[go: up one dir, main page]

KR101385008B1 - 주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법 - Google Patents

주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101385008B1
KR101385008B1 KR1020120053079A KR20120053079A KR101385008B1 KR 101385008 B1 KR101385008 B1 KR 101385008B1 KR 1020120053079 A KR1020120053079 A KR 1020120053079A KR 20120053079 A KR20120053079 A KR 20120053079A KR 101385008 B1 KR101385008 B1 KR 101385008B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ladle
molten material
nozzle
hollow interior
disposed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120053079A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120132356A (ko
Inventor
크리스토퍼 디. 코건
스테픈 엠. 피치
치구에이 왕
Original Assignee
지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨 filed Critical 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
Publication of KR20120132356A publication Critical patent/KR20120132356A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101385008B1 publication Critical patent/KR101385008B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/12—Travelling ladles or similar containers; Cars for ladles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

주조 장치, 및 주조 장치를 이용하여 주물을 형성하는 방법이 제공되며, 상기 주조 장치는, 용융 물질을 수용하는 중공형 내부를 갖는 레이들(ladle); 상기 중공형 내부와 유체 연통하며, 상기 레이들 외부에 배치된 제 1 부분과, 상기 중공형 내부 내에 배치된 제 2 부분을 갖는 노즐; 상기 레이들의 중공형 내부와 연통하는 첨가제 공급기; 및 상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 가스 도관을 포함한다.

