KR20240062360A - 원심 주조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템은, 용탕을 저장하고, 회전축을 중심으로 일방향으로 회전하는 용해로, 상기 용해로로부터 상기 용탕을 공급받아 출탕구로 가이딩하고, 제1 방향을 따라 선형이동하는 용탕 주입 대야, 상기 용탕 주입 대야의 상기 출탕구로부터 토출되는 상기 용탕을 수용하여 상기 용탕을 원심 주조하는 금형, 및 상기 금형으로부터 주조된 제품을 취출하고, 상기 금형을 주조가능 상태로 정비하는 정비 어셈블리를 포함한다.

Description

원심 주조 시스템{Centrifugal casting system}

본 발명은 원심 주조 시스템 및 이를 이용한 원심 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정비 어셈블리를 통해 자동으로 금형의 정비를 수행하고 주조 효율을 향상시키는 원심 주조 시스템에 관한 것이다.

원심 주조 공법은 원통 형상의 금형을 일방향으로 저속 또는 고속 회전시켜, 금형 내부에 주입한 용탕의 응고에 의해 튜브(tube) 형태의 주조 제품을 생산하기 위한 방식 중 하나이다. 주조 제품을 생산하기 위해 금형 내부에 용탕을 주입하기 이전에, 금형의 수명연장 및 주조의 작업성을 향상시키기 위해 금형 내부에 도형제가 도포된다. 도형제는 주조작업시 주조 제품의 표면결함 감소, 금형 표면의 소모방지에 의한 금형의 수명 연장, 금형으로부터 주조 제품의 용이한 분리를 위한 윤활성 부여, 금형에 발생하는 급격한 열응력의 감소, 금형의 급냉작용의 완화 등과 같이 중요한 기능을 수행한다.

한편, 금형의 내주면에 도형제가 도포된 후, 용탕이 금형 내부로 주입되어 금형의 일방향 회전에 따라 주조 제품이 제조된다. 이후, 주조 제품은 금형의 축방향을 따라 취출되고, 필요에 따라 추가적인 처리를 수행함으로써 제품 생산이 완료된다.

주조 제품이 취출되고 난 후, 금형의 내주면의 적어도 일부에 부착된 잔여 도형제는 박리될 수 있다. 잔여 도형제가 금형 내주면에 남은 상태에서 새로운 도형제를 도포하게 되면, 도형층의 두께가 불균일하게 형성될 수 있으며, 주조 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 주조 제품을 취출한 이후, 금형의 내주면에 잔여하는 도형제를 박리시키는 과정이 필요하다. 작업자는 브러시와 같은 박리 유닛을 금형 내부로 삽입하여 잔여 도형제를 박리 및 외부로 배출시킨다. 이후, 새로운 주조 제품의 제조를 위해 금형 내부에 다시 도형제가 도포된다.

이와 같은 용탕 주입 과정, 제품 취출 과정, 도형제 박리 과정, 및 도형제 도포 과정은 수작업으로 수행되어 작업자의 작업 부담을 가중시키며, 작업자의 수작업으로 이루어지는 상기 과정들은 오랜 시간이 소요되면서도 정밀한 작업이 어려운 문제가 있다.

특히, 일반적으로 산업계에서는 금형으로부터 제품을 취출하기 위한 도구, 도형제를 박리하기 위한 도구, 도형제를 도포하기 위한 도구가 별도로 구비되며, 이와 같은 금형을 정비하기 위한 도구들이 정렬되어 있지 않은 경우, 금형을 정비하기 위한 많은 시간이 소요된다.

또한, 복수의 금형들을 사용하는 경우, 각각의 금형에 대응되는 용탕 주입 대야를 마련해야 하는 문제가 있다.

KR 10-1792538 B1

전술된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 복수의 금형들을 이용하여 원심 주조를 수행하고, 금형들의 정비를 위한 도구들을 일체화한 정비 어셈블리를 포함하는 원심 주조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 용탕을 금형 내부로 주입하기 위한 용탕 주입 대야가 제1 방향으로 선형 이동가능한 원심 주조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 금형의 상태에 따라 정비 어셈블리와 용탕 주입 대야의 위치를 이동시키는 원심 주조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 금형과 용탕 주입 대야를 정렬하는 구성을 포함하는 정비 어셈블리를 포함하는 원심 주조 시스템을 제공한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 원심 주조 시스템은, 용탕을 저장하고, 회전축을 중심으로 일방향으로 회전하는 용해로, 상기 용해로로부터 상기 용탕을 공급받아 출탕구로 가이딩하고, 제1 방향을 따라 선형이동하는 용탕 주입 대야, 상기 용탕 주입 대야의 상기 출탕구로부터 토출되는 상기 용탕을 수용하여 상기 용탕을 원심 주조하는 금형, 및 상기 금형으로부터 주조된 제품을 취출하고, 상기 금형을 주조가능 상태로 정비하는 정비 어셈블리를 포함한다.

또한, 상기 정비 어셈블리는, 상기 금형의 내부로부터 상기 금형의 축방향을 따라 용탕이 주입되는 일단과 대향되는 타단으로 상기 제품을 취출하는 제품 취출 유닛, 상기 금형의 축방향을 따라 상기 금형의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동하며, 상기 금형의 내주면에 부착된 도형제를 박리하여 외부로 배출시키는 도형제 박리 유닛, 및 상기 금형의 축방향을 따라 상기 금형의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동하며, 상기 금형의 내주면에 상기 도형제를 도포하는 도형제 도포 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제품 취출 유닛, 상기 도형제 박리 유닛, 및 상기 도형제 도포 유닛은 상기 제1 방향을 따라 일렬로 순차 배열될 수 있다.

또한, 상기 금형은, 제1 금형 위치에 배치되는 제1 금형, 및 상기 제1 금형과 일정 간격 이격되며, 상기 제1 금형 위치와 상이한 제2 금형 위치에 배치되는 제2 금형을 포함하며, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형은 상기 제1 방향을 따라 나란히 배치되고 상기 제1 방향과 일정 각도를 가지는 제2 방향을 따라 개구될 수 있다.

