KR20190058800A - Stirring device for manufacturing metal matrix composites - Google Patents

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KR20190058800A
KR20190058800A KR1020170156091A KR20170156091A KR20190058800A KR 20190058800 A KR20190058800 A KR 20190058800A KR 1020170156091 A KR1020170156091 A KR 1020170156091A KR 20170156091 A KR20170156091 A KR 20170156091A KR 20190058800 A KR20190058800 A KR 20190058800A
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이상복
황욱렬
조승찬
조일국
이상관
트란탄틴
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한국기계연구원
경상대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a stirring device for mixing and dispersing powder of a reinforcing material having a melting point higher than that of a metal material in molten metal. The stirring device of the present invention comprises: a stirring tank having a bottom surface and a side surface to form an accommodation space in which a molten metal is accommodated, and forming an interface of gas and liquid between the molten metal and an external atmosphere at an upper side of the accommodation space; a first impeller rotated by being fixed to a rotary shaft arranged in a vertical direction of the stirring tank, having a blade inclined with respect to the rotary shaft to form an axial flow of the molten metal at a lower side thereof and having the thickness of 0.5 to 2.0 times the width thereof, and arranged in the accommodation space; a second impeller rotated by being fixed to the rotary shaft in a coaxial direction with the first impeller, arranged in the accommodation space at a lower side of the first impeller, and having a blade formed in parallel with the rotary shaft and having the thickness of 0.5 to 2.0 times the width thereof to form a flow to the outside of a diameter direction of the molten metal; and a baffle attached to or arranged to be adjacent to a side surface of the stirring tank, formed in a panel shape extending toward the rotary shaft of the first and second impellers in a width direction, and having an upper end of a longitudinal direction arranged to be adjacent to the interface, and a lower end to be arranged at the height between the first and second impellers.

Description

금속 복합재 제조를 위한 교반 장치{STIRRING DEVICE FOR MANUFACTURING METAL MATRIX COMPOSITES}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a stirrer for manufacturing a metal composite material,

본 발명은 금속 복합재 제조를 위한 교반 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 금속 용탕에 세라믹 분말이나 탄소 나노 튜브와 같은, 금속보다 융점이 높은 재료의 분말을 혼합하여 금속 복합재를 제조하는 데 이용되는 교반 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a stirring apparatus for manufacturing a metal composite material, and more particularly, to a stirring apparatus for mixing a metal melt with powder of a material having a higher melting point than metal, such as ceramic powder or carbon nanotubes, .

항공기나 자동차 등을 이루는 구조 부재의 소재는 연비를 높이기 위하여 경량화하면서도 구조적 강도를 높이는 방향으로 개발이 이루어지고 있다. 예컨대, 자동차의 구조 부재로서는 강재가 널리 사용되고 있지만, 연비 절감을 위한 경량화를 위하여 알루미늄합금과 같은 경량의 소재가 주목받고 있고, 카본 나노 튜브나 그래핀 등의 탄소 소재를 보강 재료로서 부가함으로써 기계적 물성이 증강될 수 있다.The materials of the structural members of aircraft and automobiles are being developed to increase structural strength while lighter in order to increase fuel efficiency. For example, steels are widely used as structural members of automobiles, but lightweight materials such as aluminum alloys have been attracting attention for weight reduction for fuel economy. By adding carbon materials such as carbon nanotubes and graphene as reinforcing materials, Can be increased.

그러나, 알루미늄 기재의 소재는 낮은 밀도로 인하여 경량화에 크게 기여하지만 강재에 비하여 구조적 물성이 상당히 낮기 때문에, 산화 알루미늄, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 카본 나노 섬유와 같은 세라믹 보강재를 부가함으로써 기계적 물성이 증강될 수 있다.However, since the material of the aluminum base material contributes greatly to the weight reduction due to the low density, the mechanical properties are enhanced by adding a ceramic reinforcement material such as aluminum oxide, silicon carbide, boron carbide and carbon nanofiber .

예컨대, 카본 나노 튜브를 알루미늄 합금 복합재에 부가함으로써 밀도를 낮추면서도 인장 강도와 항복 강도가 50% 이상 향상된 복합소재를 얻을 수 있다.For example, by adding carbon nanotubes to an aluminum alloy composite material, a composite material having a tensile strength and a yield strength improved by 50% or more can be obtained while lowering the density.

이러한 알루미늄 복합소재는 알루미늄 분말과 탄소 나노 튜브 분말을 혼합하고 밀링한 후에 소결하는 분말 야금법을 이용하여 제조하여 왔다. 그러나, 분말 야금법은 제조 비용이 과다하게 소요되고 알루미늄 복합소재를 연속적으로 제조하는 데에는 많은 어려움이 있다.Such an aluminum composite material has been produced by powder metallurgy in which an aluminum powder and a carbon nanotube powder are mixed and milled and sintered. However, the powder metallurgy process requires a lot of manufacturing cost, and there are many difficulties in continuously producing an aluminum composite material.

이러한 문제를 해결하는 방안으로서 알루미늄을 용해하여 용탕을 형성하고 이 용탕에 세라믹 소재의 분말을 투입하고 용탕 내에 분산시킴으로써 알루미늄 복합소재를 제조하는 기법이 제안되고 있다.As a solution to this problem, there has been proposed a technique for producing an aluminum composite material by dissolving aluminum to form a molten metal, adding a powder of a ceramic material into the molten metal, and dispersing the powder in the molten metal.

이러한 기법은 몇 가지 해결해야 하는 문제를 가지고 있다.This technique has some problems to solve.

금속 용탕에 투입되어 분산되어야 하는 비금속 재료의 분말은 금속 재료와의 밀도 차이를 가지고 액체 상태인 금속 용탕에 대한 젖음성이 낮기 때문에 금속 용탕에 투입되어도 용탕 내로 침강하지 못하고 쉽게 분산되지 않고 계면에서 부유하게 된다.Since the powder of the nonmetallic material to be dispersed in the molten metal has a difference in density with the metal material and the wettability to the molten metal is low, the molten metal can not settle into the molten metal and can not easily disperse into the molten metal. do.

대한민국 특허공보 제1453870호(문헌 1)에 기재된 '용융 금속을 이용한 금속-탄소 복합제 제조 방법'에 관한 발명이 있다.There is an invention relating to a 'method for manufacturing a metal-carbon composite material using molten metal' described in Korean Patent Publication No. 1453870 (Document 1).

문헌 1에서는 금속 용탕에 탄소 입자를 투여하여 금속 탄소 복합재를 제조하는 방법을 개시하고 있는데, 이 문헌 1의 발명에서는 금속 용탕에 투여되는 탄소 입자의 젖음성(wettablity) 향상을 위해 탄소 입자를 세라믹과 금속으로 코팅하는 방안을 제시하고 있다.In Document 1, a method of producing a metal carbon composite material by injecting carbon particles into a molten metal is disclosed. In the invention of Document 1, in order to improve the wettablity of the carbon particles to be injected into the molten metal, Coating method.

이러한 문헌 1의 발명에서 제시하는 기법에 따라, 투입되는 비금속 소재의 금속 용탕에 대한 젖음성은 향상되지만, 젖음성 향상을 위한 코팅에 추가의 비용이 소요되고, 코팅을 하는 경우에도 충분한 젖음성을 가지지 못하거나 금속 용탕과 보강 재료의 밀도 차이 등의 이유로 보강 재료의 분말이 금속 용탕에 충분히 분산되어 분포되지 못하고 계면에 부유하여 보강 재료 분말의 침강이 빠른 속도 및 높은 효율성을 가지고 이루어지지 않고, 침강 후에 금속 용탕 내에서 충분한 분산과 고른 분포가 이루어지기 어렵고 교반의 효율성이 낮다는 문제가 있다.According to the technique disclosed in the invention of Document 1, the wettability of the molten metal to the molten metal is improved, but the coating for improving the wettability is expensive, and the wetting property is not sufficient even when the coating is performed The powder of the reinforcing material is not sufficiently dispersed and distributed in the molten metal because of the difference in density between the molten metal and the reinforcing material, and the sedimentation of the reinforcing material powder is not performed with high speed and high efficiency due to floating on the interface, There is a problem in that sufficient dispersion and uniform distribution are difficult to be achieved within the solution and stirring efficiency is low.

대한민국 특허공보 제1453870호(문헌 1)Korean Patent Publication No. 1453870 (Document 1)

본 발명은 금속 재료의 강도를 보강하는 보강 재료를 함유하는 금속 복합재의 제조 과정에서 금속 용탕에 금속 재료보다 융점이 높은 보강 재료의 분말을 투입하여 보강 재료의 분말이 금속 재료의 용탕에 현탁, 분산 및 분포되도록 해주는 교반 장치를 제공하려는 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a metal composite material containing a reinforcing material for reinforcing the strength of a metallic material, which comprises the steps of putting a powder of a reinforcing material having a melting point higher than that of a metal material in a molten metal, And to provide a stirring device that allows the stirring device to be distributed.

