KR20130092821A

KR20130092821A - 아크용해를 이용한 원심주조장치

Info

Publication number: KR20130092821A
Application number: KR1020120014357A
Authority: KR
Inventors: 송준호; 홍영근
Original assignee: 한국피아이엠(주)
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-21

Abstract

본 발명은 아크용해를 이용한 원심주조장치에 관한 것으로서, 상향 개구된 개구부를 가지며 수용공간이 형성된 통 형상의 본체와, 상기 본체의 상기 개구부를 개폐하는 도어를 갖는 챔버와; 상기 본체의 상기 수용공간 하부에 설치된 플레이트 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와; 상기 플레이트 회전축을 중심으로 상기 회전플레이트의 판면에 방사상으로 설치되어 도가니 및 주형을 지지하는 복수의 주형브래킷과; 상기 각 주형브래킷에 지지된 상기 도가니를 각각 가열하기 위한 복수의 전극과; 상기 챔버의 상기 도어의 저면에 설치되어 상기 도어가 상기 본체를 폐쇄한 상태에서 상기 복수의 전극이 각각 상기 각 주형브래킷에 의해 지지된 상기 도가니의 상부에 위치하도록 상기 복수의 전극을 지지하는 전극부스바와; 상기 전극을 통해 상기 도가니에 수용된 용융물로 아크가 발생하도록 상기 전극에 전원을 공급하는 전원공급유닛과; 상기 플레이트 회전축에 연결되어 상기 회전플레이트를 회전시키는 회전력발생유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 고융점의 금속재료를 이용하여 정밀한 제품이나 박육의 제품을 주조할 수 있으면서도 작업 능률 및 생산성이 향상될 수 있다.

Description

아크용해를 이용한 원심주조장치{CENTRIFUGAL CASTING APPARATUS USING ARC MELTING}

본 발명은 아크용해를 이용한 원심주조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 고융점의 금속재료를 이용하여 정밀한 제품이나 박육의 제품을 주조할 수 있으면서도 작업 능률 및 생산성이 향상된 아크용해를 이용한 원심주조장치에 관한 것이다.

크기가 작으면서도 정밀한 소형제품 또는 두께가 매우 얇은 박육의 제품을 주조를 통해 성형하는 경우에는 정밀주조방식을 사용하게 되는데, 이러한 정밀주조방식의 하나로 사용되고 있는 방식이 원심주조이다. 원심주조는 일정속도 이상으로 회전하는 도가니에 용융물을 주입시키고 원심력에 의해 도가니로부터 이탈되는 용융물이 주형 내부에 충진됨으로써 제품을 성형하는 방식이다.

이러한 원심주조방식의 적용에 있어 도가니에 수용되는 용융물을 가열하여 녹이는 방식으로는 아크열을 이용한 아크용해방식이나 고주파유도가열을 이용한 고주파용해방식이 널리 사용된다.

여기서, 아크용해방식은 진공 분위기 또는 아르곤 가스 등의 불활성 가스 분위기(이하, '진공 분위기'라 함) 하에서 용해가 이루어지기 때문에, 도가니 및 주형이 수용되는 챔버 내를 진공 분위기로 만들어야 한다.

즉, 챔버 내부에 도가니 및 주형을 배치하고 도가니 내부에 용융물을 넣은 다음 챔버 내부를 진공 분위기로 만든 상태에서 용융물을 가열하여 원심주조를 수행하여야 한다. 그리고, 원심주조가 종료되어 제품이 성형되면 다시 챔버를 개방하고 제품을 꺼낸 후 용융물을 도가니에 넣고 챔버를 진공 분위기로 만들어 아크용해 및 원심주조를 수행하는 작업을 반복하여야 한다.

따라서, 하나의 챔버를 이용하여 아크용해를 이용한 원심주조를 수행하는 경우, 상기와 같은 과정을 반복해야 하므로 작업효율 및 생산성이 낮은 단점이 있다.

