KR840001353B1 - 원심주조기의 주조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원심주조기의 주조장치

제1도는 본 발명에 다른 주조장치를 구비한 대구경 주조관 제조장치의 측면도.

제2도는 주조관 제조장치중 주조장치를 확대 표시하고 일부를 절개 표시한 측면도.

제3도는 용융주철 주입채널의 상단이 상승된 상태를 보인 제2도와 같은 측면도.

제4도 및 제5도는 각각 제2도의 IV-IV선 및 제3도의 V-V선 단면도.

제6도 및 제7도는 본 발명에 주조장치에서 용융주철주입 통로의 단부를 보인 측면도 및 제6도의 7-7선 방향에서 본 측면도.

제8도는 중간크기의 파이프용으로 본 발명에 따른 원심주조관 제조장치의 일부를 단면으로 보인 측면도.

제9도는 주조과정의 종료단계를 보인 제8도와 유사한 측면도.

제10도는 본 발명에서 따른 조절장치를 보인 부분 계통도.

본 발명은 주철관의 원심주조에 관한 것으로, 특히 용융주철 주입채널과 주형사이의 상대적인 종방향 운동중에 레이들(ladle)에 의하여 용융주철이 공급되는 용융주철 주입채널에 의하여 용융주철이 회전주형으로 주입되고, 용융주철 주입채널로의 용융주철공급이 용융주철 주입채널의 주입구가 주형의 후단부에 이르기전에 중단되는 드라바우(De Lavaud) 주조방법을 이용한 원심주조 장치에 관한 것이다.

종래 본 발명의 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 일반적으로 용융주철 주입채널은 반원통의 형태로서 상측단은 레이들로부터 용융주철을 받을 수 있도록 확개부가 형성되어 있다. 이 용융주철주입채널은 단일 구조로 구성되거나 다수의 세그멘트(segment)로 조합되어 지지 크래들에 고정시될 수도 있다. 일반적으로 주형의 일측단에는 케이싱부분과 하나의 단부평면이 형성되어 있고 단부평면은 용융물 주입채널측에 형성되어 있다.

주형에 주입되는 용융주철의 주입속도를 변화시킬 필요가 가끔있다. 이와 같은 경우는 주어진 주형내에서 레이들의 주입량이 일정하고 주철이 일정한 속도로 이동하므로 파이프의 두께가 불규칙하게 되는 경우이다. 더우기 채널로의 용융주철 공급이 중단될 때에 주형의 전길이를 통하여 주철관의 일정하고 균일한 두께를 얻기 위하여 주형내에 주입되는 용융주철의 유동속도가 줄어드는 것을 피할필요가 있다.

공지의 방법으로 주형내에 주입되는 용융주철의 유동속도를 정확히하기 위하여 주형에 대한 채널의 이동속도가 수정되었다. 그러나 이는 이동제어 수단을 복잡하게 하였다. 더우기 주조공정의 끝에 가서주입채널로의 용융물 공급 중단후 이 이동속도는 줄어들어야하나 주철관의 제조시간을 증가시키는 결점을 가지는 것이다. 또한 주형내에 주입되는 용용주철의 유동속도는 레이들의 회통속도, 특히 용융물 주입채널의 공급속도를 조절함으로서 변경될 수 있다. 만약 이렇게 한다면, 이는 제어장치를 매우 복잡하게 할뿐 만 아니라 채널의 전길이를 통하여 지연되는 효과를 나타낼 뿐이다.

더우기 상기 언급된 두가지의 경우에서, 주조과정의 끝부분에서 용융주철의 잔유물이 채널에 남아 괴상으로 고형화되었다. 이는 다음 주조과정에 들어가기전에 제거되어야 하나 이를 재용융하는데 불필요한 에너지가 소비되게 된다.

본 발명의 목적은 주형으로 주입되는 용융주철의 유동속도를 간단하고 정확한 방법으로 변화시킬 수 있는 상기와 같은 형태의 주조장치를 제공하는데 있다. 본 발명에 따라서 이러한 유동속도의 변화는 용융주철 주입채널의 경사도를 조절함으로서 수행될 수 있다.

