KR101230612B1 - Method and apparatus for manufacturing al-si-ti-b-zn alloy ingot - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingots is provided to prevent cracks in casting by refining the crystal grains of Al-Si-Ti-B-Zn alloys and homogeneously distributing the crystal grains. CONSTITUTION: A method for manufacturing Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingots is as follows: Al ingots and Al-Ti-B mother alloy ingots are prepared. To make the final weight percent of Ti be 0.003-0.05, the Al ingots and the Al-Ti-B mother alloy ingots are inserted from a furnace into a main melting space(120) to which the heat of a burner(200) is reached and are completely melted to form an Al-Ti-B molten bath. Si ores and Zn ingots are successively inserted from the furnace into a sub-melting space(140) to which the heat of the burner is not reached to obtain an Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten bath. The Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten bath is casted in an ingot mold.

Description

Ａｌ- Ｓｉ-Ｔｉ-Ｂ-Ｚｎ 합금 잉곳의 제조방법 {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING Al-Si-Ti-B-Zn ALLOY INGOT}Process for producing alloy-silicon alloy ingot {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING Al-Si-Ti-B-Zn ALLOY INGOT}

본 발명은 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot.

공업용으로 많이 사용되고 있는 합금 중 알루미늄(Al)과 아연(Zn)을 주성분으로 하는 합금들이 있는데 그 중 대표적인 것이 갈바륨(Galvalume)으로 알루미늄, 아연 및 실리콘(Si)으로 구성되어 있다. 이러한 갈바륨 등과 같은 합금은 먼저 Al 잉곳을 용해하여 Al 용탕을 만든다. 그 다음으로 Si 원석과 Zn 잉곳을 순차적으로 투입한다. 이러한 방법으로 만들어진 합금 용탕은 잉곳몰드를 이용하여 주조되어 최종적으로 합금 잉곳이 만들어진다.Among alloys that are widely used for industrial purposes, there are alloys whose main components are aluminum (Al) and zinc (Zn). Among them, galvalume is composed of aluminum, zinc, and silicon (Si). An alloy such as galvalume first melts the Al ingot to form Al melt. Then, the raw ore Si and Zn ingot are sequentially added. The alloy molten metal produced in this way is cast using an ingot mold to finally produce an alloy ingot.

갈바륨 등과 같은 합금은 내식성 및 모재와의 접착성을 향상시키고 표면을 미려하게 만들기 위해 강판 표면에 형성되는 결정립의 크기를 미세화하고 결정이 균질하게 존재하는 것이 좋다. 이를 위해 합금을 제조시 티타늄(Ti) 성분을 추가하여 빠른 냉각으로 인해 결정이 성장하기 전에 응고되어 결정이 미세화되도록 할 수 있다.Alloys such as galvalume are preferred to refine the size of the grains formed on the surface of the steel sheet in order to improve the corrosion resistance and adhesion to the base material and to make the surface beautiful, and the crystals are homogeneously present. To this end, the titanium (Ti) component may be added to prepare the alloy so that the crystal may be solidified due to rapid cooling before the crystal grows.

하지만 종래에는 Ti을 투입시 원석으로 투입되기 때문에 Ti가 분산되어 결정립을 균질화 시키는데 시간이 걸리고 때문에 균질화가 잘 되지 않는다는 문제점이 있다.However, in the related art, since Ti is added to the raw material when Ti is added, it takes time to homogenize the grains due to the dispersion of Ti, which makes it difficult to homogenize it.

또한, 합금 용탕을 제조시 Al 용탕에 Zn 잉곳을 투입할때 용해로에 존재하는 버너에서 배출되는 고온의 열에 직접 노출되어 가열되는 경우 또는 Al 용탕의 온도가 Zn 잉곳의 용점보다 과하게 높을 경우, Zn 잉곳이 산화되는 경우가 많다. 산화가 된 Zn 잉곳은 Al 용탕에 들어가면 불순물이 되기 때문에 이를 제거하기 위한 노력이 필요하다.In addition, when injecting a Zn ingot into Al molten metal when manufacturing molten alloy, the Zn ingot is heated when it is directly exposed to high temperature heat discharged from a burner existing in the melting furnace or when the temperature of the Al molten metal is excessively higher than the melting point of the Zn ingot. It is often oxidized. The oxidized Zn ingot becomes an impurity when it enters the Al molten metal, so an effort to remove it is necessary.

따라서, 본 발명의 목적은, 효율적으로 결정립을 미세화하고 결정립이 균일하게 분포되는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot in which the grains are efficiently refined and the grains are uniformly distributed.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, Zn의 산화를 줄이는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot that reduces oxidation of Zn.