한편, 원심주조에 있어 제품의 형성에 있어서는 주형 내부공간으로 용융물이 완전히 채워져야 한다. 그런데, 용융물로 사용되는 재료 중 응고속도가 매우 빠른 금속, 예컨대, 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 용점이 매우 높은 고융점 금속재료의 경우, 도가니로부터 이탈된 용융물이 응고되는 속도가 빨라 주형의 내부공간에 용융물이 완전히 채워지기 전에 용융물이 응고될 우려가 크다.

이와 같은 현상은 정밀한 제품이나 두께가 매우 얇은 제품의 주조시에 더 많이 나타나게 된다. 따라서, 통상의 원심주조방식에 의해서는 티타늄이나 티타늄 합금과 같은 고융점 금속재료를 이용하여 두께가 얇은 박육의 제품이나 정밀한 제품을 성형하는데는 한계가 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해 제안된 원심주조방식이 주형을 고속으로 회전시킨 후 고속회전하는 주형의 위쪽으로 열인 입구로 용융물을 주입하는 방식이다. 이와 같은 원심주조방식은 주형의 입구를 회전중심으로 하여 주형을 회전시키는 구조인데, 도가니의 용융물을 주형의 회전 중심에 오차 없이 정확히 부어야 한다. 그러나, 주형 입구의 회전중심으로 용융물을 정확히 진입시키지 못하는 경우 용융물은 회전하는 주형 내부 바닥면에 부딪칠 때 발생하는 반발력으로 인하여 주형 외부로 튀어나오게 되는 위험성이 존재한다.

또한, 주형의 구조에 따라 주형의 중심을 기준으로 정확히 대칭을 이루지 못하기 때문에 고속회전시 진동이 유발될 우려가 크며, 나아가 주형 자체의 파손을 야기할 우려가 크다. 따라서, 티타늄이나 티타늄 합금과 같은 고융점 금속재료를 이용하여 두께가 얇은 박육의 제품이나 정밀한 제품을 성형하는데 한계가 있다.

전술한 바와 같이, 아크용해를 이용한 원심주조방식이나 기존의 다른 원심주조방식을 이용하여 티타늄이나 티타튬 합금과 같은 고융점 금속재료로 제품을 성형하는 경우, 그 두께나 정밀성에 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 작업 능률 및 생산성이 향상된 아크용해를 이용한 원심주조장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 고융점의 금속재료를 이용하여 정밀한 제품이나 박육의 제품을 주조할 수 있는 아크용해를 이용한 원심주조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 아크용해를 이용한 원심주조장치에 있어서, 상향 개구된 개구부를 가지며 수용공간이 형성된 통 형상의 본체와, 상기 본체의 상기 개구부를 개폐하는 도어를 갖는 챔버와; 상기 본체의 상기 수용공간 하부에 설치된 플레이트 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와; 상기 플레이트 회전축을 중심으로 상기 회전플레이트의 판면에 방사상으로 설치되어 도가니 및 주형을 지지하는 복수의 주형브래킷과; 상기 각 주형브래킷에 지지된 상기 도가니를 각각 가열하기 위한 복수의 전극과; 상기 챔버의 상기 도어의 저면에 설치되어 상기 도어가 상기 본체를 폐쇄한 상태에서 상기 복수의 전극이 각각 상기 각 주형브래킷에 의해 지지된 상기 도가니의 상부에 위치하도록 상기 복수의 전극을 지지하는 전극부스바와; 상기 전극을 통해 상기 도가니에 수용된 용융물로 아크가 발생하도록 상기 전극에 전원을 공급하는 전원공급유닛과; 상기 플레이트 회전축에 연결되어 상기 회전플레이트를 회전시키는 회전력발생유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 회전력발생유닛은, 모터와; 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 유닛 회전축과; 상기 유닛 회전축의 회전을 상기 플레이트 회전축으로 전달 및 차단하는 회전력단속유닛과; 상기 모터의 회전에 따라 상기 유닛 회전축이 기 설정된 주형회전속도를 초과하는 경우 상기 유닛 회전축의 회전력이 상기 플레이트 회전축으로 전달되도록 상기 회전력단속유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 회전력단속유닛은 상기 유닛 회전축과 상기 플레이트 회전축 사이에 개재되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 유닛 회전축으로부터 상기 플레이트 회전축으로 전달되는 회전력을 단속하는 전자 클러치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유닛 회전축의 회전속도를 감지하는 회전속도센서를 더 포함하고; 상기 제어부는 상기 회전속도센서의 감지 결과에 기초하여 상기 전자 클러치를 제어할 수 있다.

