KR102578600B1 - 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법 - Google Patents

잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법 Download PDF

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Abstract

잉곳 제조용 잉곳 몰드는 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 갖는 제1 금속 소재로 형성된 제1 잉곳 몰드 몸체; 및 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 일체로 형성되며 연성을 갖는 제2 금속 소재로 형성된 제2 잉곳 몰드 몸체를 포함하며, 상기 제1 잉곳 몰드 몸체를 이루는 상기 제1 금속 소재는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 포함하고, 상기 제2 잉곳 몰드 몸체를 이루는 상기 제2 금속 소재는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철을 포함한다.

Description

잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법{INGOT MOLD FOR MANUFACTURING INGOT, AND METHOD FOR MANUFACTURING INGOT USING THE SAME}
본 발명은 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법에 관한 것으로 특히 고온으로 가열된 잉곳 몰드의 급격한 파손에 의하여 잉곳 몰드 내부에 채워진 용탕 금속에 의한 인명 피해를 방지할 수 있는 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법에 관한 것이다.
철강 산업 분야, 조선 산업 분야, 화학 용기 산업 분야 등에서 널리 사용되는 단조용 잉곳(ingot)은 주조 기술에 의하여 제조된다.
단조용 잉곳은 용탕 금속을 일정한 형상을 갖는 몰드(mold)에 주입 및 서냉한 후 몰드로부터 분리하는 과정을 통해 제조되며, 이와 같은 주조 기술에 의하여 동일한 형상 및 동일한 크기를 갖는 단조용 잉곳을 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 주입관 부재(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.
일반적으로 주괴용 몰드(10)는 연신되지 않는 주철 소재로 제작되는데 주철 소재로 주괴용 몰드(10)를 제작할 경우, 고온의 용강이 주괴용 몰드(10)에 제공될 때 용강의 열에 의하여 주괴용 몰드(10)에 큰 열응력 및 열충격이 가해져 주괴용 몰드(10)가 급속하게 파손될 수 있고 이로 인해 주괴용 몰드(10)에 수납된 고온의 용강이 급속히 주변으로 비산 및 흘러내려 인명 피해가 발생 또는 주변 시설이 손상될 수 있다.
주괴용 몰드가 파손될 경우 주괴용 몰드의 교체 비용에 의하여 생산 원가가 크게 상승되고, 주괴용 몰드의 교체에 많은 시간이 소요되어 생산성 및 생산 효율이 크게 저하된다.
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 고온의 용탕 금속에 의하여 큰 열응력 및 열충격이 가해지더라도 급속히 파손되는 것을 방지한 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법를 제공한다.
본 발명은 잉곳을 반복하여 생산하는 과정에서 크랙과 같은 손상이 발생될 경우 잉곳 몰드 중 크랙이 발생된 부분만 교체한 후 사용함으로써 잉곳 몰드 또는 잉곳 몰드를 이용하여 제조된 잉곳의 제조 원가 및 제조에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법를 제공한다.
일실시예로서, 잉곳 제조용 잉곳 몰드는 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 갖는 제1 금속 소재로 형성된 제1 잉곳 몰드 몸체; 및 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 일체로 형성되며 연성을 갖는 제2 금속 소재로 형성된 제2 잉곳 몰드 몸체를 포함하며, 상기 제1 잉곳 몰드 몸체를 이루는 상기 제1 금속 소재는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 포함하고, 상기 제2 잉곳 몰드 몸체를 이루는 상기 제2 금속 소재는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철을 포함한다.
잉곳 제조용 잉곳 몰드의 상기 제2 잉곳 몰드 몸체의 표면에는 상기 제1 잉곳 몰드 몸체로부터 전달된 열을 방열시켜 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 파손을 방지하기 위한 방열용 요철부들이 형성된다.
잉곳 제조용 잉곳 몰드의 상기 제1 잉곳 몰드 몸체 및 상기 제2 잉곳 몰드 몸체는 동일한 두께로 형성된다.