상기한 목적은 본 발명의 실시예에 따라, Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 있어서, Al 잉곳과 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 준비하는 단계와; Ti가 최종 중량%가 0.003~0.05 가 되도록 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 용해로에서 버너의 열이 닿는 주용해공간에 투입하여 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 완전히 용해하여 Al-Ti-B 용탕을 얻는 단계와; 상기 용해로에서 상기 버너의 열이 닿지 않는 부용해공간에 Si 원석과 Zn 잉곳을 순차적으로 투입하여 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 얻는 단계와; 상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 잉곳몰드에 주조하는 단계를 포함하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 의해 달성된다.The above object is, according to an embodiment of the present invention, in the method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot, preparing an Al ingot and an Al-Ti-B mother alloy ingot; The Al ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot are introduced into the main melting space where the heat of the burner is touched in the melting furnace so that the final weight percentage of Ti is 0.003 to 0.05. Completely dissolving the ingot to obtain an Al-Ti-B molten metal; Sequentially injecting Si ore and Zn ingot into an undissolved space in which the heat of the burner does not reach in the melting furnace to obtain an Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten metal; It is achieved by a method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot comprising the step of casting the molten Al-Si-Ti-B-Zn alloy in an ingot mold.

여기서, Al-Ti-B 용탕을 얻는 단계는 상기 Al 잉곳을 완전히 용해시킨 후 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하는 것이 바람직하다.Here, in the obtaining of the Al-Ti-B molten metal, it is preferable that the Al-Ti-B mother alloy ingot is completely dissolved after the Al ingot is completely dissolved.

해결하고자 하는 다른 과제의 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 있어서, Al 잉곳을 용해로에서 버너의 열이 닿는 주용해공간에 투입하여 상기 Al 잉곳을 완전히 용해하여 Al 용탕을 얻는 단계와; 상기 용해로에서 상기 버너의 열이 닿지 않는 부용해공간에 Si 원석을 투입하여 Al-Si 합금 용탕을 얻는 단계와; Ti가 최종 중량%가 0.003~0.05 가 되도록 상기 부용해공간에 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하여 Al-Si-Ti-B 합금 용탕을 얻는 단계와; 상기 부용해공간에 Zn 잉곳을 투입하여 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 얻는 단계와; 상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 잉곳몰드에 주조하는 단계를 포함하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 의해서도 달성된다.Another object of the present invention is to prepare an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot according to an embodiment of the present invention, by injecting the Al ingot into the main melting space of the burner heat in the melting furnace Completely dissolving the Al ingot to obtain Al melt; Injecting Si ore into an undissolved space in which the heat of the burner does not reach in the melting furnace to obtain an Al-Si alloy molten metal; Preparing an Al-Si-Ti-B alloy molten metal by injecting an Al-Ti-B mother alloy ingot into the unmelting space such that the final weight percentage of Ti is 0.003 to 0.05; Injecting a Zn ingot into the undissolved space to obtain an Al-Si-Ti-B-Zn alloy melt; It is also achieved by a method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot comprising casting the molten Al-Si-Ti-B-Zn alloy to an ingot mold.

여기서, 상기 용해로는 버너가 설치되어 있는 주용해공간과 상기 버너에 의해 직접 영향을 받지 않는 부용해공간으로 구획하는 격벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the melting furnace further includes a partition partitioning into a main melting space in which a burner is installed and an undissolving space not directly affected by the burner.

또한, 상기 Zn은 용탕의 온도가 650℃ 이하로 된 상태에서 투입하는 것이 바람직하다.In addition, the Zn is preferably added in the state that the temperature of the molten metal is 650 ℃ or less.

또한, 상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕은 Si 성분: 1.6 중량%±10%, Ti 성분: 0.005~0.05 중량%, Zn 성분: 43.4 중량%±10% ,Al 성분: 잔부, 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten metal is Si component: 1.6% by weight ± 10%, Ti component: 0.005 ~ 0.05% by weight, Zn component: 43.4% by weight ± 10%, Al component: balance, and It is desirable to include other unavoidable impurities.

또한, 상기 Al-Ti-B 모합금에서 Ti는 3~7 중량%를 가지고, B는 0.1~3 중량%를 가지는 것이 바람직하다.In addition, in the Al-Ti-B mother alloy, Ti has 3 to 7 wt%, and B preferably has 0.1 to 3 wt%.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕의 결정립의 미세화를 증가시키고 결정립이 균질하게 분포되는 효과를 제공한다.According to the above-described configuration of the present invention, it is possible to increase the miniaturization of the grains of the Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten metal and provide an effect in which the grains are homogeneously distributed.

