KR20180049311A - Vacuum melting apparatus and its method for casting process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 경량금속 용탕을 유지하는 보온로를 사용하지 않고, 진공분위기에서 경량금속을 용융하여 고품질의 경량금속 용탕을 주조 금형에 순차 주입시킴으로써, 주조 공정 효율 및 주조 제품 품질을 향상시킬 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a casting method capable of improving the efficiency of a casting process and the quality of a casting product by melting a light metal in a vacuum atmosphere and sequentially injecting a high-quality light-weight metal melt into the casting mold without using a heat- And more particularly, to a vacuum melting apparatus and a method therefor.
잘 알려진 바와 같이, 자동차, 조선, 항공우주 등과 같은 수송기기나 휴대폰, 랩탑 등과 같은 가전기기의 부품제작에 있어 복잡한 형상을 높은 치수 정밀도를 유지하면서 효율적으로 대량 생산할 수 있는 대표적인 제조 기술로서, 다양한 주조 기술이 개발되고 있다.As well known, as a representative manufacturing technology capable of efficiently mass production of complex shapes while maintaining high dimensional accuracy in the production of parts for home appliances such as automobiles, shipbuilding, aerospace, and other home appliances such as mobile phones and laptops, Is being developed.
특히, 수송기기나 가전기기의 성능을 향상시키기 위한 경량화, 고강도화, 고온안정성 등의 기능성 측면의 중요성이 높아짐에 따라 주조 시 사용되는 알루미늄, 마그네슘 등 경량금속의 품질에 대한 고품위 유지 방안을 위한 많은 연구 개발이 진행되고 있다.Especially, as the importance of functional aspects such as light weight, high strength, and high temperature stability for transporting machine and home appliance has increased, research and development for high quality maintenance of the quality of light metal such as aluminum and magnesium used in casting Is underway.
종래에 경량금속을 이용한 저압 방식, 중력 방식, 고압 방식 등의 주조 기술은 용융로와 보온로를 이용하여 대량의 경량금속을 용융시켜 보온하면서 제품의 제작에 필요한 만큼 레이들(ladle)을 이용하여 경량금속 용탕을 금형 내 주입하여 주조 제품을 제작하고 있다.Conventionally, casting techniques such as low-pressure, gravity, and high-pressure casting using a lightweight metal are performed by melting and heating a large amount of light metal by using a melting furnace and a warming furnace and by using a ladle as a lightweight Casting products are manufactured by injecting molten metal into a mold.
하지만, 용융로와 보온로 내 경량금속 용탕의 응고는 내화물과의 융착에 의한 로의 파손 발생으로 소재 및 유지보수에 있어 막대한 손실을 발생시킬 수 있고, 지속적인 제품제작을 위해 용탕을 야간, 공휴일 등의 비작업 및 휴지시간에도 적정수위 및 온도 유지가 필요한 문제점이 있다.However, the coagulation of the light metal melt in the melting furnace and the heating furnace may cause a great loss in material and maintenance due to the breakage of the furnace due to fusion with the refractory. In order to continuously manufacture the product, There is a problem that proper level and temperature must be maintained even during operation and downtime.
이로 인해 고온 대량의 경량금속을 용융하고, 그 경량금속 용탕을 일정온도로 유지하기 위한 에너지 소모비용과 용융으로 및 보온로 운영에 따른 감가상각 및 유지 관리 비용 등의 비용적인 측면, 그리고 작업현장 내 대량의 고온 용탕을 상시 운용함에 따른 가스, 분진발생에 의한 작업 환경 악화 및 작업자 안전 문제와 안전사고의 발생이 큰 문제점으로 지적되고 있다.As a result, the cost of energy consumption for melting a large amount of light metal at a high temperature and maintaining the light metal molten metal at a constant temperature, the cost of depreciation and maintenance cost due to operation of the melting furnace and the thermal insulation furnace, It has been pointed out that a large amount of high-temperature molten metal is operated at all times, deterioration of working environment due to generation of gas and dust, worker safety problems and safety accidents are serious problems.
또한, 대기중에 개방된 용융로, 보온로에서 경량금속을 고온의 융융 상태로 유지함으로써, 수분에 의한 용탕 내 수소 가스 혼입, 산소 및 기타 가스와의 반응에 의해 생성된 불순물의 생성 및 혼입, 조직 불균일과 중력 편석의 발생으로 용융로와 보온로 내 용탕의 위치에 따른 품질 차이로 인해 최종 주조품의 불량 발생과 품질 저하가 문제점으로 대두되고 있다.Further, by maintaining the light metal at a high temperature in a molten state in a melting furnace and a warming furnace which are open to the atmosphere, it is possible to prevent the generation of impurities due to the incorporation of hydrogen gas in the molten metal, the reaction with oxygen and other gases, And gravity segregation, resulting in defects in quality and deterioration of the final castings due to differences in quality depending on the position of the molten metal in the melting furnace and the heating furnace.
