KR102422944B1 - 원심주조를 이용한 소구경 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치는, 원심금형을 가열하는 제1 히터와, 용탕자동주입기를 가열하는 제2 히터와, 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 감지하는 온도감지기와, 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 1차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 이형제도포기를 작동시켜 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하게 한 후, 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 2차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 용탕자동주입기를 작동시켜 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입하는 컨트롤러를 포함하여, 상기 용탕자동주입기 및 상기 원심금형에서 용탕의 유동성을 확보하여 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있다.

Description

원심주조를 이용한 소구경 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING HEAT RESISTING SMALL-DIAMETER STEEL TUBE BY CENTRIFUGAL CASTING AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명은 원심주조를 이용한 소구경 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직경이 작은 소구경 내열강 튜브를 제조하기 위한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 정유공장 및 석유화학공장에서 사용되는 내열강 튜브는 가열로의 핵심 구성품으로서, 상기 내열강 튜브 내부의 유체에 버너에서 공급되는 열을 전도하여 상기 유체를 가열시켜 상기 유체의 물리적 특성 및 화학적 특성을 변화시킬 목적으로 사용되고 있다.

상기 내열강 튜브는 인발 또는 압출방식으로 제조되어 왔으나, 상기 내열강 튜브가 내경이 외경에 비해 아주 작게 형성된 경우, 상기 내열강 튜브의 외주면과 내주면 사이의 두께인 살두께가 두껍기 때문에, 상기 인발 또는 압출방식으로 제조하기 힘들뿐만 아니라, 상기 내열강 튜브를 상기 인발 또는 압축방식으로 제조 시 상기 내열강 튜브의 외주면과 내주면에서 제품 가운데로 응고되면서 상기 내열강 튜브가 수축이 발생하게 되는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치가 개발되었다.

종래 기술에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치는, 수평으로 길게 배치된 원통형의 원심금형과, 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하는 이형제도포기와, 상기 원심금형의 내부에 용탕을 주입하는 주입대야를 포함하여 구성된다.

상기 이형제는 상기 원심금형의 내주면에 도포되어, 상기 원심금형의 내부에서 제조된 내열강 튜브를 상기 원심금형의 내주면에서 쉽게 분리할 수 있도록 한다.

상기 이형제도포기가 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포한 후, 상기 원심금형을 소정의 속도로 회전시키면서, 용해로에서 퍼온 레이들에 담긴 용탕을 작업자가 상기 주입대야에 부으면, 상기 용탕이 상기 주입대야 내부의 경사유로를 따라 흘러서 상기 원심금형의 일단부에 형성된 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 주입되고, 상기 원심금형의 내부로 유입된 용탕은 상기 원심금형의 원심력에 의해 상기 원심금형의 내주면으로 이동하여 상기 내열강 튜브의 형태를 갖추면서 냉각되어 상기 내열강 튜브가 제조된다.

하지만, 상기 용탕은 상기 용해로에서 빠져나온 순간부터 외부 공기와 접촉되어 냉각이 시작되면서 유동성이 낮아지게 되는데, 상기 종래 기술은 상기 용탕의 낮은 유동성으로 인해 상기 용탕이 상기 원심금형 내부의 일단부에서 타단부까지 고르게 퍼지지 못하게 되어, 제조된 내열강 튜브의 일단부 및 타단부의 살두께가 서로 다르게 되는 문제점이 있었고, 상기 내열강 튜브의 살두께를 균일하게 하기 위해서는 결국 상기 내열강 튜브의 길이를 짧게 제조할 수밖에 없는 문제점이 있었다.

실질적으로, 상기 종래 기술에 따라 제조된 내열강 튜브의 길이는 2m밖에 되지 않아, 12m의 내열강 튜브가 필요한 경우 2m의 내열강 튜브 6개를 용접하여 사용하여야만 하였다.

또한, 상기 종래 기술은 상기 레이들이 상기 주입대야의 상측으로 이송되어 오면, 작업자가 상기 레이들을 뒤집어 상기 주입대야의 내부로 공급하였기 때문에, 상기 주입대야로부터 상기 원심금형 내부로 흘러들어가는 용탕의 속도 및 양이 일정하지 못하게 되므로, 상기 원심금형의 내부에서 제조되는 내열강 튜브의 상기 살두께가 균일해지지 못하게 되는 문제점도 있었다.

또한, 상기 종래 기술은 상기 주입대야의 온도와 상기 원심금형의 온도를 동일하게 유지할 수 없어서 용탕의 유동성을 제어하기 힘들게 되는 문제점도 있었다.

또한, 상기 종래 기술은 상기 용탕의 유동성을 좋게 하기 위해, 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하기 전에, 토치를 이용하여 상기 원심금형을 예열하였다.