Description

주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법{POUR LADLE FOR MOLTEN METAL}
본 발명은 레이들을 용융 물질로 충전하며, 레이들로부터 주조 몰드로 용융 물질을 이송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
금속 등의 용융 물질을, 예컨대 주조 몰드 내에 주입하는 것은, 주조 물체의 내부 안정성, 표면 조건, 및 인장 강도, 다공성, 연신율 및 경도 등의 기계적 특성에 영향을 미치는 상당한 프로세스 변수이다. 레이들을 딥핑/주입하기 위한 다수의 상이한 설계가 있으며, 이는 주물 산업에 사용된다. 일반적으로, 주조 공장에서는, 고압 다이 캐스팅(high pressure die casting: HPDC) 프로세스 또는 중력 주입 캐스팅 방법을 사용한다. 일반적으로, 레이들은, 주조 공장에서, 사전 측정된 양의 용융 금속을 보온로(holding furnace)로부터 주조기로 이송하는데 사용된다. 그 다음, 용융 금속은 레이들로부터 주조기의 리셉터클 내로, 예컨대 HPDC 프로세스에서의 샷 슬리브 내로 또는 중력 주입 캐스팅 프로세스에서의 주입 베이슨(pouring basin) 내로 주입된다. 대용량 제조 캐스팅 프로세스의 경우, 레이들은 기계식 또는 로봇식 핸들링 장치 상에 통상적으로 장착되며, 이는 소정량의 용융 금속을 얻기 위해 보온로 내로 레이들을 딥핑하도록 프로그래밍된다. 그 다음, 로봇식 핸들링 장치는 금속을 주조기로 이송하여, 레이들로부터 주조기 내로 금속을 주입한다.
종래의 주조법, 캐스팅 레이들 및 로봇식 핸들링 장치를 이용하여, 보온로 내로 레이들을 딥핑하는 동안에 많은 난류가 발생될 수 있다. 알루미늄 합금의 경우, 이러한 난류는 산화물(통상적으로, 드로스라고 부름), 또는 주조 품질에 악영향을 미칠 수 있는 다른 불순물을 형성할 수 있다. 전자기 펌프는 주조 몰드에 용융 금속을 이송하는데 점점 사용되고 있다. 전자기 펌프가 용융 금속 내에 침지되기 때문에, 종래의 레이들과 관련된 산화물의 발생 및 표면 난류가 최소화된다. 그러나, 전자기 펌프는 비용이 많이 들고 유지 및 보수에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 전자기 펌프는 바이어스 전압을 발생시키는 모든 시간에 전류 공급될 필요가 있어서, 전자기 펌프 및 론더 시스템(electromagnetic pump and launder system) 내에서 산화물 형성을 최소화한다. 또한, 전자기 펌프에 의해 요구되는 냉각 공기는 초기의 용융 온도로부터 용융 금속의 온도 변화를 형성할 수 있다.
미세 구조를 변경하며 용융 금속으로부터 형성된 주물에 강도를 첨가하도록 용융 금속에 첨가제가 도입될 수 있다. 첨가제에는, 티타늄 카본 알루미늄, 티타늄 알루미늄, 알루미늄 스트론튬 및 티타늄 보론 등이 있다. 첨가제는 용융 금속의 응고 동안에 결정 형성을 제어하도록 용융 금속 내에서 조핵제(nucleating agent)로서 작용한다. 티타늄 보론 등의 첨가제는 가열된 레이들에 첨가될 때 신속하게 증발하는 경향이 있다. 따라서, 첨가제는 용융 금속과 혼합되기 전에 첨가제가 증발하지 않음을 보장하도록 용융 금속에 전략적으로 첨가되어애 하고, 첨가제는 용융 금속과 적절하게 그리고 균일하게 혼합되어야 한다. 용융 금속과 첨가제(들)를 적절하게 혼합하지 않고서는, 바람직하지 못한 주물이 제조될 수 있다.
소정의 도입을 보장하며 용융 금속 내에 첨가제를 혼합하면서, 종래의 주입 레이들 및 전자기 펌프의 단점을 해결하는, 개선된 주입 레이들을 제공하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 레이들을 용융 금속 및 첨가제로 정지 중(quiescently)에 충전하며, 경사형 주입 몰딩 프로세스에 의해 형성된 소정의 주조 물체에서의 결함을 최소화하기 위해 용융 금속 내의 난류를 최소화하도록 레이들로부터 주조 몰드로 용융 금속을 이송하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명과 부합되고 적절하게, 용융 금속 및 첨가제로 레이들을 조용히 충전하며, 형성된 소정의 주조 물체에서의 결함을 최소화하기 위해 용융 금속 내의 난류를 최소화하도록 레이들로부터 주조 몰드로 용융 금속을 이송하는 장치 및 방법이 놀랍게 발견되었다.
일 실시예에서, 주조 장치는, 중공형 내부를 갖는 레이들(ladle); 상기 중공형 내부와 유체 연통하며, 상기 레이들 외부에 배치된 제 1 부분과, 상기 중공형 내부 내에 배치된 제 2 부분을 갖는 노즐; 상기 레이들의 중공형 내부와 연통하는 첨가제 공급기; 및 상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 가스 도관을 포함한다.
다른 실시예에서, 주조 장치는, 중공형 내부와 유체 연통하는 개구와, 바닥에 형성된 구멍을 갖는 레이들(ladle)로서, 용융 물질을 수용하는 레이들; 상기 중공형 내부와 유체 연통하며, 상기 레이들 외부에 배치된 제 1 부분과, 상기 중공형 내부 내에 배치된 제 2 부분을 갖는 노즐; 상기 개구 상에 배치된 덮개로서, 상기 개구와 액밀성 시일을 형성하는 덮개; 상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 첨가제 공급기; 상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 가스 도관; 상기 덮개를 통해 배치된 스토퍼 로드와, 상기 구멍을 선택적으로 막는 제 1 단부 상에 배치된 스토퍼를 갖는 스토퍼 조립체를 더 포함하며, 상기 덮개의 일부분은 상기 중공형 내부 내에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 용융 물질을 주조 몰드로 이송하는 방법은, 용융 물질 공급원 내의 중공형 내부와, 상기 중공형 내부 내로의 흐름을 용이하게 하는 구멍을 갖는 레이들을 하강시키는 단계; 상기 구멍을 통해 상기 용융 물질로 상기 레이들의 내부를 충전하는 단계; 노즐의 일부분 내에 불활성 가스를 도입하는 단계; 상기 용융 물질 공급원으로부터 상기 레이들을 제거하는 단계; 상기 노즐을 주조 몰드와 접촉시키는 단계; 및 상기 용융 물질이 상기 주조 몰드 내로 흐르게 하도록 불활성 가스로 상기 중공형 내부를 가압시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기한 이점 및 다른 이점은 첨부한 도면을 참조할 때 바람직한 실시예에 관한 하기의 상세한 설명으로부터 당업자에 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조 장치의 단면도,
도 2는 도 1의 주조 장치 및 보온로의 딥 웰의 단면도로서, 상기 주조 장치는 충전 작업을 위해 딥 웰 내로 회전 및 하강된 상태를 도시한 도면,
도 3은 주조 장치 및 도 2의 딥 웰의 단면도로서, 상기 주조 장치는 충전 작업에 의해 그리고 딥 웰 내에서 용융 금속으로 충전된 상태를 도시한 도면,
도 4는 딥 웰로부터 제거된, 도 3의 주조 장치의 단면도,
도 5는 주조 몰드와 유체 연통하는, 도 4의 주조 장치의 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주조 장치의 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주조 장치의 단면도.
하기의 상세한 설명 및 첨부한 도면은 본 발명의 각종 예시적인 실시예를 기술 및 도시한다. 상세한 설명 및 도면은 당업자가 본 발명을 이루고 사용하게 제공하여, 본 발명의 범위를 임의로 제한할 의도의 것은 아니다. 기술된 방법에 관하여, 제공된 단계는 사실상 예시적이므로, 단계의 순서가 반드시 필요하거나 또는 중요하지는 않다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조 장치(10)를 도시한다. 주조 장치(10)는 용융 물질(14)을 수용하는 레이들(12); 레이들(12)의 중공형 내부(20)와 유체 연통을 제공하는 노즐(16); 및 내부(20)와 대기 사이에서 실질적으로 액밀성 시일을 형성하는 덮개(18)를 구비한다. 용융 물질(14)은, 소망하는 바와 같이, 예컨대 강, 알루미늄 및 그 합금 등의 금속, 또는 중합 물질일 수 있다.