본 발명은 경량금속 용탕을 유지하는 보온로를 사용하지 않고, 진공분위기에서 경량금속을 용융(용해)하여 고품질의 경량금속 용탕을 주조 금형에 순차 주입시킴으로써, 주조 공정 효율 및 주조 제품 품질을 향상시킬 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.The present invention improves the casting process efficiency and casting product quality by melting (melting) a light metal in a vacuum atmosphere and sequentially injecting a high-quality light metal melt into the casting mold without using a heat insulating furnace for holding the light metal melt A vacuum melting apparatus for a casting process and a method therefor.
또한, 본 발명은 로드락 챔버에 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 측정하여 공급하고, 공급된 경량금속이 복수의 도가니에 순차 투입된 후에, 가열 부재를 통해 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 순차 출탕됨으로써, 대기 중 가스 혼입을 방지할 수 있고, 진공분위기의 연속 주조를 통해 수분, 가스 등의 혼입을 미연에 방지하여 경량금속 용탕의 품질을 향상시킬 수 있어 고품위의 주조 제품을 제조할 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is characterized in that a load lock chamber is filled with a light metal to be hot-watered, and then the inner state is maintained in a vacuum atmosphere while measuring the weight of the load lock chamber by a weight necessary for product molding, The molten light metal molten metal melted through the heating member can be prevented from being mixed with the atmospheric gas by successively spouting the molten metal in the main chamber so that mixing of water and gas can be prevented through continuous casting in a vacuum atmosphere, And to provide a vacuum melting apparatus for a casting process capable of manufacturing a high-quality cast product and a method thereof.
아울러, 본 발명은 복수의 도가니가 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 배치 및 회전되면서 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 출탕됨으로써, 경량금속의 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 순차적인 경량금속 용탕의 출탕이 가능하여 짧은 시간에 연속 주조를 수행할 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is characterized in that a plurality of crucibles are arranged and rotated in the order of charging, heating, melting, keeping warm, and spouting, and the molten light metal molten metal is spouted in the main chamber so that charging, heating, melting, The present invention provides a vacuum melting apparatus for a casting process and a method thereof capable of performing sequential casting in a short time by allowing a sequential light metal molten metal to be spouted sequentially.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .
본 발명의 일 측면에 따르면, 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 상기 경량금속을 공급하는 로드락 챔버와, 상기 로드락 챔버로부터 공급된 상기 경량금속이 복수의 도가니에 투입되고, 투입된 상기 경량금속이 가열되어 용융되며, 용융된 경량금속 용탕이 출탕되는 메인 챔버와, 상기 로드락 챔버 및 메인 챔버의 내부를 진공분위기로 조성하는 진공 부재와, 상기 복수의 도가니를 가열하는 가열 부재를 포함하는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a load lock chamber for supplying the light metal by a weight necessary for forming a product while maintaining an internal state in a vacuum atmosphere after a light metal to be hot water is charged; A main chamber in which a light metal is charged into a plurality of crucibles, the light metal being charged is heated and melted, and the melted light metal melt is spouted; a vacuum chamber for forming the inside of the load lock chamber and the main chamber in a vacuum atmosphere; And a heating member for heating the plurality of crucibles, may be provided.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 도가니는, 턴테이블 방식으로 배치되는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the plurality of crucibles may be provided in a vacuum melting apparatus for a casting process arranged in a turntable manner.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 도가니는, 회전 및 틸팅 부재와 결합되며, 상기 회전 부재의 회전축을 기준으로 하여 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 회전되는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the plurality of crucibles are combined with a rotating and tilting member, and vacuum melting for casting process is carried out in the order of charging, heating, melting, A device may be provided.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 회전 및 틸팅 부재는, 상기 복수의 도가니 중에서 출탕시키고자 하는 상기 경량금속 용탕이 있는 도가니를 틸팅시켜 출탕시키는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the rotary and tilting member may be provided with a vacuum melting apparatus for casting process in which the crucible having the light metal melt to be poured out of the plurality of crucibles is tilted and allowed to spout.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가열 부재는, 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식으로 가열하는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the heating member may be provided with a vacuum melting apparatus for a casting process, which is heated by at least one of a high frequency induction heating method and a resistance heating method.