KR20140138697A - 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시와 방법, 선회가능한 턴디시의 용도 및 금속 합금의 세장의 주조 바 - Google Patents

금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시와 방법, 선회가능한 턴디시의 용도 및 금속 합금의 세장의 주조 바 Download PDF

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Abstract

금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1) 에 관한 것이다. 상기 턴디시는, 제 1 챔버 (5), 제 2 챔버 (7), 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이의 제 1 통로 (12), 및 상기 제 2 챔버와 몰드 (9) 사이의 제 2 통로 (16) 를 포함한다. 상기 제 1 챔버는 합금 원소들을 추가함으로써 금속 합금을 형성하는 베이스를 구성하는 베이스 금속을 수용 및 유지하도록 되어 있다. 상기 금속 합금은 상기 제 2 챔버에서부터 상기 제 2 통로를 통하여 상기 몰드에 공급된다. 상기 제 2 챔버는 제 1 부 (30), 제 2 부 (32), 및 상기 제 1 부와 상기 제 2 부 사이의 제 3 통로 (36) 를 더 포함한다. 주조 상태에서, 금속 합금은 제 2 챔버의 제 2 부에 합금 원소를 추가함으로써 주조되면서 형성된다.

Description

금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시와 방법, 선회가능한 턴디시의 용도 및 금속 합금의 세장의 주조 바 {A PIVOTABLE TUNDISH AND A METHOD FOR CONTINUOUS CASTING A METAL ALLOY, USE OF A PIVOTABLE TUNDISH AND AN ELONGATED CAST BAR OF A METAL ALLOY}
본 발명은 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시에 관한 것이다. 턴디시는 주조 상태와 비-주조 상태 사이에서 선회되도록 된 본체를 포함한다. 이 본체는 서로 분리된 제 1 챔버와 제 2 챔버, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이의 제 1 통로, 및 금속 합금을 연속 주조하는 몰드와 상기 제 2 챔버 사이의 제 2 통로를 포함한다. 비-주조 상태에서, 제 1 챔버는 용융 상태의 베이스 금속을 수용 및 유지하도록 되어 있다. 베이스 금속은 1 개 이상의 합금 원소들을 이 베이스 금속에 추가함으로써 형성되는 금속 합금의 베이스를 구성한다. 주조 상태에서, 상기 금속 합금은 제 2 챔버에서부터 제 2 통로를 통하여 몰드에 공급된다.
본 발명은 또한 금속 합금을 연속 주조하는 방법, 선회가능한 턴디시의 용도 및 본 방법에 따라서 주조된 금속 합금의 주조 바 (cast bar) 에 관한 것이다.
금속 합금의 연속 주조시, 턴디시가 비-주조 상태인 동안, 금속 합금은 용융된 베이스 금속을 1 개 이상의 합금 원소들과 합금시킴으로써 형성된다. 용융된 베이스 금속은 턴디시의 제 1 챔버에 추가된다. 그 후에, 정확한 양의 1 개 이상의 합금 원소들이 베이스 금속에 추가되어 원하는 금속 합금 조성을 발생시킨다.
그 후에, 형성된 금속 합금은 턴디시를 비-주조 상태에서 주조 상태로 선회시킴으로써 주조되어, 금속 합금은 제 1 챔버에서부터 제 1 개구를 통하여 제 2 챔버에 그리고 제 2 챔버에서부터 제 2 개구를 통하여 몰드에 공급된다. 주조 상태에서, 턴디시는 몰드에 금속 합금을 공급하기 위해서 턴디시로부터 적절한 속도로 금속 합금을 공급하도록 선회되고, 용융된 금속 합금은 점차적으로 세장의 주조 바로 응고된다.
연속 주조하는 종래 기술의 턴디시에서의 문제점은, 제 2 금속 합금내의 불순물들을 방지하기 위해 제 2 금속 합금을 주조하기 전에 이전의 금속 합금의 잔여물들로부터 턴디시 챔버들이 오염물제거 (decontaminated) 되어야 하기 때문에, 제 1 조성을 가진 제 1 금속 합금으로부터 제 2 조성을 가진 제 2 금속 합금으로 주조를 변경하는데 시간 소모가 있다는 것이다. 이러한 오염물제거는, 제 1 및 제 2 금속 합금이 상이한 합금 원소를 포함할 때 특히 중요하다. 상이한 금속 합금들을 주조하는 사이의 시간 소모적인 오염물제거 공정으로 인해, 충분히 높은 생산율을 얻기 위해서는 턴디시에 사용되는 다양한 금속 합금들의 개수를 제한할 필요가 있다.
턴디시의 오염물제거는, 정확하게 보호되지 않으면, 작업자들의 건강에 해로울 수 있는 수동적이고 또한 지루한 작업을 포함한다. 오염물제거 공정은 챔버들 및 개구들의 벽들로부터 제 1 금속 합금의 잔여물들을 제거하는 것을 포함한다. 제 1 금속 합금의 잔여물들의 제거는 스크래핑되는 상당한 양의 금속 합금을 포함할 수 있다. 제거된 재료는 또한 상당한 양의 높은 값의 합금 원소들을 포함할 수 있다. 따라서, 턴디시의 오염물제거시 제거된 금속 합금은 최종 주조된 금속 합금에 비용을 추가하게 된다.