일실시예로서, 잉곳 제조용 잉곳 몰드를 이용한 잉곳 제조 방법은 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 갖는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철로 제1 잉곳 몰드 몸체 및 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 일체로 형성되며 연성을 갖는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철로 제2 잉곳 몰드 몸체를 형성하여 잉곳 몰드를 형성하는 단계; 상기 잉곳 몰드를 용탕 금속이 공급되는 정반의 상면에 고정하는 단계; 상기 정반을 통해 상기 잉곳 몰드의 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 내부에 상기 용탕 금속을 제공하여 기둥 형상을 갖는 잉곳을 형성하는 단계; 냉각된 상기 잉곳을 상기 제1 잉곳 몰드 몸체로부터 분리하는 단계; 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 표면을 검사하여 상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 손상을 검출하는 단계; 상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 손상이 검출되면 상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 충격을 가해 상기 제2 잉곳 몰드 몸체로부터 상기 제1 잉곳 몰드 몸체만 선별적으로 제거하는 단계; 및 상기 제1 잉곳 몰드 몸체가 제거되어 노출된 상기 제2 잉곳 몰드 몸체의 내측면에 상기 제1 금속 소재로 상기 제1 잉곳 몰드 몸체를 재형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법은 고온의 용탕 금속에 의하여 큰 열응력 및 열충격이 가해지더라도 급속히 파손되는 것을 방지 및 잉곳을 반복하여 생산하는 과정에서 크랙과 같은 손상이 발생될 경우 잉곳 몰드 중 크랙이 발생된 부분만 교체한 후 사용함으로써 잉곳 몰드 또는 잉곳 몰드를 이용하여 제조된 잉곳의 제조 원가 및 제조에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 몰드 및 잉곳 몰드가 배치되는 정반을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일실시에에 따른 잉곳 제조용 잉곳 몰드를 이용한 잉곳 제조 방법을 도시한 순서도이다.
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 특허에서 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 특허에서, "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 특허에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 몰드 및 잉곳 몰드가 배치되는 정반을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)는 정반(200)의 상면에 배치된다.
정반(200)은 플레이트 형상으로 형성되며, 정반(200)은 잉곳 몰드(100)를 지지하는 역할 및 정반(200)의 중앙부에 형성된 관통홀(210)을 통해 외부로부터 제공된 고온의 용탕 금속을 잉곳 몰드(100)의 내부로 공급하여 잉곳 몰드(100)의 내부에서 잉곳을 제조될 수 있도록 한다.
일반적으로 잉곳 몰드(100)는 주철로 제조되는데, 잉곳 몰드(100)를 주철로만 제작할 경우 잉곳 몰드(100)의 내부에 고온의 용탕 금속이 제공될 경우 잉곳 몰드(100)에 큰 열응력 및 큰 열충격이 가해져 잉곳 몰드(100)가 급속히 파괴될 수 있다.
주철로만 제작된 잉곳 몰드(100)는 10회 이상 반복 사용을 목표로 하지만 열응력 및 열충격에 의하여 주철로 제작된 잉곳 몰드(100)는 단지 1회 사용후 파손이 발생될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)의 파손을 억제 또는 방지하기 위하여 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)는 제1 잉곳 몰드 몸체(120) 및 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 도 3에 도시된 바와 가이 제1 잉곳 몰드 몸체(120) 및 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 각각 동일한 두께(t1,t2)를 갖는다.
제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 잉곳의 형상에 대응하는 형상으로 형성되며, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 상부 및 하부가 개방된 통 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 주물(casting) 방식으로 형성될 수 있다.
특히 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 수축된 잉곳이 제1 잉곳 몰드 몸체(120)로부터 쉽게 분리될 수 있도록 상광하협(上廣下峽) 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상광하협 형상을 갖는 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 좁은 하부로는 정반(200)의 관통홀(210)을 통해 제공된 용탕된 금속이 제공되고, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 내부에 형성된 잉곳은 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 넓은 상부를 통해 원활하게 배출된다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 제1 금속 소재로 제작되는데, 제1 금속 소재는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 포함한다.
KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 제1 금속 소재로 제작된 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 열에 의하여 팽창되지 않는 특징을 갖는데 이와 같이 열에 의하여 팽창되지 않는 주철로 제1 잉곳 몰드 몸체(120)를 제조할 경우 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 내부로 제공된 용탕된 금속이 냉각되면서 수축될 때 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면으로부터 잉곳이 쉽게 분리되는 장점을 갖는다.
그러나 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 제1 금속 소재로 제작된 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 잉곳으로부터 쉽게 분리되는 장점을 갖는 반면 연성을 갖지 않고 취성(brittleness)이 커 열응력 또는 충격에 쉽게 크랙이 발생되거나, 깨지거나 파손되는 단점을 갖고 이로 인해 상기 제1 금속 소재로만 제작된 잉곳 몰드는 여러번 반복해서 사용하기 어렵다.
