KR102379952B1 - 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템 - Google Patents

용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템에 관한 것으로서, 용해로로부터 용융물이 주입되어, 용융물을 소정의 크기의 복수 개의 단위 형상물로 주조하는 시스템에 있어서, 몸체를 형성하며, 용해로로부터 주입되는 용융물을 수용하는 공간을 제공하는 바디 유닛(body unit); 및 바디 유닛의 전면과 후면에 배치되어, 바디 유닛의 일부를 감싸도록 제공되는 사이드 패킹 유닛(side packing unit)을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템{System for casting by splitting molten material}
본 발명은 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 철강 부원료를 생산하기 위한 공정에서 페로 실리콘, 페로 망간을 용융 시키고 주조하여, 소정의 크기의 복수 개의 단위 형상물로 제작하고자 하는 주조 시스템에 관한 기술분야이다.
철강 제품을 생산하기 위해서는 철광석 등의 연원료뿐만 아니라 다양한 성분에 비철금속이 필요하다. 비철금속은 쇳물 상태에서 일정량의 산소(oxygen)와 황(sulfur) 성분을 제거하기 위해 다른 원소를 첨가하여 쇳물의 성분을 조정할 수 있으며, 스테인리스강(stainless steel)이나 전기강판 같은 특별한 용도와 목적의 철강 제품을 생산하기 위하여 제품의 성질이 잘 발현될 수 있도록 합금 원소를 첨가할 수 있으며 이때 사용하는 것이 합금철(ferro alloy)이다.
합금철은 철강 제련과정에서 용탕의 탈산 혹은 탈류 등 불순물을 제거하거나 철강의 성질을 개선하기 위해 철 이외의 성분원소 첨가를 목적으로 사용되는 철합금이다. 합금철은 강의 제조나 주철의 제조에 필수적으로 사용되는 부원료이다.
철강 제품을 생산하는데 있어서 합금철을 사용하게 되면 원가를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 금속은 순도가 높을수록 정련의 공정이 추가되어 비용이 증가하게 된다. 또한, 금속은 순도가 높으면 녹는점이 높아지게 되지만, 금속에 불순물이 첨가되면 녹는점이 낮아진다. 반면에, 철합금은 용융점이 낮아 저온에서 쉽게 녹고 용탕에 균일하게 분포되기 때문에 철강 제품의 품질에 있어서도 도움이 된다.
합금철은 철과 합금하는 원소에 따라 종류와 용도가 다양하다. 제강에서 공통적으로 탈산, 탈류용으로 사용하는 페로실리콘(Fe-Si), 페로망간(Fe-Mn), 페로실리콘망간(Fe-Si-Mn) 등이 있다. 강의 성질을 개선하기 위해 성분 첨가용으로 사용하는 것중에는 스테인리스강의 주원료로 사용하는 페로크롬(Fe-Cr), 페로실리크롬(FeSiCr), 페로니켈(FeNi)이 있고, 특별한 성질을 부여하기 위해 성분 첨가용으로 사용하는 페로망간, 페로납 등 여러 가지가 있다.
과거에는 공정상 철광석을 코크스로 환원하는 고로의 원리와 동일한 방법으로 제조했으나 전기로가 개발된 이후에는 대부분 전기로 공정으로 생산되고 있다. 합금철에서도 사용량이 많은 페로망간과 페로실리콘의 생산량은 2010년 기준 각각 1430만 톤, 730만 톤으로 추정된다.
합금철과 같은 철강 부원료들은 용융하고 냉각시킨 뒤, 파쇄 후 활용하게 되는데, 깨고 부시거나 빻아서 파쇄를 할 경우 부원료들의 크기가 일정하지 않아 활용하기 어렵게 된다. 기준보다 큰 크기의 부원료는 제강 과정에서 결석이 되어 불량을 초래하고, 기준보다 작은 크기의 부원료는 사용 과정에서 산화가 되므로 사용할 수 없게 된다. 또한, 파쇄 과정에서 분진이 발생하여 환경 오염을 초래하게 된다는 단점이 있어, 이를 극복하기 위한 다양한 기술들이 개발되었다.