선행 기술의 턴디시의 다른 문제점은, 제 1 금속 합금으로부터 턴디시를 적절하게 오염물제거하지 않으면, 주조되는 제 2 금속 합금이 오염될 것이고, 이는 제 2 금속 합금의 특성들에 영향을 줄 수 있거나 또는 제 2 금속 합금이 제조 사양 범위를 벗어날 수 있다는 것이다. 이전의 주조로부터 제 2 금속 합금에서 원소들의 오염이 존재한다면, 주조된 금속 합금의 전체 또는 일부를 스크래핑할 필요가 있을 수 있다. 이는, 다양한 유형들의 구리 합금들을 연속 주조에 의해 제조할 때, 예를 들어 은, 주석, 아연 등과 합금된 구리 등에서 특히 문제가 되고, 여기에서 구리의 베이스 재료는 최종 주조된 금속 합금에 원하는 특성들을 제공하도록 고순도이어야 한다.
US 4830090 에는, 중심에 위치된 챔버에 합금 원소들이 추가되는 3 개의 챔버들을 포함하는 턴디시가 개시되어 있다.
JP 56009049 에는, 챔버들 중 하나에 합금 원소들이 추가되는 2 개의 챔버들을 포함하는 턴디시가 개시되어 있다.
JP 5023806 에는, 주조 동안 챔버들에 합금 원소들이 추가되는 다수의 챔버들을 포함하는 턴디시가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 금속 합금을 연속 주조하는 개선된 턴디시와 방법을 제공하는 것이다. 본원의 제 1 목적은, 선행 기술에 비하여, 상이한 금속 합금들을 주조하는 사이의 개선된 변경 유연성을 가진 턴디시와 방법에 관한 것이다. 본원의 제 2 목적은, 상이한 금속 합금들을 주조하는 사이를 변경할 때 수동적인 오염물제거를 덜 필요로 하거나 필요하지 않는 턴디시와 방법에 관한 것이다. 본원의 제 3 목적은 1 개 이상의 합금 원소들의 폐기물 및 금속 합금의 스크래핑된 재료의 양을 저감시키는 턴디시 및 방법에 관한 것이다.
상기 목적들은 청구항 1 의 전제부에 따른 선회가능한 턴디시에 의해 얻어진다. 상기 선회가능한 턴디시에 있어서, 상기 제 2 챔버는 상기 제 1 통로가 연결되는 제 1 부, 상기 제 2 통로가 연결되는 제 2 부, 및 상기 제 1 부와 상기 제 2 부 사이의 제 3 통로를 더 포함하고, 상기 제 1 부와 상기 제 2 부는 서로 분리되며, 상기 턴디시가 주조 상태일 때, 상기 제 1 챔버로부터의 상기 베이스 금속이 상기 제 1 챔버에서부터 상기 제 1 통로를 통하여 상기 제 1 부에 그리고 상기 제 2 챔버의 상기 제 2 부에 1 개 이상의 합금 원소들을 추가하면서 상기 제 1 부에서부터 상기 제 3 통로를 통하여 상기 제 2 부에 공급되어, 상기 금속 합금이 형성되도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 턴디시가 주조 상태에 있는 동안 제 2 챔버의 제 2 부에 1 개 이상의 합금 원소들을 추가함으로써, 베이스 금속 및 1 개 이상의 합금 원소들은 금속 합금을 주조하면서 금속 합금을 형성한다. 제 2 챔버의 제 1 부는, 제 1 챔버에서의 베이스 금속이 제 2 챔버의 제 2 부에서 추가된 합금 원소들에 의해 오염되지 않음을 보장하기 위해 확산 배리어로서 작용한다.
주조를 종료할 때 또는 제 1 챔버에서의 베이스 금속의 재충전이 필요할 때, 턴디시를 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회시키기 전에 합금 원소들의 추가를 중단하도록 되어 있다. 그리하여, 합금 원소들은 턴디시를 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회시키기 전에 세척되고, 그에 따라 제 1 챔버에서의 베이스 금속의 순도는 주조될 어떠한 금속 합금과는 무관하게 영향을 받지 않고 유지된다.
제 1 챔버에서의 베이스 금속의 순도가 보장되므로, 턴디시의 유연성이 향상되어, 턴디시의 챔버들의 오염물제거를 필요로 하지 않으면서 동일한 베이스 금속을 사용하여 상이한 금속 합금들 사이에서 신속하고 용이하게 주조를 전환시킬 수 있다.
동일한 베이스 금속은 턴디시의 오염물제거를 필요로 하지 않으면서 다수의 상이한 금속 합금들을 주조하는데 유용하다. 상이한 금속 합금들을 주조할 때, 청구되는 턴디시는, 상이한 금속 합금들 사이의 변경 시간이 최소화된다는 점에서 선행 기술의 턴디시들에 비하여 향상된 생산율을 제공한다. 턴디시는 동일한 베이스 금속으로 많은 상이한 금속 합금들을 주조할 때 특히 유용하다.
