KR102425361B1 - Molten metal injection device for metal melting furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 융해로용 용융금속 주입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입부재 및 토출부재가 배치된 버킷을 포함하는 금속 융해로용 용융금속 주입장치에 관한 것이다.The present invention relates to a molten metal injection device for a metal melting furnace, and more particularly, to a molten metal injection device for a metal melting furnace including a bucket in which an inlet member and a discharge member are disposed.
금속 융해로는 금속을 녹여서 액체 상태로 만드는 가마를 뜻한다. 융해로는 그 방식에 따라 크게 용선로, 반사로, 도가니로, 전기로 등으로 구분된다. 그 중 전기로는 전기에너지를 이용하여 금속을 녹이는 융해로이다. 전기로 중에서는 전기 저항열을 이용한 저항로, 아크에 의해 발생된 고열을 이용하는 아크로, 용기에 전류를 유도시켜 가열하는 유도로 등이 있다. 유도로 방식의 금속 융해로는 용기에 유도가열기가 배치된다.A metal melting furnace is a kiln that melts metal into a liquid state. Melting furnaces are broadly classified into molten iron furnaces, reflective furnaces, crucible furnaces, and electric furnaces according to the method. Among them, an electric furnace is a melting furnace that melts metal using electric energy. Among the electric furnaces, there are a resistance furnace using electric resistance heat, an arc furnace using high heat generated by an arc, an induction furnace heating a vessel by inducing an electric current, and the like. In an induction furnace type metal melting furnace, an induction heater is disposed in a vessel.
유도로 방식의 금속 융해로에서 금속을 용융시켜 액체 상태로 만드는 경우, 우선, 용기의 내부에서 금속 잉고트(ingot)를 용융시키고, 용융된 금속을 유도가열기 측에 주입하는 과정을 거친다. When the metal is melted and made into a liquid state in an induction furnace type metal melting furnace, first, a metal ingot is melted inside a container, and the molten metal is injected into the induction heater side.
용융금속의 표층에는 산화물 형태로 덩어리져 형성되는 드로스(dross)가 형성된다. 만약 드로스가 유도가열기 측으로 주입될 경우, 유도가열기 측이 막혀버릴 수 있기 때문에, 드로스를 제외한 순수 금속으로 이루어진 용융금속을 유도가열기 측에 주입하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 종래의 경우, 용융금속은 바구니와 유사한 형태의 버킷 등에 퍼담아져 유도가열기 측으로 주입되었기 때문에, 드로스를 제외한 순수 금속으로 이루어진 용융금속을 유도가열기 측에 주입하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있었다.On the surface layer of the molten metal, dross formed by agglomeration in the form of oxide is formed. If dross is injected into the induction heater, the induction heater may be blocked, so it is very important to inject the molten metal made of pure metal except for the dross into the induction heater. However, in the conventional case, since the molten metal was poured into a bucket similar to a basket and injected into the induction heater, it was very difficult to inject the molten metal made of pure metal excluding dross to the induction heater. .
또한, 용융금속은 유도가열기 측으로 주입될 때 온도차에 의해서 응고될 수 있다. 따라서, 용융금속을 유도가열기 측으로 주입하는 과정은 속하게 이루어지는 것이 매우 중요하다. 하지만, 종래 형태와 같은 버킷을 이용하여 용융금속을 주입하는 경우, 그 과정이 오래 걸린다는 문제가 있었다.In addition, the molten metal may be solidified by the temperature difference when it is injected into the induction heater side. Therefore, it is very important that the process of injecting the molten metal into the induction heater is done quickly. However, when molten metal is injected using the same bucket as in the prior art, there is a problem that the process takes a long time.
뿐만 아니라, 기존의 경우에는 치공구 등을 이용하여, 방호복을 입은 작업자가 용융금속에 노출된 상태에서 일일이 버킷을 이동시키거나 기울여야만 했기 때문에 안전 사고에도 취약하다는 문제가 있었다.In addition, in the conventional case, using a jig or the like, there was a problem that the worker wearing a protective suit had to move or tilt the bucket one by one while exposed to molten metal, so there was a problem of being vulnerable to a safety accident.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 유도가열기를 포함하는 금속 융해로에 있어서, 드로스를 제외한 순수 금속으로 이루어진 용융금속을 신속하게 유도가열기 측으로 주입할 수 있는 용융금속 주입장치를 제공한다.Based on the technical background as described above, the present invention is a molten metal injection device capable of rapidly injecting molten metal made of pure metal excluding dross into the induction heater side in a metal melting furnace including an induction heater. provides
본 발명의 일 실시예에 따른 용융금속 주입장치는 적어도 하나 이상의 유도가열기가 배치된 금속 융해로의 내부에서, 용융된 금속을 유도가열기로 주입하는 금속 융해로용 용융금속 주입장치에 있어서, 버킷, 유입부재, 토출부재, 구동장치를 포함한다. 버킷은 용융금속을 수용하는 수용공간이 내부에 형성된다. 유입부재는 버킷의 하부에 배치되고 용융금속이 유입되도록 개구홀이 형성된다. 토출부재는 버킷의 측부에 배치되고 수용공간과 연통하며 입출구를 포함한다. 구동장치는 버킷을 이동 및 회전시키고, 버킷의 기울기를 조절한다.The molten metal injection device according to an embodiment of the present invention is a molten metal injection device for a metal melting furnace for injecting molten metal into the induction heater in the inside of the metal melting furnace in which at least one induction heater is disposed, It includes a bucket, an inlet member, a discharge member, and a driving device. The bucket has an accommodating space for accommodating the molten metal therein. The inlet member is disposed at the lower portion of the bucket and an opening hole is formed so that the molten metal is introduced. The discharge member is disposed on the side of the bucket, communicates with the receiving space, and includes an inlet/outlet. The driving device moves and rotates the bucket, and adjusts the inclination of the bucket.