도 1(a) 및 도 1(b)는 용해로를 나타내는 단면도이고,
도 2은 제 1실시예에 따른 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조방법의 개략도이고,
도 3는 제 2실시예에 따른 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조방법의 개략도이다.1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views showing the melting furnace,
2 is a schematic view of a method of manufacturing an Al-Si-Ti-Zn alloy ingot according to the first embodiment,
3 is a schematic view of a method of manufacturing an Al-Si-Ti-Zn alloy ingot according to a second embodiment.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1(a)는 용해로(100)에 존재하는 이동가능한 격벽(300)에 의해 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 구획되는 것을 나타낸 단면도이고, 도 1(b)는 격벽(300)이 상승되는 것을 나타내는 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에 따른 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조방법의 순서를 나타내는 개략도이다.FIG. 1 (a) is a cross-sectional view illustrating partitioning into a main melting space 120 and an unmelting space 140 by a movable partition 300 present in the melting furnace 100, and FIG. 300 is a cross-sectional view showing a rise, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing a procedure of a method for manufacturing an Al-Si-Ti-Zn alloy ingot according to the first and second embodiments of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, Al 잉곳, Si 원석, Zn 잉곳 등을 투입하는 용해로(100)와, 용해로(100)를 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 구획하는 격벽(300)과, 상기 격벽(300)에 의해 주용해공간(120)만을 가열시키는 버너(200)로 구성되어 있다.As illustrated in FIG. 1, a melting furnace 100 for introducing Al ingots, Si raw stones, Zn ingots, and the like, and a partition wall 300 dividing the melting furnace 100 into a main melting space 120 and an unmelting space 140. ) And a burner 200 which heats only the main melting space 120 by the partition 300.

버너(200)는 주용해공간(120)의 상부에 설치되어 있으며 열을 방출하는 버너(200)에 의해 용해로(100)의 주용해공간(120)이 직접 가열된다. 버너(200)는 주용해공간(120)을 680℃ 내지 760℃로 가열하기 때문에 주용해공간(120)에는 용점이 비교적 높은(가령 600℃ 이상) 합금 성분이 투입된다. 경우에 따라서 버너(200)의 개수 또는 위치는 변경 가능하다.The burner 200 is installed above the main melting space 120, and the main melting space 120 of the melting furnace 100 is directly heated by the burner 200 that emits heat. Since the burner 200 heats the main melting space 120 to 680 ° C to 760 ° C, an alloy component having a relatively high melting point (for example, 600 ° C or higher) is injected into the main melting space 120. In some cases, the number or position of the burners 200 may be changed.

부용해공간(140)은 격벽(300)에 의해 버너(200)에서 발생하는 열에 직접적인 영향을 받지 않기 때문에 부용해공간(140)으로 투입된 합금 성분은 미리 마련된 용탕의 온도에 의해 용해된다. 상기 용탕의 온도는 680℃ 내지 760℃이고, 부용해공간(140)은 외부로 노출되어 열손실이 일어나기 때문에 그보다 30℃ 내지 110℃정도 낮은 650℃ 이하로 이루어져 있다. 합금 성분을 버너(200)에 직접 노출시켜 용해로(100)에 투입할 경우 버너(200)에 의한 열과 공기중에 존재하는 산소(O2)와 만나 합금 성분이 산화물이 되어 상기 용탕에 투입되는 경우가 생긴다. 상기 산화물은 후에 주조를 위해 제거해야 하는데 제거가 쉽지 않은 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 격벽(300)을 이용하여 버너(200)의 열을 차단시켜 상기 산화물의 생성을 방지한다.Since the undissolved space 140 is not directly affected by the heat generated from the burner 200 by the partition wall 300, the alloying component introduced into the undissolved space 140 is dissolved by the temperature of the molten metal prepared in advance. The temperature of the molten metal is 680 ℃ to 760 ℃, since the undissolved space 140 is exposed to the outside to cause heat loss is made of less than 650 ℃ lower than that 30 ~ 110 ℃. When the alloy component is directly exposed to the burner 200 and introduced into the melting furnace 100, an alloy component becomes an oxide and is introduced into the molten metal by encountering oxygen (O 2 ) present in the heat and air by the burner 200. Occurs. The oxide has to be removed later for casting, which is not easy to remove. In order to solve this problem, the heat of the burner 200 is blocked by using the partition 300 to prevent generation of the oxide.

용해가 끝난 후에 상기 용탕에 존재하는 산화물과 같은 불순물을 제거하기 위해서는 격벽(300)을 상승시켜 상기 용탕 상부에 부유되어 있는 불순물 등을 제거한다. 상기 용탕을 모두 사용한 후 다시 용탕을 제조할 때에는 격벽(300)을 다시 하강하여 용해로(100)를 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 구획한다.In order to remove impurities such as oxides present in the molten metal after melting, the partition 300 is raised to remove impurities suspended in the molten metal. When the molten metal is used again after the molten metal is used, the partition wall 300 is lowered again to partition the melting furnace 100 into the main melting space 120 and the sub melting space 140.

