곳 제조 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 주물 방식으로 잉곳을 제조하는 과정에서 잉곳 몰드 또는 잉곳 정반(ingot platen)의 파손을 방지할 수 있는 잉곳 제조 장치에 관한 것이다.

조선, 풍력, 화학 용기 등 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되는 단조용 잉곳(ingot)은 주조 기술에 의하여 제조되고 있다.

단조용 잉곳은 용융된 용강을 일정한 형상을 갖는 몰드(mold)에 주입 및 서냉한 후 몰드로부터 분리하는 과정을 통해 제조되며, 이와 같은 주조기술에 의하여 동일한 형상 및 동일한 크기를 갖는 단조용 잉곳을 빠르게 반복하여 제조할 수 있다.

단조용 잉곳을 제조하기 위한 기술로서는 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2013-0110592호, 주괴 제조 장치 및 이를 이용한 주괴용 몰드의 용강 주입 방법(공개일 : 2013년 10월 10일)이 대표적이다. 이 기술은 래들(30)에 용융된 상태로 저장된 용강을 용강 주입관부재(20) 및 정반의 용강 주입구(11)를 통해 정반의 상부에 배치된 주괴용 몰드(10)로 제공한 후 주괴용 몰드(10)에 채워진 용강을 냉각시켜 주괴를 제조한다. 이후 냉각 과정에서 주괴가 수축되면서 주괴는 주괴용 몰드(10)의 내측면으로부터 분리되고 분리된 주괴는 주괴용 몰드(10)로부터 상부로 이송된다.

그러나 이와 같이 정반에 형성된 용강 주입구(11)를 통해 용강을 업-스트림(up-stream) 방식으로 주괴용 몰드(10)에 제공할 경우, 주괴용 몰드(10)로 제공된 용강의 일부는 용강 주입구(11)에 고착된 상태로 냉각되는데, 이와 같이 용강 주입구(11)에 용강이 고착된 상태로 주괴가 주괴용 몰드(10)로부터 상승될 경우, 주괴와 함게 정반이 상부로 들리면서 정반이 깨지거나 손상되는데, 도 14에는 이와 같은 이유로 2개의 조각으로 파손된 정반이 일부가 도시되어 있다.

한편, 고온의 용강이 주괴용 몰드(10)에 제공될 경우 용강의 열에 의하여 주괴용 몰드(10)에는 큰 열응력 및 열충격이 가해지고 이로 인해 주괴용 몰드(10)가 도 15에 도시된 바와 같이 급속하게 파손되고 이로 인해 주괴용 몰드(10)에 수납된 용강이 주변으로 비산 및 흘러내려 인명 피해 또는 주변 시설이 파괴되는 치명적인 문제점이 있다.

이와 같이 주괴용 몰드, 고가의 정반이 절단, 파손 또는 손상될 경우, 주괴용 몰드 또는 정반의 교체 비용에 의하여 생산 원가가 상승되고, 주괴용 몰드 및 정반의 교체에 많은 시간이 소요되어 단조용 주괴의 생산성 및 생산 효율이 크게 저하되는 치명적인 문제가 발생된다.

대한민국특허청 공개특허공보 제10-2013-0110592호, 주괴 제조 장치 및 이를 이용한 주괴용 몰드의 용강 주입 방법(공개일 : 2013년 10월 10일) 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2016-0001478호, 냉각이 가능한 잉곳 몰드 및 이를 사용한 잉곳 제조 방법(공개일 : 2016년 01월 06일) 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2016-0001488호, 잉곳 제조 장치(공개일 : 2016년 01월 06일) 일본특허공보 제3993152호 주유용 주형 및 주괴 제조 방법 (등록일 : 2007년 08월 03일)

본 발명은 단조용 잉곳을 제조하는 과정에서 단조용 잉곳이 형성되는 잉곳 몰드, 잉곳 몰드를 지지하는 잉곳 지지용 정반이 손상 또는 파손되는 것을 방지하여 잉곳 몰드 또는 정반의 교체 비용에 의하여 생산 원가가 상승되고, 정반의 교체에 많은 시간이 소요되어 단조용 주괴의 생산성 및 생산 효율이 저하되는 것을 방지한 잉곳 제조 장치를 제공한다.

일실시예로서, 잉곳 제조 장치는 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 갖는 정반 몸체, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 용강 주입구를 포함하는 잉곳 지지용 정반; 양단이 개방된 통 형상으로 상기 잉곳 지지용 정반의 상면에 배치되고, 내부에 용강이 수납되는 수납공간이 형성되며, 외주면으로부터 돌출된 복수개의 돌출부를 포함하는 잉곳 몰드; 및 상기 잉곳의 일부가 상기 용강 주입구의 일부에 고착된 상태에서 상기 잉곳이 상기 잉곳 몰드로부터 상승되면서 발생되는 상기 잉곳 지지용 정반의 깨짐을 방지하기 위해 상기 돌출부에 결합되어 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 상기 잉곳 몰드를 눌러 상기 잉곳 지지용 정반에 가압력을 인가하는 정반 가압 유닛을 포함한다.

잉곳 제조 장치의 상기 정반 가압 유닛은 상기 잉곳 몰드의 상기 돌출부에 걸리는 고장력 와이어 및 상기 고장력 와이어를 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 당겨 상기 잉곳 몰드를 누르는 가압력을 제공하는 장력 발생 유닛을 포함한다.

잉곳 제조 장치의 상기 정반 가압 유닛은 상기 잉곳 몰드의 상기 돌출부에 결합된 실린더 로드 및 상기 실린더 로드를 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 눌러 상기 잉곳 몰드에 가압력을 제공하는 실린더 몸체를 포함하한다.