하지만, 상기 원심금형을 높은 온도로 예열하게 되면 상기 이형제가 타버리기 때문에, 상기 종래 기술은, 상기 이형제가 타버리지 않을 정도의 온도까지만 상기 원심금형을 예열한 후 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하였는데, 낮은 원심금형의 예열온도로 인해 상기 용탕의 유동성을 확보하기 어려울 뿐만 아니라, 이형제 도포 과정에서 상기 원심금형 내에 외부의 차가운 공기가 유입되어 상기 원심금형이 냉각되기 때문에, 상기 주입대야로부터 상기 원심금형의 내부로 유입된 용탕의 유동성을 좋게 하기는 한계가 있었다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 용탕자동주입기 및 원심금형에서 용탕의 유동성을 확보하여 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 원심금형 내에 일정한 양의 용탕을 일정한 속도로 주입하여 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 상기 용탕자동주입기 및 상기 원심금형을 동일한 온도로 예열하여 용탕의 유동성 제어가 용이한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치는, 원심금형, 원심구동기, 이형제도포기, 용탕자동주입기, 제1 히터, 제2 히터, 온도감지기 및 컨트롤러로 구성된다. 상기 원심금형은 원통형으로 형성된다. 상기 원심금형은 수평으로 길게 배치된다. 상기 원심금형은 원주방향으로 회전 가능하다. 상기 원심구동기는 상기 원심금형을 원주방향으로 회전시킨다. 상기 이형제도포기는 수평으로 이동 가능하게 배치된다. 상기 이형제도포기는 노즐을 가지고 있다. 상기 노즐은 상기 원심금형의 일단부에 형성된 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 삽입되어 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포한다. 상기 용탕자동주입기는 상기 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입한다. 상기 제1 히터는 상기 원심금형을 가열한다. 상기 제2 히터는 상기 용탕자동주입기를 가열한다. 상기 온도감지기는 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 감지한다. 상기 컨트롤러는 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 이용하여, 상기 원심구동기, 상기 이형제도포기, 상기 용탕자동주입기, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 제어한다. 상기 컨트롤러는, 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 1차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 이형제도포기를 작동시켜 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하게 한 후, 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 2차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 용탕자동주입기를 작동시켜 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입한고, 상기 내열강 튜브는 30 내지 100의 종횡비(직경 대비 길이의 비율)를 갖는 소구경 내열강 튜브이다.

상기 컨트롤러는, 상기 이형제도포기가 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포할 때, 상기 원심금형이 설정된 제1 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시킬 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 용탕자동주입기가 상기 원심금형의 내부에 용탕을 주입할 때, 상기 원심금형이 상기 제1 회전속도보다 빠른 설정된 제2 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시킬 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포할 때, 상기 이형제도포기를 설정된 도포속도로 2회 직선왕복시킬 수 있다.

상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도의 2배일 수 있다.

상기 설정온도는 섭씨 300 ~ 400도일 수 있다. 상기 제2 회전속도는 1200 ~ 1400 RPM일 수 있다. 상기 도포속도는 20 mm/s일 수 있다. 상기 노즐의 분사구는 상기 노즐의 원주방향으로 120도 간격으로 3개 형성될 수 있다. 상기 노즐이 상기 이형제를 분사하는 압력은 6bar일 수 있다.

본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법은, 제1 예열단계, 이형제도포단계, 제2 예열단계 및 원심주조단계로 구성된다. 상기 제1 예열단계에서는 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 예열한다. 상기 이형제도포단계에서는 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 이형제도포기를 작동시켜 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하도록 한다. 상기 제2 예열단계에서는 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 예열한다. 상기 원심주조단계에서는 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 용탕자동주입기를 작동시켜 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입한다.

상기 이형제도포단계에서는 상기 원심금형이 설정된 제1 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시킬 수 있다. 상기 원심주조단계에서는 상기 원심금형이 상기 제1 회전속도보다 빠른 설정된 제2 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시킬 수 있다.

상기 이형제도포단계에서는 상기 이형제도포기를 설정된 도포속도로 2회 직선왕복시킬 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 원심금형 및 용탕자동주입기를 1차 예열하여 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포한 후, 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 2차 예열하기 때문에, 상기 이형제를 도포하는 과정에서 냉각된 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기 각각의 온도를 다시 높일 수 있으므로, 상기 용탕자동주입기 및 상기 원심금형에서 용탕의 유동성이 확보되어 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 상기 용탕자동주입기가 일정한 양의 용탕을 일정한 속도로 원심금형 내에 주입하므로 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따른 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 상기 용탕자동주입기 및 상기 원심금형을 동일한 온도로 예열하여 용탕의 유동성 제어가 용이해지는 효과도 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 모식적으로 나타내는 횡단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 모식적으로 나타내는 종단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 이형제도포기를 모식적으로 나타내는 횡단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 제어블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법에 따른 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브의 제조장치 및 그것의 제어방법을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 모식적으로 나타내는 횡단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 모식적으로 나타내는 종단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 이형제도포기를 모식적으로 나타내는 횡단면도이다.

본 실시예에 따른 내열강 튜브 제조 장치 및 제조 방법에 의하여 제조되는 내열강 튜브는, 소구경 내열강 튜브이다.

보다 상세히, 본 실시예에 따라 제조되는 상기 소구경 내열강 튜브는, 예시적으로, 55 mm 내지 100 mm의 직경을 가지며, 3 m 이상의 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시예에 따라 제조되는 상기 소구경 내열강 튜브의 직경 대비 길이의 비율인 종횡비는 30 내지 100의 범위를 갖도록 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브의 제조장치는, 원심금형(100)과, 이형제도포기(200)와, 용탕자동주입기(300)를 포함할 수 있다.

