KR20050117735A - Detecting apparatus for the volume of gas in molten metals - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 용탕을 감압 응고하여 응고중 시료의 기포상황을 관찰하여 가스량을 측정하기 위한 금속 용탕 내의 가스량 측정장치에 관한 것으로, 금속 용탕 시료가 수납되어 밀폐가 가능한 제1챔버(110)와; 상기 제1챔버(110)에 구비되어 내부 온도를 표시하는 온도표시장치(111)와; 밀폐되어 상기 제1챔버(110)보다 큰 체적을 갖는 제2챔버(120)와; 상기 제2챔버(120)에 구비되어 내부 압력을 표시하는 압력표시장치(121)와; 상기 제2챔버(120)와 연결되어 부압을 발생시키기 위한 진공펌프(130)와; 상기 제1챔버(110)와 상기 제2챔버(120)를 연결하는 배관 사이에 구비되어 개폐가 가능한 밸브(140)로 구성되어, 종래와 같이 제1챔버에 직접 진공펌프를 연결하여 부압을 발생시키는 것보다 시료에 작용하는 진공도를 보다 정밀하게 유지할 수가 있으며, 용탕 중의 가스량 측정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.The present invention relates to a gas amount measuring apparatus in a metal molten metal for measuring the amount of gas by observing the bubble state of the sample during solidification by vacuum-solidifying the metal molten metal, the first chamber 110 that can be sealed by receiving the metal molten metal sample; A temperature display device 111 provided in the first chamber 110 to display an internal temperature; A second chamber (120) sealed and having a volume larger than that of the first chamber (110); A pressure display device 121 provided in the second chamber 120 to display internal pressure; A vacuum pump 130 connected to the second chamber 120 to generate a negative pressure; The valve 140 is provided between the first chamber 110 and the pipe connecting the second chamber 120 to open and close, and generates a negative pressure by connecting a vacuum pump directly to the first chamber. It is an invention with the effect that the vacuum degree acting on a sample can be maintained more precisely than to make it, and the gas amount measurement time in a molten metal can be shortened.

Description

금속 용탕 내의 가스량 측정장치{Detecting apparatus for the volume of gas in molten metals}Detecting apparatus for the volume of gas in molten metals}

본 발명은 금속 용탕 내의 가스량 측정장치에 관한 것으로, 특히 금속 용탕을 감압 응고하여 응고중 시료의 기포상황을 관찰하여 가스량을 측정하기 위한 측정장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the amount of gas in a molten metal, and more particularly, to a measuring apparatus for measuring the amount of gas by observing the bubble state of a sample during solidification by vacuum-solidifying the molten metal.

일반적으로 알루미늄 합금 등의 비철합금을 제조 시에는 여러 조건에 따라 다량의 가스가 함유된다. 이러한 가스 함유량은 제품의 품질에 큰 영향을 미치므로 금속 용탕 내의 가스 함유량의 관리는 매우 중요하다. Generally, when manufacturing non-ferrous alloys such as aluminum alloys, a large amount of gas is contained depending on various conditions. Since such gas content greatly affects the quality of the product, it is very important to manage the gas content in the molten metal.

이러한 금속 용탕 중의 가스량 측정장치와 관련하여 등록실용신안 제120871호에는 비철합금 용탕 중 가스량 측정을 위한 감압 응고장치에 대하여 개시하고 있으며, 이하 상기 등록실용신안공보에 개시된 종래의 가스량 측정장치에 대하여 살펴보면 다음과 같다. In connection with such a gas amount measuring device in the molten metal, registered utility model No. 120871 discloses a reduced pressure coagulation apparatus for measuring the gas amount in the non-ferrous alloy molten metal, and will be described with respect to the conventional gas amount measuring device disclosed in the registered utility model As follows.

도 1은 종래의 금속 용탕 중의 가스량 측정장치의 구성도를 보여준다.1 shows a configuration diagram of a conventional gas amount measuring apparatus in a molten metal.