특히, 본 발명은 보강 재료의 분말을 금속 재료의 용탕에 투입하여 분포시키는 교반 장치에 있어서, 교반의 효율성이 높게 보강 재료 분말의 현탁 및 분포가 이루어질 수 있는 교반 장치를 제공하려는 것이다.Particularly, the present invention is to provide a stirring device in which powders of a reinforcing material are put into a molten metal material and distributed, and a stirring device capable of suspending and distributing the reinforcing material powder with high efficiency of stirring.

전술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 금속 재료의 용탕에 금속 재료보다 높은 융점을 갖는 보강 재료의 분말을 현탁(suspension)하여 분산(dispersion) 및 분포(distribution)시키기 위한 교반 장치에 관한 본 발명에 의해 달성된다.The present invention relates to a stirring device for suspending and dispersing a powder of a reinforcing material having a melting point higher than that of a metal material in a molten metal material, Lt; / RTI >

본 발명의 교반 장치는,In the stirring apparatus of the present invention,

저면과 측면을 갖추어 금속 재료의 용탕이 수용되는 수용 공간을 형성하고, 수용 공간의 상측에는 금속 재료의 용탕과 외부 분위기 사이에 기체와 액체의 계면이 형성되는 것인 교반조;A mixing chamber in which a bottom surface and a side surface are provided to form an accommodation space for accommodating the molten metal material and an interface between the molten metal material and the outer atmosphere is formed on the upper side of the accommodation space;

교반조의 상하 방향으로 배치되는 회전축에 고정되어 회전하고, 하측으로의 용탕의 축류를 형성하도록 회전축에 대하여 경사지게 형성되고 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0 배인 형태의 블레이드를 갖추고 수용 공간 내에 배치되는 제1 임펠러;A first impeller which is fixed to a rotating shaft arranged in the vertical direction of the stirring tank and which has a blade which is formed to be inclined with respect to the rotary shaft so as to form an axial flow of the molten metal to the lower side and whose thickness is 0.5 to 2.0 times the width, ;

제1 임펠러와 동축으로 회전축에 고정되어 회전하고, 제1 임펠러 하측의 수용 공간에 배치되며, 회전축과 평행하게 형성되고 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0 배인 형태의 블레이드를 갖추어 용탕의 직경 방향 외측으로의 흐름을 형성하는 제2 임펠러; 및A blade which is fixed to the rotating shaft coaxially with the first impeller and rotates and is disposed in the receiving space below the first impeller and is formed parallel to the rotating shaft and has a thickness of 0.5 to 2.0 times the width, A second impeller forming a flow; And

교반조의 측면에 부착되거나 인접하여 배치되고 폭방향으로 제1 및 제2 임펠러의 회전축을 향하여 연장되는 패널 형태로 형성되며, 길이 방향의 상단이 계면에 인접하여 배치되고 하단이 제1 임펠러와 제2 임펠러 사이의 높이에 배치되는 것인 배플Wherein the first impeller and the second impeller are formed in the form of a panel attached to or adjacent to the side surface of the stirring tank and extending in the width direction toward the rotation axis of the first and second impellers, The baffle, which is disposed at the height between the impellers

을 포함하여 구성되고,And,

교반조의 수용 공간에 금속 재료의 용탕이 수용된 상태에서 비금속 재료의 분말이 계면에 분포되고, 제1 임펠러의 회전에 의한 용탕의 축류에 의해 비금속 재료의 분말이 용탕 내로 강하하고, 제1 및 제2 임펠러의 회전에 의한 금속 용탕의 흐름에 의해 비금속 재료의 분말이 금속 재료의 용탕에 분산되며, The powder of the nonmetallic material is distributed at the interface and the powder of the nonmetallic material is dropped into the molten metal by the axial flow of the molten metal due to the rotation of the first impeller while the molten metal material is accommodated in the accommodating space of the stirring tank, The powder of the non-metallic material is dispersed in the molten metal material by the flow of the molten metal due to the rotation of the impeller,

배플에 의해 금속 재료의 용탕의 상측에서 용탕의 상하 순환이 이루어지고 제1 및 제2 임펠러의 회전축을 중심으로 하는 회전하는 흐름이 부분적으로 방지되고 금속 재료의 흐름에 난류가 형성되는 것이다.The baffle circulates the molten metal on the upper side of the molten metal material and the rotating flow around the rotating shaft of the first and second impellers is partially prevented and turbulence is formed in the flow of the metal material.

이러한 본 발명의 교반 장치는 금속 용탕의 흐름을 형성하는 임펠러들의 구성과 조합 및 배치에 특징을 가지며, 교반조 내에서 임펠러에 의해 형성되는 금속 용탕의 흐름을 조절하는 배플의 구성과 배치에 특징을 갖는다.The stirring device of the present invention is characterized by the configuration and combination and arrangement of the impellers forming the flow of the molten metal and is characterized by the configuration and arrangement of the baffle which regulates the flow of the molten metal formed by the impeller in the stirring tank .

본 발명에서 서로 다른 구성과 작용의 제1 및 제2 임펠러가 서로 상하의 위치 관계를 가지고 동축으로 배치된다.In the present invention, the first and second impellers having different structures and functions are disposed coaxially with each other in a vertical positional relationship with each other.

상부에 배치되는 제1 임펠러는 블레이드가 회전축에 대하여 경사지게 형성되어 금속 용탕에 하강하는 축류를 형성함으로써 금속 용탕과 외부 분위기의 계면에 부유하게 되는 보강 재료의 분말이 계면에 부유하지 않는 일이 없이 신속하게 금속 용탕 내로 혼입되게 해준다.The first impeller disposed at the upper portion is formed so that the blade is inclined with respect to the rotation axis to form a downward flow in the molten metal so that the powder of the reinforcing material floating on the interface between the molten metal and the outer atmosphere does not float on the interface, To be mixed into the molten metal.

비금속 재료의 분말이 혼입된 금속 용탕의 일부는 제1 임펠러에 의한 하강하는 축류에 의하여 제2 임펠러가 회전하는 영역에 유입되며, 레이디얼형 블레이드를 갖춘 제2 임펠러의 회전에 의한 직경 방향의 흐름에 의해 교반조 하부의 수용 공간에 머무르면서 금속 용탕 내에서의 비금속 재료의 분말의 분산 및 분포가 이루어지게 된다.A part of the molten metal in which the nonmetallic powder is mixed flows into the region where the second impeller rotates due to the descending axial flow caused by the first impeller and flows in the radial direction due to the rotation of the second impeller having the radial blades The dispersion and distribution of the powder of the nonmetallic material in the molten metal are maintained while staying in the accommodation space below the stirring tank.

한편, 본 발명의 교반 장치에도 통상의 혼합조에서 흐름에 난류를 형성함으로써 혼합을 촉진하는 배플이 마련되어 있다. 통상의 혼합조에 사용하는 배플은 혼합조의 상하 방향의 순환 흐름을 형성하고 원주 방향의 흐름에 대해 난류를 형성함으로써 혼합을 촉진하는 것이다.On the other hand, the stirring device of the present invention is also provided with a baffle for promoting mixing by forming turbulence in the flow in a normal mixing tank. The baffle used in a normal mixing tank is to promote the mixing by forming a circulation flow in the vertical direction of the mixing tank and forming a turbulent flow in the circumferential direction.

다만, 본 발명의 배플은 그 하단이 상하로 배치되는 제1 임펠러와 제2 임펠러의 사이에 배치되고 상단은 계면에 인접하게 배치된다.However, the baffle of the present invention is disposed between the first impeller and the second impeller, the lower end of which is disposed vertically and the upper end is disposed adjacent to the interface.

본 명세서 전반에서 '계면에 인접한다'는 표현은 상단이 계면에 놓이거나 계면으로부터 소정의 간격을 두고 계면의 아래쪽에 배치된다는 것을 의미한다.The expression 'adjacent to the interface' throughout the specification means that the top is placed at the interface or is disposed below the interface at a predetermined distance from the interface.

본 발명의 배플이 통상의 배플과는 달리 그 하단이 제1 임펠러와 제2 임펠러의 사이에 배치되므로, 제2 임펠러에 의해 금속 용탕에 직경 방향의 흐름이 형성되는 영역, 즉 교반조의 수용 공간 또는 금속 용탕의 하부에는 배플이 배치되지 아니한다.Since the baffle of the present invention is disposed between the first impeller and the second impeller at the lower end of the baffle, the area of the molten metal in the radial direction is formed by the second impeller, that is, Baffles shall not be placed under the molten metal.

따라서, 배플이 배치되지 않은 수용 공간 또는 금속 용탕의 하부 영역에서는 배플에 의한 금속 용탕의 상하 방향의 흐름이 형성되지 않고, 제1 임펠러에 의해 제2 임펠러를 향하여 하강한 금속 용탕의 흐름은 수용 공간의 하부에 머무른 상태를 유지하게 된다.Therefore, the flow of the molten metal, which is lowered toward the second impeller by the first impeller, is not formed in the accommodating space in which the baffle is not disposed or in the lower region of the molten metal, As shown in FIG.