이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포한 후, 용탕자동주입기(300)가 원심금형(100)의 내부에 용탕(3)을 주입하면, 원심금형(100) 내부로 주입된 용탕(3)은 원심금형(100)의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 원심금형(100)의 내주면으로 이동되어 내열강 튜브의 형태를 갖출 수 있고, 이러한 형태로 냉각되면 내열강 튜브가 제조될 수 있다. 여기서, 상기 이형제는 원심금형(100)의 내부에서 제조된 내열강 튜브가 원심금형(100)의 내주면에서 쉽게 분리될 수 있도록 할 수 있다.

원심금형(100)은 원통형으로 형성될 수 있다. 원심금형(100)은 수평으로 길게 배치될 수 있다. 원심금형(100)은 원주방향으로 회전 가능할 수 있다. 원심금형(100)은 원심금형(100)의 반경방향의 중심을 축방향으로 관통하는 가상의 수평축을 회전중심으로 회전 가능하게 배치될 수 있다.

원심금형(100)의 내부에는 용탕(3)이 주입되는 공간인 캐버티(105)가 형성될 수 있다. 원심금형(100)의 내주면은 캐버티(105)를 둘러싸는 면일 수 있다.

원심금형(100)의 우측단에는 용탕(3)이 주입되는 주입구(101)가 형성될 수 있다. 원심금형(100)의 좌측단에는 숨구멍(103)이 형성될 수 있다. 주입구(101)는 숨구멍(103)보다 직경이 크게 형성될 수 있다.

주입구(101) 및 숨구멍(103)을 통해 원심금형(100)의 내부로 유입되는 찬공기는 용탕(3)의 유동성을 저하시킬 수 있다.

원심금형(100)의 하측부 일측에는 구동롤러(110)가 배치될 수 있고, 원심금형(100)의 하측부 타측에는 프리롤러(120)가 배치될 수 있다. 구동롤러(110) 및 프리롤러(120)는 원심금형(100)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

구동롤러(110)는 후술하는 원심구동기(400, 도 4 참조)의 구동력에 의해 원주방향으로 회전되면서 원심금형(100)을 원주방향으로 회전시킬 수 있다.

프리롤러(120)는 원심금형(100)의 회전력에 의해 회전되면서 원심금형(100)이 안정적으로 회전될 수 있도록 할 수 있다.

구동롤러(110)는 축방향으로 서로 이격된 복수개의 구동롤러(110)로 구비될 수 있다. 본 실시예에서 구동롤러(110)는 축방향으로 서로 이격된 한 쌍의 구동롤러(110)로 구비되는 것으로 예시하였으나, 구동롤러(110)의 개수는 다양하게 변경실시될 수 있다.

한 쌍의 구동롤러(110)는 구동축(112)에 의해 서로 연결될 수 있다. 구동축(112)은 한 쌍의 구동롤러(110) 각각의 반경방향 중심을 축방향으로 관통하여 수평으로 배치될 수 있다. 구동축(112)은 원심금형(100)보다 아래에 수평으로 배치되어 원심금형(100)과 평행하게 배치될 수 있다.

프리롤러(120)는 구동롤러(110)와 대응하는 위치에 대응하는 개수로 형성될 수 있다. 즉, 프리롤러(120)는 축방향으로 서로 이격된 복수개의 프리롤러(120)로 구비될 수 있다. 본 실시예에서 프리롤러(120)는 축방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프리롤러(120)로 구비되는 것으로 예시하였으나, 프리롤러(120)의 개수는 다양하게 변경실시될 수 있다.

한 쌍의 프리롤러(120)는 프리축(122)에 의해 서로 연결될 수 있다. 프리축(122)은 한 쌍의 프리롤러(120) 각각의 반경방향 중심을 축방향으로 관통하여 수평으로 배치될 수 있다. 프리축(122)은 원심금형(100)보다 아래에 수평으로 배치되어 원심금형(100)과 평행하게 배치될 수 있다.

구동축(112) 및 프리축(122)은 동일한 높이에 배치될 수 있다. 구동축(112) 및 프리축(122)은 반경방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

구동롤러(110)가 원심구동기(400)의 구동력에 의해 도 2에 도시된바와 같이 A방향으로 회전되는 경우, 원심금형(100)은 구동롤러(110)와 반대방향인 B방향으로 회전될 수 있고, 프리롤러(120)는 구동롤러(110)와 동일한 방향인 C방향으로 회전될 수 있다.

이형제도포기(200)는 수평으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 이형제도포기(200)는 원심금형(100)의 길이방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치가 설치된 공장의 바닥에는 이형제도포기(200)를 원심금형(100)의 길이방향으로 이동시키는 가이드레일이 설치될 수 있다.

이형제도포기(200)는 노즐(220)을 가지고 있다. 노즐(220)은 원심금형(100)의 일단부에 형성된 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 삽입되어 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포할 수 있다. 노즐(220)의 분사구는 노즐(220)의 원주방향으로 120도 간격으로 3개 형성될 수 있다. 노즐(220)이 상기 이형제를 분사하는 압력은 6bar일 수 있다.