또한, 구동장치는, 버킷의 일측 및 타측에 연결되는 와이어 와이어를 걸어서 지지하는 후크 후크와 결합되고, 후크를 상하좌우로 이동시키는 크레인 와이어의 일측 또는 타측을 감거나 풀어서 버킷의 기울기를 조절하는 원치 및 원치의 동작을 제어하는 원치제어장치를 포함할 수 있다.In addition, the driving device is coupled with a hook hook for hanging and supporting the wire wire connected to one side and the other side of the bucket, and winding or unwinding one or the other side of the crane wire that moves the hook up, down, left and right to adjust the inclination of the bucket. and a device for controlling the motion of the device.
또한, 수직방향의 회전축을 중심으로 버킷을 회전시키는 회전장치를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a rotating device for rotating the bucket about the vertical axis of rotation.
또한, 버킷의 표면에는 코팅층이 형성되어 있고, 코팅층은, Zn, Al, Mg, Mn, C, Fe, Sn, Ti, Cu, W, Mo, Zr, STS계, Inconnel계, Ceramic계, Cr계, Ni계, Co계 및 WC계 중 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 조성으로 이루어질 수 있다.In addition, a coating layer is formed on the surface of the bucket, and the coating layer is Zn, Al, Mg, Mn, C, Fe, Sn, Ti, Cu, W, Mo, Zr, STS-based, Inconnel-based, Ceramic-based, Cr-based , Ni-based, Co-based, and may be made of a composition comprising at least one component of WC-based.
또한, 토출부재의 입구의 상단은, 버킷의 최상단보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.Also, the upper end of the inlet of the discharging member may be disposed at a height lower than the upper end of the bucket.
또한, 버킷의 상측에는, 수용공간을 덮어 외부 공기가 수용공간에 유입되는 것을 최소화하는 커버부재가 더 배치될 수 있다.In addition, on the upper side of the bucket, a cover member to cover the receiving space to minimize the inflow of external air into the receiving space may be further disposed.
또한, 유입부재는, 용융금속이 수용공간으로 유입될 때에는 개구홀을 개방시키고, 버킷이 상승할 때에는 수용공간에 유입된 용융금속이 외부로 유출되지 않도록 개구홀을 폐쇄하는 개폐부재를 포함할 수 있다.In addition, the inflow member may include an opening and closing member that opens the opening hole when the molten metal flows into the receiving space, and closes the opening hole so that the molten metal introduced into the receiving space does not flow out when the bucket rises. have.
또한, 개폐부재는, 일단이 버킷의 하부 및 버킷의 내측에 힌지 결합되고, 타단은 버킷의 내측에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.In addition, the opening/closing member may have one end hinge-coupled to the lower portion of the bucket and the inside of the bucket, and the other end may be rotatably disposed inside the bucket.
또한, 토출부재의 출구의 하단은, 버킷의 최상단보다 낮지 않은 높이에 배치될 수 있다.Also, the lower end of the outlet of the discharging member may be disposed at a height not lower than the uppermost end of the bucket.
또한, 금속 융해로는 유도가열기를 복수 개 포함하고, 토출부재는, 유도가열기의 개수와 대응되는 개수로 구비되며, 복수 개의 토출부재는 버킷의 측부에서 유도가열기에 대응되는 위치에 각각 배치될 수 있다.In addition, the metal melting furnace includes a plurality of induction heaters, the discharge members are provided in a number corresponding to the number of induction heaters, and the plurality of discharge members are located at positions corresponding to the induction heaters on the side of the bucket, respectively. can be placed.
본 발명에 따른 용융금속 주입장치는, 용융금속이 유입되는 유입부재 및 용융금속을 토출시키는 토출부재가 배치된 버킷을 포함하여, 드로스를 제외한 순수 금속으로 이루어진 용융금속을 신속하게 유도가열기 측으로 주입할 수 있다는 효과가 있다.The molten metal injection device according to the present invention includes a bucket in which an inflow member through which molten metal is introduced and a discharge member for discharging the molten metal is disposed, and quickly transfers molten metal made of pure metal excluding dross toward the induction heater. It has the effect of being able to inject.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융금속 주입장치의 전체적인 모습을 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에서 용융금속이 버킷으로부터 유도가열기 측으로 주입되고 있는 상태를 나타낸 개념도이다.
