KR20050047577A - 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법에 관한 것이며, 그 목적은 추가압탕이 필수적인 대형 프로펠러를 제조할 경우 압탕부의 주형 붕괴를 방지해주는 후란사주형을 사용함으로써, 건조시간을 단축하여 작업효율을 높이고 자연 건조를 통해 건조장치가 필요 없도록 한 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 프로펠러(50)를 생산하는 주조공법에 있어서, 후란레진을 점결재로 하여 제작되고 상부에는 용탕을 부을 수 있는 압탕부(20)가 형성되며 하부에는 주입구(10)가 형성되어 있는 후란사주형(60)의 주입구(10)를 통해 용탕을 주입하고, 상기 후란사주형(60)에 주입된 용탕이 응고하는 과정에서 방향성응고를 유도하기 위하여 압탕부의 온도를 높이기 위한 발열제 투입하고, 응고층을 파괴하는 포킹작업 등을 수행한 후 용탕의 부피 수축으로 용탕의 높이가 낮아지면 압탕부(20)를 통해 용탕을 재주입하는 추가압탕작업을 다수 번 실시하되, 상기 압탕부(20)의 내외면을 따라 추가압탕이 이루어지는 높이에 상응하도록 발열슬리브(30)를 부착하여 압탕부(20)의 붕괴를 방지하는 것을 요지로 한다.

Description

후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법{Propeller casting processes using furan resin molding process}

본 발명은 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압탕부에 부착되는 발열슬리브의 길이를 증가시켜 압탕전체를 내외부에서 감싸도록 하여 점결력이 약해진 후란사주형을 지지해주어 주형의 붕괴를 방지하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 프로펠러 제조공법은 주조 공법을 이용하여 생산하고 있는데, 프로펠러를 주조할 경우에는 시멘트를 점결재로 사용하여 시멘트주형을 만들고 상기 주형의 내부에 고온의 용탕(쇳물을 녹인 것)을 부은 뒤, 쇳물이 굳고 나면 주형을 허물고 주물을 꺼내는 것으로 완성되며, 또한 후란을 이용하여 후란사주형을 제작하여 제품을 생산하기도 한다.

상기 후란(furan)은 우수한 내열성 및 내산성, 내알카리성, 내마모성을 가진 성형재료로서 1960년 이후부터 주물용 바인더로서 주목받기 시작하여 열경화형(Hot-Box Process)을 거쳐 상온자경성 바인더로 (산경화형) 발전되었다. 특히 후란 프로세스는 규사의 재생이 가능하여 1980년대 이후 국내 주물업계에 널리 채용되기 시작 했으며 적용범위는 일반주철 및 닥타일, 일반주강, 특수강, 비철금속(Al,Cu)용으로 거의 모든 주물제조에 사용되고 있다.

그런데 대형프로펠러와 같이 대형 주물을 생산 할 경우에는 대형주물의 수축량이 많고 제품의 형태가 방향성응고를 유도하기 어려워 건전하고 원하는 치수의 주물 을 얻기 위해서는 최초 용탕 주입 후 응고과정에서 압탕부의 온도관리 및 응고층 높이 관리를 위하여 발열제 투입, 포킹작업 및 추가 압탕 작업 등의 압탕관리 작업이 필요하다. 이러한 압탕관리 작업으로 인하여 압탕부는 고온이 장기적으로 지속된다.

이와 같은 대형프로펠러를 제작하기 위해서는 도 1 에서와 같이 시멘트주형(70)의 하부에 연결된 주입구(10)를 통해 용탕을 주입하는 하주입 방법을 사용하며 용탕주입 완료 후 용탕의 온도가 저하되면 용탕의 수축으로 인해 압탕의 높이가 낮아지게 되어 이때 수축량을 보상하기 위하여 시멘트주형의 상부에 형성된 압탕부(20)를 통해서 용탕을 2~4번 정도 추가압탕을 실시하고 방향성 응고를 유도하기 위하여 3~5회의 발열제 투입 및 10~15회 실시한다.

상기의 과정에서 프로펠러(50)의 주형은 시멘트를 점결재로 사용한 시멘트주형(70)을 사용하기 때문에 주물표면이 거칠고, 주형의 시멘트에 함유된 수분을 건조시키기 위하여 장시간의 건조시간 및 대용량의 건조장치가 필요한 단점이 발생하였다.

또한 상기와 같은 시멘트를 점결재 대신에 별도의 건조장치가 필요 없고 자연 건조시간이 짧은 자경성 후란레진(furan resin)을 점결재로 사용한 후란사주형을 이용하여 제품을 생산할 경우에는 후란사주형이 고온의 용탕과 접촉하여 후란레진이 산화하여 점결력을 잃는 단점이 있어, 추가압탕 작업시에 주입되는 용탕의 흐름과 포킹작업 및 보온재 투입 등 작업으로 인해 점결력을 잃은 압탕부(20)의 후란사주형이 붕괴되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 압탕관리 작업이 필수적인 대형 프로펠러를 주조할 경우 발열슬리브가 부착된 후란사주형을 사용함으로써, 압탕부의 붕괴를 방지하고 건조시간을 단축하여 작업효율을 높이고 자연 건조를 통해 건조장치가 필요 없도록 한 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프로펠러(50)를 생산하는 주조공법에 있어서,