특히 용융주철의 공급이 중단된 후 패널의 경사로는 주입구가 주형으로부터 벗어날때까지 용융주철의 유동속도를 일정하게 유지 되도록 점진적으로 증가된다. 이는 채널이 매 주조시마다 완전히 비워질 수 있도록하고 상기 언급된 바와 같은 잔유주철에 의한 문제점을 완전히 해결되도록 한다.

따라서 본 발명에 따른 장치에 의하여 이동속도나 채널에 의한 용융주철의 공급속도를 변경시킴이 없이 균일한 두께의 주철관을 제조할 수 있는 것이다.

본 발명의 주조장치는 대략 동일한 길이의 용융물 주입채널을 지지하는 수평비임으로 구성된다. 채널은 그 주입구 부근에서 비임에 관절로 이어져 있고 하나의 잭(JACK)이 비임에 대하여 채널의 상측단을 상승시킬 수 있도록 제공된다.

본 발명의 한 실시형태에 따라서, 특히 소경 또는 중간정도의 직경을 가진 파이프를 제조하는 경우, 본 발명은 상기 장치를 실제이용하기 위한 원심주조 설비를 제공한다. 이 설비장치는 용융주철레이들에 의하여 용융주철이 공급되는 길이방향으로 고정된 용융물 주입채널, 채널에 대하여 가동적이며 채널을 지지하기 위한 수단이 제공된 원심주조대차와, 채널의 상측단 높이를 변화시킬 수 있는 잭으로 구성된다.

본 발명의 장치는 그자체가 잭에 의하여 용융물 주입채널의 경사도를 조절하기 위한 장치의 도움으로 자동조절되는데 특징이있다. 이러한 장치는 잭으로의 수압 유체공급을 조절하도록 주입구 부근에 설치되는 레벨 탐지기(level detector)로 구성된다.

본 발명을 첨부도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도―제5도에서 보인 원심주조장치는 단부 케이싱을 가지고 직경이 600―2,000mm 사이인 주철관(2)을 제조하기 위한 원심주조기(1)로 구성된다. 직경에 대한 이들 수치는 한 예로서 단순히 주어진 것이며 제한 적인 것은 아니다. 원심주조기(1)(2)와 주철관(1)의 크기가 어느정도인가를 보이기 위하여 원심주조기(3)의 일측에 사람의 윤곽(1)을 도시하였다.

원심주조기(1)는 필수적으로 그 하나가 구동로울러인 로울러(6)에 재가된 하우징(5)에 표시한 X―X수평축선을 가지는 회전주형(4)으로 구성된다. 로울러(6)는 축선 X―X에 평행하게 고정된 프레임(7)이 재가되어 있다.

주형(4)에는 주조장치(8)에 의하여 용융주철이 공급된다. 이 주조장치는 용융주철 주입채널―비임조립체(10)가 주형의 가장 먼단부측까지 진입되도록 축선 X―X에 대하여 평행한 프레임(7)에서 이동 가능한 대차(臺車)(9)로 구성된다. 주조장치(8)에는 회동 레이들(12)에 의하여 용융주철이 공급되고 그 일부만 도시된 레이들은 회동축에 고정되어 있다.

하우징(5)에서 주저장치(8)의 타측에서 축선 X―X에 평행하고 두지지대차(15)(16)와 발취대차(17)가 이동하는 로울러트랙(14)과 이동장치(15)로 구성되는 발취장치(13)가 구성되어 있다. 발취장치(13)는 프랑스 특히 제74,23701호에 기술된 형태를 이용할 수 있다.

용융주철 주입채널―비임조립체(10)는 관성이 큰 지지비임(9)과 조립형 채널(20)로 구성된다. 비임(19)의 상측단은 대차에 고정되어 원심주조기(1)를 향하여 일측만이 지지되는 캔틸레버(cantilever) 형태로 지지되어 있다. 이 비임의 자유단부에는 축선 X―X에 수직이고 그들자신이 고통축선상에 놓인 축방향돌봉(21)이 형성되어 있다.

채널(20)은 상측단에 호퍼(24)가 형성되고 하측단에 주출구(25)가 형성되었으며 다수의 연속된 세그멘트로 조립된 채널 베드(channel bed)(23)로 형성된 크래들(22)로 구성된다.