레이들(12)은 외부 상에 배치된 드로스 스키머(dross skimmer)(22)를 갖는 콰이에슨트 충전식 레이들(quiescent-fill ladle)이다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "콰이에슨트 충전식 레이들(quiescent-fill ladle)"은 용융 물질(14)의 최소화된 양의 난류, 교반(agitation) 및 폴딩(folding)으로 용융 물질을 수용하는 레이들로서 정의된다. 레이들(12)은 실질적으로 원형의 단면 형상을 가지지만, 레이들(12)은 장방형, 삼각형, 타원형 등의 임의 단면 형상일 수 있다. 레이들(12)은, 소망하는 바와 같이, 예컨대 세라믹 또는 금속 등의 임의의 종래 내화성 재료로 형성될 수 있다. 드로스 스키머(22)는 용융 물질(14)을 통과시키거나 또는 드로스 스키머(22)가 메시일 수 있는 복수의 구멍을 구비한 고형물일 수 있다. 일반적으로, 드로스 스키머(22)는 레이들(12)의 하부(24)에 인접한 노즐(16)과 동일한 레이들(12)의 측부 상에 배치된다.
그러나, 드로스 스키머(22)는, 소망하는 바와 같이, 레이들(12)의 임의 위치에 배치될 수 있다. 드로스 스키머(22)는, 예컨대 그라파이트 또는 실리콘 카바이드 등의 용융 금속의 고온 온도를 견디는 다수의 비금속 재료로 형성될 수 있다. 레이들(12)의 상부(28)에 형성된 개구(26)는 내부(20)와 유체 연통한다. 개구(26)는 소망하는 바와 같이 임의의 크기 및 형상일 수 있다. 도시한 실시예에서, 덮개(18)는 개구(26)를 형성하는 레이들(12)의 일부분과 액밀성 시일을 형성한다. 액밀성 시일은 접착제 등으로 덮개(18)를 레이들(12)에 용접함으로써 형성될 수 있다. 변형례로서, 덮개(18)는 레이들(12)과 일체 형성될 수 있거나, 또는 덮개(18)가 필요하지 않는 방식으로 레이들(12)이 형성될 수 있다.
노즐(16)은 레이들(12)의 내부와 유체 연통하는 중공형 도관이다. 노즐(16)은 개구(26)에 인접한 레이들(12)의 측벽을 통해 배치된다. 노즐(16)은 레이들(12)로부터 그 외부로 외측으로 연장되는 제 1 부분(30)과, 레이들(12)의 내부(20) 내로 연장되는 제 2 부분(32)을 구비한다. 제 1 부분(30)은 노즐(16)을 통한 흐름을 촉진시키는 구멍(31)을 구비한다. 제 2 부분(32)은 노즐(16)을 통한 흐름을 촉진시키는 구멍(33)을 구비한다. 제 1 부분(30)은 제 2 부분(32)의 내경보다 큰 내경을 가지지만, 부분(30, 32)은 소망하는 바와 같이 제 1 부분(30)의 내경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 제 2 부분(32)은 제 1 부분(30)에 대해 경사지게 형성된다. 제 2 부분(32)은 레이들(12)의 충전 동안에 용융 물질(14)의 낙하를 최소화하도록 레이들(12)의 내부(20)의 하부(24)에 인접하게 종결함으로써, 콰이에슨트 충전을 용이하게 한다. 도시한 바와 같이, 노즐(16)은 원형의 단면을 가지지만, 노즐(16)은 소망한 바와 같이 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 노즐(16)은 소망한 바와 같이, 예컨대 세라믹 또는 금속 등의 내화성 재료로 형성된다.
덮개(18)는 레이들(12)의 내부(20)와 대기 사이에 실질적으로 액밀성 시일을 형성하며, 내부(20)와 유체 연통하는 가스 도관(34), 내부(20)와 연통하는 첨가제 공급기(36), 및 내부(20)와 연통하는 압력 센서(39)를 구비한다. 도시한 바와 같이, 덮개(18)는 스테인리스강으로 형성되지만, 덮개(18)는 용융 금속의 고온 온도를 견디는 임의의 탄성 물질로 형성될 수 있다. 가스 도관(34) 및 첨가제 공급기(36) 각각은, 덮개(18)를 통해 배치되며 덮개(18)와 실질적으로 액밀성 시일을 형성하는 부분을 구비한다. 가스 도관(34)은, 예컨대 가스 공급원(미도시)으로부터 레이들(12)의 내부(20)로, 밸브 등의 흐름을 조절하는 수단(38)을 구비한다. 첨가제 공급기(36)는, 예컨대 첨가제 공급원(미도시)으로부터 레이들(12)의 내부(20)로, 밸브 등의 연통을 조절하는 수단(40)을 구비한다. 첨가제 공급원은 소정량의 첨가제(미도시)를 내부(20) 또는 KB Alloys, Inc. of Reading, PA.에 의해 판매되는 KB Alloys Rod Feeder 등의 첨가제 공급기로 개별적으로 도입할 수 있다. 첨가제 공급기(36)는, 첨가제 공급기와 연통하는 연통을 조절하는 수단 및 도관 이외에 장치(10)에 직접 장착되는 첨가제 공급기일 수 있다. 내부(20)에 첨가되는 첨가제는, 소망하는 바와 같이, 예컨대 티타늄 카본 알루미늄, 티타늄 알루미늄, 알루미늄 스트론튬 또는 티타늄 보론일 수 있다. 가스 도관(34) 및 첨가제 공급기(36)는 동일한 재료로 형성될 수 있거나, 또는 예컨대 스테인리스 또는 세라믹 등의 상이한 재료로 형성될 수 있다. 압력 센서(39)는 장치(10)의 내부(20) 내에서 가스상 유체의 압력을 검출한다. 압력 센서(39)는 컴퓨터 또는 제어기, 혹은 유체 가압 프로파일 피드백 및 제어를 위해 압력 측정값을 수용 및 해석하는 다른 장치와 전기적 연통할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 사용 시에 주조 장치(10)의 각종 위치를 도시한다. 주조 장치(10)는 당해 기술에서 공지된 바와 같은 로봇식 핸들링 장치에 의해 이송 및/또는 회전된다. 로봇식 핸들링 장치는 첨가제 공급원 근방에 주조 장치(10)를 배치하며, 첨가제 공급기(36)는 주조 장치(10)와 연통한다. 연통 조절을 위한 수단(40)이 개방되어, 첨가제 공급원으로부터의 소정량의 첨가제는 첨가제 공급기(36)를 통해 주조 장치(10)의 내부로 도입된다. 소정량의 첨가제가 일단 도입되면, 연통 조절을 위한 수단(40)이 폐쇄되어, 주조 장치(10)는 충전을 위한 노(furnace)(미도시)의 딥 웰(42)로 이송된다. 용융 물질(14)과 혼합하기 전에 첨가제 산화에 대해 작용하기 위해, 레이들(12)을 용융 물질(14)로 충전하기 바로 전에 첨가제가 레이들(12) 내로 도입된다.
용융 물질(14)로 주조 장치(10)를 충전하기 위해, 드로스 스키머(22)의 적어도 일부분이 용융 물질(14) 내에 침지될 때까지 주조 장치(10)는 딥 웰(42) 위로 하강된다. 일단 드로스 스키머(22)의 일부분이 용융 물질(14) 내에 침지되면, 주조 장치(10)는 용융 물질(14)의 상부면의 평면에 평행한 평면에서 이동하게 됨으로써, 드로스 스키머(22)가 용융 물질(14)의 상부면을 스킴(skim)하게 하여, 용융 물질(14)의 상부면으로부터 드로스를 제거한다. 용융 물질(14)의 상부면으로부터 드로스를 제거함으로써, 주조 장치(10)는 드로스가 실질적으로 없는 딥 웰(42)의 영역에서 용융 물질(14) 내로 하강될 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 주조 장치(10)는 용융 물질(14) 내로 하강되어, 노즐(16)의 제 1 부분(30)의 적어도 일부분이 용융 물질(14) 내에 침지될 때까지 회전된다. 주조 장치(10)는, 레이들(12)의 외부 상에 배치된 접촉 프로브(44)가 용융 물질(14)에 의해 접촉될 때까지 용융 물질(14) 내로 하강된다. 일단 용융 물질(14)이 접촉 프로브(44)와 접촉하면, 회로가 접지되어 로봇식 핸들링 장치가 주조 장치(10)의 하강을 중지하게 한다. 노즐(16)의 일부분이 용융 물질(14) 내로 하강되면, 용융 물질(14)은 딥 웰(42)로부터, 노즐(16)의 제 1 부분(30)의 구멍(31)을 통해, 노즐(16)의 제 2 부분(32)을 통해, 구멍(33)으로부터, 그리고 레이들(12)의 내부(20) 내로 흐를 것이다. 노즐(16)의 제 2 부분(32)이 레이들(12)의 하부(24)에 대해 종결하기 때문에, 용융 물질(14)의 낙하가 최소화되고, 레이들(12)의 충전이 중단된다.