도 1을 참고하면, 종래의 가스량 측정장치는 용탕 중에서 샘플링된 시료가 수납되는 감압챔버(1)와, 이 감압챔버(1)가 진공이 이루어지도록 감압하기 위한 진공펌프(2)와, 감압챔버(1)와 진공펌프(2) 사이를 연결하는 배관(3)에 구비되어 관로를 개폐하기 위한 밸브(4)와 감압챔버(1)의 진공도를 확인하기 위한 압력게이지(5)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional gas amount measuring apparatus includes a decompression chamber 1 in which a sample sampled in a molten metal is accommodated, a vacuum pump 2 for depressurizing the decompression chamber 1 so that a vacuum is formed, and a decompression chamber It is provided in the pipe (3) connecting between the (1) and the vacuum pump (2) is composed of a valve (4) for opening and closing the pipe and a pressure gauge (5) for checking the vacuum degree of the decompression chamber (1).

감압챔버(1)는 시료의 수납이 용이하도록 개폐가 가능하며, 내부가 완전히 밀폐될 수 있는 철제 용기로 구성된다. The pressure reducing chamber 1 is open and close to facilitate storage of a sample, and is composed of an iron container which can be completely sealed inside.

이와 같이 구성된 종래의 가스량 측정장치를 이용한 금속 용탕 중의 가스량 측정방법은 다음과 같다.The gas amount measuring method in the molten metal using the conventional gas amount measuring device configured as described above is as follows.

용탕을 채취한 도가니를 감압챔버(1) 내에 넣고 감압챔버(1)를 닫은 후에 밸브(4)를 개방한 상태에서 진공펌프(2)를 작동한다. 진공펌프(2)의 작동에 따라 감압챔버(1)의 압력은 낮아지게 되며, 감압챔버(1) 내의 압력은 압력게이지(5)를 통해 확인한다.The crucible from which the molten metal is collected is placed in the decompression chamber 1 and the decompression chamber 1 is closed, and then the vacuum pump 2 is operated with the valve 4 open. As the vacuum pump 2 operates, the pressure in the decompression chamber 1 is lowered, and the pressure in the decompression chamber 1 is checked through the pressure gauge 5.

압력게이지(5)가 40 ~ 50 torr 정도가 되면, 밸브(4)를 잠근 후에 감압챔버(1)를 분리하여 응고 완료된 시료를 꺼낸다.When the pressure gauge 5 is about 40 to 50 torr, the valve 4 is closed and the pressure reducing chamber 1 is separated to take out the solidified sample.

응고 완료된 시료는 비중을 측정하고 이 비중과 시료의 응고 온도 등을 이용하여 금속의 단위질량당 가스량을 계산할 수가 있다. 또한, 시편을 절단하여 절단면을 표준시료와 비교하여 별도의 계산 없이도 비중과 가스량을 추정할 수가 있다. The solidified sample can be measured for specific gravity and the amount of gas per unit mass of metal can be calculated using the specific gravity and the solidification temperature of the sample. In addition, by cutting the specimen to compare the cutting surface with the standard sample it is possible to estimate the specific gravity and the gas amount without additional calculation.

그러나, 이와 같은 종래의 가스량 측정장치는 진공펌프와 감압챔버가 직접 연결되므로 목적 진공도의 오차가 발생하기가 쉽고, 감압챔버와 직접 연결된 진공펌프를 작동하여 감압챔버의 압력을 원하는 압력까지 낮추기까지 시간이 많이 소요되는 불편함이 있다. However, such a conventional gas amount measuring device is easily connected to the vacuum pump and the decompression chamber, so it is easy to generate an error in the target vacuum degree. This takes a lot of inconvenience.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 진공 정밀도를 높일 수가 있으면서도 가스량 측정을 위한 시간을 단축할 수 있는 금속 용탕 내의 가스량 측정장치를 제공하고자 한다. The present invention aims to solve the above drawbacks, and to provide an apparatus for measuring the amount of gas in a molten metal that can improve vacuum accuracy and shorten the time for measuring the amount of gas.