도 2에 도시된 제 1실시예에 따르면, Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조순서로 먼저 용해로(100)에 존재하는 격벽(300)을 이용하여 용해로(100)를 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 구획한다(S1a). 그리하여 용점이 높은(가령 600℃ 이상) 합금 성분을 주용해공간(120)에 투입하게 되면 버너(200)에 의해 상기 용점이 높은 합금 성분의 용해가 용이하다. 하지만 주용해공간(140)은 버너(200)의 열을 직접적으로 받기 때문에 용점이 높은 상기 합금 성분의 경우에도 산화될 가능성이 있다. 이를 개선하기 위해 이미 용탕이 마련되어 있는 경우에는 그 후에 투입되는 합금 성분을 버너(200)의 열이 닿지 않는 부용해공간(140)에 투입하면 기존에 용해되어 있는 상기 용탕의 온도에 의해 상기 합금 성분이 용해될 수 있으므로 산화물 생성을 줄일 수 있다.According to the first embodiment shown in FIG. 2, the melting furnace 100 is mainly melted using the partition wall 300 existing in the melting furnace 100 in the manufacturing order of the Al-Si-Ti-Zn alloy ingot 120. ) And the undissolved space 140 (S1a). Thus, when an alloy component having a high melting point (eg, 600 ° C. or higher) is introduced into the main melting space 120, the alloy component having a high melting point is easily dissolved by the burner 200. However, since the main melting space 140 receives heat of the burner 200 directly, there is a possibility that the main melting space 140 is oxidized even in the case of the alloy component having a high melting point. In order to improve this, when the molten metal is already provided, the alloy component to be introduced thereafter is added to the undissolved space 140 where the heat of the burner 200 does not reach, and the alloy component is dissolved by the temperature of the molten metal. Since it can be dissolved, oxide production can be reduced.

만약 Al 잉곳을 용해하여 Al 용탕을 마련한 후에 격벽(300)을 이용하여 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 차단하게 되면 격벽(300)이 하강할 때 상기 Al 용탕이 격벽(300)과 만나게 되면 요동으로 인해 상기 Al 용탕이 외부로 방출될 수 있기 때문에 상기 Al 용탕의 생성 전에 격벽(300)을 하강하는 것이 바람직하다.If the Al ingot is melted to prepare an Al molten metal and then the barrier 300 is used to block the main melting space 120 and the unmelting space 140 when the partition 300 descends, the Al molten partition 300 When the Al melt may be released to the outside due to the shaking, it is preferable to lower the partition 300 before the Al melt is generated.

다음으로 준비된 Al 잉곳과 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 용해로(100)의 주용해공간(120)에 투입한다(S2b). 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳은 용점이 660℃ 이상으로 비교적 높긴 하지만 버너(200)의 열과 접촉하면 산화되어 산화알루미늄(Al2O3)을 생성할 가능성이 있다. 하지만 상기 용탕이 미리 마련되어있지 않은 상태에서 산화를 예방하기 위해 부용해공간(140)으로 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입할 경우 버너(200)의 열이 닿지 않아 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳이 용해되지 않으므로 주용해공간(120)에 투입하는 것이 바람직하다.Next, the prepared Al ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot are introduced into the main melting space 120 of the melting furnace 100 (S2b). Although the Al ingot and the Al-Ti-B master alloy ingot have a relatively high melting point of 660 ° C. or more, the Al ingot and the Al-Ti-B master alloy ingot may be oxidized when contacted with the heat of the burner 200 to generate aluminum oxide (Al 2 O 3 ). However, when the Al ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot are introduced into the undissolved space 140 to prevent oxidation in a state in which the molten metal is not provided in advance, the heat of the burner 200 does not reach the Al. Since the ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot are not dissolved, it is preferable to add the ingot to the main melting space 120.

상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳은 순서에 관계없이 함께 투입하거나, 상기 Al 잉곳을 넣고 완전히 용해시킨 다음에 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하여 용탕을 만드는 것도 가능하다.The Al ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot may be added together regardless of the order, or after the Al ingot is completely dissolved, the Al-Ti-B mother alloy ingot may be added to make a molten metal. .