도 3은 구동장치에 회전장치가 포함된 용융금속 주입장치를 나타낸 개념도이다.
도 4는 버킷어셈블리를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 유입부재에 개폐부재가 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 6은 토출부재의 출구가 버킷의 상단보다 낮지 않게 배치된 모습을 나타낸 측단면도이다.
도 7은 토출부재가 복수 개로 구비되어 배치된 버킷을 나타낸 사시도이다.
도 8은 금속 융해로에서 금속 잉고트가 용융되어 작업레벨까지 채워지는 과정을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall appearance of a molten metal injection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a state in which the molten metal is being injected from the bucket toward the induction heater in FIG. 1 .
3 is a conceptual diagram showing a molten metal injection device including a rotating device in the driving device.
4 is an enlarged perspective view of the bucket assembly.
5 is a perspective view showing that the opening and closing member is disposed on the inlet member.
6 is a side cross-sectional view showing a state in which the outlet of the discharging member is disposed not lower than the upper end of the bucket.
7 is a perspective view illustrating a bucket in which a plurality of discharging members are disposed.
8 is a conceptual diagram illustrating a process in which a metal ingot is melted and filled to a working level in a metal melting furnace.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 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 발명에서 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 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 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. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'comprising' or 'having' are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융금속 주입장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a molten metal injection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융금속 주입장치의 전체적인 모습을 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에서 용융금속이 버킷으로부터 유도가열기 측으로 주입되고 있는 상태를 나타낸 개념도이며, 도 3은 구동장치에 회전장치가 포함된 용융금속 주입장치를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall appearance of a molten metal injection apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state in which molten metal is injected from the bucket to the induction heater side in FIG. 1, FIG. 3 is It is a conceptual diagram showing a molten metal injection device including a rotating device in the driving device.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 용융금속 주입장치의 전체적인 구성에 대하여 상세히 살펴본다. 용융금속 주입장치는 버킷어셈블리(200), 구동장치(300)를 포함한다.Hereinafter, the overall configuration of the molten metal injection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 . The molten metal injection device includes a
용융금속 주입장치가 이용되는 금속 융해로(100)는 철피(110), 단열부재(120), 내화부재(130), 개구부재(140)를 포함한다. 철피(110)는 금속 융해로(100)의 외부를 감싸도록 배치된다. 철피(110)의 내부에는 단열부재(120)가 배치될 수 있고, 단열부재(120)의 내측에는 내화부재(130)가 배치될 수 있다. 그리고, 금속 융해로(100)의 측부에는 적어도 하나 이상의 개구부재(140)가 배치된다. 개구부재(140)는 내측에 개구홀(미도시)가 형성되고, 유도가열기(H)가 배치된다. 유도가열기(H)는 전류를 유도하여 금속 등을 가열시키는 장치이다. The