또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템은, 상기 용탕 주입 대야가 상기 제1 금형의 일단측 제1 위치로부터 상기 제2 금형의 일단측 제2 위치로 이동하기 위한 제1 가이드 레일 유닛, 및 상기 정비 어셈블리가 상기 제1 금형의 타단측 제3 위치로부터 상기 금형의 타단측 제4 위치로 이동하기 위한 제2 가이드 레일 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템은, 상기 용해로, 상기 용탕 주입 대야, 상기 금형, 및 상기 정비 어셈블리 중 적어도 하나의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 금형이 주조 중이고, 상기 제2 금형이 주조 완료 상태일 때, 상기 정비 어셈블리를 제3 위치에서 제4 위치로 이동시키고, 상기 제2 금형이 정비 완료 상태일 때, 상기 정비 어셈블리를 상기 제4 위치에서 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 용탕 주입 대야를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 정비 어셈블리를 제3-1 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 제품 취출 유닛이 제2 방향을 따라 직선 이동함으로써 주조 제품을 취출하도록 제어하고, 상기 정비 어셈블리를 제3-2 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 박리 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리하도록 제어하며, 상기 정비 어셈블리를 제3-3 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 도포 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 도형제를 도포하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 정비 어셈블리는, 상기 금형의 반경방향 중심과 상기 용탕 주입 대야의 출탕구의 반경방향 중심을 정렬하기 위한 센터링 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 정비 어셈블리를 제3-1 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 제품 취출 유닛이 제2 방향을 따라 직선 이동함으로써 주조 제품을 취출하도록 제어하고, 상기 정비 어셈블리를 제3-2 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 박리 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리하도록 제어하며, 상기 정비 어셈블리를 제3-3 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 도포 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 도형제를 도포하도록 제어하고, 상기 정비 어셈블리를 제3-4 위치로 이동시키고 상기 센터링 유닛이 상기 금형의 반경방향 중심과 상기 용탕 주입 대야의 출탕구의 반경방향 중심이 정렬되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어 유닛은 상기 센터링 유닛에 의해 상기 금형과 상기 용탕 주입 대야가 정렬되지 않은 것으로 판단하는 경우, 상기 용탕 주입 대야가 제1 방향으로 이동하도록 제어하여 상기 금형과 상기 용탕 주입 대야를 정렬시킬 수 있다.

전술한 과제 해결 수단과 후술할 구체적인 내용에 따르면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템을 사용함으로써, 일체로 형성된 정비 어셈블리가 사용되므로, 제품 취출 유닛, 도형제 박리 유닛, 및 도형제 도포 유닛을 별도로 정렬할 필요가 없으므로, 신속하게 금형을 주조가능한 상태로 정비할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제품 취출 유닛, 도형제 박리 유닛, 및 도형제 도포 유닛이 상호 인접하여 형성됨으로써, 제품 취출 과정과 도형제 박리 과정 사이, 및 도형제 박리 과정과 도형제 도포 과정 사이에 불필요한 소요시간이 생략 또는 단축되므로, 금형의 신속한 정비 및 원심 주조가 가능한 이점이 있다.

또한, 주조 제품의 생산 속도가 향상되는 이점이 있다.

또한, 용탕 주입 대야와 정비 어셈블리가 각각 가이드 레일 유닛을 따라 제1 방향으로 이동하므로, 복수의 금형에 대응하는 수의 용탕 주입 대야 및 정비 어셈블리를 구비할 필요가 없으며, 모든 금형에 대해 신속하고 정확한 정비 및 용탕 주입이 가능한 이점이 있다.

또한, 제어 유닛이 용탕 주입 대야를 제1 위치 또는 제2 위치로 이동시키고, 정비 어셈블리를 제3 위치 또는 제4 위치로 이동시키므로, 각각의 금형의 정비가 필요하거나 용탕 주입이 필요한 때 신속하게 정비 및/또는 용탕 주입이 가능하게 하여 주조 제품의 생산 속도를 향상시키는 이점이 있다.

또한, 정비 어셈블리의 일 구성인 센터링 유닛에 의해 금형과 용탕 주입 대야가 정확하게 정렬될 수 있고, 주조 제품의 불량률을 최소화하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템의 일 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템의 다른 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템에서, 제1 금형의 원심 주조 상태와 제2 금형의 원심 주조 상태에 따라 정비 어셈블리와 용탕 주입 대야가 배치되는 위치를 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템에서, 센터링 유닛이 구비된 정비 어셈블리를 포함하는 원심 주조 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템에서, 정비 어셈블리가 제3-4 위치에서 금형과 용탕 주입 대야의 중심을 검출하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 9는 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템을 이용한 원심 주조 방법을 설명하기 위한 것이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편, 본 발명에서 언급되는 ‘금형 위치’ 또는 ‘위치’는 xy 평면을 기준으로 형성되는 위치를 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)은 용해로(100), 용탕 주입 대야(200), 및 금형(300)을 포함한다. 용해로(100)는 주조 제품으로 형성되기 위한 용탕을 저장한다. 용해로(100)는 회전축을 중심으로 일방향으로 회전함으로써 용탕을 공급하거나 공급을 중지할 수 있다. 예시적으로, 용해로(100)는 신속한 주조 제품의 생산을 위하여, 후술하는 금형(300)에 대응되는 수로 형성될 수 있다. 예시적으로, 용해로(100)는 제1 용량을 가지는 제1 용해로(101)와, 제2 용량을 가지는 제2 용해로(102)를 포함할 수 있으며, 후술하는 금형(300)이 원심 주조하여 제품을 생산하기 위해 필요한 용탕의 용량에 따라 제1 용해로(101)의 제1 용량과 제2 용해로(102)의 제2 용량은 상이하게 형성될 수도 있다.

용탕 주입 대야(200)는 용해로(100)로부터 용탕을 공급받고, 공급받은 용탕을 금형의 내부로 가이딩할 수 있다. 용탕 주입 대야(200)는 용탕이 임시적으로 저장되는 용탕 주입 대야 본체(201)와, 용탕 주입 대야 본체(201)의 일측으로부터 소정 길이 돌출 및 개구 형성되는 출탕구(202)를 포함할 수 있다. 용탕 주입 대야(200)는 용해로(100)의 틸팅에 의해 용탕 주입 대야 본체(201)의 상부로부터 용탕을 공급받고, 용탕 주입 대야 본체(201)와 연통 형성된 출탕구(202)를 통해 용탕이 금형(300) 측으로 공급될 수 있다. 금형(300)으로 공급되는 용탕의 양, 및 용탕의 속도는 용탕 주입 대야 본체(201)에 저장된 용탕의 양, 출탕구(202)의 형상(출탕구(202)의 단면적, 출탕구(202)의 길이 등)에 따라 변화할 수 있다.

