KR20110097678A - 연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법 - Google Patents

연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 용탕 중의 유해한 개재물을 제거하여 고품질의 주조봉을 얻을 수 있는 연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 연속 주조 장치(1)는, 용탕(M)이 저장되는 보유로(3)와, 보유로(3)에 저장된 용탕(M)이 공급되는 턴 디쉬(7)와, 일단부측이 보유로(3)에 장착되고, 타단부측이 턴 디쉬(7)에 장착되어, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 턴 디쉬(7)에 공급하는 급탕관(6)을 구비하여, 용탕(M)으로부터 주괴를 연속 주조한다. 보유로(3)와 턴 디쉬(7)와 급탕관(6)은, 용탕(M)이 흐르는 용탕 경로(11)를 형성한다. 용탕 경로(11)는, 그 용탕 경로(11) 중에 용탕(M)을 여과하는 필터(F)를 가지고 있다. 보유로(3)에는, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 가압하는 가압 장치(2)가 설치되어 있다.

Description

연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법{CONTINUOUS CASTING EQUIPMENT, CAST ROD MANUFACTURED BY USING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD OF THE CAST ROD}
본 발명은, 예를 들면, 차량용 부품, 엔진용 부품, 항공기 부재용 부품, 혹은, 기계 가공용 또는 소성 가공용으로 사용되는 금속제의 주조봉(주괴)을 연속 주조하는 연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래에는, DC 주조에 있어서, 마그네슘 합금의 용탕은, 보유로로부터 턴 디쉬를 경유해서 주형에 급탕되어, 주형에 의한 1차 냉각, 직접 수냉에 의한 2차 냉각을 거쳐 주조 응고되고, 주형의 연장 방향으로 뽑아 내져 주조봉으로 형성된다.
마그네슘 합금의 용탕은 산화성이 강하고, 또한, 마그네슘 합금의 산화물의 비중은 용탕의 비중보다 크기 때문에, 도가니의 바닥에 침전된다. 이 때문에, 산화물을 도가니로부터 분리하여 제거하는 작업이 용이하지 않다. 또한, 용탕은, 표면에 산화막이 형성되어 있기 때문에, 해당 용탕이 유동할 때의 흐트러짐에 의해, 주조품의 내부로 산화막이 휩쓸려 들어갈 가능성이 높다.
따라서, 마그네슘 합금에서는, 실제로 불순물에 의한 금속계 개재물(슬러지)이나 산화막이나 산화물에 의한 비 금속계 개재물(이하, "개재물"이라 함)이 없는 고품질의 주조봉을 제조하는 것은 어렵다. 그래서 종래에는, 고품질의 주조봉을 제조하기 위해서, 개재물이 턴 디쉬로부터 주형측으로 유출되지 않도록 필터를 설치하여 품질의 향상을 도모하였다.
또한, 턴 디쉬나 주형 내의 용탕의 표면에 생성된 산화막이 용탕의 내부에 혼입되는 것을 방지하는 수단으로는, 용탕의 표면을 불활성 가스로 이루어진 분위기로 덮어 차단하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).
일본 공개 특허 2004-9110호 공보(도 1) 일본 공개 특허 2005-34897호 공보(도 1)
그러나, 특허 문헌 1, 2에 기재된 종래의 연속 주조 장치에서는, 주형 내의 산화막의 생성을 억제할 수는 있어도, 보유로 내의 용탕 중에 포함되는 개재물, 나아가 턴 디쉬에 용탕이 유동되어 올 때에 생성된 산화막이 DC 주조시에 주조봉 내에 혼입되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 연속 주조 장치에서는, 턴 디쉬 내에, 용탕 중의 개재물을 제거하기 위한 성긴 필터를 설치하는 것도 생각할 수 있는데, 미소한 개재물의 혼입을 방지하는 것이 어려웠다.
또한, 그 미소한 개재물의 혼입을 방지하려면, 필터의 통탕 경로를 미소화할 필요가 있다. 그러나, 필터의 그물눈의 개공도를 미소화한 경우, 미소화에 수반하여 용탕이 필터를 통과할 때의 통탕 저항(유동저항)이 증대된다. 이 때문에, 종래의 주조 방식에서는, 필터의 그물눈의 개공도를 미소화하는 것이 어려워, 고품질의 주조봉을 얻는 것이 어려웠다.
이에 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 용탕 중의 유해한 개재물을 제거하여 고품질의 주조봉을 얻을 수 있는 연속 주조 장치 및 이를 이용하여 제조된 주조봉 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 항에 기재된 연속 주조 장치는, 용탕이 저장되는 보유로와, 상기 보유로에 저장된 상기 용탕이 공급되는 턴 디쉬와, 일단부측이 상기 보유로에 장착되고, 타단부측이 상기 턴 디쉬에 장착되어, 상기 보유로 내의 상기 용탕을 상기 턴 디쉬에 공급하는 급탕관을 구비하여, 상기 용탕으로부터 주괴를 주조하는 연속 주조 장치이며, 상기 보유로와 상기 턴 디쉬와 상기 급탕관은, 상기 용탕이 흐르는 용탕 경로를 형성하고, 상기 용탕 경로는, 그 용탕 경로 중에 상기 용탕을 여과하는 필터를 가지며, 상기 보유로에는, 해당 보유로 내의 상기 용탕을 가압하는 가압 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 용탕이 흐르는 용탕 경로에는, 필터가 설치되어 있음으로써 용탕 중의 개재물이 제거된다. 용탕은, 보유로에 용탕을 가압하는 가압 수단이 설치되어 있음으로써, 가압 수단으로 가압되어 필터에 밀어붙여진다. 이 때문에, 용탕은, 필터를 통과할 때의 통탕 저항이 커도, 가압 수단에 의한 가압으로 압압됨으로써 단위 시간당의 통탕량이 증가되기 때문에, 필터 및 용탕 경로를 원활하게 흐르게 된다. 또한, 용탕 내의 개재물은, 용탕이 필터를 통과했을 때에 제거된다.
제 2 항에 기재된 연속 주조 장치는, 제 1 항에 기재된 연속 주조 장치이며, 상기 필터는, 해당 필터의 그물눈의 개공도가 2~70×10-2[mm2]인 철망으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 개공도란, 필터의 그물눈의 세로 방향이 길이를 a[mm], 가로 방향의 길이를 b[mm]로 했을 때의 개공도(A[mm2])이며, A=a×b이다.
이와 같은 구성에 의하면, 필터의 그물눈의 개공도가 2~70×10-2[mm2]로 미소하기 때문에, 용탕 중에 포함되는 큰 개재물에서 작은 개재물까지 제거할 수 있다.
제 3 항에 기재된 연속 주조 장치는, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 연속 주조 장치이며, 상기 가압 수단의 가압은 1~100[kPa]인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 가압 수단의 가압은 1~100[kPa]로써 용탕 전체가 적절한 압압력에 의해 압압되기 때문에, 가압된 만큼 용탕의 흐름이 보다 빨라진다.
제 4 항, 제 5 항에 기재된 연속 주조 장치는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조 장치며, 상기 필터는 2층 이상으로 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 필터는 2층 이상으로 적층되어 있으므로, 용탕 중에 포함되어 있는 개재물의 제거가 2단계 이상에 걸쳐서 행해진다.