금속 융해로(100)에는 용융금속(M)이 수용되는 내부공간(S)이 형성된다. 용융금속(M)은 내부공간(S)에서 표면이 개구부재(140)의 개구홀(미도시)보다 낮은 높이로 형성되어 있다. 그리고, 용융금속(M)의 표면에는 산화물인 드로스(dross)(D)가 형성되어 있다.The
버킷어셈블리(200)는 버킷(210), 유입부재(220), 토출부재(230)를 포함한다. 버킷(210)은 용융금속(M)을 담는 구성이다. 버킷(210)은 대략 바구니와 같은 형상의 형태로 제작될 수 있다. The
버킷(210)의 하측에는 유입부재(220)가 배치된다. 버킷(210)이 용융금속(M)의 표면에 놓이게 되면, 버킷(210)이 용융금속(M)에 가라앉으면서 용융금속(M)이 유입부재(220)의 내부로 유입된다. 이 때, 버킷(210)이 용융금속(M)의 표면보다 더 하측으로 가라앉게 됨에 따라, 표면의 드로스(D)를 제외한 순수 금속만이 버킷(210)의 내부로 유입될 수 있다. The
버킷(210)에는 토출부재(230)가 배치된다. 토출부재(230)는 버킷(210)의 내부에 유입되어 일시 저장된 용융금속(M)을 외부로 토출시킨다. A
구동장치(300)는 버킷(210)을 이동 및 회전시키고, 버킷(210)의 기울기를 조절할 수 있다. 구동장치(300)는 와이어(310), 후크(320), 크레인(330), 원치(340), 원치제어장치(350)를 포함할 수 있다.The driving device 300 may move and rotate the
와이어(310)는 버킷(210)의 일측 및 타측에 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 와이어(310)는 버킷(210)의 토출부재(230) 측과 토출부재(230)의 반대측에 각각 연결될 수 있다. 이 때, 와이어(310)의 일측 또는 타측을 잡아당기거나 풀 경우, 버킷(210)의 기울기가 조절될 수 있다.The
후크(320)는 와이어(310)를 걸어 와이어(310)를 지지하는 구성이다. 금속 융해로(100)의 외부에는 크레인(330)이 구비될 수 있고, 후크(320)는 크레인(330)에 결합될 수 있다. 크레인(330)은 후크(320)를 상하좌우 이동시킬 수 있고, 경우에 따라, 후크(320)를 회전시킬 수도 있다. 후크(320)가 크레인(330)에 의해 이동됨에 따라, 후크(320)에 연결된 와이어(310)도 이동될 수 있고, 와이어(310)가 이동함에 따라, 버킷(210)이 이동될 수 있다.The
와이어(310)에는 원치(340)가 배치된다. 원치(340)는 와이어(310)를 감거나 푸는 장치이다. 원치(340)는 와이어(310)의 일측 또는 타측을 감거나 풀 수 있다. 그리고, 금속 융해로(100)의 외부에는 원치제어장치(350)가 배치될 수 있다. 원치제어장치(350)는 원치(340)의 동작을 제어하는 장치이다. 원치제어장치(350)는 수동 또는 자동으로 제어될 수 있다. 따라서, 원치(340) 및 원치제어장치(350)에 의해서 버킷(210)의 기울기가 조절될 수 있다.A
구동장치(300)는 회전장치(360)를 더 포함할 수 있다. 회전장치(360)는 어퍼바디(361)와 로어바디(362)를 포함한다. 어퍼바디(361)는 크레인(330)에 결합된 후크(320)에 걸려 지지될 수 있다. 로어바디(362)는 어퍼바디(361)의 하측에 배치된다. 로어바디(362)에는 와이어(310)가 걸려 지지된다. 어퍼바디(361)와 로어바디(362)는 서로 상대회전 가능하게 배치되며, 회전축은 수직방향을 중심으로 형성될 수 있다. 어퍼바디(361) 또는 로어바디(362)에는 구동모터(미도시) 등이 배치될 수 있다. 어퍼바디(361)에서 로어바디(362)가 회전함에 따라, 와이어(310) 및 와이어(310)에 결합된 버킷(210)이 회전할 수 있다.The driving device 300 may further include a
금속 융해로(100)에 복수 개의 개구부재(140) 및 유도가열기(H)가 배치된 경우, 어느 한 개구부재(140)에 용융금속(M)을 주입한 다음, 나머지 다른 개구부재(140)에 용융금속(M)을 주입하여야 한다. 이 때, 어느 한 개구부재(140)로의 용융금속(M) 주입이 완료된 경우, 버킷(210) 및 토출부재(230)를 나머지 다른 개구부재(140) 측으로 회전시키면, 나머지 다른 개구부재(140)에도 용융금속(M)을 용이하게 주입할 수 있게 된다.When the plurality of opening
도 4는 버킷어셈블리를 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 5는 유입부재에 개폐부재가 배치된 것을 나타낸 사시도이며, 도 6은 토출부재의 출구가 버킷의 상단보다 낮지 않게 배치된 모습을 나타낸 측단면도이고, 도 7은 토출부재가 복수 개로 구비되어 배치된 버킷을 나타낸 사시도이다.Figure 4 is an enlarged perspective view of the bucket assembly, Figure 5 is a perspective view showing that the opening and closing member is disposed on the inlet member, Figure 6 is a side cross-sectional view showing the state that the outlet of the discharge member is disposed not lower than the upper end of the bucket , FIG. 7 is a perspective view showing a bucket in which a plurality of discharging members are disposed.