일단 주조 장치(10)의 레이들(12)이 소정량의 용융 물질(14)로 충전되면, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 주조 장치(10)는 용융 물질(14)의 상부면에 실질적으로 평행한 덮개(18)를 갖는 직립 위치로 회전된다. 그 다음, 노즐(16)의 제 1 부분(30)과 접촉하여 유체 연통하는 도관(46)이 배치된다. 도관(46)은 불활성 가스 공급원(50)과 유체 연통하며, 예컨대 밸브 등의 흐름 조절 수단(48)을 구비한다. 불활성 가스는, 예컨대 N2일 수 있다. 제 1 부분(30)과 도관(46) 사이의 접촉은 실질적으로 액밀식이다. 일단 제 1 부분(30)과 도관(46)이 유체 연통하면, 흐름 조절 수단(48)이 개방되어, 용융 물질(14)로 충전되지 않은 노즐(16)의 일부분은 공급원(50)으로부터 불활성 가스(52)로 충전된다. 불활성 가스(52)는 노즐(16) 내의 공기(또는 다른 가스)를 희석할 수 있거나, 또는 불활성 가스(52)는 노즐(16)로부터 선택적으로 벤트되는 공기를 대체할 수 있다. 일단 노즐(16)이 소정량의 불활성 가스(52)로 충전되면, 흐름 조절 수단(48)은 폐쇄된다. 장치(10)가 용융 물질(14)로 충전된 후에 노즐(16)을 불활성 가스(52)로 충전함으로써, 용융 물질(14)의 산화가 최소화된다. 일단 흐름 조절 수단(48)이 폐쇄되면, 도관(46)과 제 1 부분(30) 사이의 접촉이 약화되고, 도 4에 도시한 바와 같이, 노즐(16)의 구멍(31)은 커버(54)로 밀봉되어, 커버(54)로부터 불활성 가스(52)의 배출에 대해 작용한다. 커버(54)는 주조 장치(10)에 힌지식 또는 이와는 달리 연결되거나, 또는, 요구된 바와 같이 주조 장치(10)로부터 별개로 형성된다. 커버(54)는, 요구된 바와 같이, 플러그 또는 다른 캡핑 장치일 수 있다. 그 다음, 주조 장치(10)는 로봇식 핸들링 장치에 의해 딥 웰(42) 및 용융 물질(14)로부터 제거된다. 커버(54)를 이용하는 변형례로서, 도관(46)은 딥 웰(42)로부터 주조 장치(10)의 이송 동안에 노즐(16)과 액밀성 접촉을 유지할 수 있다.
충전 후에, 주조 장치(10)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 로봇식 핸들링 장치에 의해 주조 몰드(56)로 이송된다. 커버(54)는 노즐(16)의 구멍(31)으로부터 제거되고, 노즐(16)은 주조 몰드(56) 내에 형성된 구멍(미도시)과 유체 연통하는 구멍(31)을 갖는 주조 몰드(56)에 밀봉식으로 연결된다. 일단 주조 장치(10)와 주조 몰드(56)가 연결되면, 흐름 조절 수단(38)이 개방되어, 레이들(12)을 가압하도록 불활성 가스(58)가 내부(20) 내로 흐르게 된다. 화살표(60)로 나타낸 바와 같이, 내부(20) 내의 압력은 용융 물질(14)에 대해 하측방향 압력을 야기시키고, 구멍(33)을 통해, 노즐(16)을 통해 그리고 구멍(31)으로부터 주조 몰드(56) 내로 용융 물질(14)을 흐르게 한다. 일단 주조 몰드(56)가 소정 레벨로 충전되면, 흐름 조절 수단(38)은 내부(20) 내로의 불활성 가스(58)의 흐름을 중지하도록 폐쇄된다. 압력 센서(39)로부터의 유체 압력 측정 및 노즐(16)을 통한 용융 물질(14)의 소정의 흐름에 근거하여, 내부 내로의 불활성 가스(58)의 흐름은 요구되는 바와 같이 증가, 감소 또는 중지될 수 있다. 그 다음, 로봇식 핸들링 장치는 주조 장치(10)를 주조 몰드(56)로부터 멀어지게 이동시킨다. 주조 장치(10)는, 주조 장치(10)를 용융 물질(14)로 재충전하기 전에 불활성 가스로 퍼지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주조 장치(610)를 도시한다. 도 6의 실시예는 하기에 기술한 점을 제외하고는 도 1의 주조 장치(10)와 유사하다. 도 1과 반복되는 구조에 대해서는, 도 6에서 동일한 참조부호에 대해 백자리 숫자에 6을 추가한다.
주조 장치(610)는 용융 물질(614)을 수용하는 레이들(612); 레이들(612)의 중공형 내부(620)와 유체 연통하는 노즐(616); 내부(620)와 대기 사이에 실질적으로 액밀성 시일을 형성하는 덮개(618); 및 스토퍼 조립체(62)를 구비한다. 용융 물질(614)은, 요구된 바와 같이, 강, 알루미늄 및 그 합금 등의 금속, 혹은 중합체 물질 등의 임의의 용융 물질일 수 있다.
레이들(612)은, 그 외부 상에 배치된 드로스 스키머(622)를 갖는 콰이에슨트 충전식 레이들(quiescent-fill ladle)이다. 레이들(612)은 실질적으로 장방형 단면 형상을 갖지만, 레이들(612)은 원형, 삼각형, 타원형 등의 단면 형상을 가질 수 있다. 레이들(612)은, 예컨대 세라믹 또는 금속 등의 종래의 내화성 물질로 형성될 수 있다. 드로스 스키머(622)는 액체 물질로부터 고체물질을 스킴하는 시브(seive)이다. 드로스 스키머(622)는 용융 물질(614)을 통과시키는 복수의 구멍을 구비하는 고체 물질일 수 있거나, 또는 드로스 스키머(622)는 메쉬일 수 있다. 일반적으로, 드로스 스키머(622)는 레이들(612)의 하부(624)에 인접한 노즐(616)로부터 레이들(612)의 대향 측부 상에 배치된다. 드로스 스키머(622)는, 요구되는 바와 같이, 레이들(612) 상의 어느 위치에 배치될 수 있다. 그러나, 드로스 스키머(622)는, 예컨대 그라파이트 또는 실리콘 카바이드 등의 용융 물질의 고온 온도를 견디는 임의 수의 비금속 물질로 형성될 수 있다. 레이들(612)의 상부(628) 내에 형성된 개구(626)는 내부(620)와 유체 연통한다. 개구(626)는 소망하는 바와 같이 임의의 사이즈 및 형상일 수 있다. 도시한 실시예에서, 덮개(618)는 개구(626)를 형성하는 레이들(612)의 일부분과 액밀성 시일을 형성한다. 액밀성 시일은 덮개(618)를 레이들(612)에, 예컨대 접착제 등으로 용접함으로써 형성될 수 있다. 변형례로서, 덮개(618)는 레이들(612)과 일체 형성될 수 있거나, 또는 레이들(612)은 덮개(618)를 필요로 하지 않는 방식으로 형성될 수 있다.
노즐(616)은 덮개(618)를 통해 배치된 레이들(612)의 내부(620)와 유체 연통하는 중공형 도관이다. 노즐(616)은 레이들(612)로부터 그 외부로 외측으로 연장되는 제 1 부분(630)과, 레이들(612)의 내부(620) 내로 연장되는 제 2 부분(632)을 구비한다. 제 1 부분(630)은 노즐(616)의 출구를 형성하는 구멍(631)을 구비한다. 제 2 부분(632)은 노즐(616)의 입구를 형성하는 구멍(633)을 구비한다. 제 1 부분(630)은 제 2 부분(632)의 내경보다 큰 내경을 가지지만, 부분(630, 632)은 동일한 내경을 가질 수 있거나, 또는 소망하는 바와 같이 제 2 부분(632)은 제 1 부분(30)의 내경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 제 2 부분(632)은 실질적으로 선형이며 레이들(612)의 종축에 실질적으로 평행하지만, 제 2 부분(632)은 소망하는 바와 같이 제 1 부분(630)에 대해 경사질 수 있다. 제 2 부분(632)은 레이들(612)의 내부(620)의 하부(624)에 인접하게 종결한다. 도시한 바와 같이, 노즐(616)은 원형의 단면을 가지지만, 노즐(616)은 소망하는 바와 같이 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 노즐(616)은 소망한 바와 같이, 예컨대 세라믹 또는 금속 등의 내화성 재료로 형성된다.