이러한 본 발명의 금속 용탕 내의 가스량 측정장치는 금속 용탕 시료가 수납되어 밀폐가 가능한 제1챔버와; 상기 제1챔버에 구비되어 내부 온도를 표시하는 온도표시장치와; 밀폐되어 상기 제1챔버보다 큰 체적을 갖는 제2챔버와; 상기 제2챔버에 구비되어 내부 압력을 표시하는 압력표시장치와; 상기 제2챔버와 연결되어 부압을 발생시키기 위한 진공펌프와; 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 연결하는 배관 사이에 구비되어 개폐가 가능한 밸브로써 달성된다. The apparatus for measuring the amount of gas in the molten metal of the present invention includes a first chamber in which a metal molten metal sample is accommodated and sealed; A temperature display device provided in the first chamber and displaying an internal temperature; A second chamber sealed to have a volume larger than that of the first chamber; A pressure display device provided in the second chamber to display internal pressure; A vacuum pump connected to the second chamber to generate a negative pressure; A valve is provided between the first chamber and the pipe connecting the second chamber to open and close the valve.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 금속 용탕 중의 가스량 측정장치를 보여주는 구성도로서, 본 발명의 금속 용탕 내의 가스량 측정장치는 금속 용탕 시료가 수납되어 밀폐가 가능한 제1챔버(110)와; 상기 제1챔버(110)에 구비되어 내부 온도를 표시하는 온도표시장치(111)와; 밀폐되어 상기 제1챔버(110)보다 큰 체적을 갖는 제2챔버(120)와; 상기 제2챔버(120)에 구비되어 내부 압력을 표시하는 압력표시장치(121)와; 상기 제2챔버(120)와 연결되어 부압을 발생시키기 위한 진공펌프(130)와; 상기 제1챔버(110)와 상기 제2챔버(120)를 연결하는 배관 사이에 구비되어 개폐가 가능한 밸브(140)로써 구성되는 것을 특징으로 한다. 2 is a block diagram showing a gas amount measuring device in the molten metal of the present invention, the gas amount measuring device in the metal molten metal of the present invention comprises a first chamber 110 that can be sealed by receiving a metal melt sample; A temperature display device 111 provided in the first chamber 110 to display an internal temperature; A second chamber (120) sealed and having a volume larger than that of the first chamber (110); A pressure display device 121 provided in the second chamber 120 to display internal pressure; A vacuum pump 130 connected to the second chamber 120 to generate a negative pressure; It is characterized in that it is provided between the pipe connecting the first chamber 110 and the second chamber 120 is configured as a valve 140 that can be opened and closed.

제1챔버(110)와 제2챔버(120)는 내부가 완전히 밀폐가 가능한 철제 용기로 구성될 수가 있으며, 특히, 제1챔버(110)는 개폐가 가능하도록 구성되어 용탕이 채취된 도가니를 수납이 용이하도록 한다.The first chamber 110 and the second chamber 120 may be configured as a steel container that can be completely sealed inside, in particular, the first chamber 110 is configured to open and close to accommodate the crucible from which the molten metal is collected. To facilitate this.

본 발명에 있어, 제2챔버(120)는 제1챔버(110)와 비교하여 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하며, 가능하면 제2챔버(120)와 제1챔버(110)의 체적 비의 차이가 크도록 구성하는 것을 바람직하다.In the present invention, the second chamber 120 is characterized by having a large volume compared to the first chamber 110, if possible difference in volume ratio between the second chamber 120 and the first chamber (110). It is preferable to configure so that.

