KR20090011924A

KR20090011924A - 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치

Info

Publication number: KR20090011924A
Application number: KR1020070075974A
Authority: KR
Inventors: 안기현
Original assignee: 안기현
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-02
Also published as: KR100909376B1

Abstract

본 발명은 용해로에서 용해된 산화성 및 폭발성이 강한 비철금속을 외부의 금형으로 배출시킬 때에 용해시 발생되는 가스가 외부의 공기와 접촉되지 않도록 하면서 용융물이 안전하게 배출될 수 있도록 하기 위한 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 있어서, 임펠러를 모터로 회전시켜서 용해로의 상부로 용융물이 이동되게 하여 배출시키는 배출수단; 상기 배출수단의 상부 일측에 연결되어서 용해로에서 용해된 용융물을 외부의 금형으로 유도되게 하되, 상기 용융물이 불황성 가스 분위기에서 상기 용해로의 내부 온도와 동일한 수준으로 유지되면서 배출되게 하는 배출관; 및 상기 배출관을 통해서 이동하는 용융물을 금형 내부로 안내하는 안내부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다이캐스팅, 용해로, 비철금속, 금형, 용융, 배출

Description

다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치{Discharging apparatus of molten non-ferrious metal for die-casting}

도 1은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 정면도

도 2는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 측면도

도 3은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 평면도

도 4는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 개략단면도

도 5는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 튜브 횡단면도

도 6은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 배출수단을 도시한 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1. 용해로 2: 용융물

3: 가스층 5: 금형

6. 벽부 7: 덮개

10: 배출수단 13: 임펠러

14: 모터 15: 샤프트

17: 배출구 20: 배출관

22: 제1튜브 23: 뚜껑

24: 제2튜브 25: 가스 유입구

26: 가열수단 27: 석면

30: 안내부재

본 발명은 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용해로에서 용해된 산화성 및 폭발성이 강한 비철금속을 외부의 금형으로 배출시킬 때에 용해시 발생되는 가스가 외부의 공기와 접촉되지 않도록 하면서 용융물이 안전하게 배출될 수 있도록 하기 위한 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다이캐스팅(die casting)이란, 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법이며, 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하고, 대량생산이 가능하다는 특징이 있고 제품으로는 자동차부품이 많으며, 전기기기·광학기기·차량·방직기·건축·계측기의 부품 등이 있다.

상기 다이캐스팅에 이용되는 금속은 아연·알루미늄·주석·구리·마그네슘 등과 이들의 합금이며, 다이캐스트 주조기를 사용하여 공기압·수압·유압 등에 의해 주입하여 냉각 응고시킨다.

그러나, 상기와 같이 다이캐스팅에 이용되는 금속은 산화성 및 폭발성이 강하여 용해로에서 고온으로 용해될 경우 가스가 발생하고, 그 발생된 가스가 외부 공기와 접촉하여 폭발을 일으키는 위험성을 내재하고 있다.

또한, 상기의 금속들은 금형에 공급할 때 외부 공기의 산소와 접촉하면 쉽게 산화되는 경우가 발생하여 불필요한 슬러그가 생성되고, 다이캐스팅시 그 슬러그가 제품에 혼합되어 성형된 제품의 품질을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 용해로에서 용융된 금속을 공기에 노출시키지 않고 안전하게 다이캐스팅 금형에 공급하는 것이 요구되고 있다.