이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “몰드, 몰드셋 및 주조장치 (등록번호 제10-1754067호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌1에 따른 발명의 경우, 결로가 발생하지 않고, 페로 실리콘 또는 페로 망간의 배출이 용이한 몰드, 몰드셋, 주조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 주조장치는, 용융 페로 실리콘 또는 페로 망간을 분배하는 분배기; 분배기로부터 용융 페로 실리콘 또는 페로 망간을 분배받는 복수개의 몰드셋을 포함하는 몰드부; 제1만곡부와 제2만곡부를 지나는 폐순환을 하여 몰드부를 이송하는 이송부;를 포함하고, 몰드부에서 냉각된 페로 실리콘 또는 페로 망간은 제1만곡부에서 배출되는 것을 특징으로 한다. 몰드셋은, 몰드홀더; 몰드홀더에 결합되어 배열되는 복수개의 몰드; 연결바의 양 단에 위치하여 복수 개의 몰드를 고정하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 몰드는, 중앙에 캐비티 (cavity)가 형성되어 있고, 석(石)재료로 만들어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “주선기용 스톤몰드 (등록번호 제10-1739510호, 이하 특허문헌2이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌2에 따른 발명의 경우, 결로가 발생하지 않고, 페로 망간 또는 페로 실리콘의 배출이 용이한 주선기용 스톤몰드를 제공하는것을 그 목적으로 한다. 특허문헌2에 따른 발명의 주선기용 스톤몰드는, 서로 이격된 제1스트로크와 제2스트로크에 의해 폐순환하는 밸트를 포함하고, 페로형 첨가제를 주조하는 주선기에 장착되는 스톤몰드로서, 몰드홀더; 몰드홀더에 수용되며 여러 개의 캐비티가 형성되어 있는 몰드부를 포함하고, 몰드부는 석(石)재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “페로실리콘 주조 장치(등록번호 제10-1587280 호, 이하 특허문헌3이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌3에 따른 발명의 경우, 대부분의 페로실리콘을 제강 공정에 투입 가능한 페로실리콘 주조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 목적 달성을 위하여 본 발명은, 제강 공정의 부재료로 사용되는 페로실리콘을 주조하기 위한 페로실리콘 주조 장치에 있어서, 용융 페로실리콘을 급탕기를 통하여 공급받은 후 일정하게 분배하는 분배기; 전 스프로켓 및 후 스프로켓을 포하하며, 구동장치에 의하여 무환궤도로 회전하는 체인장치; 체인장치에 연속되어 안착되며, 분배기를 통하여 공급되는 용융 페로실리콘을 수용하는 다수의 금형셋; 체인장치의 상면에 배치되어 금형셋과 금형셋 내부에 안착된 페로실리콘을 냉각하는 냉각장치; 및 체인장치의 하면에 배치되어 분배기에 진입전인 금형셋을 냉각하는 건조장치를 포함하되, 금형셋 내부에서 응고된 페로실리콘은 전 스프로켓에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “페로실리콘 주조 방법(등록번호 제10-1563363호, 이하 특허문헌4이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌4에 따른 발명의 경우, 대부분의 페로실리콘을 제강 공정에 투입 가능한 페로실리콘 주조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 목적 달성을 위하여 특허문헌4의 발명은, 제강 공정의 부재료로 사용되는 페로실리콘을 주조하기 위한 페로실리콘 주조 방법에 있어서, 별도의 용해로를 통하여 용융된 페로실리콘을 분배기를 통하여 분배하는 용융 페로실리콘 분배 단계; 분배기를 통하여 분배되는 용융 페로실리콘은 연속하여 이송하는 금형셋을 이용하여 특정한 형상으로 주조하는 용융 페로실리콘 형상 주조 단계; 냉각장치를 통하여 페로실리콘과 금형셋을 냉각하는 페로실리콘 냉각 단계; 응고된 페로실리콘을 금형셋에서 추출하는 주조 페로실리콘 추출 단계; 페로실리콘이 추출된 금형셋을 냉각장치를 통하여 냉각하는 금형셋 냉각 단계; 및 금형셋 표면의 수분과 냉각을 위하여 건조장치를 통하여 건조하는 금형셋 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기존의 선행기술들은 부원료를 파쇄하는 공정에서 있어서, 이전의 기술보다 진보한 기술임에는 틀림없으나, 주조용 몰드에서 부원료가 일정한 크기로서 주조 되도록 하는 정교한 기술적 개선이 필요하며, 주조된 부원료가 상호 용이하게 탈거될 수 있도록 하는 것과 몰드와 몰드 사이에 용융된 부원료가 새는 문제점에 대한 기술적 개선이 필요한 실정이다.
등록번호 제10-1754067호 등록번호 제10-1739510호 등록번호 제10-1587280 호 등록번호 제10-1563363호
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 용해로로부터 용융물을 제공받아, 별도의 파쇄과정 없이 원하는 크기와 형태로 용융물을 주조될 수 있도록 하고자 한다.
