KR20020040701A - 용융알루미늄 도금조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융알루미늄 도금조의 바닥면에 납층을 형성하여 알루미늄과 철이 결합하여 발생하는 드로스의 수거를 용이하게 하고, 열손실을 감소시킬 수 있도록 함은 물론, 도금조의 벽면을 경사지게 형성하여 도금조의 가열을 중단하였다가 재가열할 경우에 응고되었던 용융알루미늄이 용융시 발생하는 체적팽창압에 의하여 도금조가 파열되는 것을 방지할 수 있도록 한 용융알루미늄 도금조에 관한 것이다.

철재 구조물의 표면에 알루미늄 도금을 실행할 경우 철재 구조물 및 철재 도금조로부터 용융 알루미늄에 철분이 유입되는 것은 불가피한 현상이며, 이러한 철분이 알루미늄과 반응하여 합금된 찌꺼기인 드로스(dross)가 발생된다. 이러한 드로스는 비중에 의해 도금조의 바닥면에 누적 및 응고되어 알루미늄 용융시 도금조의 열전달을 감소시킬뿐 아니라 체적팽창에 의해 도금조의 파열을 유발시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 회주철을 소재로 하여 제작된 용융알루미늄 도금조에 있어서, 도금조(1)의 내부 바닥면에는 7∼12㎝ 두께의 납층(3)이 형성되며, 도금조(1)의 벽면은 수평선상으로부터 경사각(d)이 84∼86°로 경사지게 형성함으로서, 드로스 응고시 납층이 이를 묽게 하여 제거 작업이 가능하게 되며, 도금조의 바닥면에 형성된 납층이 열전도를 높여 알루미늄을 효율적으로 용융시키며, 가열중단 후 재용융시 납층, 알루미늄층 역시 그 체적팽창에 의해 도금조을 파열시킬 수 있으나, 경사각이 그 팽창력을 분산(확산)시킴으로써 도금조의 파열을 방지할 수있는 것을 특징으로한다.

Description

용융알루미늄 도금조{Hot-dip aluminizing pot}

본 발명은 용융알루미늄 도금조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금조의 바닥면에 납층을 형성하여 알루미늄과 철이 결합하여 발생하는 드로스의 수거를 용이하게 하고, 열손실을 감소시킬 수 있도록 함은 물론, 도금조의 벽면을 경사지게 형성하여 도금조의 가열을 중단하였다가 재가열할 경우에 응고되었던 용융알루미늄이 용융시 발생하는 체적팽창압에 의하여 도금조가 파열되는 것을 방지할 수 있는 용융알루미늄 도금조에 관한 것이다.

철재 파이프, 철재 밸브 등과 같은 철재 구조물의 표면에 알루미늄 도금을실시할 경우 재질이 철재로 이루어진 도금조 내부에 알루미늄을 용융시키고, 도금 대상의 철재 구조물을 도금조 내부에 침적시킴으로써 알루미늄 도금을 진행하게 된다.

이와 같이 철재 구조물의 표면에 알루미늄 도금을 실행할 경우 철재 구조물 및 철재 도금조로부터 용융 알루미늄에 철분이 유입되는 것은 불가피한 현상이며, 이러한 철분이 알루미늄과 반응하여 합금된 찌꺼기(이하 "드로스(dross)"라함)가 발생된다.

이러한 드로스는 비중에 의해 도금조의 바닥면에 누적 후 응고되어 알루미늄 용융시 도금조의 열전달을 감소시킬뿐 아니라 체적팽창에 의해 도금조의 파열을 유발시킬 수 있다.