일실시예로서, 잉곳 제조 장치는 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 갖는 정반 몸체, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 용강 주입구 및 상기 상면과 연결된 상기 용강 주입구의 출구로부터 일정 깊이로 직경을 확장시켜 형성된 단턱을 포함하는 잉곳 지지용 정반; 양단이 개방된 통 형상으로 상기 잉곳 지지용 정반의 상면에 배치되고, 내부에 용강이 배치되는 수납공간이 형성되며, 외주면으로부터 돌출된 복수개의 돌출부를 포함하는 잉곳 몰드; 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 용강 주입구에 연결되어 상기 잉곳 몰드의 내부로 용강을 공급하는 용강 주입 부재; 상기 용강 주입 부재로 공급되는 용강을 저장하며 하부에 상기 용강 주입 부재 내부로 상기 용강을 배출하기 위한 출강구를 포함하는 레이들; 상기 잉곳 몰드의 내부에 주입된 상기 용강이 냉각되어 형성된 잉곳이 상기 잉곳 몰드로부터 상승되면서 분리될 때 상기 잉곳의 일부가 상기 잉곳 지지용 정반에 고착되어 상기 잉곳 지지용 정반이 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 단턱에 끼워져 상기 잉곳의 일부가 상기 용강 주입구의 내측면에 고착되는 것을 방지하는 통 형상을 갖는 정반 깨짐 방지 부재; 및 상기 잉곳이 상승되면서 상기 잉곳의 일부가 상기 정반 깨짐 방지 부재 및 상기 용강 주입구의 일부에 고착되어 상기 잉곳 지지용 정반이 상부로 볼록하게 휘어지는 것을 센싱하기 위해 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 상면의 상부의 일측에 배치된 제1 정반 휨 인식 센서 및 상기 상면의 상부의 타측에 배치된 제2 정반 휨 인식 센서를 포함하는 정반 휨 인식 센서; 상기 잉곳이 상승되면서 상기 잉곳의 일부가 상기 정반 깨짐 방지 부재 및 상기 용강 주입구의 일부에 고착되어 파손되는 것을 추가적으로 방지하기 위해 상기 돌출부에 결합되어 상기 잉곳 지지용 정반의 상승 방향과 반대 방향으로 상기 잉곳 몰드 및 잉곳 지지용 정반에 가압력을 인가하는 정반 가압 유닛; 상기 정반 가압 유닛에 의해 상기 잉곳 지지용 정반에 인가되는 가압력을 측정하는 가압력 측정 유닛; 상기 정반 휨 인식 센서에 의하여 상기 잉곳 지지용 정반의 휨이 감지되면 상기 휨의 정도에 대응하여 상기 정반 가압 유닛을 작동시키기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부; 상기 정반 휨 인식 센서에 의하여 상기 잉곳 지지용 정반의 휨이 감지되면 상기 잉곳 지지용 정반의 파손을 경고하는 경보 유닛; 및 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 하면 중 상기 용강 주입구의 주변에 동심원 형태로 배치되며 상기 잉곳 지지용 정반의 강도보다 높은 강도로 형성된 보강 부재를 포함하며, 상기 정반 가압 유닛은 상기 잉곳 몰드의 상기 돌출부에 결합된 실린더 로드 및 상기 실린더 로드를 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 밀어 상기 잉곳 몰드 및 상기 잉곳 지지용 정반에 가압력을 제공하는 실린더 몸체를 포함한다.

잉곳 제조 장치의 상기 돌출부는 상기 잉곳 몰드의 외측면에 복수개가 형성되며, 상기 실린더 로드는 상기 잉곳 지지용 선반의 상면에 대하여 45°의 각도로 기울어진 방향으로 상기 잉곳 몰드를 눌러 가압력을 발생시킨다.

본 발명에 따른 잉곳 제조 장치는 단조용 잉곳을 제조하는 과정에서 단조용 잉곳이 형성되는 잉곳 몰드, 잉곳 몰드를 지지하는 잉곳 지지용 정반이 손상 또는 파손되는 것을 방지하여 잉곳 몰드 또는 정반의 교체 비용에 의하여 생산 원가가 상승되고, 정반의 교체에 많은 시간이 소요되어 단조용 주괴의 생산성 및 생산 효율이 저하되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 도 1의 잉곳 지지용 정반에 휨이 발생된 것을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 잉곳 지지용 정반의 후면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 'A' 부분 확대도이다.
도 8a 및 도 8b는 잉곳 몰드 파손 방지 부재의 제조 과정을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9의 'C' 부분 확대도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 12는 도 11의 'D' 부분 확대도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 14는 종래 기술에 의하여 깨진 정반을 도시한 사진이다.
도 15는 종래 기술에 의하여 깨진 잉곳 몰드를 도시한 사진이다.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 개별적으로 기재되어 있더라도 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 자유롭게 상호 병합 또는 혼용하여 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도이다. 도 3은 도 1의 평면도이다. 도 4는 도 1의 잉곳 지지용 정반에 휨이 발생된 것을 도시한 단면도이다. 도 5는 도 1의 잉곳 지지용 정반의 후면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 잉곳 제조 장치(1)는 잉곳 지지용 정반(100), 잉곳 몰드(200), 정반 깨짐 방지 부재(300)를 포함한다. 이에 더하여 잉곳 제조 장치(1)는 용강 주입 부재(400), 레이들(500), 정반 휨 인식 센서(600), 제어부(700), 경보 유닛(800) 및 보강 부재(900)를 포함할 수 있다.

레이들(500)은 용융된 용강을 저장하는 역할을 하며, 레이들(500)의 하부에는 용융된 용강을 배출하기 위한 출강구(510)가 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 출강구(510)에는 용강의 배출 및 차단을 위한 개폐 도어(미도시)를 포함할 수 있다.

출강구(510)와 대응하는 레이들(500)의 하부에는 후술 될 잉곳 몰드(200)로 용융된 용강을 주입하기 위한 통로 역할을 하는 용강 주입 부재(400)가 배치된다.

용강 주입 부재(400)는 파이프 형상으로 형성될 수 있으며, 용강 주입 부재(400)는 레이들(500) 및 후술 될 잉곳 몰드(200)를 연결한다.

