KR20070025250A - 회전식 연속 주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센터축을 중심으로 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블 상에 등간격으로 배치되어 회전 이동하는 다수개의 금형들로 구성한 회전식 연속 주조장치에 있어서, 상기 턴테이블 위, 아래에는 승강실린더의 동력으로 이동중인 금형을 승강시켜 상기 금형에 코어를 자동 세팅하게 되는 코어세팅설비와, 상기 코어세팅설비를 거쳐 코어가 세팅된 금형을 승강실린더의 동력으로 승강시켜 상기 금형에 용탕을 주입하는 용탕주입설비 및 상기 용탕주입설비를 거쳐 용탕이 주입된 금형을 승강실린더의 동력으로 승강시켜 상기 금형내에서 성형 완료된 성형품을 취출하는 취출설비를 순차적으로 설치하되, 상기 코어세팅설비와 용탕주입설비 및 취출설비는 상기 턴테이블 위, 아래에 이격된 상태로 고정 설치하고, 상기 금형은 상기 턴테이블의 구동으로 회전 이동하며 상기 코어세팅설비와 용탕주입설비 및 취출설비쪽으로 순차적으로 이동하도록 구성함을 특징으로 하는 회전식 연속 주조장치를 제시한다.

회전식 연속 주조장치, 턴테이블, 금형, 코어세팅설비, 용탕주입설비

Description

회전식 연속 주조장치{a rotary cast device}

도 1은 본 발명에 따른 회전식 연속 주조장치의 전체구성을 도시한 평면도.

도 2는 도 1의 가-가 선을 따라 절개하여 도시한 측단면도.

도 3은 도 2의 나-나 선을 따라 절개하여 도시한 측단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 센터축 12: 턴테이블

14: 금형 20: 코어세팅설비

22, 32, 62: 승강실린더 30: 용탕주입설비

42: 레이들 50: 구동수단

52: 연결부재 60: 취출설비

100: 회전식 연속 주조장치

본 발명은 회전식 연속 주조장치에 관한 것으로서, 특히 코어세팅, 용탕 주 입 그리고 취출을 위한 설비는 고정시키고, 턴테이블의 구동에 따라 금형을 상기 고정된 설비쪽으로 순차적으로 이동시키며 주조공정이 이루어지도록 한 회전식 연속 주조장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 주조공정은 비철금속물을 용해시킨 후, 이 용해된 금속을 준비된 형틀 즉, 금형에 주입시켜 일정한 모양의 제품(ingot)으로 성형하는 작업을 말하며, 특히 연속주조는 용강이나 비철용탕을 이동중인 금형에 연속적으로 주입하여 제품을 성형하는 작업을 말한다.

한편, 상기한 연속주조의 방식으로는 여러가지가 제안된 바 있으나, 대표적으로 턴테이블을 이용하여 금형들을 회전 이동시키는 회전식 연속 주조장치와 컨베이어를 이용하여 금형들을 순환 이동시키는 순환식 연속 주조장치를 예로 들수 있다.

전자에 해당하는 회전식 연속 주조장치는 구동원의 동력으로 회전하는 센터축과, 상기 센터축상에 설치되어 회전하는 턴테이블, 상기 턴테이블 상에 등간격으로 배열 설치되며 턴테이블의 회전으로 이동하는 다수개의 금형들을 포함하여 구성하는 것이 일반적이다.

하지만 종래의 회전식 연속 주조장치는 사용과정에서 다음과 같은 문제점을 유발하게 된다.

먼저, 금형으로 코어를 세팅하는 세팅설비와, 용탕을 주입하는 주입설비 그리고 용탕이 주입된 금형을 냉각시키는 냉각설비 및 응고되어 성형된 제품을 취출하는 취출설비등의 각종 설비들이 턴테이블에 안치된 금형의 설치개수와 동일한 개 수로 설치된 상태에서 금형과 같이 회전하며 주조작업을 진행하게 됨으로서 불필요한 설비개수 증가로 인한 과중한 설비비용의 지출을 가져왔으며, 이는 제품의 생산단가를 상승시키는 원인이 되었다.