반면, 배플이 배치되는 영역, 즉 계면으로부터 배플의 하단까지의 수용 공간 또는 금속 용탕의 상부 영역에서는 배플에 의해 금속 용탕의 상하 순환 흐름이 발생한다. On the other hand, in the region where the baffle is disposed, that is, the receiving space from the interface to the lower end of the baffle or the upper region of the molten metal, a circulation flow of molten metal occurs by the baffle.

이러한 금속 용탕의 상하 순환 흐름은 배플이 배치되지 않은 하부 영역에는 미치지 않고 배플이 배치된 영역에만 형성되므로, 제1 임펠러의 회전에 의해 형성되는 금속 용탕의 하강 흐름의 일부는 배플의 배치되는 방향을 따라 상하 순환을 하면서 하강 흐름에 혼입되는 비금속 재료의 분말이 상하 순환 과정에서 분산이 이루어지게 되고, 나머지 일부의 흐름은 제2 임펠러의 영역에 도달하여 제2 임펠러의 회전에 따라 직경 방향의 흐름에 따라 수용 공간 또는 금속 용탕의 하부 영역에 머무르게 된다.Since the upward and downward circulation flow of the molten metal is formed only in the region where the baffle is disposed without reaching the lower region where the baffle is not disposed, a part of the falling flow of the molten metal formed by the rotation of the first impeller causes the baffle The powder of the nonmetallic material mixed in the downward flow is dispersed in the up-and-down circulation process while the other part of the flow reaches the area of the second impeller and flows in the radial direction according to the rotation of the second impeller Thereby remaining in the receiving space or the lower region of the molten metal.

한편, 금속 용탕의 상부 영역에서의 제1 임펠러의 회전에 따라 축류 형태의 하강 흐름이 형성되지만, 원주 방향의 흐름도 형성되므로 계면 근처에서의 금속 용탕의 원주 방향의 흐름은 제1 임펠러의 회전에 따른 소용돌이형의 흐름을 형성하게 하여 외부 분위기로부터 공기가 금속 용탕에 기포의 형태로 포함될 수 있다.On the other hand, a downward flow in the form of an axial flow is formed in accordance with the rotation of the first impeller in the upper region of the molten metal, but the flow in the circumferential direction is also formed, so that the circumferential flow of the molten metal near the interface is caused by the rotation of the first impeller Air can be contained in the molten metal in the form of bubbles from the outside atmosphere by forming a swirling flow.

그러나, 본 발명의 교반 장치에서는 배플의 상단이 계면에 인접하여 형성되므로 제1 임펠러의 회전에 따른 원주 방향의 금속 용탕의 흐름이 형성되지 않거나 소용돌이 흐름을 형성하지 않을 정도의 매우 약한 흐름만을 형성하게 되므로, 계면에서 외부 분위기의 공기가 기포 형태로 금속 용탕에 포함되는 일이 발생하지 않는다.However, in the stirring apparatus of the present invention, since the upper end of the baffle is formed adjacent to the interface, only a very weak flow that does not form a flow of the molten metal in the circumferential direction due to the rotation of the first impeller or does not form a swirling flow So that no air in the outer atmosphere is contained in the molten metal in the form of bubbles at the interface.

또한, 배플은 금속 용탕의 흐름에 난류를 형성함으로서 금속 용탕의 상부 영역에서 비금속 재료의 분말이 금속 용탕에 분산되는 것을 촉진한다.In addition, the baffles promote turbulence in the flow of the molten metal, thereby facilitating the dispersion of the non-metallic material powder in the molten metal in the upper region of the molten metal.

이상과 같이, 본 발명의 교반 장치의 구성과 작용에 따르면, 금속 재료의 용탕에 쉽게 분산되지 않는 보강 재료의 분말이 금속 용탕의 계면에 부유하여도 금속 용탕에 신속하게 유입되어 현탁되며, 통상의 혼합조에서와 같이 혼합하려는 액체 전체에 과다한 유동을 형성하는 일이 없이 금속 용탕에서 서로 다른 구성의 임펠러의 작용에 의해 높은 효율로 비금속 재료의 분말의 분산 및 분포가 이루어지게 된다.As described above, according to the structure and operation of the stirring apparatus of the present invention, even if the powder of the reinforcing material, which is not easily dispersed in the molten metal material, floats on the interface of the molten metal, it quickly flows into the molten metal and is suspended. It is possible to disperse and distribute the powder of the nonmetallic material with high efficiency by the action of impellers having different structures in the metal melt without forming an excessive flow in the entire liquid to be mixed as in the mixing tank.

특히, 금속 용탕과의 낮은 젖음성 또는 낮은 밀도로 인한 침강이 용이하지 않은 비금속 분말이 계면으로부터 금속 용탕의 하부를 향하여 형성되는 하강의 축류로 인하여 용이하게 금속 용탕에 혼입될 수 있고, 비금속 재료의 분말이 혼입되어 분산된 금속 용탕이 교반조 전체를 순환하지 않고 금속 용탕의 하부 영역에 머무르게 됨으로써 비금속 재료의 분말의 고른 분포가 효율 좋게 신속하게 이루어질 수 있다.In particular, a non-metallic powder which is difficult to precipitate due to low wettability with a molten metal or low density can be easily mixed into the molten metal due to the downward axial flow formed from the interface toward the bottom of the molten metal, The dispersed molten metal remains in the lower region of the molten metal without circulating the stirring tank as a whole, so that the uniform distribution of the powder of the nonmetallic material can be performed efficiently and quickly.

한편, 본 발명의 교반 장치에서는 제1 및 제2 임펠러는 그 블레이드의 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0배를 갖는 것이 사용되는데, 이러한 임펠러들은 통상의 교반 장치에서 사용하는 임펠러에 비해 블레이드의 두께가 매우 두꺼운 것이다.On the other hand, in the stirring apparatus of the present invention, the first and second impellers have a blade thickness of 0.5 to 2.0 times the width of the impeller. The impellers have a blade thickness It is thick.

본 발명의 교반 장치는 금속 용탕을 교반하는 것이므로, 블레이드에 상당한 하중이 인가되므로, 블레이드의 두께가 폭의 0.5배 미만이면 교반 하중에 의한 블레이드의 파손이 쉽게 일어날 수 있어서 블레이드의 두께를 폭에 비하여 상당히 증대시킨 것을 사용할 필요가 있다.Since the stirrer of the present invention stirs the molten metal, a considerable load is applied to the blade, so if the thickness of the blade is less than 0.5 times the width, breakage of the blade due to the stirring load can easily occur. It is necessary to use a significantly increased one.

다만, 블레이드의 두께가 폭의 2.0배를 초과하는 경우에는 유체를 교반하는 효율이 매우 낮아져서 교반용 임펠러로서의 기능을 제대로 하지 못하는 문제가 있다.However, when the thickness of the blade exceeds 2.0 times the width, the efficiency of stirring the fluid is very low, and the function as the stirring impeller is not properly performed.

따라서, 본 발명의 교반 장치에 사용하는 임펠러들은 블레이드의 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0배인 것을 사용한다.Therefore, the impeller used in the stirring apparatus of the present invention is one having a thickness of 0.5 to 2.0 times the width of the blade.

본 발명의 교반 장치의 부가적 특징으로서, 제2 임펠러는 제2 임펠러에 의해 형성되는 용탕의 흐름에 교반조의 저면과의 마찰에 의한 난류가 형성될 수 있는 간격을 갖고 저면과 이격되도록 구성될 수 있다.As an additional feature of the stirring apparatus of the present invention, the second impeller may be configured to be spaced apart from the bottom surface by an interval at which turbulence due to friction with the bottom surface of the stirring tank can be formed in the flow of the molten metal formed by the second impeller have.

본 발명자들의 실험과 고찰에 따르면, 제2 임펠러가 교반조의 저면에서 너무 이격되면 제2 임펠러의 회전에 따른 흐름이 교반조의 저면 부근에서 충분한 흐름을 형성하지 못하는 문제가 있고, 제2 임펠러가 교반조의 저면에 근접하게 되면 제2 임펠러와 교반조 저면 사이에 용융 금속의 흐름을 형성하지 못하여 비금속 분말의 적절한 분산이 이루어지지 않는 문제가 있다.According to the experiment and the examination of the present inventors, when the second impeller is too far from the bottom surface of the stirring tank, there is a problem that the flow due to the rotation of the second impeller does not form a sufficient flow near the bottom surface of the stirring tank, The molten metal flow can not be formed between the second impeller and the bottom surface of the agitating vessel, thereby failing to properly disperse the nonmetal powder.

따라서, 제2 임펠러는 그 회전에 따른 흐름이 금속 용탕 교반조의 저면과의 마찰에 의해 난류를 형성할 수 있는 간격으로 선택하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the second impeller is selected so that the flow of the second impeller is capable of forming a turbulent flow by friction with the bottom surface of the metal melt agitating tank.