본 발명의 개시된 실시예는 금형(300)을 포함한다. 금형(300)은 용탕 주입 대야(200)의 출탕구(202)로부터 토출되는 용탕을 내부로 수용하여 용탕을 원심 주조할 수 있다. 예시적으로, 금형(300)의 일단에 인접하여 형성된 용탕 주입 대야(200)에 의해, 용탕은 금형(300)의 내부로 금형(300)의 일단으로부터 타단까지 공급될 수 있다. 금형(300)은 일방향으로 회전할 수 있고, 금형(300)의 일방향 회전에 의해 발생하는 원심 회전력에 의해 주조 제품이 형성될 수 있다. 소정 시간 동안, 및/또는 소정 rpm(revolution per minute) 동안 금형(300)이 회전한 후, 금형(300)의 외주면은 냉각될 수 있다. 금형(300)을 냉각시키는 방법으로는 수냉식, 공냉식 등 알려진 냉각 방식이 사용될 수 있다. 냉각되는 금형(300)에 의해, 주조 제품 또한 취출될 때 변형되지 않도록 응고될 수 있다. 냉각된 주조 제품은 금형(300)의 축방향으로 취출될 수 있고, 추가적인 표면 처리 등 가공 과정을 거쳐 사용될 수 있다. 이 때 제조된 주조 제품은 석유화학용 크래킹 튜브(cracking tube)일 수 있고, 소구경 장축 튜브일 수 있다. 다만, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 동작에 의해 생산되는 주조 제품이 반드시 소구경 장축 크래킹 튜브에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 일 구성인 금형(300)은 복수개로 형성될 수 있다. 예시적으로, 금형(300)은 제1 금형 위치에 배치되는 제1 금형(301)과, 제2 금형 위치에 배치되는 제2 금형(302)을 포함할 수 있다. 이 때, 제2 금형(302)은 제1 금형(301)과 일정 간격 이격되어 형성될 수 있고, 제2 금형(302)이 배치된 제2 금형 위치는 제1 금형(301)이 배치된 제1 금형 위치와 상이할 수 있다.

한편, 제1 금형(301)과 제2 금형(302)은 제1 방향(예를 들면, 도 1의 y축 양의 방향 또는 y축 음의 방향)을 따라 나란히 배치될 수 있다. 또한, 제1 금형(301)과 제2 금형(302)은 제1 방향과 일정 각도를 가지는 제2 방향(예를 들면, 도 1의 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 개구될 수 있다. 예시적으로, 제1 금형(301)과 제2 금형(302)은 x축 방향으로 개구되며, y축 방향을 따라 나란히 배치됨으로써 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1) 내에서 병렬 배치된 형상을 가질 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 일 구성인 정비 어셈블리(400)에 대해 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)은 정비 어셈블리(400)를 포함한다. 정비 어셈블리(400)는 금형(300)에 용탕이 주입되기 전후에 금형을 주조가능한 상태로 정비하는 역할을 수행한다. 예시적으로, 정비 어셈블리(400)는 금형(300)으로부터 원심 주조된 제품을 취출하고, 금형(300)을 주조가능 상태로 정비할 수 있다. 보다 상세하게는, 정비 어셈블리(400)는 주조 제품을 금형(300)의 내주면으로부터 분리할 수 있고, 주조 제품이 분리된 금형(300) 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 금형(300) 외부로 박리할 수 있으며, 잔여 도형제가 박리된 금형(300)의 내주면에 새로운 도형제를 도포할 수도 있다. 이와 같이 정비 어셈블리(400)를 통해 금형(300)이 정비됨으로써, 금형(300)의 성능이 장기간 높게 유지될 수 있으며, 주조 제품의 불량 발생을 최소화할 수 있다.

본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)에서, 정비 어셈블리는 제품 취출 유닛(410)을 포함할 수 있다. 제품 취출 유닛(410)은 금형(300)의 내부로부터 금형(300)의 축방향을을 따라 용탕이 주입되는 일단과 대향되는 타단으로 주조 제품을 취출할 수 있다. 예시적으로, 제품 취출 유닛(410)은 반경방향으로 확장되는 클로(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 클로를 확장시키는 조우(미도시)를 포함할 수 있다.

먼저, 제품 취출 유닛(410)은 금형(300)과 정렬될 수 있다. 예시적으로, 제품 취출 유닛(410)의 반경방향 중심은 금형(300)의 반경방향 중심에 대응되도록 정렬될 수 있다. 이후, 제품 취출 유닛(410)의 적어도 일부분은 금형(300)의 축방향으로 이동(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향으로 이동)하여 금형(300)의 내부로 진입될 수 있고, 제품 취출 유닛(410)의 일단은 반경방향으로 확장되어 전술한 클로와 같은 지지 수단으로 주조 제품을 지지할 수 있다. 지지 수단이 주조 제품을 지지하면, 제품 취출 유닛(410)은 금형(300)의 외부로 인출되도록 이동(예를 들면, 도 1에서 x축 음의 방향으로 이동)할 수 있고, 제품 취출 유닛(410)의 인출과 함께 주조 제품이 금형(300)의 내주면으로부터 분리되어 외부로 취출될 수 있다. 취출된 주조 제품은 별도의 적재 공간에 보관될 수 있고, 추가적인 표면 처리를 거쳐 튜브로 완성될 수 있다.

또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)에서, 정비 어셈블리(400)는 도형제 박리 유닛(420)을 포함할 수 있다. 도형제 박리 유닛(420)은 주조 제품이 취출된 후 금형(300)의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리할 수 있다. 도형제 박리 유닛(420)은 금형(300)의 축방향(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 금형(300)의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동할 수 있다. 도형제 박리 유닛(420)이 금형(300)의 타단과 일단 사이의 금형(300) 내부를 선형 왕복 이동함으로써, 잔여 도형제를 금형(300) 내주면으로부터 물리적으로 제거할 수 있다.

도형제 박리 유닛(420)은 일종의 브러시(brush) 형상으로 형성될 수 있다. 도형제 박리 유닛(420)의 적어도 일부분은 금형(300)의 타단으로부터 일단까지 삽입될 수 있고, 금형(300)의 축방향으로 2-3회 왕복 운동함으로써 잔여 도형제를 제거할 수 있다. 경우에 따라, 도형제 박리 유닛(420)은 에어 블로워(미도시)를 포함하여, 박리된 잔여 도형제를 금형(300)의 외부로 배출시킬 수도 있다.