그리고 용탕을 금형에 주입하는 과정에서 종래에는 용탕주입관을 통해 금형내로 용탕을 직접 주입하는 방식을 취하고 있는 데, 이는 주입되는 용탕의 양을 정확히 제어할 수 없으며, 따라서 균일한 중량을 가진 제품을 성형할 수 없다는 문제점과 함께 주입과정에서 용탕이 외부로 흘러나와 각종 안전사고를 유발할 수 있는등의 제반 문제점을 수반하였다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 코어세팅 및 용탕 주입 그리고 취출등의 설비는 턴테이블 위, 아래에 고정 설치하고, 턴테이블의 구동에 따라 금형을 상기 고정된 설비쪽으로 순차적으로 이동시키도록 하으로서 최소한의 설비로 주조작업을 진행할 수 있으며, 따라서 설비비용 절감에 따른 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 회전식 연속 주조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 설비개수의 최소화에 따른 유지 및 보수작업의 번거로움을 줄여줄 수 있는 회전식 연속 주조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용탕의 주입량을 정확히 제어하여 균일한 중량을 가진 제품을 성형할 수 있도록 한 회전식 연속 주조장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 센터축을 중심으로 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블 상에 등간격으로 배치되어 회전 이동하는 다수개의 금형들로 구성한 회전식 연속 주조장치에 있어서, 상기 턴테이블 위, 아래에는 승강실린더의 동력으로 이동중인 금형을 승강시켜 상기 금형에 코어를 자동 세팅하게 되는 코어세팅설비와, 상기 코어세팅설비를 거쳐 코어가 세팅된 금형을 승강실린더의 동력으로 승강시켜 상기 금형에 용탕을 주입하는 용탕주입설비 및 상기 용탕주입설비를 거쳐 용탕이 주입된 금형을 승강실린더의 동력으로 승강시켜 상기 금형내에서 성형 완료된 성형품을 취출하는 취출설비를 순차적으로 설치하되, 상기 코어세팅설비와 용탕주입설비 및 취출설비는 상기 턴테이블 위, 아래에 이격된 상태로 고정 설치하고, 상기 금형은 상기 턴테이블의 구동으로 회전 이동하며 상기 코어세팅설비와 용탕주입설비 및 취출설비쪽으로 순차적으로 이동하도록 구성함을 특징으로 하는 회전식 연속 주조장치를 제시한다.

상기 용탕주입설비에는 정량의 용탕을 공급받는 레이들과, 상기 레이들에 연장 형성되며 힌지축을 중심으로 회동하는 작동레버 및 상기 작동레버와 핀 체결되며 상기 힌지축을 중심으로 레이들을 틸팅시켜 상기 레이들에 공급된 정량의 용탕을 금형으로 주입시키는 구동수단을 포함하여 설치함이 바람직하다.

상기 센터축의 둘레에는 냉각수 공급 및 배출관 ,가스흡입관 및 스페어관으로 이루어진 연결부재를 상기 금형들과 동일한 개수로 설치하되, 상기 냉각수공급 및 배출관과 가스흡입관은 상기 금형들과 플랙스블호스로 각각 개별적으로 연결시 켜 구성함이 바람직하다.

한편, 본 고안에서 지칭될 코어는 원관과 같이 속이 빈 주물을 만들 때, 이 구멍부분에 상당하는 모양의 주형을 말한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 회전식 연속 주조장치의 구성을 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 회전식 연속 주조장치(100)는 턴테이블(12), 금형(14) 및 다수개의 설비들을 포함하여 구성한다.

상기 턴테이블(12)은 중앙에 설치된 센터축(10)을 중심으로 회전하며 금형(14)들을 회전 이동시키게 된다.

상기 금형(14)은 내부에 주입된 용탕을 응고시켜 일정한 모양의 제품(ingot)으로 성형하는 틀(몰드)로서, 이 금형(14)은 상기 턴테이블(12)상에 등간격으로 다수개가 배치되어 턴테이블(12)의 작동에 따라 회전 이동하며 후술하는 설비들인 코어세팅설비(20), 용탕주입설비(30) 및 취출설비(60)쪽으로 순차적으로 이동하며 제품을 연속적으로 성형하게 된다.

즉, 도 1에는 회전하는 턴테이블(12) 상에 10개의 금형(14)들이 등간격으로 배열되어 있는 데, 도면상에서 우측의 제 1구간(예열)(A)에 위치한 금형(14)을 시작점이라고 가정할 때, 상기 금형(14)은 턴테이블(12)의 작동으로 반시계 방향으로 회전 이동하며 제 2구간(수동코어세팅)(B), 제 3구간(코터세팅설비)(C), 제 4구간( 용탕주입설비)(D), 제 5구간(냉각)(E), 제 6구간(취출설비)(F)쪽으로 순차적으로 이동하며 일정형상의 성형품을 연속적으로 성형하게 되는 것이다.

