KR20160113442A - 회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전주조장치에 관한 것으로서, 양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와; 상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되어 서로 결합 및 분리 가능하도록 마련된 복수의 금형어셈블리와; 상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와; 내부에 용탕을 수용하여 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 서로 결합된 상기 복수의 금형어셈블리에 체결되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 주입시키는 래들(ladle); 및 상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 래들의 용탕주입과 금형 조립 작업이 독립적으로 수행될 수 있음은 물론, 회전과 관련된 구성요소들의 소형화를 달성할 수 있다.

Description

회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법{ROTARY CASTING APPARATUS AND ROTARY CASTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 주조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용탕을 담은 래들이 금형과 결합하여 회전함으로써 상기 금형에 용탕을 주입함과 동시에 고압의 증기로 가압하도록 한 회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법에 관한 것이다.

회전주조장치로서 종래 제안된 것으로는 하이드로 알루미늄社의 특허등록 제10-0456764호 "회전식 주조 방법 및 장치"(등록일: 2004.11.02)가 있다.

상기 특허발명에 의하면 래들(ladle)이 선회아암에 고정된 상태에서 컬럼 둘레로 회전하여 역립된 금형의 하부로 체결되며, 금형과 함께 선회아암까지 모두 수평 회전축을 중심으로 상하 회전하게 되어있는 관계로 연속적인 래들의 공급이 불가능한 구조이며, 래들의 용탕주입과 금형 조립 작업이 독립적으로 수행될 수 없으므로 작업시간이 많이 소요된다는 문제가 있었다.