제 6 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항에 기재된 연속 주조 장치는, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조 장치며, 상기 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식, 전자 펌프 방식 중 1 종류 이상의 장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식 혹은 전자 펌프 방식으로 이루어짐으로써, 적당한 가압력으로 용탕을 가압할 수 있다.
제 10 항에 기재된 주조봉은, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조 장치를 이용하여 제조되는 주조봉이며, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 상기 용탕으로부터 제조된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 주조봉은, 연속 주조 장치를 이용하여 제조됨으로써, 품질이 향상된다.
제 11 항에 기재된 주조봉의 제조 방법은, 보유로로부터 급탕관을 통해 턴 디쉬까지의 용탕 경로에 필터를 설치하여 용탕을 보내고, 그 용탕으로부터 주괴를 주조하는 주조봉의 제조 방법에 있어서, 상기 보유로에 설치한 가압 수단에 의해 상기 용탕을 가압하는 공정과, 가압한 상기 용탕을 상기 필터를 통해 여과하여 보내는 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 용탕은 가압 수단에 의해 가압되어 필터를 통해 보내짐으로써, 필터 그물눈의 개공도가 작아도 투과하기 때문에, 효율적으로 여과되어 정화된다.
본 발명의 제 1 항에 관한 연속 주조 장치에 의하면, 필터가 설치되어 있음으로써, 용탕 중의 유해한 개재물을 제거하여 고품질의 주조봉을 얻을 수 있다. 또한, 보유로는 가압 수단이 설치되어 있음으로써, 가압 수단의 가압력으로 용탕을 가압하여 단위 시간당의 통탕량을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 연속 주조 장치는, 필터 및 용탕 경로를 흐르는 용탕의 흐름이 원활하게 되어, 필터에 의한 용탕 중의 개재물의 제거 효율이 향상되며, 개재물이 없는 고품질의 주조봉을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 항에 관한 연속 주조 장치에 의하면, 필터 그물눈의 개공도가 미소한 2~70×10-2[mm2]이므로, 필터의 그물눈을 통과하는 통탕량을 확보하면서 용용 중에 포함되는 개재물을 필터로 제거하여, 주괴 품질이 양호한 주조봉을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 3 항에 관한 연속 주조 장치에 의하면, 가압 수단의 가압이 1~100[kPa]이므로, 필터를 투과하는 용탕에 적절한 압력을 부가할 수 있다. 이 때문에, 용탕의 흐름이 좋아져서 원하는 통탕량을 확보할 수 있게 된다. 그 결과, 주조봉에 균열 등이 발생하는 것을 억제하고, 안정된 고품질의 주조봉을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 4 항, 제 5 항에 관한 연속 주조 장치에 의하면, 필터가 2층 이상으로 적층되어 있으므로, 용탕 중에 포함되어 있는 개재물이 2단계 이상에 걸쳐서 제거되기 때문에, 개재물을 없애는 제거 능력을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 품질이 좋은 주조봉을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항에 관한 연속 주조 장치에 의하면, 가압 수단이, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식 혹은 전자 펌프 방식으로 이루어짐으로써, 용탕을 적절한 가압력으로 압압할 수 있다. 이 때문에, 용탕은 흐름이 원활해지므로, 필터 및 용탕 경로를 흐르는 용탕의 양을 조정하여, 원하는 양의 용탕을 용탕 경로에 공급할 수 있다.
본 발명의 제 10 항에 관한 주조봉에 의하면, 연속 주조 장치를 이용하여 제조됨으로써, 고품질의 마그네슘 또는 마그네슘 합금제의 주조봉을 대량으로 생산할 수 있다.
본 발명의 제 11 항에 관한 주조봉의 제조 방법에 의하면, 용탕은 가압 수단에 의해 가압되어 압압됨으로써, 그물눈의 개공도가 작은 필터를 원활하게 투과할 수 있게 된다. 이 때문에, 용탕 중의 작은 개재물까지 제거하여, 주조 품질이 좋은 고품질의 주조봉을 종래보다 신속하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치의 필터의 그물눈 개공도와 통탕량의 관계를 도시하는 그래프이며, 본 발명의 데이터와 비교예의 데이터를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치의 제 1 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치에 있어서의 필터의 변형예를 도시하는 주요부 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치의 제 2 변형예를 나타내는 개략도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.
<연속 주조 장치의 구성>
도 1에 도시한 바와 같이, 연속 주조 장치(1)는, 예를 들면, 용탕 경로(11)를 흐르는 금속의 용탕(M)을 주형(9)에서 응고시켜 주조봉(W)(주괴)을 연속 주조 할 때에, 주조봉(W)을 냉각 장치(도시 생략)로 냉각하면서 연속 주조하는 장치이다. 연속 주조 장치(1)는, 각각 후술하는 용해로(도시 생략)와, 보유로(3)와, 가압 장치(2)와, 급탕관(6)과, 턴 디쉬(7)와, 필터(F)와, 주형 설치반(8)과, 주형(9)과, 반송 장치(10)를 구비하여 구성되어 있다. 상기 연속 주조 장치(1)는, 이른바 가로형(수평)이거나 세로형이어도 좋으며, 이하, 가로형의 경우를 예로 들어 설명한다.
<용탕 경로의 구성>
상기 연속 주조 장치(1)에는, 용해로(도시 생략)에서 용해된 용탕(M)이, 주형(9)에서 주조봉(W)으로 응고될 때까지 흐르는 용탕 경로(11)가 형성되어 있다. 용탕 경로(11)는, 용해로(도시 생략), 보유로(3), 급탕관(6), 턴 디쉬(7), 주형 설치반(8), 주형(9)의 순서대로 용탕(M)이 흐르도록 형성되어 있다. 용탕 경로(11)는, 당해 용탕 경로(11) 중의 상부에 형성된 후술하는 개구부(31a, 71a)가 각각 보호 커버(32, 72) 등에 의해 덮여, 대략 전체가 밀폐 상태로 형성되는 동시에, 용탕(M)의 유동성을 높이는 상기 가압 장치(2)와 여과용의 상기 필터(F)가 설치되어, 용탕(M)이 정화된 상태에서 주형(9)에 공급되도록 설치되어 있다.
<용탕 및 주조봉의 구성>
용탕(M)은, 용해로(도시 생략)에서 용해되어 용탕 경로(11)에 공급되는 용해 금속이며, 예를 들면, 마그네슘, 마그네슘 합금 혹은 알루미늄 합금 등으로 이루어진다. 또한, 보유로(3)에 공급되는 용탕(M) 중에는, 일반적으로 0.수~2mm 정도의 크기의 개재물이 포함되어 있다.
또한, 주조봉(W)은, 연속 주조 장치(1)에 의해서 상기 용탕(M)을 연속 주조하여 응고시킨 주물편(주괴)이며, 예를 들면, 직경이 55~102mm 정도인 환봉으로 주조된다.
