KR20230055788A - 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치에 관한 것으로서, 용해로로부터 용융물을 제공받아 주조 몰드로 유동시키는 러너 장치에 있어서, 용융물이 유동하는 경로를 제공하며, 용융물을 미리 결정된 온도로 히팅시키는 히팅 유닛; 용융물이 미리 결정된 온도를 유지하도록 용융물의 열적 손실을 선택적으로 방지하는 히팅 스토리지 유닛; 및 용융물이 미리 결정된 온도가 되도록 히팅 유닛을 향하여 소정의 전자파를 선택적으로 조사하는 래디에이팅 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치{Apparatus of runner for heating of casting melted material through selectively radiating of electromagnetic waves}
본 발명은 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 용해로로부터 제공된 용융물이 주조 몰드로 유입되는 과정에서 냉각되는 것을 방지하고자 용융물에 소정의 전자파를 조사하여, 용융물이 일정 온도를 유지하면서 유동되도록 하여 용융물의 열적 손실을 최소화하기 위한 러너 장치에 관한 기술분야이다.
주조는 금속 조형의 가장 기본적인 기법의 하나로 같은 형태를 다량으로 제조하기 위해 이용된다. 주조는 로(furnace) 안에 스크랩, 선철, 합금철 또는 비철금속 원료를 넣고 가열과 용해한 뒤 모래나 금속재의 거푸집 속에 부어 넣고 냉각시켜 만들게 된다. 이때, 주조에 사용되는 형식을 주형이라고 하며 주조로 만들어진 제품을 주물이라고 한다.
즉, 원하는 모형으로 만든 거푸집에 용융된 금속을 주입해 성형시킨 뒤 용융금속이 굳으면 모형과 동일한 금속물체가 되는 원리이다.
한국생산기술연구원의 분석에 따르면, 세계 총 주물생산량은 2012년을 기준으로 10,083만톤이며, 그 비율은 주철71.8% (7,244만톤), 주강11.2%(1,130만톤), 비철 주물17.0% (1,710만톤)로 구성되어 있다. 2012년의 총 주물 생산량 10,083만톤은 2011년 대비 2.2% 증가한 수치이며, 2008년 대비 6.0% 증가한 치이다. 한국의 주물생산량은 2012년을 기준으로 244만톤으로 세계 8위 수준이며, 세계 주물시장에서 2.4%의 점유율을 차지하고 있다. 주조산업 분야의 격한 성장세를 타고 있는 중국은 2001년을 기점으로 국을 누르고 주물생산량 부문1위로 올라섰으며, 2012년에는 4,250만톤을 생산하며 전 세계시장의 42.1%의점유율을 차지하고 있다. 중국, 미국, 인도, 일본, 독일 등 주물생산량 상위 5개국의 점유율은 합치면 74.6%에 달하는 수치를 나타낸다.
이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “페로실리콘 주조 장치 (등록번호 제10-1587280호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌1에 따른 발명의 경우, 대부분의 페로실리콘을 제강 공정에 투입 가능한 페로실리콘 주조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 특허문헌1은 제강 공정의 부재료로 사용되는 페로실리콘을 주조하기 위한 페로실리콘 주조 장치에 있어서, 용융 페로실리콘을 급탕기를 통하여 공급받은 후 일정하게 분배하는 분배기; 전 스프로켓 및 후 스프로켓을 포하하며, 구동장치에 의하여 무환궤도로 회전하는 체인장치; 체인장치에 연속되어 안착되며, 분배기를 통하여 공급되는 용융 페로실리콘을 수용하는 다수의 금형셋; 체인장치의 상면에 배치되어 금형셋과 금형셋 내부에 안착된 페로실리콘을 냉각하는 냉각장치; 및 체인장치의 하면에 배치되어 분배기에 진입전인 금형셋을 냉각하는 건조장치를 포함하되, 금형셋 내부에서 응고된 페로실리콘은 전 스프로켓에서 배출되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “페로실리콘 