그리고, 상기 도어가 상기 본체의 상기 개구부를 폐쇄한 상태에서, 상기 챔버 내부를 진공 분위기 또는 불활성 분위기로 만드는 분위기형성유닛을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 주형브래킷은, 상기 도가니가 안착되는 안착부재와; 상기 주형을 지지하기 위한 주형지지부재와; 상기 회전플레이트의 판면에 체결되며 상기 안착부재 및 상기 주형지지부재를 지지하는 지지브래킷을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 도가니에 주입되는 용융물은 티타늄과 티타늄 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 작업 능률 및 생산성이 향상된 아크용해를 이용한 원심주조장치가 제공된다.

또한, 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 고융점의 금속재료를 이용하여 정밀한 제품이나 박육의 제품을 주조할 수 있는 아크용해를 이용한 원심주조장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 원심주조장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 원심주조장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 원심주조장치의 챔버 내부를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 원심주조장치의 챔버의 도어의 저면을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 원심주조장치의 제어블럭도이고,
도 6은 본 발명에 따른 원심주조장치에 의한 주조공정에 수행과정을 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 원심주조장치(1)는 아크용해를 이용하여 용융물을 가열한다. 여기서, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(10), 회전플레이트(20), 복수의 주형브래킷(31,32,33), 복수의 전극(41), 전극부스바(40), 전원공급유닛(50) 및 회전력발생유닛(60)을 포함한다.

챔버(10)는 본체(12)와 도어(11)를 포함한다. 본체(12)는 수용공간이 형성되며 상향 개구된 개구부(13)를 갖는 대략 통 형상을 갖는다. 도어(11)는 본체(12)의 개구부(13)를 개폐한다. 여기서, 도어(11)는 본체(12)의 개구부(13)를 회동 개폐 가능하도록 본체(12)에 힌지 결합될 수 있다. 그리고, 도어(11)에는 챔버(10) 내부를 관찰할 수 있는 적어도 하나 이상의 관찰창(11a)이 마련될 수 있다.

회전플레이트(20)는 본체(12)의 수용공간 하부에 위치한다. 그리고, 회전플레이트(20)는 본체(12)의 하부에 설치된 플레이트회전축(21)을 중심으로 본체(12)의 수용공간 내에서 회동 가능하게 설치된다.

주형브래킷(31,32,33)은 회전플레이트(20)의 판면에 설치된다. 본 발명에 따른 주형브래킷(31,32,33)은 플레이트회전축(21)을 중심으로 방사상으로 설치되며, 본 발명에서는 4개의 주형브래킷(31,32,33)이 대략 90ㅀ 간격으로 설치되는 것을 일 예로 한다.

여기서, 주형브래킷(31,32,33)은 도가니 및 주형을 지지한다. 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 주형브래킷(31,32,33)은 안착부재(31), 주형지지부재(32) 및 지지브래킷(33)을 포함할 수 있다.

지지브래킷(33)은 회전플레이트(20)의 판면에 플레이트회전축(21)으로 중심으로 방사상으로 설치되어, 안착부재(31) 및 주형지지부재(32)를 지지한다. 여기서, 지지브래킷(33)은 안착부재(31)가 고정되는 제1 지지부(34)와, 주형지지부재(32)가 지지되는 제2 지지부(35)를 포함할 수 있다.