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 주조 공정용 진공 용해 장치는, 상기 복수의 도가니의 상부에 배치되어 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 이용하여 추가 가열하는 보조 가열부재를 더 포함하는 주조 공정용 진공 용해 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the vacuum dissolving apparatus for casting further comprises an auxiliary heating member disposed on the top of the plurality of crucibles and further heating by using any one selected from laser, electron beam and plasma torch, A vacuum melting apparatus for a process can be provided.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 급탕하고자 하는 경량금속을 로드락 챔버로 장입하는 단계와, 상기 로드락 챔버의 내부를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 상기 경량금속을 메인 챔버로 공급하는 단계와, 상기 로드락 챔버로부터 공급된 상기 경량금속을 상기 메인 챔버의 내부에 구비된 복수의 도가니에 투입하는 단계와, 가열 부재를 통해 가열하여 상기 경량금속을 용융시키는 단계와, 회전 및 틸팅 부재를 통해 상기 복수의 도가니를 회전시켜 경량금속 용탕을 출탕하는 단계를 포함하는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light-emitting device, comprising: charging a light-weight metal to be hot-watered into a load-lock chamber; supplying the light-weight metal to the main chamber by a weight necessary for product molding while maintaining the inside of the load- The method comprising the steps of: injecting the light metal supplied from the load lock chamber into a plurality of crucibles provided in the main chamber; melting the light metal by heating through a heating member; And rotating the plurality of crucibles through a plurality of crucibles to spout the light metal molten metal.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 도가니는, 턴테이블 방식으로 배치되는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vacuum dissolving method for a casting process in which the plurality of crucibles are disposed in a turntable manner.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 도가니는, 회전 및 틸팅 부재의 회전축을 기준으로 하여 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 회전되는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the plurality of crucibles may be provided with a vacuum melting method for a casting process in which charging, heating, melting, keeping warm, and spouting are sequentially carried out with respect to the rotating shaft of the rotating and tilting member.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 경량금속 용탕을 출탕하는 단계는, 상기 복수의 도가니 중에서 출탕시키고자 하는 상기 경량금속 용탕이 있는 도가니를 틸팅시켜 출탕시키는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of tapping the light metal molten metal may be provided with a vacuum melting method for the casting step in which the crucible having the light metal molten metal to be poured out of the plurality of crucibles is tilted and tap water is dispensed .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 경량금속을 용융시키는 단계는, 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식을 포함하는 상기 가열 부재를 통해 가열하는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of melting the light metal may be provided with a vacuum melting method for casting process for heating through the heating member including at least one of a high frequency induction heating method and a resistance heating method have.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 경량금속을 용융시키는 단계는, 상기 복수의 도가니의 상부에 배치되어 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 포함하는 보조 가열부재를 통해 추가 가열하는 주조 공정용 진공 용해 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for melting a light metal, comprising the steps of: melting the light metal by using a heating furnace A vacuum dissolving method can be provided.
본 발명은 경량금속 용탕을 유지하는 보온로를 사용하지 않고, 진공분위기에서 경량금속을 용융하여 고품질의 경량금속 용탕을 주조 금형에 순차 주입시킴으로써, 주조 공정 효율 및 주조 제품 품질을 향상시킬 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a casting method capable of improving the efficiency of a casting process and the quality of a casting product by melting a light metal in a vacuum atmosphere and sequentially injecting a high-quality light-weight metal melt into the casting mold without using a heat- It is possible to provide a vacuum melting apparatus for a process and a method thereof.
또한, 본 발명은 로드락 챔버에 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 측정하여 공급하고, 공급된 경량금속이 복수의 도가니에 순차 투입된 후에, 가열 부재를 통해 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 순차 출탕됨으로써, 대기 중 가스 혼입을 방지할 수 있고, 진공분위기의 연속 주조를 통해 수분, 가스 등의 혼입을 미연에 방지하여 경량금속 용탕의 품질을 향상시킬 수 있어 고품위의 주조 제품을 제조할 수 있다.In addition, the present invention is characterized in that a load lock chamber is filled with a light metal to be hot-watered, and then the inner state is maintained in a vacuum atmosphere while measuring the weight of the load lock chamber by a weight necessary for product molding, The molten light metal molten metal melted through the heating member can be prevented from being mixed with the atmospheric gas by successively spouting the molten metal in the main chamber so that mixing of water and gas can be prevented through continuous casting in a vacuum atmosphere, Can be improved, and a high-quality cast product can be produced.