이형제도포기(200)는 수평방향으로 길게 배치된 랜스(210)를 포함할 수 있다. 노즐(220)은 랜스(210)의 끝단에 배치될 수 있다. 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 길이방향으로 이동되는 것에 의해, 노즐(220)은 원심금형(100) 내에서 원심금형(100)의 길이방향으로 이동되면서, 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포할 수 있다.

즉, 이형제도포기(200)는 도 3에서 좌측에 나타난 바와 같이 좌측으로 이동되어 노즐(220)을 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 삽입시킨 후 원심금형(100)의 숨구멍(103) 직전까지 이동시킬 수 있다. 이러한 상태에서, 이형제도포기(200)는 우측으로 이동되어 노즐(220)을 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 외부로 빼낼 수 있다.

용탕자동주입기(300)는 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포한 후 이형제도포기(200)의 노즐(220)이 원심금형(100)의 외부로 완전히 빠져나온 상태에서, 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 용탕(3)을 주입할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치가 설치된 공장에는 용탕(3)이 저장된 용해로가 구비될 수 있으며, 상기 공장의 천장에는 레이들(1)을 상기 용해로에서 용탕자동주입기(300)까지 왕복 이동시킬 수 있는 이송장치가 설치될 수 있다.

작업자는 레이들(1)을 이용해 상기 용해로의 용탕(3)을 레이들(1)에 퍼 담은 후, 상기 이송장치를 이용해 용탕(3)이 담긴 레이들(1)을 용탕자동주입기(300)의 상측으로 이동시킨 후, 레이들(1)에 담긴 용탕(3)을 용탕자동주입기(300)에 주입할 수 있다.

용탕자동주입기(300)는 레이들(1)로부터 주입되는 용탕(3)을 일정한 양의 용탕을 일정한 속도로 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 주입할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치를 나타내는 제어블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치는, 원심구동기(400)와, 제1 히터(500)와, 제2 히터(600)와, 온도감지기(700)와, 컨트롤러(800)를 더 포함할 수 있다.

원심구동기(400)는 원심금형(100)을 원주방향으로 회전시킬 수 있다. 원심구동기(400)는 컨트롤러(800)에 의해 제어되어 원심금형(100)을 원주방향으로 회전시킬 수 있다. 원심구동기(400)는 컨트롤러(800)에 의해 회전축의 회전속도를 제어할 수 있는 전동모터로 구비될 수 있다.

원심구동기(400)의 회전축은 구동축(112)과 벨트풀리를 통해 연결될 수 있다. 다만, 원심구동기(400)의 회전축과 구동축(112)의 연결방식은 상기 벨트풀리에 한정되지 않고, 원심구동기(400)의 회전축 끝단이 커플러를 통해 구동축(112)의 끝단에 연결될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치는, 원심구동기(400)의 회전축의 회전속도를 감속하여 출력하는 감속기를 더 포함할 수 있다. 상기 감속기는 서로 치합된 복수개의 기어를 포함할 수 있다. 상기 감속기는 상기 복수개의 기어의 기어비를 통해 원심구동기(400)의 회전축의 회전속도를 감속할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치가 상기 감속기를 더 포함하는 경우, 상기 감속기의 출력축은 상기 벨트풀리를 통해 구동축(112)에 연결될 수 있다. 또는, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치가 상기 감속기를 더 포함하는 경우, 상기 감속기의 출력축의 끝단은 커플러를 통해 구동축(112)의 끝단에 연결될 수도 있다.

제1 히터(500)는 원심금형(100)을 가열할 수 있다. 제1 히터(500)는 컨트롤러(800)에 의해 제어되어 원심금형(100)을 가열할 수 있다. 제1 히터(500)는 컨트롤러(800)에 의해 제어가 용이한 전열히터로 구비될 수 있다. 제1 히터(500)가 상기 전열히터로 구비되는 경우, 제1 히터(500)는 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열되어서 원심금형(100)을 가열할 수 있다. 다만, 제1 히터(500)는 상기 전열히터로 구비되는 것에 한정되지 않고, 가스가 연소되면서 생성되는 불꽃을 원심금형(100)의 외주면에 쏘는 토치로 구비될 수도 있다. 제1 히터(500)가 상기 전열히터로 구비되는 경우, 원심금형(100)에는 제1 히터(500)가 삽입 설치되는 제1 히터삽입홀이 축방향으로 길게 형성될 수 있으며, 상기 제1 히터삽입홀은 원심금형(100)의 원주방향으로 서로 이격된 복수개의 제1 히터삽입홀로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 히터(500)는 복수개의 전열히터로 구비되어 상기 복수개의 제1 히터삽입홀에 각각 삽입 설치될 수 있다.