또한, 래들을 지지하는 선회아암까지 상기 래들 및 금형과 함께 수평 회전축에 의해 회전하는 구조인 관계로 모터의 용량이 커져야 함은 물론 상기 회전축 및 이와 관련한 구성요소들의 사이즈가 커져야 한다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 래들의 용탕주입과 금형 조립 작업이 독립적으로 수행될 수 있음은 물론, 회전과 관련된 구성요소들의 소형화를 달성할 수 있는 회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회전주조장치에 있어서, 양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와; 상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되어 서로 결합 및 분리 가능하도록 마련된 복수의 금형어셈블리와; 상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와; 내부에 용탕을 수용하여 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 서로 결합된 상기 복수의 금형어셈블리에 체결되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 주입시키는 래들(ladle); 및 상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조장치를 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회전주조장치에 있어서, 양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와; 상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되는 복수의 고정블록과; 상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와; 내부에 용탕을 수용하고 상단의 개구에 역립(逆立)된 금형이 체결된 상태로 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 상기 금형이 상기 복수의 고정블록에 의해 지지되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 상기 금형에 주입시키는 래들(ladle); 및 상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조장치를 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기와 같은 회전주조장치를 이용한 회전주조방법에 있어서, 상기 복수의 구동실린더를 구동하여 상기 복수의 금형어셈블리를 결합시키는 단계와; 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리를 상기 작업높이에서 역립시키는 단계와; 상기 래들의 내부에 용탕을 주입하여 상기 자동이송수단을 통해 상기 유압실린더의 상단부에 적재되도록 이송하는 단계와; 상기 유압실린더의 구동으로 상기 래들을 상승시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리에 체결시키고 상기 유압실린더를 하강 구동하는 단계와; 상기 회전샤프트를 역회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리와 함께 상기 래들을 정립시켜 상기 래들 내 용탕이 상기 복수의 금형어셈블리로 주입되도록 하는 단계와; 소정시간 경과 후 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리와 함께 상기 래들을 다시 역립시키는 단계와; 상기 유압실린더를 상승 구동하고 상기 상기 래들을 상기 복수의 금형어셈블리로부터 분리시켜 상기 유압실린더의 상단부에 적재시키는 단계; 및 상기 유압실린더의 하강 구동으로 상기 래들을 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조방법을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기와 같은 회전주조장치를 이용한 회전주조방법에 있어서, 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 복수의 고정블록을 상기 작업높이에서 역립시키는 단계와; 상기 래들의 내부에 용탕을 주입한 후 상단의 개구에 역립된 금형을 체결시키는 단계와; 상기 금형이 체결된 래들을 상기 자동이송수단을 통해 상기 유압실린더의 상단부에 적재되도록 이송하는 단계와; 상기 유압실린더의 구동으로 상기 래들을 상승시킨 후 상기 복수의 고정블록을 구동하여 상기 금형을 지지시킨 후 상기 유압실린더를 하강 구동하는 단계와; 상기 회전샤프트를 역회전 구동시켜 상기 금형과 함께 상기 래들을 정립시켜 상기 래들 내 용탕이 상기 금형에 주입되도록 하는 단계와; 소정시간 경과 후 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 금형과 함께 상기 래들을 다시 역립시키는 단계와; 상기 유압실린더를 상승 구동하고 상기 복수의 고정블록을 복귀 구동하여 상기 금형이 체결된 래들을 상기 유압실린더의 상단부에 적재시키는 단계; 및 상기 유압실린더의 하강 구동으로 상기 금형이 체결된 래들을 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조방법을 제공한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법에 의하면 래들이 자동이송수단에 의해 이송되고 이송된 래들은 유압실린더에 의해 상승되어 회전샤프트 측 금형어셈블리 내지 고정블록에 체결되는 구조로 개선함으로써 래들의 용탕주입과 금형 조립 작업이 서로 독립적으로 수행되고 상기 래들 또한 개별적으로 복수 개로 순차 공급되도록 운용할 수 있으므로 주조작업의 속도의 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 회전되는 요소를 금형과 래들로 제한함으로써 회전샤프트 등의 회전과 관련된 구성요소들의 소형화를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전주조장치의 정면도,
도 2는 도 1의 회전주조장치의 평면도,
도 3은 도 2의 주요구송요소만을 분리하여 도시한 확대된 평면도,
도 4 및 도 5는 도 1의 회전주조장치의 주요부의 작동과정을 설명하기 위한 정면도,
도 6은 도 1의 회전주조장치에 의한 래들의 공급 과정을 설명하기 위한 정면도,
도 7은 도 6에 따라 래들이 공급된 회전주조장치의 주요부의 작동과정을 설명하기 위한 정면도,
도 8은 도 1의 회전주조장치의 주요 구성요소인 래들의 용탕 수용공간을 개략적으로 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 회전주조장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 높이의 작업공간에서 양단부가 프레임(101)에 의해 지지되는 회전샤프트(110), 이 회전샤프트에 일체로 부착된 회전베이스(102) 및 이 회전베이스 상에 설치되는 복수의 금형어셈블리(120), 상기 회전샤프트(110)의 하부에 이격되게 설치되는 유압실린더(130)를 포함하여 구성된다.

회전샤프트(110)는 전동요소(103)를 매개로 모터(104)에 의해 회전 구동됨으로써 회전베이스(102) 및 복수의 금형어셈블리(120)를 정역으로 회전시킨다.

회전샤프트(110)와 일체로 결합되는 회전베이스(102) 상에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 구동실린더(105)가 둘레에 설치됨으로써 선단부에 고정되는 복수의 금형어셈블리(120)가 서로 결합 및 분리 가능하도록 구동된다.

주조성형을 위해 도 3에 도시된 바와 같이 서로 이격된 복수의 금형어셈블리(120)가 결합하면 도 4에 도시된 바와 같은 금형조립의 상태가 되며, 이후 모터(104)의 구동으로 회전샤프트(110)가 회전하여 도 5에 도시된 바와 같이 서로 결합된 복수의 금형 어셈블리(120)가 역립(逆立)하여 그 개구된 상단부가 하방향을 향하게 된다.

한편, 이와는 별도로 회전샤프트(110)의 하부에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 용탕이 수용된 래들(140)이 컨베이어벨트와 같은 자동이송수단(140)에 의해 유압실린더(130)로 공급된다.

이때, 래들(140)의 상단 개구로는 주물의 성형에 필요한 중자(106) 및 산화물 제거용 철망(107) 등이 탑재될 수도 있다.