용강 주입 부재(400)의 단부에는 잉곳 지지용 정반(100)이 배치된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 잉곳 지지용 정반(100)은 정반 몸체(110), 용강 주입구(120) 및 단턱(130)을 포함한다.

정반 몸체(110)는, 예를 들어, 후박한 디스크 형상으로 형성될 수 있으며, 정반 몸체(110)는 금속 소재로 제작될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 정반 몸체(110)는 상면(112) 및 상면(112)과 대향하는 하면(114)을 포함할 수 있다.

용강 주입구(120)는 용강 주입 부재(400)를 통해 제공된 용강이 정반 몸체(110)를 통과한 후 잉곳 몰드(200)의 내부로 제공되도록 하는 관통홀을 포함한다.

용강 주입구(120)는 정반 몸체(110)의 상면(112) 및 하면(114)을 관통하는데, 용강 주입구(120)는 상면(112)에 형성된 용강 출구로부터 하면(112)에 형성된 용강 입구로 갈수록 점차 직경이 연속적으로 감소되는 상광하협 형상으로 형성된다.

이와 같이 용강 주입구(120)를 상광하협 형상으로 형성할 경우, 잉곳 몰드(200)로부터 용강이 냉각되어 형성된 잉곳을 강제로 분리할 때 용강 주입구(120)로부터 보다 쉽게 잉곳을 분리할 수 있다.

이와 반대로 용강 주입구(120)의 용강 출구의 직경을 크게 형성하고 용강 입구의 직경을 작게 형성할 경우, 용강 주입구(120)에 잉곳이 걸려 잉곳의 분리가 어렵거나 잉곳을 분리하는 도중 잉곳 지지용 정반(100)에 무리한 힘이 가해져 잉곳 지지용 정반(100)이 도 14에 도시된 바와 같이 쪼개지거나 손상될 수 있다.

한편 용강이 토출되는 용강 출구에는 상면(112)에 대하여 경사진 측면(115) 및 측면(115)에 연결된 바닥면(116)을 갖는 오목한 홈(117)이 형성될 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 단턱(130)은 상광하협 형상을 갖는 용강 주입구(120)의 용강 출구에 형성된 홈(117)의 바닥면(116)으로부터 일정한 깊이로 직경을 확장시켜 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 단턱(130)에 의하여 형성된 내측면은 용강 주입구(120)의 내측면과 평행하게 형성되고, 단턱(130)에 의하여 형성된 내측면과 연결된 바닥면은 상면(112)과 평행하게 형성된다.

도 1을 다시 참조하면, 잉곳 몰드(200)는 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112)에 배치된다.

양단이 개방된 통 형상을 갖는 잉곳 몰드(200)는 레이들(500), 용강 주입 부재(400), 잉곳 지지용 정반(100)의 용강 주입구(120)를 통해 업-스트림 형태로 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112)으로 토출되는 용강을 수납 한다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드(200)는 용강이 냉각되면서 형성된 잉곳이 잉곳 몰드(200)로부터 쉽게 분리될 수 있도록 상단은 개구 면적이 넓고 하단은 개구 면적이 상대적으로 좁은 형상을 갖는다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드(200)는 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이와 다르게 잉곳 몰드(200)는 다각형 통 형상으로 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 정반 깨짐 방지 부재(300)는 잉곳 몰드(200) 내부에 수납된 용강의 일부가 용강 주입구(120)의 내부에 피착되어 잉곳 몰드(200)로부터 잉곳을 분리하기 위해 잉곳을 리프트 시킬 때 잉곳 지지용 정반(100)의 정반 몸체(110)가 함께 리프트되어 잉곳 지지용 정반(100)이 도 14에 도시된 바와 같이 파손되는 것을 방지 또는 억제하는 중요한 역할을 한다.

정반 깨짐 방지 부재(300)는 잉곳 지지용 정반(100)의 단턱(130)에 꼭맞게 끼워져 잉곳 몰드(200)에 형성된 잉곳의 일부가 정반 깨짐 방지 부재(300)에만 선택적으로 피착되고 용강 주입구(300)에는 피착되지 않도록 외주면(310) 및 내주면(320)을 갖는 통 형상을 갖는다.

본 발명의 일실시예에서, 정반 깨짐 방지 부재(300)는 단턱(130)의 폭과 대응하는 두께로 형성 및 단턱(130)의 높이와 대응하는 높이로 형성된 원통 형상을 가질 수 있다.

한편, 단턱(130)에 삽입된 정반 깨짐 방지 부재(300)는 정반 지지용 정반(100)과 동일한 열팽창 계수를 갖는 소재로 제작되고, 이로 인해 정반 몸체(110)가 용강에 의하여 가열되어 열팽창될 때 정반 깨짐 방지 부재(300)도 동일하게 열팽창 되도록 하여 정반 깨짐 방지 부재(300) 및 단턱(130)의 사이 공간으로 용강이 불필요하게 유입되어 용강이 용강 주입구(120)에 고착되는 것이 방지된다.

보다 구체적으로 양단이 개구된 원통 형상으로 형성된 정반 깨짐 방지 부재(300)의 상단의 외측면은 제1 직경으로 형성되고, 상기 상단과 대향하는 하단의 외측면은 제1 직경보다 작은 제2 직경으로 형성된다. 특히 정반 깨짐 방지 부재(300)의 외측면의 직경은 상기 제1 직경으로부터 상기 제2 직경까지 연속적으로 감소된다.

정반 깨짐 방지 부재(300)의 외측면(310)은 단턱(130)의 내측면에 밀착되고, 정반 깨짐 방지 부재(300)의 하단은 단턱(130)의 바닥면에 밀착되며, 정반 깨짐 방지 부재(300)의 내측면(320)은 용강 주입구(120)와 동일 평면상에 배치된다.