제2 히터(600)는 용탕자동주입기(300)를 가열할 수 있다. 제2 히터(600)는 제1 히터(500)와 동일한 구조로 형성될 수 있다. 제2 히터(600)는 컨트롤러(800)에 의해 제어되어 용탕자동주입기(300)를 가열할 수 있다. 제2 히터(600)는 컨트롤러(800)에 의해 제어가 용이한 전열히터로 구비될 수 있다. 제2 히터(600)가 상기 전열히터로 구비되는 경우, 제2 히터(600)는 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열되어서 용탕자동주입기(300)를 가열할 수 있다. 다만, 제2 히터(600)는 상기 전열히터로 구비되는 것에 한정되지 않고, 가스가 연소되면서 생성되는 불꽃을 용탕자동주입기(300)의 외측면에 쏘는 토치로 구비될 수도 있다. 제2 히터(600)가 상기 전열히터로 구비되는 경우, 용탕자동주입기(300) 내의 용탕유로 부근에는 제2 히터(600)가 삽입 설치되는 제2 히터삽입홀이 길게 형성될 수 있으며, 상기 제2 히터삽입홀은 용탕자동주입기(300) 내의 용탕유로 부근에 원주방향으로 서로 이격된 복수개의 제2 히터삽입홀로 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 히터(600)는 복수개의 전열히터로 구비되어 상기 복수개의 제2 히터삽입홀에 각각 삽입 설치될 수 있다.

온도감지기(700)는 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도를 감지할 수 있다. 온도감지기(700)는 원심금형(100)의 온도 감지값 및 용탕자동주입기(300)의 온도 감지값을 컨트롤러(800)로 입력할 수 있다. 본 실시예에서 온도감지기(700)는 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도를 감지하는 열화상카메라로 구비되나, 온도감지기(700)는 상기 열화상카메라로 구비되는 것에 한정되지 않고, 원심금형(100)의 온도 감지값 및 용탕자동주입기(300)의 온도 감지값을 컨트롤러(800)로 입력할 수 있는 모든 온도감지수단을 포함할 수 있다.

컨트롤러(800)는 온도감지기(700)로부터 입력되는 감지값을 이용하여, 원심구동기(400)와, 이형제도포기(200)와, 용탕자동주입기(300)와, 제1 히터(500)와, 제2 히터(600)를 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)가 감지한 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도를 이용하여, 원심구동기(400)와, 이형제도포기(200)와, 용탕자동주입기(300)와, 제1 히터(500)와, 제2 히터(600)를 제어할 수 있다.

특히, 컨트롤러(800)는, 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포한 후, 용탕자동주입기(300)가 원심금형(100) 내에 용탕(3)을 주입하기 전에, 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 한 번 더 예열하여서, 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포하는 과정에서 외부공기에 의해 냉각된 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)의 온도를 다시 높인 후, 용탕자동주입기(300)가 용탕(3)을 원심금형(100) 내에 주입하도록 할 수 있다. 이를 통해, 원심금형(100)의 캐버티(105)로 주입되는 용탕(3)의 유동성이 확보되어, 원심금형(100) 내에서 제조되는 내열강 튜브의 살두께가 균일해질 수 있고, 길이가 긴 내열강 튜브를 제조할 수 있다.

구체적으로, 컨트롤러(800)는, 온도감지기(700)가 감지한 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도가 설정온도가 될 때까지 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 1차 예열한 후, 원심구동기(400)를 작동시켜 원심금형(100)을 회전시키면서 이형제도포기(200)를 작동시켜 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포하게 할 수 있다.

여기서, 상기 설정온도는 섭씨 300 ~ 400도일 수 있다. 원심금형(100)의 예열온도가 상기 섭씨 300도보다 낮게 되면 상기 이형제가 원심금형(100)의 내주면에 균일하게 도포되지 않을 수 있고, 원심금형(100)의 예열온도가 상기 섭씨 400도보다 높게 되면 원심금형(100)의 내주면에 도포된 상기 이형제가 타버릴 수 있다. 따라서, 상기 설정온도는 섭씨 300 ~ 400도인 것이 바람직하다.

컨트롤러(800)는, 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포할 때, 원심금형(100)이 설정된 제1 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킬 수 있다.

여기서, 상기 제1 회전속도는 600 ~ 700RPM일 수 있다. 즉, 컨트롤러(800)는 원심금형(100)을 600 ~ 700RPM으로 회전시키면서, 이형제도포기(200)를 원심금형(100)의 길이방향으로 이동시켜, 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포하도록 할 수 있다. 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포할 때, 원심금형(100)의 회전속도가 600RPM보다 느리게 되면 원심금형(100)의 내주면에 이형제가 과다하게 도포되어 이형제가 낭비될 수 있고, 원심금형(100)의 회전속도 700RPM보다 높게 되면 원심금형(100)의 내주면에 이형제가 조금 도포되기 때문에 원심금형(100) 내에서 제조된 내열강 튜브가 원심금형(100)의 내주면에서 쉽게 분리되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제1 회전속도는 600 ~ 700RPM인 것이 바람직하다.

컨트롤러(800)는, 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포할 때, 이형제도포기(200)를 설정된 도포속도로 2회 직선왕복시킬 수 있다. 즉, 노즐(220)은 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 삽입된 후, 원심금형(100) 내의 주입구(101) 직후 내주면에서부터 숨구멍 직전 내주면까지 2회 직선왕복되면서 이형제를 도포할 수 있다. 여기서, 상기 도포속도는 20 mm/s일 수 있다. 상기 20 mm/s는 이형제도포기(200)의 직선왕복 속도로서, 노즐(220)의 분사구는 노즐(220)의 원주방향으로 120도 간격으로 3개가 형성되어 있고, 노즐(220)의 분사구를 통한 노즐(220)의 이형제 분사압력은 6bar이며, 원심금형(100)의 회전속도는 600 ~ 700RPM일 때, 원심금형(100)의 내주면에 이형제가 골고루 도포될 수 있는 최적의 속도일 수 있다.

