KR19980074871A - 알루미늄합금용 수평연속주조장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명의 속한 기술분야

본 발명은 알루미늄합금용 수평연속주조장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

알루미늄합금 빌레트 주조시 종래의 수직주조방법은 생산성을 높이는데 한계가 있고 종래의 수평주조방법은 주조시 안전성의 확보에 문제점이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

용탕을 불활성기체로 가압하여 몰드에 공급하고 몰드에 인출모터의 속도를 제어하는 역할을 온도감지기를 삽입하여 용탕온도에 따라 빌레트의 인출속도를 제어하는 요소들로 구성된 본 발명의 수평연속주조장치로서 해결됨.

4. 발명의 중요한 용도

조업시 안전성을 확보하고 제품의 균일화를 향상시키는 것은 물론 빌레트의 인출속도를 제어할 수 있어 작업 생산성의 높일 수 있음.

Description

알루미늄합금용 수평연속주조장치

본 발명은 알루미늄합금용 수평연속주조장치에 관한 것이다. 알루미늄합금 빌레트 주조시 수평연속 주조방법을 이용하여 수직주조방법보다 생산성을 높일 수 있으며, 본 발명은 종래의 수평 주조방법보다 주조시의 안정성 확보에 주안점을 두어 개발한 것이다.

종래의 알루미늄 합금 수평연속주조장치은 제1도에 나타낸 바와 같이 내화단열재로 이루어진 턴디쉬(Tundish)(11)내에 일정수준 용탕(2')을 채운 후 턴디쉬(11) 하부에 위치한 주입구를 통해 몰드 내부로 용탕을 공급해주고 냉각주형(Water jacket)(3')에서 분사하는 냉각수에 의해 주조하는 방법이었다. 이러한 방법은 주조시 냉각수가 몰드 내부로 유입됨에 따른 알루미늄(Al)합금 용탕의 폭발가능성을 내재하고 있어 주조작업시 안전성에 문제가 있다.

또한 종래의 수평연속주조방법은 몰드 및 냉각주형 체결시 내화 단열재가 여러 단계로 복잡하게 삽입되어 빌레트 직경의 변경에 많은 시간이 소요되었다. 이러한 이유롤 수평연속주조방법의 초기 기대사항이었던 높은 생산성을 구현하는데는 단일 합금, 단일 직경이라는 제한사항이 발생하였다.

주조된 발레트의 인출속도와 몰드내 용탕 온도의 상호 조건이 적절하게 맞지 않을 경우 주조 작업에 상당한 지장이 있었다. 예를 들면, 인출속도는 빠른데 이에 동반되는 용탕의 온도가 적당하지 않은 경우에는 형성된 셀이 터지고 이와 더불어 턴디쉬(11)내에서 용탕(2')이 유출된다. 반면에 용탕온도에 비해 인출속도가 늦을 경우에는 내화재 사이에 국부적으로 응고된 부위가 성장하여 용탕 막힘 등의 문제가 발생하여 조업이 중단되는 사례가 빈번하였다. 이로 인해 수평연속주조작업은 주로 작업의 현장 경험에 지나치게 의존하는 경우가 많은 등의 문제가 있었다.

본 발명에서는, 조업시 안전성을 확보하고 제품의 균일화를 향상시키는 것은 물론 빌레트의 인출속도를 제어할 수 있는 알루미늄 합금의 수평연속주조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적은, 용탕을 불활성기체로 가압하여 몰드에 공급하고 몰드에 인출모터의 속도를 제어하는 역할을 온도감지기를 삽입하여 용탕온도에 따라 빌레트의 인출속도를 제어하는 요소들로 구성된 본 발명에 의해서 달성될 수 있는 바, 첨부도면을 참조로 하여 이하에 상세히 설명한다.

제1도는 종래 수평연속주조장치의 개략도.

제2도는 본 발명의 몰드 및 냉각주형.

제3도는 본 발명의 저압주조방식을 채용한 용탕유지로.

제4도는 본 발명의 수평연속주조장치의 전체개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:수평연속주조장치 2,2':용탕

3,3':냉각주형 4:몰드

5:용탕유지로 6:가압가스공급관

7:주입구 8:스토크

9:온도감지기 10:모터

11:턴디쉬 12:빌레트

13:레일 14:바퀴

15:고정플래튼 19:빌레트인출장치

20:절단장치

제2도는 본 발명의 몰드 및 냉각주형을 나타낸 단면개략도이고, 제3도는 저항주조방식을 채용한 용탕유지로를 나타낸 단면개략도이며, 제4도는 본 발명의 알루미늄합금용 수평연속주조장치의 전체 개략도를 나타낸 것이다.