한편, 정반 깨짐 방지 부재(300)가 삽입되는 단턱(130)의 표면, 용강 주입구(120)의 표면 및 단턱(130)에 결합된 정반 깨짐 방지 부재(300)의 외측면(310), 내측면(320)을 포함하는 전체 표면에는 용강의 융착을 방지하기 위해 매끄럽게 경면 처리된 경면 처리부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 정반 깨짐 방지 부재(300)는 용강이 용강 주입부(120)에는 피착되지 않고 정반 깨짐 방지 부재(300)에만 선택적으로 피착되도록 하고, 이로 인해 잉곳이 잉곳 몰드(200)로부터 분리될 때 정반 깨짐 방지 부재(300)는 잉곳과 함께 잉곳 몰드(200)로부터 분리된다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 제조 장치(1)는 정반 휨 인식 센서(600), 제어부(700), 경보 유닛(800) 및 보강 부재(900)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 정반 깨짐 방지 부재(300)가 잉곳 지지용 정반(100)에 결합되기 때문에 잉곳 지지용 정반(100)의 깨짐 또는 손상이 발생할 가능성이 낮지만, 다양한 원인에 의해 용강의 일부가 정반 깨짐 방지 부재(300) 및 단턱(130)의 사이로 유입되어 용강의 일부가 정반 깨짐 방지 부재(300) 및 용강 주입구(120)에 동시에 고착될 경우 잉곳이 상승되면서 잉곳 지지용 정반(100)도 잉곳과 함께 리프트되면서 잉곳 지지용 정반(100)에 휨이 발생될 가능성을 배제할 수 없다.

이와 같이 잉곳 지지용 정반(100)에 휨이 발생될 경우 도 14에 도시된 바와 같이 잉곳 지지용 정반(100)의 파손이 발생될 가능성이 있으나, 정반 휨 인식 센서(600), 제어부(700), 경보 유닛(800) 및 보강 부재(900)에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 파손은 추가적으로 방지 또는 억제된다.

정반 휨 인식 센서(600)는 다양한 원인에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112)이 도 4에 도시된 바와 같이 상부로 볼록하게 휘어지는 것을 감지하는데, 정반 휨 인식 센서(600)는 제1 정반 휨 인식 센서(610) 및 제2 정반 휨 인식 센서(620)를 포함한다.

도 3을 다시 참조하면, 제1 정반 휨 인식 센서(610) 및 제2 정반 휨 인식 센서(620)는 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112)으로부터 상부로 이격된 위치에 형성되며, 이들은 잉곳 지지용 정반(100)에서 발생되는 열에 의한 손상 또는 센싱에 문제가 되지 않는 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 지지용 정반(100)의 가운데 부분에는 잉곳 몰드(200)가 배치되어 있기 때문에 제1 및 제2 정반 휨 인식 센서(610,620)들은 잉곳 몰드(200)와 간섭되지 않도록 잉곳 몰드(200)로부터 이격된 잉곳 지지용 정반(100)의 상부에 배치된다.

제1 정반 휨 인식 센서(610)는 직진 광을 발생시키는 발광부를 포함하고, 제2 정반 휨 인식 센서(620)는 직진 광을 수광하는 수광부를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이 잉곳 지지용 정반(100)에 휨이 발생되지 않았을 경우 제1 정반 휨 인식 센서(610)로부터 발생된 직진 광은 제2 정반 휨 인식 센서(620)에 수광되는 반면, 도 4에 도시된 바와 같이 잉곳 지지용 정반(100)이 볼록하게 돌출될 경우 제1 정반 휨 인식 센서(610)로부터 발생된 직진 광은 제2 정반 휨 인식 센서(620)에 수광되지 못하게 된다.

제2 장반 휨 인식 세서(620)에 직진 광이 수광되지 못하면 정반 휨 인식 센서(600)는 센싱 신호를 생성하고 센싱 신호는 제어부(700)로 인가된다.

제어부(700)는 정반 휨 인식 센서(600)로부터 발생된 센싱 신호에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 휨이 발생된 것으로 판단되면, 잉곳 몰드(200)로부터 잉곳이 분리되는 것을 중단하여 잉곳 지지용 정반(100)의 파손을 방지하는 인터럽트 신호 및 경보 신호를 발생시킨다.

경보 유닛(800)은 제어부(700)로부터 발생된 경보 신호에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 파손을 작업자에게 경고하는데, 경보 유닛(800)은 알람음 또는 음성을 이용해 잉곳 지지용 정반(100)의 파손을 경고함으로써 작업자의 신속한 대피가 가능토록 하여 인명 피해를 최소화한다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 보강 부재(900)는 잉곳 지지용 정반(100)의 휨을 억제하는 역할을 한다.

보강 부재(900)는 잉곳 지지용 정반(100)의 하면(114)에 배치되는데, 보강 부재(900)는 잉곳 지지용 정반(100)의 강도보다 높은 강도를 갖는 소재로 제작되며, 보강 부재(900)는 용강 주입구(120)의 주변에 복수개가 동심원 형태로 배치될 수 있다.

보강 부재(900)가 잉곳 지지용 정반(100)의 하면(114)에 견고하게 결합되도록 하기 위해 보강 부재(900)에는 복수개의 고정 부재(910)가 결합된다. 고정 부재(910)는 보강 부재(900)를 잉곳 지지용 정반(100)의 하면(114)에 견고하게 결합하며, 고정 부재(910)는 보강 부재(900)가 하면(114)으로부터 이격되는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 7은 도 6의 'A' 부분 확대도이다. 도 8a 및 도 8b는 잉곳 몰드 파손 방지 부재의 제조 과정을 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 잉곳 지지용 정반(100), 다각형 형상으로 형성된 잉곳 몰드(200), 정반 깨짐 방지 부재(300), 용강 주입 부재(400) 및 레이들(500)은 도 1 내지 도 5에 도시 및 설명된 잉곳 제조 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 잉곳 제조 장치(1)는 잉곳 지지용 정반(100), 잉곳 몰드(200) 및 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)를 포함한다. 이에 더하여 잉곳 제조 장치(1)는 잉곳 지지용 정반(100)의 파손을 방지하는 정반 깨짐 방지 부재(300)도 함께 포함할 수 있다.

