KR100925167B1

KR100925167B1 - 상부 침적식 용해 보온로

Info

Publication number: KR100925167B1
Application number: KR1020090023531A
Authority: KR
Inventors: 윤상조
Original assignee: 에스제이산업주식회사
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2009-11-05

Abstract

본 발명은 알루미늄 등의 금속을 용해하고 보온하는 용해 보온로에 관한 것으로서 특히, 용해 보온로에 전열튜브를 용이하게 삽입 및 탈거할 수 있는 리프트를 구성함으로써 용탕의 생산을 용이하게 할 수 있고, 용해 보온로의 바닥에 디퓨저를 설치하고 상기 디퓨저에서 고압가스를 분사함으로써 용탕을 버블링 교반하여 용해과정 중 생성되는 불필요한 산화이물질을 제거할 수 있고, 용탕 내부의 수소가스를 제거할 수 있으며, 용탕 상,하부의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 상부 침적식 용해 보온로에 관한 것이다.

본 발명은 분리벽에 의해 분리되어 잉곳을 용해하고 용탕을 저장하는 보온로와 용해로가 형성된 몸체와; 하부에 소정 개수의 전열튜브가 설치되고 상기 몸체의 상부를 덮는 헤드와; 상기 헤드의 하부에 설치되어 상기 용해로와 보온로에 삽입되는 전열튜브와; 상기 몸체의 일측에 형성되고 로드의 일단이 헤드에 체결되어 헤드를 승강시키는 리프트와; 상기 보온로와 용해로의 바닥에 설치되어 고압의 가스를 분사하는 디퓨저;를 포함하여 구성된다.

용해로, 보온로, 디퓨저, 침적식, 용탕

Description

상부 침적식 용해 보온로 {Melting and Holding furnace}

일반적으로 용해로는 금속 잉곳을 녹는점 이상으로 가열 용해하여 용탕을 생산하는 장비로서, 버너로 로를 가열하여 잉곳을 용해하거나, 로에 복사열을 가하여 잉곳을 용해하는 방식이 사용되고 있다.

일반적인 잉곳을 용해하여 용탕을 생산하는 과정에서 용탕 내부에 산화물이 발생하는데, 이러한 산화물을 제때 제거하지 않으면 산화물이 로의 내부에 퇴적되 어 로의 내화벽의 수명이 단축되거나 내화벽이 파괴되는 문제점이 발생되고, 산화물이 전열발열체인 튜브 주위에 적재되어 발열기능을 저하시켜서 장비교체는 물론 유지 보수에 많은 비용을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 산화물을 제거하지 않은 상태의 용탕으로 주조제품을 생산하였을 때 산화물이 주조품 내부에 결정상태로 존해하여 제품의 치명적 결함이 발생하게 된다.

상기와 같은 이유로, 용탕 생산과정 중 발생하는 산화물을 제거하기 위하여 용탕에 플럭스(Flux)를 투입하여 산화물을 제거하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으나, 이러한 방법은 산화물을 충분히 제거하지 못하여 용탕 내부에 산화물이 잔존하게 되고, 환경을 오염시키는 원인이 되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 용해로와 보온로의 바닥에 에어 버블을 발생하는 디퓨저(Diffuser)를 장착함으로써, 상기 디퓨저에서 분사되는 에어버블에 의해 용탕이 교반되도록 하여 용탕 생산과정 중에서 발생하는 산화물이 용탕의 상부로 떠 오르게 함으로써 산화물을 용이하게 제거할 수 있고, 에어버블에 의해 용탕이 교반되어 균질의 용탕을 유지할 수 있도록 하며, 용해 보온로의 수명을 크게 연장시킬 수 있는 상부 침적식 용해 보온로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 잉곳을 가열하여 용탕을 생산하는 전열튜브를 로에 삽입 및 탈거할 수 있는 리프트를 구성함으로써, 로에 전열튜브의 삽입과 탈거가 매우 용이한 상부 침적식 용해 보온로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분리벽에 의해 분리되어 잉곳을 용해하고 용탕을 저장하는 보온로와 용해로가 형성된 몸체(110)와; 하부에 소정 개수의 전열튜브가 설치되고 상기 몸체의 상부를 덮는 헤드와; 상기 헤드의 하부에 설치되어 상기 용해로와 보온로에 삽입되는 전열튜브와; 상기 몸체의 일측에 형성되고 로드의 일단이 헤드에 체결되어 헤드를 승강시키는 리프트와; 상기 보온로와 용해로의 바닥에 설치되어 고압의 가스를 분사하는 디퓨저;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 리프트는 유압 실린더 또는 래크와 피니언 구성인 것이 바람직하고, 상기 헤드는 리프트의 로드를 축으로 회전하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용해로의 상부에는 잉곳을 용해로에 투입하는 뚜껑이 구비된 장입부가 형성된다.