아울러, 본 발명은 복수의 도가니가 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 배치 및 회전되면서 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 출탕됨으로써, 경량금속의 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 순차적인 경량금속 용탕의 출탕이 가능하여 짧은 시간에 연속 주조를 수행할 수 있다.In addition, the present invention is characterized in that a plurality of crucibles are arranged and rotated in the order of charging, heating, melting, keeping warm, and spouting, and the molten light metal molten metal is spouted in the main chamber so that charging, heating, melting, The sequential light metal molten metal can be spouted in sequence, and continuous casting can be performed in a short time.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조 공정용 진공 용해 장치를 예시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주조 공정용 진공 용해 방법을 나타낸 단별 흐름도이다.1 to 3 are views illustrating a vacuum dissolving apparatus for a casting process according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a flowchart illustrating a vacuum melting method for casting according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조 공정용 진공 용해 장치를 예시한 도면이다.1 to 3 are views illustrating a vacuum melting apparatus for a casting process according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주조 공정용 진공 용해 장치는 로드락 챔버(110), 진공 부재(120), 메인 챔버(130), 복수의 도가니(140), 회전 및 틸팅 부재(150), 가열 부재(160), 보조 가열 부재(170) 등을 포함할 수 있다.1 to 3, a vacuum melting apparatus for a casting process according to an embodiment of the present invention includes a
로드락 챔버(110)는 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 경량금속을 공급하는 것으로, 급탕하고자 하는 경량금속이 내부에 장입되면 제 1 개폐밸브(112)와 제 2 개폐밸브(114)를 통해 내외부를 폐쇄시킨 상태에서 진공 부재(120)를 통해 내부 상태를 진공분위기로 조정할 수 있다. 여기에서, 경량금속은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금 등을 포함할 수 있다.The
또한, 로드락 챔버(110)는 진공분위기에서 제 2 개폐밸브(114)를 개방하여 메인 챔버(130)에 제품 성형에 필요한 중량(예를 들면, 1kg, 3kg 등)만큼 공급할 수 있는데, 이러한 제품 성형에 필요한 중량은 내부에 구비된 로드셀(116)을 통해 정확하게 측정될 수 있다.The
예를 들면, 로드락 챔버(110)의 투입단은 수평 구조로 구비될 수 있으며, 제 1 개폐밸브(112)와 제 2 개폐밸브(114)가 구비된 배출단(즉, 메인 챔버(130)으로 공급하는 출구)은 수직 구조로 구비될 수 있고, 수평 구조 및 수직 구조가 연결되는 구조로 구비될 수 있는데, 로드락 챔버(110)의 투입단에 경량금속이 투입되면, 수평 구조의 하부에 구비된 로드셀(116)을 통해 제품 성형에 필요한 중량을 측정할 수 있다.For example, the input end of the
그리고, 로드셀(116)을 통해 측정된 제품 성형에 필요한 중량만큼 수평 구조 상 수평 방향으로 이송시켜 제 1 개폐밸브(112)의 상부로 위치시키며, 제 1 개폐밸브(112)를 개방시켜 제 1 개폐밸브(112)와 제 2 개폐밸브(114)의 사이 공간에 제품 성형에 필요한 중량만큼의 경량금속을 장입시킬 수 있다.Then, the weight is transferred horizontally in the horizontal direction by the weight required for product molding, which is measured through the
이 후, 제 1 개폐밸브(112)를 폐쇄한 후, 그 사이 공간을 진공분위기로 조정하고, 제 2 개폐밸브(114)를 개방하여 제품 성형에 필요한 중량만큼의 경량금속을 메인 챔버(130)로 공급할 수 있다.Thereafter, the first open /
진공 부재(120)는 로드락 챔버(110) 및 메인 챔버(140)의 내부를 진공분위기로 조성하는 것으로, 내부 공기를 흡입하는 진공펌프(121), 진공압력을 조절하는 쓰로틀밸브(122), 로드락 챔버(110)의 진공분위기 조정을 위해 개폐되는 제 3 개폐밸브(123), 메인 챔버(130)의 진공분위기 조정을 위해 개폐되는 제 4 개폐밸브(124), 로드락 챔버(110)의 진공도를 나타내는 제 1 진공게이지(125), 메인 챔버(130)의 진공도를 나타내는 제 2 진공게이지(126), 메인 챔버(130)의 진공분위기 제어 시 용탕이 흡입될 경우 진공펌프(121)의 손상을 방지하기 위해 진공펌프(121)의 전단에 구비되어 수냉 방식으로 냉각되는 용탕트랩(127) 등이 구비될 수 있다.The