레이들(500)로부터 제공된 용융된 용강은 용강 주입 부재(400)를 통해 잉곳 지지용 정반(100)의 용강 주입구(120) 및 정반 깨짐 방지 부재(300)를 통과하여 업-스트림 방식으로 잉곳 몰드(200)의 내부에 형성된 수납 공간에 채워지고 잉곳 몰드(200)에 채워진 용강이 냉각됨으로써 잉곳 몰드(200)의 내부에서는 기둥 형상을 갖는 잉곳이 제조된다.

고온의 용강이 잉곳 몰드(200)의 수납 공간에 급속히 채워질 경우, 용강에 의하여 발생된 고온의 열에 의하여 잉곳 몰드(200)는 큰 열응력 및 열충격이 발생되고, 열응력 및 열충격에 의하여 잉곳 몰드(200)가 폭발하여 도 15에 도시된 바와 같이 파손되면서 잉곳 몰드(200)의 주변으로 냉각되지 않은 용강이 급속히 비산 또는 흘러 인명 피해 및 시설 피해가 발생될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 잉곳 몰드(200)에 수납된 용강에 의하여 잉곳 몰드(200)가 폭발하거나 파손되어 용강이 잉곳 몰드(200)의 외부로 비산되거나 흘러나오는 것을 방지 또는 억제한다.

잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 잉곳 몰드(200)의 인장력보다 큰 인장력을 갖는 소재로 제작되며, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 잉곳 몰드(200)의 외측면을 따라 폐루프 형상을 갖는 링 형상으로 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 잉곳 몰드(200)의 하단, 잉곳 몰드(200)의 상단 및 잉곳 몰드(200)의 하단 및 상단 사이에 배치될 있다.

도 7을 참조하면, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 파손 방지 와이어(1010) 및 와이어 고정 부재(1020)를 포함한다.

파손 방지 와이어(1010)는 잉곳 몰드(200)의 외측면을 따라 환형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 파손 방지 와이어(1010)는 잉곳 몰드(200)의 인장력보다 큰 인장력을 갖는 소재로 제작된다.

잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)에는, 예를 들어, 3개의 파손 방지 와이어(1010)들을 포함한다. 비록 본 발명의 일실시예에서는 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)에 3개의 파손 방지 와이어(1010)가 배치되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 파손 방지 와이어(1010)는 3개 이하 또는 3개 이상이 배치되어도 무방하다.

파손 방지 와이어(1010)들은 상호 일정 간격을 유지하기 위해 파손 방지 와이어(1010)들을 연결하는 연결 와이어(미도시)에 의하여 결합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드(200)가 다각형 형상으로 형성될 경우 환형으로 형성된 파손 방지 와이어(1010)와 잉곳 몰드(200)의 사이에는 미세한 갭(gap)이 형성될 수 있다.

와이어 고정 부재(1020)는 잉곳 몰드(200)의 외측면을 따라 형성되며, 와이어 고정 부재(1020)는 파손 방지 와이어(1010)를 감싸며, 와이어 고정 부재(1020) 는 잉곳 몰드(200)의 외측면에 긴밀하게 밀착되는데, 이를 위해 와이어 고정 부재(1020)는 주물 방식으로 잉곳 몰드(200)의 외측면에 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 와이어 고정 부재(1020)는 파손 방지 와이어(1010)보다 큰 인장력을 갖는 소재로 제작될 수 있다.

도 8a 및 도 8b을 통해 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)를 제조하는 과정을 설명하기로 한다.

도 8a를 먼저 참조하면, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)를 제조하기 위해서는 잉곳 몰드(200)의 표면에 잉곳 몰드(200)보다 큰 인장력을 갖는 파손 방지 와이어(1010)들을 지정된 간격으로 배치한다. 이때, 파손 방지 와이어(1010) 및 잉곳 몰드(200)의 표면 사이에는 갭이 형성될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 파손 방지 와이어(1010)들이 잉곳 몰드(200)의 표면에 배치되면, 잉곳 몰드(200)의 표면에는 파손 방지 와이어(1010)를 덮고 내부에 띠 형상의 수납 공간(1013)이 형성된 몰드 부재(1015)가 배치된다.

파손 방지 와이어(1010)를 덮는 몰드 부재(1015)에는 용융된 주물이 주입되는 게이트(1014)가 형성된다.

게이트(1014)를 통해 용융된 주물이 지정된 압력으로 몰드 부재(1015)의 내부로 주입됨에 따라 몰드 부재(1015)의 내부에는 파손 방지 와이어(1010)를 감싸는 와이어 고정 부재(1020)가 도 7에 도시된 바와 같이 형성된다.

잉곳 몰드 파손 방지 부재(1000)는 잉곳 몰드(200)에 큰 열응력이 인가되더라도 잉곳 몰드(200)가 열응력 또는 열충격에 의하여 폭발하지 않도록 잉곳 몰드(200)의 강도를 보강하여 잉곳 몰드(200)의 폭발에 의한 인명 손상 및 시설 피해를 방지 또는 억제할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 10은 도 9의 'C' 부분 확대도이다. 도 9 및 도 10에 도시 및 설명된 잉곳 제조 장치는 요철부, 잉곳 몰드 파손 방지 부재 및 잉곳 몰드 파손 방지 와이어를 제외하면 도 6 내지 도 8b에 도시 및 설명된 잉곳 제조 설비와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112) 상에 배치된 잉곳 몰드(200)에는 요철부(1107)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 요철부(1107)는 제1 요철부(1102), 제2 요철부(1104) 및 제3 요철부(1106)를 포함한다.