제1 지지부(34)는 단면 형상이 대략 U자 형상을 가지며, 안착부재(31)의 후술할 돌출부(31a)가 삽입된다. 그리고, 돌출부(31a)가 제1 지지부(34)의 외측으로부터 체결되는 적어도 하나의 조임볼트(34a)에 의해 조여짐으로써, 회전플레이트(20)의 회전시 안착부재(31)가 제1 지지부(34)로부터 이탈되는 것을 방지하게 된다.

제2 지지부(35)는 플레이트회전축(21)을 중심으로 제1 지지부(34)로부터 방사상 외측에 마련된다. 제2 지지부(35)의 판면에는 주형지지부재(32)의 후술할 체결공(32a)을 통과한 체결볼트(미도시)가 체결되는 체결홈(35a)이 형성되며, 이에 따라 주형지지부재(32)가 제2 지지부(35)에 고정될 수 있다.

안착부재(31)에는 도가니가 안착될 수 있도록 안착홈(31b)이 형성될 수 있으며, 도가니의 토출구로부터 토출된 용융물이 주형을 향할 수 있도록 주형이 위치하는 방향으로 토출홀(31c)이 형성된다. 그리고, 안착부재(31)는 지지브래킷(33)의 제1 지지부(34)를 향해 돌출된 돌출부(31a)가 형성되어 전술한 바와 같이, 지지브래킷(33)의 제1 지지부(34)에 의해 고정된다. 여기서, 돌출부(31a)의 단면 형상은 제1 지지부(34)의 단면 형상에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.

주형지지부재(32)는 주형의 외부를 감싸 지지할 수 있도록 대략 사각통 형상을 가진다. 그리고, 주형지지부재(32)의 지지브래킷(33) 측 판면에는 전술한 지지브래킷(33)의 제2 지지부(35)에 형성된 체결홈(35a)에 대응하는 체결공(32a)이 형성된다. 이에 따라, 체결홈(35a)을 통과한 체결볼트가 제1 지지부(34)의 체결홈(35a)에 체결됨으로써, 주형지지부재(32)가 지지브래킷(33)의 제2 지지부(35)에 고정된다.

그리고, 주형지지부재(32)는 상판이 회동 개폐 가능하게 마련될 수 있고, 상판의 개방하여 주형을 주형지지부재(32) 내부에 삽입할 수 있다. 도 3의 참조번호 32b는 상판이 주형지지부재(32)의 상부를 폐쇄하는 경우 이를 고정하기 위한 장금장치이다.

한편, 전극부스바(40)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도어(11)의 저면에 설치되어, 각 주형브래킷(31,32,33)에 지지된 도가니를 각각 가열하기 위한 전극(41)을 지지한다. 여기서, 전극부스바(40)는 도어(11)가 본체(12)를 폐쇄한 상태에서 전극(41)이 각각 도가니의 상부에 위치하도록 각 전극(41)을 지지한다.

전원공급유닛(50)은 챔버(10) 내부에 위치하는 각 전극(41)에 전원을 공급한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)가 원심주조공정을 수행할 때 전극(41)을 통해 도가니에 수용된 용융물에 아크가 발생하여 용융물이 가열되어 용해될 수 있다.

회전력발생유닛(60)은 플레이트회전축(21)에 연결되어 원심주조의 수행을 위해 회전플레이트(20)를 회전시킨다. 여기서, 회전력발생유닛(60)은 챔버(10)의 외측 하부에 배치되고, 플레이트회전축(21)의 일측은 챔버(10)의 하부면을 관통하여 회전플레이트(20)에 연결되고 타측은 회전력발생유닛(60)에 연결된다.