도 4에 도시된 바와 같이, 버킷(210)은 버킷하부(211)와 상부가 개방된 채 버킷하부(211)를 둘러싸는 버킷측부(212)를 포함한다. 버킷하부(211)와 버킷측부(212)는 용융금속(M)을 수용하는 수용공간(213)을 형성한다. As shown in FIG. 4 , the
버킷(210)은 오랜 시간동안 고열을 견디면서도 높은 내구성을 갖기 위해 열연강판, 냉연강판 및 도금강판 등의 강판으로 제작될 수 있다. 강판은 C 0.002~0.300중량%, Si 0.02~1.00중량%, Mn 0.1~2.0중량%, P 0.008~0.060중량%, S 0.01~0.03중량%, Cr 11.0~26.0중량%, Ni 6.0~22.0중량%, Mo 0.75~3.0중량%, Sol-Al 0.008~0.060중량%, N 0.002~0.030중량%, Ti 0.01~0.5중량% 및 Fe를 포함하는 조성으로 형성될 수 있다.The
버킷(210)의 표면에는 코팅층이 형성될 수 있다. 코팅층은 버킷(210)을 고열로부터 보호하고, 용융금속(M)이 버킷(210)의 표면에 달라붙는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해서, 코팅층은 Zn, Al, Mg, Mn, C, Fe, Sn, Ti, Cu, W, Mo, Zr, STS계, Inconnel계, Ceramic계, Cr계, Ni계, Co계 및 WC계 중 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 조성으로 이루어질 수 있다.A coating layer may be formed on the surface of the
Zn은 희생방식(Self Sacrifice Method)에 의한 부식을 방지하기 위한 것이고, Al은 전기 및 열전도성 향상, 희생방식에 의한 부식을 방지하기 위한 것이며, Mg은 Zn 보다 높은 희생방식에 의한 부식을 방지하기 위한 것이고, Mn은 합금 원소의 증발 장벽 역할을 하며, C는 마모, 접착, 침식, 충격, 표면경도 향상시키고, Fe은 산화 및 침식 저항성 향상시키며, Sn은 고속 마찰 안정성 및 표면 조직 치밀도 증가시키고, Ti은 윤활성, 인성, 내부식성을 향상시키며, Cu은 전기 및 열전도성을 증가시키고, W는 부식, 내마모성 및 캐비테이션 저항성을 향상시키며, Mo은 마모, 저항 및 낮은 마찰계수를 갖고, Zr은 열 장벽, 연마, 습윤, 용융 금속 부식 저항 역할을 하며, STS계는 고강도의 우수한 부식 및 산화 저항을 가지고, Inconnel 계는 모재와 코팅층 간의 열팽창 특성을 제어하기 위한 것이고, Ceramic 계는 열 또는 전기 절연, 마모, 부식 저항을 위한 것이며, Cr 계는 고체 입자 침식, 마모, 마찰 부식 방지 및 캐비테이션 저항성을 향상시키고, Ni 계는 내 침식성 강화하며, Co 계는 산화 방지 및 내식성을 위한 것이며, WC 계는 미끄럼, 충격, 마모, 취동 부식 저항을 향상시키기 위한 것이다.Zn is to prevent corrosion by the sacrificial method, Al is to improve electrical and thermal conductivity, and to prevent corrosion by the sacrificial method, and Mg is higher than Zn to prevent corrosion by the sacrificial method Mn acts as an evaporation barrier for alloying elements, C improves wear, adhesion, erosion, impact, and surface hardness, Fe improves oxidation and erosion resistance, Sn increases high-speed friction stability and surface texture density, , Ti improves lubricity, toughness, corrosion resistance, Cu increases electrical and thermal conductivity, W improves corrosion, wear resistance and cavitation resistance, Mo has wear, resistance and low coefficient of friction, Zr is thermal It acts as a barrier, abrasive, wetting, and corrosion resistance of molten metal. The STS system has high strength and excellent corrosion and oxidation resistance, the Inconnel system is for controlling the thermal expansion characteristics between the base material and the coating layer, and the Ceramic system is thermal or electrical insulation, It is for abrasion, corrosion resistance, Cr-based to improve solid particle erosion, abrasion, friction corrosion prevention and cavitation resistance, Ni-based to enhance erosion resistance, Co-based for anti-oxidation and corrosion resistance, WC-based for anti-slip , to improve resistance to impact, abrasion, and brittle corrosion.
버킷하부(211)에는 유입부재(220)가 배치된다. 유입부재(220)는 개구홀(221)로 구성될 수 있다. 개구홀(221)은 버킷(210)의 외부와 수용공간(213)을 연통하도록 버킷하부(211)에서 연통되도록 형성될 수 있다. The
버킷측부(212)에는 토출부재(230)가 배치된다. 토출부재(230)는 토출관(231)을 포함한다. 토출관(231)은 수용공간(213)과 연통하는 입구(232)와 버킷(210) 외부와 연통하는 출구(233)를 포함한다. 토출부재(230)의 출구(233)로 토출되는 용융금속(M)의 유동량은 개구홀(221)을 통해 유입되는 용융금속(M)의 유동량보다 적어야 한다. 이에 따라, 토출부재(230)의 출구(233)의 단면적은 개구홀(221)의 단면적보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 토출부재(230) 출구(233) 및 개구홀(221)의 단면적은 용융금속(M)의 밀도 및 토출부재(230) 출구(233)와 개구홀(221)의 높이차에 따라서 결정될 수 있다. A
토출부재(230)의 입구(232)의 상단은 버킷(210)의 최상단보다 낮은 높이에 배치될 수 있다. 만약 그렇지 않은 경우, 용융금속(M)이 수용공간(213)에 채워질 때 지나치게 높은 높이까지 용융금속(M)이 채워질 수 있고, 이 경우 용융금속(M)이 버킷(210)에서 범람할 수 있기 때문이다.The upper end of the