금속 합금의 주조의 시작 및 종료시에 소량의 스크랩 재료가 생성된다. 하지만, 그 양은 선행 기술의 턴디시들에서 생성되는 것보다 상당히 더 적다. 그에 따라, 청구되는 턴디시는, 동일한 베이스 금속에 모두 기초하는 상이한 금속 합금들을 주조하는 유연성을 향상시키고 그리고 스크랩 재료, 특히 귀중한 합금 원소들을 포함하는 스크랩 재료의 양을 저감시킨다. 그럼으로써, 청구되는 턴디시를 사용하는 주조의 조작 비용은 선행 기술에 비하여 저감된다.
"비-주조 상태" 라는 용어는, 베이스 금속이 제 1 챔버로부터 멀리 이동되는 것을 방지하는 배향으로 턴디시가 되어 있는 상태를 말한다.
"주조 상태" 라는 용어는, 베이스 금속이 중력에 의해 제 1 챔버에서부터 제 2 챔버로 공급되고 그리고 몰드에 공급되기 전에 제 2 챔버의 제 2 부에서 금속 합금을 형성하는 배향으로 턴디시가 되어 있는 상태를 말한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 턴디시는 상기 턴디시의 상이한 배향과 관련된 상기 주조 상태와 상기 비-주조 상태 사이에서 상기 턴디시의 본체를 선회시키는 선회 배열체 (arrangement) 를 포함한다.
상기 선회 배열체는 주조 상태와 비-주조 상태 사이에서 상기 턴디시를 조절하도록 상기 턴디시의 배향을 조절하도록 한다. 주조 상태에서, 제 2 통로는 몰드의 방향으로 연장된다. 비-주조 상태에서, 제 2 통로는 몰드로부터 멀리 연장된다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 턴디시는 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들을 공급하기 위한 공급 배열체를 포함하고, 상기 공급 배열체는 상기 합금 원소들이 상기 제 2 챔버의 상기 제 2 부에 공급되도록 배향된다.
상기 공급 배열체는 특정 조성에 따른 금속 합금을 형성하도록 베이스 금속에 제공된 1 개 이상의 합금 원소들의 추가를 조절하도록 한다. 공급 배열체는 바람직하게는 금속 합금의 조성이 균질해짐을 보장하도록 분말 또는 입자들 형태의 1 개 이상의 합금 원소들을 제공한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 턴디시의 본체는 상기 제 1 통로가 제공된 제 1 벽부, 상기 제 2 통로가 제공된 제 2 벽부 및 상기 제 3 통로가 제공된 제 3 벽부를 포함하고, 상기 벽부들은, 상기 제 1 벽부가 상기 제 2 챔버의 상기 제 1 부로부터 상기 제 1 챔버를 분리시키고 상기 제 2 벽부가 상기 몰드로부터 상기 제 2 챔버의 상기 제 2 부를 분리시키며 그리고 상기 제 3 벽부가 상기 제 2 챔버의 상기 제 2 부로부터 상기 제 1 부를 분리시키도록 배열된다.
상기 벽부들은 베이스 금속 및 금속 합금을 위한 배리어들을 제공한다. 벽부들에서의 통로들은, 턴디시가 주조 상태일 때 베이스 금속과 금속 합금이 몰드의 방향으로 공급되도록 그리고 턴디시가 비-주조 상태일 때 베이스 금속과 금속 합금이 몰드에 공급되는 것을 방지하도록 연장된다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 제 2 통로는 상기 금속 합금의 연속적인 수평방향 주조가 가능하도록 배향된다. 상기 제 2 통로는, 턴디시가 주조 상태일 때, 금속 합금을 주조하기 위한 몰드에서의 대응하는 개구와 연결하여 배열될 수 있도록 된 개구에 이어진다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 턴디시는 상기 베이스 금속 및/또는 상기 금속 합금을 가열하는 가열 수단을 포함한다. 바람직하게는, 베이스 금속 및/또는 금속 합금을 가열하기 위한 가열 수단은 제 1 챔버와 제 2 챔버의 적어도 하나의 하부에 배열된 유도 가열 장치를 포함한다. 가열 수단에 의해, 베이스 금속 및/또는 금속 합금이 턴디시에 담겨져 있으면서 용융 상태로 유지됨을 보장하도록 열을 추가한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 제 1 통로, 상기 제 2 통로 및 상기 제 3 통로 중 적어도 하나는 대응하는 벽부에 다수의 관통 구멍들을 포함한다. 대응하는 벽에서의 다수의 구멍들에 의해, 베이스 금속 및/또는 금속 합금의 공급은 본질적으로 일정한 유량으로 수행된다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 제 2 챔버의 용적은 상기 제 1 챔버 보다 작다. 제 1 챔버는 베이스 금속용 용기로서 작용한다. 제 2 챔버는, 금속 합금을 형성하고 그리고 금속 합금을 연속 주조하는 몰드에 적절한 비율로 금속 합금을 제공하기 위한 별개의 격실을 제공한다.