주조 방법(등록번호 제10-1563363호, 이하 특허문헌2이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌2에 따른 발명의 경우, 대부분의 페로실리콘을 제강 공정에 투입 가능한 페로실리콘 주조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 특허문헌4의 발명은, 제강 공정의 부재료로 사용되는 페로실리콘을 주조하기 위한 페로실리콘 주조 방법에 있어서, 별도의 용해로를 통하여 용융된 페로실리콘을 분배기를 통하여 분배하는 용융 페로실리콘 분배 단계; 분배기를 통하여 분배되는 용융 페로실리콘은 연속하여 이송하는 금형셋을 이용하여 특정한 형상으로 주조하는 용융 페로실리콘 형상 주조 단계; 냉각장치를 통하여 페로실리콘과 금형셋을 냉각하는 페로실리콘 냉각 단계; 응고된 페로실리콘을 금형셋에서 추출하는 주조 페로실리콘 추출 단계; 페로실리콘이 추출된 금형셋을 냉각장치를 통하여 냉각하는 금형셋 냉각 단계; 및 금형셋 표면의 수분과 냉각을 위하여 건조장치를 통하여 건조하는 금형셋 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “페로실리콘 선재토막 제조 장치 및 그 제조 방법 (등록번호 제10-1994111호, 이하 특허문헌3이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌3에 따른 발명의 경우, 제강 공정에 투입하기에 적합한 크기 및 형태를 갖는 페로실리콘 선재토막을 제조할 수 있는 페로실리콘 선재토막 제조 장치 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다. 특허문헌2에 따른 페로실리콘 선재토막 제조 장치는 용융 페로실리콘을 토출시켜 분배하기 위한 분배기; 분배기의 하측에 장착되며, 분배기로부터 토출되어 분배되는 용융 페로실리콘을 선재 형태로 주조하면서 이송하기 위한 이송 유닛; 이송 유닛 상에 장착되며, 이송 유닛에 의해 이송되는 용융 페로실리콘 선재를 냉각시키는 냉각 유닛; 냉각 유닛에 의해 냉각된 페로실리콘 선재를 이송 유닛으로부터 분리시키는 분리 유닛; 및 분리 유닛에 의해 분리된 페로실리콘 선재를 절단하여 페로실리콘 선재토막을 제조하는 절단 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “용융물 주입 장치, 이를 이용한 주조설비 및 주조방법 (등록번호 제10-1790001호, 이하 특허문헌4이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌4에 따른 발명의 경우, 용융물 주입 장치, 이를 이용한 주조설비 및 주조방법에 관한 것으로, 메인 몰드 플럭스를 마련하는 과정; 몰드에 용강을 주입하는 과정; 메인 몰드 플럭스를 용융시켜 용융 몰드 플럭스를 제조하고, 용강 상부에 용융 몰드 플럭스를 주입하는 과정; 주편을 주조하는 과정; 및 주편을 주조하는 과정에서 주조 상태에 따라 첨가제의 투입 여부를 결정하는 과정;을 포함하고, 주편의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
기존의 선행기술들에서는 용융된 페로 실리콘이나 페로 망간이 용융된 상태에서 몰드로 바로 투입되는 과정만을 개시하고 있는바, 이러한 용융물이 몰드에 균일하게 흘러가도록 하는 기술 요소의 개선을 필요로 한다.
뿐만 아니라, 페로 실리콘이나 페로 망간 등의 제강 부원료가 몰드에 투입되는 과정에서 냉각이 이루어지는 것을 방지하는 기술적 요소 또한 필요로 한다.
등록번호 제10-1587280호 등록번호 제10-1563363호 등록번호 제10-1994111호 등록번호 제10-1790001호
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 용해로로부터 제공되는 용융물을 주조 몰드로 전달하고자 한다.
둘째, 용융물이 유동하는 과정에서 냉각되는 것을 방지하고자 한다.