다음 단계에서 Si 원석이 투입되기 전까지 상기 Al 잉곳 및 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳은 모두 용해되어 있는 것이 바람직하다. 상기 Al 잉곳 및 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳이 모두 용해되지 않으면 후에 부용해공간(140)으로 투입될 Si 원석은 Al 용탕에 투입되어 분산되는데 상기 Al 잉곳이 모두 용해되지 않고 잉곳 상태로 존재한다면 열용량이 부족하여 상기 Si 원석이 투입되더라도 분산이 제대로 이루어지지 않는다. 또한 부용해공간(140)으로 Zn 잉곳이 투입될 경우에도 Al 용탕의 온도에 의해 용해되는데 상기 Al 용탕이 제대로 마련되지 않을 경우 Zn 잉곳의 용해에 바람직하지 않게 된다.In the next step, the Al ingot and the Al-Ti-B master alloy ingot are preferably dissolved until the raw Si material is introduced. If both the Al ingot and the Al-Ti-B master alloy ingot are not dissolved, the raw ore Si to be introduced into the unmelting space 140 is introduced into the Al molten metal and dispersed, but all of the Al ingots are not dissolved and exist in the ingot state. If it is insufficient heat dissipation, even if the Si gemstones are not dispersed properly. In addition, even when the Zn ingot is introduced into the undissolved space 140, it is dissolved by the temperature of the Al melt, but when the Al melt is not properly provided, the Zn ingot is not preferable for dissolution of the Zn ingot.

합금 결정립의 미세화와 균질화를 하는 방법으로는 상기 합금을 빠른 냉각 하는 방법이 있는데 상기 합금을 강제로 냉각하기 위해 급냉처리를 하거나 화학적으로 Ti 성분을 추가할 수 있다. 상기 합금을 응고할 때 빠른 냉각을 하지 않으면 핵효과(Seed Effect)에 의해 응고시 핵간에 서로 상층하는 간섭에 의해 핵이 성장하므로 상기 합금의 미세화와 균질화가 어려워진다. 이 때문에 상기 Ti 성분을 추가하여 주조할 때 빠른 응고가 가능하도록 Al-Ti 모합금을 많이 이용하고 있으며, 최근에 상기 Al-Ti 모합금보다 결정립의 크기가 더욱 미세화(대략 1/2배)가 가능한 Al-Ti-B 모합금도 사용하고 있으며, 본 발명에서도 Al-Ti-B 모합금을 사용하였다.As a method for miniaturizing and homogenizing alloy grains, there is a method of rapidly cooling the alloy. In order to forcibly cool the alloy, a quenching treatment or chemically, Ti component may be added. If the alloy is not rapidly cooled when solidifying the alloy, the nucleus grows due to the mutual interference between the nuclei during the solidification due to the seed effect, making it difficult to refine and homogenize the alloy. For this reason, many Al-Ti master alloys are used to enable rapid solidification when casting by adding the Ti component, and in recent years, grain size has been further refined (about 1/2 times) than that of the Al-Ti master alloy. Al-Ti-B mother alloys are also used, and Al-Ti-B mother alloys are also used in the present invention.

상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳은 주조되는 Al-Si-Ti-Zn 합금의 총 중량%에 대하여 Ti의 최종 중량%가 0.003~0.05 중량%, 바람직하게는 0.003~0.01 중량%, 더욱 바람직하게는 0.00375~0.005 중량%가 되도록 투입한다. 상기 Al-Ti-B 모합금은 통상적으로 쉽게 입수할 수 있는 시판 제품 중에서 선택 가능하며, 일반적인 시판 제품은 Al-5%Ti-1%B 모합금 잉곳 또는 Al-6%Ti-0.2%B 모합금 잉곳이다. 상기 Ti는 상기 Al-Ti-B 모합금의 총 중량%에 대하여 3~7 중량%를 가지고, B도 마찬가지로 상기 Al-Ti-B 모합금의 총 중량%에 대하여 0.1~3 중량%를 가지는 것이 바람직하지만 이러한 비율에 한정되는 것은 아니다.The Al-Ti-B master alloy ingot has a final weight percentage of Ti of 0.003 to 0.05 weight percent, preferably 0.003 to 0.01 weight percent, more preferably, based on the total weight percent of the cast Al-Si-Ti-Zn alloy. Is added at a concentration of 0.00375 to 0.005% by weight. The Al-Ti-B mother alloy can be generally selected from commercially available commercial products, and typical commercial products are Al-5% Ti-1% B mother alloy ingot or Al-6% Ti-0.2% B mother Alloy ingot. The Ti has 3 to 7% by weight relative to the total weight of the Al-Ti-B master alloy, B is also 0.1 to 3% by weight relative to the total weight of the Al-Ti-B master alloy Although it is preferable, it is not limited to this ratio.

다음으로 부용해공간(140)에 Si 원석을 투입한다(S3a). 상기 Si 원석은 용점이 1414℃로 매우 높기 때문에 상기 Si 원석은 용해로(100)에서 용해되지 않고 분산된다. 상기 Si 원석의 용점이 높긴 하지만 버너(200)의 열과 만나면 산화될 가능성이 있기 때문에 부용해공간(140)에 투입하는 것이 바람직하다.Next, the raw ore Si is injected into the undissolved space 140 (S3a). Since the Si gemstone has a very high melting point of 1414 ° C., the Si gemstone is dispersed in the melting furnace 100 without being dissolved. Although the melting point of the Si raw stone is high, since it may be oxidized when it meets the heat of the burner 200, it is preferable to add it to the undissolved space 140.

