KR20050093149A - 단조용 빌릿 가공공정의 내화재 - Google Patents

Abstract

단조용 빌릿 가공공정의 내화재가 개시된다. 개시된 단조용 빌릿 가공공정의 내화재는, 각재의 금속소재인 빌릿의 일선단에 고온에서 견디는 세라믹 본드를 도포한 후, 단접 방지를 위한 내화재를 이에 부착하는 내화재 부착공정과, 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 연속적으로 투입하여 고주파 가열을 통하여 소정의 온도까지 가열하는 소재히팅공정과, 상기 소재히팅공정에서 가열된 상기 빌릿을 단조공정에서 사용되는 열간 절단기를 통하여 절단 가공하는 절단공정으로 이루어지는 단조용 빌릿의 가공공정에 있어서, 상기 내화재는, Al2O3 58∼62％, SiO2 40％, Fe2O3 1.30％, K2O 0.60％ 및 Na2O 0.60％로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단조공정으로 투입할 단조용 빌릿을 가공하기 위하여 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에서 가열하기 전에 융접 방지를 위한 내화재를 부착함으로서 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 공급하여 가열하는 과정에서 연속적으로 투입되는 빌릿간의 각 연결부가 과열에 의한 융착 현상이 발생하는 경우가 없어지게 되어 열간 절단기에서 절단되어 단조용 빌릿으로써 단조공정에 투입되는 소재에 결함을 최소화하는 등, 사고발생의 원인을 제거할 수 있는 이점이 있다.

Description

단조용 빌릿 가공공정의 내화재{REFRACTORY MATTER USED DURING THE WORKING PROCESS FOR BILLET FOR FORGING}

본 발명은 단조용 빌릿 가공공정의 내화재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 공급하여 가열하는 과정에서 연속적으로 투입되는 빌릿간의 각 연결부가 과열에 의한 용착현상 발생을 방지하기 위한 단조용 빌릿 가공공정의 내화재에 관한 것이다.

일반적으로 단조는 기계적 성질이 우수한 제품을 얻기 위하여 금속에 충격이나 압력을 가하여 행하는 소성가공 작업으로, 작업온도에 따라 열간, 온간, 냉간 등의 종류가 있고, 작업 기계별로는 단조 해머, 단조 프레스 등이 있으며, 이러한 단조는 생산수량, 재료의 특성, 단조품의 형상 등에 의하여 그 방법이 결정된다.

여기서는 단조품의 초기 설계에서부터 금형 제작, 소재 준비, 열처리, 단조 작업 공정, 플레쉬(flash) 제거, 표면처리 등 단조품 생산에 필요한 공정을 간단히 언급하면, 먼저, 설계자에 의해 단조품의 재료, 중량, 수량 및 기계적 성질을 검토하고, 그 형상이나 공차를 충분히 고려하여 금형을 설계하게 된다.

이어서, 소재를 준비하게 되는데, 단조용 소재로는 롤(Roll)로 된 환봉(Bar) 이나 빌릿(Billet;각재)이 일반적으로 가장 널리 사용된다.

이러한 단조용 소재는 단조품 생산에 알맞은 크기로 절단되는데, 보통 Ø70이하, 경도 HB250이하의 탄소강이나 저합금강 소재는 상온에서 빌릿으로 절단하며, 고합금강이나 경도가 높거나 단면적이 큰 소재 또는 깨끗한 절단면이 요구될 경우에는 밴딩 절단기(Banding Saw), 서클 절단기(Circular Saw) 등으로 절단하여 공급하게 된다.

이 후, 상기 소재 준비과정에서, 알맞은 크기로 가공된 단조용 빌릿은 냉간 단조의 경우에는 가열을 하지 않고, 금속의 가연성을 좋게 하기 위한 일련의 조치를 취한 후 단조 작업을 하게되며, 온간이나 열간 단조의 경우에는 금속을 가열하여 단조성이 가장 좋은 온도에서, 바스터(BUSTER), 블록커(BLOCKER), 피니셔(FINISHER) 등의 단조공정을 거쳐 단계적으로 단조 가공되어 형상이 이루어지며, 마지막으로 트리밍 과정을 거쳐 가공재의 남은 플레쉬가 제거되고 최종 단조품이 만들어지게 되는 것이다.