상기와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)는 한번의 원심주조공정의 수행으로 복수, 예컨대, 상기 실시예에서와 같이 4개의 제품을 동시에 성형함으로써, 아크용해를 이용한 원심주조공정의 작업 능률 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)는 도어(11)가 본체(12)의 개구부(13)를 폐쇄하여 챔버(10)가 밀폐된 상태에서, 챔버(10) 내부를 진공 분위기 또는 아르곤 가스 등의 불활성 기체 분위기로 만드는 분위기형성유닛(70)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)의 동작 중 전극(41)에서 발생하는 아크가 산소에 노출되는 것을 차단함으로써, 보다 안정적인 공정의 진행이 가능하게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 분위기형성유닛(70)은, 도어(11)의 저면 상부에 마련된 전극부스바(40)에 지지된 유출입관(미도시)과 연결되어, 내부의 공기를 외부로 배출하여 챔버(10) 내부를 진공 분위기로 만들거나 챔버(10) 내부의 공기를 외부로 배출함과 동시에 챔버(10) 내부로 아르곤 가스를 주입하여 챔버(10) 내부를 불활성 기체 분위기를 만들 수 있다.

다시, 도 2을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 회전력발생유닛(60)은 모터(61), 유닛 회전축(62), 회전력단속유닛(63) 및 제어부(64)를 포함할 수 있다.

모터(61)는 유닛 회전축(62)에 회전력을 전달한다. 여기서, 모터(61)는 VS 모터, 인버터모터 등 제어부(64)의 제어에 따라 속도를 임의로 가변시킬 수 있는 구동수단으로, 유닛 회전축(62)에 회전력을 전달할 수 있으면 그 명칭을 불문하고 본 발명에 따른 모터(61)에 포함될 수 있다.

유닛 회전축(62)은 모터(61)의 회전에 따라 회전한다. 본 발명에 따른 유닛 회전축(62)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(61)의 회전축에 연결되어 모터(61)의 회전에 따라 회전하는 모터축부(62a)와, 플레이트회전축(21)에 회전력을 전달하기 위한 전달축부(62b)와, 모터축부(62a)의 회전력을 전달축부(62b)에 전달하기 위한 회전력전달부재(62c)를 포함할 수 있다.

전달축부(62b)의 일측은 회전력전달부재(62c)에 연결되어 모터축부(62a)로부터의 회전력을 전달받고, 타측은 회전력단속유닛(63)에 연결되어 회전력단속유닛(63)을 통해 회전력을 플레이트회전축(21)에 전달하거나 회전력단속유닛(63)에 의해 회전력의 전달이 차단된다.

여기서, 회전력전달부재(62c)는 벨트 형태로 마련될 수 있으며, 이에 따라 후술할 바와 같이, 전달축부(62b)의 회전력이 플레이트회전축(21)으로 순간적으로 전달될 때 발생할 수 있는 부하를 최소화할 수 있다.

회전력단속유닛(63)은 유닛 회전축(62)의 전달축부(62b)와 플레이트회전축(21) 사이에 개재되어 제어부(64)의 제어에 따라 제1 회전축부의 전달축부(62b)로부터 제2 회전축부로 전달되는 회전력을 단속한다. 이에 따라, 모터(61)로부터 발생한 회전력은 회전력단속유닛(63)에 의해 플레이트회전축(21)으로 전달되거나 차단된다.

여기서, 본 발명에 따른 회전력단속유닛(63)은 유닛 회전축(62)의 전달축부(62b)로부터 플레이트회전축(21)으로 전달되는 회전력을 제어부(64)의 제어에 따라 전기적으로 단속하는 전자 클러치를 포함할 수 있다. 여기서, 전자 클러치는 유닛 회전축(62)의 전달축부(62b)와 플레이트회전축(21) 사이에서 회전력을 단속할 수 있으면, 마찰식, 맞물림식, 공극식 또는 여자작동형이나 무여자작동형 중 어느 하나의 형태로 마련될 수 있다.