메인 챔버(130)는 로드락 챔버(110)로부터 공급된 경량금속이 복수의 도가니(140)에 투입되고, 투입된 경량금속이 가열되어 용융(용해)되며, 용융된 경량금속 용탕이 출탕되는 것으로, 복수의 도가니(140)가 장입 위치, 가열 위치, 용융 위치 및 보온/출탕 위치에 4개로 구비될 경우 로드락 챔버(110)로부터 공급된 경량금속이 복수의 도가니(140) 중 장입 위치의 도가니로 장입되면, 진공 부재(120)를 통해 진공분위기로 제어되며, 해당 도가니가 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 회전되어 가열 위치로 이동되며, 가열 위치에서 가열 부재(160)를 통해 가열될 수 있다.The
또한, 해당 도가니는 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 용융 위치로 회전되며, 용융 위치에서 가열 부재(160)를 통해 가열되면서 보조 가열 부재(170)를 통해 추가 가열되어 경량금속 용탕으로 용융되고, 해당 도가니는 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 보온/출탕 위치로 회전되며, 보온/출탕 위치에서 가열 부재(160)를 통해 보온되면서 출탕 시점이 되면 출탕밸브(132)가 개방된 후에 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 해당 도가니가 틸팅되어 주조 금형(10)으로 연통되는 출탕 라인(20)으로 출탕될 수 있다.Further, the crucible is rotated through the rotation and tilting
복수의 도가니(140)는 턴테이블 방식으로 배치되어 경량금속이 투입된 후 후술하는 가열 부재(160) 또는 보조 가열 부재(170)를 통해 가열되는 것으로, 도가니는 경량금속이 장입되는 위치, 경량금속이 가열되는 위치, 경량금속이 용융되는 위치, 경량금속 용탕이 보온되는 위치, 경량금속 용탕이 출탕되는 위치 등에 복수개로 구비되며, 회전 및 틸팅 부재(150)의 회전축을 기준으로 하여 장입, 가열, 용융, 보온, 출탕 등의 순서로 회전될 수 있다.A plurality of
물론, 장입 위치, 가열 위치 및 용융 위치를 동일하게 배치하거나, 혹은 가열 위치 및 용융 위치를 동일하게 배치하거나, 혹은 보온 위치 및 출탕 위치를 동일하게 배치할 수 있음은 물론이며, 복수의 도가니(140)는 필요에 따라 적어도 2개 이상 다양하게 적용될 수 있다.Needless to say, the charging position, the heating position, and the melting position may be the same, or the heating position and the melting position may be the same, or the heating position and the tap position may be the same. ) May be applied in at least two or more ways as needed.
회전 및 틸팅 부재(150)는 복수의 도가니(140)와 결합되어 회전축을 기준으로 회전시키며, 복수의 도가니(140) 중에서 출탕시키고자 하는 경량금속 용탕이 있는 도가니를 틸팅시키는 것으로, 이러한 회전 및 틸팅 부재(150)는 회전모터, 회전축, 턴테이블 등을 포함할 수 있으며, 종래에 다양하게 개시되어 있으므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The rotating and tilting
가열 부재(160)는 복수의 도가니(140)를 가열하는 것으로, 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식으로 가열하는 것으로, 예를 들어 고주파유도가열 방식의 경우 공급 제어반에서 가열코일에 전원을 인가(대략 30-60 KHz 등)하도록 제어하고, 인가된 전원으로 인해 발생된 기전력에 따른 맴돌이 전류에 의해 도체가 발열하는 원리를 이용하여 복수의 도가니(140)에 장입된 경량금속을 가열할 수 있다.The
이러한 가열 부재(160)는 직접 가열 방식 또는 간접 가열 방식으로 구비될 수 있는데, 직접 가열 방식의 경우 복수의 도가니(140)의 각 도가니 외부에 가열 부재(160)이 구비될 수 있고, 간접 가열 방식의 경우 메인 챔버(130)의 외부에 가열 부재(160)가 구비될 수 있다.The
여기에서, 복수의 도가니(140)의 각 도가니 외부에 가열 부재(160)이 구비되는 직접 가열 방식에서는 고주파유도가열 방식과 저항가열방식이 모두 사용될 수 있고, 메인 챔버(130)의 외부에 가열 부재(160)가 구비되는 간접 가열 방식에서는 고주파유도가열 방식이 사용될 수 있다.Here, in the direct heating method in which the
보조 가열 부재(170)는 복수의 도가니(140)의 상부에 배치되어 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 이용하여 추가 가열하는 것으로, 용융 도가니의 위치에서 가열 부재(160)를 이용한 도가니 가열에 추가하여 레이저, 전자빔, 플라즈마 토치 등과 같은 고에너지원을 이용하여 추가적으로 해당 도가니를 가열함으로써, 빠른 시간 내에 경량금속을 용융시킬 수 있다.The
이러한 보조 가열 부재(170)는 복수의 도가니(140)의 개수에 대응하여 구비될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the
