KR102451520B1 - 금속 용해물의 인발 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열원에 의해 용해된 금속 용해물이 주형에 투입되고, 상기 주형에 의해 냉각되는 상기 용해물을 상기 주형 외부로 인발시키는 인발 장치에 있어서, 상기 인발 장치는, 내측으로 형성된 홈 부재가 적어도 하나 이상 형성된 인발부 및 상기 인발부의 상기 홈 부재에 결합 체결되며, 길이 방향의 일단에 상기 인발부 내측으로 연장 형성된 고정 부재를 갖는 체결부를 포함하는 금속 용해물의 인발 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치는 금속 용해물을 주형 하단으로 인발 시 금속 용해물의 측면이 고정 부재에 의해 고정되어, 주형 내벽에 응고되어 떨어지지 않는 현상을 방지하므로 금속 용해물의 제조 속도를 높이는 효과가 있다.

Description

금속 용해물의 인발 장치{DRAWING APPARATUS FOR METAL MELTS}

본 발명은 금속 용해물의 인발 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열원에 의해 용해된 금속을 주형에 투입하여 냉각시킨 금속 용해물을 용이하게 인발시킬 수 있는 금속 용해물의 인발 장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속 용해물은 금속 원료 또는 금속 스크랩을 가열시켜 금속 용탕으로 만든 후, 이를 주형에 공급하고 주형의 형태대로 냉각시켜 제조하게 된다. 이와 같은 금속 용해물은 형태에 따라 잉곳(ingot) 또는 슬래브(slab) 등으로 분류된다.

일반적으로 금속, 예컨대, 티타늄 원료 또는 티타늄 스크랩 원료를 사용하여 금속 용해물을 제조하기 위해서는, 용해로 내에 수냉 주형(M)을 배치하고, 상, 하로 이동 가능한 인발 장치를 주형 내로 삽입시킨 상태에서 금속 원료 또는 금속 스크랩을 열원, 예컨대 플라즈마 아크 또는 전자빔으로 가열하여 녹인 금속 용탕을 주형에 주입한다. 주입된 용탕은 인발 장치 위에 쌓이면서 수냉 주형(M)과 접촉하여 냉각 및 응고가 진행된다. 인발 장치를 하단으로 이동시키면서 용탕을 지속적으로 주입시키면 냉각 응고된 금속 용해물 위로 금속 용탕이 계속 쌓여 냉각 응고를 거쳐 성장되고 정해진 길이까지 성장시키면 금속 용해물로 제조된다.

상술한 바와 같이 종래의 수냉 주형(M)을 사용하여 금속 용해물을 제조하는 방법은 금속 용탕이 수냉 주형(M) 내벽과 접촉하여 냉각, 응고되면서 떨어지지 않는 문제점을 가지고 있다.

이와 같은 문제점은 금속 용해물의 생산 속도를 저하시키며, 제조된 금속 용해물의 표면 상태 역시 저하시킨다.

종래의 인발 장치는 인발 장치를 도브 테일 형태로 구성하거나, 용탕과 동일한 금속으로 만들어진 스타팅 블록을 인발 장치 위에 위치시킨 후 금속 용해물을 성장 시키는 방법을 사용하였다. 하지만, 도브 테일 형태로 형성된 금속 용해물의 하단부가 인발 장치와 쉽게 분리되지 않거나 가공을 위해 도브 테일 부위를 절단을 해야 하며, 스타팅 블록의 경우, 소모적으로 사용해야 하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 수냉 주형의 내벽에 냉각 응고된 금속 용해물을 주형 하단으로 인발시킬 수 있고, 또한, 금속 용해물을 인발 장치에서 쉽게 분리시킬 수 있는 인발 장치에 대한 연구가 필요하다.

일본 등록 특허 5,074,197호

본 발명은 수냉 주형의 내벽에 냉각 응고된 금속 용해물을 주형 하단으로 인발시킬 수 있고, 또한, 금속 용해물을 인발 장치에서 쉽게 분리시킬 수 있는 인발 장치에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 열원에 의해 용해된 금속 용해물이 주형에 투입되고, 상기 주형에 의해 냉각되는 상기 용해물을 상기 주형 외부로 인발시키는 인발 장치에 있어서, 상기 인발 장치는, 내측으로 형성된 홈 부재가 적어도 하나 이상 형성된 인발부; 및 상기 인발부의 상기 홈 부재에 결합 체결되며, 길이 방향의 일단에 상기 인발부 내측으로 연장 형성된 고정 부재를 갖는 체결부;를 포함하는 금속 용해물의 인발 장치를 제공한다.