래들(140)이 자동이송수단(140)에 의해 유압실린더(130)의 상단부로 공급되면, 유압실린더(130)가 구동하여 상기 래들(140)을 상승시켜 상부의 역립된 복수의 금형어셈블리(120)에 결합시킨다.

이후 회전샤프트(110)가 회전함으로써 역립된 복수의 금형어셈블리(120) 및 이와 결합된 래들(140)이 일체로 회전하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 래들(140) 내의 용탕이 복수의 금형어셈블리(120) 측으로 흘러들어가 충진된다. 그리고, 래들(140)의 내부 공간에 존재하는 고열 및 고압의 기체가 금형어셈블리(120) 측의 용탕을 가압함으로써 압탕의 크기를 줄여서 원가절감을 달성함은 물론, 주물 조직이 치밀하고 건전성이 확보되도록 한다.

상기와 같이 주조성형이 달성되면, 회전샤프트(110)가 다시 회전함으로써 복수의 금형어셈블리(120) 및 래들(140)을 도 6에 도시된 바와 같이 역립시키고 래들(140)을 금형어셈블리(120)로부터 분리시킨 다음, 유압실린더(130)가 복귀 구동함으로써 상기 래들(140)을 하강시킨다. 하강된 래들(140)은 별도의 취출수단에 의해 취출되며 이후, 자동이송수단(150)에 대기중인 래들(140)이 순차로 이송 공급된다. 물론, 이 과정에서 상부의 회전샤프트(110)는 복귀 회전하고 복수의 금형어셈블리(120)가 서로 분리 구동됨으로서 성형이 완료된 주물을 추출하는 작업이 수행된다.

한편, 상기에서는 래들(140)이 자동이송수단(140)에 의해 이송 및 유압실린더(130)에 의해 상승 공급된 후 비로소 금형어셈블리(120)에 체결되는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이러한 방식에 한정되는 것은 아니며 용탕이 수용된 래들(140) 상에 중자(106) 및 산화물 제거용 철망(107)의 탑재는 물론 일체형의 금형(도면 미도시)까지 함께 체결시킨 상태로 자동이송수단(140)에 의해 이송 및 유압실린더(130)에 의해 상승 공급되는 방식에 의할 수도 있다.

이 경우, 회전샤프트(110)에 일체로 부착되는 회전베이스(102) 상에는 복수의 구동실린더(105)의 선단부에 금형어셈블리(120) 없이 고정블록(160)만이 고정되어 상기 래들(140)과 함께 상승 공급되는 일체형 금형을 지지하도록 기능한다.

또한, 상기에서는 래들(140)이 180도 회전되는 경우에 대하여만 설명되었으나, 본 발명이 이러한 방식에 한정되는 것은 아니며 상기 래들(140)이 60도, 120도 등의 다양한 각도로 회전된 상태에서 용탕이 주입되는 방식을 취할 수도 있다. 즉, 회전주조에 필요한 회전샤프트(110)의 회전 범위가 60도, 120도, 180도 등의 다양한 값을 취하도록 할 수도 있다.

이와 같이, 회전주조 시 래들(140)의 회전각도가 달라질 경우에는 용탕을 수용하기 위한 내부공간 또한 래들(140)의 회전각도에 최적화된 입체적 형상을 갖출 필요가 있는 바, 도 8은 그러한 예들을 도시한 것이다.

한편, 이상에서와 같은 회전주조장치 및 이를 이용한 회전주조방법에 대한 설명들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

100: 회전주조장치 101: 프레임
102: 회전베이스 103: 전동요소
104: 모터 105: 구동실린더
110: 회전샤프트 120: 금형어셈블리
130: 유압실린더 140: 래들(ladle)
150: 자동이송수단 160: 고정블록

Claims (4)