또한, 상기 디퓨저는 몸체의 하부에 분배관이 형성되고, 몸체의 상부에는 분배관과 연통된 모세관 다공질 형태의 노즐이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 용해로와 보온로의 바닥에 에어 버블을 발생하는 디퓨저를 구성함으로써, 디퓨저에서 분사되는 에어버블에 의해 용탕이 교반되도록 하여 용탕 생산과정 중에서 발생하는 산화물이 용탕의 상부로 떠 오르게 함으로써 산화물을 용이하게 제거할 수 있고, 에어버블에 의해 용탕이 교반되어 균질의 용탕을 유지할 수 있도록 하며, 용해 보온로의 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

또한, 잉곳을 가열하여 용탕을 생산하는 전열튜브를 로에 삽입 및 탈거할 수 있는 리프트를 구성함으로써, 로에 전열튜브의 삽입과 탈거가 매우 용이하다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 의한 용해 보온로에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 용해 보온로의 사시도이고, 도 2는 리프트의 상승동 작에 의해 전열튜브가 용해 보온로에서 탈거된 상태의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 용해 보온로의 단면도이고, 도 4는 용해 보온로 바닥에 설치되는 디퓨저의 사시도이다.

본 발명에 의한 상부 침적식 용해 보온로(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 크게 몸체(110), 리프트(120) 및 헤드(130)로 구성된다.

상기 몸체(110)의 내부는 분리벽(111)에 의해 잉곳을 용해하여 용탕을 생산하는 용해로(112)와 고온 상태의 용탕을 보관하는 보온로(113)로 분리되어 형성되고, 상기 몸체(110)의 일측에는 리프트(120)가 형성되며, 상기 리프트(120)의 상단에 형성된 헤드(130)에는 소정 개수의 전열튜브(131)가 형성된다.

상기 몸체(110) 내부에 형성된 용해로(112) 및 보온로(113)의 내벽에는 내화벽이 설치됨으로써 고온의 용탕이 저장되더라도 몸체(110)가 녹거나 열변형되지 않도록 한다.

그리고, 상기 용해로(113)의 상부에는 뚜껑(115)이 힌지 체결된 장입부(114)가 형성되는데, 상기 장입부(114)의 뚜껑(115)을 열고 용해로(112)의 내부에 잉곳을 투입하여 용해로(112)에서 잉곳이 용해되도록 한다.

그리고, 상기 용해로(112)와 보온로(113)의 상부를 덮는 헤드(130)가 형성되고, 상기 헤드(130)의 하부에는 용해로(112)와 보온로(113)에 삽입되는 소정 개수의 전열튜브(131)가 형성된다. 상기 전열튜브(131)의 내부에는 전기의 의해 발열하는 전열선이 내장되어서 전열튜브(131)가 용해로(112) 및 보온로(113)에 삽입되어 잉곳을 가열하여 용탕을 생산하도록 하고, 보온로(113)의 용탕을 가열하여 용탕이 고온 상태를 유지하도록 한다.

또한, 상기 용해 보온로(100)의 몸체(110) 일측에는 리프트(120)가 형성되는데, 상기 리프트(120)의 로드(121) 상단에는 헤드(130)가 체결되어 리프트(120)의 상승 및 하강 작동에 의하여 헤드(130)가 승강하게 되고, 그에 따라 전열튜브(131)가 용해로(112) 및 보온로(113)의 내부에 삽입 또는 탈거되도록 한다. 즉, 전열튜브(131)가 용탕의 상부로부터 용해로(112) 및 보온로(113)의 내부로 침적되도록 구성한 것이다.

상기 리프트(120)의 로드(121)는 유압실린더에 의해 승강동작을 하도록 구성되거나, 모터의 회전에 의하여 래크와 피니언의 구성으로 로드가 승강동작을 하도록 구성될 수 있을 것이다. 또한, 도2에 도시한 바와 같이 헤드(120)는 로드(121)를 축으로 회전이 가능하도록 구성함으로써, 용해로(112) 및 보온로(113)의 유지 보수가 매우 용이하도록 구성한다.

상기 로드(121)를 축으로 헤드(130)가 회전가능한 구성은 베어링을 이용하여 회전가능하도록 하는 구성으로 이미 여러 산업분야에서 널리 사용하는 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 의한 용해 보온로(100)의 단면도로서, 도 3에 도시한 바와 같이 용해로(112)와 보온로(113)의 바닥에는 소정개수의 디퓨저(140)가 매립 설치되고, 상기 디퓨저(140)는 용해 보온로(100) 바닥의 분배관(142)을 통해 외부와 연결된다.