상기 Si 원석이 합금 용탕에서 미세화되지 않을 경우 물성을 저하시켜 합금으로서 바람직하지 않게 된다. 이를 해결하기 위해 상기 Si 원석을 미세화하는 것이 중요한데 상기 Si 원석을 미세화하기 위해 S2a 단계에서 상기 Al-Ti-B 모합금을 사용하여 분산된 상기 Si 원석이 핵에 의해 성장하지 않도록 주조할 때 급속 냉각이 가능하도록 한다. 합금 성분의 미세화는 합금 전체를 균질하게 하고 주조할 때 균열을 방지하며, 표면품질 개량 등을 위해 매우 중요하다.If the Si raw stone is not refined in the molten alloy, the physical properties are lowered, which is not preferable as an alloy. In order to solve this problem, it is important to refine the Si gemstone, which is rapidly cooled when casting the Si gemstone dispersed using the Al-Ti-B master alloy in the S2a step so that the Si gemstone is not grown by the nucleus. Make this possible. The refinement of the alloying components is very important for homogeneizing the entire alloy, preventing cracks during casting, and improving surface quality.

다음으로 부용해공간(140)에 Zn 잉곳을 투입한다(S4a). 상기 Zn 잉곳은 S3a 단계와 마찬가지로 버너(200)의 열과 접촉하면 상기 Zn 잉곳이 산화될 가능성이 높기 때문에 부용해공간(140)에 투입하여 용해한다. 이 때 버너(200)는 주용해공간(120)을 계속 가열하고 있다. 또한 상기 Al-Ti-Si 합금 용탕의 온도가 650℃ 이하가 된 상태에서 상기 Zn 잉곳을 투입하면 고온일 때 투입하는 것 보다 상기 Zn 잉곳의 산화를 더 줄일 수 있다. 부용해공간(140)에 상기 Zn 잉곳을 투입하게 되면 기존에 존재하는 Al-Ti-Si 합금 용탕의 높은 온도에 의해 상기 Zn 잉곳이 용해되어 Al-Ti-Si-Zn 합금 용탕(400)이 만들어진다.Next, the Zn ingot is introduced into the undissolved space 140 (S4a). Since the Zn ingot is in contact with the heat of the burner 200 as in the step S3a, since the Zn ingot is highly likely to be oxidized, the Zn ingot is injected into the undissolved space 140 and dissolved. At this time, the burner 200 continues to heat the main melting space 120. In addition, when the Zn ingot is added while the Al-Ti-Si alloy is at a temperature of 650 ° C. or lower, oxidation of the Zn ingot may be further reduced than when the Al-Ti-Si alloy is poured at a high temperature. When the Zn ingot is injected into the undissolved space 140, the Zn ingot is melted by the high temperature of the existing Al-Ti-Si alloy melt to form an Al-Ti-Si-Zn alloy melt 400. .

Al-Si-Ti-Zn 합금 용탕(400)은 Si 성분: 1.6 중량%±10%, Ti 성분: 0.003~0.05 중량%, Zn 성분: 43.4 중량%±10%, Al 성분: 잔부, 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 비율로 일반적으로 제조되지만 이에 한정되지는 않는다.The Al-Si-Ti-Zn alloy melt 400 has a Si content of 1.6% by weight ± 10%, a Ti content of 0.003 to 0.05% by weight, a Zn content of 43.4% by weight ± 10%, an Al content of the remainder, and other unavoidable effects. It is generally produced in a proportion containing impurities, but is not limited thereto.

다음으로 격벽(300)을 상승시킨다(S5a). 용해로에 Al-Ti-Si-Zn 합금 용탕(400)이 만들어지면 용해로(100)를 주용해공간(120)과 부용해공간(140)으로 구획하고 있는 격벽(300)을 상승시켜 용해로(100)를 단일공간으로 만든다.Next, the partition 300 is raised (S5a). When the Al-Ti-Si-Zn alloy molten metal 400 is formed in the melting furnace, the partition 300 partitioning the melting furnace 100 into the main melting space 120 and the unmelting space 140 is raised to the melting furnace 100. To make a single space.