1. 회전주조장치에 있어서,
   양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와;
   상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되어 서로 결합 및 분리 가능하도록 마련된 복수의 금형어셈블리와;
   상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와;
   내부에 용탕을 수용하여 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 서로 결합된 상기 복수의 금형어셈블리에 체결되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 주입시키는 래들(ladle); 및
   상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조장치.
2. 회전주조장치에 있어서,
   양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와;
   상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되는 복수의 고정블록과;
   상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와;
   내부에 용탕을 수용하고 상단의 개구에 역립(逆立)된 금형이 체결된 상태로 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 상기 금형이 상기 복수의 고정블록에 의해 지지되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 상기 금형에 주입시키는 래들(ladle); 및
   상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조장치.
3. 양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와; 상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되어 서로 결합 및 분리 가능하도록 마련된 복수의 금형어셈블리와; 상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와; 내부에 용탕을 수용하여 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 서로 결합된 상기 복수의 금형어셈블리에 체결되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 주입시키는 래들(ladle); 및 상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 회전주조장치를 이용한 회전주조방법에 있어서,
   상기 복수의 구동실린더를 구동하여 상기 복수의 금형어셈블리를 결합시키는 단계와;
   상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리를 상기 작업높이에서 역립시키는 단계와;
   상기 래들의 내부에 용탕을 주입하여 상기 자동이송수단을 통해 상기 유압실린더의 상단부에 적재되도록 이송하는 단계와;
   상기 유압실린더의 구동으로 상기 래들을 상승시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리에 체결시키고 상기 유압실린더를 하강 구동하는 단계와;
   상기 회전샤프트를 역회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리와 함께 상기 래들을 정립시켜 상기 래들 내 용탕이 상기 복수의 금형어셈블리로 주입되도록 하는 단계와;
   소정시간 경과 후 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 결합된 복수의 금형어셈블리와 함께 상기 래들을 다시 역립시키는 단계와;
   상기 유압실린더를 상승 구동하고 상기 상기 래들을 상기 복수의 금형어셈블리로부터 분리시켜 상기 유압실린더의 상단부에 적재시키는 단계; 및
   상기 유압실린더의 하강 구동으로 상기 래들을 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조방법.
4. 양단부가 프레임에 지지되어 일정한 작업높이에서 180도 이상 회전 가능하게 구동되는 회전샤프트와; 상기 회전샤프트에 일체로 부착되는 회전베이스 상에 설치되어 선단부가 서로 접근 및 이격되게 구동되는 복수의 구동실린더와 각 구동실린더의 상기 선단부에 고정되는 복수의 고정블록과; 상기 회전샤프트의 하부에 이격되게 설치되어 승강 구동되는 유압실린더와; 내부에 용탕을 수용하고 상단의 개구에 역립(逆立)된 금형이 체결된 상태로 상기 유압실린더의 상단부에 적재되며, 상기 유압실린더의 상승 구동 시 상기 금형이 상기 복수의 고정블록에 의해 지지되어 상기 회전샤프트에 의해 일체로 회동함에 따라 상기 용탕을 상기 금형에 주입시키는 래들(ladle); 및 상기 래들을 상기 유압실린더의 상단부로 공급하기 위한 자동이송수단을 포함하는 회전주조장치를 이용한 회전주조방법에 있어서,
   상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 복수의 고정블록을 상기 작업높이에서 역립시키는 단계와;
   상기 래들의 내부에 용탕을 주입한 후 상단의 개구에 역립된 금형을 체결시키는 단계와;
   상기 금형이 체결된 래들을 상기 자동이송수단을 통해 상기 유압실린더의 상단부에 적재되도록 이송하는 단계와;
   상기 유압실린더의 구동으로 상기 래들을 상승시킨 후 상기 복수의 고정블록을 구동하여 상기 금형을 지지시킨 후 상기 유압실린더를 하강 구동하는 단계와;
   상기 회전샤프트를 역회전 구동시켜 상기 금형과 함께 상기 래들을 정립시켜 상기 래들 내 용탕이 상기 금형에 주입되도록 하는 단계와;
   소정시간 경과 후 상기 회전샤프트를 정회전 구동시켜 상기 금형과 함께 상기 래들을 다시 역립시키는 단계와;
   상기 유압실린더를 상승 구동하고 상기 복수의 고정블록을 복귀 구동하여 상기 금형이 체결된 래들을 상기 유압실린더의 상단부에 적재시키는 단계; 및
   상기 유압실린더의 하강 구동으로 상기 금형이 체결된 래들을 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전주조방법.

Images