따라서, 본 발명은 경량금속 용탕을 유지하는 보온로를 사용하지 않고, 진공분위기에서 경량금속을 용융하여 고품질의 경량금속 용탕을 주조 금형에 순차 주입시킴으로써, 주조 공정 효율 및 주조 제품 품질을 향상시킬 수 있는 주조 공정용 진공 용해 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can improve the casting process efficiency and casting product quality by melting a light metal in a vacuum atmosphere and injecting a high-quality light metal melt into the casting mold without using a heat insulating furnace for holding the light metal melt A vacuum melting apparatus for a casting process and a method thereof.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 주조 공정용 진공 용해 장치에서 로드락 챔버에 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 측정하여 공급하고, 공급된 경량금속이 복수의 도가니에 순차 투입된 후에, 가열 부재를 통해 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 순차 출탕되는 과정에 대해 설명한다.Next, in the vacuum melting apparatus for a casting process as described above, the load lock chamber is charged with the light metal to be hot water, and the inner state is maintained in a vacuum atmosphere while measuring and supplying the weight by the weight required for product molding, A description will be given of a process in which molten light metal molten metal is successively spouted in the main chamber through the heating member after the charged light metal is sequentially injected into the plurality of crucibles.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주조 공정용 진공 용해 방법을 나타낸 단계별 흐름도이다. 여기에서, 주조 공정용 진공 용해 방법은 복수의 도가니(140)가 장입 위치, 가열 위치, 용융 위치 및 보온/출탕 위치에 4개로 구비될 경우로 하여 설명한다.FIG. 4 is a flowchart showing a vacuum dissolving method for a casting process according to another embodiment of the present invention. Here, the vacuum melting method for the casting process will be described as a case in which a plurality of
도 4를 참조하면, 급탕하고자 하는 경량금속을 로드락 챔버(110)로 장입시킬 수 있다(단계402). 여기에서, 경량금속은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the light metal to be hot water may be charged into the load lock chamber 110 (step 402). Here, the light metal may include aluminum (Al), an aluminum alloy, magnesium (Mg), a magnesium alloy, and the like.
그리고, 로드락 챔버(110)의 내부 상태를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 경량금속을 메인 챔버(130)로 공급할 수 있다(단계404). 예를 들면, 로드락 챔버(110)의 투입단에 경량금속이 투입되면, 수평 구조의 하부에 구비된 로드셀(116)을 통해 제품 성형에 필요한 중량을 측정하고, 측정된 제품 성형에 필요한 중량만큼 수평 구조 상 수평 방향으로 이송시켜 제 1 개폐밸브(112)의 상부로 위치시키며, 제 1 개폐밸브(112)를 개방시켜 제 1 개폐밸브(112)와 제 2 개폐밸브(114)의 사이 공간에 제품 성형에 필요한 중량만큼의 경량금속을 장입시킬 수 있다.The lightweight metal may be supplied to the
이 후, 제 1 개폐밸브(112)를 폐쇄한 후, 그 사이 공간의 내부 상태를 진공 부재(120)를 통해 진공분위기로 조정하고, 제 2 개폐밸브(114)를 개방하여 제품 성형에 필요한 중량만큼의 경량금속을 메인 챔버(130)로 공급할 수 있다.Thereafter, after the first opening /
다음에, 로드락 챔버(110)로부터 공급된 경량금속을 메인 챔버(130)의 내부에 구비된 복수의 도가니(140)에 투입할 수 있다(단계406). 예를 들면, 메인 챔버(130)는 진공 부재(120)를 통해 진공분위기로 제어되는 중에 로드락 챔버(110)로부터 공급된 경량금속이 복수의 도가니(140) 중 장입 위치의 도가니로 장입(투입)될 수 있다.Next, the light metal supplied from the
그리고, 복수의 도가니(140)를 가열 부재를 통해 가열하여 경량금속을 용융시킬 수 있다(단계408). 예를 들면, 장입 위치에 있던 해당 도가니가 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 회전되어 가열 위치로 이동된 후에, 가열 위치에서 가열 부재(160)를 통해 가열될 수 있으며, 이러한 가열 부재(160)는 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다.Then, the plurality of
여기에서, 가열 부재(160)는 직접 가열 방식 또는 간접 가열 방식을 적용할 수 있는데, 복수의 도가니(140)의 각 도가니 외부에 가열 부재(160)이 구비되는 직접 가열 방식에서는 고주파유도가열 방식과 저항가열방식이 모두 사용될 수 있고, 메인 챔버(130)의 외부에 가열 부재(160)가 구비되는 간접 가열 방식에서는 고주파유도가열 방식이 사용될 수 있다.In the direct heating method in which the
아울러, 가열 위치에 있던 해당 도가니는 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 용융 위치로 회전되며, 용융 위치에서 가열 부재(160)를 통해 가열되면서 보조 가열 부재(170)를 통해 추가 가열되어 경량금속 용탕으로 용융될 수 있다.The crucible in the heating position is rotated to the melting position through the rotation and tilting