또한, 상기 인발부의 측면 및 상기 체결부를 관통 결합시키는 결합 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부는, 내부에 냉각 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부는 적어도 두 개 이상으로 분리 형성되고, 상기 인발부의 외측을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부의 내측면에 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 체결부는 인발부 하단에서도 결합되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치는 금속 용해물을 주형 하단으로 인발 시 금속 용해물의 측면이 고정 부재에 의해 고정되어, 주형 내벽에 응고되어 떨어지지 않는 현상을 방지하므로 금속 용해물의 제조 속도를 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치는 체결부의 착탈이 가능하여 금속 용해물을 인발할 때 고정시키고, 인발이 완료되면 인발 장치에서 쉽게 제거되어 금속 용해물과 인발 장치의 이탈이 용이해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인발 장치의 일 실시예의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인발 장치의 또 다른 실시예의 분해 사시도이다.
도 3는 본 발명에 따른 인발 장치의 일 실시예의 공정을 나타낸 측면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 금속 용해물의 인발 장치에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 열원에 의해 용해된 금속 용해물이 주형에 투입되고, 상기 주형에 의해 냉각되는 상기 용해물을 상기 주형 외부로 인발시키는 인발 장치(100)에 있어서, 상기 인발 장치(100)는, 내측으로 형성된 홈 부재(112)가 적어도 하나 이상 형성된 인발부(110)및 상기 인발부(110)의 상기 홈 부재(112)에 결합 체결되며, 길이 방향의 일단에 상기 인발부(110) 내측으로 연장 형성된 고정 부재(122)를 갖는 체결부(120)를 포함하는 금속 용해물의 인발 장치(100)를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치(100)의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다. 도 1을 참고하여 설명하면, 본 발명은 인발부(110) 및 체결부(120)로 형성되어 있다.

본 발명의 인발부(110)는 금속 용탕을 쌓아 수냉 주형(M)을 이용하여 냉각 및 응고시키며, 주형의 하단으로 이동하여 금속 용해물을 길이 방향으로 성장시키는 역할을 한다.

인발부(110)는 수냉 주형(M)의 형태에 따라 원형, 사각형 또는 다각형으로 형성될 수 있다. 인발부(110)의 하단은 인발부(110)를 하단으로 이동시킬 수 있는 모터(미도시) 등 이동 수단에 연결되어 있다.

인발부(110)는 공정 초기 주형 내에 위치하고, 주형으로 주입되는 금속 용탕은 인발부(110) 상면에 쌓이게 된다. 인발부(110) 상면에 쌓이는 금속 용탕은 수냉 주형(M)과 만나 냉각되어 응고되며, 인발부(110)를 하단으로 이동시키면서 주형 내 공급되는 금속 용탕에 의해 금속 용해물을 길이 방향으로 성장시킬 수 있다.

본 발명의 인발부(110)는 공지된 다양한 소재로 사용할 수 있으나, 특히, 구리로 제조된 것을 사용할 수 있다. 또한, 인발부(110) 내 냉각 부재를 삽입 또는 형성하여 인발부(110) 상면에서 냉각이 가능하도록 할 수 있다.

한편, 인발부(110)는 내측으로 형성된 홈 부재(112)가 적어도 하나 이상 형성되어 있다.

홈 부재(112)는 후술할 체결부(120)와 밀접하게 결합할 수 있는 공간을 제공해 주는 역할을 한다. 이와 같은 홈 부재(112)는 인발부(110)에 적어도 하나 이상, 바람직하게는 서로 마주보는 위치에 짝수개로 형성 될 수 있다. 홈 부재(112)는 체결부(120)의 형상에 따라 인발부(110)에 형성될 수 있다.

또한, 홈 부재(112)는 후술할 체결부(120)를 고정하기 위한 고정 수단(미도시) 또는 관통공(미도시)을 포함할 수 있다. 고정 수단은 일례로 요철(凹凸)의 형태로 결합될 수 있으며, 체결부(120)의 내측과 결합하여 인발 장치(100)의 하강 시에 금속 용해물을 고정해서 하강으로 끌어 내리는 인발력을 가하도록 할 수 있다. 관통공은 후술할 결합 부재(130)에 의해 체결부(120)의 관통공(124)과 결합하여 체결부(120)를 고정시키는 역할을 한다.