또한, 버킷(210)의 상측에는 수용공간(213)을 덮도록 배치되는 커버부재(240)가 더 배치될 수 있다. 커버부재(240)는 수용공간(213)을 덮을 수 있기 때문에 용융금속(M)이 버킷(210)의 상단으로 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이뿐만 아니라, 커버부재(240)는 수용공간(213)과 버킷(210)의 외부를 차단하기 때문에, 수용공간(213)에 외부의 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 유입부재(220)를 통해 수용공간(213)에 순수한 상태의 용융금속(M)이 유입되더라도, 외부의 공기로 인해 드로스(D)가 발생할 수 있는데, 커버부재(240)는 외부공기를 차단하여, 수용공간(213) 내부의 용융금속(M)에서 발생할 수 있는 드로스(D)를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, a
도 5에 도시된 바와 같이, 버킷(210)에 배치되는 유입부재(220)는 개폐부재(222)를 더 포함할 수 있다. 개폐부재(222)는 용융금속(M)이 유입부재(220)를 통해 유입될 때에는 개구홀(221)을 개방시키고, 버킷(210)이 들어올려져 상승할 때에는 개구홀(221)을 폐쇄시키는 구성이다. 따라서, 버킷(210)이 가라앉을 때에는 개구홀(221)이 개방되어 용융금속(M)의 유입이 용이하고, 버킷(210)이 들어올려질 때에는 용융금속(M)이 개구홀(221)을 통하여 유출되지 않기 때문에 용융금속(M)의 수용이 편리하다.5 , the
구체적으로, 개폐부재(222)는 힌지 구조로 구성될 수 있다. 개폐부재(222)는 일단이 버킷(210)의 버킷하부(211) 및 내측 수용공간(213)에서 힌지 결합될 수 있다. 이 때, 개폐부재(222)는 개구홀(221)을 덮을 수 있도록 개구홀(221) 주변에 힌지 결합될 수 있다. 그리고, 개폐부재(222)의 타단은 버킷(210)의 내측 및 수용공간(213)에서 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이 경우, 버킷(210)이 용융금속(M)에서 가라앉을 때에는 개폐부재(222)가 수용공간(213)을 향해 회전하여 개구홀(221)을 개방시키고, 버킷(210)이 들어올려질 때에는 개폐부재(222)가 개구홀(221)을 폐쇄하도록 회전할 수 있게 된다.Specifically, the opening/closing
도 6에 도시된 바와 같이, 토출부재(230)의 출구(233)는, 출구(233)의 하단이 버킷(210)의 최상단보다 낮지 않은 높이에 배치될 수 있다. 즉, 토출부재(230)의 출구(233)는 하단이 버킷(210)의 최상단과 같은 높이에 있거나, 버킷(210)의 최상단보다 높은 높이에 배치될 수 있다. 이 경우, 용융금속(M)이 수용공간(213)에서 버킷(210)의 최상단까지 채워지더라도 토출부재(230)로 용융금속(M)이 토출되지 않기 때문에, 수용공간(213)에 한 번에 수용될 수 있는 용융금속(M)의 양을 극대화할 수 있다는 효과가 있다. As shown in FIG. 6 , the
뿐만 아니라, 개구부재(140)에 용융금속(M)을 주입할 때, 토출부재(230) 출구(233)가 개구부재(140)에 삽입된 상태에서 주입이 이루어질 수 있는데, 위와 같은 경우, 버킷(210)을 조금만 들어올리더라도 토출부재(230)의 출구(233)가 개구부재(140)에 삽입될 수 있으므로, 보다 신속하게 용융금속(M)을 개구부재(140)에 주입할 수 있다는 장점이 있다.In addition, when the molten metal M is injected into the opening
도 7에 도시된 바와 같이, 버킷(210)에 배치되는 토출부재(230)는 복수 개로 구비될 수 있다. 구체적으로, 금속 융해로(100)는 복수 개의 유도가열기(H) 및 이에 대응되는 개구부재(140)를 포함하고, 토출부재(230)는 유도가열기(H) 및 개구부재(140)의 개수와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 그리고, 토출부재(230)는 버킷(210)에서 개구부재(140)에 대응되는 위치에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 금속 융해로(100)에서 금속 융해로(100)의 양측에 개구부재(140)가 배치된 경우, 토출부재(230)는 두개가 구비되어 버킷(210)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 이와는 달리, 금속 융해로(100)가 사각 기둥의 형상으로 제작되고, 개구부재(140)가 사면에 각각 배치되는 경우, 토출부재(230)는 네 개가 구비되어 버킷(210)의 사면에 각각 배치될 수 있다. As shown in FIG. 7 , a plurality of
금속 융해로(100)에 유도가열기(H) 및 개구부재(140)가 복수 개가 배치되고, 토출부재(230)가 버킷(210)에 한개만 구비된 경우, 어느 한 개구부재(140)에 용융금속(M)을 주입한 다음 버킷(210)을 회전시켜 나머지 다른 개구부재(140)에 용융금속(M)을 주입하여야 한다. 그러나, 위와 같이, 토출부재(230)가 복수 개가 구비된 경우, 버킷(210)을 회전시키지 않고, 버킷(210)의 이동과 기울기만 조절하면 되므로, 그 조작이 훨씬 간편하고 신속하게 이루어질 수 있다.When a plurality of induction heaters H and an
도 8은 금속 융해로에서 금속 잉고트가 용융되어 작업레벨까지 채워지는 과정을 나타낸 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a process in which a metal ingot is melted and filled to a working level in a metal melting furnace.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용융금속 주입장치를 이용하여, 용융금속(M)이 개구부재(140)에 주입되고, 용융금속(M)이 금속 융해로(100)의 내부공간(S)에 채워지는 과정을 살펴본다.Hereinafter, with reference to FIG. 8 , using the molten metal injection device according to another embodiment of the present invention, the molten metal M is injected into the
우선 금속 융해로(100)의 내부에는 금속 잉고트(ingot)(I)가 투입된다. 그리고, 금속 잉고트(I)는 버너와 같은 별도의 가열원에 의해서 가열되어 용융되게 된다. 상기 과정을 반복하면, 용융금속(M)은 개구부재(140)의 개구홀(미도시)의 입구 정도까지의 높이까지 채워지게 된다. 이 때, 버킷어셈블리(200)를 이용하여 각각의 개구부재(140)에 순수한 상태의 용융금속(M)이 주입되게 된다. 개구부재(140)에 용융금속(M)이 채워지면 유도가열기(H)에 의해서 용융금속(M)이 더욱 더 가열되게 된다. 이 상태에서 금속 융해로(100)의 내부공간(S)에서 더 많은 금속 잉고트(I)가 용융되게 되고, 내부공간(S)의 용융금속(M)은 개구부재(140)의 용융금속(M)과 만나게 된다(도 8(a)). First, a metal ingot (I) is put into the inside of the