제1 요철부(1102)는 잉곳 지지용 정반(110)과 인접한 잉곳 몰드(200)의 외측면의 하단에 형성되며, 제2 요철부(1104)는 잉곳 몰드(200)의 외측면의 상단에 형성되며, 제3 요철부(1106)는 잉곳 몰드(200)의 외측면 중 제1 및 제2 요철부(1102,1104)들의 사이에 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 내지 제3 요철부(1102,1104,1106)들은 잉곳 몰드(200)의 외측면의 표면의 거칠기를 증가시키는 정도의 요철을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 요철부(1107)는 후술될 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1100)가 잉곳 몰드(200)의 외측면에 견고하게 형성될 수 있도록 한다.

도 10을 참조하면, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1100)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 유사하게 주물 방식에 의하여 요철부(1107)의 상면을 따라 띠 형상으로 형성된다.

잉곳 몰드 파손 방지 부재(1100)는 잉곳 몰드(200)의 제1 인장력보다 큰 제2 인장력으로 형성된다. 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1100)는 잉곳 몰드(200)의 내부에 배치되는 용강에 의하여 발생된 큰 열응력 및 열충격에 의하여 잉곳 몰드(200)가 파손되는 것을 1차적으로 방지 또는 억제한다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1100)는 제1 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1112), 제2 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1114) 및 제3 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1116)를 포함한다.

제1 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1112)는 제1 요철부(1102) 상에 형성되며, 제2 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1114)는 제2 요철부(1104) 상에 형성되며, 제3 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1116)는 제3 요철부(1106) 상에 각각 형성된다.

제1 내지 제3 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1112,1114,1116)들의 외주면은 각각 링 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드(200)의 하단에는 용강의 자중에 의하여 보다 큰 열응력 및 열충격이 인가될 수 있고, 잉곳 몰드(200)의 상단으로 갈수록 열응력 및 열충격이 다소 작아지기 때문에 가장 큰 열응력 및 열충격이 인가되는 제1 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1112)는 제1 두께로 형성되고, 제2 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1114)는 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성되고, 상대적으로 작은 응력이 인가되는 제3 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1116)는 제2 두께보다 얇은 제3 두께로 형성될 수 있다.

도 10을 다시 참조하면, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120)는 각 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1110)의 상면에 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120)는 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1110)의 제2 인장력보다 큰 제3 인장력을 갖고, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120)은 제1 내지 제3 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1112,1114,1116)들의 외측면에 복수개가 상호 일정한 간격으로 배치될 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120)가 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1110)의 상면에 배치되는 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120)는 요철부(1107) 상에 배치되고, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1120) 상에 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1110)가 주물 방식으로 형성되어도 무방하다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 12는 도 11의 'D' 부분 확대도이다. 도 11 및 도 12에 도시된 잉곳 제조 장치(1)의 잉곳 지지용 정반(100), 잉곳 몰드(200), 정반 깨짐 방지 부재(300), 용강 주입 부재(400), 레이들(500) 등은 앞서 설명한 도 6 내지 도 10에 도시된 잉곳 제조 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 기술 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112) 상에 배치된 잉곳 몰드(200)의 외측면에는 용융된 용강에 기인한 열응력 및 열충격에 의하여 잉곳 몰드(200)의 폭발을 1차적으로 방지 또는 억제하기 위한 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1200)가 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드 파손 방지 부재(1200)는 잉곳 몰드 방지 띠(1210), 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220) 및 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)을 포함한다.

잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)는 직사각형 형상을 갖는 금속 띠를 폐루프 형상으로 가공하여 형성되며, 폐루프 형상을 갖는 잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)는 잉곳 몰드(200)의 외측면에 밀착되게 배치된다.

잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)는 잉곳 몰드(200)의 제1 인장력보다 큰 제2 인장력을 갖는 소재로 제작된다.

잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)는, 예를 들어, 잉곳 몰드(200)의 외측면의 하단, 잉곳 몰드(200)의 외측면의 상단 및 상기 하단 및 상기 상단 사이에 각각 형성될 수 있다.

용강의 열응력 및 열충격에 의하여 잉곳 몰드(200)의 폭발을 2차적으로 방지 또는 억제 하기 위하여 잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)의 상면에는 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)가 배치되는데, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)는 폐루프 형상을 갖는 링 형상을 가질 수 있다.

잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)는 잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)의 폭보다 작은 직경을 가지며, 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)는 몰드 파손 방지 띠(1210)의 제2 인장력보다 큰 제3 인장력을 갖는다.

잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)는 잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210)의 상면에 복수개가 나란하게 일정 간격으로 배치될 수 있다.

한편, 잉곳 몰드(200)의 폭발을 3차적으로 방지 또는 억제 하기 위하여 잉곳 몰드 파손 방지 띠(1210) 및 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)의 상면에는 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)가 형성되는데, 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)는 도 8a 및 도 8b와 같이 주물 방식으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 주물 방식으로 형성된 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)는 잉곳 몰드 파손 방지 와이어(1220)의 제3 인장력보다 큰 제4 인장력을 가질 수 있다.

잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)은 잉곳 몰드(200)의 외측면에 적어도 2개가 형성될 수 있다.

복수개의 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)들 중 잉곳 몰드(200)의 하단에 배치된 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)는 제1 두께로 형성되고, 잉곳 몰드(200)의 상단에 배치된 잉곳 몰드 파손 방지 블럭(1230)는 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성될 수 있다.

도 11을 다시 참조하면, 잉곳 몰드(200)와 이격된 곳에는 잉곳 몰드(200)의 팽창을 비접촉 방식으로 측정하는 비접촉 방식 열팽창 측정 유닛(1300)이 배치된다.

비접촉 방식 열팽창 측정 유닛(1300)으로부터는 잉곳 몰드(200)의 열팽창에 대응하여 제어 신호가 발생되며, 비접촉 방식 열팽창 측정 유닛(1300)으로부터 발생된 제어 신호는 제어부(700)로 제공된다.