이러한 보조 가열 부재(170)는 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 이용하여 추가 가열할 수 있다.The
이어서, 복수의 도가니(140)를 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 회전시켜 경량금속 용탕을 출탕할 수 있다(단계410). 예를 들면, 용융 위치에 있던 해당 도가니는 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 보온/출탕 위치로 회전되며, 보온/출탕 위치에서 가열 부재(160)를 통해 보온되면서 출탕 시점이 되면 출탕밸브(132)가 개방된 후에 회전 및 틸팅 부재(150)를 통해 해당 도가니가 틸팅되어 주조 금형(10)으로 연통되는 출탕 라인(20)으로 출탕될 수 있다.Next, the plurality of
따라서, 본 발명은 로드락 챔버에 급탕하고자 하는 경량금속이 장입된 후 내부 상태를 진공분위기로 유지하는 중에 제품 성형에 필요한 중량만큼 측정하여 공급하고, 공급된 경량금속이 복수의 도가니에 순차 투입된 후에, 가열 부재를 통해 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 순차 출탕됨으로써, 대기 중 가스 혼입을 방지할 수 있고, 진공분위기의 연속 주조를 통해 수분, 가스 등의 혼입을 미연에 방지하여 경량금속 용탕의 품질을 향상시킬 수 있어 고품위의 주조 제품을 제조할 수 있다.Accordingly, in the present invention, after the lightweight metal to be hot water is charged into the load lock chamber, the weight of the lightweight metal is supplied to the plurality of crucibles And the molten light metal molten metal is melted through the heating member in succession in the main chamber, so that it is possible to prevent the inclusion of the atmospheric gas and prevent the mixing of moisture, gas and the like through continuous casting in a vacuum atmosphere, Quality can be improved, and high-quality cast products can be produced.
또한, 본 발명은 복수의 도가니가 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 배치 및 회전되면서 용융된 경량금속 용탕이 메인 챔버에서 출탕됨으로써, 경량금속의 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 순차적인 경량금속 용탕의 출탕이 가능하여 짧은 시간에 연속 주조를 수행할 수 있다.Further, the present invention is characterized in that a plurality of crucibles are arranged and rotated in the order of charging, heating, melting, keeping warm, and spouting, and the molten light metal molten metal is spouted in the main chamber so that the charging, heating, melting, The sequential light metal molten metal can be spouted in sequence, and continuous casting can be performed in a short time.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.
110 : 로드락 챔버 120 : 진공 부재
130 : 메인 챔버 140 : 복수의 도가니
150 : 회전 및 틸팅 부재 160 : 가열 부재
170 : 보조 가열 부재110: load lock chamber 120: vacuum member
130: main chamber 140: plural crucibles
150: rotation and tilting member 160: heating member
170: auxiliary heating member
Claims (12)
상기 로드락 챔버로부터 공급된 상기 경량금속이 복수의 도가니에 투입되고, 투입된 상기 경량금속이 가열되어 용융되며, 용융된 경량금속 용탕이 출탕되는 메인 챔버와,
상기 로드락 챔버 및 메인 챔버의 내부를 진공분위기로 조성하는 진공 부재와,
상기 복수의 도가니를 가열하는 가열 부재
를 포함하는 주조 공정용 진공 용해 장치.
A load lock chamber for supplying the light metal at a weight required for product molding while maintaining the internal state in a vacuum atmosphere after the light metal to be hot water is charged;
A main chamber in which the light metal supplied from the load lock chamber is charged into a plurality of crucibles, the charged light metal is heated and melted and the melted light metal melt is spouted,
A vacuum member for forming the inside of the load lock chamber and the main chamber in a vacuum atmosphere,
A heating member for heating the plurality of crucibles;
And a vacuum melting apparatus for a casting process.