셋째, 용융물이 일정한 온도를 유지하면서 주조 몰드로 유동할 수 있도록 소정의 전자파를 조사하고자 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치는 용해로로부터 용융물을 제공받아 주조 몰드로 유동시키는 러너 장치에 있어서, 상기 용해로로부터 흘러나온 상기 용융물이 유동하는 경로를 제공하며, 상기 용융물을 미리 결정된 온도로 히팅시키는 히팅 유닛(heating unit); 상기 히팅 유닛을 선택적으로 커버하여 상기 용융물이 상기 미리 결정된 온도를 유지하도록 상기 용융물의 열적 손실을 선택적으로 방지하는 히팅 스토리지 유닛(heating storage unit); 및 상기 히팅 스토리지 유닛에 선택적으로 제공되어, 상기 용융물이 상기 미리 결정된 온도가 되도록 상기 히팅 유닛을 향하여 소정의 전자파를 선택적으로 조사하는 래디에이팅 유닛(radiating unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 히팅 유닛은, 일측이 상기 용해로와 인접하게 배치되어, 상기 용해로로부터 흘러나온 상기 용융물이 유동되도록 소정의 경로를 형성하는 히팅 플레이트(heating plate)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 히팅 플레이트부는, 상기 래디에이팅 유닛으로부터 상기 소정의 전자파가 선택적으로 조사되면, 상기 소정의 전자파와의 상호 작용에 의해 소정의 열이 발생하여, 상기 용융물로 하여금 상기 미리 결정된 온도로 유지되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 히팅 스토리지 유닛은, 상기 히팅 플레이트부가 형성하는 상기 소정의 경로를 둘러싸도록 외벽을 선택적으로 형성하여 상기 히팅 플레이트부를 선택적으로 커버하며, 상기 히팅 플레이트로부터 발생하는 상기 소정의 열에 의해 상기 미리 결정된 온도로 상승된 상기 용융물의 온도가 유지되도록 하는 서모 리텐션(thermo retention)부; 및 상기 서모 리텐션부를 커버하는 외벽을 선택적으로 형성하여 상기 히팅 플레이트부로부터 발생된 상기 소정의 열이 외부로 확산되는 것을 방지하는 인슐레이팅(insulating)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 히팅 스토리지 유닛은, 상기 인슐레이팅부의 양 사이드를 선택적으로 커버하며, 복수 개의 개공이 선택적으로 형성되는 프로텍팅 배리어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 프로텍팅 베리어부는, 상기 히팅 유닛으로 조사되는 상기 소정의 전자파가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해, 상기 소정의 전자파를 차단할 수 있는 금속 재질로 이루어지는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 래디에이팅 유닛은, 상기 프로텍팅 배리어부의 상기 복수 개의 개공에 선택적으로 배치되어, 상기 소정의 전자파를 생성하는 복수 개의 웨이브 제너레이팅(wave generating)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 래디에이팅 유닛은, 상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부의 일측에 배치되어, 상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부로부터 생성된 상기 소정의 전자파가 상기 복수 개의 개공을 통과하여 상기 히팅 플레이트부로 조사되도록 상기 소정의 전자파를 선택적으로 전달하는 복수 개의 웨이브 가이딩(wave guiding)부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 웨이브 가이딩부는, 상기 웨이브 제너레이팅부의 각각에 개별적으로 설치되고, 상기 웨이브 제너레이팅부 각각으로 하여금 미리 설정된 앵글이 상호 독립적으로 형성되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 웨이브 가이딩부는, 상기 복수 개의 웨이브 가이딩부는 상호 교차적으로 배치되어, 상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부로부터 생성된 상기 소정의 전자파 각각이 상충되지 않도록 선택적으로 조사되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 상기 래디에이팅 유닛은, 상기 웨이브 제너레이팅부의 타측에 선택적으로 배치되어, 상기 소정의 전자파 생성시에 상기 웨이브 제너레이팅부로부터 발생되는 소정의 열을 냉각시키는 쿨링(cooling)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 용융물이 지나가는 경로에 소정의 전자파를 선택적으로 래디에이팅할 수 있게 된다.
둘째, 소정의 전자파에 의해 히팅 플레이트부에 소정의 열이 발생하고, 소정의 열은 용융물에 전달될 수 있게 된다.