그러나, 종래에는 용해로에서 용융된 마그네슘과 같은 비철금속을 금형에 공급할 때는 용해로에 유황가스를 넣어서 가스층을 만들어 금형으로 공급된 용융물이 공기와 접촉되지 않게 하였으나, 덮개가 없어 가스층이 공기에 노출되어 악취가 심하게 발생하고, 공급유로상에 히터가 없어 용융물이 식어 원하는 온도를 맞추기가 용이하지 않는 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 용해로에서 용해된 산화성 및 폭발성이 강한 비철금속을 다이캐스팅 금형에 공급할 때 외부의 공기와 접촉되지 않도록 하면서 안전하게 배출될 수 있도록 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용해로에서 용해된 용융물을 외부의 금형으로 배출시키기 위한 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 있어서, 임펠러를 모터로 회전시켜서 용해로의 상부로 용융물이 이동되게 하여 배출시키는 배출수단; 상기 배출수단의 상부 일측에 연결되어서 용융물을 외부의 금형으로 유도되게 하되, 상기 용융물이 불황성 분위기에서 상기 용해로의 내부 온도와 동일한 수준으로 유지되면서 배출되게 하는 배출관; 및 상기 배출관을 통해서 이동하는 용융물을 금형 내부로 안내하는 안내부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출관은 상기 용해로의 상부 일측에서 상기 배출수단의 배출구와 연통되게 형성되되 외부를 향하여 하향 경사지게 형성된 제1튜브와, 상기 제1튜브와 연통되도록 연결되고 상기 용해로 외벽 상부에 탈착가능하게 설치되되 외부를 향하여 하향 경사지게 형성되며 일측이 힌지가능하게 작동하여 개방되도록 하는 뚜껑이 구비된 제2튜브로 이루어진다.

상기 배출관의 상부에는 내부로 불활성 가스가 공급되게 하는 가스 유입구가 구비된다.

상기 제1튜브는 상기 용해로의 외부로 소정의 길이로 돌출되게 구비되게 한다.

상기 제2튜브에는 용융물을 가열하기 위한 가열수단이 구비된다.

상기 제2튜브와 뚜껑의 접촉부에는 내부를 밀폐시키기 위한 석면이 구비된다.

이하, 본 발명에 따른 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 평면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 개략단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 튜브 횡단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 다이캐스팅 용융금속 배출장치의 배출수단을 도시한 단면도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용해로에서 용해된 용융물을 외부의 금형으로 배출시키기 위한 다이캐스팅 용융물 배출장치는 배출수단(10), 배출관(20) 및 안내부재(30)로 구성된다.

상기 배출수단(10)은 용융물(2) 내부에 회전가능하게 잠겨져서 용융물(2)이 용해로 상부로 상승 이동될 수 있도록 하는 임펠러(13)와, 회동가능하게 연결된 긴 샤프트(15)를 이용하여 임펠러(13)를 회전시키는 모터(14)로 구성된다.

상기 배출수단(10)의 상부 일측에는 임펠러(13)를 통해 상승 이동된 용융물(2)이 배출되는 배출구(17)가 구비된다.

따라서, 상기 배출수단(10)은 용해로(1)의 상부 일측에서 용융물(2) 내부의 소정 깊이로 잠겨지도록 설치되어 용융물(2)을 외부의 금형(5)으로 용이하게 배출될 수 있게 해주는 역할을 한다.

여기서, 상기 용해로(1) 내에서 용융물(2)의 용해 작업은, 외부의 공기와 접촉할 때 산화성 및 폭발성이 강한 마그네슘이나 알루미늄 등과 같은 비철금속을 용해하여 안전하게 금형(5)까지 배출될 수 있도록 하기 위해 불활성 가스 분위기에서 이루어진다.

상기 불활성 가스는 불화유황이라고 명칭되고 산업분야에서 널리사용되고 있는 화학식이 "SF6"인 가스를 사용한다. 상기 SF6가스는 상온 대기압에서는 화학적으로 안정도가 높은 무독, 무취, 무색, 불연성인 기체이고, 비중이 공기보다 무겁다.

상기 불활성 가스는 덮개(7)의 상부 일측에 구비된 가스 유입구(25)를 통해서 용해로(1) 내부와 배출관 및 안내부재에 공급되어 가스 층(3)을 형성하여 용융물(2)의 가스가 공기와 접촉되는 것을 차단하게 된다.