덮개(618)는 내부(620)와 대기 사이에 실질적으로 액밀성 시일을 형성하며, 내부(620)와 유체 연통하는 가스 도관(634), 내부(620)와 연통하는 첨가제 공급기(636), 및 내부(620)와 연통하는 압력 센서(639)를 구비한다. 도시한 실시예에서, 덮개(618)는 스테인리스강으로 형성되지만, 덮개(618)는 용융 금속의 고온 온도를 견디는 임의의 탄성 물질로 형성될 수 있다. 가스 도관(634) 및 첨가제 공급기(636) 각각은, 덮개(618)를 통해 배치되며 덮개(618)와 실질적으로 액밀성 시일을 형성하는 부분을 구비한다. 가스 도관(634)은, 예컨대 가스 공급원(미도시)으로부터 레이들(612)의 내부(620)로, 밸브 등의 흐름을 조절하는 수단(638)을 구비한다. 첨가제 공급기(636)는, 예컨대 첨가제 공급원(미도시)으로부터 레이들(612)의 내부(620)로, 밸브 등의 연통을 조절하는 수단(640)을 구비한다. 첨가제 공급원은 소정량의 첨가제(미도시)를 내부(620) 또는 KB Alloys, Inc. of Reading, PA.에 의해 판매되는 KB Alloys Rod Feeder 등의 첨가제 공급기로 개별적으로 도입할 수 있다. 첨가제 공급기(636)는 장치(610)에 직접 장착되는 첨가제 공급기일 수 있다. 내부(620)에 첨가되는 첨가제는, 소망하는 바와 같이, 예컨대 티타늄 카본 알루미늄, 티타늄 알루미늄, 알루미늄 스트론튬 또는 티타늄 보론일 수 있다. 가스 도관(634) 및 첨가제 공급기(636)는 동일한 재료로 형성될 수 있거나, 또는 예컨대 스테인리스 또는 세라믹 등의 상이한 재료로 형성될 수 있다. 압력 센서(639)는 장치(610)의 내부(620) 내에서 가스상 유체의 압력을 검출한다. 압력 센서(639)는 컴퓨터 또는 제어기, 혹은 유체 가압 프로파일 피드백 및 제어를 위해 압력 측정값을 수용 및 해석하는 다른 장치와 전기적 연통할 수 있다.
스토퍼 조립체(62)는 제 1 단부에 형성된 스토퍼(64)를 가지며, 제 2 단부에서 액추에이터(66)에 연결되어 작동되는 스토퍼 로드(63)를 구비한다. 액추에이터(66)는 덮개(618) 상에 배치된다. 스토퍼 로드(63)는 덮개(618)와 실질적으로 액밀성 시일을 형성한다. 스토퍼(64)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 레이들(612) 내에 놓일 때 레이들(612)의 하부(624) 내에 형성된 구멍(68)과 액밀성 시일을 형성한다. 스토퍼 로드(63) 및 스토퍼(64)는 동일한 물질로 형성되거나, 또는 소망하는 바와 같이, 세라믹 또는 다른 내화성 물질 등의 상이한 물질로 형성될 수 있다. 스토퍼 로드(63) 및 스토퍼(64)는, 소망하는 바와 같이, 별개로 형성되거나 일체 형성될 수도 있다.
사용 시에, 주조 장치(610)는 당해 기술에 공지된 바와 같은 로봇식 핸들링 장치(미도시)에 의해 이송된다. 로봇식 핸들링 장치는 첨가제 공급원 근방에 주조 장치(610)를 배치하며, 첨가제 공급기(636)는 주조 장치(610)와 연통한다. 연통 조절을 위한 수단(640)이 개방되어, 첨가제 공급원으로부터의 소정량의 첨가제는 첨가제 공급기(636)를 통해 주조 장치(610)의 내부로 도입된다. 소정량의 첨가제가 일단 도입되면, 연통 조절을 위한 수단(640)이 폐쇄되어, 주조 장치(610)는 충전을 위한 노(furnace)(미도시)의 딥 웰(미도시)로 이송된다. 용융 물질(614)과 혼합하기 전에 첨가제 산화에 대해 작용하기 위해, 레이들(612)을 용융 물질(614)로 충전하기 바로 전에 첨가제가 레이들(612) 내로 도입된다.
용융 물질(614)로 주조 장치(610)를 충전하기 위해, 드로스 스키머(622)의 적어도 일부분이 용융 물질(614) 내에 침지될 때까지 주조 장치(610)는 딥 웰 위로 하강된다. 일단 드로스 스키머(622)의 일부분이 용융 물질(614) 내에 침지되면, 주조 장치(610)는 용융 물질(614)의 상부면의 평면에 평행한 평면에서 이동하게 됨으로써, 드로스 스키머(622)가 용융 물질(614)의 상부면을 스킴(skim)하게 하여, 용융 물질(614)의 상부면으로부터 드로스를 제거한다. 용융 물질(614)의 상부면으로부터 드로스를 제거함으로써, 주조 장치(610)는 드로스가 실질적으로 없는 딥 웰의 영역에서 용융 물질(614) 내로 하강될 수 있다. 주조 장치(610)는, 레이들(612)의 외부 상에 배치된 접촉 프로브(644)가 용융 물질(614)에 의해 접촉될 때까지 용융 물질(614) 내로 하강된다. 일단 용융 물질(614)이 접촉 프로브(644)와 접촉하면, 회로가 접지되어 로봇식 핸들링 장치가 주조 장치(610)의 하강을 중지하게 한다. 일단 접촉 프로브(644)가 주조 장치(610)의 하강을 중지하면, 스토퍼 조립체(62)의 액추에이터(66)는 스토퍼(64)를 구멍(68)으로부터 떨어뜨리도록 스토퍼 로드(63)가 상부(628) 쪽으로 이동하게 함으로써, 스토퍼(64)와 구멍(68) 사이의 액밀성 시일을 중단시키고 용융 물질(614)이 레이들(612)을 충전하게 한다. 레이들(612)을 하부(624)에서 충전함으로써, 용융 물질(614)의 낙하가 최소화되고, 레이들(612)의 충전이 중단된다.
일단 주조 장치(610)의 레이들(612)이 소정량의 용융 물질(614)로 충전되면, 액추에이터(66)는 구멍(68) 내에 스토퍼(64)를 안착하도록 스토퍼 로드(63)가 하부(624) 쪽으로 이동하게 함으로써, 이들 사이의 액밀성 시일을 형성한다. 그 다음, 노즐(616)의 제 1 부분(630)과 접촉하여 유체 연통하는 도관(646)이 배치된다. 도관(646)은 불활성 가스 공급원(650)과 유체 연통하며, 예컨대 밸브 등의 흐름 조절 수단(648)을 구비한다. 불활성 가스는, 예컨대 N2일 수 있다. 제 1 부분(630)과 도관(646) 사이의 접촉은 실질적으로 액밀식이다. 일단 제 1 부분(630)과 도관(646)이 유체 연통하면, 흐름 조절 수단(648)이 개방되어, 용융 물질(614)로 충전되지 않은 노즐(616)의 일부분은 공급원(650)으로부터 불활성 가스(652)로 충전된다. 불활성 가스(652)는 노즐(616) 내의 공기(또는 다른 가스)를 희석할 수 있거나, 또는 불활성 가스(652)는 노즐(616)로부터 선택적으로 벤트되는 공기를 대체할 수 있다. 일단 노즐(616)이 소정량의 불활성 가스(652)로 충전되면, 흐름 조절 수단(648)은 폐쇄된다. 장치(610)가 용융 물질(614)로 충전된 후에 노즐(616)을 불활성 가스(652)로 충전함으로써, 용융 물질(614)의 산화가 최소화된다. 일단 흐름 조절 수단(648)이 폐쇄되면, 도관(646)과 제 1 부분(630) 사이의 접촉이 약화되고, 노즐(616)의 구멍(631)은 커버(미도시)로 밀봉되어, 커버로부터 불활성 가스(652)의 배출에 대해 작용한다. 커버는 주조 장치(610)에 힌지식 또는 이와는 달리 연결되거나, 또는, 요구된 바와 같이 주조 장치(610)로부터 별개로 형성된다. 커버는, 요구된 바와 같이, 플러그 또는 다른 캡핑 장치일 수 있다. 그 다음, 주조 장치(610)는 로봇식 핸들링 장치에 의해 딥 웰 및 용융 물질(614)로부터 제거된다. 커버를 이용하는 변형례로서, 도관(646)은 딥 웰로부터 주조 장치(610)의 이송 동안에 노즐(616)과 액밀성 접촉을 유지할 수 있다.
충전 후에, 주조 장치(610)는 로봇식 핸들링 장치에 의해 주조 몰드(미도시)로 이송된다. 커버는 노즐(616)의 구멍(631)으로부터 제거되고, 노즐(616)은 주조 몰드 내에 형성된 구멍(미도시)과 유체 연통하는 구멍(631)을 갖는 주조 몰드에 밀봉식으로 연결된다. 일단 주조 장치(610)와 주조 몰드가 연결되면, 흐름 조절 수단(638)이 개방되어, 레이들(612)을 가압하도록 불활성 가스(658)가 내부(620) 내로 흐르게 된다. 화살표(660)로 나타낸 바와 같이, 내부(620) 내의 압력은 용융 물질(614)에 대해 하측방향 압력을 야기시키고, 구멍(633)을 통해, 노즐(616)을 통해 그리고 구멍(631)으로부터 주조 몰드 내로 용융 물질(614)을 흐르게 한다. 일단 주조 몰드가 소정 레벨로 충전되면, 흐름 조절 수단(638)은 내부(620) 내로의 불활성 가스(658)의 흐름을 중지하도록 폐쇄된다. 압력 센서(639)로부터의 유체 압력 측정 및 노즐(616)을 통한 용융 물질(614)의 소정의 흐름에 근거하여, 내부 내로의 불활성 가스(658)의 흐름은 요구되는 바와 같이 증가, 감소 또는 중지될 수 있다. 그 다음, 로봇식 핸들링 장치는 주조 장치(610)를 주조 몰드로부터 멀어지게 이동시킨다. 주조 장치(610)는, 주조 장치(610)를 용융 물질(614)로 재충전하기 전에 불활성 가스로 퍼지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주조 장치(710)를 도시한다. 도 7의 실시예는 하기에 기술한 점을 제외하고는 도 6의 주조 장치(610)와 유사하다. 도 6과 반복되는 구조에 대해서는, 도 7에서 동일한 참조부호에 대해 백자리 숫자에 7로 대체한다.