본 발명의 체결부(120)는 인발부(110)의 홈 부재(112)에 결합 체결되며, 길이 방향의 일단에 인발부(110) 내측으로 연장 형성된 고정 부재(122)를 갖는다.

본 발명의 체결부(120)는 인발부(110) 하강 시 고정 부재(122)에 의해 금속 용해물을 인발부(110)와 결합 고정시키는 역할을 한다. 따라서, 금속 용탕이 수냉 주형(M)에 의해 금속 용해물로 형성되면서 수냉 주형(M) 내벽에 응고 및 결착되더라도, 체결부(120)의 고정 부재(122)에 결합되어 있어 인발부(110)의 하강하는 힘이 체결부(120)의 고정 부재(122)에 의해 전달되어 응고 및 결착 부위가 떨어지면서 금속 용해물을 하강시킬 수 있다.

체결부(120)의 외측, 주형과 접하는 부분은 주형의 내측의 형태에 따라 원호를 그리거나 직선, 또는 다각형으로 형성될 수 있다.

체결부(120)의 길이 방향의 타단은 인발부(110)의 하강에 힘을 더 받을 수 있도록, 도 1에서와 같이 인발부(110) 내측으로 연장 형성될 수 있으며, 또는 인발부(110) 하단에서 각각의 체결부(120)를 결합 고정할 수 있는 형태로 형성할 수 있다.

체결부(120)는 공지된 다양한 소재로 사용할 수 있으나, 구리로 제조된 것을 사용할 수 있다.

체결부(120)의 내측, 인발부(110)의 홈 부재(112)와 결합되는 부분에 상술한 고정 수단이 맞물려 고정되는 형태로 형성될 수 있으며, 또한, 역시 상술한 관통공(124)이 형성될 수 있다.

이와 같은 고정 수단 또는 관통공(124)은 결합 부재(130)에 의해 체결부(120) 및 인발부(110)를 결합시켜 고정이 가능하도록 하며, 금속 용해물의 제조가 완료되고 난 후, 체결부(120)를 인발부(110)에서 쉽게 이탈시킬 수 있어, 인발부(110)와 금속 용해물의 이탈을 용이하게 해준다.

또한, 체결부(120)는 내부에 냉각 부재를 포함할 수 있다.

주형 내 공급되는 금속 용탕은 대부분 1,500 ℃ 이상의 고온에 해당하여, 체결부(120)가 금속 용탕의 고온에 의해 녹을 수 있다, 이를 대비하기 위해 체결부(120) 내부에 공간을 형성하여 냉각부재를 삽입 시킴으로써, 고온에 의해 녹지 않고 원래 역할을 이행하도록 할 수 있다.

이러한 냉각 부재는 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 일례로 내부를 관통하는 관을 형성하여 냉각수를 공급하는 형태로 사용할 수 있다.

또한, 체결부(120)는 적어도 두 개 이상으로 분리 형성되고, 인발부(110)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다.

체결부(120)는 냉각 응고된 금속 용해물을 하단으로 이동시켜야 하기 때문에 체결부(120)의 고정 부재(122)에 높은 힘이 가해질 수 있다. 따라서, 체결부(120)는 인발부(110)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 체결부(120)의 길이 방향 일단의 고정 부재(122)가 인발부(110) 하강 시 금속 용해물을 끌어 내리는 면적이 넓어져 보다 용이한 인발이 가능해진다.

본 발명의 체결부(120)는 인발부 전체를 360°감싸도록 형성할 수 있고, 또는, 360°보다 낮은 범위에서 인발부를 감싸도록 형성할 수 있다.

이 때, 체결부(120)는 금속 용해물의 인발 후에 이탈이 용이하도록 적어도 두 개 이상으로 분리되도록 형성된다.

또한, 체결부(120)의 이탈이 용이하도록, 내측에 나사산을 형성하여 금속 용해물의 형성 및 인발 이후, 체결부(120)를 제거할 때 나사산에 의해 용이하게 이탈시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 인발 장치의 또 다른 실시예의 분해 사시도이다.

