KR800001302B1 - 가압식 자동 주탕로의 주탕 제어방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

가압식 자동 주탕로의 주탕 제어방법

제1a,b,c도는 각각 다른 동작상태를 표시한 가압식 주탕로의 구성단면도.

제3도는 종래에 있어서의 주탕 제어 계통회로도.

제3도는 제2도에 표시한 종래의 제어방식에 의한 로 내가압과 주형(鑄型)에의 주탕(注湯) 속도와의 관계를 표시한 그래프.

제4도는 주형에의 주탕상황 설명도.

제5도, 제6도는 본 발명에 의한 주탕 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 제3도에 대응한 그래프.

본 발명은 가압식 자동주탕로의 주탕제어 방법에 관한 것으로, 주형에의 자동주탕에 있어서 주형 내에 주입되는 용탕(溶湯)에 공기가 혼입되는 것을 잘 방지하면서, 주탕중에 항상 주형의 탕구컵에 용탕을 채워서 용탕이 바깥쪽으로 넘쳐 흐르는 일이 없이, 가장 효과적인 주탕속도 패턴으로 주탕을 행하게 할 수 있게한 주탕제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

가압식 자동주탕로는 잘 알려져 있는 바와 같이 주조(鑄造)라인에 적용 사용되고 있으며, 그기본구조, 동작은 제1a,b,c도에 표시한 바와같다.

로체(爐體)(1)는 용탕실(2)과 용탕실(2)의 저부역으로 각각 사이폰식으로 연통하여 설치한 출탕(出湯)통로(3) 및 수탕통로(4), 용탕실(2)을 기밀하게 밀봉하는 뚜껑(5)을 구비하여서 되어 있다.

(3a), (4a)는 각각 출탕구, 수탕구이다.

뚜껑(5)에는 용탕실(5) 내에 면하여 외부의 압력원과 연통된 가압관로(6)가 개구되어 있다. 이러한 주탕로의 주탕동작은 다음과 같다.

먼저 주탕 대기시에는 제1a도와 같이 용탕실(2) 내의 용탕상면에 베이스압력 P가 가압된다.

이 베이스압력 P에 의해 용탕실(2) 내의 탕면은 압하(押下)되어, 출탕통로(3) 내의 탕면이 출탕직전의 레벨에 도달하는 프리레벨로 유지된다.

이 상태에서 제1b도와 같이 베이스압력 P에 가산하여 용탕을 출탕구(3a)의 둑을 넘게 하는 쇼트압력 △P가 가압된다.

이것에 의해 로내 공급압력은 P+ΔP의 주탕압력으로 상승하고, 용탕은 출탕구(3a)에서 출탕되어 도시되어 있지 않은 주형(鑄型)에 주탕된다.

소정량의 주탕이 종료하면, 제1c도와 같이 용탕실(2) 내는 베이스 압력 P이하까지 방압(放壓)된다. 따라서 출탕통로(3) 내의 탕면높이는 하강하DU, 주탕은 정지해서 1회의 주탕동작이 완료한다. 용탕의 보급은 수탕구(4a)를 개재하여 행하여진다.

상기와 같이 주탕동작의 각 공정에 있어서의 로내 가압제어는 모두 자동적으로 행하여지는 것으로, 종래 실시되고 있는 제어계통도는 제2도와 같았다.

즉, 주탕로(1)와 압축공기원(7)과의 사이를 연통접속한 가압관로(6) 내에는 로내 공급압력제어용의 용적부우스터(8)가 삽입 설치되어 있다.

용적부우스터(8)는 잘 알려져 있는 바와같이 파일럿제어방식의 대용량감압밸브이고, 출력측압력이 파일럿압력과 일정비율의 관계로 제어되도록 구성되어 있다.

이 용적부우스터(8)의 제어회로(9)에 대하여 압력원(7)과의 사이에 각각 베이스압력 설정용의 부우스터릴레이(10), 및 쇼트압력설정기(11)가 종속 접속되어서 연결되어 있다.

쇼트압력설정기(11)는 설정치가 주형의 용적 등에 따라서 주탕속도를 바꿀 수 있도록, 예를들면 수동으로 조정할 수 있는 감압밸브로 되어 있고, 전자밸브(12)를 개재하여 부우스터릴레이(10)와 접속되어 있다.

부우스터릴레이(10)는 후술하는 바와같이 설정되는 베이스압력 P에 다시 상기 쇼트압력설정기(11)로 설정된 쇼트압력 ΔP가 가산되어 가하여지고, 이 값을 제어신호압으로 하여 용적부우스터(8)에 가하는 것으로서 전자밸브(13)를 개재하여 용적부우스터(8)의 제어단(制御端) 플러그에 접지되어 있다.