본 발명의 교반 장치의 다른 부가적 특징으로서, 제1 임펠러는 계면에서 용탕의 소용돌이 흐름을 형성되어 계면으로부터 기포가 용탕으로 인입되지 않게 하는 거리를 가지고 계면으로부터 하측으로 이격되어 배치될 수 있다.As a further additional feature of the stirring apparatus of the present invention, the first impeller may be disposed spaced downward from the interface with a distance such that the swirling flow of the molten metal at the interface is formed so that the bubbles do not enter the melt from the interface.

본 발명자들의 실험과 고찰에 따르면, 제1 임펠러가 계면에 근접하여 배치될 수록 제1 임펠러에 의하여 발생하는 원주 방향의 흐름에 의해 금속 용탕의 소용돌이가 형성될 가능성이 높아진다.According to experiments and observations made by the present inventors, the closer the first impeller is disposed to the interface, the higher the possibility that the vortex of the molten metal is formed by the flow in the circumferential direction generated by the first impeller.

따라서, 본 발명에서 개시하는 바에 따라, 제1 임펠러는 계면으로부터 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that the first impeller is disposed apart from the interface, as disclosed in the present invention.

도 1 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 종단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 실험에 사용되는 제1 및 제2 임펠러의 형태를 보여주는 사진이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예의 실험 결과를 보여주는 그래프이다.1 and 3 are views schematically showing a longitudinal section of an agitation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing the shapes of the first and second impellers used in the experiment of the stirring apparatus according to the embodiment of the present invention.
4 to 7 are graphs showing experimental results of Examples and Comparative Examples of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 교반 장치의 개략적인 구성을 보여주고 있다.1 shows a schematic configuration of a stirring apparatus according to one embodiment of the present invention.

교반 장치는 금속 재료가 용융 상태로 수용되는 수용 공간을 갖춘 교반조(10), 교반조 내에서 회전하여 금속 용탕을 교반하는 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)를 갖추고 있다.The stirring apparatus is provided with a stirring tank (10) having a receiving space in which a metallic material is accommodated in a molten state, a first impeller (21) and a second impeller (23) rotating in the stirring tank to stir the molten metal.

교반조(10)는 원통형으로 형성되어 바닥의 저면(13)과 둘레면(12)을 갖추어 이들이 금속의 용탕을 수용하는 수용 공간(11)을 형성하고 있고, 상측은 비금속 소재의 분말이 투입되도록 개방되어 금속 재료의 용탕과 외부 대기의 계면(14)이 형성되어 있다.The stirring tank 10 is formed in a cylindrical shape and has a bottom surface 13 and a circumferential surface 12 so as to form a receiving space 11 in which the molten metal is received and a powder of a non- And an interface 14 of a molten metal material and an outside atmosphere is formed.

금속 소재는 용융 상태로 교반조(10)의 상측으로부터 투입될 수도 있고, 잉곳 형태로 투입되어 용융이 이루어질 수 있다. 도 1에서 교반조를 가열하여 금속 재료의 잉곳을 용융하거나 금속 용탕이 용융 상태를 유지하도록 해주는 가열 수단의 도시는 생략되어 있으며, 이러한 가열 수단의 구성은 널리 알려진 것이므로 이 명세서에서는 설명을 생략한다.The metal material may be introduced from the upper side of the stirring tank 10 in a molten state, and may be put into an ingot form to be melted. In Fig. 1, the illustration of the heating means for melting the ingot of the metal material or for maintaining the molten state of the molten metal is not shown by heating the stirring tank, and the construction of such heating means is well known, and the description thereof is omitted here.

교반조(10)의 중심에는 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)가 공통의 회전축(20)에 결합되어 함께 회전하도록 배치되어 있다. A first impeller (21) and a second impeller (23) are coupled to a common rotary shaft (20) so as to rotate together with the center of the stirring tank (10).

제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)는 모두 교반조의 수용 공간(11)에 배치되어 회전함으로써 수용 공간의 용융 금속에 흐름을 일으켜 교반하는데, 제1 임펠러(21)는 상측에 배치되고 제2 임펠러(23)가 하측에 배치되어 있다.Both the first impeller 21 and the second impeller 23 are disposed in the accommodating space 11 of the agitating tank and are rotated to cause the molten metal in the accommodating space to stir and stir. The first impeller 21 is disposed on the upper side And the second impeller 23 is disposed on the lower side.

도 2에는 본 발명과 관련한 모의 실험에서 사용한 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)의 사진이 도시되어 있다.2 is a photograph of the first impeller 21 and the second impeller 23 used in the simulation according to the present invention.

모의 실험에서 사용하는 임펠러는 합성수지로 제작되는 것이지만, 실제의 금속 용탕의 교반조에는 통상 흑연 재질로 이루어지는 임펠러가 사용된다. 흑연은 기계적 강도가 낮지만 융점이 높고 가격이 저렴하며 기계 가공이 쉽기 때문에 용융 금속의 교반조에서 임펠러로서 널리 이용되는 소재이다. Although the impeller used in the simulation is made of synthetic resin, an impeller made of graphite material is usually used in the stirring tank of the actual molten metal. Graphite is a material widely used as an impeller in a stirring tank of molten metal because its mechanical strength is low but its melting point is high, its price is low, and its machining is easy.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 임펠러들은 모두 기어형으로 형성되어 있다. 기어형이라 함은 임펠러 블레이드의 표면이 실제로 기어의 맞물림에 적합한 인볼류트 곡선의 윤곽을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 임펠러의 블레이드가 폭(W)보다 두께(T)가 더 크게 형성되어 강도와 강성이 강화된 형태를 갖는다는 것을 의미한다.As shown in FIG. 2, all of the impellers according to the embodiment of the present invention are formed in a gear shape. The gear type does not mean that the surface of the impeller blade actually has an outline of an involute curve suitable for engaging the gears, and the blade of the impeller is formed so that the thickness T is larger than the width W, It means that the stiffness has an enhanced form.

제1 임펠러는 도 2의 (a)에 도시되어 있는데, 제1 임펠러(21)은 원통형의 허브(211)에 회전축(20)이 관통하는 홀(212)이 형성되어 있고, 허브(211)로부터 복수 개의 블레이드(213)가 직경 방향으로 돌출 형성되어 있다.The first impeller 21 is formed with a cylindrical hub 211 and a hole 212 through which the rotary shaft 20 passes. A plurality of blades 213 are formed to protrude in the radial direction.

블레이드(213)은 폭(W)과 두께(T)가 대략 동일한 크기로 형성된 것을 사용하였고, 회전축(20)에 대해 일정 각도로 경사져 형성되어 있는 헬리컬형이다.The blade 213 has a width W and a thickness T which are substantially equal to each other. The blade 213 has a helical shape formed at an angle with respect to the rotation axis 20.

제2 임펠러는 도 2의 (b)에 도시되어 있는데, 제1 임펠러(21)와 마찬가지로 원통형의 허브(231)에 회전축(20)이 관통하는 홀(232)이 형성되어 있고, 허브(231)로부터 복수 개의 블레이드(233)가 직경 방향으로 돌출 형성되어 있다.The second impeller is shown in FIG. 2 (b). Like the first impeller 21, the cylindrical hub 231 has a hole 232 through which the rotary shaft 20 passes. The hub 231, A plurality of blades 233 are protruded in the radial direction.

다만, 제2 임펠러의 블레이드(233)는 회전축(20)에 대해 경사지지 않고 회전축과 평행하게 형성되어 있는 레이디얼형이다.However, the blade 233 of the second impeller is of a radial type, which is not inclined with respect to the rotating shaft 20 but is formed parallel to the rotating shaft.

제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)는 회전축(20)에 대한 고정 위치가 가변됨으로써 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23) 사이의 간격을 조절할 수 있으며, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 회전축(20)이 상하로 가동됨으로써, 교반조(10)에 대한 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23) 각각의 높이를 조절할 수 있게 구성되어 있다.The distance between the first impeller 21 and the second impeller 23 can be adjusted by varying the fixing position of the first impeller 21 and the second impeller 23 with respect to the rotary shaft 20, The height of each of the first impeller 21 and the second impeller 23 with respect to the stirring tank 10 can be adjusted by rotating the rotary shaft 20 up and down.

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 교반조(10)의 측면에는 배플(15)이 고정 설치되어 있다.Referring again to FIG. 1, a baffle 15 is fixed to the side surface of the stirring tank 10.

배플(15)은 패널 형태로 형성되고, 폭(W) 방향의 일단은 측면(12)과 마주하고 타단은 회전축(20)을 향하여 연장되고, 그 길이 방향으로 상단은 금속 용탕의 계면(14)과 간격을 두고 이격되어 하측에 놓이고 하단은 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)의 사이에 놓이도록 배치되어 있다.The baffle 15 is formed in a panel shape and has one end in the width direction W facing the side surface 12 and the other end extending in the direction of the rotation axis 20, And the lower end is disposed between the first impeller (21) and the second impeller (23).

본 실시예에서 배플(15)은 서로 마주하도록 배치되는 2개가 마련되어 있지만, 1개의 배플만이 설치되거나 3개 내지 6개의 배플이 등간격으로 마련될 수도 있다.In the present embodiment, the baffles 15 are provided so as to face each other, but only one baffle may be provided or three to six baffles may be provided at equal intervals.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 교반조의 작동을 설명한다.The operation of the stirring tank according to the embodiment of the present invention thus constructed will be described.