<보유로의 구성>
보유로(3)는, 용해로(도시 생략)로부터 공급된 용탕(M)을 소정의 온도로 보온한 상태에서 일시적으로 저장하는 로이며, 대략 밀폐 용기 형상으로 형성되어 있다. 보유로(3)는, 대략 용기 형상으로 형성된 보유로 본체(31)와, 상기 보유로 본체(31)의 상부에 형성된 개구부(31a)를 폐색하는 보호 커버(32)로 주로 형성되어 있다. 보유로(3)에는, 용해로(도시 생략)로부터 공급되는 용탕(M)을 받아들이는 급탕구(3a)와, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 턴 디쉬(7)에 공급하는 급탕관(6)과, 보유로 본체(31)에 설치된 가압 가스 공급부(33)에 접속된 가압 장치(2)가 설치되어 있다. 보유로(3) 내의 용탕(M)의 표면과 보호 커버(32)의 사이의 공간에는, 용탕(M)을 산화시키지 않는 커버 가스로서의 불활성 가스(G)가 압축된 상태로 주입되어 충만되어 있다. 이 때문에, 보호 커버(32) 및 가압 장치(2)를 갖춘 보유로(3)는 기체 가압식 보유로로 되어 있다. 급탕구(3a)는, 보호 커버(32) 혹은 보유로 본체(31)의 상부에 설치된다.
보유로 본체(31)는, 용탕(M)을 저장하는, 예를 들면 바닥이 있는 원통형의 용기이며, 예를 들면, 내경이 1m, 깊이가 1.5m로 용량이 350kg 정도인 것으로 이루어진다. 상기 보유로 본체(31)의 측벽 상부에는, 불활성 가스(G)의 공급구를 형성하는 가압 가스 공급부(33)가 설치되어 있다.
보호 커버(32)는, 보유로 본체(31)의 개구부(31a)를 폐색하여 보유로(3) 내를 밀폐 상태로 하여, 보유로 본체(31) 내의 용탕(M)이 대기와 접촉하여 산화하는 것을 방지하기 위한 덮개이다. 보호 커버(32)는, 보유로 본체(31)의 개구부(31a)의 상부에 개폐 가능하게 설치되어 있다. 보호 커버(32)는, 예를 들면, 내식성, 내열성이 뛰어난 스텐레스 강철 제품 등의 판 형상 부재로 이루어진다. 상기 보호 커버(32)에는, 급탕관(6)이 삽입 관통되는 설치 구멍(32a)이 형성되어 있다.
<가압 장치의 구성>
가압 장치(2)는, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 가압하는 가압 수단이며, 예를 들면, 보유로(3) 내의 용탕(M)의 표면을 압축 가스로 압압하는 장치이다. 가압 장치(2)는, 기체 가압 방식의 가압 수단으로 이루어진다. 이하, 기체 가압 방식의 가압 장치(2)를 사용했을 경우를 예로 들어 설명한다.
가압 장치(2)는, 예를 들면, 기체를 압축하는 압축기(21)와, 상기 압축기(21)를 제어하는 제어 장치(22)와, 압축기(21) 및 제어 장치(22)를 구동시키기 위한 전원(23)을 구비하여 구성되어 있다. 가압 장치(2)의 가압은, 용탕(M)의 종류 등에 따라 다르지만, 1~100[kpa]이다.
또한, 가압 장치(2)의 가압이 1[kPa] 미만인 경우에는, 용탕(M)을 압압하는 힘이 약해짐으로써, 용탕 경로(11)를 흐르는 용탕(M)의 흐름이 늦어지기 때문에, 후술하는 필터(F)를 통과하는 단위 시간당의 통탕량이 원하는 양보다 적어지므로 바람직하지 않다. 또한, 가압 장치(2)의 가압이 100[kPa]을 넘는 경우에는, 용탕(M)을 압압하는 힘이 강해짐으로써, 용탕 경로(11)를 흐르는 용탕(M)의 흐름이 빨라지기 때문에, 주형(9)을 통과할 때의 속도가 원하는 속도보다 빨라지므로, 바람직하지 않다. 또한, 탕이 샐 위험성이 늘어나기 때문에 좋지 않다.
압축기(21)는, 예를 들면, 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스(G)를 압축하는 압축기 등으로 이루어지며, 불활성 가스 공급용 배관을 통해 보유로 본체(31)의 가압 가스 공급부(33)에 접속되어 있다.
<급탕관의 구성>
급탕관(6)은, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 턴 디쉬(7)에 공급하기 위한 배관이며, 일단부측에 보유로측 개구부(6a)를 가지고, 타단부측에 턴 디쉬측 개구부(6b)를 가지고 있다. 상기 급탕관(6)은, 보유로(3)와 턴 디쉬(7)의 사이를 연결하는 배관이며, 보유로측 개구부(6a)가 보유로(3) 내의 하부에 배치되고, 턴 디쉬측 개구부(6b)가 턴 디쉬(7) 내의 상부에 배치되어 있다. 보유로(3) 내에 있어서, 급탕관(6)은, 보유로(3)의 천정면을 형성하는 보호 커버(32)의 설치 구멍(32a)으로부터 아래로 늘어뜨려진 상태로 배치되고, 하단부의 보유로측 개구부(6a)가, 산화막이 형성되는 용탕(M)의 표층과 슬러지가 모이는 용탕(M) 중의 저층과의 사이의 위치에 배치되어 있다. 상기 급탕관(6)은, 예를 들면, 내경이 80mm인 스텐레스 구리관 혹은 강관으로 이루어진다.
<필터의 구성>
필터(F)는, 용탕(M) 중의 개재물이, 턴 디쉬(7)로부터 주형(9)측(하류측)으로 흐르는 것을 저지하거나 개재물을 없애기 위한 여과기이다. 상기 필터(F)는, 예를 들면, 스텐레스 강철 등의 금속제의 그물눈 형상의 것으로 이루어진다. 필터(F)는, 그물눈의 개공도(A)가 2~70×10-2[mm2]인 크기로 형성되고, 설정된 크기 이상의 크기의 개재물이 당해 필터(F)를 통과하는 것을 저지하고 있다. 필터(F)는, 예를 들면, 2층 이상으로 적층되어, 표면장력의 효과를 얻을 수 있게 되어 있다. 상기 필터(F)는, 복수의 철망 형상의 부재를 겹친 적층 구조의 필터 박스로 이루어지며, 턴 디쉬(7)의 중앙부를 2개로 구획하여 나눈 상태로 배치되어 있다.
또한, 필터(F)의 그물눈의 개공도(A)가 2×10-2[mm2] 미만인 크기의 경우에는, 개공도(A)가 너무 작아져서 필터(F)의 그물눈이 개재물 등으로 막히기 쉬워지는 동시에, 유동 저항이 높아지기 때문에, 단위 시간당의 통탕량이 적어 바람직하지 않다. 또한, 필터(F)의 개공도(A)가 70×10-2[mm2]를 넘는 크기인 경우에는 개공도(A)가 너무 커서, 필터(F)의 그물눈을 투과하는 개재물의 크기도 커짐에 따라, 주조되는 주조봉(W) 중에 포함되는 개재물이 커져서 결함이 되므로 바람직하지 않다.