이러한 단조의 과정에서, 상기의 단조용 소재를 준비하여 가공하는 과정은 각재의 빌릿을 일정한 규격으로 절단하여 단조공정에서 사용하기에 적당한 크기로 제공한다.

이때, 도 1에서 도시한 바와 같이, 각재의 금속소재 즉, 빌릿(100)은 인덕션 히터(101) 내에서 약 1230℃의 고온으로 가열된 상태에서 열간 절단기(103)에 의해 일정 규격으로 절단되어 공급되는 것이다.

그러나 각재의 빌릿(100)을 인덕션 히터(101) 내에 공급하여 가열하는 과정에서 연속적으로 투입되는 빌릿(100)간의 각 연결부(P)가 과열에 의해 융착현상이 발생하는 경우가 있으며, 이러한 상태로 상기 열간 절단기(103)에서 절단되어 단조용 빌릿으로써 단조공정에 투입되는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 빌릿(100)간의 융착에 의한 연결부(P)를 포함하여 절단된 단조용 빌릿이 단조공정을 통하여 단조품으로 성형이 되어도 그 내부에는 상기 융착된 연결부(P)의 내부 결함을 내포하고 있어 실차에 적용시 사고발생의 원인이 되는 것이다.

그리고 인덕션 히터(101)내에서 연속으로 투입될 때, 앞 공정인 프레스에서 트러블(trouble)이 생기면 인덕션 히터(101)내에서 빌릿(100)들은 가열된 상태에서 대기한다. 이때 대기하는 빌릿(101)들이 인덕션 히터(101)내에서 가열된 상태에서 서로 달라붙어(약간의 공극은 있음) 프레스내에 투입되면 제품 내부에 공극이 생긴다. 이에 따라 차량에 장착되어 파손되는 경우가 종종 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인덕션 히터 내에서 가열된 상태에서 대기하더라도 주자재 표면에 융착 방지재를 부착함으로써 융접재가 가열온도에서 녹지 않기 때문에 서로 융접되는 것이 방지되도록 한 단조용 빌릿 가공공정의 내화재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단조용 빌릿 가공공정의 내화재는, 각재의 금속소재인 빌릿의 일선단에 고온에서 견디는 세라믹 본드를 도포한 후, 단접 방지를 위한 내화재를 이에 부착하는 내화재 부착공정과, 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 연속적으로 투입하여 고주파 가열을 통하여 소정의 온도까지 가열하는 소재히팅공정과, 상기 소재히팅공정에서 가열된 상기 빌릿을 단조공정에서 사용되는 열간 절단기를 통하여 절단 가공하는 절단공정으로 이루어지는 단조용 빌릿의 가공공정에 있어서, 상기 내화재는, Al2O3 58∼62％, SiO2 40％, Fe2O3 1.30％, K2O 0.60％ 및 Na2O 0.60％로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 단조용 빌릿의 가공공정의 내화재에 있어서, 가공공정을 설명하는 공정도가 개략적으로 도시되어 있다.

그리고 도 3에는 본 발명에 따른 단조용 빌릿의 가공공정의 내화재에 있어서의 각 공정별 공정도가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 단조용 빌릿의 가공은 단조품의 재료, 중량, 수량 및 기계적 성질을 검토하고, 그 형상이나 공차를 충분히 고려하여 금형을 설계한 후, 롤(Roll)로 된 환봉(Bar)이나 각재의 빌릿을 단조공정에서 단조품 생산에 알맞은 크기로 절단 가공하여 공급하게 된다.