상기 설비는 턴테이블(12)을 타고 회전 이동하는 금형(14)으로 코어를 자동으로 삽입시키는 코어세팅설비(20)와, 상기 금형(14)에 용탕을 주입하는 용탕주입설비(30) 그리고 금형(14)내에서 성형 완료된 성형품을 취출하는 취출설비(60)로 구성되는 데, 이러한 설비들은 턴테이블(12)과 같이 연동하여 회전하는 것이 아니라 후술하겠지만 수평프레임(26, 36, 66)과 수직프레임(28, 38, 68)에 각기 설치된 상태로 턴테이블(12)의 위, 아래 이격된 상태로 고정 설치되도록 구성함에 특징이있다.

상기 코어세팅설비(20)는 금형(14)이 이동하는 구간중 제 3구간(C)에 위치하는 설비로서, 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 턴테이블(12) 아래에 위치하며 승강실린더(22)의 동력으로 상, 하 이동하며 턴테이블(12)을 타고 이동중인 금형(14)이 위치할 때, 상기 금형(14)을 승강시키는 리프트(24)로 구성한다. 이러한 코어세팅설비(20)는 전술한 센터축(10)의 상단에 끼워져 있는 고정대(10a)에 수평으로 연장 형성된 수평프레임(26)과, 턴테이블(12)의 외곽에 위치하는 수직프레임(28)에 지지되어 고정된 상태를 유지한다.

상기한 구성으로 이루어진 코어세팅설비(20)로 금형(14)이 위치하면 상기 리프트(24)의 작동에 따라 금형(14)은 승강한 후, 외곽에 위치한 로봇(29)의 작동으로 코어가 자동으로 삽입되어 진다.

상기 용탕주입설비(30)는 금형(14)이 이동하는 구간중 제 4구간(D)에 위치하 는 설비로서, 첨부된 도 3에 도시한 바와 같이 턴테이블(12) 아래에 위치하는 승강실린더(32) 및 상기 승강실린더(32)의 동력으로 상, 하 이동하며 코어 삽입공정을 거친 후, 다시 턴테이블(12)을 타고 이동중인 금형(14)이 위치할 때, 상기 금형(14)을 승강시키는 리프트(34)로 구성한다. 이러한 용탕주입설비(30)는 전술한 센터축(10)의 상단에 끼워져 있는 고정대(10a)에 수평으로 연장 형성된 수평프레임(36)과, 턴테이블(12)의 외곽에 위치하는 수직프레임(38)에 지지되어 고정된 상태를 유지한다.

즉, 상기한 구성으로 이루어진 용탕주입설비(30)는 코어가 세팅된 금형(14)이 위치하면 상기 리프트(34)의 작동에 따라 금형(14)이 승강한 후, 용탕주입설비(30)에 구비된 용탕주입장치의 작동에 따라 정량의 용탕을 자동으로 주입시키게 된다.

상기 용탕주입장치는 용해로(40)를 거쳐 용탕배출관(41)으로 배출되는 용탕중 정량의 용탕을 금형(14)에 자동으로 주입하는 장치로서, 정량의 용탕을 저장하는 레이들(42)과, 상기 레이들(42)에 연장 형성되며 힌지축(44)을 중심으로 회동하는 작동레버(46) 및 상기 작동레버(46)와 핀(48) 체결되며 상기 힌지축(44)을 중심으로 레이들(42)을 틸팅시켜 상기 레이들(42)에 저장된 정량의 용탕을 금형(14)으로 주입시키는 구동수단(50)으로 구성한다. 상기한 구성의 용탕주입장치는 용탕을 레이들(42)로 공급하면 상기 레이들(42)이 가지는 규격에 의해 정량의 용탕만 레이들(42)에 저장되며, 이후 구동수단(50)이 작동하면 작동레버(46)가 힌지축(44)을 중심으로 회동하며 레이들(42)을 틸팅시켜 레이들(42)에 저장된 용탕을 금형(14)내 로 주입하게 된다. 여기서 상기 구동수단(50)은 실린더나 혹은 서보모터를 사용함이 바람직하다.

상기 취출설비(60)는 금형(14)이 이동하는 구간중 제 6구간(F)에 위치하는 설비로서, 첨부된 도 3에 도시한 바와 같이, 턴테이블(12) 아래에 위치하는 승강실린더(62) 및 상기 승강실린더(62)의 동력으로 상, 하 이동하며 용탕이 주입된 상태로 제 5구간(E)의 냉각공정을 거쳐 용탕이 응고된 금형(14)이 위치할 때, 상기 금형(14)을 승강시키는 리프트(64)로 구성된다. 이러한 취출설비(60)는 전술한 센터축(10)의 상단에 끼워져 있는 고정대(10a)에 수평으로 연장 형성된 수평프레임(66)과, 턴테이블(12)의 외곽에 위치하는 수직프레임(68)에 지지되어 고정된 상태를 유지한다.