도 2를 참고하여 설명하면, 또 다른 실시예의 인발 장치(200)는 인발부(210)와, 적어도 두 개 이상으로 분리 형성되고 상기 인발부의 외측을 감싸도록 형성된 체결부(220)를 포함한다.

또한, 인발부(210)와 체결부(220)를 연결 고정하기 위한 고정 부재(230)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 고정 부재(230)는 도 2에 표현된 것과 같이 예컨데, 나사일 수 있으며, 이 외 공지된 다양한 고정 가능한 체결 부재일 수 있고, 이에 맞춰 체결부(220)의 하단을 변경할 수 있다.

인발부(210)와 체결부(220)는 연결 고정된 후, 수냉 주형(M, 도 2 미도시)의 내면에 밀착 삽입되어 금속 용탕을 주입 받아 금속 용해물로 성장시키게 된다.

또한, 체결부(220)의 내측면에 나사산을 형성하여 체결부(220)를 인발부(210)에서 이탈시킬 때, 금속 용해물(I)의 표면에서 보다 용이한 이탈이 가능하도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 인발 장치(100)의 일 실시예의 공정 측면도를 나타낸 것이다.

도 3을 참고하여 설명하면, 도 3(a)는 인발 장치(100)의 결합 전 측면도이다. 인발 장치(100)는 인발부(110)와 체결부(120) 및 결합 부재(130)로 구성되어 있으며, 결합 된 인발 장치(100)는 주형 내로 삽입되게 된다.

도 3(b)는 액화된 금속 용탕을 인발 장치(100)에 주입하여 금속 용해물을 성장시키면서 인발 장치(100)를 하단으로 하강시키는 상태를 나타낸다. 금속 용해물은 주형에 의해 금속 용탕이 냉각되면서 응고되게 된다. 체결부(120)에 형성된 고정 부재(122)는 금속 용해물의 측면을 고정하여 체결부와 인발부(110)를 연결하게 되고, 인발부(110)의 하강 시에 체결부(120)와 고정 부재(122)에 의해 금속 용해물(I)이 같이 하강하게 된다.

도 3(c)는 체결부(120)를 인발부(110)에서 제거한 상태를 나타낸다.

체결부(120)와 인발부(110)를 고정시킨 결합 부재(130)가 제거되면 체결부(120) 이탈이 가능해진다.

도 3(d)는 인발부(110)에서 금속 용해물을 이탈하는 상태를 나타낸 것이다.

금속 용해물은 인발부(110)와 이탈이 용이하여 금속 용해물의 이동, 저장이 쉬워지며, 이로 인해 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치(100)는 금속 용해물을 주형 하단으로 인발 시 고정 부재(122)에 의해 고정되어 하단으로 인발됨으로 주형 내벽에 붙는 현상을 방지하여 금속 용해물의 제조 속도를 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 금속 용해물의 인발 장치(100)는 체결부(120)의 착탈로 금속 용해물을 인발 시키거나 인발 장치(100)에서 쉽게 이탈 시킬 수 있는 효과가 있다.

100 : 인발 장치
110 : 인발부
112 : 홈 부재
120 : 체결부
122 : 고정 부재
124 : 관통공
130 : 결합 부재
M : 수냉 주형
I : 금속 용해물

Claims (6)

1. 열원에 의해 용해된 금속 용해물이 주형에 투입되고, 상기 주형에 의해 냉각되는 상기 용해물을 상기 주형 외부로 인발시키는 인발 장치에 있어서,
   상기 인발 장치는,
   내측으로 형성된 홈 부재가 적어도 하나 이상 형성된 인발부 및
   상기 인발부의 상기 홈 부재에 결합 체결되며, 길이 방향의 일단에 상기 인발부 내측으로 연장 형성된 고정 부재를 갖는 체결부를 포함하는 금속 용해물의 인발 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 인발부의 측면 및 상기 체결부를 관통 결합시키는 결합 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 용해물의 인발 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 체결부는, 내부에 냉각 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 용해물의 인발 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 체결부는 적어도 두 개 이상으로 분리 형성되고, 상기 인발부의 외측을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용해물의 인발 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 체결부의 내측면에 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 금속 용해물의 인발 장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 체결부는 인발부 하단에서도 결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 용해물의 인발 장치.

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