다음으로 드로스(dross) 제거와 교반을 시행한다(S6a). Al-Ti-Si-Zn 합금 용탕(400) 제조 과정에서 용탕의 안 또는 위면에 떠오르는 상기 Al 잉곳의 산화에 의한 산화물 등을 드로스라고 하는데 이를 제거하고 Al-Ti-Si-Zn 합금 용탕(400) 상부에서 교반을 시행한다. 용해로(100) 상부에서 드로스제거 및 교반을 하기 때문에 용해로(100)의 격벽(300)을 상승시켜 드로스제거와 교반에 불편을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.Next, dross removal and stirring are performed (S6a). In the manufacturing process of the Al-Ti-Si-Zn alloy melt 400, an oxide, etc., caused by the oxidation of the Al ingot that rises in or on the surface of the melt is called dross, and the Al-Ti-Si-Zn alloy melt (400 Agitate at the top. Since the dross removal and agitation is performed in the upper part of the melting furnace 100, it is preferable to raise the partition 300 of the melting furnace 100 so as not to cause inconvenience in removing and stirring the dross.

교반을 통해 완성된 Al-Ti-Si-Zn 합금 용탕(400)을 출탕하여 잉곳몰드에 주조하는 단계(S7a)를 통해 최종적으로 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳(400)을 만든다. 다음과 같은 단계 (S1a ~ S7a)를 통해 제조된 상기 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳은 종래의 합금 잉곳보다 결정립이 미세화되어 있으며 균일하게 분포되어 있어 공업용 특히 도금용으로 사용하기에 바람직하다.The Al-Ti-Si-Zn alloy molten metal 400 completed by stirring is melted and cast in an ingot mold (S7a) to finally make an Al-Si-Ti-Zn alloy ingot 400. The Al-Si-Ti-Zn alloy ingot prepared through the following steps (S1a to S7a) is finer and more uniformly distributed than conventional alloy ingots, and thus is preferable for industrial use, particularly for plating.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 2실시예에 따른 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조방법은 제 1실시예에 따른 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳의 제조방법과 기본적인 구성은 비슷하거나 같지만, 순서에 있어서 차이가 있다.As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the Al-Si-Ti-Zn alloy ingot according to the second embodiment is similar to the manufacturing method of the Al-Si-Ti-Zn alloy ingot according to the first embodiment. It's the same, but there is a difference in the order.

먼저 Al 잉곳을 용해로(100)에 투입하여 Al 용탕을 얻는다(S1b). 여기서 상기 Al 잉곳은 모두 용해되는 것이 바람직하다. 그 다음으로 제 1실시예와는 달리 상기 Al 용탕에 Si 원석을 먼저 투입한다(S2b). 그 다음으로 Ti가 총 중량%에 대비하여 0.003~0.05 중량%가 되도록 상기 Al-Si 합금 용탕에 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하여 Al-Si-Ti 합금 용탕을 얻는다(S3b). 상기 Si 원석 및 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳은 부용해공간(140)에 투입하여 산화에 의한 손실을 최대한 줄이도록 한다. 이후의 과정(S4b ~ S8b)은 제 1실시예와 동일하므로 생략한다.First, the Al ingot is introduced into the melting furnace 100 to obtain Al molten metal (S1b). Here, it is preferable that all of the Al ingots are dissolved. Next, unlike the first embodiment, the raw Si is first introduced into the molten Al (S2b). Next, an Al-Ti-B mother alloy ingot is added to the Al-Si alloy molten metal so that Ti is 0.003 to 0.05% by weight relative to the total weight% to obtain an Al-Si-Ti alloy molten metal (S3b). The Si raw ore and the Al-Ti-B mother alloy ingot are injected into the undissolved space 140 to minimize the loss due to oxidation. Subsequent processes S4b to S8b are the same as in the first embodiment and thus will be omitted.

제 1실시예와 비교하였을 때 상기 Si 원석과 상기 Al-Ti-B 모합금을 투입 순서에서 차이가 있다. 순서에 상관없이 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하여도 상기 상기 Al-Ti-Si-Zn 합금 잉곳 제조를 위해 주조 후 급속 냉각되어 균질한 상기 Al-Ti-Si-Zn 합금 잉곳이 만들어진다. 하지만 일반적으로 사용되는 순서는 제 2실시예와 같이 먼저 상기 Si 원석을 투입한 다음 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하는 것이고, 이러한 방법을 이용하여 최종적으로 Al-Si-Ti-Zn 합금 잉곳이 제조된다.Compared with the first embodiment, there is a difference in the order in which the raw ore Si and the Al-Ti-B mother alloy are added. Irrespective of the order, even if the Al-Ti-B master alloy ingot is introduced, a homogeneous Al-Ti-Si-Zn alloy ingot is formed after rapid casting to manufacture the Al-Ti-Si-Zn alloy ingot. . However, the order generally used is to first inject the Si raw ore into the Al-Ti-B master alloy ingot as in the second embodiment, and finally, by using this method, the Al-Si-Ti-Zn alloy Ingots are made.