도형제 박리 유닛(420)은 전술한 제품 취출 유닛(410)에 인접하여 형성될 수 있다. 예시적으로, 도형제 박리 유닛(420)은 제품 취출 유닛(410)을 기준으로 제1 방향으로 소정 간격 이격 형성될 수 있다. 따라서, 제품 취출 유닛(410)에 의해 주조 제품이 취출된 후, 정비 어셈블리(400)는 상기 소정 간격만큼 이동하여 도형제 박리 유닛(420)에 의한 잔여 도형제의 박리를 수행할 수 있다. 이와 같이, 도형제 박리 유닛(420)이 제품 취출 유닛(410)에 인접하여 형성됨으로써, 제품 취출 과정과 도형제 박리 과정 사이의 불필요한 소요시간이 생략될 수 있으므로, 금형(300)의 신속한 정비 및 원심 주조가 가능한 이점이 있다. 이러한 이점에 의해, 주조 제품의 생산 속도 또한 향상되는 이점 또한 가진다.

또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)에서, 정비 어셈블리(400)는 도형제 도포 유닛(430)을 포함할 수 있다. 도형제 도포 유닛(430)은 잔여 도형제가 박리된 후 금형(300)의 내주면에 새로운 도형제롤 도포할 수 있다. 도형제 도포 유닛(430)은 금형(300)의 축방향(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 금형(300)의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동할 수 있다. 도형제 도포 유닛(430)이 금형(300)의 타단과 일단 사이의 금형(300) 내부를 선형 왕복 이동함으로써, 새로운 도형제를 금형(300) 내주면에 도포할 수 있다.

도형제 도포 유닛(430)은 적어도 하나의 분사 노즐(미도시)을 포함할 수 있다. 도형제 도포 유닛(430)의 적어도 일부분은 금형(300)의 타단으로부터 일단까지 삽입될 수 있고, 금형(300)의 축방향으로 2-3회 왕복 운동함으로써 도형제를 도포할 수 있다. 적어도 하나의 분사 노즐은 일정한 주기에 따라 동작하여 금형(300)의 내주면에 균일한 도형층을 형성할 수 있다.

또한, 도형제 도포 유닛(430)은 전술한 도형제 박리 유닛(420)에 인접하여 형성될 수 있다. 예시적으로, 도형제 도포 유닛(430)은 도형제 박리 유닛(420)을 기준으로 제1 방향으로 소정 간격 이격 형성될 수 있다. 따라서, 도형제 박리 유닛(420)에 의해 잔여 도형제가 박리된 후, 정비 어셈블리(400)는 상기 소정 간격만큼 이동하여 도형제 도포 유닛(430)에 의한 신규 도형제의 도포를 수행할 수 있다. 이와 같이, 도형제 도포 유닛(430)이 도형제 박리 유닛(420)에 인접하여 형성됨으로써, 도형제 박리 과정과 도형제 도포 과정 사이의 불필요한 소요시간이 생략될 수 있으므로, 금형(300)의 신속한 정비 및 원심 주조가 가능한 이점이 있다. 이러한 이점에 의해, 주조 제품의 생산 속도 또한 향상되는 이점 또한 가진다.

전술한 내용과 같이, 정비 어셈블리(400)는 제품 취출 유닛(410), 도형제 박리 유닛(420), 및 도형제 도포 유닛(430)이 일체로 형성됨으로써, 도형제 박리 유닛(420), 및 도형제 도포 유닛(430)이 항상 정렬된 상태로 배치된다. 따라서, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 사용자는 정비를 위한 각각의 유닛들(410, 420, 430)을 사용하기 위해 별도로 정렬할 필요가 없으며, 이에 따라 신속하게 금형(300)을 주조가능한 상태로 정비할 수 있는 이점이 있다.

또한, 정비 어셈블리(400)의 제품 취출 유닛(410), 도형제 박리 유닛(420), 및 도형제 도포 유닛(430)이 상호 인접하게 형성됨으로써, 제품 취출 과정, 도형제 박리 과정, 및 도형제 도포 과정 사이에 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 이와 같은 이점을 극대화하기 위해, 정비 어셈블리(400)의 제품 취출 유닛(410), 도형제 박리 유닛(420), 및 도형제 도포 유닛(430)은 제1 방향(예를 들면, 도 1에서 y축 양의 방향 또는 y축 음의 방향)을 따라 일렬로 순차 배열될 수 있다. 제품 취출 유닛(410), 도형제 박리 유닛(420), 및 도형제 도포 유닛(430)이 일렬로 순차 배열됨으로써, 제품 취출 과정이 종료된 후 도형제 박리 과정이 수행되기 위해 도형제 박리 유닛(420)이 금형(300)에 정렬되기 위한 소요시간이 최소화되고, 도형제 박리 과정이 종료된 후 도형제 도포 과정이 수행되기 위해 도형제 도포 유닛(430)이 금형(300)에 정렬되기 위한 소요시간이 최소화될 수 있다.

이하에서는, 용탕 주입 대야(200)와 정비 어셈블리(400)가 이동하기 위한 가이드 레일 유닛(500) 구성에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)은 가이드 레일 유닛(500)을 포함한다. 가이드 레일 유닛(500)은 용탕 주입 대야(200)와 정비 어셈블리(400)의 저면에 형성될 수 있으며, 용탕 주입 대야(200) 및 정비 어셈블리(400)를 일방향으로 선형 이동시킬 수 있다.

예시적으로, 가이드 레일 유닛(500)은 제1 가이드 레일 유닛(510)을 포함할 수 있다. 제1 가이드 레일 유닛(510)은 용탕 주입 대야(200)가 제1 금형(301)의 일단측 제1 위치로부터 제2 금형(302)의 일단측 제2 위치로 이동하기 위한 경로를 제공할 수 있다. 제1 가이드 레일 유닛(510)은 상호 평행하게 형성된 제1 레일(511)과 제2 레일(512)을 포함할 수 있으며, 용탕 주입 대야(200)가 제1 금형(301) 및 제2 금형(302)에 대하여 일정한 거리를 유지하면서 제1 방향(예를 들면, 도 1에서 y축 양의 방향 또는 y축 음의 방향)을 따라 평행이동하도록 할 수 있다. 전술한 내용에서는 제1 가이드 레일 유닛(510)이 용탕 주입 대야(200)를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하기 위한 경로를 제공하는 것으로 설명되었으나, 제1 가이드 레일 유닛(510)은 용탕 주입 대야(200)가 제2 금형(302)의 일단측 제2 위치로부터 제1 금형(301)의 일단측 제1 위치로 이동하기 위한 경로를 제공할 수도 있다. 즉, 제1 가이드 레일 유닛(510)에 의해, 용탕 주입 대야(200)는 제1 금형(301)의 일단측 제1 위치와 제2 금형(302)의 일단측 제2 위치를 선형 왕복 이동할 수 있다. 이에 따라, 복수의 금형(300)들을 사용하는 원심 주조 산업 현장에서, 각각의 금형(300)들에 대응되는 용탕 주입 대야(200)를 구비할 필요가 없으며, 하나의 용탕 주입 대야(200)로 운용되는 모든 금형(300)에 대해 신속하고 정확한 용탕 주입이 가능한 이점이 있다.