둘째, 용융물들이 복수 개의 수용 공간과 복수 개의 추가 공간에 분배되어 골고루 주입될 수 있도록 하고자 한다.
셋째, 주입된 용융물이 몰드 유닛으로부터 용이하게 탈거될 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 용해로로부터 용융물이 주입되어, 상기 용융물을 소정의 크기의 복수 개의 단위 형상물로 주조하는 시스템에 있어서, 몸체를 형성하며, 상기 용해로로부터 주입되는 상기 용융물을 수용하는 공간을 제공하는 바디 유닛(body unit); 및 상기 바디 유닛의 전면과 후면에 배치되어, 상기 바디 유닛의 일부를 감싸도록 제공되는 사이드 패킹 유닛(side packing unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 바디 유닛은 상향 오목하게 형성된 복수 개의 수용 공간을 제공하여, 상기 복수 개의 수용 공간으로 상기 용융물이 주입되도록 하는 베셀부; 및 상기 복수 개의 수용 공간 각각에 인접하게 배치되어, 상향 오목한 반구 형상의 복수 개의 추가 공간을 제공하는 서브 베셀부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 베셀부는, 상기 복수 개의 수용 공간 각각에 외벽을 형성하는 배리어부; 및 상기 복수 개의 수용 공간 각각에 평평한 면을 형성하는 플로어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 플로어부는, 상기 배리어부와 상기 플로어부가 연결되는 지점에 불연속적 앵글을 형성하여, 상기 복수 개의 수용 공간으로부터 주조된 상기 용융물이 용이하게 탈거되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 서브 베셀부는, 상기 복수 개의 추가 공간은 상기 복수 개의 수용 공간 각각을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 서브 베셀부는, 상기 복수 개의 수용공간을 구획하도록 배치되어, 상기 용융물을 상기 복수 개의 수용 공간과 상기 복수 개의 추가 공간에 분할 수용되도록 하는 스플리팅 파티션부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 스플리팅 파티션부는, 중심부가 상향 볼록하게 형성되어, 상기 복수 개의 수용 공간과 상기 복수 개의 추가 공간에 점성이 큰 상기 용융물을 용이하게 분할 수용되도록 하는 피크부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 사이드 패킹 유닛은, 상기 바디 유닛의 전면에 배치되어, 상부가 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 돌출되는 포워드 패킹부; 및 상기 바디 유닛의 후면에 배치되어, 상부가 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 및 후향 돌출되는 백워드 패킹부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 사이드 패킹 유닛은, 구리(cupper) 합금으로 이루어지며, 상기 바디 유닛의 전면과 후면을 감싸고 있어 상기 바디 유닛이 열에 직접 노출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 포워드 패킹부는, 상기 포워드 패킹부의 상부에 제공되어, 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 돌출되며, 상기 백워드 패킹부의 일부를 커버하는 포워드 피크부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 상기 백워드 패킹부는, 상기 백워드 패킹부의 상부에 제공되어, 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 돌출되며, 상기 바디 유닛의 후면을 향하여 후향 돌출되는 백워드 피크부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 상기 바디 유닛의 양측면에 제공되어, 복수 개의 바디 유닛을 연결시키는 링크 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 기존에 합금철과 같은 부원료를 파쇄하지 않고 주조하게 되므로, 소음 및 유해분진 등으로 인한 환경 오염을 해결할 수 있게 된다.
둘째, 부원료의 용융물들이 복수 개의 수용 공간과 복수 개의 추가 공간에 분배되어 골고루 주입될 수 있게 된다.
셋째, 주입된 용융물이 복수 개의 단위 형상물로서 몰드 유닛으로부터 용이하게 탈거될 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 평면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 단면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 직경과 용적을 나타낸 단면도이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 정면도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 블록도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 사이드 패킹 유닛의 블록도이다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 사시도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 사시도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 평면도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 단면도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 직경과 용적을 나타낸 단면도이다. 도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 정면도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛의 블록도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 사이드 패킹 유닛의 블록도이다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 도1에 도시된 바와 같이, 철강 부원료를 생산하기 위한 공정에서 페로 실리콘(Fe-Si), 페로 망간(Fe-Mn), 페로 실리콘 망간(Fe-Si-Mn)을 용융 시키고 주조하여, 소정의 크기로 제작하고자 하는 주조 시스템에 관한 것이다.