이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포한 후, 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)가 감지한 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 2차 예열한 후, 원심구동기(400)를 작동시켜 원심금형(100)을 회전시키면서 용탕자동주입기(300)를 작동시켜 원심금형(100)의 내부로 용탕을 주입할 수 있다. 원심금형(100)의 내부로 주입된 용탕(3)은 원심금형(100)의 원심력에 의해 원심금형(100)의 내주면으로 이동되어 내열강 튜브로 제조될 수 있다.

컨트롤러(800)는, 용탕자동주입기(300)가 원심금형(100)의 내부에 용탕을 주입할 때, 원심금형(100)이 설정된 제2 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도보다 빠른 속도일 수 있고, 본 실시예에서 상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도의 2배일 수 있다. 상기 제1 회전속도가 600 ~ 700RPM이므로 상기 제2 회전속도는 1200 ~ 1400 RPM일 수 있다.

컨트롤러(800)는 용탕(3)의 조성비에 따라 원심금형(100)의 회전속도를 1200 ~ 1400RPM 내에서 조절할 수 있다. 즉, 컨트롤러(800)는 원심금형(100)을 1200 ~ 1400RPM으로 회전시키면서, 용탕자동주입기(300)를 작동시켜 용탕자동주입기(300)가 용탕(3)을 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 주입하도록 할 수 있다. 용탕자동주입기(300)가 용탕(3)을 원심금형(100)의 내부로 주입할 때, 원심금형(100)의 회전속도가 상기 1200RPM보다 느리게 되면 원심금형(100)의 원심력이 지나치게 낮아서, 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100) 내로 주입된 용탕(3)이 원심금형(100)의 주입구(101) 반대편 끝단으로 과도하게 이동되어, 원심금형(100) 내에서 제조된 내열강 튜브의 살두께가 고르지 않을 수 있고, 원심금형(100)이 회전속도가 상기 1400RPM보다 빠르게 되면 원심금형(100)의 원심력이 지나치게 높아서, 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100) 내로 주입된 용탕(3)이 원심금형(100)의 주입구(101) 반대편 끝단까지 이동되지 못하므로, 원심금형(100) 내에서 제조된 내열강 튜브의 길이가 짧아지게 된다. 따라서, 상기 제2 회전속도는 1200 ~ 1400RPM인 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브의 제조장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 여기서는, 본발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브의 제조장치의 제어방법을, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브의 제조장치의 동작과 결부시켜 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법에 따른 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법은, 제1 예열단계(S1, S2, S3, S4)와, 이형제도포단계(S5, S6, S7)와, 제2 예열단계(S8, S9, S10)와, 원심주조단계(S11, S12, S13)를 포함할 수 있다.

제1 예열단계(S1, S2, S3, S4)에서 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)가 감지한 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 예열할 수 있다.

구체적으로, 제1 예열단계(S1, S2, S3, S4)는, 감지온도 입력단계(S1)와, 히터 작동단계(S2)와, 감지온도 판단단계(S3)와, 히터 정지단계(S4)를 포함할 수 있다.

감지온도 입력단계(S1)에서 온도감지기(700)는 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도를 감지하여 감지온도를 컨트롤러(800)로 입력할 수 있다.

히터 작동단계(S2)에서 컨트롤러(800)는 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 가열할 수 있다.

감지온도 판단단계(S3)에서 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)로부터 입력되는 상기감지온도가 상기 설정온도 이상인지 판단할 수 있다. 컨트롤러(800)는 감지온도 판단단계(S3)의 판단 결과, 상기 감지온도가 상기 설정온도 이상인 경우 히터 정지단계(S4)를 수행할 수 있다. 컨트롤러(800)는 감지온도 판단단계(S3)의 판단 결과, 상기 감지온도가 상기 설정온도보다 낮으면 히터 작동단계(S2)를 계속 수행할 수 있다.

히터 정지단계(S4)에서 컨트롤러(800)는 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 정지시킬 수 있다.

이형제도포단계(S5, S6, S7)에서 컨트롤러(800)는 원심구동기(400)를 작동시켜 원심금형(100)을 회전시키면서 이형제도포기(200)를 작동시켜 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포하도록 할 수 있다. 이형제도포단계(S5, S6, S7)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 상기 제1 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킬 수 있다. 이형제도포단계(S5, S6, S7)에서 컨트롤러(800)는 이형제도포기(200)를 상기 도포속도로 2회 직선왕복시킬 수 있다.

구체적으로, 이형제도포단계(S5, S6, S7)는, 이형제도포기 작동단계(S5)와, 이형제도포기 정지단계(S6)와, 원심금형 정지단계(S7)를 포함할 수 있다.

이형제도포기 작동단계(S5)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 상기 제1 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킨 후, 이형제도포기(200)를 원심금형(100)을 향해 직선 이동시켜 이형제도포기(200)의 노즐(220)을 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 삽입시킨 후, 이형제도포기(200)를 상기 도포속도로 2회 직선왕복시켜 노즐(220)이 원심금형(100) 내에서 원심금형(100)의 길이방향으로 2회 직선왕복되면서 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포하도록 할 수 있다.