다른 예시로, 가이드 레일 유닛(500)은 제2 가이드 레일 유닛(520)을 포함할 수 있다. 제2 가이드 레일 유닛(520)은 정비 어셈블리(400)가 제1 금형(301)의 타단측 제3 위치로부터 제2 금형(302)의 타단측 제4 위치로 이동하기 위한 경로를 제공할 수 있다. 제2 가이드 레일 유닛(520)은 상호 평행하게 형성된 제3 레일(521)과 제4 레일(522)을 포함할 수 있으며, 정비 어셈블리(400)가 제1 금형(301) 및 제2 금형(302)에 대하여 일정한 거리를 유지하면서 제1 방향(예를 들면, 도 1에서 y축 양의 방향 또는 y축 음의 방향)을 따라 평행이동하도록 할 수 있다. 전술한 내용에서는 제2 가이드 레일 유닛(520)이 정비 어셈블리(400)를 제3 위치로부터 제4 위치로 이동하기 위한 경로를 제공하는 것으로 설명되었으나, 제2 가이드 레일 유닛(520)은 정비 어셈블리(400)가 제2 금형(302)의 타단측 제4 위치로부터 제1 금형(301)의 타단측 제3 위치로 이동하기 위한 경로를 제공할 수도 있다. 즉, 제2 가이드 레일 유닛(520)에 의해, 정비 어셈블리(400)는 제1 금형(301)의 타단측 제3 위치와 제2 금형(302)의 타단측 제4 위치를 선형 왕복 이동할 수 있다. 이에 따라, 정비 어셈블리(400)를 복수개 구비할 필요가 없으며, 하나의 정비 어셈블리(400)로 운용되는 모든 금형(300)에 대해 신속하고 정확한 정비가 가능한 이점이 있다.

한편, 용탕 주입 대야(200)의 제1 위치는 정비 어셈블리(400)의 제3 위치와 대응될 수 있고, 용탕 주입 대야(200)의 제2 위치는 정비 어셈블리(400)의 제4 위치와 대응될 수 있다. 예시적으로, 제1 금형(301)의 축방향을 기준으로, 용탕 주입 대야(200)의 제1 위치는 정비 어셈블리(400)의 제3 위치와 동일 선상에 형성될 수 있으며, 제2 금형(302)의 축방향으로 기준으로, 용탕 주입 대야(200)의 제2 위치는 정비 어셈블리(400)의 제4 위치와 동일 선상에 형성될 수 있다. 다만, 신속한 금형(300)의 정비와 원심 주조를 위해서, 용탕 주입 대야(200)의 위치와 정비 어셈블리(400)의 위치는 엇갈려 형성될 수 있다. 해당 내용에 대해서는 후술한다.

이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)은 제어 유닛(600)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(600)은 용해로(100), 용탕 주입 대야(200), 금형(300), 정비 어셈블리(400) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 예시적으로, 제어 유닛(600)은 용해로(100)가 일방향으로 틸팅 회전되도록 용해로(100)를 제어할 수 있다. 다른 예시로, 제어 유닛(600)은 용탕 주입 대야(200)가 제1 위치에서 제2 위치로, 또는 제2 위치에서 제1 위치로 이동하도록 제어할 수 있다. 또다른 예시로, 제어 유닛(600)은 금형(300)들 중 적어도 하나가 회전하여 원심 주조 과정을 수행하거나 회전을 정지하여 원심 주조 과정을 종료하도록 금형(300)을 제어할 수 있다. 또다른 예시로, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)가 금형(300)을 정비하기 위해 금형(300)에 인입 또는 인출되도록 제어하거나, 정비 어셈블리(400)가 제3 위치에서 제4 위치로, 또는 제4 위치에서 제3 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.

이하에서는, 제어 유닛(600)에 의해 제어되는 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 동작에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 일 동작을 설명하기 위한 것이고, 도 4는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)의 다른 동작을 설명하기 위한 것이며, 도 5는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)에서, 제1 금형(301)의 원심 주조 상태와 제2 금형(302)의 원심 주조 상태에 따라 정비 어셈블리(400)와 용탕 주입 대야(200)가 배치되는 위치를 설명하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템(1)에서, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)와 용탕 주입 대야(200)가 엇갈려 배치되도록 제어할 수 있다. 보다 상세하게는, 제어 유닛(600)은, 제1 금형(301)이 주조 중이고 제2 금형(302)이 주조 완료 상태일 때, 정비 어셈블리(400)를 제3 위치(P3)에서 제4 위치(P4)로 이동시키고, 제2 금형(302)이 정비 완료 상태일 때, 정비 어셈블리(302)를 제4 위치(P4)에서 제3 위치(P3)로 이동시키고, 용탕 주입 대야(200)를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킬 수 있다.

주조 제품을 생산할 때, 복수의 금형(300)들이 각각 원심 주조를 수행할 때, 원심 주조가 완료되는 시점이 상이할 수 있다. 따라서, 원심 주조가 완료되는 대로 원심 주조를 완료한 금형(300)을 먼저 정비하고 용탕을 공급하여 연속적인 주조가 가능하도록 하여야 한다. 상기와 같은 조건을 만족시키기 위해, 제어 유닛(600)은 일련의 경우들에 대응되는 동작을 제어함으로써 주조 제품의 생산 효율을 향상시킨다.

임의의 제1 경우에서, 제1 금형(301)의 원심 주조가 완료되고 제2 금형(302)의 원심 주조가 진행 중인 경우, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)가 제1 금형(301)의 타단측 제3 위치(P3)로 이동하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)가 원심 주조가 완료된 금형(300)의 타단 측으로 이동하도록 제어함으로써, 신속하게 원심 주조된 주조 제품을 취출하고 금형을 주조가능한 상태로 정비하도록 제어한다.