제어부(64)는 모터(61)의 회전에 따라 유닛 회전축(62)이 기 설정된 주형회전속도를 초과하는 것이 감지되는 경우, 유닛 회전축(62)의 회전력이 플레이트회전축(21)으로 전달되도록 회전력단속유닛(63)을 제어한다. 이에 따라, 플레이트회전축(21)의 회전에 따라 회전하는 회전플레이트(20)는 초기 회전시 상기의 주형회전속도에 근접하게 회전하여 주형회전속도에 도달하게 된다.

여기서, 제어부(64)는 유닛 회전축(62) 또는 모터(61)의 회전속도를 감지하는 회전속도센서(80)로부터의 감지 결과에 기초하여 회전력단속유닛(63)이 유닛 회전축(62)의 회전력을 플레이트회전축(21)으로 전달 및 차단하도록 제어할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 원심주조장치(1)는 회전플레이트(20)가 초기 회전시 고속으로 회전하게 됨으로써, 회전플레이트(20) 상의 도가니에 수용된 용융물이 회전플레이트(20)의 초기의 고속회전에 의해 주형 내에 급속히 침투됨으로써, 응고속도가 상대적으로 높은 티타늄이나 티타늄 합금 등과 같은 고융점 금속재료를 이용하여 박육의 제품이나 정밀한 제품의 성형이 가능하게 된다.

한편, 도 6을 참조하여, 발명에 따른 원심주조장치(1)의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터(61)의 구동이 정지된 상태에서, 작업자는 챔버(10)의 도어(11)를 개방하고, 전술한 바와 같이, 각 주형브래킷(31,32,33)에 도가니 및 주형을 고정시킨다(S10).

그런 다음, 용융물, 예컨대 티타늄이나 티타늄 합금을 도가니에 주입한다(S11). 여기서, 도가니에 주입되는 용융물은 가열되어 일정 정도의 액상을 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 도어(11)로 본체(12)의 개구부(13)를 폐쇄하여 챔버(10)를 밀폐시킨 다음, 챔버(10) 내부를 진공 분위기 또는 아르콘 가스 등의 불활성 기체 분위기로 만든다(S12).

그리고, 챔버(10) 내부가 진공 분위기 또는 불활성 기체 분위기로 된 상태에서 전원공급유닛(50)으로부터 전극(41)에 전원이 공급되고, 전극(41)으로부터 발생하는 아크에 의해 도가니에 수용된 용융물이 가열되어 용해된다(S13).

그런 다음, 제어부(64)는 전극(41)에 의해 용융물이 용해된 상태에서 모터(61)를 회전시킨다(S14). 그리고, 제어부(64)는 회전속도센서(80)에 의해 유닛 회전축(62)의 회전속도가 주형회전속도를 초과하는 것이 감지된 경우(S15), 모터(61)의 회전력이 유닛 회전축(62)으로부터 플레이트회전축(21)으로 전달되어 챔버(10) 내부의 회전플레이트(20)가 회전하도록 회전력단속유닛(63)을 제어한다(S16). 이 때, 유닛 회전축(62)의 회전속도는, 전술한 바와 같이, 주형회전속도를 초과하는 상태이며, 이에 따라 플레이트회전축(21), 즉, 회전플레이트(20)는 순간적으로 유닛 회전축(62)의 회전속도로 도달하게 된다(S17).

따라서, 플레이트회전축(21)의 회전에 따른 회전플레이트(20)의 회전에 따라, 회전플레이트(20) 상의 도가니에 수용된 용융물은 큰 원심력에 의해 토출구를 통해 주형 내부 공간으로 퍼져 나가 짧은 시간 내에 주형의 내부 공간에 충만하게 된다.