상기 배출관(20)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배출수단(10)의 상부 일측에 연결되어서 용융물(2)을 외부의 금형(5)으로 유도되게 하되 상기 용융물(2)이 불황성 분위기에서 상기 용해로(1)의 내부 온도와 동일한 수준으로 유지되면서 배출되게 하는 역할을 하는 것으로, 제1튜브(22)와 제2튜브(24)로 구성된다.

또한, 상기 배출관(20)의 상부에는 내부로 불활성 가스가 공급되게 하는 가스 유입구(25)가 다수 개 구비된다.

따라서, 상기 배출관(20)의 하부로는 용융물(2)이 유동하게 하고 상부에는 외부 공기와의 접촉을 방지하기 위한 불활성 가스 층(3)이 형성된다.

상기 가스 층(3)은 용융물(2)이 외부의 공기와 접촉하는 것을 방지함과 동시에 용융물(2)에서 발생된 가스가 외부로 방출되는 현상을 방지해주는 차단 역할을 한다.

상기 제1튜브(22)는 용해로(1)의 상부에서 외부를 향하여 하향 경사지게 벽부(6)를 관통하고 있으며, 일측은 배출수단(10)의 배출구(17)와 연통되게 결합하고 타측은 벽부(6)에서 소정의 길이로 돌출 형성된다.

상기 제2튜브(24)는 일측은 제1튜브(21)의 돌출부와 연통되도록 결합되되 상기 용해로(1) 외벽 상부에 탈착가능하게 설치되고, 외부를 향하여 하향 경사지게 구비된다. 상기 제2튜브(24)의 타측은 다음에 설명되어 있는 용융물 안내부재(30)가 장착된다. 상기 제2튜브(24)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측이 힌지가능하게 작동하여 용융물(2) 이동 통로가 개방되도록 하는 뚜껑(23)이 구비된다.

상기 뚜껑(23)은 내측면이 용융물(2)의 고온에 견딜 수 있고 열 방출을 방지할 수 있게 하는 석면(27)과 같은 보온재가 구비된다.

또한, 상기 뚜껑(23)의 양측에는 고온의 열 방출을 방지하고 외부 공기의 유입을 차단할 목적으로 석면(27) 조각이 구비되어 패킹이 형성되게 한다.

즉, 상기 제2튜브(24)와 뚜껑(23)의 접촉부에는 내부 밀폐와 고온의 열 방출을 방지하기 위한 석면(27)이 구비된다(도 4 참조).

상기 제2튜브(24)에는 용융물(2)을 가열하기 위한 가열수단(26)이 용융물(2)이 이동하는 측부와 하부에 구비된다.

그러나, 상기 가열수단(26)은 제2튜브(24) 내부의 빠른 온도 상승을 위해서는 뚜껑(23)에도 구비되게 하는 것이 가능하다.

상기 제2튜브(24)에 가열수단(26)이 구비되게 함으로써, 그를 통해 유동하는 용융물(2)이 응고되지 않고 용해로(1)에서 용해되었던 그 온도를 유지하면서 금형(5)으로 이동되게 한다. 여기서, 상기 가열수단(26)은 전기공급에 의해 발열하는 히터를 사용한다.

따라서, 상기 용해로(1)에서 용해된 비철금속 용융물(2)이 배출수단(10)을 통해서 제1튜브(22)를 관통할 때에 외부의 공기에 의해 냉각되어 있는 용해로(1) 벽부(6)를 통해서 냉각될 수 있으나, 고온으로 가열되어 있는 제2튜브(24)를 지날 때 다시 용해로(1)에서 가열되었던 그 온도로 가열되어 소망하는 온도를 금형(5)으로 유입될 때까지 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기 안내부재(30)는 배출관(20)을 통해서 이동하는 용융물(2)을 금형(5) 내부로 안내해주는 역할을 하는 것으로, 제2 튜브(24)의 일측에 장착된다.

또한, 상기 안내부재(30)에도 용융물(2)이 유동하는 상부에 불활성 가스층(3)이 형성되게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 안내부재(30)를 떠나 금형(5) 내부로 유입되는 용융물(2)이 외부 공기와 접촉하여 발생할 수 있는 산화 및 폭발을 방지해준다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 다이캐스팅용 용융금속 배출장치를 이용하여 마그네슘을 금형에 공급하는 공정의 예를 들어 설명한다.