이와 같은 경우에서, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-1 위치로 이동시키고 정비 어셈블리(400)에 포함된 제품 취출 유닛(410)이 제2 방향(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 직선 이동함으로써 주조 제품을 취출하도록 제어한다. 즉, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-1 위치로 이동시켜 제품 취출 유닛(410)과 제1 금형(301)을 정렬시킨 다음, 제품 취출 유닛(410)이 안정적으로 주조 제품을 취출할 수 있도록 제어할 수 있으며, 제3-1 위치는 제품 취출 유닛(410)과 제1 금형(301)이 상호 축방향 정렬되었을 때의 정비 어셈블리(400)의 위치를 의미할 수 있다.

또한, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-2 위치로 이동시키고 정비 어셈블리(400)에 포함된 도형제 박리 유닛(420)이 제2 방향(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 직선 왕복 이동함으로써 금형(300)의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리하도록 제어한다. 즉, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-2 위치로 이동시켜 도형제 박리 유닛(420)과 제1 금형(301)을 정렬시킨 다음, 도형제 박리 유닛(420)이 안정적으로 잔여 도형제를 박리할 수 있도록 제어할 수 있으며, 제3-2 위치는 도형제 박리 유닛(420)과 제1 금형(301)이 상호 축방향 정렬되었을 때의 정비 어셈블리(400)의 위치를 의미할 수 있다.

또한, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-3 위치로 이동시키고 정비 어셈블리(400)에 포함된 도형제 도포 유닛(430)이 제2 방향(예를 들면, 도 1에서 x축 양의 방향 또는 x축 음의 방향)을 따라 직선 왕복 이동함으로써 금형(300)의 내주면에 (새로운) 도형제를 도포하도록 제어한다. 즉, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-3 위치로 이동시켜 도형제 도포 유닛(430)과 제1 금형(301)을 정렬시킨 다음, 도형제 도포 유닛(430)이 안정적으로 도형제를 제1 금형(301) 내부에 도포할 수 있도록 제어할 수 있으며, 제3-3 위치는 도형제 도포 유닛(430)과 제1 금형(301)이 상호 축방향 정렬되었을 때의 정비 어셈블리(400)의 위치를 의미할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 정비 어셈블리(400) 내에서 제품 취출 유닛(410)과 도형제 박리 유닛(420)은 상호 인접하게 형성되고, 도형제 박리 유닛(420)과 도형제 도포 유닛(430)은 상호 인접하게 형성되므로, 정비 어셈블리(400)의 제3-1위치와 제3-2 위치 사이의 간격과 제3-2 위치와 제3-3 위치 사이의 간격은 최소화될 수 있다. 따라서, 제품 취출 과정, 도형제 박리 과정, 및 도형제 도포 과정 사이에 정비 어셈블리(400)에 포함된 각각의 유닛(410, 420, 430)들이 금형(300)에 정렬되기까지 소요되는 시간이 최소화될 수 있고, 신속한 금형(300)의 정비가 가능하고 원활한 제품 주조 및 생산이 가능한 이점이 있다.

한편, 전술한 내용은 정비 어셈블리(400)가 제3 위치(P3)로 이동하여 정비 과정을 수행하는 내용에 관한 것이나, 정비 어셈블리(400)가 제4 위치로(P4) 이동하여 정비 과정을 수행하는 경우, 제4-1 위치에서 제품 취출 유닛(410)의 제품 취출 과정, 제4-2 위치에서 도형제 박리 유닛(420)의 도형제 박리 과정, 및 제4-3 위치에서 도형제 도포 유닛(430)의 도형제 도포 과정이 제2 금형(302)에 대해 수행될 수 있다.

임의의 제2 경우에서, 제어 유닛(600)의 제어에 의해 정비 어셈블리(400)의 제1 금형(301) 정비 과정이 완료되면, 제1 금형(301)은 주조가능한 상태로 준비된다. 이 때, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)가 제2 금형(302)의 타단측 제4 위치(P4)로 이동하도록 제어할 수 있고, 용탕 주입 대야(200)가 제1 금형(301)의 일단측 제1 위치(P1)로 이동하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 정비된 금형(300)에 신속하게 용탕이 주입될 수 있고, 금형(300)의 원심 주조 과정 간 낭비되는 시간을 최소화하는 이점이 있다.

임의의 제3 경우에서, 제어 유닛(600)의 제어에 의해 용탕 주입 대야(200)가 제1 위치(P1)로 이동하여 제1 금형(301)에 용탕을 주입하고, 제2 금형(302)의 원심 주조가 완료된 경우, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3 위치에서 제4 위치로 이동시켜 제2 금형(302)의 정비를 수행하도록 제어하거나, 이미 제4 위치로 이동한 정비 어셈블리(400)가 제2 금형(302)의 정비를 수행하도록 제어할 수 있다.

임의의 제4 경우에서, 제어 유닛(600)의 제어에 의해 정비 어셈블리(400)가 제2 금형(302)을 주조가능한 상태로 정비하면, 용탕 주입 대야(200)를 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동시켜 신속한 용탕 주입 및 원심 주조가 수행되도록 제어할 수 있다.

한편, 전술한 내용은, 특정 금형(300)의 원심 주조가 완료되면 해당 금형(300)의 타단측에 대응되는 위치로 정비 어셈블리(400)가 이동하고, 특정 금형(300)의 정비가 완료되면 해당 금형(300)의 일단측에 대응되는 위치로 용탕 주입 대야(200)가 이동하는 것으로 설명되었다. 그러나, 필요에 따라, 정비 어셈블리(400)는 특정 금형(300)의 정비가 완료되면 해당 금형(300)을 제외한 다른 금형(300)의 타단측에 대응되는 위치로 미리 이동할 수 있으며, 이동한 위치에 대응되는 금형(300)의 원심 주조가 완료되자마자 제품 취출 과정, 도형제 박리 과정, 및 도형제 도포 과정이 수행될 수도 있다.

동일한 취지로, 용탕 주입 대야(200)는 특정 금형(300)에 용탕을 주입 완료하면 해당 금형(300)을 제외한 다른 금형(300)의 일단측에 대응되는 위치로 미리 이동할 수 있으며, 이동한 위치에 대응되는 금형(300)의 정비가 완료되자마자 용해로(100)가 저장한 용탕을 전달받아 금형(300)에 용탕을 주입할 수도 있다. 이러한 경우, 용탕 주입 대야(200)와 정비 어셈블리(400)가 각각 용탕 주입 및 정비가 예상되는 금형(300)의 일측면 및 타측면으로 미리 이동하여 대기하므로, 보다 신속한 제품 생산이 가능한 이점이 있다.