<턴 디쉬의 구성>
턴 디쉬(7)는, 보유로(3)로부터 공급된 용탕(M)을 보온한 상태에서 일시적으로 저장하는 노이다. 턴 디쉬(7)는, 대략 용기 형상으로 형성된 턴 디쉬 본체(71)와, 당해 턴 디쉬 본체(71)의 상부의 개구부(71a)를 폐색하는 보호 커버(72)로 주로 형성된 밀폐 형상의 용기로 이루어진다. 턴 디쉬(7)에는, 당해 턴 디쉬(7) 내의 용탕(M)을 여과하는 필터(F)와, 필터(F)를 유지하는 필터 가이드(73, 73)와, 주형(9)을 턴 디쉬(7)의 외측 측벽에 설치하기 위한 주형 설치반(8)이 설치되어 있다. 또한, 상기 턴 디쉬(7) 내의 용탕(M)도, 턴 디쉬(7)가 급탕관(6)을 통해 보유로(3)에 연통되어 있음으로써, 상기 가압 장치(2)에 의해 용탕(M)이 가압된 상태로 되어 있다.
턴 디쉬 본체(71)는, 주형(9)측의 측벽에, 용탕(M)을 주형(9)에 공급하는 용탕 공급구(도시 생략)가 형성되어 있다.
보호 커버(72)는, 턴 디쉬 본체(71)의 개구부(71a)를 개폐 가능하게 폐색하여 턴 디쉬(7) 내를 밀폐 상태로 하기 위한 뚜껑 부재이다. 보호 커버(72)는, 턴 디쉬 본체(71) 내의 용탕(M) 상의 공간에 불활성 가스(G)를 충만시킨 밀폐 공간으로 함으로써, 용탕(M)이 대기와 접촉하여 산화하는 것을 방지하고 있다. 보호 커버(72)는, 예를 들면, 내식성, 내열성 등이 뛰어난 스텐레스 강철 제품 등의 판 형상 부재로 이루어진다. 보호 커버(72)에는, 상기 급탕관(6)을 설치하기 위한 설치 구멍(72a)이 형성되어 있다.
<주형 설치반의 구성>
주형 설치반(8)은, 주형(9)을 턴 디쉬(7)에 고정하기 위한 부재이며, 턴 디쉬 본체(71) 내의 용탕(M)이 토출되는 상기 용탕 공급구(도시 생략)가 설치된 외벽과 주형(9)의 사이에 개재되어 있다. 주형 설치반(8)은, 예를 들면, 내열성의 거의 링 형상의 부재로 이루어지며, 일단부측(상류측)이 턴 디쉬 본체(71)의 용탕 공급구(도시 생략)에 연통된 상태로 턴 디쉬(7)에 고정되고, 타단부측(하류측)이 주형(9)의 주입구(도시 생략)에 연통된 상태로 주형(9)에 고정되어 있다.
<주형의 구성>
주형(9)은, 턴 디쉬(7)의 용탕 공급구로부터 형 내에 공급된 용탕(M)을 냉각하면서, 이 주형(9)으로부터 송출함으로써 소정의 형상으로 성형하는 냉각 주형이며, 예를 들면, 막대 형상의 주조봉(W)을 연속 주조하는 대략 통 형상의 형면을 가지고 있다. 상기 주형(9)은, 예를 들면, 열전도율이 높은 구리제, 알루미늄 합금, 스텐레스 강철, 혹은 흑연제로 이루어진다. 주형(9)에는, 예를 들면, 상기 주형(9) 및 주조봉(W)을 강제적으로 1차 냉각하는 워터 자켓이나 2차 냉각하는 냉각수 분사 노즐 장치 등으로 이루어지는 냉각 장치(도시 생략)와, 주형(9)의 주조면에 윤활제를 공급하여 주조봉(W)와 주조면의 소착을 방지하는 윤활제 공급 장치(도시 생략)가 설치되어 있다. 대략 통 형상의 주형(9)의 상류측 개구단부는, 턴 디쉬(7)의 용탕 공급구에 연통되어 있다.
<반송 장치의 구성>
반송 장치(10)는, 주형(9)으로부터 주조봉(W)을 꺼내 반송하는 장치이며, 예를 들면, 전동 모터(도시 생략)에 의해 회전되는 복수의 롤러(10a, 10b) 등을 갖추고 있다. 반송 장치(10)는, 예를 들면, 주형(9)의 개구단부 근방의 아래쪽으로부터 주조봉(W)이 이송되는 주조 방향을 따라, 주조봉(W)의 아래쪽에 설치되도록 복수 배치된 롤러(10a)와, 당해 롤러(10a)에 대향하여 위쪽에 배치된 롤러(10b)를 구비하여 구성되어 있다.
<작용>
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(1) 및 이를 이용하여 제조된 마그네슘 또는 마그네슘 합금용 주조봉 및 그 제조 방법의 작용을 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 연속 주조 장치(1)에서 주조봉(W)을 연속 주조하는 경우는, 우선, 용해로(도시 생략)에서 용해된 용탕(M)을 보유로(3) 내에 공급한다. 다음으로, 가압 장치(2)의 전원(23)을 ON으로 하여 압축기(21)를 구동시키고, 압축된 불활성 가스(G)를 보유로(3) 내의 용탕(M)의 상방 공간으로 보내어, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 가압한다(보유로(3)에 설치된 가압 수단에 의해 가압하는 공정). 이 경우, 예를 들면, 아르곤 가스로 이루어진 불활성 가스(G)는 공기보다 비중이 무겁기 때문에, 가령 보유로(3) 내의 상부 공간에 공기가 남아 있어도, 공기가 상부 공간의 상층으로 유동하고, 불활성 가스(G)가 하층에 모인다.
이로 인해, 용탕(M)은 표면이 불활성 가스(G)에 덮여 공기와의 접촉이 차단되기 때문에, 산화물의 생성이 억제된다. 또한, 보유로(3) 내의 용탕(M)은, 가압 장치(2)로부터 공급된 불활성 가스(G)로 가압되어 표면 전체가 압압됨으로써, 보유로(3) 내를 급탕관(6)의 보유로측 개구부(6a)를 향해서 원활하게 유동하여 급탕관(6) 내로 들어간다.
또한, 용탕 경로(11)는, 그 도중에 형성된 개구부(31a, 71a)가 보호 커버(32, 72)에 의해 폐색되어, 용탕 경로(11)의 전체가 밀폐 상태로 되어 있다. 이 때문에, 용탕 경로(11)에서는, 가압 장치(2)에 의해 용탕(M)이 가압된 상태가 용탕 경로(11)의 전체에 걸쳐 유지되고, 용탕(M)의 흐름이 그 가압된 분만큼 빨라져 있다. 그 결과, 용탕 경로(11) 중에 유동 저항이 되는 필터(F)가 있어도, 용탕(M)의 흐름을 방해하지 않는다.
상기 급탕관(6) 내의 용탕(M)은, 턴 디쉬측 개구부(6b)로부터 나오면 턴 디쉬(7) 내로 낙하하여 일시적으로 저장된다. 턴 디쉬(7) 내로 이송된 용탕(M)은, 상기 가압 장치(2)에 의한 가압에 의해 턴 디쉬(7) 내를 주형(9)측으로 유동하고, 필터(F)를 통과함으로써 여과되어, 용탕(M) 중의 불필요한 개재물이 제거되어 정화된다(가압된 용탕(M)이 필터(F)를 통해 여과되어 보내지는 공정).