본 발명은 저압주조방식의 용탕유지로(5)와, 상기 용탕유지로(5)의 상부와 연결된 가압가스 공급관(6)과, 상기 용탕유지로(5)로 용탕(2)이 공급되는 입구인 주입구(7)와, 가압된 용탕(2)의 배출구이고 상기 용탕유지로(5)와 연결된 스토크(8)와, 상기 스토크(8)과 연결되어 배출된 용탕(2)이 응고되는 몰드(4)와, 상기 몰드(6)의 외부에 설치되며 알루미늄합금 용탕(2)의 폭발위험을 배제하기 위하여 간접냉각방식을 채용한 냉각주형(3)과, 상기 몰드(6)와 냉각주형(3) 사이에 설치된 온도감지기(9)와, 상기 온도감지기(9)에 의해 연동되어 빌레트를 인출하는 모터(10)로 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명한다.

용탕(2)이 일차적으로 유입되는 용탕유지로(5)는 용탕의 주입 후 내부압력이 5kg/cm²까지 견딜 수 있도록 밀폐성을 주었다. 주조작업시에는 불활성기체(질소가스)를 가압가스 공급관(6)에서 공급하여, 이 가압력에 의해 용탕(2)이 스토크(8)를 통해 몰드(4) 내부로 공급되게 된다.

제1도에 나타난 바와 같이, 종래에는 턴디쉬(11) 내에 남아있는 용탕(2')의 높이에 의존하는 중력에 의해 몰드(4') 내부로 용탕이 공급되기 때문에 빌레트(12') 내부의 충진성이 작업 초기나 중기나 말기에 따라 각각 달랐으나, 본 발명의 가압 시스템은 용탕(2)의 높이에 따른 중력보다 더 큰 가압력으로 용탕(2)을 몰드(4) 내부로 밀어 주기 때문에 빌레트(12)의 충진성을 높여 줄 뿐만 아니라 작업 전반에 걸쳐 동일한 압력을 유지할 수 있어, 품질의 균질성을 확보할 수 있다.

다양한 직경의 빌레트(12)를 생산하기 위해서는 다른 내화단열재와의 별도 체결이 필요없는 일체형 몰드(4) 및 냉각주형(3)을 제작하여 용탕 유지로(5)의 스토크(8)에 직접 체결되도록 하였다.

용탕(2)이 응고되는 몰드(4) 내부에 여타의 체결부위가 없도록 함으로써 빌레트(12)의 표면에 발생할 수 있는 끼임, 긁힘 등의 발생 요인이 근본적으로 제거되었기에 빌레트(12)의 표면 조도는 매우 양호해진다.

한편, 알루미늄합금 용탕의 폭발위험을 배제하기 위하여 제2도와 같은 간접냉각방식의 냉각주형(water jacket)(3)을 사용하여 몰드(4)내부로 용탕이 유입되는 것을 원천적으로 봉쇄하였다. 이에 따른 냉각능의 저하는 몰드(4) 외부로 인출된 발레트(12)의 표면에 물을 분사하는 2차 냉각장치(도시하지 않음)로 보완하였다.

제4도는 본 발명의 전체개요도이다. 19는 발레트 인출장치이고 20은 생성된 빌레트를 필요한 길이로 절단하는 장치이다. 용탕유지로(5)의 주입구(7)를 통해 용탕이 공급된 후 레일(13)과 바퀴(14)를 이용하여 고정 플래튼(Platen)(15)로 이동하게 된다. 여기서 고정플래튼(15)은 용탕유지로(5)에 체결되어 일체형으로 이루어진다.

또한, 몰드(4)와 냉각주형(3) 사이에 온도 감지기(9)를 설치하고 이를 빌레트(12)을 인출하는 모터(10)와 연동시켜 일정온도 이상에서는 모터(10)의 구동을 멈추게 함으로써 용탕(2)의 유출을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은, 조업시 안전성을 확보하고 제품의 균일화를 향상시키는 것은 물론 빌레트의 인출속도를 제어할 수 있다. 따라서 용탕 유출의 문제를 근본적으로 막을 수 있으며 안전하고도 작업 가능한 최대의 속도로 빌레트를 인출함으로써 작업 생산성의 높일 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 저압주조방식의 용탕유지로(5)와, 상기 용탕유지로(5)의 상부에 연결되어 용탕을 가압가스 공급관(6)과, 상기 용탕유지로(5)로 용탕(2)이 공급되는 입구인 주입구(7)와, 가압된 용탕(2)의 배출구이고 상기 용탕유지로(5)와 연결된 스토크(8)와, 상기 스토크(8)과 연결되어 배출된 용탕(2)이 응고되는 몰드(4)와, 상기 몰드(6)의 외부에 설치되며 알루미늄합금 용탕(2)이 폭발위험을 배제하기 위하여 간접냉각방식을 채용한 냉각주형(3)과, 상기 몰드(6)와 냉각주형(3) 사이에 설치된 온도감지기(9)와, 상기 온도감지기(9)에 의해 연동되어 빌레트를 인출하는 모터(10)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금용 수평연속주조장치.