상기 복수의 도가니는, 턴테이블 방식으로 배치되는 주조 공정용 진공 용해 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of crucibles are arranged in a turntable manner.
상기 복수의 도가니는, 회전 및 틸팅 부재와 결합되며, 상기 회전 부재의 회전축을 기준으로 하여 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 회전되는 주조 공정용 진공 용해 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of crucibles are combined with the rotating and tilting members and rotated in the order of charging, heating, melting, keeping warming, and tapping with reference to the rotating shaft of the rotating member.
상기 회전 및 틸팅 부재는, 상기 복수의 도가니 중에서 출탕시키고자 하는 상기 경량금속 용탕이 있는 도가니를 틸팅시켜 출탕시키는 주조 공정용 진공 용해 장치.
The method of claim 3,
Wherein the rotating and tilting member tilts a crucible having the light metal melt to be poured out of the plurality of crucibles to discharge the molten metal.
상기 가열 부재는, 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식으로 가열하는 주조 공정용 진공 용해 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heating member is heated by at least one of a high frequency induction heating method and a resistance heating method.
상기 주조 공정용 진공 용해 장치는,
상기 복수의 도가니의 상부에 배치되어 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 이용하여 추가 가열하는 보조 가열부재
를 더 포함하는 주조 공정용 진공 용해 장치.
6. The method of claim 5,
In the vacuum melting apparatus for casting process,
An auxiliary heating member disposed above the plurality of crucibles for further heating by using any one selected from laser, electron beam, and plasma torch;
Wherein the vacuum melting apparatus further comprises:
상기 로드락 챔버의 내부를 진공분위기로 유지하면서 제품 성형에 필요한 중량만큼 상기 경량금속을 메인 챔버로 공급하는 단계와,
상기 로드락 챔버로부터 공급된 상기 경량금속을 상기 메인 챔버의 내부에 구비된 복수의 도가니에 투입하는 단계와,
가열 부재를 통해 가열하여 상기 경량금속을 용융시키는 단계와,
회전 및 틸팅 부재를 통해 상기 복수의 도가니를 회전시켜 경량금속 용탕을 출탕하는 단계
를 포함하는 주조 공정용 진공 용해 방법.
Loading the light metal to be hot water into the load lock chamber,
Supplying the light metal to the main chamber by a weight necessary for product molding while maintaining the inside of the load lock chamber in a vacuum atmosphere,
Loading the light metal supplied from the load lock chamber into a plurality of crucibles provided in the main chamber;
Melting the light metal by heating through a heating member,
Rotating the plurality of crucibles through a rotating and tilting member to tap the light metal molten metal
≪ / RTI >
상기 복수의 도가니는, 턴테이블 방식으로 배치되는 주조 공정용 진공 용해 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of crucibles are arranged in a turntable manner.
상기 복수의 도가니는, 회전 및 틸팅 부재의 회전축을 기준으로 하여 장입, 가열, 용융, 보온 및 출탕의 순서로 회전되는 주조 공정용 진공 용해 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of crucibles are rotated in the order of charging, heating, melting, keeping warm, and spouting with respect to the rotating shaft of the rotating and tilting member.
상기 경량금속 용탕을 출탕하는 단계는, 상기 회전 및 틸팅 부재를 통해 상기 복수의 도가니 중에서 출탕시키고자 하는 상기 경량금속 용탕이 있는 도가니를 틸팅시켜 출탕시키는 주조 공정용 진공 용해 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of tapping the light metal melt includes tilting the crucible having the light metal melt to be taped out of the plurality of crucibles through the rotating and tilting member to cause tapping.
상기 경량금속을 용융시키는 단계는, 고주파유도가열 방식 및 저항가열방식 중 적어도 하나의 방식을 포함하는 상기 가열 부재를 통해 가열하는 주조 공정용 진공 용해 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of melting the light metal is performed through the heating member including at least one of a high frequency induction heating method and a resistance heating method.
상기 경량금속을 용융시키는 단계는, 상기 복수의 도가니의 상부에 배치되어 레이저, 전자빔 및 플라즈마 토치 중 선택된 어느 하나를 포함하는 보조 가열부재를 통해 추가 가열하는 주조 공정용 진공 용해 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of melting the light metal is further provided by heating through an auxiliary heating member disposed on top of the plurality of crucibles and including any one selected from a laser, an electron beam, and a plasma torch.
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---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |