KR20170104070A - 소실모형 주조공정에서의 주조 조형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조공정에서 스티로폼에 의해 완성된 소실모형의 외부에 강도와 통기성이 보강시키는 코팅공정이 구비되면서 내구성이 상승되고 정밀한 주조물을 생산함에 따라 후가공 공정을 간단하게 할 수 있으며, 비철금속에도 소실모형 주조가 연속적으로 가능한 주조방법을 제공하기 위하여 스티로폼으로 된 소실모형을 주형 내부에 삽입하고 소실모형이 위치한 공간에 용탕이 주입되면 소실모형의 스티로폼이 연소 기화되면서 그 공간부에 채워진 용탕이 주물로 만들어지는 소실모형 주조방법에 있어서, 연속 주조 플랜트(continuous casting plant)에서 360mm를 초과하는 주조 두께 및 1000mm를 초과하는주조 폭을 갖는 강(steel)으로부터 두꺼운 슬래브들(thick slabs)을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

소실모형 주조공정에서의 주조 조형방법{Method of Molding a Pattern in the Process of Evaporative Pattern Casting}

본 고안은 연속 주조 플랜트(continuous casting plant)에서 360mm를 초과하는 주조 두께 및 1000mm를 초과하는 주조 폭을 갖는 강(steel)으로부터 두꺼운 슬래브들(thick slabs)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 주조설비에서는 주조 채널을 형성하는 노즐에서 액체 강이 냉각식 연속 벨트상에 연속적으로 공급되어야 한다. 또한, 본 고안은 상기 방법을 실시하기 위한 연속 주조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 원심주조의 방식을 이용한 연속주조제조방법에 관한 것으로 용융물로 사용되는 재료 중 응고속도가 매우 빠른 금속, 예컨대, 티타늄이나 티타늄 합금과 같이 용점이 매우 높은 고융점 금속재료의 경우, 도가니로부터 이탈된 용융물이 응고되는 속도가 매우 빨라 주형의 내부공간에 용융물이 완전히 채워지기 전에 용융물이 응고될 우려가 크다. 이와 같은 현상은 두께가 매우 얇은 정밀한 정밀한 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.

내화재로 만들어진 웨브가 유출 영역에서 유출 방향에서 볼 때 먼저 주조 노즐 채널의 상측면에, 다음에 하측면에 유동방향을 가로질러 배치되어 있으며, 상기 채널내로 돌출되어 있다. 두 웨브는 사이펀 처럼 작용하는 위어(weir)를 형성하게 되는데, 이 위어는 용융물에 남아 있을 수 있는 작은 슬러리 잔류물과 산화물을 뒤에 남게한다. 액체 강의 냉각식 연속 벨트상으로의 전달은 유출 영역에 있는 경사부를 따라 슬라이딩식으로 이루어진다.

본 고안의 목적은 일반적인 육면체 sic tube heater 전기로에서 원형 도가니 바닥의 한쪽에서 옆으로 돌출되어 나온 연주를 위한 도가니 밑바닥 돌출부 맨 바깥쪽에 연결되어 연주를 위하여 전기로 바깥쪽으로 이어져나온 카본 몰드를 포함하는 외벽을 다른 세 벽과 같이 로바닥 철판에 전기용접으로 고정 시키지않고 그 외벽과 마주보는 외벽의 귀퉁이 4군데에 전선볼트를 끼울 전선볼트 구멍을 내어 전선볼트를

마주보는 외벽에 나란히 외벽 밖으로 나온 전선볼트 끝에 와샤와 볼트로 단단하게 고정시키는 조립식 전기로로 자주 뜯어서 교체하여야 하는 카본몰드 및 feeder tube를 교체할 때에 아주 편리하게 이 외벽을 전기로에서 분리하여 그안에 단열벽돌과 ceramic board 만 교체하여 조적함으로 소실 모형 주조 방법으로 제조되는 주조품에서 요구되는 특정 영역의 강도 및 내마모성을 선택적으로 향상시킬 수 있는 소실 모형 및 이를 이용한 연속주조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 소실 모형에 형성된 바인더 미코팅 영역에 대응되는 주조품의 영역에서, 용탕 및 충진재의 복합층이 형성되는 것을 특징으로 하는 소실 모형 주조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 충진재는 금속 분말 재료 또는 세라믹 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소실 모형주조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 바인더는, 용탕의 열에 의해 소실 모형이 녹을 때에 발생하는 가스를 흡착하는 물질을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 소실 모형 주조 방법을 제공한다연속 벨트의 표면에 대한 주조노즐의 바닥 요소의 끝면의 직사각형 또는 언더컷 배치로 인해, 용융물이 연속벨트상에 더 양호하게 분포된다. 그리하여 유출 용융물은 연속 벨트에 거의 수직으로 접촉하게 되며 추가적인 횡방향 모멘텀을 발생시키게 된다. 따라서 유출 가장자리에서 연속 벨트까지의 높이는 바람직하게는 30 mm 이어야 한다. 바람직하게는, 바닥 요소의 경사 표면의 오르막 경사부는 선형이며, 경사로(ramp)와 유사하다. 상기 오르막 경사부의 유동 방향 길이는 적어도 30 mm, 바람직하게는 ＞50 mm 이다. 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 수단으로서 주조공정에서 스티로폼에 의해 완성된 소실모형의 외부에 강도와 통기성이 보강시키는 코팅공정이 구비되면서 내구성이 상승되고 정밀한 주조물을 생산함에따라 후가공 공정을 간단하게 할 수 있으며, 비철금속에도 소실모형 주조가 연속적으로 가능한 주조방법을 제공함에 있다.