셋째, 용융물은 미리 결정된 온도를 유지하면서 주조 몰드로 유동되어, 열적 손실을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치로 용융물이 제공되는 것을 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 사시도 및 정면 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 히팅 유닛의 의 사시도 및 정면 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 서모 리텐션부의 사시도 및 정면 사시도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 인슐레이팅부의 사시도 및 정면 사시도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 프로텍팅 배리어부의 사시도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 래디에이팅 유닛의 사시도 및 정면도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 미리 설정된 앵글이 형성된 래디에이팅 유닛의 정면도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 소정의 전자파 각각이 상충되지 않는 것을 도시한 정면 사시도이다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치로 용융물이 제공되는 것을 도시한 사시도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 사시도 및 정면 사시도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 히팅 유닛의 의 사시도 및 정면 사시도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 서모 리텐션부의 사시도 및 정면 사시도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 인슐레이팅부의 사시도 및 정면 사시도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 프로텍팅 배리어부의 사시도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 래디에이팅 유닛의 사시도 및 정면도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 미리 설정된 앵글이 형성된 래디에이팅 유닛의 정면도이다. 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 소정의 전자파 각각이 상충되지 않는 것을 도시한 정면 사시도이다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 경우, 도1에 도시된 바와 같이, 용해로(2)로부터 용해된 용해물 예컨대, 페로 실리콘이나 페로 망간 등과 같은 용융물을 러너 장치(1)를 활용하여 주조 몰드(3)에 주조하여 일정 단위 크기 형상으로 제조하기 위한 것이다.
여기서 말하는 페로 실리콘이나 페로 망간은 강철이나 주조철 제조에 사용되는 페로 합금으로, 페로 실리콘은 탈산화제와 환원제로 이용되고 있고 탄소강에서 흑연화촉진제로 사용된다.
일반적으로 용융물은 용해로(2)에서 주조 몰드(3)로 제공되는 과정에서 용해로(2)로부터 주조 몰드(3)로 직접 쏟아지는 과정을 가지는 구조였다.
이에 진화한 형태로는 용해로(2)의 용융물이 길게 늘어진 파이프 형상의 내화물을 따라 용융물이 흘러가도록 하는 구조에 그치고 있다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 경우, 용해로(2)로부터 제공된 용융물이 주조 몰드(3)로 유입되는 과정에서 냉각되는 것을 방지하고자 용융물에 소정의 전자파를 조사하여, 용융물이 일정 온도를 유지하면서 유동되어 용융물의 열적 손실을 최소화하기 위한 기술적 사상을 개시한다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(heating unit, 100), 히팅 스토리지 유닛(heating storage unit, 200), 및 래디에이팅 유닛(radiating unit, 300)을 포함하게 된다.
먼저, 히팅 유닛(100)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 용해로(2)로부터 흘러나온 용융물이 유동하는 경로를 제공하며, 용융물을 미리 결정된 온도로 히팅시키는 구성이다.
히팅 유닛(100)은 용해로(2)에서 제공되는 용융물을 주조 몰드(3)로 전달하는 역할을 하며, 이때 용융물이 냉각되지 않도록 소정의 열을 발생시켜 용융물을 미리 결정된 온도로 히팅 시키고, 미리 결정된 온도가 유지되도록 한다.
여기서 말하는 미리 결정된 온도는, 용융물의 멜팅 포인트(melting point) 또는 용융점 이상의 온도로서, 용융물이 냉각되지 않도록 하는 온도라고 정의할 수 있다.
또한, 히팅 유닛(100)은 용해로(2)로부터 용융물을 제일 처음 제공받는 구성이므로, 그 성질은 내열성, 내화물에 해당하는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 내열성, 내화물 소재는 수백 내지 수천 도(℃), 수초 내지 수천 시간동안 고온에서 버틸 수 있는 초고온 내열 재료로서, 금속이나 세라믹 소재가 대표적으로 적용될 수 있다.
예컨대, 히팅 유닛(100)은 규소와 탄소가 1대1 비율로 결합된 실리콘 카바이드(Silicon Carbide, SiC) 화합물인 것이 바람직하다. 또한, 히팅 유닛(100)은 이미 상용화된 실리콘 카바이드의 특성 활용하여 소정의 전자파가 조사됨에 따라 자체적으로 소정의 열을 생성할 수 있는 바, 이에 대한 자세한 기작은 생략하도록 한다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 히팅 유닛(100)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 히팅 플레이트(heating plate)부(110), 제1스프레드부(120), 및 제2스프레드부(130)를 포함하게 된다.
먼저, 히팅 플레이트부(110)는 일측이 용해로(2)와 인접하게 배치되어, 용해로(2)로부터 흘러나온 용융물이 용융되도록 소정의 경로를 형성하는 구성이다.