즉, 알루미늄 도금조를 계속하여 사용할 경우 도금조의 바닥면에 부착되는 드로스층은 더욱 늘어나게 되며, 이러한 드로스층은 도금조의 열전달을 차단하는 역할을 하게 되어 알루미늄의 용융온도를 얻기 위해 도금조를 더욱 가열하여야 함으로써 열손실이 증가될 뿐만 아니라, 과열 공급으로 인해 도금조의 파열을 유발시켜 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 주철의 한 종류로서 알루미늄과 친화력이 없는 실리콘 및 탄소가 많이 함유된 회주철(灰鑄鐵:grey cast iron)을 사용하여 도금조를 제작하여 사용하고 있으나 회주철은 실리콘 및 탄소의 함량이 높아 주조성(鑄造性)과 절삭성(切削性)이 양호하기는 하지만 충격에 약한 단점이 있어서 도금작업을 중지하였다가 다시 진행하게 되면 굳어졌던 알루미늄이 용융되면서 발생하는 체적팽창압에 의하여 도금조가 파열되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도금조의 바닥면에 납층을 형성하여 알루미늄과 철이 결합하여 발생하는 드로스의 수거를 용이하게 함과 동시에 도금조의 바닥면에 드로스가 부착되어 도금조의 가열시 발생하는 열손실을 감소시키고, 도금조의 벽면을 경사지게 형성하여 도금조의 가열을 중단하였다가 재가열할 경우에 응고되었던 용융알루미늄이 용융시 발생하는 체적팽창압에 의하여 도금조가 파열되는 것을 방지할 수 있는 용융알루미늄 도금조를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 회주철을 소재로 하여 제작된 통상의 용융알루미늄 도금조에 있어서, 상기 도금조의 내부 바닥면에는 7∼12㎝ 두께의 납층이 형성되며, 상기 도금조의 벽면을 수평선상으로부터 경사각(d)이 84∼86°로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조의 벽면경사각을 나타낸 개략도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 용융알루미늄 도금조

2 : 용융알루미늄 도금액

3 : 납층

이하 본 발명의 용융알루미늄 도금조를 바람직한 실시예를 들어 도 1 및 도 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조의 벽면 경사각을 나타낸 개략도로서, 도면 중 미설명 부호 d는 도금조 벽면의 수평선상으로부터의 경사각이다.

본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조는 회주철을 소재로 하여 제작된 용융알루미늄 도금조로서, 용융알루미늄 도금조(1)의 내부에 알루미늄보다 비중이 높은 납을 투입하여 도 1에 도시된 바와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 내부 바닥면에는 7∼12㎝ 두께의 납층(3)이 형성되며, 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면을 경사지게 형성하여 용융알루미늄 도금조(1)의 하부보다 상부가 더 넓게 형성하되, 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면은 수평선상으로부터 경사각(d)이 84∼86°로 경사지게 형성된다.

이하 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 용융알루미늄 도금조의 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 내부에 납을 투입하여 바닥면에 납층(3)을 형성하는 것은 용융알루미늄 도금작업을 진행할 경우에 생성되는 드로스, 특히 도금조의 바닥면에 응결되는 드로스의 수거를 용이하게 함과 동시에 도금조의 벽면 및 바닥면에서 철이 용출되어 알루미늄과 반응하여 드로스를 형성하므로서 도금조가 점차 얇아지는 것을 방지하기 위함이다.

이는 납의 비중이 알루미늄의 비중보다 높으므로 납이 용융알루미늄 도금액(2)과 혼합되지 않고 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면으로 침전되어 납층(3)을 형성하므로서 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에서 철이 용출되지 않도록 하여 생성되는 드로스가 납층(3)에 의하여 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 누적되는 것을 방지하게 되어 드로스를 수거할 때 도금조의 바닥면에 드로스가 잔류하는 것을 방지하게 된다.

이때, 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 형성된 납층(3)의 두께가 얇으면도금작업시 생성될 드로스가 침전하여 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 부착되므로서 드로스의 수거가 완전히 이루어질 수 없게 되어 점차적으로 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 부착된 드로스의 양이 증가하게 된다.