본 발명의 일실시예에서, 정반 휨 인식 센서(600)에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 휨이 감지되면 제어부(700)는 잉곳이 잉곳 몰드(200)로부터 분리되는 것을 중단하는 인터럽트 신호를 발생시킨다.

제어부(700)는 비접촉 방식 열팽창 측정 유닛(1300)으로부터 발생된 제어 신호 및 정반 휨 인식 센서(600)에서 발생된 인터럽트 신호에 기인하여 경보 신호를 발생시킨다.

경보 유닛(800)은 경보 신호에 의하여 잉곳 지지용 정반(100) 및 잉곳 몰드(200)의 파손을 주변 작업자에게 경고한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 13에 도시된 잉곳 제조 장치는 정반 가압 유닛, 잉곳 몰드 등을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5에 도시된 잉곳 제조 장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 13을 참조하면, 잉곳 제조 장치(1)는 잉곳 지지용 정반(100), 잉곳 몰드(200) 및 정반 가압 유닛(1450)을 포함한다. 이에 더하여 잉곳 제조장치(1)는 정반 깨짐 방지 부재(300), 용강 주입 부재(400), 레이들(500), 정바 휨 인식 센서(600), 제어부(700), 경보 유닛(800), 보강부재(900) 및 가압력 측정 유닛(1500)을 포함할 수 있다.

잉곳 지지용 정반(100)의 상부에는 용강이 수납되는 수납 공간이 형성된 잉곳 몰드(200)가 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 몰드(200)의 외주면에는 외주면으로부터 돌출된 복수개의 돌출부(250)가 일체로 형성될 수 있으며, 돌출부(250)는 잉곳 몰드(200)의 외주면에 등간격으로 형성될 수 있다. 비록 본 발명의 일실시예에서는 돌출부(250)가 잉곳 몰드(200)의 외주면에 일체로 형성된 것이 설명되고 있지만 돌출부(250)는 잉곳 몰드(200)의 외주면에 조립 형태로 결합되어도 무방하다.

본 발명의 일실시예에서는 정반 깨짐 방지 부재(300)가 잉곳 지지용 정반(100)에 결합되어 앞서 도 1 내지 도 5 및 이에 대응하는 상세한 설명을 통해 잉곳 지지용 정반(100)의 깨짐이 방지되는 것이 설명되고 있지만, 다양한 원인 특히 용강이 정반 깨짐 방지 부재(300) 이외의 용강 주입구 등에 고착될 경우 정반 깨짐 방지 부재(300)의 설치에도 불구하고 잉곳 지지용 정반(100)이 잉곳과 함께 상승되면서 정반 깨짐 방지 부재(300)의 깨짐이 발생될 가능성이 있다.

본 발명의 일실시예에서는 이와 같은 다양한 원인에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)이 깨지는 것을 추가적으로 방지하기 위해 정반 가압 유닛(1450)을 포함한다.

정반 가압 유닛(1450)은 잉곳 몰드(200)의 돌출부(250)에 결합되어 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 잉곳 몰드(200)를 누르거나 가압하여 잉곳 지지용 정반(100)이 휘면서 깨지거나 또는 손상되는 것을 원천적으로 방지한다.

잉곳 지지용 정반(100)의 깨짐을 방지하기 위한 정반 가압 유닛(1450)은 고장력 와이어(1300) 및 장력 발생 유닛(1320)을 포함할 수 있다.

고장력 와이어(1300)의 일측단은 잉곳 몰드(200)의 돌출부(250)에 결합될 수 있고, 고장력 와이어(1300)의 타측단은 장력 발생 유닛(1320)에 권취될 수 있다.

장력 발생 유닛(1320)은 고장력 와이어(1300)에 장력을 발생시키며, 장력 발생 유닛(1320)은, 예를 들어, 고장력 와이어(1300)를 권취하는 윈치를 포함할 수 있다.

장력 발생 유닛(1320)은 용강에 의하여 고온으로 가열된 고장력 와이어(1300)를 냉각시키기 위해 고장력 와이어(1300)에 수증기 등을 제공하는 냉각 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

한편, 잉곳 지지용 정반(100)의 깨짐을 방지하기 위한 정반 가압 유닛(1450)은 실린더 몸체(1400) 및 실린더 로드(1420)를 포함할 수 있다.

유압을 발생시키는 실린더 몸체(1400)에는 실린더 로드(1420)가 결합되며, 실린더 로드(1420)의 단부는 돌출부(250)에 힌지 결합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 잉곳 지지용 정반(100)의 상면(112)에 대하여 실린더 로드(1420) 및 고장력 와이어(1300)는 각각 45°의 각도로 형성됨으로써 잉곳 지지용 정반(100)에 큰 무리없이 잉곳 지지용 정반(100)을 가압하여 잉곳 지지용 정반(100)의 깨짐을 방지할 수 있다.

한편, 정반 가압 유닛(1450)이 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 잉곳 지지용 정반(100)을 무리하게 가압할경우 잉곳 지지용 정반이 오히려 반대 방향으로 휨이 발생되거나 파손될 가능성이 있다.

이를 방지하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 정반 가압 유닛(1450)에 의하여 정반에 인가되는 가압력이 가압력 측정 유닛(1500)에 의하여 수행된다.

본 발명의 일실시예에서, 가압력 측정 유닛(1500)은, 예를 들어, 정반 가압 유닛(1450)에 의하여 잉곳 몰드(200)에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀을 포함할 수 있고, 가압력 측정 유닛(1500)은, 예를 들어, 돌출부(250)의 하부에 배치될 수 있다.

앞서 도 1 내지 도 5에 도시 및 설명된 바에 의하면 제어부(700)에는 가압력 측정 유닛(1500)에 의하여 발생된 신호가 인가된다.