교반조(10)에는 먼저 금속 복합재를 형성하기 위한 소재의 하나로서 금속 재료가 투입된다. 금속 재료로서는 구조물의 경량화 소재로서 알루미늄이나 알루미늄 합금이 이용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In the stirring tank 10, a metal material is first introduced as one of materials for forming the metal composite material. As the metal material, aluminum or an aluminum alloy is used as a lightweight material for the structure, but the present invention is not limited thereto.

알루미늄 재료는 잉곳 형태로 교반조에 투입되어 용융되거나 용융 상태로 교반조(10)의 상부로부터 투입되어 교반조(10)의 수용 공간(11)을 채우고 상측에서 교반조의 개방된 상측에서 외부 대기와의 계면(14)을 형성한다.The aluminum material is introduced into the stirring tank in an ingot form and is melted or put in a molten state from the upper portion of the stirring tank 10 to fill the receiving space 11 of the stirring tank 10, Thereby forming the interface 14.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 교반조(10)의 상부에는 계면(14)으로 금속 복합재를 이루는 보강 재료의 분말을 투입하는 투입 수단이 배치되어 있다. 이러한 투입 수단은 널리 알려진 것이므로 이 명세서에서는 설명하지 아니한다.Although not shown in the drawing, the stirring means 10 is provided at its upper portion with an input means for inputting the powder of the reinforcing material constituting the metal composite material into the interface 14. Such input means are well known and therefore are not described in this specification.

투입되는 보강 재료로서는 산화 알루미늄, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 카본 나노 섬유와 같은 세라믹 보강재가 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As the reinforcing material to be charged, ceramic reinforcing materials such as aluminum oxide, silicon carbide, boron carbide, and carbon nanofiber may be used, but the present invention is not limited thereto.

한편, 이 실시예 및 후술하는 실험과 시뮬레이션에서는 보강 재료의 분말을 금속 용탕과 외부 분위기의 계면으로부터 투입하는 것으로 구성하였지만, 금속 재료의 잉곳과 보강 재료의 분말을 교반조(10)에 투여한 후에 금속 재료의 잉곳을 용융하여 금속 용탕을 형성하도록 구성하거나 금속 용탕에 보강 재료의 분말을 다른 방법으로 투여할 수도 있다.On the other hand, in the experiment and simulation to be described later in this embodiment and the experiments described below, the powder of the reinforcing material is put from the interface of the molten metal and the outside atmosphere. However, after the ingot of the metal material and the powder of the reinforcing material are injected into the stirring tank The ingot of the metal material may be melted to form the molten metal, or the molten metal may be mixed with the powder of the reinforcing material by another method.

이러한 경우에도 보강 재료의 분말은 밀도의 차이나 젖음성의 부족 등의 이유로 계면에 부유하게 되므로, 후술하는 실험 결과나 시뮬레이션의 결과는 보강 재료의 분말을 계면에서 투입하는 것과 다르지 않다고 평가된다.In this case, the powder of the reinforcing material floats on the interface due to the difference in density or the lack of wettability. Therefore, it is evaluated that the results of the experiment or the simulation described later are not different from the introduction of the powder of the reinforcing material at the interface.

계면(14)으로부터 비금속 재료의 분말이 투입되기 시작하면 또는 투입에 앞서서 회전축(20)이 회전하여 제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)가 회전한다.The first impeller 21 and the second impeller 23 rotate when the powder of the non-metallic material starts to be introduced from the interface 14 or before the introduction of the powder.

제1 임펠러(21)와 제2 임펠러(23)의 회전에 따라 금속 용탕에는 흐름이 형성된다.As the first impeller (21) and the second impeller (23) rotate, a flow is formed in the molten metal.

먼저 제1 임펠러(21)는 그 블레이드(213)가 회전축에 대해 경사져 있으며 하강류를 형성하도록 회전하여, 그 하측의 제2 임펠러(23)를 향한 축류를 형성하게 된다. 이러한 제1 임펠러(21)의 회전에 따른 축류에 의해 계면에 투입되는 비금속 재료의 분말은 하강하는 축류에 의해 계면으로부터 금속 용탕으로 침강하게 된다.The first impeller 21 is rotated such that the blade 213 is inclined with respect to the rotary shaft and forms a downward flow and forms an axial flow toward the lower second impeller 23. The powder of the nonmetallic material introduced into the interface by the axial flow caused by the rotation of the first impeller 21 is precipitated into the molten metal from the interface by the descending axial flow.

비금속 재료의 분말은 금속 용탕에 대한 젖음성(wettability)를 높이기 위한 코팅이 이루어질 수 있다. 이러한 비금속 재료의 코팅에 대해서는 문헌 1에서 개시하고 있다.The powder of the nonmetallic material may be coated to enhance the wettability of the molten metal. The coating of such a non-metallic material is disclosed in Document 1.

비록 비금속 재료의 분말이 코팅 처리 등에 의해 젖음성이 높아진 것이라고 하여도 비금속 재료의 분말은 금속 용탕을 이루는 금속 재료에 비하여 밀도가 낮기 때문에 계면에 부유할 수 있지만, 제1 임펠러(21)에 의해 형성되는 하강 축류에 의해 금속 용탕 내로 침강하고 일부는 축류를 따라 제2 임펠러(23)에 도달하게 된다.Although the powder of the non-metallic material has a high wettability due to the coating treatment or the like, the powder of the non-metallic material can be suspended at the interface because the density of the non-metallic material is lower than that of the metal material of the molten metal. However, And descends into the molten metal by the downward axial flow, and a part of the molten metal reaches the second impeller 23 along the axial flow.

수용 공간(11) 내에서의 금속 용탕의 흐름의 개략적인 형태를 도 3에 도시하였다. 이 도면을 참조하여 설명한다.A schematic view of the flow of the molten metal in the accommodation space 11 is shown in Fig. This will be described with reference to the drawings.

계면에 투입되는 비금속 재료의 분말은 그 밀도 차이에도 불구하고 제1 임펠러(21)에 의해 형성되는 하강 축류(A)에 의해 금속 용탕 내로 침강하게 되며, 금속 용탕 내의 흐름을 따라 수용 공간(11)에서 이동하며 금속 용탕 내에서 분산과 분포가 이루어지게 된다.The powder of the nonmetallic material introduced into the interface is precipitated into the molten metal by the downward axial flow A formed by the first impeller 21 in spite of the difference in the density, And dispersed and distributed in the molten metal.

제2 임펠러(23)는 회전에 의해 그 직경 방향 외측으로의 금속 용탕의 흐름(B)을 형성하며, 수용 공간(11)에서의 직경 방향 흐름은 교반조(10)의 측면(12)에 의해 구속되어 제2 임펠러(23)가 배치된 교반조의 수용 공간(11)의 하부에 순환 흐름(C)을 형성하며 머무르게 된다.The second impeller 23 forms a flow of molten metal B in its radially outward direction by rotation and the radial flow in the receiving space 11 is caused by the side 12 of the stirring vessel 10 So that the circulation flow C is formed in the lower portion of the accommodation space 11 of the stirring tank in which the second impeller 23 is disposed.

한편, 제1 임펠러(21)에 의해 형성되는 하강 축류(A)의 일부는 교반조(1)의 측면(13)을 따라 상승하여 순환하는 흐름(D)을 형성한다. 이러한 순환 흐름(D)은 배플(15)에 의해 안내된다.On the other hand, a part of the descending axial flow A formed by the first impeller 21 forms a circulating flow D rising along the side surface 13 of the stirring tank 1. This circulating flow D is guided by the baffle 15.

제1 임펠러(21)는 블레이드가 경사진 형태로 형성되므로, 하강 축류 외에도 금속 용탕에 원주 방향의 흐름을 형성할 수 있지만, 그러한 원주 방향의 흐름은 배플(15)에 의해 약화될 수 있다.Since the first impeller 21 is formed in an inclined form, the circumferential flow in the molten metal can be formed in addition to the descending axial flow, but such circumferential flow can be attenuated by the baffle 15.

제1 임펠러(21)가 배치되는 수용 공간(11)의 상부에서 금속 용탕의 원주 방향의 강한 흐름은 계면에서의 소용돌이 흐름을 유발하여 외부 대기가 기포 형태로 금속 용탕에 유입되는 결과를 초래할 수 있다.A strong flow in the circumferential direction of the molten metal at the upper portion of the accommodation space 11 in which the first impeller 21 is disposed may cause a swirling flow at the interface and result in the external atmosphere being introduced into the molten metal in the form of bubbles .

그러나, 본 발명의 실시예에서는 배플(15)이 원주 방향의 흐름을 저지함으로써 소용돌이 흐름의 형성이 방지된다. 아울러, 배플(15)은 금속 용탕의 흐름에 난류를 형성함으로써 투입되어 현탁되는 비금속 재료 분말의 분산을 촉진한다.However, in the embodiment of the present invention, formation of the vortex flow is prevented by preventing the flow of the baffle 15 in the circumferential direction. In addition, the baffle 15 promotes the dispersion of the non-metallic material powder injected and suspended by forming a turbulent flow in the molten metal flow.