먼저, 상기 용해로(1)에서 산화성 및 폭발성이 강한 마그네슘을 고온으로 가열하여 용융물(2)로 용해시킨다.

이때, 상기 용해로(1) 내부의 분위기는 가스 유입구(25)를 통해 유입된 불활성 가스 분위기가 되고, 용해시 용융물(2) 상부에 가스 층(3)이 형성된다.

또한, 상기 배출관(20)에 구비된 가스 유입구(25)를 통해서 가스를 주입하여 배출관(20)에서도 불활성 가스 분위기가 형성되게 한다.

그 후, 상기의 용해된 용융물(2)을 배출수단(10)의 모터(14)와 임펠러(13)를 이용하여 상승 이동시켜서 배출구(17)를 통해 배출관(20)의 제1 튜브(22)를 지나 관통되게 한다.

이때, 상기 제1튜브(22)를 지나는 용융물(2)은 외부 공기에 의해 차가워진 용해로(1) 벽부(6)에 의해 냉각될 수 있다. 특히 마그네슘은 비중이 1.7정도 이기 때문에 빨리 식는 특징이 있다.

상기 제1튜브(22)를 지날 때 냉각된 용융물(2)은, 작업과 동시에 고온으로 가열되어 있는, 즉 용해로(1) 내부의 온도와 동일한 온도로 가열되어 있는 제2튜브(24)를 이동하면서 다시 가열되어 맨 처음의 온도로 유지될 수 있다.

상기와 같이 소망하는 온도로 그리고, 산화 및 폭발되지 않은 상태로 유지된 마그네슘의 용융물(2)을 금형(5)으로 보내어 소망하는 제품을 안전하게 제조할 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 의하면, 외부의 공기와 접촉하면 산화되거나 폭발할 위험성이 있는 마그네슘 및 알루미늄과 같은 비철금속을 산화 및 폭발의 발생 없이 안전하게 용해시켜서 금형에 의해 성형되게 하는 효과를 제공할 수 있다.

Claims

용해로에서 용해된 용융물을 외부의 금형으로 배출시키기 위한 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치에 있어서,

임펠러(13)를 모터(14)로 회전시켜서 용해로(1)의 상부로 용융물(2)이 이동되게 하여 배출시키는 배출수단(10);

상기 배출수단(10)의 상부 일측에 연결되어서 용해로에서 용해된 용융물(2)을 외부의 금형(5)으로 유도되게 하되, 상기 용융물(2)이 불황성 분위기에서 상기 용해로(1)의 내부 온도와 동일한 수준으로 유지되면서 배출되게 하는 배출관(20); 및

상기 배출관(20)을 통해서 이동하는 용융물(2)을 금형 내부로 안내하는 안내부재(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.
제1항에 있어서, 상기 배출관(20)은,

상기 용해로(1)의 상부 일측에서 상기 배출수단(10)의 배출구(17)와 연통되게 형성되되, 외부를 향하여 하향 경사지게 형성된 제1 튜브(22)와,

상기 제1 튜브(22)와 연통되도록 연결되고 상기 용해로(1) 외벽 상부에 탈착가능하게 설치되되 외부를 향하여 하향 경사지게 형성되며, 일측이 힌지가능하게 작동하여 개방되도록 하는 뚜껑(23)이 구비된 제2 튜브(24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출관(20)의 상부에는 내부로 불활성 가스가 공급되게 하는 가스 유입구(25)가 구비되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 튜브(22)는 상기 용해로(1)의 외부로 소정의 길이로 돌출되게 구비되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 튜브(24)에는 용융물(2)을 가열하기 위한 가열수단(26)이 구비되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 튜브(24)와 뚜껑(23)의 접촉부에는 내부를 밀폐시키기 위한 석면(27)이 구비되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 용융 비철금속 배출장치.