제어부(700)는 정반 휨 인식 센서(600)로부터 인가된 신호에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)에 휨이 감지되면 휨의 정도에 대응하여 정반 가압 유닛(1450)을 작동시키기 위한 제어 신호를 발생시킨다.

제어부(700)로부터 발생된 제어 신호에 의하여 정반 가압 유닛(1450)이 작동되어 정반 가압 유닛(1450)이 가압되면, 가압력 측정 유닛(1500)이 이를 계측하여 제어부(700)로 센싱 신호를 전달함으로써 제어부(700)는 보다 정확하게 정반 가압 유닛(1450)을 제어할 수 있다.

한편, 제어부(700)는 정바 휨 인식 센서(600)에 의하여 잉곳 지지용 정반(100)의 휨이 감지되면 잉곳 지지용 정반(100)의 파손 또는 손상을 경보 유닛(800)을 통해 경보한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 주물 방식으로 기둥 형상을 갖는 잉곳을 제조할 때 잉곳이 형성되는 잉곳 몰드의 파손을 방지, 잉곳 몰드가 지지되는 잉곳 지지용 선반의 파손을 방지하여 잉곳 몰드 및 잉곳 지지용 선반의 파손에 따른 생산비용 증가 및 잉곳 생산 차질을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 내지 13에 도시된 잉곳 제조 장치는 다양한 실시예들을 포함하고 있으며, 이들 실시예들은 모두 동일한 잉곳 제조 장치에 관한 것으로 상호 연관 관계가 있기 때문에 도 1 내지 도 13에 도시된 잉곳 제조 장치의 각 실시예들의 기술 구성은 자유롭게 혼용되어 사용될 수 있다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100...잉곳 지지용 정반 200...잉곳 몰드
300...정반 깨잼 방지 부재 400...용강 주입 부재
500...레이들 600...정반 휨 인식 센서
700...제어부 800...경보 유닛
900...보강부재
1000,1100,1200...잉곳 몰드 파손 방지 부재
1300...비접촉 방식 열팽창 측정 유닛
1450...정반 가압 유닛

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 상면 및 상기 상면과 대향하는 하면을 갖는 정반 몸체, 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 용강 주입구 및 상기 상면과 연결된 상기 용강 주입구의 출구로부터 일정 깊이로 직경을 확장시켜 형성된 단턱을 포함하는 잉곳 지지용 정반;
   양단이 개방된 통 형상으로 상기 잉곳 지지용 정반의 상면에 배치되고, 내부에 용강이 배치되는 수납공간이 형성되며, 외주면으로부터 돌출된 복수개의 돌출부를 포함하는 잉곳 몰드;
   상기 잉곳 지지용 정반의 상기 용강 주입구에 연결되어 상기 잉곳 몰드의 내부로 용강을 공급하는 용강 주입 부재;
   상기 용강 주입 부재로 공급되는 용강을 저장하며 하부에 상기 용강 주입 부재 내부로 상기 용강을 배출하기 위한 출강구를 포함하는 레이들;
   상기 잉곳 몰드의 내부에 주입된 상기 용강이 냉각되어 형성된 잉곳이 상기 잉곳 몰드로부터 상승되면서 분리될 때 상기 잉곳의 일부가 상기 잉곳 지지용 정반에 고착되어 상기 잉곳 지지용 정반이 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 단턱에 끼워져 상기 잉곳의 일부가 상기 용강 주입구의 내측면에 고착되는 것을 방지하는 통 형상을 갖는 정반 깨짐 방지 부재; 및
   상기 잉곳이 상승되면서 상기 잉곳의 일부가 상기 정반 깨짐 방지 부재 및 상기 용강 주입구의 일부에 고착되어 상기 잉곳 지지용 정반이 상부로 볼록하게 휘어지는 것을 센싱하기 위해 상기 잉곳 지지용 정반의 상기 상면의 상부의 일측에 배치된 제1 정반 휨 인식 센서 및 상기 상면의 상부의 타측에 배치된 제2 정반 휨 인식 센서를 포함하는 정반 휨 인식 센서;
   상기 잉곳이 상승되면서 상기 잉곳의 일부가 상기 정반 깨짐 방지 부재 및 상기 용강 주입구의 일부에 고착되어 파손되는 것을 추가적으로 방지하기 위해 상기 돌출부에 결합되어 상기 잉곳 지지용 정반의 상승 방향과 반대 방향으로 상기 잉곳 몰드 및 잉곳 지지용 정반에 가압력을 인가하는 정반 가압 유닛;
   상기 정반 가압 유닛에 의해 상기 잉곳 지지용 정반에 인가되는 가압력을 측정하는 가압력 측정 유닛;
   상기 정반 휨 인식 센서에 의하여 상기 잉곳 지지용 정반의 휨이 감지되면 상기 휨의 정도에 대응하여 상기 정반 가압 유닛을 작동시키기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부;
   상기 정반 휨 인식 센서에 의하여 상기 잉곳 지지용 정반의 휨이 감지되면 상기 잉곳 지지용 정반의 파손을 경고하는 경보 유닛; 및
   상기 잉곳 지지용 정반의 상기 하면 중 상기 용강 주입구의 주변에 동심원 형태로 배치되며 상기 잉곳 지지용 정반의 강도보다 높은 강도로 형성된 보강 부재를 포함하며,
   상기 정반 가압 유닛은 상기 잉곳 몰드의 상기 돌출부에 결합된 실린더 로드 및 상기 실린더 로드를 상기 잉곳의 상승 방향과 반대 방향으로 밀어 상기 잉곳 몰드 및 상기 잉곳 지지용 정반에 가압력을 제공하는 실린더 몸체를 포함하는 잉곳 제조 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 잉곳 몰드의 외측면에 복수개가 형성되며, 상기 실린더 로드는 상기 잉곳 지지용 선반의 상면에 대하여 45°의 각도로 기울어진 방향으로 상기 잉곳 몰드를 눌러 가압력을 발생시키는 잉곳 제조 장치.

Images