전술한 실시예에서는 모터(61)가 회전하지 않는 상태에서 도가니의 가열 공정까지가 진행되는 것을 일 예로 하여 설명하였다. 이외에도, 모터(61)가 회전하는 상태에서도 제어부(64)가 회전력단속유닛(63)이 유닛 회전축(62)으로부터 플레이트회전축(21)으로 회전력이 전달되지 않도록 제어하는 상태에서 가열 공정까지 진행될 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 실시예에서는 제어부(64)가 회전력발생유닛(60)의 일 구성인 것으로 설명하였다. 이외에도, 제어부(64)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전원공급유닛(50) 및/또는 분위기형성유닛(70)을 비롯하여 본 발명에 따른 원심주조장치(1) 전체를 관리 및 제어할 수 있음은 물론이다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1 : 원심주조장치 10 : 챔버
11 : 도어 11a : 관찰창
12 : 본체 20 : 회전플레이트
31 : 안착부재 32 : 주형지지부재
33 : 지지브래킷 34 : 제1 지지부
35 : 제2 지지부 40 : 전극부스바
41 : 전극 50 : 전원공급유닛
60 : 회전력발생유닛 61 : 모터
62 : 유닛 회전축 63 : 회전력단속유닛
64 : 제어부 70 : 분위기형성유닛
80 : 회전속도센서

Claims

아크용해를 이용한 원심주조장치에 있어서,
상향 개구된 개구부를 가지며 수용공간이 형성된 통 형상의 본체와, 상기 본체의 상기 개구부를 개폐하는 도어를 갖는 챔버와;
상기 본체의 상기 수용공간 하부에 설치된 플레이트 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와;
상기 플레이트 회전축을 중심으로 상기 회전플레이트의 판면에 방사상으로 설치되어 도가니 및 주형을 지지하는 복수의 주형브래킷과;
상기 각 주형브래킷에 지지된 상기 도가니를 각각 가열하기 위한 복수의 전극과;
상기 챔버의 상기 도어의 저면에 설치되어 상기 도어가 상기 본체를 폐쇄한 상태에서 상기 복수의 전극이 각각 상기 각 주형브래킷에 의해 지지된 상기 도가니의 상부에 위치하도록 상기 복수의 전극을 지지하는 전극부스바와;
상기 전극을 통해 상기 도가니에 수용된 용융물로 아크가 발생하도록 상기 전극에 전원을 공급하는 전원공급유닛과;
상기 플레이트 회전축에 연결되어 상기 회전플레이트를 회전시키는 회전력발생유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제1항에 있어서,
상기 회전력발생유닛은,
모터와;
상기 모터의 회전에 따라 회전하는 유닛 회전축과;
상기 유닛 회전축의 회전을 상기 플레이트 회전축으로 전달 및 차단하는 회전력단속유닛과;
상기 모터의 회전에 따라 상기 유닛 회전축이 기 설정된 주형회전속도를 초과하는 경우 상기 유닛 회전축의 회전력이 상기 플레이트 회전축으로 전달되도록 상기 회전력단속유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제2항에 있어서,
상기 회전력단속유닛은 상기 유닛 회전축과 상기 플레이트 회전축 사이에 개재되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 유닛 회전축으로부터 상기 플레이트 회전축으로 전달되는 회전력을 단속하는 전자 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제3항에 있어서,
상기 유닛 회전축의 회전속도를 감지하는 회전속도센서를 더 포함하고;
상기 제어부는 상기 회전속도센서의 감지 결과에 기초하여 상기 전자 클러치를 제어하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도어가 상기 본체의 상기 개구부를 폐쇄한 상태에서, 상기 챔버 내부를 진공 분위기 또는 불활성 분위기로 만드는 분위기형성유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제5항에 있어서,
상기 주형브래킷은,
상기 도가니가 안착되는 안착부재와;
상기 주형을 지지하기 위한 주형지지부재와;
상기 회전플레이트의 판면에 체결되며 상기 안착부재 및 상기 주형지지부재를 지지하는 지지브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용해를 이용한 원심주조장치.
제6항에 있어서,
상기 도가니에 주입되는 용융물은 티타늄과 티타늄 합금 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심주조장치.