이러한 단조용 빌릿의 가공공정은 먼저, 각재의 빌릿(1)의 일선단에 고온에서 견디는 세라믹 본드(3)를 도포한 후, 단접 방지를 위한 내화재(5)를 이에 부착하는 내화재 부착공정을 진행한다.(S10)

이와 같이, 상기 각재의 빌릿(1)의 일선단에 내화재(5)를 부착한 후에는 상기 빌릿(1)을 인덕션 히터(9) 내에 연속적으로 투입하여 고주파 가열을 통하여 소정의 온도까지 가열하는 소재히팅공정을 진행한다.(S20)

그리고 이러한 소재히팅공정(S20)에서 가열된 상기 각재의 빌릿(1)을 단조공정에서 사용되는 일정규격으로 열간 절단기(11)를 통하여 절단 가공하는 절단공정을 진행하여 단조용 빌릿(13)을 생산하게 되는 것이다.(S30)

여기서, 상기 내화재(5)는 일정두께를 갖는 원형판으로 성형되며, 그 단면상에는 상기 내화재(5)가 타면서 배출되는 가스의 배기를 위한 다수개의 분공(7)을 형성하여 이루어진다.

특히 상기 내화재(5)는, Al2O3 58∼62％, SiO2 40％, Fe2O3 1.30％, K2O 0.60％ 및 Na2O 0.60％로 이루어진다.

상기한 바와 같은 공정을 통하여 단조용 빌릿의 가공을 진행하는 과정에서, 상기의 소재히팅공정(S20)에 앞서, 상기 빌릿(1)의 일선단에 상기와 같이 이루어진 내화재(5)를 부착한 후, 상기 인덕션 히터(9) 내로 연속투입하면, 빌릿(1) 간의 연결부분(15)에서는 항상 상기 내화재(5)에 의해 상호간에 융착되는 일이 없어지게 된다.

따라서, 상기한 절단공정(S30)에서, 열간 절단기(11)가 빌릿(1)을 길이단위로 인식하여 절단하는 과정에서, 상기 빌릿(1)의 연결부분(15)이 융착된 상태로 절단하는 일이 없어지게 되며, 이로 인하여 단조용 빌릿(13)의 불량을 최소화할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 인덕션 히터(9)내에서 가열된 상태에서 대기하더라도 빌릿(1) 표면에 융착 방지재인 내화재(5)를 부착함으로써, 이 융착 방지재가 가열온도에서 녹지 않기 때문에 서로 융접되는 것을 방지할 수 있고 또한 부착된 빌릿(1)은 끝단이므로 잘라서 바이패스(by-pass)된다. 따라서 프레스 내에 투입되지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 단조용 빌릿 가공공정의 내화재는 다음과 같은 효과를 갖는다.

단조공정으로 투입할 단조용 빌릿을 가공하기 위하여 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에서 가열하기 전에 융접 방지를 위한 내화재를 부착함으로서 각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 공급하여 가열하는 과정에서 연속적으로 투입되는 빌릿간의 각 연결부가 과열에 의한 융착 현상이 발생하는 경우가 없어지게 된다.

따라서 열간 절단기에서 절단되어 단조용 빌릿으로써 단조공정에 투입되는 소재에 결함을 최소화하는 등, 사고발생의 원인을 제거할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 소재히팅공정을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 단조용 빌릿의 가공공정의 내화재에 있어서의 가공공정을 개략적으로 나타내 보인 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 단조용 빌릿의 가공공정의 내화재에 있어서의 각 공정을 개략적으로 나타내 보인 도면.

Claims (1)

1. 각재의 금속소재인 빌릿의 일선단에 고온에서 견디는 세라믹 본드를 도포한 후, 단접 방지를 위한 내화재를 이에 부착하는 내화재 부착공정과,

   각재의 빌릿을 인덕션 히터 내에 연속적으로 투입하여 고주파 가열을 통하여 소정의 온도까지 가열하는 소재히팅공정과,

   상기 소재히팅공정에서 가열된 상기 빌릿을 단조공정에서 사용되는 열간 절단기를 통하여 절단 가공하는 절단공정으로 이루어지는 단조용 빌릿의 가공공정에 있어서,

   상기 내화재는, Al2O3 58∼62％, SiO2 40％, Fe2O3 1.30％, K2O 0.60％ 및 Na2O 0.60％로 이루어진 것을 특징으로 하는 단조용 빌릿 가공공정의 내화재.