여기서 말하는 페로 실리콘이나 페로 망간은 강철이나 주조철 제조에 사용되는 페로 합금으로, 페로 실리콘은 탈산화제와 환원제로 이용되며 탄소강에서 흑연화 촉진제로 사용되는 부원료이다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은, 용해로(1)로부터 용융된 용융물(용융된 철강 부원료)이 제공받아, 용융물을 소정의 크기의 복수 개의 단위 형상물로 만들기 위한 것이다.
일반적으로 철강 부원료를 생산하기 위해서는 파쇄 공정을 거치는데 본 발명에서는 파쇄 과정 없이 주조함으로써 소음과 분진이 발생하지 않으며, 세밀한 공정이 가능하여 원하는 크기의 부원료를 용이하게 제작할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 바디 유닛(body unit, 100), 사이드 패킹 유닛(side packing unit, 200) 및 링크 유닛(link unit, 300)을 포함하게 된다.
먼저, 바디 유닛(100)의 경우, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 주조를 위한 몸체를 형성하며, 용해로(1)로부터 주입되는 용융물을 수용하는 공간을 제공한다.
바디 유닛(100)에서는 주입되는 용융물을 수용하여 냉각되면, 주조된 용융물을 바디 유닛(100)으로부터 탈거시켜 철강 부원료를 생산할 수 있게 된다.
사이드 패킹 유닛(200)의 경우, 도6및 도8에 도시된 바와 같이, 바디 유닛(100)의 전면과 후면에 배치되어, 바디 유닛(100)의 일부를 감싸도록 제공된다.
여기서 전면은 바디 유닛(100)이 전진 이동하는 방향을 의미하며, 후면의 경우 전진 이동하는 방향의 반대 방향을 의미한다.
사이드 패킹 유닛(200)은 바디 유닛(100)의 전후면을 감쌀 뿐만 아니라 바디 유닛(100)과 바디 유닛(100)이 연결되었을 때, 바디 유닛(100)이 차례로 이어지게 무한 루핑(infinite looping)이 되도록 하여 바디 유닛(100)을 용이하게 이동시키는 역할을 하게 된다.
또한, 사이드 패킹 유닛(200)은 구리(cupper) 합금으로 이루어지며, 바디 유닛(100)의 전면과 후면을 감싸고 있어, 바디 유닛(100)이 열에 직접 노출되는 것을 방지하게 된다.
사이드 패킹 유닛(200)은 구리로 이루어지기 때문에, 용해로(1)로부터 제공되는 고온의 용융물로부터 바디 유닛(100)이 손상되는 것을 미연에 방지하는 역할을 한다.
링크 유닛(300)은, 도1 및 도6에 도시된 바와 같이, 바디 유닛(100)의 양측면에 제공되어, 복수 개의 바디 유닛(100)을 연결시키게 된다.
링크 유닛(300)은 복수 개의 바디 유닛(100)을 연결시키며, 무한 루핑으로 이동시켜 소정의 크기로 제작된 주조된 용융물을 복수 개의 단위 형상물로 생산하게 된다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 바디 유닛(100)의 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 베셀(vessel)부(110) 및 서브 베셀(sub vessel)부(120)를 포함하게 된다.
먼저, 베셀부(110)는, 도2및 도3에 도시된 바와 같이, 상향 오목하게 형성된 복수 개의 수용 공간을 제공하여, 복수 개의 수용 공간으로 용융물이 주입되도록 한다.
베셀부(110)는 용해로(1)로부터 용융된 철강 부원료를 제공받아 복수 개의 수용 공간의 각각에 용융물들이 채워지게 된다. 주조된 용융물은 각각의 단위 형상물로서 개별적으로 형성된다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 베셀부(110)는 도4에 도시된 바와 같이, 배리어(barrier)부(111) 및 플로어(floor)부(112)를 포함하게 된다.
배리어부(111)는 복수 개의 수용 공간 각각에 외벽을 형성하게 된다.
배리어부(111)는 복수 개의 수용 공간을 둘러싸고 있으며, 복수 개의 수용 공간을 구성하는 역할을 한다.
플로어부(112)는 복수 개의 수용 공간 각각에 평평한 면을 형성하게 된다.
도4의 (a)에 도시된 바와 같이, 플로어부(112)는 배리어부(111)와 플로어부(112)가 연결되는 지점에 불연속적 앵글(
Figure 112020060412245-pat00001
)을 형성하여, 복수 개의 수용 공간으로부터 주조된 용융물이 용이하게 탈거될 수 있게 된다.
