KR20100098060A - 튜브몰드 재생공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연속 주조시 쇳물을 응고시키면서 일정한 사이즈로 연속적인 제품이 생산되게 하는 튜브몰드를 재사용할 수 있도록 하는 재생공법에 있어서, 마모부가 생성된 상기 튜브몰드의 도금층을 박리시키는 도금박리단계와, 도금층이 박리된 상기 튜브몰드를 그라인딩하는 내외경사상작업단계와, 상기 튜브몰드에 맨드럴을 삽입한 후, 가압 성형하여 상기 튜브몰드에 생성된 마모부를 제거하는 튜브몰드 가압성형단계와, 상기 튜브몰드 하단부의 O-ring부를 육성하는 외경육성단계와, 상기 튜브몰드 가압성형단계 및 상기 외경육성단계에 의해 최초 튜브몰드의 길이 및 외경 칫수에 비해 늘어난 상기 튜브몰드의 하단부를 절단 및 가공하는 튜브절단가공단계와, 상기 튜브몰드 내주면을 그라인딩하는 내경사상작업단계와, 상기 튜브몰드 하단부의 내주면에 도금층을 형성하는 내경도금단계와, 상기 튜브몰드 외주면을 그라인딩하는 외경사상작업단계를 포함하되, 상기 가압성형단계에서 성형롤을 이용하여 가압성형하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법을 제공한다.

연속, 주조, 사상, 도금, 박리

Description

튜브몰드 재생공법{Recycling method of tube mold}

본 발명은 튜브몰드 재생공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제강공장에서 연속 주조작업에 사용되는 튜브몰드의 마모부를 가공하여 재사용할 수 있게 하는 튜브몰드 재생공법에 관한 것이다.

튜브몰드는 제강공장에서 연속 주조용으로 사용하는 몰드의 제품형태중 하나로 용해된 쇳물을 연속적으로 통과시키면서 냉각되게 하여 요구되는 형상의 제품을 얻게한다. 그러나 튜브몰드는 연속 주조시 쇳물이 이송하면서 응고하게 됨으로써 쇳물이 응고되는 외경부가 튜브몰드의 내경부를 슬라이딩하면서 마찰을 발생시키게 된다. 특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 튜브몰드(1)의 하단 내주면에서 쇳물의 응고로 인한 마찰이 커지게 되면서 마모부(2)가 발생하게 되어 튜브몰드(1) 단부에서 테이퍼가 변형되어 연속 주조 작업시 블랙아웃의 위험성을 내재하게 되고, 요구되는 주조제품의 형상을 얻을 수 없게 된다.

따라서 튜브몰드는 연속 주조작업에 사용시 일정시간 사용 후에 폐기처리하고, 새로운 튜브몰드로 교체 사용해야 함으로써 연속 주조에 의한 제품 생산시 제품의 생산단가 및 설비 유지비용이 올라가는 문제가 있었다.

본 출원인은 상기 문제점을 해결하기 위해 튜브몰드 재생공법(등록번호 10-0792801)을 이미 출원하여 등록받은바 있다.

그러나 상기 튜브몰드 재생공법은 단순 금형으로 가압성형하여 튜브몰드의 길이를 늘리는 가압성형단계를 거침으로써, 튜브몰드의 길이가 마모부가 형성된 하단부 방향으로만 연장되지 않고 튜브몰드의 길이방향 양쪽으로 모두 연장되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 튜브몰드 재생공법의 가압성형단계에서 단순히 금형으로 튜브몰드를 가압성형하지 않고 성형롤을 이용하여 가압성형함으로써, 튜브몰드의 길이가 마모부가 형성된 하단부 방향으로만 연장되도록 하여 튜브몰드의 최초 제작시 형상을 최대한 유지하면서 튜브몰드를 재생하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연속 주조시 쇳물을 응고시키면서 일정한 사이즈로 연속적인 제품이 생산되게 하는 튜브몰드를 재사용할 수 있도록 하는 재생공법에 있어서, 마모부가 생성된 상기 튜브몰드의 도금층을 박리시키는 도금박리단계와, 도금층이 박리된 상기 튜브몰드를 그라인딩하는 내외경사상작업단계와, 상기 튜브몰드에 맨드럴을 삽입한 후, 가압 성형하여 상기 튜브몰드에 생성된 마모부를 제거하는 튜브몰드 가압성형단계와, 상기 튜브몰드 하단부의 O-ring부를 육성하는 외경육성단계와, 상기 튜브몰드 가압성형단계 및 상기 외경육성단계에 의해 최초 튜브몰드의 길이 및 외경 칫수에 비해 늘어난 상기 튜브몰드의 하단부를 절단 및 가공하는 튜브절단가공단계와, 상기 튜브몰드 내주면을 그라인딩하는 내경사상작업단계와, 상기 튜브몰드 하단부의 내주면에 도금층을 형성하는 내경도금단계와, 상기 튜브몰드 외주면을 그라인딩하는 외경사상작업단계를 포함하되, 상기 가압성형단계에서 성형롤을 이용하여 가압성형하는 것을 특징으 로 하는 튜브몰드 재생공법을 제공한다.

또한, 상기 가압성형단계의 상기 성형롤은 절구통 형상이며 2개의 성형롤, 또는 원통형상이며 4개의 성형롤 일 수 있다.

상기 외경육성단계에서 상기 튜브몰드 하단부의 O-ring부에 동도금, 동용사, 또는 메탈 본드 작업을 하는 것이 바람직하다.

상기 내경도금단계에서 상기 튜브몰드의 하단부 내주면에는 크롬도금 또는 니켈-인(Ni-P)합금도금 하는 것이 바람직하다.

상기 성형롤은 상기 튜브몰드의 외주면에 접하게 되는 면부에 복수개의 요철이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 도금박리단계는 상기 튜브몰드를 염산액에 담궈 도금층을 박리시키는 것이 바람직하다.

상기 가압성형단계에서 상기 맨드럴은 상기 튜브몰드 제조시 설계단계에서 사용된 내경 칫수와 동일한 외경을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 튜브몰드 재생공법은, 마모부가 생성된 상기 튜브몰드 하단부를 최초 설계시와 같은 상태가 되게 하여 연속 주조설비에 재설치하여 사용할 수 있게 함으로써 연속주조 제품의 생산단가 및 유지비용을 낮출 수 있는 효과를 제공한다.

또한 가압성형단계에서 성형롤을 이용함으로써, 튜브몰드의 길이가 마모부가 형성된 하단부 방향으로만 연장되도록 하여 튜브몰드의 최초 제작시 형상을 최대한 유지시키는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브몰드 재생공법에 대한 순서도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 튜브몰드 재생공법은, 도금박리단계(S1), 내외경사상작업단계(S2), 튜브몰드 가압성형단계(S3), 외경육성단계(S4), 튜브절단 가공단계(S5), 내경사상작업단계(S6), 내경도금단계(S7), 외경사상작업단계(S8)를 거쳐 연속 주조에 의해 마모부(110)가 생성된 튜브몰드(100)를 재사용할 수 있도록 가공하는 것이다.

먼저, 상기 튜브몰드(100)는 연속 주조시 쇳물을 응고시키면서 일정한 사이즈로 연속적인 제품이 생산되게 하는 것으로, 일정한 기간 사용하게 되면 하단부 내주면에는 마모부(110)가 형성된다.

이러한, 상기 마모부(110)가 생성된 상기 튜브몰드(100)를 염산액에 담궈 내주면 도금층을 박리되게 하는 도금박리단계(S1)를 수행한다.

상기 튜브몰드의 도금박리단계(S1)가 완료되면, 상기 튜브몰드(100)의 도금층이 박리된 내주면 및 외주면을 그라인더를 이용하여 그라인딩하는 내외경사상작업단계(S2)를 실시한다.

이러한 상기 내외경사상작업단계(S2)는 상기 튜브몰드(100) 하단부의 내주면 및 외주면 표면에 잔여하는 이물질의 제거 및 마모부(110)의 스크렛치 등을 제거하여 가압성형시 상기 튜브몰드(100) 내주면 및 외주면의 표면 조도를 향상하게 한다.

도 3 및 도 4는 상기 튜브몰드 가압성형단계(S3)의 성형롤(300)의 일 실시예이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5의 A부분을 확대한 도면으로, 특히 튜브몰드(100) 하단부의 마모부(110)의 변화를 강조한 도면이다.

상기 내외경사상작업단계(S2)를 거쳐 상기 튜브몰드(100) 내주면 및 외주면에 대한 그라인딩 작업이 완료되면, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 튜브몰드(100)에 맨드럴(Mandrel)(200)을 삽입한 후 성형롤(roll)(300)을 이용하여 외부에서 가압 성형하는 튜브몰드 가압성형단계(S3)를 수행한다.

상기 성형롤(300)은 절구통 형상의 2개의 성형롤(도 3 참조)을 이용하거나 원통형상의 4개의 성형롤(도 4 참조)을 이용하여 튜브몰드(100)를 가압성형할 수 있다. 상기 원통형상의 4개의 성형롤을 이용할 경우 상기 튜브몰드(100)의 외주면이 더욱 골고루 늘어나는 효과가 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 종래 금형으로 튜브몰드를 단순 가압성형했을 경우, 튜브몰드의 양쪽 길이방향으로 모두 길이가 연장되는 변화가 일어났었다.

그러나 상기 성형롤(300)을 이용하게 되면, 상기 마모부(110)가 있는 하단부 길이방향으로만 길이가 연장되는 변화가 있게 된다.

이때 상기 맨드럴(200)은 최초 상기 튜브몰드(100) 제조시 설계단계에서 사용된 내경 칫수와 동일한 외경을 가진다. 즉, 상기 맨드럴(200)은 마모부(110)가 형성되기 전인 상기 튜브몰드(100)의 내경에 대응되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 맨드럴(200)이 상기 튜브몰드(100)에 삽입되면, 상기 성형롤(300)이 상기 튜브몰드(100)의 외측부를 가압성형하게 된다.

여기서 상기 성형롤(300)은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 튜브몰드(100)의 외주면에 접하게 되는 면부에 복수개의 요철이 형성된 것을 사용하는 것이 바람직 하다.

상기 요철은 외주면에 함몰부를 형성하여 상기 함몰된 부분이 형성된 만큼 튜브몰드(100) 내주면의 마모부(110)를 채우고 튜브몰드(100)의 길이방향으로 길이 연장변화를 가져온다.

상기 튜브몰드 가압성형단계(S3)를 거쳐, 상기 튜브몰드(100) 하단부의 내주면에 형성된 마모부(110)가 형상변화에 따라 채워지게 되면, 압축된 상기 튜브몰드(100) 하단부의 O-ring부(120)를 육성하는 외경육성단계(S4)를 거친다.

이러한 상기 외경육성단계(S4)는 상기 튜브몰드(100) 하단부의 O-ring부(120)에 동도금, 동용사, 또는 메탈 본드 작업을 행하여 상기 가압성형단계(S3)에서 O-ring부(120)가 압축되면서 부피가 줄어든 부분을, 성형롤(300)에 의해 압축되기 전 상기 튜브몰드(100)의 최초 설계단계시 칫수를 가질 수 있도록 두께를 증가시킴과 더불어 우수한 열전도율을 가지게 한다.

그리고 상기 튜브몰드(100)의 하단부의 O-ring부(120)를 육성하는 상기 외경육성단계(S4)가 완료되면, 상기 가압성형단계(S3)에서 가압에 의해 늘어난 상기 튜브몰드(100)의 단부를 최초 상기 튜브몰드(100) 제조시 설계단계에서 사용된 길이와 동일하게 되도록 상기 튜브몰드(100)의 늘어난 길이를 절단함과 더불어 육성부위를 가공하는 튜브절단 가공단계(S5)를 실시한다.

이러한 상기 튜브절단 가공단계(S5)는 머시닝센터를 사용하여 최초 상기 튜 브몰드(100) 제조시 설계단계의 길이와 상기 가압성형단계(S3) 및 상기 외경육성단계(S4)를 거친 상기 튜브몰드(100)의 길이 및 외경 칫수를 동일하게 하여 공정이 완료시 주조설비에 재설치를 가능하도록 한다.

상기 튜브몰드(100)의 하단부를 일정길이 절단 및 가공하는 상기 튜브절단 가공단계(S5)를 완료하면, 상기 튜브몰드(100)의 내주면을 그라인더로 그라인딩하는 내경사상작업단계(S6)를 수행한다.

즉, 상기 내경사상작업단계(S6)에 의해 상기 튜브몰드(100)의 내주면 표면 조도 향상 및 이물질을 제거하여 이후 수행하게되는 상기 내경도금단계(S7)시 도금층의 접착을 용이하게 한다.

상기 튜브몰드(100)의 내주면을 그라인딩한 후에는 상기 튜브몰드(100)의 하단부 내주면을 크롬도금 또는 니켈-인(Ni-P)합금도금 하는 내경도금단계(S7)를 수행한다.

따라서 상기 내경도금단계(S7)는 상기 도금박리단계(S1)와 상기 내외경사상작업단계(S2) 및 상기 내경사상작업단계(S6)를 거치면서 내주면의 도금층이 제거된 상기 튜브몰드(100)의 하단부 내주면에 최초 제조시의 상태와 같은 상태가 되도록 크롬도금 또는 니켈-인(Ni-P)합금도금을 수행하여 상기 튜브몰드(100) 하단부의 내주면이 최초 제조시와 같은 내마모성을 가지게 한다.

상기 니켈-인(Ni-P)합금도금 시 인(P)의 비율이 15%를 넘게 되면 고온에서의 내강성이 취약해 지므로 그 비율은 15% 이하인 것이 바람직하다.

상기 내경도금단계(S7)가 완료되면, 상기 튜브몰드(100)의 외주면을 그라인더를 이용하여 그라인딩하는 외경사상작업단계(S8)를 수행한다.

이러한 상기 외경사상작업단계(S8)는 상기 튜브몰드(100) 외주면의 이물질을 제거하고, 표면 조도를 향상시킨다.

이와 같은 재생단계를 거치면 마모부(110)가 생성된 상기 튜브몰드(100) 하단부의 내주면이 최초 설계시와 같은 형상,길이, 및 도금상태가 됨으로써 연속 주조설비에 재설치하여 사용할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 일반적인 연속주조 작업에 따른 튜브몰드의 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브몰드 재생공법을 나타낸 순서도이다.

도 3 및 도 4는 도 2의 튜브몰드 가압성형단계(S3)의 성형롤의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 2의 튜브몰드 가압성형단계(S3)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.

도 7는 종래 금형으로 가압성형하는 단계를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 튜브몰드 110 마모부

120 O-ring부 200 맨드럴

300 성형롤

Claims (8)

1. 연속 주조시 쇳물을 응고시키면서 일정한 사이즈로 연속적인 제품이 생산되게 하는 튜브몰드를 재사용할 수 있도록 하는 재생공법에 있어서,

   마모부가 생성된 상기 튜브몰드의 도금층을 박리시키는 도금박리단계와,

   도금층이 박리된 상기 튜브몰드를 그라인딩하는 내외경사상작업단계와,

   상기 튜브몰드에 맨드럴을 삽입한 후, 가압 성형하여 상기 튜브몰드에 생성된 마모부를 제거하는 튜브몰드 가압성형단계와,

   상기 튜브몰드 하단부의 O-ring부를 육성하는 외경육성단계와,

   상기 튜브몰드 가압성형단계 및 상기 외경육성단계에 의해 최초 튜브몰드의 길이 및 외경 칫수에 비해 늘어난 상기 튜브몰드의 하단부를 절단 및 가공하는 튜브절단가공단계와,

   상기 튜브몰드 내주면을 그라인딩하는 내경사상작업단계와,

   상기 튜브몰드 하단부의 내주면에 도금층을 형성하는 내경도금단계와,

   상기 튜브몰드 외주면을 그라인딩하는 외경사상작업단계를 포함하되,

   상기 가압성형단계에서 성형롤을 이용하여 가압성형하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압성형단계의 상기 성형롤은 절구통 형상이며 2개의 성형롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가압성형단계의 상기 성형롤은 원통형상이며 4개의 성형롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
4. 제1항에 있어서, 상기 외경육성단계에서 상기 튜브몰드 하단부의 O-ring부에 동도금, 동용사, 또는 메탈 본드 작업을 하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
5. 제1항에 있어서, 상기 내경도금단계에서 상기 튜브몰드의 하단부 내주면에는 크롬도금 또는 니켈-인(Ni-P)합금도금 하는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
6. 제1항에 있어서, 상기 성형롤은 상기 튜브몰드의 외주면에 접하게 되는 면부에 복수개의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
7. 제1항에 있어서, 상기 도금박리단계는 상기 튜브몰드를 염산액에 담궈 도금층을 박리시키는 것을 특징으로 하는 튜브몰드 재생공법.
8. 제1항에 있어서, 상기 가압성형단계에서 상기 맨드럴은 상기 튜브몰드 제조시 설계단계에서 사용된 내경 칫수와 동일한 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 튜 브몰드 재생공법.

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