히팅 플레이트부(110)는 상부와 하부로 구성되어, 상부는 급격한 경사를 형성하며 일측이 용해로(2)와 인접하여 용해로(2)로부터 흘러내리는 용융물을 빠르게 유동시키며, 하부는 완만한 경사이거나 수평면과 동일한 강도를 형성할 수 있다.
히팅 플레이트부(110)의 상부에서 하부 방향으로 경사를 따라서 용융물이 유동할 수 있게 된다.
또한, 히팅 플레이트부(110)는 래디에이팅 유닛(300)으로부터 소정의 전자파가 선택적으로 조사되면 소정의 전자파와의 상호 작용에 의해 소정의 열이 발생한다. 히팅 플레이트부(110)의 소정의 열은 용융물로 하여금 미리 결정된 온도로 유지되도록 할 수 있게 된다.
즉, 히팅 플레이트부(110)의 소정의 열이 용융물로 열 전도되어 용융물이 미리 결정된 온도가 될 수 있게 된다.
제1스프레드부(120)는 히팅 플레이트부(110)의 하면에 일부가 노출되도록 적층 되며, 용융물의 유동 방향을 따라 주름을 형성하여, 낙하하는 용융물을 1차 분산시키는 구성이다.
제2스프레드부(130)는 제1스프레드부(120)의 하면에 일부가 노출되도록 적층 되어, 제1스프레드부(120)와 상반되는 주름을 형성하여, 제1스프레드부(120)로부터 낙하하는 용융물을 2차 분산시키는 구성이다.
제2스프레드부(130)는 제1스프레드부(120)와 상반된 주름을 형성하는 것이 바람직하다.
히팅 스토리지 유닛(200)의 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(100)을 선택적으로 커버하여 용융물이 미리 결정된 온도를 유지하도록, 용융물의 열적 손실을 선택적으로 방지하는 구성이다.
히팅 스토리지 유닛(200)은 소정의 전자파에 의해 히팅 플레이트부(110)에서 발생된 열이 손실되지 않도록 하여, 용융물이 미리 결정된 온도를 유지할 수 있도록 한다.
히팅 스토리지 유닛(200)은 히팅 유닛(100)의 외측에 높이 방향으로 외벽을 형성하고, 상부와 하부에도 외벽을 형성하여 용융물로부터 방출되는 열이 러너 장치(1) 외부로 빠져나가지 못하도록 하며, 히팅 유닛(100) 내부의 온도를 유지시켜 용융물의 열적 손실을 최소화할 수 있게 된다.
히팅 스토리지 유닛(200) 역서, 내열성과 내화성을 갖춘 소재 예컨대, 내화 블록 또는 단열 블록인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 히팅 스토리지 유닛(200)의 경우, 서모 리텐션(thermo retention)부(210), 인슐레이팅(insulating)부(220), 프로텍팅 배리어(protecting barrier)부(230)을 포함하게 된다.
먼저, 서모 리텐션부(210)의 경우, 도4에 도시된 바와 같이, 히팅 플레이트부(110)가 형성하는 소정의 경로를 둘러싸도록 외벽을 선택적으로 형성하여 히팅 플레이트부(110)를 선택적으로 커버하며, 히팅 플레이트부(110)로부터 발생하는 소정의 열에 의해 미리 결정된 온도로 상승된 용융물의 온도가 유지되도록 하는 구성이다.
서모 리텐션부(210)는 서모 루프부(211), 서모 사이드부(212), 서모 플로어부(213), 서모 아치부(214)로 구성되어 있다.
서모 루프부(211)는 서모 리텐션부(210)의 상부에 배치되어, 히팅 유닛(100)의 상부를 커버하며 용융물의 온도가 유지될 수 있도록 한다.
서모 사이드부(212)는 서모 리텐션부(210)의 양 사이드에 배치되어, 히팅 유닛(100)의 좌측과 우측을 커버하여 용융물의 온도가 유지될 수 있도록 한다.
서모 플로어부(213)는 서모 리텐션부(210)의 하부에 배치되어 히팅 유닛(100)의 하부를 커버하여 용융물의 온도가 유지될 수 있도록 한다.