이하에서는, 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)에 대해 설명한다. 다만, 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)은 정비 어셈블리(400)의 일 구성인 센터링 유닛(440)을 추가로 포함하고 있은 것으로, 다른 구성요소들은 전술한 원심 주조 시스템(1)과 동일한 바, 이미 설명한 구성들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템에서, 센터링 유닛(440)이 구비된 정비 어셈블리(400)를 포함하는 원심 주조 시스템(2)의 개략도이고, 도 7은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)의 블록도이며, 도 8은 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)에서, 정비 어셈블리(400)가 제3-4 위치에서 금형(300)과 용탕 주입 대야(200)의 중심을 검출하는 과정을 설명하기 위한 것이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)은 용해로(100), 용탕 주입 대야(200), 금형(300), 및 정비 어셈블리(400)를 포함할 수 있다. 이 때, 정비 어셈블리(400)는 전술한 제품 취출 유닛(410), 도형제 박리 유닛(420), 도형제 도포 유닛(430)에 더하여, 센터링 유닛(440)을 더 포함할 수 있다.

예시적으로, 센터링 유닛(440)은 금형(300)의 반경방향 중심과 용탕 주입 대야(200)의 출탕구(202)의 반경방향 중심을 정렬하기 위해 마련될 수 있다. 용탕 주입 대야(200)가 금형(300)과 정확하게 정렬되지 않는 경우, 용탕의 누출 또는 용탕의 불균일한 주입이 수행될 우려가 있다. 또한, 용탕은 높은 온도를 가지므로, 용탕 주입 대야(200) 측에 용탕 주입 대야(200)와 금형(300)이 올바르게 정렬되었는지 확인하기 위한 센서를 구비하기 어렵다. 따라서, 정비 어셈블리(400)의 일 구성으로 센터링 유닛(440)을 구비함으로써 용탕 온도의 영향을 상대적으로 덜 받는 금형(300) 타단측에서 용탕 주입 대야(200)와 금형(300)의 정렬 여부를 측정할 수 있다.

센터링 유닛(440)은 도형제 도포 유닛(430)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 예시적으로, 센터링 유닛(440)은 도형제 도포 유닛(430)을 기준으로 도형제 박리 유닛(420)이 형성된 방향의 반대방향으로 소정 간격 이격 배치될 수 있다.

또한, 제어 유닛(600)이 본 발명의 개시된 다른 실시예에 따른 원심 주조 시스템(2)에서 정비 어셈블리(400)가 금형(300)을 정비할 때, 제품 취출 과정, 도형제 박리 과정, 도형제 도포 과정에 이어서 센터링 유닛(440)에 의한 정렬 과정을 수행할 수 있다. 예시적으로, 정비 어셈블리(400)가 제3-3 위치에서 도형제 도포 과정을 수행한 후, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-4 위치(P34)로 이동시키고 센터링 유닛(440)이 금형(300)의 반경방향 중심과 용탕 주입 대야(200)의 출탕구(202)의 반경방향 중심이 정렬되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(600)은 정비 어셈블리(400)를 제3-4 위치로 이동시켜 센터링 유닛(440)과 제1 금형(301)을 정렬시킨 다음, 센터링 유닛(440)이 제1 금형(301)과 용탕 주입 대야(200)의 출탕구의 정렬을 정확히 측정할 수 있도록 제어할 수 있으며, 제3-4 위치는 센터링 유닛(440)과 제1 금형(301)이 상호 축방향 정렬되었을 때의 정비 어셈블리(400)의 위치를 의미할 수 있다.

센터링 유닛(440)은 제1 금형(301)의 타단측으로부터 제1 금형(301)의 일단측을 향하는 방향으로의 이미지를 획득할 수 있으며, 제1 금형(301)의 반경방향 중심과 출탕구(202)의 반경방향 중심이 소정 편심량 이내로 형성되어 있으면 제어 유닛(600)은 용탕 주입 대야(200)와 금형(300)이 정밀하게 정렬된 것으로 판단할 수 있고, 용해로(100)를 제어하여 금형(300)에 용탕을 주입할 수 있다.

반면, 제어 유닛(600)은 센터링 유닛(440)에 의해 금형(300)과 용탕 주입 대야가 정렬되지 않은 것으로 판단하는 경우, 용탕 주입 대야(200)가 제1 방향(예를 들면, y축 양의 방향 또는 y축 음의 방향)으로 이동하도록 제어하여 금형(300)과 용탕 주입 대야(200)를 정밀하게 정렬시킬 수 있다. 센터링 유닛(440)에 의해 금형(300)과 용탕 주입 대야(200)가 보다 정확히 정렬되므로, 용탕의 주입에 따른 주조 제품의 불량률이 최소화되는 이점이 있다.

도 9는 본 발명의 개시된 실시예에 따른 원심 주조 시스템을 이용한 원심 주조 방법을 설명하기 위한 것이다.

전술한 원심 주조 시스템을 이용한 원심 주조 방법은, 금형 정비 단계(S110), 용탕 주입 단계(S120), 원심 주조 단계(S130), 및 제품 취출 단계(S140)를 포함한다. 금형 정비 단계(S110)는 정비 어셈블리 중 도형제 박리 유닛이 금형 내부에 잔여하는 잔여 도형제를 박리 및 제거하고, 도형제 도포 유닛이 새로운 도형제를 금형의 내주면에 도포하는 단계일 수 있다.

용탕 주입 단계(S120)는 금형 정비 단계(S110)가 완료된 후, 금형의 일단측에 용탕 주입 대야가 배치되고, 용탕 주입 대야가 배치된 위치에 대응되는 용해로가 틸팅되어 용탕을 공급함으로써 금형 내부로 용탕이 공급되는 단계일 수 있다.

경우에 따라, 용탕이 공급되기 이전에, 금형과 용탕 주입 대야가 정렬되었는지 판단하는 정렬 단계(미도시)가 수행될 수 있다. 정비 어셈블리 중 센터링 유닛에 의해, 금형의 반경방향 중심과 용탕 주입 대야의 반경방향 중심의 정렬 여부가 검출될 수 있고, 제어 유닛은 검출 결과에 따라 용탕 주입 대야의 미세한 이동을 가능하게 한다.

금형 내부에 용탕이 주입되면, 금형이 일방향으로 회전 운동하는 원심 주조 단계(S130)가 수행될 수 있다. 제어 유닛은 금형 본체의 외주면에 닿는 롤러(미도시)에 전원을 공급하여 금형을 일방향으로 회전시킬 수 있다. 전원이 공급되는 롤러는 주동 롤러, 금형을 지지하는 롤러는 종동 롤러로 지칭할 수 있다. 금형(300)의 회전에 의해 용탕이 함께 회전할 수 있으며, 중공형의 주조 제품이 제조될 수 있다.