제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 외측면에 일체로 형성되는데, 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 주물 방식으로 제작될 수 있다.
주물 방식으로 제작되는 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 제2 금속 소재로 제작되는데, 제2 금속 소재는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철을 포함한다.
KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철을 제2 금속 소재로 제작된 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 열에 의하여 팽창되는 연성을 갖는데, 열에 의하여 팽창되는 구상흑연주철로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 제조할 경우 열응력 또는 열충격에 의하여 쉽게 파손되거나 깨지지 않는 장점을 갖는다.
본 발명의 일실시예에서 제2 잉곳 몰드 몸체(140) 및 용탕된 금속은 유사한 열팽창률 및 열수축률을 갖기 때문에 상기 제2 금속 소재로 제작된 제2 잉곳 몰드 몸체(140) 및 잉곳을 제조하기 위한 용탕된 금속이 직접 접촉될 경우 제2 잉곳 몰드 몸체(140)로부터 잉곳을 분리할 수 없기 때문에 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 제1 잉곳 몰드 몸체(140)의 외측면에 형성된다.
또한 상기 제2 금속 소재로 제작된 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 열응력 또는 열충격, 외부에서 인가된 충격 또는 진동 등에 의하여 쉽게 깨지지 않는 연성을 갖기 때문에 열응력 또는 열충격에 의하여 제1 잉곳 몰드 몸체(120)가 급격히 깨지더라도 제2 잉곳 몰드 몸체(140)는 파손되지 않고 이로 인해 고온의 용탕 금속이 외부로 비산되거나 흘러나오는 것을 방지하여 인명 피해 및 주변 시설 파손을 방지할 수 있다.
한편, 예를 들어 주철로 제작된 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 외측에 예를 들어 구상흑연주철로 제작된 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 형성할 경우 잉곳 제조용 몰드(100)의 리페어가 가능하다.
구체적으로, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 일부에 열응력 또는 열충격이 가해져 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 일부에 크랙이 발생되거나 일부가 파손된 것을 도 2에 도시된 카메라(160)를 통해 발견한 경우 작업자는 취성이 큰 제1 잉곳 몰드 몸체(120)에 충격을 가해 제1 잉곳 몰드 몸체(120)를 파괴하여 선별적으로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)로부터 제거하고 주물 방식으로 제1 잉곳 몰드 몸체(120)를 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 내부에 재형성할 수 있다.
이와 같이 연성을 갖는 제2 잉곳 몰드 몸체(120)를 이용해 제1 잉곳 몰드 몸체(120)를 재활용함으로써 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)의 생산성을 향상시키고, 생산 원가를 크게 감소시킬 수 있게 된다.
도 3을 다시 참조하면, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)는 열에 의한 열응력 및 열충격에 의하여 쉽게 크랙 또는 파손이 발생될 수 있기 때문에 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 열을 제2 잉곳 몰드 몸체(140)로 방열시킬 경우 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 파손을 예방할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 방열 효율을 높여 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 파손을 방지하기 위하여 주물 방식으로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 형성할 때 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 표면에 방열용 요철부(145)를 형성할 수 있는데, 방열용 요철부(145)는 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 표면에 매트릭스 형태로 형성된 돌기 형상을 가질 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)가 열응력 또는 열충격에 의하여 급격히 파손되거나 깨질 경우 고온의 용탕된 금속이 비산되어 큰 인명 피해 또는 주변 시설 피해가 발생될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 이와 같은 잉곳 제조용 몰드(100)의 파손을 예측할 수 있도록 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)는 알람 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.
알람 유닛(150)은 변위 감지판(152), 센서 유닛(154,155), 제어부(156) 및 알람부(157)를 포함한다.
변위 감지판(152)은, 예를 들어, 플레이트 형상으로 형성되며, 변위 감지판(152)은 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)의 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 외측면에 결합된다. 변위 감지판(152)은 열에 의하여 팽창 또는 수축되지 않는 금속 소재로 제작될 수 있다.
변위 감지판(152)에는 관통홀이 형성될 수 있는데, 관통홀의 사이즈는 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)의 사이즈에 따라 가변될 수 있다.
센서 유닛(154,155)은 변위 감지판(152)의 양쪽에 각각 배치되는데, 센서 유닛(154,155) 중 어느 하나는 광을 발생시키는 발광 센서이고, 나머지 하나는 광을 수광하는 수광 센서이다. 센서 유닛(154,155)는, 예를 들어, 수광 센서에 광이 수광되지 못하면 센싱 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 센서 유닛(154,155)은 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)와 결합되지 않고 분리되며, 센서 유닛(154,155)은 이동 또는 움직이지 않는다.