서모 아치부(214)의 경우, 서모 리텐션부(210)의 전측에 배치되어, 히팅 유닛(100)으로부터 유동되어 주조 몰드(3)로 제공되는 출구에 인접하게 배치되어, 용융물이 주조 몰드(3)로 제공되는 과정에서의 용융물의 온도가 유지될 수 있도록 한다.
인슐레이팅부(220)의 경우, 도5에 도시된 바와 같이, 서모 리텐션부(210)를 커버하는 외벽을 선택적으로 형성하여 히팅 플레이트부(110)로부터 발생된 소정의 열이 외부로 확산되는 것을 방지하는 구성이다.
인슐레이팅부(220)는 히팅 유닛(100)을 커버하고 있는 서모 리텐션부(210)를 커버하여 열이 외부로 확산되는 것을 이중으로 막을 수 있게 된다.
인슐레이팅부(220)는 인슐레이팅 사이드부(221), 인슐레이팅 플로어부(222), 인슐레이팅 크로스부(223)로 구성되어 있다.
인슐레이팅 사이드부(221)의 경우, 서모 사이드부(212)의 양 사이드에 배치되어, 서모 사이드부(212)를 커버하여 열의 확산을 방지하도록 한다.
인슐레이팅 플로어부(222)는 서모 플로어부(213)의 하부에 배치되어, 서모 플로어부(213)를 커버하여 열의 확산을 방지하도록 한다.
인슐레이팅 크로스부(223)는 인슐레이팅 사이드부(221) 사이에 배치되며, 서모 아치부(214)의 상부를 커버하여 열의 확산을 방지하도록 한다.
프로텍팅 배리어부(230)의 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 인슐레이팅부(220)의 양 사이드를 선택적으로 커버하며 복수 개의 개공(230h)이 선택적으로 형성되는 구성이다.
프로텍팅 배리어부(230)는 인슐레이팅부(220)의 양 사이드에 높이 방향으로 외벽을 형성하며, 복수 개의 개공(230h)을 구비하게 된다.
또한, 프로텍팅 배리어부(230)는 인슐레이팅부(220)의 하부에 넓이 방향으로 배치되어 복수 개의 개공(230h)을 구비할 수도 있다.
프로텍팅 배리어부(230)의 복수 개의 개공(230h)을 통해 래디에이팅 유닛(300)으로부터 생성된 소정의 전자파가 히팅 유닛(100)으로 조사될 수 있게 된다.
프로텍팅 배리어부(230)의 복수 개의 개공(230h)은 소정의 전자파가 조사되는 출입구가 되며 히팅 유닛(100)을 향하여 내향하는 방향으로 조사되도록 한다. 즉, 래디에이팅 유닛(300)으로부터 생성된 소정의 전자파는 복수 개의 개공(230h)을 통해서만 조사가 가능하며, 히팅 유닛(100)으로 조사된 소정의 전자파는 외부로 누출되는 것을 방지하고자 한다.
또한, 프로텍팅 배리어부(230)는 히팅 유닛(100)으로 조시된 소정의 전자파가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여 소정의 전자파를 차단할 수 있는 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
래디에이팅 유닛(300)의 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 히팅 스토리지 유닛(200)에 선택적으로 제공되어, 용융물이 미리 결정된 온도가 되도록 히팅 유닛(100)을 향하여 소정의 전자파를 선택적으로 조사하는 구성이다.
본 발명에 따른 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치의 래디에이팅 유닛(300)의 경우, 웨이브 제너레이팅(wave generating)부(310), 웨이브 가이딩(wave guiding)부(320), 쿨링(cooling)부(330), 브릿지(bridge)부(340)을 포함하게 된다.
먼저, 웨이브 제너레이팅부(310)의 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 프로텍팅 배리어부(230)의 복수 개의 개공(230h)에 선택적으로 배치되어, 소정의 전자파를 생성하는 복수 개의 구성이다.
웨이브 제너레이팅부(310)는 이미 상용화된 마그네트론과 같거나 유사한 구성과 원리를 활용하여 소정의 전자파를 생성할 수 있는 바, 이에 대한 자세한 기작은 생략하도록 한다.
웨이브 가이딩부(320)의 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 웨이브 제너레이팅부(310)의 일측에 배치되어, 복수 개의 웨이브 제너레이팅부(310)로부터 생성된 소정의 전자파가 복수 개의 개공(230h)을 통과하여, 히팅 플레이트부(110)로 조사되도록 소정의 전자파를 선택적으로 전달하는 복수 개의 구성이다.