100: 용해로 120: 주용해공간
140: 부용해공간 200: 버너
300: 격벽 400: Al-Si-Ti-Zn 합금 용탕100: melting furnace 120: main melting space
140: dissolved space 200: burner
300: bulkhead 400: molten Al-Si-Ti-Zn alloy

Claims (7)

Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 있어서,
Al 잉곳과 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 준비하는 단계와;
Ti가 최종 중량%가 0.003~0.05 가 되도록 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 용해로에서 버너의 열이 닿는 주용해공간에 투입하여 상기 Al 잉곳과 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 완전히 용해하여 Al-Ti-B 용탕을 얻는 단계와;
상기 용해로에서 상기 버너의 열이 닿지 않는 부용해공간에 Si 원석과 Zn 잉곳을 순차적으로 투입하여 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 얻는 단계와;
상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 잉곳몰드에 주조하는 단계를 포함하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.In the manufacturing method of Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot,
Preparing an Al ingot and an Al-Ti-B mother alloy ingot;
The Al ingot and the Al-Ti-B mother alloy ingot are introduced into the main melting space where the heat of the burner is touched in the melting furnace so that the final weight percentage of Ti is 0.003 to 0.05. Completely dissolving the ingot to obtain an Al-Ti-B molten metal;
Sequentially injecting Si ore and Zn ingot into an undissolved space in which the heat of the burner does not reach in the melting furnace to obtain an Al-Si-Ti-B-Zn alloy molten metal;
Method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot comprising the step of casting the molten Al-Si-Ti-B-Zn alloy in an ingot mold. 제 1항에 있어서,
상기 Al-Ti-B 용탕을 얻는 단계는 상기 Al 잉곳을 완전히 용해시킨 후 상기 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.The method of claim 1,
The obtaining of the Al-Ti-B molten metal Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot, characterized in that the Al-Ti-B master alloy ingot is completely dissolved after the ingot. Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법에 있어서,
Al 잉곳을 용해로에서 버너의 열이 닿는 주용해공간에 투입하여 상기 Al 잉곳을 완전히 용해하여 Al 용탕을 얻는 단계와;
상기 용해로에서 상기 버너의 열이 닿지 않는 부용해공간에 Si 원석을 투입하여 Al-Si 합금 용탕을 얻는 단계와;
Ti가 최종 중량%가 0.003~0.05 가 되도록 상기 부용해공간에 Al-Ti-B 모합금 잉곳을 투입하여 Al-Si-Ti-B 합금 용탕을 얻는 단계와;
상기 부용해공간에 Zn 잉곳을 투입하여 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 얻는 단계와;
상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕을 잉곳몰드에 주조하는 단계를 포함하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.In the manufacturing method of Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot,
Injecting the Al ingot into the main melting space that the heat of the burner in the melting furnace to completely dissolve the Al ingot to obtain Al molten metal;
Injecting Si ore into an undissolved space in which the heat of the burner does not reach in the melting furnace to obtain an Al-Si alloy molten metal;
Preparing an Al-Si-Ti-B alloy molten metal by injecting an Al-Ti-B mother alloy ingot into the unmelting space such that the final weight percentage of Ti is 0.003 to 0.05;
Injecting a Zn ingot into the undissolved space to obtain an Al-Si-Ti-B-Zn alloy melt;
Method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot comprising the step of casting the molten Al-Si-Ti-B-Zn alloy in an ingot mold. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 용해로는 버너가 설치되어 있는 주용해공간과 상기 버너의 열에 직접 영향을 받지 않는 부용해공간으로 구획하는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.The method according to claim 1 or 3,
The melting furnace further comprises a partition wall partitioning into a primary melting space in which a burner is installed and an undissolving space that is not directly affected by the heat of the burner. The method of manufacturing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot. . 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 Zn 잉곳은 용탕의 온도가 650℃ 이하로 된 상태에서 투입하는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.The method according to claim 1 or 3,
The Zn ingot is a method of manufacturing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot, characterized in that the input in the state that the temperature of the molten metal is 650 ℃ or less. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 용탕은 Si 성분: 1.6 중량%±10%, Ti 성분: 0.005~0.05 중량%, Zn 성분: 43.4 중량%±10%, Al 성분: 잔부, 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.The method according to claim 1 or 3,
The Al-Si-Ti-B-Zn alloy melt is Si component: 1.6% by weight ± 10%, Ti component: 0.005 ~ 0.05% by weight, Zn component: 43.4% by weight ± 10%, Al component: balance, and other unavoidable Method for producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot containing impurities. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 Al-Ti-B 모합금에서 Ti는 3~7 중량%를 가지고, B는 0.1~3 중량%를 가지는 것을 특징으로 하는 Al-Si-Ti-B-Zn 합금 잉곳의 제조방법.The method according to claim 1 or 3,
In the Al-Ti-B mother alloy, Ti has a 3 to 7% by weight, B has a method of producing an Al-Si-Ti-B-Zn alloy ingot, characterized in that 0.1 to 3% by weight.
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