이상과 같은 금속 용탕의 흐름에서 비금속 재료의 분말이 금속 용탕에 현탁, 분산 및 분포되는 과정을 설명한다.The process of suspending, dispersing and distributing the non-metallic material powder in the molten metal in the above-described flow of the molten metal will be described.

비금속 재료의 분말은 계면(14)에 투입되어 하강 축류(A)에 의해 금속 용탕 내로 침강하여 현탁된다. 하강 축류(A)에서 비금속 재료 분말은 높은 비율로 존재하게 된다.The powder of the non-metallic material is put into the interface 14 and is sedimented into the molten metal by the descending axial flow A and is suspended. In the descending axial flow (A), the nonmetallic material powder exists at a high ratio.

하강 축류(A)에 의해 제2 임펠러(23)의 영역에 도달한 비금속 재료의 분말의 일부는 제2 임펠러(23)에 의한 직경 방향 흐름(B)을 따라 수용 공간의 하부 영역에서 순환하면서 적절한 분산이 이루어지고 고른 분포를 이루게 된다.A part of the powder of the non-metallic material which has reached the region of the second impeller 23 by the downward axial flow A circulates in the lower region of the receiving space along the radial flow B by the second impeller 23 Dispersion is made and the distribution is uniform.

하강 축류(A)에 의해 하강하는 비금속 재료의 분말의 일부는 상승하는 흐름(D)을 따라 제1 임펠러(21)가 배치된 수용 공간의 상부 영역에서 순환하게 된다. A part of the powder of the non-metallic material descending by the descending axial flow A circulates in the upper region of the receiving space in which the first impeller 21 is disposed along the ascending flow D. [

이러한 상부의 순환하는 흐름에서는 새로 투입되는 비금속 재료의 분말과 이미 투입된 비금속 재료의 분말이 서로 혼재하면서 순환 흐름에서 배플에 의해 형성되는 난류에 의해 적절한 분산이 이루어지게 되고, 일부는 제2 임펠러(23)가 배치된 수용 공간의 하부 영역으로 유입된다.In the circulating flow of the upper part, the powder of the newly introduced non-metallic material and the powder of the previously introduced non-metallic material are mixed together, and the turbulent flow formed by the baffle in the circulating flow causes proper dispersion. Is introduced into the lower region of the accommodating space in which it is disposed.

이상과 같은 과정을 거쳐 금속 재료의 용탕에 투입되는 비금속 재료의 분말은 현탁, 분산 및 분포가 이루어지고, 교반에 의해 비금속 재료와 금속 재료의 적절한 혼합이 이루어진다.The powder of the nonmetallic material put into the molten metal material through the above process is suspended, dispersed and distributed, and the nonmetal material and the metal material are mixed properly by stirring.

이하에서는 본 발명의 발명자들이 행한 비교 실험을 통하여 본 발명에 따른 교반 장치가 다른 구성의 비교예의 교반 장치에 대해 갖는 장점에 대해 설명한다.Hereinafter, the advantages of the stirring apparatus according to the present invention with respect to the stirring apparatus of the comparative example of another constitution will be described through comparative experiments performed by the inventors of the present invention.

우선 비교예로서는 도 1에 도시한 것과 같은 본 발명의 실시예의 교반조를 변형한 다른 구성을 갖는 교반조를 마련하였다. 뒤에서 순차로 설명하겠지만, 그러한 비교예의 교반조는 배플이 교반조의 저면에 근접하도록 수용 공간의 길이 방향 전체에 걸쳐 배치되는 소위 풀 배플(full baffle)의 형태로 구성되는 것을 마련하였고, 임펠러로서는 1개의 헬리컬형 임펠러가 채용된 것 및 2개의 헬리컬형 임펠러가 상하로 배치되어 채용된 것을 준비하였다.First, as a comparative example, there was provided a stirring tank having a different configuration in which the stirring tank of the embodiment of the present invention as shown in Fig. 1 was modified. The stirring tank of the comparative example is provided in the form of a so-called full baffle in which the baffle is disposed over the entire lengthwise direction of the accommodation space so as to be close to the bottom surface of the stirring tank. As the impeller, Type impeller and two helical type impellers were arranged up and down.

교반조는 실험을 위한 모델로서 구성하였으며, 액체에 투입되는 분말의 거동 및 분포를 시각화할 수 있도록, 알루미늄 용탕과 세라믹 재료의 분말을 대신하여 용탕으로서는 물, 세라믹 재료의 분말을 대신하여 밀도가 600 kg/㎥이고 평균 입경이 30 ㎛인 유리 버블 입자(glass bubble particle)를 마련하였다.In order to visualize the behavior and distribution of the powder introduced into the liquid, instead of the molten aluminum and the powder of the ceramic material, instead of the powder of the water and the ceramic material, as the molten metal, the stirrer was constituted as a model for the experiment. / M < 3 > and an average particle diameter of 30 [micro] m.

물에 대한 유리 버블 입자의 젖음성은 별론으로 하고, 물에 대한 유리 버블 입자의 상대 밀도는 0.6이며, 이는 알루미늄 용탕과 이중관 카본 나노 튜브의 밀도 비율 0.73과 큰 차이를 가지는 것이 아니므로, 본 실험에서의 결과는 알루미늄 용탕에서의 카본 나노 튜브의 거동과 본질적으로 동일할 것으로 간주하였다.The relative density of the glass bubble particles to water is 0.6, which is not significantly different from the density ratio of 0.73 of the aluminum melt to the double-walled carbon nanotubes. Therefore, in this experiment, Was considered to be essentially the same as the behavior of carbon nanotubes in molten aluminum.

실험에 사용한 교반조는 도 1에 도시한 형태의 원통형이며 직경(T)이 130 mm인 것을 준비하였고, 용탕의 계면의 높이(H)는 161 mm로 준비하였다.The stirrer used in the experiment was a cylindrical shape of the shape shown in Fig. 1 and had a diameter (T) of 130 mm, and the height (H) of the interface of the molten metal was 161 mm.

배플(11)이 유동에 미치는 영향을 평가하기 위해, 배플이 없는 것, 1개의 풀배플 및 본 발명의 실시예와 같이 배플의 하단이 제1 및 제2 임펠러의 사이에 배치되는 반배플(half baffle, 길이가 용탕 계면 높이는 1/2)을 1개, 2개, 4개인 것을 준비하였다. 배플의 폭(W)은 교반조 직경에 대해 0.0826T로 준비하였고, 교반조의 측면(12)으로부터 2 mm의 간격을 두었다. In order to evaluate the effect of the baffle 11 on the flow, one without a baffle, one with a full baffle and a half baffle with a bottom end of the baffle disposed between the first and second impellers, baffle, and length of the molten metal interface were 1/2). The width (W) of the baffle was prepared at 0.0826 T for the stirrer diameter and spaced 2 mm from the side (12) of the stirrer.

임펠러들은 모두 블레이드 폭이 임펠러 전체 직경의 D/12이고 두께는 D/8인 것으로 준비하였다.All impellers were prepared with a blade width of D / 12 of the overall diameter of the impeller and a thickness of D / 8.

비교예에 대해서는 계면(114)로부터 임펠러(121)의 중심까지의 깊이(S)를 교반조의 직경(T)에 대하여 S = T/3, T/2, 2T/3으로 배치하는 3개의 구성을 비교하였고, 본 발명의 실시예에 대해서는 제2 임펠러(23)의 깊이는 교반조의 저면(13)으로부터 C = T/3. 제1 임펠러의 깊이 S = D로 배치하였다.For the comparative example, there are three configurations in which the depth S from the interface 114 to the center of the impeller 121 is set at S = T / 3, T / 2, and 2T / 3 with respect to the diameter T of the stirring tank For the embodiment of the present invention, the depth of the second impeller 23 is C = T / 3 from the bottom surface 13 of the agitator. And the depth S = D of the first impeller.

임펠러들은 계면에 유리 버블 입자를 투입한 후에 회전 속도를 서서히 증가시켜 600 rpm까지 상승시켰다.After the glass bubble particles were injected into the interface, the impeller speed was gradually increased to 600 rpm.

교반조의 성능을 평가하는 요소로서는 용탕(물)의 계면에 투입된 분말(유리 버블 입자)가 일정한 시간 내에 전부 침강하는 데 요하는 임펠러의 최소 속도(Njd)를 측정하였다. 임펠러의 최소 속도(Njd)가 빠를수록 교반조의 효율성은 낮은 것이고 에너지 소모가 많으며, 동일한 임펠러의 최소 속도에서는 입자의 침강에 더 긴 시간이 소요된다는 것을 의미한다. As a factor for evaluating the performance of the stirring tank, the minimum velocity (Njd) of the impeller required for the powder (glass bubble particles) charged at the interface of the molten metal (water) to completely settle within a predetermined time was measured. The faster the impeller minimum velocity (Njd), the lower the efficiency of the agitator, the higher the energy consumption, and the slower the sedimentation of the particles at the same minimum impeller speed.