용탕(M)이 통과하는 필터(F)는, 그물눈의 개공도(A)(그물눈의 통탕 경로)가 미세하여도, 상기 가압 장치(2)의 가압으로 단위 시간당의 통탕량이 증가되어, 용탕(M)이 원활하게 유동한다. 이 때문에, 필터(F)에 의한 개재물의 제거 능력이 향상되어 효율적으로 여과할 수 있다.
필터(F)로 정화된 용탕(M)은, 턴 디쉬(7)의 용탕 공급구로부터 주형 설치반(8)을 통해 주형(9)의 주조면 내로 천천히 흘러들어간다. 용탕(M)은, 주형(9) 내에서, 냉각 장치(도시 생략)에 의해 냉각된 주조면과 접촉함으로써 1차 냉각되는 동시에, 윤활제 공급 장치(도시 생략)로부터 공급된 윤활제로 윤활되면서 환봉 형상(주조봉(W))으로 응고된다.
주조봉(W)은, 반송 장치(10)의 롤러(10a, 10b)에 의해 주조 방향으로 당겨짐으로써, 주형(9)의 주형면으로부터 끌어내진다. 주형면으로부터 나온 주조봉(W)은 반송 장치(10)로 이송되면서, 또한, 냉각 장치(도시 생략)로부터 방수되는 냉각수에 의해 강제적으로 2차 냉각된다. 상기 주조봉(W)은, 반송 장치(10)에 의해 당겨져 소정 장소로 반송되어 원하는 길이로 재단된다.
이상과 같이, 용탕(M)은, 연속 주조 장치(1)에 있어서, 보호 커버(32, 72)에 의해 밀폐 상태로 형성된 용탕 경로(11) 내에서 가압 장치(2)에 의한 압압력으로 가압됨으로써, 흐름이 가압된 분만큼 빨라져 있다. 이 때문에, 용탕(M)은, 필터(F)를 통과할 때에 유동 저항이 있어도, 원활하게 흘러 통과하여 개재물이 제거되고, 주형(9)으로 보내져 주조된다.
이와 같이 하여 연속 주조 장치(1)에 의해 형성된 주조봉(W)은, 품질이 좋은 주괴를 고속으로 연속 주조하여 생산할 수 있다. 이 때문에, 연속 주조 장치(1)는, 주조봉(W)을 생산하는 속도 및 생산성이 향상되어, 단시간에 고품질의 주조봉(W)을 대량생산할 수 있는 동시에, 비용 절감을 도모할 수 있다.
[제 1 변형예]
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 개조 및 변경이 가능하며, 본 발명은 이들 개조 및 변경된 발명에도 미치는 것은 물론이다. 이하, 상기 실시 형태의 변형예를 설명한다. 또한, 이미 설명한 구성은 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치의 제 1 변형예를 도시하는 주요부 개략도이다. 도 4는, 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치에 있어서의 필터의 변형예를 도시하는 주요부 개략도이다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 제 1 변형예를 설명한다.
<가압 장치의 변형예>
상기 실시 형태에서 설명한 도 1에 도시하는 가압 장치(2)는, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 가압하는 것이면 좋고, 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 전자 펌프 방식의 펌프(P)여도 좋고, 또한, 가압 장치(2)와 펌프(P)를 병설하거나 어느 한쪽을 설치해도 상관없다.
이 경우, 펌프(P)는, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 이송하는 펌프 장치이며, 예를 들면, 급탕관(61)의 보유로측 개구부(61a)의 외주부에 설치된 전자 펌프로 이루어진다. 펌프(P)는, 도시하지 않은 배선에 의해 제어 장치(22)를 통해 전원(23)에 접속되어 있다.
이와 같이, 보유로(3) 내의 급탕관(61)에 보유로(3) 내의 용탕(M)을 이송하는 펌프(P)를 설치하면, 펌프(P)의 이송력으로 용탕(M)의 흐름에 기세를 가해 턴 디쉬(7)에 보낼 수 있으므로, 용탕(M)은 흐름이 빨라져 용이하게 필터(F)를 통과할 수 있게 된다.
<급탕관의 변형예>
상기 실시 형태에서 설명한 급탕관(6)(도 1 참조)은, 상기 펌프(P)를 설치함으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이, 펌프(P)를 유지하는 플랜지부(61c)를 갖는 급탕관(61)으로 한다.
<필터의 변형예>
또한, 상기 실시 형태에서는, 필터(F)를 턴 디쉬(7) 내에 한 곳에 설치한 경우를 예로 들어 설명했지만, 도 3에 도시하는 바와 같이 필터(F)는, 예를 들면, 용탕 경로(11) 중의 적절한 곳에 단독으로 혹은 복수로 설치해도 상관없다.
필터(F)는, 예를 들면, 상류측 필터(Fa)와, 중류측 필터(Fb)와, 하류측 필터(Fc)를 구비하고, 용탕 경로(11)에 있어서 서로 이간시켜 배치되어 있다.
이 경우, 예를 들면, 상류측 필터(Fa)는, 보유로(3) 내의 용탕(M)에 잠긴 상태에 있는 급탕관(61)의 보유로측 개구부(61a)를 폐색하도록 플랜지부(61c)에 배치되어 있다. 상기 상류측 필터(Fa)는, 급탕관(61) 내로 들어가는 용탕(M) 중의 개재물을 제거하는데 적합하다.
중류측 필터(Fb)는, 턴 디쉬(7) 내의 용탕(M)에 잠긴 상태에 있는 급탕관(61)의 턴 디쉬측 개구부(61b)를 폐색하도록 배치되어 있다. 상기 중류측 필터(Fb)는, 급탕관(61)으로부터 턴 디쉬(7) 내로 들어가는 용탕(M) 중의 개재물을 제거하는데 적합하다.
하류측 필터(Fc)는, 하단부가 턴 디쉬(7)의 내부 저면에 고정되고, 상단부가 턴 디쉬(7)의 보호 커버(72)의 천정면으로부터 아래로 늘어뜨려진 필터 가이드(73)의 하단부에 접속되어 있다. 하류측 필터(Fc)는, 상단부가 용탕(M)으로부터 상방까지 돌출된 상태로 배치되어, 턴 디쉬(7) 내의 용탕(M)을 이분하도록 배치되어 있다.
이와 같이 하면, 필터(F)의 개재물 제거 능력을 더욱 향상시켜 고품질의 주조봉(W)을 얻을 수 있다. 이와 같이, 필터(F)를 복수 개소에 설치하여도, 가압 장치(2) 또는 펌프(P)에 의해 용탕(M)이 가압되어 있기 때문에, 필터(F)를 원활하게 투과한다.
<필터의 기타 변형예>
상기 실시 형태에서 설명한 필터(F)(도 1 참조)는, 용탕(M) 중의 개재물을 제거하여 여과할 수 있는 것이면 좋고, 예를 들면, 도 4에 도시하는 그물 형상의 필터(F1)여도 좋으며, 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. 그물 형상의 필터(F1)는, 보유로(3) 중의 개재물이 보유로측 개구부(62a)로부터 급탕관(62) 내로 들어가는 것을 규제하기 위한 필터 기능을 가지는 부재이며, 예를 들면, 전체가 그물눈 형상으로 형성된 바구니 형상의 것으로 이루어진다. 그물 형상의 필터(F1)는, 당해 그물 형상의 필터(F1)의 상단부를, 설치용 브래킷(도시 생략)으로 급탕관(62)의 외벽 또는 보유로(3)의 내벽에 고정함으로써 고정된다. 그물 형상의 필터(F1)는, 예를 들면, 스텐레스 강철 등에 의해 형성되어 있다.
이와 같이, 급탕관(62)의 보유로측 개구부(62a)의 주변에 그물 형상의 필터(F1)를 설치함으로써, 보유로(3) 내의 용탕(M)은, 상기 가압 장치(2)의 가압력에 의해 보유로측 개구부(62a)측 방향으로 유동하여 그물 형상의 필터(F1)를 통과하고, 개재물을 제거한 후에 보유로측 개구부(62a) 내로 들어간다.
이 때문에, 보유로(3)로부터 보유로(3)의 하류측의 용탕 경로(11)로 흐르는 개재물이 그물 형상의 필터(F1)에 의해 제거되므로, 용탕(M)을 정화할 수 있다.
<센서의 구성>
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 턴 디쉬(7) 내에는, 용탕(M)의 상태를 검출하는 센서(S)를 설치해도 좋다. 이 경우 센서(S)는, 예를 들면, 턴 디쉬(7) 내의 용탕(M)의 저탕량을 검출하거나, 용탕(M)의 온도를 검출하기 위한 검출기이며, 제어 장치(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 보호 커버(72)에는, 센서(S)를 설치하기 위한 센서 설치 구멍(72b)을 형성한다.
이와 같이 하면, 센서(S)에 의해, 유동하는 용탕(M)의 상태를 검지하면서 가압 장치(2)를 제어하여, 가압 장치(2)의 가압력을 용탕(M)의 상태에 맞추어 조정하는 것이 가능해진다.
[제 2 변형예]
도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치의 제 2 변형예를 도시하는 주요부 개략도이다.
상기 제 1 변형예에서 설명한 펌프(P)(도 3 참조)는, 보유로(3) 내의 용탕(M)을 급탕관(63) 내로 보내어 이송하는 것이면 좋으며, 전자 펌프로 한정되는 것은 아니다. 즉, 펌프(P)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 전동 방식의 기계식 펌프(P1) 등의 기타 방식의 것이어도 상관없다. 예를 들면, 기계식 펌프(P1)의 경우에는, 급탕관(63)에 내설되어 용탕(M)을 하류측으로 보내기 위한 날개차(P1c)와, 당해 날개차(P1c)에 연결된 회전축(P1b)과, 당해 회전축(P1b)을 회전 구동시키는 모터 유닛(P1c)과, 당해 모터 유닛(P1c)에 도시하지 않은 배선에 의해 펌프용 제어 장치를 통해 접속된 펌프용 전원으로 구성되어 있다.
급탕관(63)에는, 보유로측 개구부(63a)의 근방에 기계식 펌프(P1)에 날개차(P1c)를 설치하는 펌프 설치부(63c)가 형성되어 있다.
[기타 변형예]
상기 실시 형태에서 설명한 급탕관(6)(도 1 참조)은, 일단부측을 보유로(3)의 보호 커버(32)로부터 턴 디쉬(7)의 보호 커버(72)에 걸쳐서 설치한 경우를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 급탕관(6)은, 보유로측 개구부(6a)를 보유로(3)의 보유로 본체(31) 내의 측벽에 배치하고, 턴 디쉬측 개구부(6b)를 턴 디쉬(7) 내의 측벽에 배치해도 상관없다.
이 경우, 급탕관(6)은 보유로측 개구부(6a)를 보유로(3) 내의 용탕(M) 중에 배치한다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 가로형의 연속 주조 장치(1)를 예로 들어 설명했지만, 세로형 연속 주조 장치여도 상관없다.
[실시예]
다음으로, 도 1, 도 2 및 표 1을 참조하면서 실시예를 설명한다.
실시예에서는, 연속 주조 장치(1)에서 연속 주조한 주조봉(W) 중의 개재물을 초음파 탐상검사 방법에 의해 검사하여, 주조봉(W)의 주조 품질이 후술하는 비교예보다 우수한 것을 확인하였다.
<초음파 탐상검사 방법에 대해>
초음파 탐상검사를 실시하는 경우는, 우선, 검사하는 주조봉(W)과 동일한 재질의 시험편에, 검사하는 주조봉(W)과 동일 두께의 위치에 직경 1.0mm의 구멍을 저면으로부터 뚫어 형성한다. 다음으로, 그 시험편의 상면으로부터 초음파 탐상검사 장치(도시 생략)로 초음파를 조사하여, 검출되는 인공 결함 높이를 모니터 화면의 80%가 되도록 초음파의 게인(출력) 조정을 실시한다. 그 상태에서, 초음파 탐상검사 장치로 주조봉(W)의 검사를 실시하고, 모니터에 검출되는 초음파 에코에서 30%를 넘는 것을 결함으로서 검사한다. 즉, 상기 초음파 탐상검사 방법에서는, 결함으로 하는 에코의 크기를, 직경이 0.6mm(면적으로 인공 결함의 3/8) 이상으로 하고, 그 기준 직경보다 큰 결함 에코가 있는 경우를 결함으로서 판단하였다.
<실시예의 연속 주조 장치에 대해>
실시예에서는, 도 1에 도시하는 가압 장치(2) 및 필터(F)를 구비한 연속 주조 장치(1)에서, AZ80 마그네슘 합금을 용해한 용탕(M)으로부터 주조봉(W)을 연속 주조했을 때에, 개재물 등에 의한 결함 에코(주조 결함)가 발생하는지를 확인하였다.
이 경우, 가압 장치(2)에 의해 압축된 불활성 가스(G)(아르곤 가스)에 의해 보유로(3) 내의 온도가 670℃~710℃인 용탕(M)의 표면을 10[kPa]로 가압하여, 보유로(3)의 사이즈를 내경 1m, 높이 1m, 보유로(3)의 용탕(M)의 저탕량을 350kg, 급탕관(6)의 내경을 80mm로 하고, 표 1에 나타내는 바와 같이, 그물눈의 개공도(A) 및 내탕량이 서로 다른 철망을 적층한 필터(F)를 용탕 경로(11)에 설치하여, 각각 직경 100mm인 주조봉(W)을 연속 주조하였다.
이와 같이 해서 연속 주조한 주조봉(W)을 길이 50mm 마다 절단하고, 양단부의 절단면을 절삭 가공한 후, 초음파 탐상검사 장치에 의해 주조봉(W)의 두께 방향으로 초음파를 투사하여, 모니터에 나타나는 주조 결함의 결함 에코를 탐색하는 검사를 실시하였다.
<비교예에 대해>
다음으로, 가압 장치(2)를 구비한 본 발명의 연속 주조 장치(1)의 효과를 확인하기 위해서, 가압 장치(2)를 구비하지 않은 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)로 주조봉(W)을 연속 주조하였다.