여기서 불연속적 앵글(
Figure 112020060412245-pat00002
)이 직각(90°) 보다 크고 180° 보다 작은 각으로 형성되는 것이 바람직하다.
배리어부(111)는 곡면이나 평면으로 형성될 수 있으며 그 형상에는 제한이 없으나, 불연속적 앵글(
Figure 112020060412245-pat00003
)이 둔각으로 형성될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
플로어부(112)의 평평한 면과 불연속적 앵글(
Figure 112020060412245-pat00004
)로 인하여 다각형의 주조된 용융물이 생산될 수 있게 된다.
서브 베셀부(120)는 복수 개의 수용 공간 각각에 인접하게 배치되어, 상향 오목한 반구 형상의 복수 개의 추가 공간을 제공하게 된다.
서브 베셀부(120)의 복수 개의 추가 공간은 베셀부(110)의 복수 개의 수용 공간보다는 작게 형성되게 된다. 또한, 복수 개의 추가 공간은 복수 개의 수용 공간 각각을 둘러 싸도록 형성되게 된다.
서브 베셀부(120)가 형성됨으로 인해서, 하나의 바디 유닛(100)으로부터 최대한 많은 양의 부원료를 생산할 수 있게 된다.
도4에 도시된 바와 같이 서브 베셀부(120)는 스플리팅 파티션(splitting patition)부(121)를 포함하게 된다.
스플리팅 파티션부(121)의 경우, 베셀부(110)에 구비된 복수 개의 수용 공간을 구획하도록 배치되어, 용융물을 복수 개의 수용 공간과 서브 베셀부(120)에 구비된 복수 개의 추가 공간에 분할 수용될 수 있도록 한다.
스플리팅 파티션부(121)는 복수 개의 수용 공간과 복수 개의 추가 공간 사이의 존재하는 평평한 공간을 말한다.
스플리팅 파티션부(121)는 도4의 (b)에 도시된 바와 같이, 중심부가 상향 볼록하게 형성되어 복수 개의 수용 공간과 복수 개의 추가 공간에 주입되는 용융물이 용이하게 분할 수용될 수 있도록 도와주는 피크(peak)부(122)를 포함하게 된다.
예컨대, 점성 혹은 점도가 낮은 용융물의 경우에는 복수 개의 수용 공간과 복수 개의 추가 공간에 쉽게 분할 수용되지만, 점성이 큰 용융물의 경우에는 쉽게 분리되지 않으므로 피크부(122)를 통해서 용융물이 갈라지게 됨으로, 용이하게 분할 수용될 수 있는 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템으로부터 주조되는 부원료의 최소 크기는10mm 이상, 최대 크기는 50mm이하의 것으로 제작되어야 한다.
이와 같이 부원료의 크기에 제한을 두는 이유는 50mm이상의 것들은 제강 과정에서 투입되면 결석이 되고 불량 제품이 될 수 있기 때문에 사용되기 어려우며, 10mm 이하의 것들은 부원료의 기능을 수행하기 전에 산화되기 때문에 사용이 불가능하기 때문이다.
따라서, 바디 유닛(100)으로부터 10mm ~ 50mm의 단위 형상물을 제작할 수 있어야 한다.
이를 위해서는 도5의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 수용 공간 각각의 직경(D1)과 복수 개의 추가 공간 각각의 직경(D2)은 10mm < D2 < D1 < 50mm 사이의 크기로 제작되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 도5의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 수용 공간 각각의 용적(V1)과 복수 개의 추가 공간 각각의 용적(V2)는 Vmin < V1 < V2 < Vmax 사이의 용적 크기를 가지도록 제작되는 것이 바람직하다.
여기서, Vmin는 제강 과정에서 부원료의 최소 용적, Vmax는 제강 과정에서 부원료의 최대 용적에 해당한다.
본 발명에 따른 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템의 사이드 패킹 유닛(200)은, 도 6및 도8에 도시된 바와 같이, 포워드 패킹(forward packing)부(210) 및 백워드 패킹(backward packing)부(220)를 포함하게 된다.
먼저, 포워드 패킹부(210)는 바디 유닛(100)의 전면에 배치되어, 상부가 바디 유닛(100)이 상단보다 상향 돌출되게 된다.
포워드 패킹부(210)는 도6에 도시된 바와 같이, 포워드 피크(forward peak)부(211)를 포함하게 된다.
포워드 피크부(211)는 포워드 패킹부(210)의 상부에 제공되어, 바디 유닛(100)의 상단보다 상향 돌출되며, 백워드 패킹부(220)의 일부를 커버하게 된다.