웨이브 가이딩부(320)는 웨이브 제너레이팅부(310)로부터 생성된 소정의 전자파를 히팅 유닛(100)으로 전달하는 역할을 한다.
웨이브 가이딩부(320)는 웨이브 제너레이팅부(310) 각각에 개별적으로 설치되며, 웨이브 제너레이팅부(310)로 하여금 미리 설정된 앵글이 상호 독립적으로 형성되도록 한다.
또한, 웨이브 가이딩부(320)는 일측과 타측이 상이한 각도로 형성되어 웨이브 제너레이팅부(310)로 하여금 미리 설정된 앵글로 형성될 수 있도록 한다.
예컨대, 도8에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 앵글은 도8의 (a)와 같이
Figure pat00001
로 형성되며 소정의 전자파는 a방향으로 조사될 수 있다. 또한 미리 설정된 앵글이 도8의 (b)와 같이
Figure pat00002
로 형성되면 소정의 전자파는 b방향으로 조사될 수 있다. 즉 미리 설정된 앵글에 따라서 소정의 전자파가 조사되는 방향의 선택적 조절이 가능하다.
아울러, 복수 개의 웨이브 가이딩부(320)는 상호 교차적으로 배치되어, 복수 개의 웨이브 제너레이팅부(310)로부터 생성된 소정의 전자파 각각이 상충되지 않도록 선택적으로 조사되도록 한다.
예컨대, 도9에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(100)의 좌측, 우측 또는 하부 측에 선택적으로 존재하는 웨이브 제너레이팅부(310)로부터 생성된 소정의 전자파가 히팅 유닛(100)을 향하여 소정의 전자파를 조사할 때, 좌측과 우측의 웨이브 제너레이팅 유닛이 대칭으로 존재할 경우, 각각의 전자파의 충돌이 발생할 수 있다.
이때, 전자파끼리 충돌할 때, 발생하는 충돌 에너지는 히팅 유닛(100), 히팅 스토리지 유닛(200) 또는 래디에이팅 유닛(300) 등의 러너 장치(1)에 전반적인 손상을 일으킬 수 있으며, 전자파의 충돌에 의해 러너 장치(1)의 기능을 상실하게 된다.
따라서, 복수 개의 웨이브 제너레이팅부(310)가 조사하는 소정의 전자파가 어긋나게 즉, 상충하지 않도록 하기위해 상호 교차적으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
쿨링부(330)의 경우, 웨이브 제너레이팅부(310)의 타측에 선택적으로 배치되어, 소정의 전자파 생성시에 웨이브 제너레이팅부(310)로부터 발생되는 소정의 열을 냉각시키는 구성이다.
예컨대, 웨이브 제너레이팅부(310)에서 소정의 전자파를 생성할 때, 열이 발생하며, 이때 발생하는 열이 지속되면 웨이브 제너레이팅부(310)의 고장이 날 수도 있게 된다.
따라서, 쿨링부(330)는 웨이브 제너레이팅부(310)의 고장이나 손상을 방지하기 위해서 웨이브 제너레이팅부(310)의 열을 식혀주는 역할을 하게 된다.
브릿지부(340)의 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 일측은 웨이브 가이딩부(320)에 제공되며 타측은 웨이브 제너레이팅부(310)에 제공되어 웨이브 가이딩부(320)와 웨이브 제너레이팅부(310)를 상호 연결하는 구성이다.