도 4의 그래프는 헬리컬형 임펠러 1개를 채용한 교반조에 대한 실험 결과를 보여준다. The graph of FIG. 4 shows the experimental results of the stirring tank using one helical impeller.

이 실험에서는 배플이 없는 경우(no baffle), 1개의 반배풀(half baffe), 1개의 풀배플(full baffle)을 사용한 3개의 교반조에 대하여 투입되는 입자의 중량 분율을 각각 0.3, 0.5, 1.0 wt%로 하여 수행하였다. In this experiment, the weight fraction of the charged particles was 0.3, 0.5, and 1.0 wt, respectively, for three stirred vessels with no baffle, one half baffe and one full baffle. %.

또한, 교반조 직경에 대한 임펠러의 깊이(S/T)를 1/3, 1/2, 2/3인 3가지의 구성에 대하여 실험을 행하였다.Experiments were also conducted on three configurations of the impeller depth (S / T) with respect to the stirring tank diameter of 1/3, 1/2 and 2/3.

도 4의 그래프로 나타낸 실험 결과에 따르면, 풀배풀인 경우에 비하여 반배플이나 배플이 없는 경우에 더 낮은 임펠러 최소 속도(Njd)를 나타내므로, 풀배풀에 비해 배풀이 없거나 반배풀이 높은 효율성을 보인다는 것을 알 수 있다.According to the experimental results shown in the graph of FIG. 4, since there is no half-baffle or baffle in comparison with the full baffle, the lower impeller minimum speed (Njd) is exhibited, .

다만, 배풀이 없는 경우에는 도 4의 그래프에는 나타나지 않지만, 계면에서의 소용돌이 흐름(swirling)이 나타나서 대기가 공기방울 형태로 용탕에 유입되는 현상이 관찰되어, 반배풀에 비해 좋은 결과를 얻을 수 없다는 사실을 확인할 수 있었다.In the absence of air bubbles, however, the phenomenon of swirling at the interface appears and air is introduced into the molten metal in the form of air bubbles, which is not shown in the graph of FIG. 4, I could confirm the fact.

또한, 반배풀인 경우에는 임펠러가 계면으로부터 2/3T 지점에 높이는 것에 비해 1/3 T 및 1/2 T 지점에 높이는 것이 높은 효율성을 보인다는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that when the impeller is raised to the point of 2 / 3T from the interface, the efficiency is increased to 1/3 T and 1/2 T when the impeller is raised.

다음으로는 비교예로서 2개의 헬리컬형 임펠러를 채용한 교반조와 본 발명의 실시예에 따른 교반조를 대비하여 실험하고, 그 결과를 도 5의 그래프로서 나타내었다.Next, as a comparative example, a stirring tank in which two helical type impellers were used and an agitating tank in accordance with an embodiment of the present invention were tested, and the results are shown in the graph of FIG.

본 발명의 실시예에 대해서는 각각 1개와 2개의 반배플을 채용한 경우, 비교예에 대해서는 1개, 2개 및 4개의 반배플을 채용한 경우에 대해 실험하였다.For the embodiments of the present invention, experiments were conducted for cases where one and two half baffles were employed, respectively, and one, two, and four half baffles were employed for the comparative example.

도 5의 그래프를 통하여, 동일한 배플 구성을 채용하였을 때에, 상부의 헬리컬형 제1 임펠러와 하부의 레이디얼형 제2 임펠러를 채용한 본 발명의 실시예에 따른 교반조에서의 임펠러 최소 속도가 2개의 헬리컬형 임펠러를 채용한 비교예에 비해 낮음을 알 수 있다. 즉, 더 높은 효율과 성능을 나타낸다.5, when the same baffle configuration is adopted, the impeller minimum velocity in the stirring tank according to the embodiment of the present invention employing the upper helical type impeller and the lower radial type second impeller is two Which is lower than the comparative example using the helical type impeller. That is, higher efficiency and performance.

아울러, 본 발명의 실시예에 있어서도 1개의 반배플을 채용한 경우가 2개의 반배플을 채용한 경우에 비해 임펠러의 최소 속도가 더 낮게 나타난다. 즉, 반배플의 갯수가 작을수록 성능과 효율이 높다는 것을 알 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the minimum speed of the impeller is lower than that in the case of employing one half-baffle. That is, the smaller the number of half baffles, the higher the performance and efficiency.

다음으로 본 발명의 발명자들은 본 발명의 실시예에 따른 교반조에서의 용탕의 유동 및 입자의 거동에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그러한 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 결과를 도 6 및 도 7로 나타내었다.Next, the inventors of the present invention conducted a computer simulation of the flow of the molten metal and the behavior of the particles in the stirring tank according to the embodiment of the present invention. The results for such a computer simulation are shown in FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 교반조에 대한 수직 단면 상에서 용탕의 평균 유동 속도의 분포를 보여주는데, 용탕의 유동은 크게 3개로 구분할 수 있다.FIG. 6 shows the distribution of the average flow velocity of the molten metal on the vertical cross section with respect to the stirring tank. The flow of the molten metal can be roughly divided into three.

첫 번째는 적색 화살표로 나타내는 수직의 순환 유동이고, 두 번째와 세번째는 흑색 화살표로 표시하는 제1 임펠러와 제2 임펠러 사이의 순환 유동 및 교반조 저면에서의 유동이다.The first is the circulating flow in the vertical direction indicated by the red arrow, the second and the third is the circulating flow between the first impeller and the second impeller indicated by the black arrow and the flow in the bottom of the stirring vessel.

본 발명의 실시예에서 적색 화살표로 나타내는 수직의 순환 유동은 상대적으로 약하게 나타나며, 특히 계면에서의 침강하는 흐름이 약하다는 것을 알 수 있다.In the embodiment of the present invention, the vertical circulating flow indicated by the red arrow is relatively weak, and it can be seen that the settling flow at the interface is weak.

본 발명자들이 풀배풀을 갖춘 비교예에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 행한 바와 비교하면, 풀배풀인 경우에 수직의 순환 유동은 강하게 나타나서 계면에 투입되는 비금속 재료 분말의 침강을 촉진하지만, 오히려 그런 유동은 순환조 저면으로부터 상측으로의 유동을 강화하여 순환조 하부에 분포하는 비금속 재료의 분말이 계면으로 이동하는 것을 촉진함으로써 전체적으로 비금속 재료 분말의 분포 성능을 악화시킨다.Compared with the computer simulation of the comparative example having the full baffle, the vertical circulation flow is strong in the case of full baffle, which accelerates the sedimentation of the nonmetallic material powder put into the interface, but rather, The flow from the bottom to the top is strengthened to promote the movement of the powder of the non-metallic material distributed in the lower portion of the circulation tank to the interface, thereby deteriorating the distribution performance of the non-metallic material powder as a whole.

또한, 본 발명의 실시예에서는 레이디얼형 임펠로로 구성되는 제2 임펠러의 회전에 의해 형성되는 순환조 하부에서의 유동이 제1 임펠러의 회전에 의한 흐름에 의해 침강하는 비금속 재료의 분말을 순환조 하부에 머물도록 구속함으로써 비금속 재료 분말의 분포를 향상시키고 교반조의 교반 효율을 향상시키는 것으로 해석된다.In addition, in the embodiment of the present invention, the flow in the lower portion of the circulation tank formed by the rotation of the second impeller constituted by the radial impeller is caused by the flow of the non-metallic material precipitated by the flow caused by the rotation of the first impeller, It is interpreted that the distribution of the non-metallic material powder is improved and the stirring efficiency of the stirring tank is improved.

도 7은 본 발명의 실시예의 교반 장치에서 물질의 공간적인 균질성을 평가한 결과를 보여준다.Figure 7 shows the results of evaluating the spatial homogeneity of a material in an agitator of an embodiment of the present invention.

이 도면에서 색상은 계면으로부터 투입되어 용융 금속에 유입된 비금속 재료 분말의 평균 시간 분포를 나타낸다. 이는 비금속 재료의 분말이 계면으로부터 투입되어 특정 위치까지 유동하는 데 소요된 시간을 나타낸다.In this figure, hue represents the average time distribution of the nonmetallic powder introduced into the molten metal from the interface. This represents the time taken for the powder of the non-metallic material to flow from the interface to the specific position.

청색은 상대적으로 투입된지 얼마 되지 않은 입자를 나타내고 적색은 상대적으로 투입되어 시간이 오래된 입자를 나타내는데, 투입 직후의 입자는 투입구 주변의 더 오래된 입자와 신속하게 혼합되는 것을 관찰할 수 있고, 제1 임펠러에 의한 축류에 존재하는 입자에 비해 상하로 순환하는 유동 내부의 입자들이 더 오래된 것을 관찰할 수 있다.The blue color represents particles that are relatively rarely charged and the red color represents relatively old particles that are aged in time. It can be observed that the particles immediately after the charging are quickly mixed with the older particles around the charging port, It can be observed that the particles inside the flow circulating up and down are older than those existing in the axial flow by

본 발명의 발명자들은 이상의 실험 및 시뮬레이션 결과에 비추어 다음과 같은 결론에 도달하였다.The inventors of the present invention have come to the following conclusion in view of the above-mentioned experiments and simulation results.