전술한 목적들은 청구항 9 에 따른 금속 합금을 연속 주조하는 방법에 의해 추가로 얻어진다. 상기 방법은,
- 상기 턴디시의 상기 본체를 비-주조 상태로 선회시키는 단계,
- 상기 턴디시가 비-주조 상태일 때 상기 제 1 챔버에 베이스 금속을 추가하는 단계,
- 상기 턴디시의 상기 본체를 상기 비-주조 상태에서 주조 상태로 선회시켜, 상기 베이스 금속을 주조하는 단계, 및
- 상기 베이스 금속을 주조한 후에, 상기 금속 합금이 형성되도록 상기 제 2 챔버의 제 2 부에서 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 합금 원소들을 추가하여, 상기 금속 합금을 주조하는 단계를 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 방법은,
- 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들을 추가하기 전 제 1 어떠한 기간 동안 상기 베이스 금속을 주조하는 단계를 더 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 방법은,
- 상기 제 2 챔버의 제 2 부에서 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 추가를 중단하는 단계,
- 상기 베이스 금속을 주조만 할 때까지 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 첨가를 중단하 후에 주조를 계속하는 단계, 및
- 상기 턴디시의 상기 본체를 상기 주조 상태에서 상기 비-주조 상태로 선회시켜, 주조를 중단하는 단계를 더 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 방법은 상기 제 2 어떠한 기간 동안 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 첨가를 중단한 후에 주조를 계속하는 단계를 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 베이스 금속은 단일의 금속 원소 또는 2 개 이상의 금속 원소들의 혼합물을 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 1 개 이상의 합금 원소들은 베이스 금속의 용융점보다 더 낮은 용융점을 가진다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 베이스 금속은 주로 구리를 포함하고, 1 개 이상의 상기 합금 원소는 은, 주석, 아연, 및 이들의 합금들 중 적어도 하나를 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 상기 방법은 세장의 주조 바 형태의 금속 합금을 주조하는 단계를 포함한다.
본원의 일 실시형태에 따라서, 세장의 주조 바는 상기 금속 합금의 주조의 시작 단계와 관련된 제 1 단부와 상기 금속 합금의 주조의 중단 단계와 관련된 제 2 단부를 포함하고, 상기 방법은,
- 상기 주조 바의 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 중 적어도 하나를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본원은 또한 청구항 17 에 따른 턴디시의 용도 및 청구항 18 에 따른 세장의 주조 바에 관한 것이다.
이하, 본원은 첨부된 도면들을 참조하여 본원의 상이한 실시형태들의 설명에 의해 보다 근접하게 설명된다.
도 1 은 금속 합금을 연속 주조하는 선행 기술의 선회가능한 턴디시의 일예의 평면도를 도시한다.
도 2 는 본원의 일 실시형태에 따른 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시의 평면도를 도시한다.
도 3 은 비-주조 상태에서 도 2 의 선회가능한 턴디시의 측면도를 도시한다.
도 4 는 주조 상태에서 도 2 의 선회가능한 턴디시의 측면도를 도시한다.
도 5 는 본 방법의 제 1 실시형태에 따른 금속 합금을 연속 주조하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 6 은 본 방법의 제 2 실시형태에 따른 금속 합금을 연속 주조하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 1 은 금속 합금을 연속 주조하는 선행 기술의 선회가능한 턴디시 (1) 를 도시한다. 턴디시 (1) 는 제 1 벽부 (10) 에 의해 서로 분리된 제 1 챔버 (5) 와 제 2 챔버 (7) 를 포함하는 본체 (3) 를 포함한다.
제 1 챔버 (5) 는 용융 상태의 베이스 금속과 1 개 이상의 합금 원소를 수용하도록 되어 있고, 금속 합금은 제 1 챔버 (5) 에 형성된다. 제 1 벽부 (10) 에는 제 1 통로 (12) 가 제공된다. 도시한 실시형태에 있어서, 제 1 통로 (12) 는, 제 1 벽부 (10) 에서, 제 1 챔버 (5) 로부터 제 2 챔버 (7) 에 금속 합금을 공급할 수 있도록 하는 2 개의 개구들을 포함한다.
턴디시 (1) 는 금속 합금을 연속 주조하는 몰드 (9) 와, 제 2 챔버 (7) 로부터 몰드 (9) 에 금속 합금을 공급할 수 있도록 하는 제 2 통로 (16) 를 포함하는 제 2 벽부 (14) 를 더 포함한다. 제 2 통로 (16) 는, 도시된 실시예에 있어서, 제 2 벽부 (14) 에 2 개의 개구들을 포함한다.
턴디시 (1) 는 주조 상태와 비-주조 상태 사이에서 선회되도록 되어 있다. 비-주조 상태에서, 턴디시 (1) 는 중력에 의해 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 2 챔버 (7) 를 통하여 몰드 (9) 에 금속 합금이 공급되는 것을 방지하도록 배향된다. 주조 상태에서, 턴디시 (1) 는 중력에 의해 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 2 챔버 (7) 를 통하여 몰드 (9) 에 금속 합금이 공급되도록 배향되고, 그에 따라 금속 합금은 1 개 이상의 주조 바들 (20) 로 주조된다. 주조 바들 (20) 은 화살표로 표시한 수평 주조 방향으로 주조된다. 도시된 실시예에 있어서, 2 개의 주조 바들 (20) 은 몰드 (9) 에 의해 주조된다.
도 1 의 선행 기술의 턴디시 (1) 에서, 금속 합금은 비-주조 상태에서 턴디시 (1) 를 먼저 배향시키고 그리고 제 1 챔버 (5) 를 용융 상태의 베이스 금속으로 충전함으로써 주조된다. 베이스 금속은 1 개 이상의 합금 원소들을 제 1 챔버 (5) 에서 베이스 금속에 추가함으로써 형성되는 금속 합금의 주요부를 구성한다.