제어부(156)는 센서 유닛(154,155)으로부터 센싱 신호가 출력되면 알람부(157)에 알람 신호를 인가하여 알람을 발생시킨다.
알람부(157)는 음성 또는 사운드로 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)의 파손을 알리는 스피커 등을 포함할 수 있다.
알람 유닛(150)의 작동을 설명하면, 잉곳 제조용 잉곳 몰드(100)가 다양한 원인에 의하여 비정상적으로 팽창하거나 비정상적으로 수축함에 따라 제2 잉곳 몰드 몸체(140)에 결합된 변위 감지판(152)에는 변위가 발생된다.
이와 같이 변위 감지판(152)에 변위가 발생됨에 따라 센서 유닛(154,155)으로부터 변위 감지판(152)의 관통홀을 통과하던 광은 변위 감지판(152)에 의하여 차단되고, 센서 유닛(154,155)의 수광 센서에 광이 도달하지 못할 경우 센서 유닛(154,155)으로부터는 센싱 신호가 발생되고, 제어부(156)는 센싱 신호에 의해 알람부(157)에 알람 신호를 인가한다.
이하, 도 4를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 제조용 잉곳 몰드를 이용한 잉곳 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시에에 따른 잉곳 제조용 잉곳 몰드를 이용한 잉곳 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 잉곳을 제조하기 위해서는 먼저 잉곳 몰드(100)가 제조된다. (단계 S10)
잉곳 몰드(100)를 제조하기 위해서는 먼저 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 갖는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철로 제1 잉곳 몰드 몸체(120)가 형성된다.
이어서, 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 외측면에 일체로 형성되며 연성을 갖는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)가 형성된다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 제1 잉곳 몰드 몸체(120)를 주물 방식으로 형성하고 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 외측면에 주물 방식으로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 형성한 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 제2 잉곳 몰드 몸체(140)를 주물 방식으로 먼저 형성한 후 제1 잉곳 몰드 몸체(140)를 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 내측면에 형성하여도 무방하다.
잉곳 몰드(100)가 형성되면, 도 1에 도시된 바와 같이 잉곳 몰드(100)는 용탕 금속이 공급되는 정반(200)의 상면에 고정된다. (단계 S20)
정반(200)에 잉곳 몰드(100)가 고정되면 정반(200)의 관통홀을 통해 잉곳 몰드(100)의 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 내부로는 용탕된 금속이 공급되어 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 내부에는 블럭 형상을 갖는 잉곳이 형성된다. (단계 S30)
용탕된 금속이 냉각되지 전에는 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면에 접촉되지만 용탕된 금속이 냉각되면서 잉곳은 수축되고 이로 인해 잉곳은 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면으로부터 분리된다. (단계 S40)
잉곳이 잉곳 몰드(100)로부터 분리되면 도 2에 도시된 카메라(160)를 이용하여 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면을 촬영하고 촬영된 영상을 분석하여 제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면에 손상 여부를 판단한다. (단계 S50)
제1 잉곳 몰드 몸체(120)의 표면에 손상이 검출되면, 손상된 제1 잉곳 몰드 몸체(120)에 충격을 가해 제2 잉곳 몰드 몸체(140)로부터 손상된 제1 잉곳 몰드 몸체(120)만을 선별적으로 제거한다. (단계 S60)
취성이 큰 제1 잉곳 몰드 몸체(120)에 충격을 가함으로써 제2 잉곳 몰드 몸체(120)로부터 제1 잉곳 몰드 몸체(120)가 제거되는데 제2 잉곳 몰드 몸체(120)는 연성을 갖기 때문에 충격이 가해지더라도 파손되지 않는다.
제2 잉곳 몰드 몸체(140)로부터 제1 잉곳 몰드 몸체(120)가 분리된 후 주물 방식으로 제2 잉곳 몰드 몸체(140)의 내측면에는 상기 제1 금속 소재로 제1 잉곳 몰드 몸체(120)가 재형성되고, 이후 잉곳 제조 공정이 반복된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 잉곳 제조용 잉곳 몰드 및 이를 이용한 잉곳 제조 방법은 고온의 용탕 금속에 의하여 큰 열응력 및 열충격이 가해지더라도 급속히 파손되는 것을 방지 및 잉곳을 반복하여 생산하는 과정에서 크랙과 같은 손상이 발생될 경우 잉곳 몰드 중 크랙이 발생된 부분만 교체한 후 사용함으로써 잉곳 몰드 또는 잉곳 몰드를 이용하여 제조된 잉곳의 제조 원가 및 제조에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.