원심 주조 단계(S130)에 의해 용탕이 응고되면 제품 취출 단계(S140)가 수행될 수 있다. 제어 유닛은 정비 어셈블리에 포함된 제품 취출 유닛을 제어하여 주조 제품을 금형의 내주면과 분리하여 축방향으로 인출할 수 있다. 인출된 주조 제품은 추가적인 가공을 거쳐 완성될 수 있다.

경우에 따라, 금형을 일정 온도 이하로 냉각시키는 냉각 단계가 더 포함될 수 있다. 냉각 단계에서, 금형은 공냉식 또는 수냉식으로 냉각될 수 있다. 금형이 냉각됨에 따라, 주조 제품 또한 빠르게 응고될 수 있으며, 주조 제품을 취출하기까지의 시간이 단축된다.

한편, 전술한 금형 정비 단계(S110), 용탕 주입 단계(S120), 원심 주조 단계(S130), 및 제품 취출 단계(S140)는 순환 구조를 가지는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 제품 취출 단계(S140) 이후 다시 금형 정비 단계(S110)가 수행되고, 용탕 주입 단계(S120)가 수행되며, 원심 주조 단계(S130)가 수행될 수 있다.

본 발명의 원심 주조 시스템을 이용한 원심 주조 방법은 전술한 원심 주조 시스템이 가지는 특징들 및 이에 따른 기술적 효과를 가지는 것으로 이해되어야 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 2: 원심 주조 시스템
100: 용해로 200: 용탕 주입 대야
300: 금형 301: 제1 금형
302: 제2 금형 400: 정비 어셈블리
410: 제품 취출 유닛 420: 도형제 박리 유닛
430: 도형제 도포 유닛 440: 센터링 유닛
500: 가이드 레일 유닛 510: 제1 가이드 레일 유닛
520: 제2 가이드 레일 유닛 600: 제어 유닛
S110: 금형 정비 단계 S120: 용탕 주입 단계
S130: 원심 주조 단계 S140: 제품 취출 단계

Claims (11)

1. 용탕을 저장하고, 회전축을 중심으로 일방향으로 회전하는 용해로;
   상기 용해로로부터 상기 용탕을 공급받아 출탕구로 가이딩하고, 제1 방향을 따라 선형이동하는 용탕 주입 대야;
   상기 용탕 주입 대야의 상기 출탕구로부터 토출되는 상기 용탕을 수용하여 상기 용탕을 원심 주조하는 금형; 및
   상기 금형으로부터 주조된 제품을 취출하고, 상기 금형을 주조가능 상태로 정비하는 정비 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 정비 어셈블리는,
   상기 금형의 내부로부터 상기 금형의 축방향을 따라 용탕이 주입되는 일단과 대향되는 타단으로 상기 제품을 취출하는 제품 취출 유닛;
   상기 금형의 축방향을 따라 상기 금형의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동하며, 상기 금형의 내주면에 부착된 도형제를 박리하여 외부로 배출시키는 도형제 박리 유닛; 및
   상기 금형의 축방향을 따라 상기 금형의 타단과 일단 사이를 선형 왕복 이동하며, 상기 금형의 내주면에 상기 도형제를 도포하는 도형제 도포 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제품 취출 유닛, 상기 도형제 박리 유닛, 및 상기 도형제 도포 유닛은 상기 제1 방향을 따라 일렬로 순차 배열되는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형은,
   제1 금형 위치에 배치되는 제1 금형; 및
   상기 제1 금형과 일정 간격 이격되며, 상기 제1 금형 위치와 상이한 제2 금형 위치에 배치되는 제2 금형;을 포함하며,
   상기 제1 금형 및 상기 제2 금형은 상기 제1 방향을 따라 나란히 배치되고 상기 제1 방향과 일정 각도를 가지는 제2 방향을 따라 개구된 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 용탕 주입 대야가 상기 제1 금형의 일단측 제1 위치로부터 상기 제2 금형의 일단측 제2 위치로 이동하기 위한 제1 가이드 레일 유닛; 및
   상기 정비 어셈블리가 상기 제1 금형의 타단측 제3 위치로부터 상기 금형의 타단측 제4 위치로 이동하기 위한 제2 가이드 레일 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 용해로, 상기 용탕 주입 대야, 상기 금형, 및 상기 정비 어셈블리 중 적어도 하나의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어 유닛은,
   상기 제1 금형이 주조 중이고, 상기 제2 금형이 주조 완료 상태일 때, 상기 정비 어셈블리를 제3 위치에서 제4 위치로 이동시키고,
   상기 제2 금형이 정비 완료 상태일 때, 상기 정비 어셈블리를 상기 제4 위치에서 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 용탕 주입 대야를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어 유닛은,
   상기 정비 어셈블리를 제3-1 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 제품 취출 유닛이 제2 방향을 따라 직선 이동함으로써 주조 제품을 취출하도록 제어하고,
   상기 정비 어셈블리를 제3-2 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 박리 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리하도록 제어하며,
   상기 정비 어셈블리를 제3-3 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 도포 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 도형제를 도포하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 정비 어셈블리는,
   상기 금형의 반경방향 중심과 상기 용탕 주입 대야의 출탕구의 반경방향 중심을 정렬하기 위한 센터링 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 정비 어셈블리를 제3-1 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 제품 취출 유닛이 제2 방향을 따라 직선 이동함으로써 주조 제품을 취출하도록 제어하고,
    상기 정비 어셈블리를 제3-2 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 박리 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 잔여하는 잔여 도형제를 박리하도록 제어하며,
    상기 정비 어셈블리를 제3-3 위치로 이동시키고 상기 정비 어셈블리에 포함된 도형제 도포 유닛이 상기 제2 방향을 따라 직선 왕복 이동함으로써 상기 금형의 내주면에 도형제를 도포하도록 제어하고,
    상기 정비 어셈블리를 제3-4 위치로 이동시키고 상기 센터링 유닛이 상기 금형의 반경방향 중심과 상기 용탕 주입 대야의 출탕구의 반경방향 중심이 정렬되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 센터링 유닛에 의해 상기 금형과 상기 용탕 주입 대야가 정렬되지 않은 것으로 판단하는 경우, 상기 용탕 주입 대야가 제1 방향으로 이동하도록 제어하여 상기 금형과 상기 용탕 주입 대야를 정렬시키는 것을 특징으로 하는 원심 주조 시스템.
    

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