이 경우, AZ80 마그네슘 합금을 용해하고, 주형(9)의 앞쪽에 성긴 필터(F)를 설치하고, 메탈 헤드(압력 헤드 차 : difference in metal pressure)를 100mm로 하여 용탕(M)이 가압된 상태에서 직경이 100m인 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 얻어진 주조봉(W)을 길이 50mm 마다 절단하고, 그 양단부의 절단면을 절삭 가공한 후에, 초음파 탐상검사 장치에 의해 두께 방향으로 초음파를 투사하여 결함 에코를 검사하였다.
필터의 그물눈 개공도와 통탕량, 주괴 품질의 관계
그물눈 개공도
×10-2[mm2]		 비교예의 통탕량(가압 무)
[g/s·cm2]		 본 발명의 통탕량(가압 유)
[g/s·cm2]		 UT검사 결과
170 26 ×
76 22 ×
33 9 29 ○
17 3 15 ○
6 2 12 ○
3 0.1 11 ○
표 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 연속 주조 장치를 이용하여 주조봉(W)을 실제로 주조했을 때의 데이터와, 비교예의 연속 주조 장치로 연속 주조한 주조봉(W)의 데이터를 나타내는 표이다. 즉, 표 1은, 필터(F)를 단위 시간당 투과하는 통탕량에 미치는 필터(F)의 그물눈의 개공도(A)의 영향 및 투과 후의 용탕(M)에 의해 주조된 주조봉(W)의 주조 품질의 관계를 나타내는 표이다.
표 1에서, 그물눈의 개공도(A)는, 필터(F)에 있어서의 통탕 경로(그물눈)의 단면적을 나타내는 지표이며, 그 수치가 작아질수록 통탕 경로가 작은 것을 나타낸다. 그물눈의 개공도(A)란, 필터(F)의 "용탕 통과 경로의 세로 방향이 길이 mm×가로 방향이 길이 mm"이다. 통탕량[g/s·cm2]이란, 단위 시간, 단위 필터 면적당 용탕(M)이 필터(F)를 투과하는 중량을 나타낸다.
표 1에서는, 초음파 탐상검사(UT) 장치에 의해 얻어진 UT 검사 결과를, 소정의 크기의 결함 에코(인공 결함이 0.6mm 상당)를 기준으로 해서, 그 기준을 넘는 크기의 결함 에코가 얻어진 주조봉(W)의 주조 품질의 평가를 불합격(UT 검사 결과:×), 그 기준치 미만의 크기의 결함 에코가 얻어진 주조봉(W)의 주조 품질을 합격(UT 검사 결과:○)으로 해서 평가하고 판단하였다.
우선, 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 170×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 26[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 이상으로 커서 주조 품질이 나빴다(UT 검사 결과:×).
다음으로, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 76×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 22[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 이상으로 커서 주조 품질이 나빴다(UT 검사 결과:×).
계속해서, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 33×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○). 그렇지만, 이 경우에는, 통탕량이 9[g/s·cm2]로 소량이며, 후술하는 본 발명의 연속 주조 장치(1)의 필터(F)에 있어서의 통탕량인 29[g/s·cm2]에 비해 약 1/3로 적다. 이 때문에, 주형(9)에 보내지는 용탕량이 감소하고, 이에 수반하여 주조 속도가 늦어져 주조 효율이 나빠진다는 문제점이 있다.
또한, 그 필터(F)와 그물눈의 개공도(A)가 동일한 필터(F)를 사용하여, 본 발명의 연속 주조 장치(1)에 의해, 가압 장치(2)에 의한 가압 있음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 29[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○).
다음으로, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 17×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○). 그러나, 통탕량이 3[g/s·cm2]로 극단적으로 감소하였다.
또한, 본 발명의 연속 주조 장치(1)에 의해, 그 필터(F)와 그물망의 개공도(A)가 동일한 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 있음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 15[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○).
또한, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 6×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○). 그러나, 통탕량이 2[g/s·cm2]로 통탕량이 매우 적다.
또한, 본 발명의 연속 주조 장치(1)에 의해, 그 필터(F)와 그물눈의 개공도(A)가 동일한 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 있음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 12[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○).
계속해서, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에 의해, 그물눈의 개공도(A)가 3×10-2[mm2]인 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 없음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○). 그러나, 통탕량이 0.1[g/s·cm2]로 통탕량이 격감하였다.
또한, 본 발명의 연속 주조 장치(1)에 의해, 그 필터(F)와 그물눈의 개공도(A)가 동일한 필터(F)를 사용하여, 가압 장치(2)에 의한 가압 있음의 상태에서 주조봉(W)을 연속 주조하였다. 이 경우는, 통탕량이 11[g/s·cm2]이며, 주조봉(W)의 결함 에코가 기준치 미만으로 작아 주조 품질이 좋았다(UT 검사 결과:○).
또한, 연속 주조 장치(1)로 연속 주조된 주조봉(W)의 검사에서는, 직경이 0.6mm를 넘는 크기의 결함 에코가 모든 공시체에서 검출되지 않았다.
비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)로부터 얻어진 주조봉(W)에서는, 직경이 0.6mm를 넘는 크기의 결함 에코가 1개당 1~2개 검출되었다.
도 2는, 표 1의 결과를 그래프화한 것이다.
이와 같이, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에서는, 필터(F)의 그물눈의 개공도(A)의 크기를 순서대로 변화시켜, AZ80 마그네슘 합금제의 용탕(M)을 메탈 헤드 100mm에서 투과시킨 결과, 그물눈의 개공도(A)가 미소해짐에 따라서 투과하는 용탕(M)의 통탕량이 저하되므로, 단위 시간당의 필요 통탕량이 저하되어 연속 주조하는 것이 어려워진다.
또한, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)에서는, 필터(F)의 그물눈의 개공도(A)가 커서 통탕 경로가 큰 경우, 용탕(M) 중의 개재물이 그대로 필터(F)를 투과하므로, 큰 개재물이 혼입되어 있기 때문에, 고품질의 주조품을 얻을 수 없다(도 2의 무가압의 경우의 a, b 참조).
주조봉(W)의 주조 품질을 향상시키기 위해서는, 필터(F)의 그물눈의 개공도(A)를 작게 하여 용탕(M) 중의 개재물을 제거할 필요가 있다. 또한, 연속 주조를 위해서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 필터(F)를 투과하는 필요 통탕량이 10[g/s·cm2] 이상인 것이 필요하다. 이 때문에, 비교예와 같이, 가압 장치(2)를 구비하지 않은 연속 주조 장치(도시 생략)에서는 그 목적을 달성할 수 없다(도 2의 무가압의 경우의 d, e, f 참조).
이에 본 발명은, 그 해결책으로서 연속 주조 장치(1)의 용탕 경로(11)의 보유로(3)에 가압 장치(2)를 설치하여 용탕(M)을 1kPa 이상으로 가압함으로써, 그물눈의 개공도(A)가 작은 필터(F)라도 필요 통탕량 10[g/s·cm2]을 확보할 수 있었다(도 2의 가압의 경우의 g, h, i, j 참조).