이 크래들(22)은 주출구(25)까지 하측부가 연장되어 있다. 주출구(25)의 약간 상측에는 비임(19)의 돌봉(21)의 상부에 지지되는 축방향의 반원형 지지체(26)가 형성되어 있다. 대차(9)의 하류측에는 연결구(17)가 크래들의 하측으로 돌설되어 있다. 이중작용 잭(28)이 이 연결구와 대차(9)의 전면에 착설된 다른 연결구(19) 사이에 연결되어 있다.

따라서 조립식 채널(20)은 제1도 및 제2도에서 보인 바와 같은 수평의 하부위치와 제3도에서 보인 바와 같이 수평에 대하여 각α―로 경사진 상부위치 사이로 그 하측단부에 대하여 회동가능하게 착설되어있다. 이들 두 위치는 잭(28)이 완전히 수축되거나 신장된 상태의 위치이다.

또한 주조장치(10)는 제10도에서 보인 바아 같은 유통속도 조절장치로 구성된다. 이 조절장치는 잭(18)으로의 수압유체 공급을 조절하는 두 위치 슬라이드 밸브 분배기(31)에 연결된 주출구(25)의 부근에서 용융주철의 레벨을 탐지하는 탐지기(30)으로 구성된다. 탐지기(30)은 복귀스프링(34)의 작용에 대하여 분배기(31)의 슬라이드 밸브상에 작용하는 파이롯트 전자석(33)에 도선(32)으로 연결된 지시계이다.

이 탐지기(30)는 채널의 주출구 외측에 착설되어 있으므로 용융주철과 직접 접촉하게 되어 있다. 이는 주어진 레벨(N)에서 용융주철의 유무를 감지하는 코일로 구성되며, 주어진 레벨이하에서는 도선(32)으로부터의 전류공급이 유지되고 그 이상에서는 공급이 차단된다.

첫번째의 경우 유압이 채널(20)을 경사지게하는 잭(28)의 하측으로 공급되고 두번째의 경우 유압은 채널(20)이 하측을 향하도록 잭(28)의 상측으로 공급된다. 각각의 경우 유체가 공급되지 않는 잭의 챔버는 유체배출 탱크와 연통된다. 또한 파이롯트 장치(33)에는 예정시간이 지나면 전류의공급을 차단하도록 된 시한장치(3a)가 제공되어 있다.

본 발명장치에 의한 주철관(2)(제1도, 제2도 및 제3도) 의주조과 정은 다음과 같다. 주조전에 캐리지(9)는 용융주철 주입채널(20)이 주출구(25)가 축선 X―X에 대하여 회등하는 주형(4)의 케이싱 단부(11)의 내측에 놓일 때까지 일측방향(f)으로 이동한다. 이때에 용융주철이 레이들(12)에 의하여 호퍼(24)로 주입되어 용융주철은 주형내로 유동하기 시작한다. 그리고 대차(9)가 반대방향(g)으로 이동하여 주출구(25)는 이 주출구가 주형의 평면단부로 나올때까지 주형의 전길이를 통하여 이동한다.

이러한 복귀운동중에 채널(20)의 경사도는 주형의 어느 지점에서 주출구(25)로부터 주입되는 용융주철의 유동속도를 변경 또는 수정시키도록(28)에 의하여 변경된다.

이와 같이 하여 만약 원심주조관의 동일지점에서 국부적으로 두껍게 되거나 얇게 되는 경우, 주출구(25)가 바로 잡을 불규칙한 주형의 한 지점에 이르르는 순간에 채널의 경사도를 순간적으로 증가시키거나(얇은 부분을 두껍게하기 위하여), 또는 경사도를 순간적으로 감소시키므로서(두껍게 될 우려가 있는 부분을 얇게하기 위하여) 해결될 수 있는 것이다. 이는 레이들(12)의 회동속도가 일정하게 유지되고 대차(9)의 이동속도가 일정하게 유지되는 동안 일어난다. 이러한 교정은 제10도의 조절장치와는 무관하다.

주형에 주입되는 용융주철의 양을 일시적으로 변화시키는 이러한 방법은 일정한 속도로 용융주철을 공급하는 럽이들(12)과 채널베드(23) 사이에서 가변조절판으로 작용하는 확개된 호퍼(24)에 의하여 가능하게 이루어진다.