상기한 구성을 가진 취출설비(60)는 제 5구간(E)의 냉각공정을 거쳐 용탕을 응고시킨 금형(14)이 위치하면 리프트(64)가 작동하여 금형(14)을 승강시킨 후, 별도의 탈영수단(도시하지 않음)으로 상기 금형(14)을 탈영시킨 다음, 금형(14) 내부에 성형 완료된 성형품을 로봇(69)이 파지하여 자동으로 취출하게 된다.

즉, 본 발명은 상술한 바와 같이, 코어세팅설비(20), 용탕주입설비(30), 취출설비(60)로 이루어진 설비는 턴테이블(12)의 상, 하면에 이격된 상태에서 고정 설치하고, 금형(14)을 턴테이블(12)의 작동으로 회전 이동시키며 고정된 설비쪽으로 순차적으로 이동시켜 주조작업이 진행되도록 함으로서, 최소한의 설비만으로도 주조작업을 효과적으로 진행할 수 있으며, 따라서 불필요한 설비비용을 줄여 제품의 생산단가를 낮추어줄 수 있다.

한편, 전술한 센터축(10) 둘레에는 첨부된 도 1에 도시한 바와 같이 냉각수공급관(52a), 냉각수배출관(52b), 가스흡입관(52c) 및 스페어관(52d)으로 이루어진 연결부재(52)가 설치되어 있으며, 이 연결부재(52)들은 턴테이블(12)을 타고 회전 이동하는 금형(14)들과 동일한 개수로 하여 상기 금형(14)에 각기 연결된 상태에서 상기 센터축(10)의 회전에 따라 연동하며 회전하게 된다. 이때 상기 연결부재(52), 바람직하게는 냉각수공급 및 배출관(52a, 52b)과 가스흡입관(52c)은 금형(14)과 가요성이 있는 플랙시블호스(54)로 각각 연결 구성함이 바람직하며, 이는 코어를 세팅하거나 용탕 주입등을 위해 금형(14)이 승강하는 과정에서 상기 냉각수공급 및 배출관(52a, 52b) 그리고 가스흡입관(52c)과의 간섭됨을 방지하기 위함이다.

즉, 상기와 같이 연결부재(52)로 연결된 금형(14)들은 제 1 내지 제 4구간(A, B ,C, D)을 거쳐 코어 및 용탕이 주입된 상태에서 제 5구간(E)으로 이동하게 되면 상기 연결부재(52)인 냉각수공급관 및 배출관(52a, 52b)을 통해 냉각수가 금형(14)내로 순환하게 됨으로서 금형(14)에 주입된 용탕을 인위적으로 냉각시키게 된다. 또한 냉각과정에서 금형(14)내에 발생한 가스는 상기 연결부재(52)인 가스흡입관(52c)을 통해 외부로 신속히 배출되어 진다.

이하, 상술한 구성들로 이루어진 회전식 연속 주조장치의 동작과정을 도 1을 참조하여 기술하기로 한다.

본 발명인 회전식 연속 주조장치(100)는 코어세팅과 용탕주입 그리고 취출과 관련한 각 설비들을 턴테이블(12) 상, 하면에 이격된 상태로 고정 설치한 상태에서 금형(14)이 턴테이블(12)의 작동으로 상기 각 설비쪽으로 순차적으로 이동하며 주 조작업을 행하게 된다.

먼저 금형(14)이 턴테이블(12)의 제 1구간(A)에 위치하면 일정온도로 예열된다.

이후, 턴테이블(12)의 작동으로 예열 처리된 금형(14)이 제 2구간(B)으로 이동하면 작업자가 일차 수동으로 간단한 코어세팅작업을 행하게 된다.

다음, 턴테이블(12)의 작동으로 간단한 코어세팅작업을 마친 금형(14)이 제 3구간(C)으로 이동하면 상기 제 3구간(C)에 설치되어 있는 코어세팅설비(20)인 승강실린더(22)가 작동하여 상기 금형(14)을 일정 높이 승강시킨 후, 로봇(29)을 이용해 상기 금형(14)내로 보다 정밀한 코어 세팅작업을 수행하게 된다.