이로 인하여 과다한 열을 가하여야 하므로 열손실과, 드로스의 과다 발생으로 종국적으로는 용융알루미늄 도금조(1)의 파열을 유발할 수 있고, 납층(3)의 두께가 두꺼워지면 용융알루미늄 도금액(2)으로의 열전달이 원활히 이루어지지 않아 용융알루미늄 도금조(1)에 과다한 열을 가하여야 하므로 이러한 과열로 상기와 같은 열손실과 용융알루미늄 도금조(1)의 파열을 유발하게 된다.

따라서, 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 형성되는 납층(3)의 두께를 7∼12㎝로 형성하므로서 상기와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 드로스가 부착되는 것을 방지하며, 과열로 인한 열손실과 용융알루미늄 도금조(1)의 파열을 방지하게 된다.

상기와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 바닥면에 납층(3)을 형성하더라도 용융알루미늄 도금조(1)의 가열을 중단하였다가 다시 용융알루미늄 도금조(1)를 가열할 때 굳어졌던 알루미늄이 용융 체적팽창되면서 발생하는 팽창압에 의하여 용융알루미늄 도금조(1)가 파열되는 것을 방지할 수는 없으며, 이것은 상기와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 상부가 하부보다 넓게 형성되도록 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면을 경사지게 형성함으로서 방지할 수 있게 된다.

다시 말하면 도금작업의 완료후 용융알루미늄 도금조(1)의 가열을 중단하면 용융알루미늄 도금액(2)이 냉각되어 알루미늄이 응고되며, 동시에 용융알루미늄 도금액(2) 내에 잔존하는 미량의 드로스가 굳어지게 된다.

또한, 용융알루미늄 도금조(1)를 가열할 경우 응고된 알루미늄과 미량의 드로스가 용융하면서 입계를 형성하고, 이때 알루미늄 용융시 발생되는 체적팽창을 할 때, 경사진 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면을 타고 팽창압이 상부로 전이되므로 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면이 받는 압력을 감소시키게 된다.

이와 같이 용융알루미늄 도금조(1)의 재가열시 발생하는 팽창압을 상부로 전이시키기 위하여는 적절한 용융알루미늄 도금조(1) 벽면의 경사각(d)이 요구되며, 용융알루미늄 도금조(1) 벽면의 경사각(d)이 요구되는 경사각보다 작은 경우에는 용융알루미늄 도금조(1)의 재가열시 발생하는 팽창압이 상부로 전이되지 못하고 용융알루미늄 도금조(1) 벽면에 압박을 가하여 용융알루미늄 도금조(1)가 파열될 수 있으며, 요구되는 경사각보다 큰 경우에는 용융알루미늄 도금액(2)의 상부 노출면적이 넓어지게 되므로 열발산이 많아 균일한 온도를 유지하기 위하여 용융알루미늄 도금조(1)에 과다한 열을 가하여야 하므로 열손실이 증가하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 용융알루미늄 도금조(1) 벽면의 경사각(d)을 수평선상으로부터 84∼86°로 경사지게 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면을 형성하므로서 용융알루미늄 도금조(1)의 재가열시 발생하는 팽창압에 의하여 용융알루미늄 도금조(1)의 벽면에 압박을 받아 파열되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 본 발명의 용융알루미늄 도금조는 내부의 바닥면에 납층을 형서하여 알루미늄과 철이 결합하여 발생하는 드로스의 수거를 용이하게 함과 동시에도금조의 바닥면에 드로스가 부착되어 도금조의 가열시 발생하는 열손실을 감소시키고, 도금조의 벽면을 경사지게 형성하여 도금조의 가열을 중단하였다가 재가열할 경우에 응고되었던 용융알루미늄이 용융하여 팽창할 때 발생하는 팽창압에 의하여 도금조가 파열되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 회주철을 소재로 하여 제작된 통상의 용융알루미늄 도금조에 있어서,

   도금조(1)의 내부 바닥면에는 7∼12㎝ 두께의 납층(3)이 형성되며, 도금조(1)의 벽면은 바닥면과 수평선상으로부터 경사각(d)이 84∼86。로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 용융알루미늄 도금조.