주조 장치(710)는 용융 물질(714)을 수용하는 레이들(712); 레이들(712)의 중공형 내부(720)와 유체 연통하는 노즐(716); 레이들(712)의 내부(720)와 대기 사이에 실질적으로 액밀성 시일을 형성하는 덮개(718); 및 스토퍼 로드(763)를 구비한다. 용융 물질(714)은, 요구된 바와 같이, 강, 알루미늄 및 그 합금 등의 금속, 혹은 중합체 물질 등의 임의의 용융 물질일 수 있다.
노즐(716)은 덮개(718)를 통해 배치된 레이들(712)의 내부(720)와 유체 연통하는 중공형 도관이다. 노즐(716)은 레이들(712)로부터 그 외부로 외측으로 연장되는 제 1 부분(730)과, 레이들(712)의 내부(720) 내로 연장되는 제 2 부분(732)을 구비한다. 제 1 부분(730)은 노즐(716)에 연통하는 구멍(731)을 구비한다. 제 2 부분(732)은 노즐(716)을 통해 유체 연통하는 구멍(733)을 구비한다. 제 1 부분(730)은 제 2 부분(732)의 내경보다 큰 내경을 가지지만, 부분(730, 732)은 동일한 내경을 가질 수 있거나, 또는 소망하는 바와 같이 제 2 부분(732)은 제 1 부분(730)의 내경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 첨가제 공급기(736)는 제 1 부분(730)과 유체 연통한다. 첨가제 공급기(736)의 적어도 일부분은 제 1 부분(730)을 통해 배치되며, 제 1 부분(730)과 액밀성 시일을 형성한다. 첨가제 공급원(736)은 Alloys, Inc. of Reading, PA.에 의해 판매되는 KB Alloys Rod Feeder 등의 첨가제 공급기이다. 첨가제 공급기(736)는 밸브, 또는 소망하는 바와 같이 노즐(716)과의 연통을 조절하는 다른 수단을 구비할 수 있다. 제 2 부분(732)은 실질적으로 선형이며 레이들(712)의 종축에 실질적으로 평행하지만, 제 2 부분(732)은 소망하는 바와 같이 제 1 부분(730)에 대해 경사질 수 있다. 제 2 부분(732)은 레이들(712)의 내부(720)의 하부(724)에 인접하게 종결한다. 노즐(716)은 원형의 단면을 가지지만, 노즐(716)은 소망하는 바와 같이 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 노즐(716)은 소망한 바와 같이, 예컨대 세라믹 또는 금속 등의 내화성 재료로 형성된다.
사용 시에, 주조 장치(710)는 당해 기술에 공지된 바와 같은 로봇식 핸들링 장치(미도시)에 의해 이송된다. 용융 물질(714)로 주조 장치(710)를 충전하기 위해, 드로스 스키머(722)의 적어도 일부분이 용융 물질(714) 내에 침지될 때까지 주조 장치(710)는 딥 웰 위로 하강된다. 일단 드로스 스키머(722)의 일부분이 용융 물질(714) 내에 침지되면, 주조 장치(710)는 용융 물질(714)의 상부면의 평면에 평행한 평면에서 이동하게 됨으로써, 드로스 스키머(722)가 용융 물질(714)의 상부면을 스킴(skim)하게 하여, 용융 물질(714)의 상부면으로부터 드로스를 제거한다. 용융 물질(714)의 상부면으로부터 드로스를 제거함으로써, 주조 장치(710)는 드로스가 실질적으로 없는 딥 웰의 영역에서 용융 물질(714) 내로 하강될 수 있다. 주조 장치(710)는, 레이들(712)의 외부 상에 배치된 접촉 프로브(744)가 용융 물질(614)에 의해 접촉될 때까지 용융 물질(714) 내로 하강된다. 일단 용융 물질(714)이 접촉 프로브(744)와 접촉하면, 회로가 접지되어 로봇식 핸들링 장치가 주조 장치(710)의 하강을 중지하게 한다. 일단 접촉 프로브(744)가 주조 장치(710)의 하강을 중지하면, 스토퍼 조립체(762)의 액추에이터(766)는 레이들(712)의 하부(724) 내에 형성된 구멍(768)으로부터 스토퍼(764)를 구멍(68)으로부터 떨어뜨리도록 스토퍼 조립체(762)의 스토퍼 로드(763)가 레이들(712)의 상부(728) 쪽으로 이동하게 함으로써, 스토퍼(764)와 구멍(768) 사이의 액밀성 시일을 중단시키고 용융 물질(714)이 레이들(712)을 충전하게 한다. 레이들(712)을 하부(724)에서 충전함으로써, 용융 물질(714)의 낙하가 최소화되고, 레이들(712)의 충전이 중단된다.
일단 주조 장치(710)의 레이들(712)이 소정량의 용융 물질(714)로 충전되면, 액추에이터(766)는 구멍(768) 내에 스토퍼(764)를 안착하도록 스토퍼 로드(763)가 하부(724) 쪽으로 이동하게 함으로써, 이들 사이의 액밀성 시일을 형성한다. 그 다음, 노즐(716)의 제 1 부분(730)과 접촉하여 유체 연통하는 도관(746)이 배치된다. 도관(746)은 불활성 가스 공급원(750)과 유체 연통하며, 예컨대 밸브 등의 흐름 조절 수단(748)을 구비한다. 불활성 가스는, 예컨대 N2일 수 있다. 제 1 부분(730)과 도관(746) 사이의 접촉은 실질적으로 액밀식이다. 일단 제 1 부분(730)과 도관(746)이 유체 연통하면, 흐름 조절 수단(748)이 개방되어, 용융 물질(714)로 충전되지 않은 노즐(716)의 일부분은 공급원(750)으로부터 불활성 가스(752)로 충전된다. 불활성 가스(752)는 노즐(716) 내의 공기(또는 다른 가스)를 희석할 수 있거나, 또는 불활성 가스(752)는 노즐(716)로부터 선택적으로 벤트되는 공기를 대체할 수 있다. 일단 노즐(716)이 소정량의 불활성 가스로 충전되면, 흐름 조절 수단(748)은 폐쇄된다. 장치(710)가 용융 물질(714)로 충전된 후에 노즐(716)을 불활성 가스(752)로 충전함으로써, 용융 물질(714)의 산화가 최소화된다. 일단 흐름 조절 수단(748)이 폐쇄되면, 도관(746)과 제 1 부분(730) 사이의 접촉이 약화되고, 노즐(716)의 구멍(731)은 커버(미도시)로 밀봉되어, 커버로부터 불활성 가스(752)의 배출에 대해 작용한다. 커버는 주조 장치(710)에 힌지식 또는 이와는 달리 연결되거나, 또는, 요구된 바와 같이 주조 장치(710)로부터 별개로 형성된다. 커버는, 요구된 바와 같이, 플러그 또는 다른 캡핑 장치일 수 있다. 그 다음, 주조 장치(710)는 로봇식 핸들링 장치에 의해 딥 웰 및 용융 물질(714)로부터 제거된다. 커버를 이용하는 변형례로서, 도관(746)은 딥 웰로부터 주조 장치(710)의 이송 동안에 노즐(716)과 액밀성 접촉을 유지할 수 있다.
충전 후에, 주조 장치(710)는 로봇식 핸들링 장치에 의해 주조 몰드(미도시)로 이송된다. 커버는 노즐(716)의 구멍(731)으로부터 제거되고, 노즐(716)은 주조 몰드 내에 형성된 구멍(미도시)과 유체 연통하는 구멍(731)을 갖는 주조 몰드에 밀봉식으로 연결된다. 일단 주조 장치(710)와 주조 몰드가 연결되면, 가스 도관(734)의 흐름 조절 수단(738)이 개방되어, 레이들(712)을 가압하도록 불활성 가스(758)가 내부(720) 내로 흐르게 된다. 덮개(718)를 통해 배치되며 내부(720)와 연통하는 압력 센서(739)는 불활성 가스(758)의 유체 압력을 측정한다. 유체 압력 측정값은 컴퓨터 또는 제어기, 혹은 유체 가압 프로파일 피드백 및 제어를 위해 압력 측정값을 수용 및 해석하는 다른 장치로 전송될 수 있다. 화살표(760)로 나타낸 바와 같이, 내부(720) 내의 압력은 용융 물질(714)에 대해 하측방향 압력을 야기시키고, 구멍(733)을 통해, 노즐(716)을 통해 그리고 구멍(731)으로부터 주조 몰드 내로 용융 물질(714)을 흐르게 한다. 유체 압력 측정값 및 노즐(716)을 통한 용융 물질(714)의 소정의 흐름에 근거하여, 내부 내로의 불활성 가스(758)의 흐름은 요구되는 바와 같이 증가, 감소 또는 중지될 수 있다. 용융 물질(714)이 주조 몰드 내로 흐르게 야기됨에 따라, 첨가제 공급기(736)로부터 노즐(716) 내로 소정의 유량으로 첨가제가 공급된다. 주조 몰드 내로의 용융 물질(714)의 도입 바로 전에 용융 물질(714) 내에 첨가제를 도입함으로써, 용융 물질(714)과 첨가제의 혼합이 보장된다.