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 몰드 200...정반
120...제1 잉곳 몰드 몸체 140...제2 잉곳 몰드 몸체

Claims (4)

  1. 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 갖는 제1 금속 소재로 형성된 제1 잉곳 몰드 몸체; 및
    상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 일체로 형성되며 연성을 갖는 제2 금속 소재로 형성된 제2 잉곳 몰드 몸체를 포함하며,
    제1 잉곳 몰드 몸체의 내부로 제공된 용탕된 금속이 냉각 및 수축될 때 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 내측면으로부터 상기 잉곳이 수축되면서 분리되도록 상기 제1 금속 소재는 제1 연성을 갖는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철을 포함하며,
    상기 용탕된 금속에 의한 열응력 및 열충격에 의하여 상기 제1 잉곳 몰드 몸체가 깨지더라도 상기 제2 잉곳 몰드 몸체는 파손되지 않도록 하기 위해 상기 제2 금속 소재는 상기 제1 연성보다 큰 제2 연성을 갖는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철을 포함하며,
    상기 제2 잉곳 몰드 몸체는 주물 방식으로 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 일체로 형성되는 잉곳 제조용 잉곳 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 잉곳 몰드 몸체의 표면에는 상기 제1 잉곳 몰드 몸체로부터 전달된 열을 방열시켜 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 파손을 방지하기 위한 방열용 요철부들이 형성되며,
    상기 제2 잉곳 몰드 몸체의 표면에는 관통홀이 형성된 변위 감지판이 결합되고, 상기 변위 감지판의 관통홀의 양쪽에는 각각 고정된 센서 유닛이 배치되고, 상기 변위 감지판이 움직여 상기 센서 유닛으로부터 센싱 신호가 출력되면 알람 신호를 생성하는 제어부 및 상기 알람 신호에 의하여 알람을 발생시키는 알람부를 포함하는 알람 유닛을 더 포함하는 잉곳 제조용 잉곳 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 잉곳 몰드 몸체 및 상기 제2 잉곳 몰드 몸체는 동일한 두께로 형성되는 잉곳 제조용 잉곳 몰드.
  4. 내부에 중공이 형성되며 잉곳을 형성하는 용탕된 금속과 직접 접촉되며 취성을 가지며, 수납 공간으로 제공된 용탕된 금속이 냉각 및 수축될 때 제1 잉곳 몰드 몸체의 내측면으로부터 상기 잉곳이 수축되면서 분리되도록 제1 연성을 갖는 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철로 제작된 제1 잉곳 몰드 몸체 및 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 내부에 수납된 상기 용탕된 금속에 의한 열응력 및 열충격에 의하여 상기 제1 잉곳 몰드 몸체와 함께 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 외측면에 주물 방식으로 일체로 형성되며 상기 제1 연성보다 큰 제2 연성을 갖는 KS규격 GCD500(JIS 규격 FCD500)인 구상흑연주철로 제작된 제2 잉곳 몰드 몸체를 갖는 잉곳 몰드를 형성하는 단계;
    상기 잉곳 몰드를 용탕 금속이 공급되는 정반의 상면에 고정하는 단계;
    상기 정반을 통해 상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 내부에 상기 용탕 금속을 제공하여 기둥 형상을 갖는 잉곳을 형성하는 단계;
    냉각된 상기 잉곳을 상기 제1 잉곳 몰드 몸체로부터 분리하는 단계;
    상기 제1 잉곳 몰드 몸체의 표면을 검사하여 상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 손상을 검출하는 단계;
    상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 손상이 검출되면 상기 제1 잉곳 몰드 몸체에 충격을 가해 상기 제2 잉곳 몰드 몸체로부터 상기 제1 잉곳 몰드 몸체만 선별적으로 제거하는 단계; 및
    상기 제2 잉곳 몰드 몸체의 내측면에 상기 KS규격 GC200(JIS 규격 FC200)인 주철로 상기 제1 잉곳 몰드 몸체를 재형성하는 단계를 포함하는 잉곳 제조용 잉곳 몰드를 이용한 잉곳 제조 방법.
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