그 후, 내부공간(S)에서 금속 잉고트(I)를 가열하는 버너 등의 별도의 가열원은 열공급을 중단한다. 대신 이 때부터 용융금속(M)은 유도가열기(H)로부터만 열을 공급받게 된다. 용융금속(M)은 유도가열기(H)로부터 가열되게 되고, 유도가열기(H)로부터 가열된 용융금속(M)은 대류에 의해 개구부재(140)를 빠져나와 금속 융해로(100)의 내부공간(S)으로 순환하게 된다. 이와 동시에 내부공간(S)의 용융금속(M)은 유도가열기(H) 측으로 순환하게 되어 열을 공급받게 된다. 따라서, 위와 같이 용융금속(M)은 유도가열기(H)로부터 열을 공급받고 순환하면서 금속 융해로(100)의 내부공간(S) 및 개구부재(140)에서 전체적으로 용융금속(M)이 가열되게 된다. 상기 과정 중에 금속 융해로(100)의 내부공간(S)에 금속 잉고트(I)를 계속하여 추가하는 경우, 용융금속(M)은 표면이 작업레벨(L)까지 상승하게 되고, 이로써 금속의 용융 작업이 완료되게 된다(도 8(b)).After that, a separate heating source such as a burner for heating the metal ingot I in the inner space S stops the heat supply. Instead, from this point on, the molten metal (M) is supplied with heat only from the induction heater (H). The molten metal (M) is heated from the induction heater (H), and the molten metal (M) heated from the induction heater (H) exits the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이러한 수정, 변경 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, although an embodiment of the present invention has been described, those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by, etc., such modifications and changes will also be included within the scope of the present invention.
100 : 금속 융해로
110 : 철피
120 : 단열부재
130 : 내화부재
140 : 개구부재
200 : 버킷어셈블리
210 : 버킷
211 : 버킷하부
212 : 버킷측부
213 : 수용공간
220 : 유입부재
221 : 개구홀
222 : 개폐부재
230 : 토출부재
231 : 토출관
232 : 입구
233 : 출구
240 : 커버부재
300 : 구동장치
310 : 와이어
320 : 후크
330 : 크레인
340 : 원치
350 : 원치제어장치
360 : 회전장치
361 : 어퍼바디
362 : 로어바디
S : 내부공간
I : 금속잉고트
M : 용융금속
D : 드로스
H : 유도가열기
L : 작업레벨100: metal melting furnace
110: iron shell
120: insulation member
130: fire resistant member
140: opening material
200: bucket assembly
210: bucket
211: lower bucket
212: bucket side
213: accommodation space
220: inflow member
221: opening hole
222: opening and closing member
230: discharge member
231: discharge pipe
232 : entrance
233: exit
240: cover member
300: driving device
310: wire
320: hook
330: crane
340: want
350: original control device
360: rotation device
361: upper body
362: lower body
S: interior space
I : Metal ingot
M: Molten metal
D: dross
H: induction heater
L: work level
Claims (10)
상기 용융금속을 수용하는 수용공간이 내부에 형성된 버킷;
상기 버킷의 하부에 배치되고 용융금속이 유입되도록 개구홀이 형성된 유입부재;
상기 버킷의 측부에 배치되고 상기 수용공간과 연통하며 입출구를 포함하는 토출부재; 및
상기 버킷을 이동 및 회전시키고, 상기 버킷의 기울기를 조절하는 구동장치를 포함하고,
상기 개구홀은
상기 버킷의 상기 하부에서, 상기 버킷의 외부와 상기 수용공간을 연통하도록 형성되며,
상기 토출부재는
상기 구동장치에 의해 이동 및 회전되어, 상기 유도가열기에 상기 용융금속을 직접 토출시킬 수 있도록 구성되는 용융금속 주입장치.A molten metal injection device for a metal melting furnace for injecting molten metal into an induction heater in the inside of the metal melting furnace in which at least one induction heater is disposed,
a bucket having an accommodating space for accommodating the molten metal therein;
an inlet member disposed under the bucket and having an opening hole through which the molten metal flows;
a discharge member disposed on the side of the bucket, communicating with the receiving space, and including an inlet/outlet; and
and a driving device for moving and rotating the bucket and adjusting the inclination of the bucket,
the opening hole
In the lower part of the bucket, it is formed to communicate with the outside of the bucket and the accommodation space,
The discharge member is
A molten metal injection device configured to be moved and rotated by the driving device to directly discharge the molten metal to the induction heater.