턴디시 (1) 는 1 개 이상의 합금 원소들을 베이스 금속에 공급하는 공급 배열체 (22) 를 더 포함한다. 턴디시 (1) 의 선행 기술의 실시예에서의 공급 배열체 (22) 는 1 개 이상의 합금 원소들이 제 1 챔버 (5) 에 공급되도록 배향된다. 1 개 이상의 합금 원소들을 베이스 금속에 추가함으로써, 금속 합금이 형성된다. 금속 합금이 형성된 후에, 턴디시 (1) 가 비-주조 상태에서 주조 상태로 선회되어, 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 2 챔버 (7) 에 그리고 제 2 챔버 (7) 에서부터 몰드 (9) 에 금속 합금을 공급하고, 금속 합금은 주조 바들 (20) 로 주조된다.
선행 기술의 턴디시 (1) 에서의 문제점은, 턴디시 (1) 가 제 2 금속 합금을 주조하기 전에 제 1 금속 합금으로부터 오염물제거되어야 한다는 것이고, 여기에서 제 2 금속 합금은 제 1 금속 합금과 상이한 조성을 가진다. 그리하여, 다수의 상이한 금속 합금들을 주조하는데 시간 소모적이다. 턴디시 (1) 가 금속 합금에 있어서 낮게 진행되고 그리고 재충전을 필요로 하면, 동일한 조성의 금속 합금을 생성하도록 제 1 챔버 (5) 에 정확한 양의 1 개 이상의 합금 원소들을 추가함을 보장하도록 세심한 계산이 필요하다. 이러한 계산은 금속 합금의 예측된 잔여물들 및 추가된 베이스 금속의 양에 기초로 한다. 더욱이, 오염물제거는 상당한 양의 1 개 이상의 합금 원소들을 스크래핑하는 것을 포함할 수 있다. 그에 따라, 선행 기술의 턴디시 (1) 를 사용하는 주조의 생산성이 비교적 낮고 그리고 귀중한 합금 원소들의 스크래핑 비용이 높다.
도 2 는 본원의 일 실시형태에 따른 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1) 를 도시한다. 본원의 턴디시 (1) 는, 제 1 통로 (12) 가 연결되는 제 1 부 (30) 와 제 2 통로 (16) 가 연결되는 제 2 부 (32) 를 제 2 챔버 (7) 가 포함한다는 점에서 선행 기술의 턴디시 (1) 와는 다르다. 제 1 부 (30) 와 제 2 부 (32) 는 제 3 벽부 (34) 에 의해서 서로 분리된다. 제 3 벽부 (34) 는 제 1 부 (30) 와 제 2 부 (32) 사이에 제 3 통로 (36) 를 구비한다. 도 2 의 도시된 실시형태에 있어서, 제 3 통로 (36) 는 제 3 벽부 (34) 에 4 개의 개구들을 포함한다.
턴디시 (1) 는 1 개 이상의 합금 원소들을 베이스 금속에 공급하는 공급 배열체 (22) 를 더 포함한다. 본원의 턴디시 (1) 에서, 공급 배열체 (22) 는 제 2 챔버 (7) 의 제 2 부 (32) 로 배향되고, 합금 원소들은, 턴디시 (1) 가 주조 상태로 배향되는 동안, 제 2 챔버 (7) 의 제 2 부 (32) 에 공급된다. 따라서, 금속 합금은 이 금속 합금을 주조하는 동안 제 2 부 (32) 에 형성된다. 그리하여, 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속의 순도가 보장된다. 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속의 순도는, 제 2 부 (32) 와 제 1 챔버 (5) 사이의 제 1 부 (30) 가 1 개 이상의 합금 원소들을 가진 베이스 금속의 오염에 대하여 확산 배리어로서 작용함으로써 추가로 보장된다.
턴디시 (1) 가 주조 상태일 때, 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 1 통로 (12) 를 통하여 제 1 부 (30) 에 그리고 1 개 이상의 합금 원소들이 제 2 챔버 (7) 의 제 2 부 (32) 에 추가되면서 제 1 부 (30) 에서부터 제 3 통로 (36) 를 통하여 제 2 부 (32) 에 베이스 금속을 공급하여, 금속 합금이 형성된다. 제 2 챔버 (7) 의 제 2 부 (32) 에 형성된 금속 합금은 제 2 벽부 (14) 내의 제 2 통로 (16) 에 의해 제 2 부 (32) 에서부터 몰드 (9) 에 공급되어, 금속 합금을 주조 바들 (20) 로 주조한다.
금속 합금의 주조를 종료할 때, 먼저 제 2 부 (32) 에 1 개 이상의 합금 원소들의 추가를 중단하고, 두번째로 어떠한 제 2 기간 이후에 턴디시 (1) 는 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회된다.
본원에 따른 턴디시 (1) 에 의해, 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속의 순도가 보장될 수 있다. 그럼으로써, 상이한 양의 1 개 이상의 합금 원소들을 추가하면서 동일한 베이스 금속을 사용하는 다수의 상이한 금속 합금들을 주조할 수 있다. 따라서, 턴디시 (1) 의 용도의 유연성이 개선된다.