브릿지부(340)는 웨이브 가이딩부(320)로부터 돌출 형성되어 웨이브 제너레이팅부(310)를 상호 연결하는데, 브릿지부(340)의 돌출 각도를 선택적을 조절함에 따라서 소정의 전자파가 상충되지 않도록 콘트롤할 수 있게 된다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
1: 러너 장치
2: 용해로
3: 주조 몰드
100: 히팅 유닛
110: 히팅 플레이트부
120: 제1스프레드부
130: 제2스프레드부
200: 히팅 스토리지 유닛
210: 서모 리텐션부
211: 서모 루프부
212: 서모 사이드부
213: 서모 플로어부
214: 서모 아치부
220: 인슐레이팅부
221: 인슐레이팅 사이드부
222: 인슐레이팅 플로어부
223: 인슐레이팅 크로스부
230: 프로텍팅 배리어부
230h: 복수 개의 개공
300: 래디에이팅 유닛
310: 웨이브 제너레이팅부
320: 웨이브 가이딩부
330: 쿨링부
340: 브릿지부

Claims (10)

  1. 용해로로부터 용융물을 제공받아 주조 몰드로 유동시키는 러너 장치에 있어서,
    상기 용해로로부터 흘러나온 상기 용융물이 유동하는 경로를 제공하며, 상기 용융물을 미리 결정된 온도로 히팅시키는 히팅 유닛(heating unit);
    상기 히팅 유닛을 선택적으로 커버하여 상기 용융물이 상기 미리 결정된 온도를 유지하도록 상기 용융물의 열적 손실을 선택적으로 방지하는 히팅 스토리지 유닛(heating storage unit); 및
    상기 히팅 스토리지 유닛에 선택적으로 제공되어, 상기 용융물이 상기 미리 결정된 온도가 되도록 상기 히팅 유닛을 향하여 소정의 전자파를 선택적으로 조사하는 래디에이팅 유닛(radiating unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히팅 유닛은,
    일측이 상기 용해로와 인접하게 배치되어, 상기 용해로로부터 흘러나온 상기 용융물이 유동되도록 소정의 경로를 형성하는 히팅 플레이트(heating plate)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 히팅 플레이트부는,
    상기 래디에이팅 유닛으로부터 상기 소정의 전자파가 선택적으로 조사되면, 상기 소정의 전자파와의 상호 작용에 의해 소정의 열이 발생하여, 상기 용융물로 하여금 상기 미리 결정된 온도로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 히팅 스토리지 유닛은,
    상기 히팅 플레이트부가 형성하는 상기 소정의 경로를 둘러싸도록 외벽을 선택적으로 형성하여 상기 히팅 플레이트부를 선택적으로 커버하며, 상기 히팅 플레이트로부터 발생하는 상기 소정의 열에 의해 상기 미리 결정된 온도로 상승된 상기 용융물의 온도가 유지되도록 하는 서모 리텐션(thermo retention)부; 및
    상기 서모 리텐션부를 커버하는 외벽을 선택적으로 형성하여 상기 히팅 플레이트부로부터 발생된 상기 소정의 열이 외부로 확산되는 것을 방지하는 인슐레이팅(insulating)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 히팅 스토리지 유닛은,
    상기 인슐레이팅부의 양 사이드를 선택적으로 커버하며, 복수 개의 개공이 선택적으로 형성되는 프로텍팅 배리어(protecting barrier)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 래디에이팅 유닛은,
    상기 프로텍팅 배리어부의 상기 복수 개의 개공에 선택적으로 배치되어, 상기 소정의 전자파를 생성하는 복수 개의 웨이브 제너레이팅(wave generating)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 래디에이팅 유닛은,
    상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부의 일측에 배치되어, 상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부로부터 생성된 상기 소정의 전자파가 상기 복수 개의 개공을 통과하여 상기 히팅 플레이트부로 조사되도록 상기 소정의 전자파를 선택적으로 전달하는 복수 개의 웨이브 가이딩(wave guiding)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 웨이브 가이딩부는,
    상기 웨이브 제너레이팅부의 각각에 개별적으로 설치되고, 상기 웨이브 제너레이팅부 각각으로 하여금 미리 설정된 앵글이 상호 독립적으로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 웨이브 가이딩부는,
    상기 복수 개의 웨이브 가이딩부는 상호 교차적으로 배치되어, 상기 복수 개의 웨이브 제너레이팅부로부터 생성된 상기 소정의 전자파 각각이 상충되지 않도록 선택적으로 조사되는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 래디에이팅 유닛은,
    상기 웨이브 제너레이팅부의 타측에 선택적으로 배치되어, 상기 소정의 전자파 생성시에 상기 웨이브 제너레이팅부로부터 발생되는 소정의 열을 냉각시키는 쿨링(cooling)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파의 선택적 래디에이팅을 통한 용융물의 히팅이 가능한 러너 장치.
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