배플은 계면에서의 소용돌이 흐름을 방지하여 기포가 용탕 내에 주입되는 것을 방지하고 흐름 내에 난류를 유발하여 입자의 분산을 촉진한다. The baffle prevents vortex flow at the interface and prevents bubbles from being injected into the melt and induces turbulence in the flow to promote dispersion of the particles.

계면에서부터 교반조의 저면까지 연장되는 풀배플은 교반조 저면으로부터 계면으로의 흐름을 강화하여 용탕 내에 분포되어 있는 입자가 다시 계면으로 이동하는 것을 유발하지만, 반배플, 즉 본 발명에서는 배플의 하단이 제1 및 제2 임펠러 사이에 배치되는 배플은 특히 교반조 하부에서의 수직 흐름을 약화시키는 장점이 있다. The pool baffle extending from the interface to the bottom of the agitator tank strengthens the flow from the bottom of the agitator to the interface and causes the particles distributed in the molten metal to migrate back to the interface, but the half baffle, The baffles disposed between the first and second impellers have the advantage of undermining the vertical flow particularly below the stirrer.

또한, 반배플의 사용과 교반조 하부에 레이디얼형 임펠러를 사용함으로써 상부에서의 용탕의 상하 순환과 분리된 하부에서의 흐름을 형성할 수 있고, 이는 입자, 즉 비금속 재료 분말의 고른 분포를 향상시켜 준다.In addition, the use of a half baffle and the use of a radial impeller at the bottom of the agitation tank can form a vertical flow of the molten metal in the upper part and a flow in the lower part, which improves the uniform distribution of the particles, give.

이상 본 발명의 실시예에 따른 교반조의 구성 및 작용을 설명하고 이 실시예와 다른 구성을 갖는 비교예와 본 발명의 실시예에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과를 대비하여 본 발명이 갖는 유리한 효과를 설명하였다.The structure and operation of the stirring tank according to the embodiment of the present invention are explained, and the advantageous effects of the present invention are described in comparison with the comparative example having the different structure from this embodiment and the experiment and simulation result of the embodiment of the present invention .

본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 범위에서 다양한 수정과 변형이 가능하며, 그러한 수정과 변형은 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.It is to be understood that the invention is not limited to those precise embodiments and that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

10: 교반조 15: 배플
21: 제1 임펠러 23: 제2 임펠러10: stirring tank 15: baffle
21: first impeller 23: second impeller

Claims (4)

금속 재료의 용탕에 금속 재료보다 높은 융점을 갖는 보강 재료의 분말을 혼합하여 분산시키기 위한 교반 장치로서,
저면과 측면을 갖추어 금속 재료의 용탕이 수용되는 수용 공간을 형성하고, 수용 공간의 상측에는 금속 재료의 용탕과 외부 분위기 사이에 기체와 액체의 계면이 형성되는 것인 교반조;
교반조의 상하 방향으로 배치되는 회전축에 고정되어 회전하고, 하측으로의 용탕의 축류를 형성하도록 회전축에 대하여 경사지게 형성되고 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0 배인 형태의 블레이드를 갖추고 수용 공간 내에 배치되는 제1 임펠러;
제1 임펠러와 동축으로 회전축에 고정되어 회전하고, 제1 임펠러 하측의 수용 공간에 배치되며, 회전축과 평행하게 형성되고 두께가 폭의 0.5 ~ 2.0 배인 형태의 블레이드를 갖추어 용탕의 직경 방향 외측으로의 흐름을 형성하는 제2 임펠러; 및
교반조의 측면에 부착되거나 인접하여 배치되고 폭방향으로 제1 및 제2 임펠러의 회전축을 향하여 연장되는 패널 형태로 형성되며, 길이 방향의 상단이 계면에 인접하여 배치되고 하단이 제1 임펠러와 제2 임펠러 사이의 높이에 배치되는 것인 배플
을 포함하여 구성되고,
교반조의 수용 공간에 금속 재료의 용탕이 수용된 상태에서 보강 재료의 분말이 계면에 분포되고, 제1 임펠러의 회전에 의한 용탕의 축류에 의해 보강 재료의 분말이 용탕 내로 강하하고, 제1 및 제2 임펠러의 회전에 의한 금속 용탕의 흐름에 의해 보강 재료의 분말이 금속 재료의 용탕에 분산되며,
배플에 의해 금속 재료의 용탕의 상측에서 용탕의 상하 순환이 이루어지고 제1 및 제2 임펠러의 회전축을 중심으로 하는 회전하는 흐름이 부분적으로 방지되고 금속 재료의 흐름에 난류가 형성되는 것인 교반 장치.A stirring device for mixing and dispersing a powder of a reinforcing material having a melting point higher than that of a metal material in a molten metal material,
A mixing chamber in which a bottom surface and a side surface are provided to form an accommodation space for accommodating the molten metal material and an interface between the molten metal material and the outer atmosphere is formed on the upper side of the accommodation space;
A first impeller which is fixed to a rotating shaft arranged in the vertical direction of the stirring tank and which has a blade which is formed to be inclined with respect to the rotary shaft so as to form an axial flow of the molten metal to the lower side and whose thickness is 0.5 to 2.0 times the width, ;
A blade which is fixed to the rotating shaft coaxially with the first impeller and rotates and is disposed in the receiving space below the first impeller and is formed parallel to the rotating shaft and has a thickness of 0.5 to 2.0 times the width, A second impeller forming a flow; And
Wherein the first impeller and the second impeller are formed in the form of a panel attached or adjacent to the side surface of the stirring tank and extending in the width direction toward the rotation axis of the first and second impellers, The baffle, which is disposed at the height between the impellers
And,
The powder of the reinforcing material is distributed at the interface in the state where the molten metal material is accommodated in the accommodating space of the stirring tank and the powder of the reinforcing material is lowered into the molten metal by the axial flow of the molten metal due to the rotation of the first impeller, The powder of the reinforcing material is dispersed in the molten metal material by the flow of the molten metal due to the rotation of the impeller,
Wherein the molten metal is circulated up and down by the baffle on the upper side of the molten metal material and a rotating flow around the rotational axis of the first and second impellers is partially prevented and turbulence is formed in the flow of the metal material . 청구항 1에 있어서,
제2 임펠러는 제2 임펠러에 의해 형성되는 용탕의 흐름에 교반조의 저면과의 마찰에 의한 난류가 형성될 수 있는 간격을 갖고 저면과 이격되는 것인 교반 장치.The method according to claim 1,
And the second impeller is spaced apart from the bottom surface with a gap at which turbulence due to friction with the bottom surface of the stirring tank can be formed in the flow of the molten metal formed by the second impeller. 청구항 1에 있어서,
제1 임펠러는 계면에서 용탕의 소용돌이 흐름을 형성되어 계면으로부터 기포가 용탕으로 인입되지 않게 하는 거리를 가지고 계면으로부터 하측으로 이격되어 배치되는 것인 교반 장치. The method according to claim 1,
Wherein the first impeller is disposed so as to be spaced downward from the interface with a distance that prevents the bubbles from entering the melt from the interface, forming a swirling flow of the molten metal at the interface. 청구항 1에 있어서,
제1 임펠러의 직경은 제1 임펠러에 의한 용탕의 축류가 제2 임펠러에 도달하도록 해주는 크기를 갖는 것인 교반 장치.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the first impeller has a size such that the axial flow of the molten metal by the first impeller reaches the second impeller.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210030884A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 한화솔루션 주식회사 Agitator for Batch Suspension Polymerization for Production of Vinyl Chloride Resin and Batch Suspension Polymerization Reactor Using the Same
CN112755838A (en) * 2020-12-18 2021-05-07 湖州师范学院 Clinical medicine medicament preparation device and preparation method thereof
KR20220144734A (en) * 2021-04-20 2022-10-27 주식회사 아이알로이리서치 Apparatus for manufacturing metal-based composition and method of manufacturing metal-based composition using the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101453870B1 (en) 2012-10-26 2014-10-23 한국기계연구원 Method of manufacturing metal-carbon composite using metal melt

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101453870B1 (en) 2012-10-26 2014-10-23 한국기계연구원 Method of manufacturing metal-carbon composite using metal melt

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210030884A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 한화솔루션 주식회사 Agitator for Batch Suspension Polymerization for Production of Vinyl Chloride Resin and Batch Suspension Polymerization Reactor Using the Same
CN112755838A (en) * 2020-12-18 2021-05-07 湖州师范学院 Clinical medicine medicament preparation device and preparation method thereof
KR20220144734A (en) * 2021-04-20 2022-10-27 주식회사 아이알로이리서치 Apparatus for manufacturing metal-based composition and method of manufacturing metal-based composition using the same

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