백워드 패킹부(220)는 바디 유닛(100)의 후면에 배치되어, 상부가 바디 유닛(100)의 상단보다 상향 및 후향 돌출되게 된다.
백워드 패킹부(220)는 도6에 도시된 바와 같이, 백워드 피크(backward peak)부(221)를 포함하게 된다.
백워드 피크부(221)는 백워드 패킹부(220)의 상부에 제공되어, 바디 유닛(100)의 상단보다 상향 돌출되며, 바디 유닛(100)의 후면을 향하여 후향 돌출되게 된다.
백워드 패킹부(220)는 바디 유닛(100)과 바디 유닛(100)이 연결될 경우, 하나의 바디 유닛(100)에 연결되는 또 다른 바디 유닛(100)의 포워드 패킹부(210)와 접촉하게 된다.
다시 말해, 시리즈로 연결된 바디 유닛(100)으로 인해서 포워드 패킹부(210)와 백워드 패킹부(220)가 맞닿게 되며, 상향 돌출된 포워드 피크부(211)와 상향 및 하향 돌출된 백워드 피크부(221)에 단차가 형성되어 포워드 피크부(211)가 백워드 피크부(221)의 일부를 커버하게 되는 것이다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
1: 용해로 100: 바디 유닛
110: 베셀부 111: 배리어부
112: 플로어부 120: 서브 베셀부
121: 스플리팅 파티션부 122: 피크부
200: 사이드 패킹 유닛 210: 포워드 패킹부
211: 포워드 피크부 220: 백워드 패킹부
221: 백워드 피크부 300: 링크 유닛

Claims (10)

  1. 용해로로부터 용융물이 주입되어, 상기 용융물을 소정의 크기의 복수 개의 단위 형상물로 주조하는 시스템에 있어서,
    몸체를 형성하며, 상기 용해로로부터 주입되는 상기 용융물을 수용하는 공간을 제공하는 바디 유닛(body unit); 및
    상기 바디 유닛의 전면과 후면에 배치되어, 상기 바디 유닛의 일부를 감싸도록 제공되는 사이드 패킹 유닛(side packing unit)을 포함하되,
    상기 바디 유닛은,
    상향 오목하게 형성된 복수 개의 수용 공간을 제공하여, 상기 복수 개의 수용 공간으로 상기 용융물이 주입되도록 하는 베셀부; 및
    상기 복수 개의 수용 공간 각각에 인접하게 배치되어, 상향 오목한 반구 형상의 복수 개의 추가 공간을 제공하는 서브 베셀부를 포함하며,
    상기 베셀부는,
    상기 복수 개의 수용 공간 각각에 외벽을 형성하는 배리어부; 및
    상기 복수 개의 수용 공간 각각에 평평한 면을 형성하는 플로어부를 포함하며,
    상기 플로어부는,
    상기 배리어부와 상기 플로어부가 연결되는 지점에 불연속적 앵글을 형성하여, 상기 불연속적 앵글은 둔각으로 형성되어 상기 복수 개의 수용 공간으로부터 주조된 상기 용융물이 용이하게 탈거되도록 하며,
    상기 서브 베셀부는,
    상기 복수 개의 추가 공간은 상기 복수 개의 수용 공간 각각을 둘러싸도록 형성되며,
    상기 복수 개의 수용 공간을 구획하도록 배치되어, 상기 용융물을 상기 복수 개의 수용 공간과 상기 복수 개의 추가 공간에 분할 수용되도록 하는 스플리팅 파티션부를 포함하며,
    상기 스플리팅 파티션부는,
    중심부가 상향 볼록하게 형성되어, 상기 복수 개의 수용 공간과 상기 복수 개의 추가 공간에 점성이 큰 상기 용융물을 용이하게 분할 수용되도록 하는 피크부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 사이드 패킹 유닛은,
    상기 바디 유닛의 전면에 배치되어, 상부가 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 돌출되는 포워드 패킹부; 및
    상기 바디 유닛의 후면에 배치되어, 상부가 상기 바디 유닛의 상단보다 상향 및 후향 돌출되는 백워드 패킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 사이드 패킹 유닛은,
    구리(cupper) 합금으로 이루어지며, 상기 바디 유닛의 전면과 후면을 감싸고 있어 상기 바디 유닛이 열에 직접 노출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바디 유닛의 양측면에 제공되어, 복수 개의 바디 유닛을 연결시키는 링크 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용융물의 스플리팅을 통한 주조 시스템.
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