이형제도포기 정지단계(S6)에서 컨트롤러(800)는 이형제도포기(200)를 정지시킬 수 있다. 즉, 이형제도포기 정지단계(S6)에서 컨트롤러(800)는 이형제도포기(200)의 노즐(220)이 원심금형(100)의 내주면에 이형제 도포를 완료한 후 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 외부로 빠져나가도록 이형제도포기(200)를 직선 이동시킬 수 있다.

원심금형 정지단계(S7)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 정지되도록 원심구동기(400)를 정지시킬 수 있다. 원심금형 정지단계(S7)에서 컨트롤러(800)는 노즐(220)이 원심금형(100)의 외부로 빠져나간 후 설정시간이 지나면 원심금형(100)이 정지되도록 원심구동기(400)를 정지시킬 수 있다.

제2 예열단계(S8, S9, S10)에서 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)가 감지한 원심금형(100)의 온도 및 용탕자동주입기(300)의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 예열할 수 있다.

구체적으로, 제2 예열단계(S8, S9, S10)는, 히터 작동단계(S8)와, 감지온도 판단단계(S9)와, 히터 정지단계(S10)를 포함할 수 있다.

히터 작동단계(S8)에서 컨트롤러(800)는 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 작동시켜 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 가열할 수 있다.

감지온도 판단단계(S9)에서 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)로부터 입력되는 상기감지온도가 상기 설정온도 이상인지 판단할 수 있다. 컨트롤러(800)는 감지온도 판단단계(S9)의 판단 결과, 상기 감지온도가 상기 설정온도 이상인 경우 히터 정지단계(S10)를 수행할 수 있다. 컨트롤러(800)는 감지온도 판단단계(S9)의 판단 결과, 상기 감지온도가 상기 설정온도보다 낮으면 히터 작동단계(S8)를 계속 수행할 수 있다.

히터 정지단계(S10)에서 컨트롤러(800)는 제1 히터(500) 및 제2 히터(600)를 정지시킬 수 있다.

원심주조단계(S11, S12, S13)에서 컨트롤러(800)는 원심구동기(400)를 작동시켜 원심금형(100)을 회전시키면서 용탕자동주입기(300)를 작동시켜 원심금형(100)의 내부로 용탕을 주입할 수 있다. 원심주조단계(S11, S12, S13)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 상기 제2 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킬 수 있다.

구체적으로, 원심주조단계(S11, S12, S13)는, 용탕자동주입기 작동단계(S11)와, 용탕자동주입기 정지단계(S12)와, 원심금형 정지단계(S13)를 포함할 수 있다.

용탕자동주입기 작동단계(S11)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 상기 제2 회전속도로 회전되도록 원심구동기(400)를 작동시킨 후, 이형제도포기(200)를 작동시켜 이형제도포기(200)가 원심금형(100)의 주입구(101)를 통해 원심금형(100)의 내부로 일정한 양의 용탕(3)을 일정한 속도로 주입하도록 할 수 있다. 이리하면, 원심금형(100)의 내부로 이동된 용탕(3)은 원심금형(100)의 원심력에 의해 원심금형(100)의 내주면으로 이동된 후 원심금형(100)의 내주면 길이를 따라 이동되어 내열강 튜브의 형태를 갖추게 되고, 시간이 지남에 따라 원심금형(100)이 외부공기에 의해 냉각이 진행되므로 원심금형(100) 내의 용탕(3)은 냉각되어 내열강 튜브로 제조될 수 있다.

용탕자동주입기 정지단계(S12)에서는 용탕자동주입기(300)가 원심금형(100) 내로 용탕(3)의 주입을 멈출 수 있다. 용탕자동주입기(300)는 원심금형(100) 내로 일정한 양의 용탕(3)을 일정한 속도로 주입하기 때문에, 컨트롤러(800)는 용탕자동주입기 작동단계(S11)를 시작한 후 설정된 시간이 지난 후에 용탕자동주입기(300)를 정시시켜 원심금형(100) 내로 용탕(3)의 주입을 멈출 수 있다.

원심금형 정지단계(S13)에서 컨트롤러(800)는 원심금형(100)이 정지되도록 원심구동기(400)를 정지시킬 수 있다. 원심금형 정지단계(S13)에서 컨트롤러(800)는 온도감지기(700)로 입력되는 감지온도가 설정된 제조완료온도가 되면, 원심금형(100) 내의 용탕(3)이 내열강 튜브로 제조 완료되었다고 판단하여 원심금형(100)이 정지되도록 원심구동기(400)를 정지시킬 수 있다. 여기서, 상기 제조완료온도는 제1 예열단계(S1, S2, S3, S4) 및 제2 예열단계(S8, S9, S10)의 상기 설정온도보다는 낮은 온도인 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 1차 예열하여 원심금형(100)의 내주면에 이형제를 도포한 후, 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300)를 2차 예열하기 때문에, 상기 이형제를 도포하는 과정에서 냉각된 원심금형(100) 및 용탕자동주입기(300) 각각의 온도를 다시 높일 수 있으므로, 용탕자동주입기(300) 및 원심금형(100)에서 용탕의 유동성이 확보되어 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 용탕자동주입기(300)가 일정한 양의 용탕을 일정한 속도로 원심금형(100) 내에 주입하므로 균일한 내열강 튜브를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치 및 그것의 제어방법에 따르면, 용탕자동주입기(300) 및 원심금형(100)을 동일한 온도로 예열하여 용탕의 유동성 제어가 용이해질 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 원심금형 101 : 주입구
200 : 이형제도포기 220 : 노즐
300 : 용탕자동주입기 400 : 원심구동기
500 : 제1 히터 600 : 제2 히터
700 : 온도감지기 800 : 컨트롤러