채널(20)의 주입구가 주형(4)의 평면단부 가까이의 이동점에 이르렀을 때에 레이들(12)에 의한 호퍼(24)로의 용융주철의 공급은 중지된다. 아직까지 대차(9)의 이동속도가 변화하지 않으며 잭(28)은 일정량의 용융주철을 전 주형(4)에 퇴적되도록 채널(20)의 경사도를 점진적으로 증가시키기 위하여 작동된다. 즉 주출구에서의 유동속도가 주출구가 주행을 떠날때까지 일정하게 유지되는 것이다.

이러한 주조단계중에 채널(20)은 비임(19)의 두 트러니언(trunion)(21)에 대하여 회동한다. 채널(20)의 경사도 증가는 용융주철의 상류측에서 공급부족을 보충하여 용융주철의 두께가 용융주철의 회전주형의 평단면부에 동일한 두께로 퇴적된다. 따라서 원심주조관의 평면단부는 동일한 두께가 되며, 파이프의 주요부분과 같은 동일경사도의 원심회전이 일어나고 파이프의 두께는 평면 단부에까지 균일하게 되는 것이다.

이러한 경사도 증가는 용융주철의 레벨이 주출구(25)의 부분에서 낮아지는 순간에 호퍼(24)로의 공급중단후 작동을 시작하는 제10도의 장치에의 하여자 동적으로 조절됨을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

주출구(25)가 주형을 떠날때에 채널(20)에는 용융주철이 남아있지 않게 된다. 잭은 시한장치의 조절하에 채널(20)을 다음 주조공정을 위하여 지지비임(19) 상에 크레들(22)과 함께 본래의 하측 위치로 복귀하도록 수축된다.

대차(9)의 이동속도는 주조과정의 끝에 가서도 늦추어 지지 않으므로 제조사이클이 짧아지며 전 이동을 통하여 일정한 속도로 이동되는 대차(9)의 조절이 간단하게 된다. 더우기 주조중에 채널의 경사에서 가장 가벼운 변화는 주형으로의 용융주철 유동속도에서 그 변화와 일치하는 변화로 즉시 변환된다.

채널에는 봉상 또는 괴상의 고형물이 거의 제거되므로 용융주철의 소비가 없고 요구되는 용융에너지의 소모가 없고 채널(20)로부터 주철과를 제거하기 위한 시간의 소비가 없어 매우 경제적인 것이다.

제6도 및 제7도는 채널베드(23)가 단일구조로 되어 있고 크래들 지지체가 없는 본 발명의 변경실시형태를 보이고 있다. 이 경우두개의 반원형 지지체(26)가 직접 채널베드에 직접 재가되어 있다.

제8도 및 제9도는 예를 들어 200―600mm의 직경을 가진 소경 또는 중간직경의 주철관을 제조하기 위한 원심주조장치를 보인 본 발명의 용융형태를 보인 것이다. 이 도면은 단순한 예로 주어진 것이나 크기의 문제로 직경을 200mm 이하로 하기 곤한하였다. 크기를 이해 시키기 위하여 제1도에 도시하였던 사람의 윤각(3)을 원심주조기 대차(1a)의 옆에 도시하였다.

이미 언급한 바와 같이 원심주조대차(1a)는 수평선에 대하여 약간 경사진 축선 X―X를 따라 놓인 원심주형(4a)으로 구성된다. 그러나 이 원심주조기는 축선 X―X에 평행한 트랙(7a)을 따라 이동가능한 원심주조대차로 구성된다.

제1도―제5도의 실시형태에서 보인 바와 같이 설명을 간편히 하기 위하여 주형(4a)은 그 회동장치나 냉각장치 또는 케이싱맨드릴(casing mandrel) 등을 도시하지 않고 매우 간단히 도식적으로 도시하였다. 역시 원심주조대차(1a)도 그 이동장치없이 도시되어 있다.