일단 주조 몰드가 소정 레벨로 충전되면, 흐름 조절 수단(738)은 내부(720) 내로의 불활성 가스(758)의 흐름을 중지하도록 폐쇄된다. 그 다음, 로봇식 핸들링 장치는 주조 장치(710)를 주조 몰드(56)로부터 멀어지게 이동시킨다. 주조 장치(710)는, 주조 장치(710)를 용융 물질(714)로 재충전하기 전에 불활성 가스로 퍼지될 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예만을 기술한다. 하기의 특허청구범위에서 규정하는 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서 각종 변경, 수정 및 변화가 이루어질 수 있음을 당업자는 쉽게 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 중공형 내부를 갖는 레이들(ladle);
    상기 중공형 내부와 유체 연통하며, 상기 레이들 외부에 배치된 제 1 부분과, 상기 중공형 내부 내에 배치된 제 2 부분을 갖는 노즐;
    상기 레이들의 중공형 내부와 연통하는 첨가제 공급기; 및
    상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 가스 도관을 포함하며,
    상기 레이들의 충전 동안에 상기 노즐의 제 1 부분의 일부분이 용융 물질 내에 침지될 때까지 회전되는,
    주조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이들은 상기 중공형 내부와 유체 연통하는 개구를 갖는
    주조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개구 상에 배치된 덮개를 더 포함하며, 상기 덮개는 상기 개구와 액밀성 시일을 형성하는
    주조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제 공급기는 상기 덮개 내에 배치되는
    주조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제 공급기는 상기 노즐 내에 배치되는
    주조 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 가스 도관은 상기 덮개 내에 배치되는
    주조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레이들의 외부 상에 배치된 접촉 프로브(contact probe)를 포함하는
    주조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레이들의 외부 상에 형성된 드로스 스키머(dross skimmer)를 더 포함하며, 상기 레이들은 상기 드로스 스키머의 하부에 인접한
    주조 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 레이들의 하부 내에 구멍이 형성되는
    주조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 덮개를 통해 배치된 스토퍼 로드와, 상기 구멍을 선택적으로 막는 제 1 단부 상에 배치된 스토퍼를 갖는 스토퍼 조립체를 더 포함하며,
    상기 덮개의 일부분은 상기 중공형 내부 내에 배치되는
    주조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스토퍼가 상기 구멍을 선택적으로 막도록 상기 스토퍼 로드의 제 2 단부에 연결된 상기 덮개 상에 배치된 액추에이터를 더 포함하는
    주조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중공형 내부와 연통하는 압력 센서를 더 포함하는
    주조 장치.
  13. 중공형 내부와 유체 연통하는 개구와, 바닥에 형성된 구멍을 갖는 레이들(ladle)로서, 용융 물질을 수용하는 레이들;
    상기 중공형 내부와 유체 연통하며, 상기 레이들 외부에 배치된 제 1 부분과, 상기 중공형 내부 내에 배치된 제 2 부분을 갖는 노즐;
    상기 개구 상에 배치된 덮개로서, 상기 개구와 액밀성 시일을 형성하는 덮개;
    상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 첨가제 공급기;
    상기 레이들의 중공형 내부와 유체 연통하는 가스 도관;
    상기 덮개를 통해 배치된 스토퍼 로드와, 상기 구멍을 선택적으로 막는 제 1 단부 상에 배치된 스토퍼를 갖는 스토퍼 조립체를 더 포함하며,
    상기 덮개의 일부분은 상기 중공형 내부 내에 배치되고,
    상기 레이들의 충전 동안에 상기 노즐의 제 1 부분의 일부분이 용융 물질 내에 침지될 때까지 회전되는,
    주조 장치.
  14. 용융 물질을 주조 몰드로 이송하는 방법에 있어서,
    용융 물질 공급원 내의 중공형 내부와, 상기 중공형 내부 내로의 흐름을 촉진시키는 구멍을 갖는 레이들을 하강시키는 단계;
    상기 구멍을 통해 상기 용융 물질로 상기 레이들의 내부를 충전하는 단계;
    노즐의 일부분 내에 불활성 가스를 도입하는 단계;
    상기 용융 물질 공급원으로부터 상기 레이들을 제거하는 단계;
    상기 노즐을 주조 몰드와 접촉시키는 단계;
    상기 용융 물질이 상기 주조 몰드 내로 흐르게 하도록 불활성 가스로 상기 중공형 내부를 가압시키는 단계; 및
    충전하는 단계를 촉진시키도록, 상기 레이들의 외부 상에 배치된 상기 노즐의 일부분이 상기 용융 물질 내에 침지될 때까지 상기 레이들을 회전시키는 단계
    를 포함하는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 충전 단계 전에 상기 중공형 내부에 첨가제를 도입하는 단계를 더 포함하는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 용융 물질을 상기 주조 몰드 내로 흐르게 하도록, 상기 불활성 가스로 상기 중공형 내부를 가압하는 단계 동안에, 상기 노즐을 통해 상기 용융 물질에 첨가제를 도입하는 단계를 더 포함하는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 레이들의 외부 상에 배치된 드로스 스키머의 일부분이 침지될 때까지 상기 용융 물질 내로 상기 레이들을 하강시키는 단계와, 상기 용융 물질의 표면을 가로질러 상기 레이들을 이동시킴으로써 상기 드로스 스키머로 상기 용융 물질의 표면을 스키밍(skimming)하는 단계를 더 포함하는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    상기 레이들의 하부에 형성된 구멍과 액밀성 시일을 형성하는 스토퍼를 축출하는 스토퍼 조립체를 작동시키는 단계를 더 포함하여, 상기 충전 단계를 촉진시키는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 레이들을 불활성 가스로 퍼지하는 단계를 더 포함하는
    용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법.
KR1020120053079A 2011-05-25 2012-05-18 주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법 Expired - Fee Related KR101385008B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/115,211 2011-05-25
US13/115,211 US8327915B1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Pour ladle for molten metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120132356A KR20120132356A (ko) 2012-12-05
KR101385008B1 true KR101385008B1 (ko) 2014-04-15