온도표시장치(111)는 제1챔버(110)에 구비되어 내부의 온도를 표시한다. 이러한 온도표시장치는 챔버 내의 온도를 감지하여 표시하기 위한 것으로, 주지의 열전대 장치나 써머커플러 등에 의해 제공될 수가 있다.The temperature display device 111 is provided in the first chamber 110 to display the internal temperature. Such a temperature display device is for sensing and displaying a temperature in a chamber and may be provided by a known thermocouple device, a thermocouple, or the like.

압력표시장치(121)는 제2챔버(120) 내의 압력을 표시한다.The pressure display device 121 displays the pressure in the second chamber 120.

제2챔버(120)와 진공펌프(130) 사이의 배관에는 관로를 개폐할 수 있는 제2밸브(150)가 추가로 구성될 수가 있다. In the pipe between the second chamber 120 and the vacuum pump 130, a second valve 150 that can open and close the pipeline may be further configured.

이와 같이 구성된 본 발명의 가스량 측정장치를 이용한 금속 용탕 중의 가스량 측정방법은 다음과 같다.The gas amount measuring method in the molten metal using the gas amount measuring device of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 본 발명의 가스량 측정장치를 이용하여 용탕 내에 가스량을 측정하기에 앞서, 밸브(140)는 닫힌 상태를 유지하며, 제2밸브(150)는 개방된 상태에서 진공펌프(130)가 작동하여 제2챔버(120)는 40~50 torr 정도의 진동도를 유지하는 상태이다.First, prior to measuring the gas amount in the molten metal using the gas amount measuring device of the present invention, the valve 140 is kept closed, the second valve 150 is opened in a vacuum pump 130 is operated to The second chamber 120 is in a state of maintaining a vibration degree of about 40 to 50 torr.

용탕의 가스량을 측정하기 위하여, 소정의 진공도를 유지하고 있는 제2챔버(120)와 밸브(140)로 차단된 제1챔버(110) 내에 용탕을 채취한 도가니를 넣는다.In order to measure the gas amount of the molten metal, a crucible obtained by melting the molten metal is placed in the second chamber 120 maintaining the predetermined vacuum degree and the first chamber 110 blocked by the valve 140.

다음으로, 도가니를 제1챔버(110)에 넣고 제1챔버(110)를 닫은 후에 밸브(140)를 개방하여 용탕이 응고되도록 한다.Next, the crucible is put in the first chamber 110 and the first chamber 110 is closed, and then the valve 140 is opened to allow the molten metal to solidify.

한편, 제2챔버(120)는 제1챔버(110)와 비교하여 체적이 충분히 크므로, 대기압 상태인 제1챔버(110)는 소정의 진동도를 유지하는 제2챔버(120)와 거의 동일한 압력 상태가 된다.On the other hand, since the second chamber 120 has a sufficiently large volume compared to the first chamber 110, the first chamber 110 in the atmospheric pressure state is almost the same as the second chamber 120 maintaining a predetermined vibration degree. It becomes a pressure state.

다음으로, 제1챔버(110)에 구비된 온도표시장치(111)를 이용하여 시료의 응고 온도를 확인할 수가 있다.Next, the solidification temperature of the sample may be confirmed by using the temperature display device 111 provided in the first chamber 110.

응고 완료된 시료는 비중을 측정하고 이 비중과 시료의 응고 온도 등을 이용하여 금속의 단위질량당 가스량을 계산할 수가 있다. The solidified sample can be measured for specific gravity and the amount of gas per unit mass of metal can be calculated using the specific gravity and the solidification temperature of the sample.

한편, 도 3 및 도 4는 알루미늄합금 A356의 압력 및 온도에 따른 시편을 보여주는 사진으로서, 시편을 절단하여 절단면을 표준시료와 비교하여 별도의 계산 없이도 비중과 가스량을 추정할 수가 있다. On the other hand, Figures 3 and 4 is a photograph showing the specimen according to the pressure and temperature of the aluminum alloy A356, by cutting the specimen to compare the cutting surface with the standard sample can be estimated without any calculation and specific gravity and gas amount.