이후, 턴테이블(12)의 작동으로 코어가 세팅완료된 금형(14)이 제 4구간(D)으로 이동하게 되면 상기 제 4구간(D)에 설치된 용탕주입설비(30)인 승강실린더(32)가 작동하여 금형(14)을 일정 높이 승강시킨 후, 용탕주입장치를 통해 코어가 세팅된 금형(14)내로 정량의 용탕을 주입시키게 된다.

다음, 턴테이블(12)의 작동으로 용탕이 주입된 금형(14)이 제 5구간(E)으로 이동하게 되면 연결부재(52)인 냉각수공급 및 배출관(52a, 52b)을 통해 금형(14)내로 냉각수를 순환시켜 주입된 용탕을 냉각시키게 되며, 또한 냉각과정에서 금형(14)내에서 발생한 가스는 가스흡입관(52c)을 통해 외부로 배출된다.

이후, 턴테이블(12)의 작동으로 냉각과정을 거친 금형(14)이 제 6구간(F)으로 이동하게 되면 상기 제 6구간(F)에 설치된 취출설비(60)인 승강실린더(62)가 작동하여 금형(14)을 일정 높이 승강시킨 후, 금형(14)을 탈영시키고 로봇(69)을 이 용해 금형(14)내에서 성형 완료된 성형품을 취출함으로서 한번의 작업이 종료된다.

이후, 다른 금형들 역시 턴테이블(12)의 작동으로 회전 이동하며 성형품을 연속적으로 성형하게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 많은 효과들을 달성한다.

즉. 본 고안은 코어세팅 및 용탕 주입 그리고 취출등의 설비는 턴테이블 위, 아래에 고정 설치하고, 턴테이블의 구동에 따라 금형을 상기 고정된 설비쪽으로 순차적으로 이동시키도록 하으로서 최소한의 설비로 주조작업을 진행할 수 있으며, 따라서 설비비용 절감에 따른 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 효과를 가진다.

또한 설비개수의 최소화에 따른 유지 및 보수작업의 번거로움을 줄여줄 수 있는 효과를 가진다.

또한 용탕의 주입량을 정확히 제어하여 균일한 중량을 가진 제품을 성형할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 센터축(10)을 중심으로 회전하는 턴테이블(12)과, 상기 턴테이블(12) 상에 등간격으로 배치되어 회전 이동하는 다수개의 금형(14)들로 구성한 회전식 연속 주조장치에 있어서,

   상기 턴테이블(12) 위, 아래에는;

   승강실린더(22)의 동력으로 이동중인 금형(14)을 승강시켜 상기 금형(14)에 코어를 자동 세팅하게 되는 코어세팅설비(20)와;

   상기 코어세팅설비(20)를 거쳐 코어가 세팅된 금형(14)을 승강실린더(32)의 동력으로 승강시켜 상기 금형(14)에 용탕을 주입하는 용탕주입설비(30) 및;

   상기 용탕주입설비(30)를 거쳐 용탕이 주입된 금형(14)을 승강실린더(62)의 동력으로 승강시켜 상기 금형(14)내에서 성형 완료된 성형품을 취출하는 취출설비(60)를 순차적으로 설치하되;

   상기 코어세팅설비(20)와 용탕주입설비(30) 및 취출설비(60)는 상기 턴테이블(12) 위, 아래에 이격된 상태로 고정 설치하고, 상기 금형(14)은 상기 턴테이블(12)의 구동으로 회전 이동하며 상기 코어세팅설비(20)와 용탕주입설비(30) 및 취출설비(60)쪽으로 순차적으로 이동하도록 구성함을 특징으로 하는 회전식 연속 주조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 용탕주입설비(30)에는;

   정량의 용탕을 저장하는 레이들(42)과;

   상기 레이들(42)에 연장 형성되며 힌지축(44)을 중심으로 회동하는 작동레버(46) 및;

   상기 작동레버(46)와 핀(48) 체결되며 상기 힌지축(44)을 중심으로 레이들(42)을 틸팅시켜 상기 레이들(42)에 저장된 정량의 용탕을 금형(14)으로 주입시키는 구동수단(50)이 포함되어 설치됨을 특징으로 하는 회전식 연속 주조장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 센터축(10)의 둘레에는 냉각수 공급 및 배출관(52a, 52b),가스흡입관(52c) 및 스페어관(52d)으로 이루어진 연결부재(52)를 상기 금형(14)들과 동일한 개수로 설치하되;

   상기 냉각수공급 및 배출관(52a, 52b)과 가스흡입관(52c)은 상기 금형(14)들과 플랙스블호스(54)로 각각 개별적으로 연결시켜 구성함을 특징으로 하는 회전식 연속 주조장치.

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