상기 디퓨저는 도 4에 도시한 바와 같이, 몸체(141)의 하부에는 분배관(142) 이 연결되고, 몸체(141)의 상부에는 노즐(143)이 형성되어 구성된다.

상기 노즐(143)은 고온에 강한 재질인 세라믹 계열의 재질로 모세관 다공질 형태로 제조된 것이고, 이러한 노즐(143)이 용탕에 노출되도록 로의 바닥에 설치되어서 용탕이 스며들지 못할 정도의 작은 공극이 무수히 형성된 모세관 다공질 노즐(143)에서 분배관(142)을 통해 공급된 고압의 가스가 분사되도록 구성된 것이다.

상기와 같은 디퓨저(140)의 노즐(143)은 모세관 다공질 형태이기 때문에 점도가 높은 용탕이 노즐 내부로 침투하지 못한다. 따라서, 상기 디퓨저(140)는 그 수명이 반영구적이고 필요시 용해 보온로(100)의 오버홀(over hull)시에 간편하게 교체할 수도 있다.

이후 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명한다.

본 발명의 용해 보온로에 알루미늄 잉곳을 전열튜브로 가열하여 용해하고, 용해된 용탕이 용해로와 보온로의 내부에 저장된다. 이때, 용해 보온로의 외부에서 분배관으로 고압의 가스가 공급되고, 상기 고압가스는 분배관으로 통해 용해로와 보온로의 바닥에 매립 설치된 디퓨저로 공급되며, 디퓨저의 다공질 노즐을 통해 고압의 가스가 분사된다.

상기와 같이 디퓨저의 다공질 노즐에서 고압의 가스가 분사되면 가스가 용탕의 내부에서 거품의 형태로 상승하게 되고, 상기 상승하는 거품이 용탕내에서 버블링되며 용탕을 강하게 교반시킨다.

상기 디퓨저를 통해 분사되는 고압의 가스는 레귤레이터와 컨트롤러의 제어 하에서 주기적으로 고압의 가스를 분사하여 용탕을 교반하도록 구성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 디퓨저에서 공급되는 가스는 아르곤 또는 질소 가스이다.

상기와 같이 디퓨저를 통해 고압의 가스를 용탕내에 분사함으로써 용탕을 교반하여 용탕 내의 산화물의 퇴적을 억제하고, 내화물의 침식을 방지하며, 불필요한 잔존 가스를 제거할 수 있다.

또한, 상기 디퓨저를 통해 용탕이 교반됨으로써 전열튜브에 적재되는 산화물을 제거함으로써 용해 보온로의 효율을 높일 수 있다.

이상, 본 발명에 의한 상부 침적식 용해 보온로에 대해 설명하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 용해 보온로의 사시도.

도 2는 리프트의 동작에 의해 전열튜브가 탈거된 상태의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 용해 보온로의 단면도.

도 4는 용해 보온로 바닥에 설치되는 디퓨저의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 용해 보온로

110 : 몸체

111 : 분리벽

112 : 용해로

113 : 보온로

114 : 장입부

115 : 뚜껑

120 : 리프트

121 : 로드

130 : 헤드

131 : 전열튜브

140 : 디퓨저

141 : 몸체

142 : 분배관

143 : 노즐

Claims

분리벽(111)에 의해 분리되어 잉곳을 용해하고 용탕을 저장하는 보온로(113)와 용해로(112)가 형성된 몸체(110)와;

하부에 소정 개수의 전열튜브(131)가 설치되고 상기 몸체(110)의 상부를 덮는 헤드(130)와;

상기 헤드(130)의 하부에 설치되어 상기 용해로(112)와 보온로(113)에 삽입되는 전열튜브(131)와;

상기 몸체(110)의 일측에 형성되고 로드(121)의 일단이 헤드(130)에 체결되어 헤드(130)를 승강시키고, 로드(121)를 축으로 헤드(130)를 회전시킬 수 있도록 구성된 리프트(120)와;

상기 보온로(113)와 용해로(112)의 바닥에 설치되어 고압의 가스를 분사하는 디퓨저(140);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 상부 침적식 용해 보온로.
제 1항에 있어서,

상기 리프트(120)는 유압 실린더 또는 래크와 피니언 구성인 것을 특징으로 하는 상부 침적식 용해 보온로.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 용해로(112)의 상부에는 잉곳을 용해로(112)에 투입하는 뚜껑(115)이 구비된 장입부(114)가 형성된 것을 특징으로 하는 용해 보온로.
제 1항에 있어서,

상기 디퓨저(140)는 몸체(141)의 하부에 분배관(142)이 형성되고, 몸체(110)의 상부에는 분배관(142)과 연통된 모세관 다공질 형태의 노즐(143)이 형성된 것을 특징으로 하는 상부 침적식 용해 보온로