베이스 금속은 하나의 금속 원소 또는 2 개 이상의 금속 원소들의 혼합물로 구성된다. 바람직하게는, 1 개 이상의 금속 합금들 각각은 베이스 금속의 용융점보다 더 낮은 용융점을 가진다.
턴디시 (1) 는 구리 은 합금들 등의 구리 합금들을 주조할 때 특히 유리한 것으로 나타났다. 주조 과정에 사용된 은의 양은 주조된 금속 합금의 비용에 상당한 영향을 준다. 따라서, 스크래핑된 금속 합금에서 은의 양은 주조 공정에 상당한 비용을 추가한다. 더욱이, 베이스 금속으로 사용된 구리의 값은 그의 순도에 매우 의존한다. 따라서, 베이스 금속의 적은 오염은 후속의 주조에 사용불가능한 베이스 금속을 형성할 것이고, 그에 따라 또한 베이스 금속의 금속값이 감소될 것이다. 본원은 청구한 본원에 의하여 상기 문제점에 대한 방안을 제시한다.
도 3 은 비-주조 상태에서 도 2 의 턴디시 (1) 의 측면도를 도시한다. 턴디시 (1) 는, 중력에 의해 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 2 챔버 (7) 에 베이스 금속이 공급되는 것을 방지하도록 배향된다. 그에 따라, 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속은 1 개 이상의 합금 원소들에 의해 오염되는 것이 방지된다. 그리하여, 턴디시 (1) 는 동일한 베이스 금속에 기초하여 상이한 조성들을 가진 다양한 금속 합금들을 주조할 준비가 된다.
도 4 는 주조 상태에 배향된 턴디시 (1) 를 도시한다. 베이스 금속은 중력에 의해 제 1 챔버 (5) 에서부터 제 1 부 (30) 에 그리고 제 1 부 (30) 에서부터 제 2 부 (32) 에 공급된다. 제 2 부 (32) 에서, 1 개 이상의 합금 원소들은 베이스 금속에 추가되고, 그럼으로써 금속 합금을 형성한다. 형성된 금속 합금은 중력에 의해 제 2 부 (32) 에서부터 몰드 (9) 에 (비도시) 공급되고, 그리하여 금속 합금을 1 개 이상의 주조 바들 (20) 로 주조한다.
도 5 는 턴디시 (1) 에 의해서 금속 합금을 연속 주조하는 방법의 순서도를 도시한다. 단계 (100) 에서, 본 방법은 필요하다면 턴디시 (1) 를 비-주조 상태의 배향으로 선회시킴으로써, 턴디시 (1) 를 비-주조 상태로 세팅하는 것을 포함한다.
본 방법은, 단계 (110) 에서, 턴디시 (1) 가 비-주조 상태에 있을 때 제 1 챔버 (5) 에 베이스 금속을 추가하는 것을 포함한다. 그리하여, 베이스 금속은 합금 원소들에 의해 오염될 위험없이 제 1 챔버 (5) 에 유지된다.
단계 (120) 에서, 본 방법은 턴디시 (1) 를 비-주조 상태에서 주조 상태로 선회시키는 것을 포함한다. 그리하여, 베이스 금속은 중력에 의해 제 2 챔버 (7) 와 몰드 (9) 에 공급되고, 베이스 금속은 몰드 (9) 에 의해 주조된다.
단계 (130) 에서, 베이스 금속을 주조한 후에, 제 2 챔버 (7) 에서 1 개 이상의 합금 원소들을 베이스 금속에 추가하여, 금속 합금이 형성된다. 그리하여, 단계 (140) 에서, 형성된 금속 합금이 몰드 (9) 에 공급되고, 금속 합금은 몰드 (9) 에 의해 주조된다. 그럼으로써, 금속 합금으로부터 1 개 이상의 주조된 바들 (20) 이 주조된다.
충분한 양의 금속 합금이 주조되었으면 또는 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속의 양이 거의 없어지면, 금속 합금의 주조를 종료시킬 필요가 있다. 금속 합금의 주조의 종료는, 단계 (150) 에서, 제 2 챔버 (7) 에서 1 개 이상의 합금 원소들을 베이스 금속에 추가하는 것을 중단함으로써 실시된다. 그리하여, 금속 합금의 형성이 종료되고 그리고 점차적으로 베이스 금속이 주조될 것이다. 본 방법은, 단계 (160) 에서, 턴디시 (1) 를 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회시키는 것을 더 포함한다. 그리하여, 베이스 금속의 주조가 중단되고, 제 1 챔버 (5) 에 남아있는 베이스 금속은 제 1 챔버 (5) 에 유지된다.
금속 합금을 주조하는 개시된 방법에 의해, 금속 합금을 주조할 때 베이스 금속이 1 개 이상의 합금 원소들로 본질적으로 오염되지 않고 유지됨을 보장해준다. 본 방법 및 턴디시 (1) 는, 금속 합금의 각각의 새로운 주조 전에 턴디시 (1) 를 오염제거할 필요없이, 단일의 베이스 금속으로 다수의 상이한 금속 합금들을 주조할 수 있는 장점을 가진다. 본 방법은 제 1 챔버가 1 개 이상의 합금 원소들로 오염되지 않고 유지되는 장점을 더 가진다.