한편, 이와 같이 본 발명의 가스량 측정장치는 최초에 제2챔버를 진공펌프를 이용하여 진공 상태가 되도록 한 후에는 상대적으로 체적이 작은 제1챔버만이 연결되므로, 제2챔버의 진공 손실은 적다.On the other hand, in the gas volume measuring device of the present invention as described above, since only the first chamber having a relatively small volume is connected after the first chamber is brought into a vacuum state using a vacuum pump, the vacuum loss of the second chamber is small. .

따라서, 본 발명의 가스량 측정장치는 큰 체적을 가지며 진공상태를 유지하는 제2챔버와 제1챔버를 연결하여 제1챔버가 진공상태가 되도록 함으로써, 종래와 같이 제1챔버에 직접 진공펌프를 연결하여 장시간의 펑핑 작업을 할 필요가 없으며, 제1챔버와 진공펌프를 직접 연결할 필요가 없으므로 진공 정밀도를 높일 수가 있다. Accordingly, the gas amount measuring apparatus of the present invention connects the second chamber and the first chamber having a large volume and maintains the vacuum state so that the first chamber is in a vacuum state, thereby connecting the vacuum pump directly to the first chamber as in the prior art. This eliminates the need for long periods of puncturing and eliminates the need to connect the first chamber and the vacuum pump directly, thereby increasing vacuum accuracy.

이상과 같은 본 발명의 금속 용탕 내의 가스량 측정장치는 용탕 시료가 수납되는 제1챔버와 진공펌프 사이에 체적인 큰 제2챔버를 추가로 구비함으로써, 종래와 같이 제1챔버에 직접 진공펌프를 연결하여 부압을 발생시키는 것보다 시료에 작용하는 진공도를 보다 정밀하게 유지할 수가 있으며, 가스량 측정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.As described above, the gas amount measuring device in the molten metal of the present invention further includes a large second chamber between the first chamber in which the molten metal sample is accommodated and the vacuum pump, thereby connecting the vacuum pump directly to the first chamber. In this way, the degree of vacuum acting on the sample can be more precisely maintained than generating negative pressure, and the invention has the effect of reducing the gas amount measurement time.

도 1은 종래의 금속 용탕 중의 가스량 측정장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a conventional gas amount measuring device in a molten metal;

도 2는 본 발명의 금속 용탕 중의 가스량 측정장치를 보여주는 구성도,2 is a block diagram showing a gas amount measuring device in the molten metal of the present invention,

도 3 및 도 4는 다양한 온도 및 압력 변화에 따라 감압 응고된 여러 시료의3 and 4 illustrate the various samples subjected to reduced pressure solidification under various temperature and pressure changes.

이미지를 보여주는 사진.     Photo showing the image.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 제1챔버 111 : 온도표시장치110: first chamber 111: temperature display device

120 : 제2챔버 121 : 압력표시장치120: second chamber 121: pressure display device

130 : 진공펌프 140 : 밸브130: vacuum pump 140: valve

Claims (1)

금속 용탕 시료가 수납되어 밀폐가 가능한 제1챔버와;A first chamber in which the molten metal sample is accommodated and sealed; 상기 제1챔버에 구비되어 내부 온도를 표시하는 온도표시장치와;A temperature display device provided in the first chamber and displaying an internal temperature; 밀폐되어 상기 제1챔버보다 큰 체적을 갖는 제2챔버와;A second chamber sealed to have a volume larger than that of the first chamber; 상기 제2챔버에 구비되어 내부 압력을 표시하는 압력표시장치와;A pressure display device provided in the second chamber to display internal pressure; 상기 제2챔버와 연결되어 부압을 발생시키기 위한 진공펌프와;A vacuum pump connected to the second chamber to generate a negative pressure; 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 연결하는 배관 사이에 구비되어 개폐가 가능한 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 용탕 내의 가스량 측정장치.The gas amount measuring device in the molten metal, characterized in that the valve is provided between the first chamber and the pipe connecting the second chamber to open and close.
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