Claims (10)

1. 내열강 튜브를 제조하기 위한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치에 있어서,
   수평으로 길게 배치되고, 원주방향으로 회전 가능한 원통형 원심금형;
   상기 원심금형을 원주방향으로 회전시키는 원심구동기;
   수평으로 이동 가능하게 배치되고, 상기 원심금형의 일단부에 형성된 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 삽입되어 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하는 노즐을 가지는 이형제도포기;
   상기 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입하는 용탕자동주입기;
   상기 원심금형을 가열하는 제1 히터;
   상기 용탕자동주입기를 가열하는 제2 히터;
   상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 감지하는 온도감지기; 및
   상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 이용하여, 상기 원심구동기, 상기 이형제도포기, 상기 용탕자동주입기, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 동일한 상기 설정온도에 도달하도록 1차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 이형제도포기를 작동시켜 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하게 한 후, 상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 동일한 상기 설정온도에 도달하도록 2차 예열한 후, 상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 용탕자동주입기를 작동시켜 상기 용탕자동주입기와 동일한 온도로 예열된 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입하고,
   상기 내열강 튜브는 30 내지 100의 종횡비(직경 대비 길이의 비율)를 갖는 소구경 내열강 튜브 인 것을 특징으로 하는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 이형제도포기가 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포할 때, 상기 원심금형이 설정된 제1 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시키고,
   상기 용탕자동주입기가 상기 원심금형의 내부에 용탕을 주입할 때, 상기 원심금형이 상기 제1 회전속도보다 빠르게 설정된 제2 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시키는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포할 때, 상기 이형제도포기를 설정된 도포속도로 2회 직선왕복시키는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도의 2배인 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 설정온도는 섭씨 300 ~ 400도이고,
   상기 제2 회전속도는 1200 ~ 1400 RPM이고,
   상기 도포속도는 20 mm/s이며,
   상기 노즐의 분사구는 상기 노즐의 원주방향으로 120도 간격으로 3개 형성되고, 상기 노즐이 상기 이형제를 분사하는 압력은 6bar인 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치.
6. 내열강 튜브 제조를 위한 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어 방법에 있어서,
   수평으로 길게 배치되고, 원주방향으로 회전 가능한 원통형 원심금형;
   상기 원심금형을 원주방향으로 회전시키는 원심구동기;
   수평으로 이동 가능하게 배치되고, 상기 원심금형의 일단부에 형성된 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 삽입되어 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하는 노즐을 가지는 이형제도포기;
   상기 주입구를 통해 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입하는 용탕자동주입기;
   상기 원심금형을 가열하는 제1 히터;
   상기 용탕자동주입기를 가열하는 제2 히터; 및
   상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도를 감지하는 온도감지기;를 포함하는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법에 있어서,
   상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 동일한 상기 설정온도에 도달하도록 예열하는 제1 예열단계;
   상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 이형제도포기를 작동시켜 상기 노즐이 상기 원심금형의 내주면에 이형제를 도포하도록 하는 이형제도포단계;
   상기 온도감지기가 감지한 상기 원심금형의 온도 및 상기 용탕자동주입기의 온도가 상기 설정온도가 될 때까지 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 작동시켜 상기 원심금형 및 상기 용탕자동주입기를 동일한 상기 설정온도에 도달하도록 예열하는 제2 예열단계; 및
   상기 원심구동기를 작동시켜 상기 원심금형을 회전시키면서 상기 용탕자동주입기를 작동시켜 상기 용탕자동주입기와 동일한 온도로 예열된 상기 원심금형의 내부로 용탕을 주입하는 원심주조단계;를 포함하고,
   상기 내열강 튜브는 30 내지 100의 종횡비(직경 대비 길이의 비율)를 갖는 소구경 내열강 튜브 인 것을 특징으로 하는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 이형제도포단계에서는 상기 원심금형이 설정된 제1 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시키고,
   상기 원심주조단계에서는 상기 원심금형이 상기 제1 회전속도보다 빠르게 설정된 제2 회전속도로 회전되도록 상기 원심구동기를 작동시키는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 이형제도포단계에서는 상기 이형제도포기를 설정된 도포속도로 2회 직선왕복시키는 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도의 2배인 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 설정온도는 섭씨 300 ~ 400도이고,
    상기 제2 회전속도는 1200 ~ 1400 RPM이고,
    상기 도포속도는 20 mm/s이며,
    상기 노즐의 분사구는 상기 노즐의 원주방향으로 120도 간격으로 3개 형성되고, 상기 노즐이 상기 이형제를 분사하는 압력은 6bar인 원심주조를 이용한 내열강 튜브 제조장치의 제어방법.

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