후란레진을 점결재로 하여 주형을 제작되고 상부에는 용탕을 부을 수 있는 압탕부가 형성되며 압탕부는 CO2 주형법으로 발열슬리브가 형성되고 하부에는 주입구가 형성되어 있는 후란사주형의 주입구를 통해 용탕을 주입하고, 상기 후란사주형에 주입된 용탕이 응고하는 과정에서 방향성응고를 유도하기 위한 압탕관리 작업과 용탕의 부피 수축으로 용탕의 높이가 낮아지면 압탕부를 통해 용탕을 재주입하는 추가압탕작업을 다수 번 실시하되, 상기 압탕부의 내외면을 따라 추가압탕이 이루어지는 높이에 상응하도록 발열슬리브를 부착하여 압탕부의 붕괴를 방지하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 구성을 첨부도면과 연계하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 의한 프로펠러 주조방법을 나타낸 개략도로서, 본 발명의 프로펠러를 주조하는 주형은 후란을 점결재로 사용한 후란사주형(60)으로써 프로펠러(50)의 중심부 하부에는 용탕을 주입할 수 있는 주입구(10)가 연결되어 있고 그 상부에는 주입구(10)로 주입된 용탕이 수축되어 높이가 저하됨에 따라 추가 용탕을 주입할 수 있도록 압탕부(20)가 돌출 형성되어 있으며 상기 압탕부(20)의 내외부에는 발열슬리브(30)가 부착되어 있다.

상기 발열슬리브는 금속알루미늄과 모래가 혼합된 발열사에 규산소다를 혼합한 다음 압탕부 모형에 투입하여 다진다음 CO2 가스를 취입하여 규산소다와 CO2 가스의 반응으로 견고하게 형성되는 CO2 주형법으로 조형한다.

이와 같은 발열슬리브(30)에 의해 압탕부(20)를 통해 추가로 용탕을 주입하게 될 경우 상기 용탕의 흐름으로 인해 점결력이 약해진 압탕부(20)를 지지해주어 후란사주형(60)의 붕괴를 방지해 주어 시멘트주형에 비해 점결력 약한 후란주형을 대형프로펠러 주조에 적용 할 수 있다.

이하 본 발명의 작용에 대하여 첨부도면과 연계하여 구체적으로 설명한다.

먼저 후란을 점결재로하여 후란사주형(60)을 제작하고 압탕시 점결력이 약해지는 압탕부(20) 붕괴를 방지하기 위해 압탕부(20) 내외부를 발열슬리브(30)로 감싸고, 상기 발열슬리브(30)가 부착된 후란사주형(60)의 하부로 용탕을 주입하는 용탕주입하며, 상기 후란사주형(60)에 주입된 용탕의 방향성응고를 위하여 압탕부에 발열제 투입 및 포킹작업을 반복적으로 수행하고 용탕의 온도 저하에 의한 부피의 수축으로 용탕의 높이가 낮아지면 후란사주형(60)에 형성된 압탕부(20)를 통해 용탕을 재주입하는 추가압탕을 시행하며, 상기 압탕을 용탕의 주입중량 및 용탕의 높이 변화에 따라 다수 번 실시하는 추가압탕 작업을 실시한 후 용탕이 건조되어 굳어지면 후란사주형(60)을 허물고 프로펠러(50)를 생산한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 발열슬리브로 점결력이 떨어진 압탕부 주형을 지지함으로써 압탕관리 작업 및 추가압탕에 의한 주형의 붕괴를 방지할 수 있으며, 후란의 뛰어난 자경효과에 의해 건조시간을 절감하고 별도의 건조장치가 필요 없게 되어 프로펠러의 생산성을 높이고 생산원가를 절감 할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 종래의 프로펠러 주조방법을 나타낸 개략도,

도 2 는 본 발명에 의한 프로펠러 주조방법을 나타낸 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 주입구

(20) : 압탕부

(30) : 발열슬리브

(40) : 추가압탕

(50) : 프로펠러

(60) : 후란사주형

(70) : 시멘트주형

Claims (1)

1. 프로펠러(50)를 생산하는 주조공법에 있어서,

   후란을 점결재로 하여 제작되고 상부에는 용탕을 부을 수 있는 압탕부(20)가 형성되며 하부에는 주입구(10)가 형성되어 있는 후란사주형(60)의 주입구(10)를 통해 용탕을 주입하고, 상기 후란사주형(60)에 주입된 용탕의 방향성 응고를 유도하기 위하여 발열제 투입하며, 응고층을 파괴하기 위하여 포킹 작업을 실시한 후 용탕의 부피 수축으로 용탕의 높이가 낮아지면 압탕부(20)를 통해 용탕을 재주입하는 추가압탕작업을 다수 번 실시하되, 상기 압탕부(20)의 내외면을 따라 추가압탕이 이루어지는 높이에 상응하도록 발열슬리브(30)를 부착하여 압탕부(20)의 붕괴를 방지하는 것을 특징으로 하는 후란 조형법을 이용한 프로펠러 주조공법.