KR-20260060610-A - APPARATUS FOR POST-PROCESSING REFINED MOLTEN METAL USING SPREADER FOR SHOT SHAPING

Abstract

본 발명은 구리를 포함한 금속 및 합금의 스크랩을 용융·정련 후 출탕하는 즉 후가공하는 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 샷(shot) 성형을 위한 스프레더는 턴디쉬와 냉각수 탱크 사이에 샷(shot) 성형을 위해 개재되는 것으로, 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기가 부딪히는 타격면을 포함하고 타격면으로부터 하단부와 양 측단부는 일정 높이를 가지며 만곡지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Inventors

• 박정재

Assignees

• 박정재

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (3)

1. 정련된 용탕을 후가공하는 장치에 있어서, 상기 장치는 용탕이 저장된 턴디쉬와 턴디쉬로부터 배출되는 용탕을 냉각시켜 샷을 성형하는 냉각수 탱크를 포함하고, 상기 턴디쉬와 냉각수 탱크 사이에 샷(shot) 성형을 위한 스프레더가 개재되되, 상기 스프레더는 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기가 부딪히는 타격면을 포함하고 하단부와 양 측단부는 일정 높이를 가지며 내측으로 오목한 만곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 정련된 용탕을 후가공하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레더는 대략적 원판 형상으로 기울어진 형태로 턴디쉬와 냉각수 탱크 사이에 개재되는 특징으로 하는 정련된 용탕을 후가공하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레더는 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기를 가상의 축으로 하여 회전되는 것을 특징으로 하는 정련된 용탕을 후가공하는 장치.