베이스압력 P의 설정을 위해서는 로(1)내의 용탕중량을 검출하는 로우드셀(14), 부우스터릴레이(10)의 가변조임부와 결합된 서어보 모우터(15), 서어보모우터(15)와 연동해서 가변동작되는 전위차계(16) 및 조절기(17)가 설치되어 있다.

즉, 로 내의 용탕량의 변동에 수반하여 용탕을 프리레벨로 유지하기 위한 베이스압력은 시간의 흐름에 따라 변화되지 않으면, 안되고, 이 베이스압력 P의 목표치는 로우드셀(14)의 출력신호에 따라서 결정된다.

한편 서어보모우터(15)에 의한 부우스트릴레이(10)의 베이스압력 설정치는 전위차게(16)를 개재하여 피이드백 되어, 상기와 목표치와 비교되어서 조절기(17)로부터 출력된 편차치가 서어보모우터(15)를 조작하고, 자동적으로 부우스터릴레이(10)는 새로운 소정 베이스압력으로 향하여 설정된다.

한편 출탕정지할 때의 방압(放壓)에 대하여는 가압관로(6)에 배기밸브(18)가 접속되어 있으며, 배기밸브(10)는 전자밸브(19)을 개재하여 압축공기에 의해 개폐제어된다.

(20)은 릴리이프 밸브이다.

상기의 제어계통에 있어서, 출탕전의 프리레벨 유지상태에서는 전자밸브(12)는 닫히고, 전자밸브(13)은 열리며, 전, 밸브 (19)는 닫혀지고, 로체(1) 내의 압력은 부우스터릴레이(10)에 의한 베이스압력의 신호압으로 제어되고 있는 용적부우스터(8)를 개재하여 베이스압력 P가 가압된다.

출탕시에는 밸브(12) (13)가 열리고, 밸브(19)가 닫히며 전술의 베이스압력 P에 쇼트압력설정기(11)로 설정된 쇼트압력 ΔP가 가산된 신호압으로 용적부우스터(8)를 제어하고, 로 내부의 압력을 주탕압력 P+ΔP로 높힌다.

출탕정지시에는 밸브(19)만이 열리고, 밸브(12) (13)은 닫힌다. 따라서 로 내부의 압력은 배기밸브(18)를 통하여 바깥 쪽으로 방압된다. 그 후 바로 다음의 주탕공정 까지의 사이에 프리레벨 유지상태까지 로의 내부가 승압(昇壓)된다.

이상의 각 전자밸브(12)(13)(19)의 제어는 주조라인과 연동하여 타이머에 의해 프로그램 제어된다.

그리고 제2도에서 설명한 종래의 주탕제어 방식에서는, 주탕시에는(베이스 압력 P)+(일정한 쇼트압력 ΔP)로 출탕이 행해지고 있으며, 주형(鑄型)에의 주탕속도는 주탕가압중의 전역에 걸쳐서 일정하고 그 주탕패턴과 주탕압력과의 관계는 제3도와 같다.

첫번의 주형에의 주탕시에는 소정의 베이스 압력 P₁에 대하여 주탕중, 일정한 쇼트압력 ΔP가 가압된다.

2회째는 용탕량이 출탕분만큼 감소되고 있으므로 베이스 압력은 P₁보다 다소 높은 베이스 압력 P₂에 설정된다.

또한 용탕은 쇼트 압력을 가압후 출탕구에 도달할때까지에 약간의 시간을 요하고, 다소 지연되서 주탕이 개시된다. 그래서 주형에의 주탕동작을 고찰하면, 제4도에 표시한 바와 같이 주형(21)에는 탕구(湯口)(22)에 탕구컵(23)이 설치되어 있으며 주탕은 화살표 A와 같이 행하여진다.

이 경우에 주탕속도는 늦고, 탕구(22)가 용탕으로 채워져 있지 않는 경우에는 용탕과 함께 바깥쪽 주변의 공기가 말려들어가 빠져나올 수 없어서, 주물속에 들어간채 기포나 기공을 만들어내는 원인이 된다.

이때문에 특히 주탕초기에는 용탕이 탕구컵(23)을 가득 채워지도록 빠른 주탕속도로 주탕하고, 바깥쪽에서 공기가 용탕중에 혼입하지 않게 고려되지 않으면 안된다.

이 상태로 용탕은 자중(自重)으로 공동내로 천천히 흘러내린다. 그러나 탕구컵(23)을 채우는 것과 같은 빠른 주탕속도로 계속 소정량의 주탕을 행하면, 용탕의 공동내에의 흘러내리는 상황여하에 따라서는 탕구컵(23)으로부터 용탕이 넘쳐서 바깥쪽으로 쏟아져 버리는 염려가 있다.