상기 구동장치는,
상기 버킷의 일측 및 타측에 연결되는 와이어;
상기 와이어를 걸어서 지지하는 후크;
상기 후크와 결합되고, 상기 후크를 상하좌우로 이동시키는 크레인;
상기 와이어의 일측 또는 타측을 감거나 풀어서 상기 버킷의 기울기를 조절하는 원치; 및
상기 원치의 동작을 제어하는 원치제어장치를 포함하는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
The driving device is
a wire connected to one side and the other side of the bucket;
a hook for hanging and supporting the wire;
a crane coupled to the hook and moving the hook up, down, left and right;
a wish to adjust the inclination of the bucket by winding or unwinding one side or the other side of the wire; and
Molten metal injection apparatus including a circle control device for controlling the operation of the circle.
수직방향의 회전축을 중심으로 상기 버킷을 회전시키는 회전장치를 더 포함하는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
Molten metal injection device further comprising a rotation device for rotating the bucket about the vertical axis of rotation.
상기 버킷의 표면에는 코팅층이 형성되어 있고,
상기 코팅층은,
Zn, Al, Mg, Mn, C, Fe, Sn, Ti, Cu, W, Mo, Zr, STS계, Inconnel계, Ceramic계, Cr계, Ni계, Co계 및 WC계 중 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 조성으로 이루어진 용융금속 주입장치.According to claim 1,
A coating layer is formed on the surface of the bucket,
The coating layer is
Zn, Al, Mg, Mn, C, Fe, Sn, Ti, Cu, W, Mo, Zr, STS-based, Inconnel-based, Ceramic-based, Cr-based, Ni-based, Co-based and WC-based at least one component Molten metal injection device made of a composition containing.
상기 토출부재의 입구의 상단은,
상기 버킷의 최상단보다 낮은 높이에 배치되는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
The upper end of the inlet of the discharge member,
Molten metal injection device disposed at a height lower than the top of the bucket.
상기 버킷의 상측에는,
상기 수용공간을 덮어 외부 공기가 상기 수용공간에 유입되는 것을 최소화하는 커버부재가 더 배치되는 용융금속 주입장치.The method of claim 1
On the upper side of the bucket,
A molten metal injection device further comprising a cover member covering the receiving space to minimize external air from flowing into the receiving space.
상기 유입부재는,
상기 용융금속이 상기 수용공간으로 유입될 때에는 상기 개구홀을 개방시키고, 상기 버킷이 상승할 때에는 상기 수용공간에 유입된 상기 용융금속이 외부로 유출되지 않도록 상기 개구홀을 폐쇄하는 개폐부재를 포함하는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
The inlet member is
When the molten metal flows into the accommodating space, it opens the opening hole, and when the bucket rises, the opening and closing member closes the opening hole so that the molten metal introduced into the accommodating space does not flow out to the outside. Molten metal injection device.
상기 토출부재의 출구의 하단은,
상기 버킷의 최상단보다 낮지 않은 높이에 배치되는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
The lower end of the outlet of the discharge member,
Molten metal injection device disposed at a height not lower than the top of the bucket.
상기 금속 융해로는 상기 유도가열기를 복수 개 포함하고,
상기 토출부재는,
상기 유도가열기의 개수와 대응되는 개수로 구비되며,
상기 복수 개의 토출부재는 상기 버킷의 측부에서 상기 유도가열기에 대응되는 위치에 각각 배치되는 용융금속 주입장치.According to claim 1,
The metal melting furnace includes a plurality of induction heaters,
The discharge member,
It is provided with a number corresponding to the number of induction heaters,
The plurality of discharging members are molten metal injection device respectively disposed at positions corresponding to the induction heater on the side of the bucket.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220006078A KR102425361B1 (en) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | Molten metal injection device for metal melting furnace |
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---|---|---|---|
KR1020220006078A KR102425361B1 (en) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | Molten metal injection device for metal melting furnace |
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KR1020220006078A KR102425361B1 (en) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | Molten metal injection device for metal melting furnace |
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2022
- 2022-01-14 KR KR1020220006078A patent/KR102425361B1/en active IP Right Grant
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