트랙(7a)의 단부를 향하여 원심주조대차(1a)의 연장부에는 고정축에서 회동되는 용융주철의 레이들(12a)에 의하여 용융주철이 공급되도록 그 상류측 단부에 호퍼(24a)를 가진 용융주철 주입채널(20a)이 배설된다. 지지크래들없이 간단히 도시한 채널(20a)는 전길이의 두 점에서 지지되는 바, 일측은 호퍼(24a) 부근의 지지체(35)에 의하여, 타축은 지지로울러(36)에 의한 가변점에서 하류측에 지지된다. 이 로울러는 원심주조대차(1a)의 단부면으로부터 외향돌출된 지지체(35)에 재가되어 있다.

채널의 상류측 지지체(35)는 신장가능하게 되어있다. 이는 프레임(38) 상에서 잭(28a), 프레임에 연결된 동체 및 채널(20a)의 상류측 단부와 일체로 된 연결구(26)에 연결된 피스턴으로 구성된다. 잭(28a)이 수축되었을 때에 채널(20a)은 원심주형(4a)의 축선 X―X에 대하여 약간 기울어지거나 또는 전혀 기울어지지 않는 하측 위치에 놓여있다. 잭(28)의 피스턴롯드가 최대로 신장되었을 때에 채널(20a)은 상측위치에 있게 되며 주형의 축선 X―X에 대하여 각도 α의 초대 경사각도를 가진다.

이미 언급된 실시형태와는 달리 주형이 이동가능하게 되어 있고 용융주철 주입채널이 고정되어 있다.

채널(20a)에 대한 원심주조대차(1a)의 타측에는 파이프(2a)를 주형으로부터 분리중에 파이프(2a)와 결합하기 위한 발취용 대차(17a)가 도시되어 있다.

제8도 및 제9도의 장치의 작용은 이미 언급된 실시형태의 작용과 유사하다. 파이프(2a)가 주조되었다고 가정하면 주조작용전에 원심주조대차(1a)는 하측위치에 놓인 용융주철 주입채널(20a)의 주출구가 주형(4a)의 케이싱 단부(11a)에 위치한다. 이때에 용융주철이 채널(20a)로 주입되고 회전하는 주형(4a)으로 유동하기 시작한다. 원심주조대차(1a)는 반대방향(화살표 f 방향)으로 이동하기 시작하여 채널(20a)은 주형의 전길이를 통하여 이동한다.

주형의 전길이중 주요부분을 이동하는 중에 채널(20a)은 주출구를 향하여이 동하는 로울러(36)와 수축된 잭(28a) 상에서 그 하측위치에 놓이게 된다. 채널(20a)의 주출구가 주형의 평단부 부근의 한이등점에 도달했을 때에 호퍼(24a)에 의한 채널로의 용융주철 공급이 중지된다. 원심주조대차(1a)의 이동속도를 변경함이 없이 잭(28a)은 채널(20a)이 상승토록 작동하고 채널(20a)은 채널이 재치된 로울러(36)에 대하여 점진적으로 회동한다(제9도).

채널내의 용융주철은 호퍼(24a)에서 공급이 중단되기전의 유동속도와 동일한 일정한 유동속도로 주출구에 의하여 주입된다. 채널(20a)의 주출구 단부가 주형(4a)의 평단면부를 떠날때에 채널에는 용융주철이 남지 않는다. 그리고 채널(20a)은 잭(28a)의 작동으로 본래의 위치로 하강한다.

또한 잭(28a)의 작용은 파이프(2a)의 두께변화를 보정하며, 본 실시형태의 잇점은 이미 언급된 실시형태의 잇점과 동일하다. 다른 실시형태에서 크래들로견고 히지지 된 용융주철 주입채널이 제8도 및 제9도의 장치에 사용될 수 있다. 이와 같은 경우, 크래들 그자체는 제1도―제5도의 실시형태의 경우와 같이 지지비임의 두 반원형 지지체에 연결된다. 이 비임은 상류측이 잭(28a)을 재가한 프레임(38)상에 하류측은 로울러(36) 상에 고정되고 안치된다.

Claims (1)

1. 동일길이의 용융주철 주입채널(20)을 일측단부에서만 지지하는 수평비임(19)으로 구성된 주조장치에 있어서, 용융주철 주입채널(20)이 그 주출구(25)의 부근에서 수평비임(19) 상에 지지되고 잭(28)이 채널(20)의 상류측단부를 비임(19)에 대하여 상승시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 원심주조기의 주조장치.

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