본 발명에 의하면 그로 인하여 소실 모형 주조 방법으로 제조되는 주조품에서, 요구되는 특정 영역의 강도 및 내마모성을 선택적으로 향상시킬 수 있게 되어, 건설 골재의 운반 또는 수송 등의 작업이 반복 요청되어 내부가 조기 마모되기 쉬운 중공관 등의 교체 빈도를 줄일 수 있는 유리한 효과가 있다. 상술한 바와 같은 본 발명은 간단한 주조에서 복잡한 정밀주조까지 생산가능하게 되는 것으로 특히 복잡한

곡선, 복잡한 내부 통로와 복잡한 구멍 등을 가진 대형의 제품에서도 공정을 줄이면서 더욱 정밀하게 생산가능하게 된 것으로, 품질을 상승시키고 생산단가를 줄일 수 있다.

스티로폼으로 된 소실모형을 주형 내부에 삽입하고 상기 소실모형이 위치한 공간에 용탕이 주입되면 소실모형의 스티로폼이 연소 기화되면서 그 공간부에 채워진 용탕이 주물로 만들어지는 소실모형 주조방법에 있어서, 상기 소실모형의 외측에는 도형제가 코팅되며 상기 도형제는 실리카샌드 16~20중량%, 샤모트 16~20중량%, 질리콘4~8중량%, 질리콘플라워 4~8중량%, 접착제 10~14중량% 물 30~50중량%이 혼합된 것을 사용한다.위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 원하는 제품과 동일하게 스티로폼(발포 폴리스틸렌)으로 소실모형을 만들고 충분히 건조시킨다. 이후 상기 소실모형 외부에 코팅할 도형제를 제조한다. 상기 도형제로는 실리카샌드 16~20중량%, 샤모트 16~20중량%,질리콘 4~8중량%, 질리콘플라워 4~8중량%, 접착제 10~14중량% 물 30~50중량%이 혼합된다.

스트립 가이드는 특정한 기능들을 갖는 다수의 연속하는 섹션들을 포함하고, 상기 섹션들의 구성은 실제로공지되어 있다. 수직의 스트립 지지 장치에서는 몰드로부터 배출되는 강 스트립이 만곡 하중(bendingloads)의 적용됨 없이 수직으로 가이딩되어 지지된다. 상기 수직 스트립 지지 장치의 제 1 영역에서는 추가적으로 스트립이 또한 강 스트립의 좁은 측면들 상에 있는 스트립 가이드 롤들에 의해 지지된다. 후속되는굽힘 구역에서는 강 스트립이 미리 주어진 호 반지름으로 점진적으로 구부려진다. 이어서 강 스트립은 추가의 만곡 하중 없이 상기와 같은 호 반지름을 유지하면서 원호 가이드부 내에서 원호를 따라서 이송된다. 후속되는 교정 구역에서는 강 스트립이 역 벤딩되어 직선 정렬된다. 그 다음 수평 스트립 가이드부내에 있는 강 스트립은 절단 장치까지 이송된다.

티타늄과 같은 고융점 금속의 경우 용융점이 높아서 도가니로부터 이탈한 용융물이 응고되는 속도가 매우빠르기 때문에 주형의 내부 충전공간에 용융물이 완전히 채워지기 이전에 용융물이 응고될 우려가 크다.따라서 캐비넷이 회전을 시작한 시점부터는 가능한 빨리 캐비넷이 최고 회전속도에 도달해야 용융물이 훅세트금형의 충전공간을 완전히 채우기 이전에 용융물이 응고되는 것을 막을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 훅세트 제조방법에 의하면 캐비넷에 내장된 캐리어를 초기에는 회전축에 가깝게 배치함으로써 최고 회전속도에 도달하는 시간을 가능한 짧게 하고 최고 속도에 도달한 다음에는 캐리어가 이동하여 원심력의 급격한 증가를 가져오기 때문에 고융점의 금속용융물이 응고하기 이전에 훅세트금형내부의 충전공간을 완전히 채워주게 되어 매우 높은 품질의 주조물을 얻을 수가 있다.

상기 작업자는 상기 합격 표준선의 형성 여부만으로 상기 압탕을 제거하는 단계를 수행하지않고도, 상기 피스톤 헤드의 내부에 수축이 발생했는지 판단할 수 있다. 제조된 훅세트는 축세트금형의 내부로 금속용융물이 강하게 밀려들어가 금형의 내부공간을 완전히 충전하였기 때문에 제조된 훅세트의 외관이 깨끗할 뿐만 아니라 제품의 정밀도가 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (4)

1. 소실모형 연속주조법에 있어서, 피스톤 금형을 제작하는 단계;
   상기 피스톤 금형에 형성된 게이트로 알루미늄 합금 용탕을 투입하는 단계;
   상기 게이트로 투입된 용탕이 알루미늄 합금 주조시 발생하는 응고 수축량을 보상하기 위해 최후에 응고되어 형성되는 압탕을 2단으로 형성되도록 2단 보온재를 피스톤 헤드상부에 설치하는 단계; 및상기 보온재를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압탕이 형성된 소실모형 연속주조 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스트립 가이드내 호 반지름(R)이 9.0 내지 15.0m인 것을 특징으로 하는,슬래브들을 제조하기 위한 연속 주조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 충진재는 금속 분말 재료 또는 세라믹 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소실 모형 연속주조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 소실 모형은 중공관 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소실 모형 주조 방법.