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선박용 프로펠러 주조시 수축결함 제어용 압탕가열장치 적용
Application of the Riser Heating Equipment to Control Shrinkage defects for Casting of the Propeller 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.28 no.2, 2008년, pp.74 - 78  

문현준 (현대중공업 산업기술연구소) ,  김정섭 (현대중공업 산업기술연구소) ,  박태동 (현대중공업 산업기술연구소) ,  이동조 (현대중공업 산업기술연구소) ,  윤석환 (현대중공업 프로펠라생산부)

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An integrated riser heating equipment has been developed to control shrinkage defects originated from casting of a marine propeller. The integrated riser heating equipment is composed of up/down moving parts, heating power source parts and an integrated controller. Heat capacity putting into the ris...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 시험한 가열방식으로는 일렉트로 슬래그 가열 및 아크방식의 가열이며, 장치의 기본성능을 파악 후 일렉트로 슬래그 가열 적용을 위한 플럭스 적용시험을 추가 수행하였다. 각 가열방식에 따른 기본 데이터를 확보하기 위해시험은 동일한 크기의 주형을 선정하고, 가능한 동일 조건에서 시험하고자 하였다. 가열방법 시험은 자연냉각인 무열원, 아크가열, 일렉트로 슬래그 가열 3 종류 이며, 각 가열방식에 따라가 열 성능 및 열손실에 따른 용탕의 온도구배를 파악하고자 하였다.
  • 하였다. 또한 개발된 장치를 이용해 가열시험을 수행함으로서 대형 선박용 프로펠러 제작시 가장 적합한 가열법을 선정하고자 하였다. 압탕가열장치에 대한 기초 시험을 토대로 최종적으로 선정된 가열법에 의해 대형 프로펠러 주조에 적용하였으며, 그 결과로서 제품의 보스면과 압탕 경계면의 수축결함 여부를 확인하였다.
  • 본 연구에서는 선박용 프로펠러 주조시 압탕의 온도 관리를 효율적으로 수행하기 위해 열손실이 발생되는 압탕부의 열 해석 모델을 수립하여 이론적인 열 해석 방법을 제시하고[3], 이를 토대로 이동성이 용이한 프로펠러 주조 전용 압탕가열장치를 개발하고자 하였다. 또한 개발된 장치를 이용해 가열시험을 수행함으로서 대형 선박용 프로펠러 제작시 가장 적합한 가열법을 선정하고자 하였다.
  • 프로펠러의 주조시 품질 및 열악한 현장 작업조건을 개선하기 위하여 압탕에 열을 지속적으로 공급할 수 있는 압탕가열장치를 개발하고자 각종 시험을 수행하였으며, 그 결과로서 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 열방출 이론해석은 프로펠러의 크기가 가장 큰 형상을 기준으로 하였으며, 해석의 단순화를 위해 몇 기지 사항을 가정하였다. 열손실은 용탕 내부, 주형틀, 중심축 및 상부 표면의 4곳으로 방출된다고 가정하였으며, 용탕 상부 단열재 표면은 상온에 가까운 온도를 나타낼 것이므로 이 면에서의 복사 열손실은 무시하였다’ 최대열유속(Heat Flux)에서의 열손실을 구하기 위해 용탕 상부 표면은 1080*0, 압탕부 밑면에서의 용탕 온도는 완전히 고체상태인 1060。£ 가정하였으며, 주형틀은 원래 원형 모양이지만 평면으로 펼쳐졌다고 가정한 상태에서 열손실 분석을 수행하였다 Fig. 2는 압탕부에서 발생되는 열손실 정도를 계산하기 위해나 타낸 모델 형상이다.
  • 열 손실은 외부에서 공급해야만 하는 최소 투입열량이다. 열방출 이론해석은 프로펠러의 크기가 가장 큰 형상을 기준으로 하였으며, 해석의 단순화를 위해 몇 기지 사항을 가정하였다. 열손실은 용탕 내부, 주형틀, 중심축 및 상부 표면의 4곳으로 방출된다고 가정하였으며, 용탕 상부 단열재 표면은 상온에 가까운 온도를 나타낼 것이므로 이 면에서의 복사 열손실은 무시하였다’ 최대열유속(Heat Flux)에서의 열손실을 구하기 위해 용탕 상부 표면은 1080*0, 압탕부 밑면에서의 용탕 온도는 완전히 고체상태인 1060。£로 가정하였으며, 주형틀은 원래 원형 모양이지만 평면으로 펼쳐졌다고 가정한 상태에서 열손실 분석을 수행하였다 Fig.
  • 열방출 이론해석은 프로펠러의 크기가 가장 큰 형상을 기준으로 하였으며, 해석의 단순화를 위해 몇 기지 사항을 가정하였다. 열손실은 용탕 내부, 주형틀, 중심축 및 상부 표면의 4곳으로 방출된다고 가정하였으며, 용탕 상부 단열재 표면은 상온에 가까운 온도를 나타낼 것이므로 이 면에서의 복사 열손실은 무시하였다’ 최대열유속(Heat Flux)에서의 열손실을 구하기 위해 용탕 상부 표면은 1080*0, 압탕부 밑면에서의 용탕 온도는 완전히 고체상태인 1060。£로 가정하였으며, 주형틀은 원래 원형 모양이지만 평면으로 펼쳐졌다고 가정한 상태에서 열손실 분석을 수행하였다 Fig. 2는 압탕부에서 발생되는 열손실 정도를 계산하기 위해나 타낸 모델 형상이다.
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참고문헌 (3)

  1. Y. H. Lee, C. O. Choi : KFS, 'The Heating Method of the Riser Using Electro Slag Process for Steel Castings', Vol. 9, (1989)7-11 

  2. C.W. Ryu, T.G. Lim : RIST, 'Development of Quality Control Technologies for Electro-Slag Remelting Process', Vol. 15, (2001) 442-449 

  3. C. K. Jung, S. W. Jun, H. W. Nam, K. S. Han: KSME, 'Numerical Modeling of Heat Transfer for Squeeze Casting MMCs', Vol. 26, (2002) 2104-2113 

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