이러한 점 쇼트압력과 베이스압력이 가산된 주탕압력을 일정하게 한채, 결국 일정한 주탕속도로 주탕하는 종래 방식에서는 주탕속도, 주탕시간이 설정되어서 자동 주탕되기 때문에 때때로 용량이 주형에서 넘쳐, 그 분만큼 주형에 주탕량이 부족하는 등의 주조실손(失損)이 생기고 있었다.

본 발명은 상기 종래 방식에 있어서의 결점을 해소하고, 자동주량방식에 의하는데도 불구하고, 용탕이 넘치는 일도 없이 효과적으로 주형에의 주장을 행할 수 있게한 가압식 자동주탕로의 주탕제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

이 목적은 본 발명 방법에 의해, 주형에의 주탕에 있어서의 주탕로의 주탕속도를 주탕의 전반에서는 크게, 후반에서는 적게 정해서 행할 수 있도록, 로내에 가압하는 주탕압력을 주탕의 전반에서는 크게, 후반에서는 적게 변화제어시키는 것에 의해서 달성된다.

상기의 주탕압력제어수단으로서 본 발명에서는 주탕중에 쇼트압력을 변화제어하는 방법과, 베이스압력을 변화제어하는 방법으로 실시된다.

다음에 본 발명의 방법을 도면에 따라 상세히 설명한다.

제5도, 제6도에서는, 어느 것이나 시간 t₁으로부터 t₃까지의 주탕 가압중에 있어서, 시간 t₂까지의 전반에서는 주탕속도가 빠르고 또한 시간 t₂이후의 후반에서는 주탕속도가 늦어지도록로, 로 내 가압의 주탕 압력이 전반에서는 크게, 후반에서는 적게, 변화제어되고 있다.

이 제어방법에 의해 주탕로에서 출탕되어서 주형에 주탕되는 용탕은, 주탕의 전반에서는 탕구컵을 가득히 채워서 공기의 혼입을 양호하게 방지함과 동시에, 후반에서는 주형의 탕구에서 공동속으로 완만하게 흘러내리는 용탕에 대응하여 탕구컵에의 속도가 완만하게 제어되므로 용탕이 넘치는 것을 방지하여 효과적으로 주형에의 주탕을 행하게 할 수가 있다.

상기의 주탕압력제어수단으로서, 제5도에 표시한 방법으로는 쇼트압력을 주탕전빈에서 큰 쇼트압력 ΔPa로, 후반에서는 ΔPb보다 적은 쇼트압력 ΔPb로 변화제어시킨다.

이것으로 베이스압력 P와 쇼트압력 ΔPa 혹은 ΔPb를 가한 주탕압력은 도시한 바와 같이 계단적으로 변화하고, 소망의 주탕속도패턴에서의 주탕을 행할 수 있다.

제6도에 표시한 다른 실시예의 제어방법에 의하면, 소망의 주탕속도 패턴에 대응하여, 로내 주탕압력은 베이스압력을 전반에 있어서의 소정 베이스압력 P로부터, 시간 t₂에서 베이스압력 P보다 일정압력차 ΔPc 만큼 낮은 베이스압력 P-ΔPc으로 절환해서 변화 제어된다. 또한 이 경우에 쇼트압력 ΔP는 일정치이다.

즉, 로내의 용탕량에 따라서 탕면을 프리레벨로 유지하는 소정의 베이스압력 P에 대하여 주탕전반에서는 주탕압력은 P+ΔP로 되고, 후반에서는 베이스압력이 저하되므로 주탕압력은 P-ΔPc+ΔP〉P로 되고, 소망의 주탕속도에 따른 주탕을 행하게 할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가압식 자동주탕로에서 주형에 주탕함에 있어서의 주탕속도 패턴이 주탕의 전반에서는 빠르게, 후반에서는 늦게 제어된다.

따라서 항상 주형의 탕구컵에 용탕을 채워서 외부로부터의 공기의 혼입을 양호하게 방지하면에, 더우기 탕구컵에서 용탕을 바깥쪽에 넘치게 하는 일없이 효과적으로 주탕시킬 수가 있다.

Claims (1)

1. 밀봉뚜껑을 구비한 용탕실의 저부역과 사이폰식으로 연통된 출탕구를 구비하고, 주탕전에는 용탕실내에 베이스 압력을 가해서 출탕통로내의 탕면높이를 출탕직전의 프리레벨로 유지함과 동시에, 출탕시에는 상기 베이스압력에 다시 쇼트압력을 가한 주탕압력으로 용탕을 출탕하고 주형에 주탕시키는 가압식 자동주탕로에 있어서, 주탕속도를 주탕의 전반에서 크게, 후반에서는 적게 정해서 주형에의 주탕을 행하게 하도록 로내가압의 주탕압력을 주탕중의 전반에서는 크게, 후반에서는 적게 변화제어시키는 것을 특징으로 하는 가압식 자동주탕로의 주탕제어방법.

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