Family

ID=47140607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120053079A Expired - Fee Related KR101385008B1 (ko) 2011-05-25 2012-05-18 주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8327915B1 (ko)
KR (1) KR101385008B1 (ko)
CN (1) CN102794443B (ko)
CA (1) CA2770823C (ko)
DE (1) DE102012208538B4 (ko)
MX (1) MX2012004970A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9597729B2 (en) * 2015-02-04 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Metal pouring method for the die casting process
CN109648067A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 天津市升发科技股份有限公司 一种铸造件加工过程中浇注装置
CN112475278A (zh) * 2020-12-14 2021-03-12 华域皮尔博格有色零部件(上海)有限公司 铸造浇包装置及铸造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04190961A (ja) * 1990-11-24 1992-07-09 Artes:Kk 金属溶湯用の給湯配管に用いる耐熱性バルブ
JPH09216042A (ja) * 1996-02-06 1997-08-19 Ube Ind Ltd 密閉式給湯装置の給湯方法
JP2003001405A (ja) 2000-12-27 2003-01-08 Hoei Shokai:Kk 容 器
JP2005023368A (ja) 2003-07-02 2005-01-27 Daido Steel Co Ltd 溶鋼への添加剤の投入装置及びその方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1979746U (de) * 1965-05-13 1968-02-29 Bbc Brown Boveri & Cie Vorrichtung zum dosierten vergiessen fluessiger metalle.
US3605863A (en) * 1966-07-06 1971-09-20 Battelle Development Corp Apparatus for manufacturing wire and the like
BE778167A (fr) * 1971-01-19 1972-05-16 Grant Inc Louis A Mecanisme ecumeur
CH570222A5 (ko) * 1974-04-09 1975-12-15 Fischer Ag Georg
US3999593A (en) * 1976-02-19 1976-12-28 International Lead Zinc Research Organization, Inc. Method and apparatus for pore-free die casting
FR2350909A1 (fr) * 1976-05-10 1977-12-09 Zeppellini Dino Recipient ou poche de coulee pour pieces moulees ou matieres diverses
DE3569286D1 (en) 1984-04-11 1989-05-11 Univ Strathclyde Improvements in casting furnaces
DE3907887A1 (de) * 1988-03-23 1989-10-26 Radex Heraklith Spuelstein
DE3924775C1 (ko) * 1989-07-26 1990-03-29 Alcan Deutschland Gmbh, 3400 Goettingen, De
US5215141A (en) * 1992-06-11 1993-06-01 Cmi International, Inc. Apparatus and method for controlling the countergravity casting of molten metal into molds
JP3145795B2 (ja) * 1992-06-17 2001-03-12 リョービ株式会社 低圧鋳造装置及び低圧鋳造方法
FI112448B (fi) * 2001-05-21 2003-12-15 Jarkko Laine Valuastia sulan käsittelyyn ja valumenetelmä
US7279128B2 (en) * 2002-09-13 2007-10-09 Hi T.E.Q., Inc. Molten metal pressure pour furnace and metering valve
AT412349B (de) * 2003-06-25 2005-01-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung einer legierten metallschmelze und erzeugungsanlage hierzu
CN102019386A (zh) * 2009-09-15 2011-04-20 鞍钢股份有限公司 钢中微量元素精确加入的控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04190961A (ja) * 1990-11-24 1992-07-09 Artes:Kk 金属溶湯用の給湯配管に用いる耐熱性バルブ
JPH09216042A (ja) * 1996-02-06 1997-08-19 Ube Ind Ltd 密閉式給湯装置の給湯方法
JP2003001405A (ja) 2000-12-27 2003-01-08 Hoei Shokai:Kk 容 器
JP2005023368A (ja) 2003-07-02 2005-01-27 Daido Steel Co Ltd 溶鋼への添加剤の投入装置及びその方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102794443B (zh) 2015-06-17
DE102012208538B4 (de) 2014-11-06
DE102012208538A1 (de) 2012-11-29
CN102794443A (zh) 2012-11-28
CA2770823C (en) 2015-09-08
CA2770823A1 (en) 2012-11-25
KR20120132356A (ko) 2012-12-05
MX2012004970A (es) 2012-11-26
US20130032304A1 (en) 2013-02-07
US8418745B2 (en) 2013-04-16
US8327915B1 (en) 2012-12-11
US20120298322A1 (en) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9724753B2 (en) System and method for injecting semisolid aluminum into a mould
CN101607308B (zh) 用于熔融金属的钢包
US3874440A (en) Moulds for producing light alloy and other castings
KR101385008B1 (ko) 주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법
TW201515736A (zh) 用於電弧爐澆鑄之方法及裝置
CN109641267B (zh) 铸造系统
CN104128573A (zh) 用连续铸造模具减少金属铸锭内气泡或气袋的方法和设备
KR101790002B1 (ko) 노즐, 이를 구비하는 연속주조장치 및 연속주조방법
JP6973219B2 (ja) 溶湯補給装置及び溶湯補給方法
KR20220031548A (ko) 유리 물품의 제조 장치 및 제조 방법
CN102814492A (zh) 用于熔融金属的钢包
CN103648685B (zh) 钢水的开始供给方法
JP5267315B2 (ja) 連続鋳造用タンディッシュ及び連続鋳造方法
WO2021044111A1 (en) Casting apparatus
KR102199565B1 (ko) 다이캐스팅 용융물 공급장치
US12157165B2 (en) Continuous casting process of metal
US4374799A (en) Method for casting parts made of fused ceramic material
JP4327491B2 (ja) 真空鋳造装置
JPS63252667A (ja) 溶融金属注湯装置
JP7136000B2 (ja) 鋼の連続鋳造方法
KR200384696Y1 (ko) 주조설비용 순간부상형 슬래그 유입방지장치
KR101356909B1 (ko) 고청정 용강 정련장치 및 고청정 용강 제조방법
KR102043518B1 (ko) 래들필러의 소결 특성 평가 장치
CS651489A3 (en) Process of filling a cast-iron mould of a device for continuous casting ofsheet bars and a filing set for making the same
KR101839838B1 (ko) 노즐

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120518

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130821

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20140115

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140408

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140409

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170322

Start annual number: 4

End annual number: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20190119