Description

샷 성형을 위한 스프레더를 사용하여 정련된 용탕을 후가공 하는 장치{APPARATUS FOR POST-PROCESSING REFINED MOLTEN METAL USING SPREADER FOR SHOT SHAPING} 본 발명은 구리를 포함한 금속 및 합금의 스크랩을 용융·정련 후 출탕하는 즉 후가공하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정련된 용탕이 출탕되는 과정에서 표면적이 넓은 샷(shot)으로 성형되도록 떨어지는 용탕 줄기를 특정 시점에 펼쳐지도록 하는 샷 성형을 위한 스프레더 및 해당 스프레더를 사용하여 정련된 용탕을 후가공 하는 장치에 관한 것이다. 구리(Copper) 스크랩을 용융·정련 후 출탕하는 방법으로 정련된 용탕을 직경이 8㎜인 막대(rod) 형상으로 성형하거나, 잉곳(INGOT) 또는 빌렛(BILLET) 형태로 성형하거나 또는 알멩이(granule) 형상으로 성형하는 방법들이 이용되고 있다. 그리고 본 발명은 정련된 용탕을 출탕하는 방법 중에서도 알멩이(granule)로 성형하는 방법에 관한 것으로, 성형된 알멩이를 샷(shot)이라고 한다. 기존에는 도 3에 도시된 바와 같은 후가공 장치를 통해 샷 성형이 진행되었다. 즉 용해로(heating bunner)(1)에서 용융되고 정련된 용탕은 러너(2)를 거치면서 턴디쉬(tundish)(3)에 저장된다. 그리고 턴디쉬의 배출구를 통해 하부에 위치한 냉각수 탱크(4)로 용탕 줄기가 떨어지는데 뜨거운 용탕을 차가운 냉각수 안으로 부으면 용탕이 작은 알멩이 형태로 냉각수 내부에서 폭발하듯이 생성된다, 해당 알멩이는 보통 1㎜~15㎜ 정도의 크기를 가지는 동글동글한 형상의 부정형 형태인 알멩이로서, 이를 샷(shot)이라고 한다. 그런데 이렇게 성형된 샷(shot)은 재사용을 위한 방전 처리 등의 2차 가공이 힘들다는 단점이 있다. 이는 샷의 표면적이 작아서인데, 표면적이 작은 이러한 샷은 방전처리가 원활하지 못하고 작업성이 떨어지고 생산성 역시 좋지 못하다. 한편 관련 기술로 특허등록 제10-1340569호 (2013.12.05. 등록)「스프레이 헤드 및 이를 이용한 샷 메이킹 주조탱크」가 있다. 상기 특허등록 제10-1340569호는 앞서 언급한 문제점을 해결하기 위해 스프레이 헤드를 구비한 것을 기술적 특징으로 하고 있는데, 해당 특허에서 제안하고 있는 스프레이 헤드 구조로는 표면적인 넓은 샷을 얻기에는 한계가 있다. 도 1은 본 발명에 따른 금속 스크랩을 용융· 정련 후 출탕하는 후가공 장치를 개략적으로 도시한 도면. 도 2는 도 1의 일점쇄선 표시부분을 확대한 도면.. 도 3은 금속 스크랩을 용융· 정련 후 출탕하는 기존의 후가공 장치를 개략적으로 도시한 도면. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 구리를 비롯한 금속 및 합금의 스크랩을 용융·정련 후 출탕하는 즉 후가공하는 장치에 관한 것으로, 기존 장치와 비교시 턴디쉬(3)와 냉각수 탱크(4) 사이에 이하 설명되는 본 발명에 따른 스프레더(5)를 장착한 것이 핵심이다. 즉 본 발명에 따른 스프레더(5)는 턴디쉬(3)로부터 배출되어 낙하하는 용탕이 냉각수 탱크(4)에 떨어져 투입되는 과정에서 줄기 형태로 떨어지는 용탕을 특정 지점에서 두께가 얇은 펼쳐진 형상(예, 부채꼴 형상)이 되도록 하여 종국적으로는 알멩이(granule) 타입이 아닌 플레이크 타입의 표면적이 큰 샷 형태로 성형하기 위한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 스프레더(5)는 대략 원반 형태를 취하고, 턴디쉬(3)로부터 배출되는 용탕 줄기가 떨어지면서 부딪히는 타격면(51)을 포함한다. 상기 스프레더(5)는 아래로 기울어진 경사각을 가지며 턴디쉬(3)와 냉각수 탱크(4) 사이에 장착되는데, 타격면(51)에 용탕 줄기가 부딪히면서 부딪힌 용탕 줄기가 스프레더의 하단부(5a)와 양 측단부(5b)쪽으로 이동되고 이 과정에서 부채꼴 형태로 넓게 펴지게 즉, 얇은 두께로 표면적인 넓은 상태로 펼쳐지게 된다. 그리고 본 발명에 있어 타격면(51)으로부터 이어지는 스프레더(5)의 하단부(5a)와 양 측단부(5b)는 스프레더 하부와 양 측부가 꺾어져 형성된 것으로, 꺾인 형태가 부드럽게 만곡되면서 꺾어지는 것이 바람직하다. 또한 꺽어진 하단부(5a) 및 양 측단부(5b)의 표면 역시 만곡지게 형성하여 오목면을 형성하는 것이 바람직한데, 마치 스프레더(S)의 하단부와 양 측단부는 타격면에서 이어지는 스프레더 표면의 특정 지점에서부터 말려올라간 형태를 취하게 된다. 참고로 첨부된 도면에서는 스프레더(S) 표면 전체를 마치 솥뚜껑 안쪽면처럼 전체적으로 만곡진 면으로 도시하였으나, 스프레더(S)의 하단부와 양 측단부가 말려 올라가는 형태가 될 수 있다면 그 외 부분의 형태는 평면일수도 있는 등 제한되지 않는다. 타격면에 부딪힌 용탕 줄기가 말려올라간 하단부와 양 측단부를 타고 이동하면서 부채꼴 형상으로 펼쳐져야 추후 냉각탱크에서 냉각되어 성형되는 샷의 형태가 알멩이(granule) 타입이 아닌 플레이크 타입의 표면적이 큰 샷 형태가 될 수 있다. 참고로, 단부 형태가 평평한 면 형태로 마감되면 타격 후 용탕 줄기가 부채꼴 형태로 펼쳐질 수는 있으나 펼쳐진 후 바로 아래로 낙하되기에 냉각탱크에서 퍼지면서 플레이크 타입으로 성형되기 보다는 알멩이(granule) 형태로 성형되기에 본 발명에서는 위와 같은 구조를 취함으로서 샷 성형의 효율을 극대화하였다. 따라서 본 발명의 스프레더(5)는 타격면에 타격된 용탕 줄기가 스프레더 표면을 타고 최종적으로 이동되는 하단부(5a)와 양 측단부(5b)를 만곡지게 말려올려진 형태로 마감한 것을 특징으로 한다. 그리고 이를 통해 최종적으로 성형되는 샷은 기존 표면적이 작은 알멩이 형태가 아닌 얇은 두께로서 표면적인 넓은 판상 타입으로 고르게 성형된다. 다음으로 본 발명에 따른 스프레더(5)를 정련된 용탕을 후가공 하는 후가공 장치인 턴디쉬(3)와 냉각수 탱크(4) 사이에 장착하는데, 상기 스프레더(5)에는 회전수단(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다. 즉 스프레더(5)의 회전은 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기를 가상의 축(S)으로 하여 회전이 이루어지도록 하고, 본 발명에 도입될 수 있는 회전구조는 공지된 기술 구성들을 채용하여 구현할 수 있기에 구체적인 설명은 생략한다. 플레이크 성형이 잘 되기 위해서는 냉각탱크의 냉각수 온도가 높지 않아야 하는데, 높은 온도의 용탕이 냉각수로 투하되면서 냉각수 온도가 올라갈 수 밖에 없고, 더욱이 특정 방향으로만 투하가 집중된다면 냉각수 온도에 편차가 생기고 균일한 온도를 유지할 수 없게된다. 이에 본 발명에서는 스프레더(5)를 회전시켜 모든 방향에서 용탕의 투하가 이루어지도록 함으로써 냉각수의 온도가 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 그리고 스프레더(5)의 회전은 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기를 가상의 회전축(S)으로 하여 진행되도록 하는 것이 냉각수의 균일한 온도 형성에 있어 바람직하다. 또한 스프레더(5)에 대한 거리조절수단과 각도조절수단을 구비하여 턴디쉬로부터 배출되는 용탕 줄기가 원하는 타격면(51) 지점에 타격될 수 있도록 한다. 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 내지 구성을 갖는 스프레더를 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.