도 6 은 본원의 제 2 실시형태에 따른 금속 합금을 연속적으로 주조하는 방법을 도시한다. 제 2 실시형태는, 제 2 챔버 (7) 에서 1 개 이상의 합금 원소를 베이스 금속에 추가하는 단계 (130) 이전의 제 1 기간에 단계 (125) 에서 베이스 금속을 주조하는 것을 추가한다는 점에서 제 1 실시형태와 상이하다. 베이스 금속을 주조함으로써, 합금 원소들을 추가하기 전 제 1 기간에, 금속 합금을 형성하기 전에 베이스 금속의 유량은 안정화된다.
제 2 실시형태는 단계 (160) 이전의 제 2 기간에 단계 (155) 에서 베이스 금속을 주조하는 것, 턴디시 (1) 를 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회시키는 것, 그로 인해 주조를 종료하는 것을 더 포함한다. 턴디시 (1) 를 주조 상태에서 비-주조 상태로 선회시키기 전 제 2 기간에 주조함으로써, 제 2 챔버 (7) 로부터 추가된 1 개 이상의 합금 원소들이 세척됨을 보장해주고, 그럼으로써 제 1 챔버 (5) 에서의 베이스 금속의 순도가 보장된다.
추가의 실시형태에 있어서, 본 방법은, 턴디시 (1) 가 주조 상태에 있을 동안, 다른 베이스 금속을 제 1 챔버 (5) 에 추가하는 것을 포함한다. 이는, 제 1 챔버 (5) 가 주조 방향으로부터 멀리 배향된 개구를 가짐으로써 달성된다. 따라서, 다른 베이스 금속은 금속 합금을 주조하는 동안 추가될 수 있고, 그럼으로써 금속 합금의 주조의 중단을 방지한다.
본 방법은 금속 합금의 1 개 이상의 주조 바들 (20) 을 제조한다. 주조 바 (20) 는 금속 합금의 주조의 시작 단계와 관련된 제 1 단부와 금속 합금의 주조의 중단 단계와 관련된 제 2 단부를 포함한다. 시작 단계와 중단 단계는 금속 합금의 제 1 단부와 제 2 단부의 조성에 있어서 변화를 포함할 수 있다.
본 방법은 주조 바 (20) 의 단부들 중 적어도 하나를 자르는 단계를 더 포함한다. 그럼으로써, 주조 바 (20) 의 시작 단계와 중단 단계 중 적어도 하나와 관련된 금속 합금의 주조 바 (20) 의 일부를 제거한다.
본 발명은 개시된 실시형태들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위의 범위내에서 변경 및 수정될 수 있다.

Claims (18)

  1. 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1) 로서,
    상기 턴디시 (1) 는 주조 상태와 비-주조 상태 사이에서 선회되도록 된 본체 (3) 를 포함하고, 상기 본체 (3) 는 서로 분리된 제 1 챔버 (5) 와 제 2 챔버 (7), 상기 제 1 챔버 (5) 와 상기 제 2 챔버 (7) 사이의 제 1 통로 (12), 및 상기 금속 합금을 연속 주조하는 몰드 (9) 와 상기 제 2 챔버 (7) 사이의 제 2 통로 (16) 를 포함하며,
    상기 비-주조 상태에서, 상기 제 1 챔버 (5) 는 용융 상태의 베이스 금속을 수용 및 유지하도록 되어 있고, 상기 베이스 금속은 1 개 이상의 합금 원소들을 상기 베이스 금속에 추가함으로써 형성되는 금속 합금의 베이스를 구성하며, 상기 주조 상태에서, 상기 금속 합금은 상기 제 2 챔버 (7) 에서부터 상기 제 2 통로 (16) 를 통하여 상기 몰드 (9) 에 공급되고,
    상기 제 2 챔버 (7) 는 상기 제 1 통로 (12) 가 연결되는 제 1 부 (30), 상기 제 2 통로 (16) 가 연결되는 제 2 부 (32), 및 상기 제 1 부 (30) 와 상기 제 2 부 (32) 사이의 제 3 통로 (36) 를 더 포함하고, 상기 제 1 부 (30) 와 상기 제 2 부 (32) 는 서로 분리되며,
    상기 턴디시 (1) 가 주조 상태일 때, 상기 제 1 챔버 (5) 로부터의 상기 베이스 금속이 상기 제 1 챔버 (5) 에서부터 상기 제 1 통로 (12) 를 통하여 상기 제 1 부 (30) 에 그리고 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 2 부 (32) 에 1 개 이상의 합금 원소들을 추가하면서 상기 제 1 부 (30) 에서부터 상기 제 3 통로 (36) 를 통하여 상기 제 2 부 (32) 에 공급되어, 상기 금속 합금이 형성되도록 되는 것을 특징으로 하는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 턴디시 (1) 는 상기 턴디시 (1) 의 상이한 배향과 관련된 상기 주조 상태와 상기 비-주조 상태 사이에서 상기 본체 (3) 를 선회시키는 선회 배열체 (arrangement) 를 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 턴디시 (1) 는 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들을 공급하기 위한 공급 배열체 (22) 를 포함하고, 상기 공급 배열체 (22) 는 상기 합금 원소들이 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 2 부 (32) 에 공급되도록 배향되는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴디시 (1) 의 본체 (3) 는 상기 제 1 통로 (12) 가 제공된 제 1 벽부 (10), 상기 제 2 통로 (16) 가 제공된 제 2 벽부 (14) 및 상기 제 3 통로 (36) 가 제공된 제 3 벽부 (34) 를 포함하고,
    상기 벽부들은, 상기 제 1 벽부 (10) 가 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 1 부 (30) 로부터 상기 제 1 챔버 (5) 를 분리시키고 상기 제 2 벽부 (14) 가 상기 몰드 (9) 로부터 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 2 부 (32) 를 분리시키며 그리고 상기 제 3 벽부 (34) 가 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 2 부 (32) 로부터 상기 제 1 부 (30) 를 분리시키도록 배열되는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 통로 (16) 는 상기 금속 합금의 연속적인 수평방향 주조가 가능하도록 연장되는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 턴디시 (1) 는 상기 베이스 금속 및/또는 상기 금속 합금을 가열하는 가열 수단을 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 통로 (12), 상기 제 2 통로 (16) 및 상기 제 3 통로 (36) 중 적어도 하나는 대응하는 벽부에 다수의 관통 구멍들을 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버 (7) 의 용적은 상기 제 1 챔버 (5) 보다 작은, 금속 합금을 연속 주조하는 선회가능한 턴디시 (1).