그 결과, 가압 장치(2) 및 필터(F)를 구비한 본 발명의 연속 주조 장치(1)는, 비교예의 연속 주조 장치(도시 생략)로 연속 주조한 주조봉(W)보다 통탕량이 많아, 주조 품질이 고품질인 주조봉(W)을 제조할 수 있다는 결과를 얻을 수 있었다.
상기 실시예에서는, 용탕(M)의 표면을 10[kPa]로 가압했을 경우를 설명했지만, 가압 장치(2)에 의해 더 고압으로 가압한 경우에는, 필터(F)의 통탕량이 증가하였다. 이와 같이, 용탕(M)의 표면의 압력을 10[kPa]보다 높인 경우에도, 주조봉(W)의 주조 품질에는 문제가 없었다.
1, 1A, 1B, 1C : 연속 주조 장치 2 : 가압 장치(가압 수단)
3 : 보유로 6, 61, 62, 63 : 급탕관
7, 71 : 턴 디쉬 11 : 용탕 경로
31a, 71a : 개구부 32, 72 : 보호 커버
A : 그물눈의 개공도 F, F1 : 필터
Fa : 상류측 필터(필터) Fb : 중류측 필터(필터)
Fc : 하류측 필터(필터) P(P1) : 펌프(가압 수단)
M : 용탕 W : 주조봉(주괴)

Claims (11)

  1. 용탕이 저장되는 보유로와, 상기 보유로에 저장된 상기 용탕이 공급되는 턴 디쉬와, 일단부측이 상기 보유로에 장착되고, 타단부측이 상기 턴 디쉬에 장착되어, 상기 보유로 내의 상기 용탕을 상기 턴 디쉬에 공급하는 급탕관을 구비하여, 상기 용탕으로부터 주괴를 주조하는 연속 주조 장치에 있어서,
    상기 보유로와 상기 턴 디쉬와 상기 급탕관은, 상기 용탕이 흐르는 용탕 경로를 형성하고,
    상기 용탕 경로는, 그 용탕 경로 중에 상기 용탕을 여과하는 필터를 가지며,
    상기 보유로에는, 해당 보유로 내의 상기 용탕을 가압하는 가압 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는, 해당 필터의 그물눈의 개공도가 2~70×10-2[mm2]인 철망으로 이루어진 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압 수단의 가압은 1~100[kPa]인 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터는 2층 이상으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터는 2층 이상으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식, 전자 펌프 방식 중 1 종류 이상의 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식, 전자 펌프 방식 중 1 종류 이상의 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식, 전자 펌프 방식 중 1 종류 이상의 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 가압 수단은, 기체 가압 방식, 기계식 펌프 방식, 전자 펌프 방식 중 1 종류 이상의 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는
    연속 주조 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 연속 주조 장치를 이용하여 제조되는 주조봉에 있어서,
    마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 상기 용탕으로부터 제조된 것을 특징으로 하는
    주조봉.
  11. 보유로로부터 급탕관을 통해 턴 디쉬까지의 용탕 경로에 필터를 설치하여 용탕을 보내고, 그 용탕으로부터 주괴를 주조하는 주조봉의 제조 방법에 있어서,
    상기 보유로에 설치한 가압 수단에 의해 상기 용탕을 가압하는 공정과,
    가압한 상기 용탕을 상기 필터를 통해 여과하여 보내는 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는
    주조봉의 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373758B1 (ko) * 2013-05-09 2014-03-13 해동이엠티(주) 마그네슘 용융금속 공급장치
WO2020052915A1 (en) * 2018-09-11 2020-03-19 Norsk Hydro Asa Casting equipment

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5859874B2 (ja) * 2012-02-22 2016-02-16 株式会社神戸製鋼所 連続鋳造装置および連続鋳造方法
CN103286286B (zh) * 2012-02-22 2016-08-03 株式会社神户制钢所 对镁或镁合金构成的铸造物进行连续铸造的连续铸造装置及连续铸造方法
JP5830410B2 (ja) * 2012-02-22 2015-12-09 株式会社神戸製鋼所 溶湯供給管および連続鋳造装置
JP5798945B2 (ja) * 2012-02-22 2015-10-21 株式会社神戸製鋼所 連続鋳造用鋳型および連続鋳造装置
JPWO2014010757A1 (ja) * 2012-07-13 2016-06-23 国立大学法人 熊本大学 溶湯内の介在物の除去方法及び濾過用フィルター
CN103286291B (zh) * 2013-05-27 2015-04-29 平湖东创新材料科技有限公司 板材成型设备
CN104550805B (zh) * 2015-02-08 2016-10-19 东北大学 一种变形用镁合金锭坯制备装置及方法
CN107891142A (zh) * 2017-11-02 2018-04-10 路望培 一种带过滤网的冶炼滤渣槽
CN108213368A (zh) * 2018-01-25 2018-06-29 广东海亮铜业有限公司 一种铜管铸造设备及铜管铸造方法
CN109261914B (zh) * 2018-11-05 2020-11-06 东北大学 铝锂合金热顶连铸的装置及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH036336A (ja) * 1989-05-31 1991-01-11 Showa Alum Corp 半連続鋳造装置
CN1112039A (zh) * 1994-05-14 1995-11-22 潘代发 金属铸拉制造法及设备
JP2939146B2 (ja) * 1994-12-13 1999-08-25 日鉱金属株式会社 加圧式注湯炉の自動注湯制御方法
KR960031024A (ko) * 1995-02-13 1996-09-17 노보트니, 가이어 턴디쉬
NL1001976C2 (nl) * 1995-12-22 1997-06-24 Hoogovens Groep Bv Werkwijze en inrichting voor het continu gieten van staal.
JP4678978B2 (ja) * 2001-04-09 2011-04-27 株式会社アーレスティ 金属溶湯用給湯装置
JP4201653B2 (ja) * 2003-06-13 2008-12-24 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金の製造方法
CN1325197C (zh) * 2003-08-07 2007-07-11 李华伦 镁薄板带材双辊超高速连铸机
JP4257646B2 (ja) * 2003-09-17 2009-04-22 三菱アルミニウム株式会社 マグネシウム帯状板の製造方法および装置
JP4504914B2 (ja) * 2005-12-19 2010-07-14 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム鋳塊の製造方法、アルミニウム鋳塊、およびアルミニウム鋳塊の製造用保護ガス
JP2009072808A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Hitachi Ltd 溶湯の濾過方法及びこれを使用する注湯方法、並びにこれらの方法を使用する注湯装置
JP2009208140A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Fujifilm Corp 平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法、ならびに該製造方法により得られる平版印刷版用アルミニウム合金板および平版印刷版用支持体
JP2010000514A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd マグネシウム合金部材の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373758B1 (ko) * 2013-05-09 2014-03-13 해동이엠티(주) 마그네슘 용융금속 공급장치
WO2020052915A1 (en) * 2018-09-11 2020-03-19 Norsk Hydro Asa Casting equipment
CN112689544A (zh) * 2018-09-11 2021-04-20 诺尔斯海德公司 铸造设备
US11654478B2 (en) 2018-09-11 2023-05-23 Norsk Hydro Asa Casting equipment

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JP5491902B2 (ja) 2014-05-14
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