  9. 턴디시 (1) 에 의해 금속 합금을 연속 주조하는 방법으로서,
    상기 턴디시 (1) 는 주조 상태와 비-주조 상태 사이에서 선회되도록 된 본체 (3) 를 포함하고, 상기 본체 (3) 는 서로 분리된 제 1 챔버 (5) 와 제 2 챔버 (7), 상기 제 1 챔버 (5) 와 상기 제 2 챔버 (7) 사이의 제 1 통로 (12), 및 상기 금속 합금을 연속 주조하는 몰드 (9) 와 상기 제 2 챔버 (7) 사이의 제 2 통로 (16) 를 포함하며,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은,
    - 상기 턴디시 (1) 의 상기 본체 (3) 를 비-주조 상태로 선회시키는 단계,
    - 상기 턴디시 (1) 가 비-주조 상태일 때 상기 제 1 챔버 (5) 에 베이스 금속을 추가하는 단계,
    - 상기 턴디시 (1) 의 상기 본체 (3) 를 상기 비-주조 상태에서 상기 주조 상태로 선회시켜, 상기 베이스 금속을 주조하는 단계, 및
    - 상기 베이스 금속을 주조한 후에, 상기 금속 합금이 형성되도록 상기 제 2 챔버 (7) 에서 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 합금 원소들을 추가하여, 상기 금속 합금을 주조하는 단계를 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버 (7) 는 상기 제 1 통로 (12) 가 연결되는 제 1 부 (30), 상기 제 2 통로 (16) 가 연결되는 제 2 부 (32), 및 상기 제 1 부 (30) 와 상기 제 2 부 (32) 사이의 제 3 통로 (36) 를 더 포함하고, 상기 제 1 부 (30) 와 상기 제 2 부 (32) 는 서로 분리되며,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은,
    - 상기 베이스 금속을 주조한 후에, 상기 금속 합금이 형성되도록 상기 제 2 챔버 (7) 의 상기 제 2 부 (32) 에서 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들을 추가하여, 상기 금속 합금을 주조하는 단계를 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은,
    - 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들을 추가하기 전 제 1 어떠한 기간 동안 상기 베이스 금속을 주조하는 단계를 더 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은,
    - 상기 제 2 챔버 (7) 에서 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 추가를 중단하는 단계,
    - 상기 베이스 금속을 주조만 할 때까지 상기 베이스 금속에 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 첨가를 중단한 후에 주조를 계속하는 단계, 및
    - 상기 턴디시 (1) 의 상기 본체 (3) 를 상기 주조 상태에서 상기 비-주조 상태로 선회시켜, 주조를 중단하는 단계를 더 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은 상기 제 2 어떠한 기간 동안 1 개 이상의 상기 합금 원소들의 첨가를 중단한 후에 주조를 계속하는 단계를 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 금속은 단일의 금속 원소 또는 2 개 이상의 금속 원소들의 혼합물을 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 금속은 주로 구리를 포함하고, 1 개 이상의 상기 합금 원소는 은, 주석, 아연, 및 이들의 합금들 중 적어도 하나를 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 합금의 주조의 시작 단계와 관련된 제 1 단부와 상기 금속 합금의 주조의 중단 단계와 관련된 제 2 단부를 포함하는 세장의 주조 바 형태의 상기 금속 합금을 주조하는 단계이고,
    상기 금속 합금을 연속 주조하는 방법은,
    - 상기 주조 바의 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 중 적어도 하나를 제거하는 단계를 더 포함하는, 금속 합금을 연속 주조하는 방법.
  17. 금속 합금을 연속 주조하기 위해, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 선회가능한 턴디시 (1) 의 용도.
  18. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해서 연속 주조된 금속 합금의 세장의 주조 바.
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