IPC분류정보
국가/구분 |
한국(KR)/등록특허
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국제특허분류(IPC8판) |
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출원번호 |
10-2002-7010967
(2002-08-22)
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공개번호 |
10-2002-0086908
(2002-11-20)
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등록번호 |
10-0718407-0000
(2007-05-08)
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국제출원번호 |
PCT/US2000/008483
(2000-03-29)
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국제공개번호 |
WO2001062418
(2001-08-30)
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번역문제출일자 |
2002-08-22
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DOI |
http://doi.org/10.8080/1020027010967
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발명자
/ 주소 |
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출원인 / 주소 |
- 제너럴 일렉트릭 캄파니 / 미합중국 뉴욕, 쉐넥테디, 원 리버 로우드
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대리인 / 주소 |
-
장성구;
김창세
(JANG, Seong Ku)
-
서울시 서초구 양재동 ***-* 트러스트타워**층(제일광장특허법률사무소);
서울 서초구 양재동 ***-* 트러스트타워**층(제일광장특허법률사무소)
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심사청구여부 |
있음 (2005-03-29) |
심사진행상태 |
등록결정(일반) |
법적상태 |
소멸 |
초록
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주조 시스템 및 방법은 중공 금속 주물을 형성하며, 중공 금속 주물은 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함한다. 미소 조직은 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없다. 중공 주물을 형성하기 위한 주조 시스템(3)은 일렉트로슬래그 정련 시스템과, 주물이 응고되는 핵형성 주조 시스템(2)과, 상기 핵형성 주조 시스템의 주물(145)의 액상 부분(148)에 적어도 배치된 냉각된 맨드렐 조립체(205)를 포함한다. 금
주조 시스템 및 방법은 중공 금속 주물을 형성하며, 중공 금속 주물은 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함한다. 미소 조직은 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없다. 중공 주물을 형성하기 위한 주조 시스템(3)은 일렉트로슬래그 정련 시스템과, 주물이 응고되는 핵형성 주조 시스템(2)과, 상기 핵형성 주조 시스템의 주물(145)의 액상 부분(148)에 적어도 배치된 냉각된 맨드렐 조립체(205)를 포함한다. 금속 주물의 액상 부분이 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 미소조직을 구비한 중공 주물을 형성하기에 충분한 방식으로 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에서 응고된다.
대표청구항
▼
본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없고, 액체 상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 본질적으로 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 중공 금속 주물을 형성하기 위한 주조 시스템에 있어서,일렉트로슬래그 정련 시스템과,주물이 응고되는 핵형성 주조 시스템과,상기 핵형성 주조 시스템의 주물의 액상 부분에 적어도 배치된 냉각된 맨드렐 조립체를 포함하며, 금속 주물의 액상 부분이 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태
본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없고, 액체 상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 본질적으로 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 중공 금속 주물을 형성하기 위한 주조 시스템에 있어서,일렉트로슬래그 정련 시스템과,주물이 응고되는 핵형성 주조 시스템과,상기 핵형성 주조 시스템의 주물의 액상 부분에 적어도 배치된 냉각된 맨드렐 조립체를 포함하며, 금속 주물의 액상 부분이 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 미소조직을 구비한 중공 주물을 형성하기에 충분한 방식으로 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에서 응고되는주조 시스템.제 1 항에 있어서, 상기 일렉트로슬래그 정련 시스템은,정련 용융 슬래그를 수용하여 유지하기에 적합한 일렉트로슬래그 정련 구조체와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 정련될 금속의 소스와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 용융된 슬래그의 본체로서, 상기 금속의 소스는 상기 용융된 슬래그와 접촉 상태로 배치되는, 용융된 슬래그의 본체와,전극으로서의 상기 금속 소스에 전류를 공급하고 또한 및 용융된 슬래그를 통해 슬래그 아래의 정련된 금속의 본체에 전류를 공급하여 정련 슬래그를 용융된 상태로 유지하고 슬래그와 접촉하는 금속의 소스의 단부를 용해시키기에 적합한 전기 공급원과,정련이 진행됨에 따라 상기 전극의 접촉된 표면이 용해되는 속도와 일치하는 속도로 상기 금속의 소스를 상기 용융된 슬래그와 접촉되게 전진시키는 전진 디바이스와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체 아래의 냉간 노상 구조체로서, 일렉트로슬래그 정련된 용융 금속을 수용하여 냉각 노상 용기의 벽상에 형성된 정련된 금속의 고형 스컬과 접촉된 상태로 유지하기에 적합한 냉간 노상 구조체와,상기 용융된 슬래그 아래에서 냉간 노상 구조체내의 정련된 용융 금속의 본체와,상기 냉간 노상 아래의 냉간 핑거 오리피스 구조체로서, 일렉트로슬래그 정련 시스템에 의해 처리된 정련된 용융 금속의 스트림을 수용하여 냉각 노상 구조체를 통해 분배하기에 적합하며, 오리피스를 갖는 냉간 핑거 오리피스 구조체와,냉간 노상 구조체 및 오리피스를 포함하는 냉간 핑거 오리피스 구조체와 접촉하는 응고된 정련 금속의 스컬을 포함하는주조 시스템.제 1 항에 있어서, 상기 핵형성 주조 시스템은,액체 금속의 스트림을 용융 금속 액적으로 형성시키는 분열 사이트와,용융 금속 액적을 수용하는 냉각 구역으로서, 상기 용융 금속 액적은 각각의 반고형 액적의 평균적으로 약 5체적% 내지 약 40체적%가 고형이고 반고형 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 상기 냉각 구역내에서 고형 액적으로 응고되는, 냉각 구역과,액상 부분내의 액적을 수집하여 냉각된 맨드렐 둘레에서 액적을 응고시킴으로써 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고 분리 결함이 없으며 본질적으로 액체상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 갖는 중공 주물을 형성하는 몰드를 포함하는주조 시스템.제 2 항에 있어서,상기 핵형성 주조 시스템은,액체 금속의 스트림을 용융 금속 액적으로 형성하는 분열 사이트와,용융 금속 액적을 수용하는 냉각 구역으로서, 상기 용융 금속 액적은 각각의 반고형 액적의 평균적으로 약 5체적% 내지 약 40체적%가 고형이고 반고형 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 상기 냉각 구역내에서 고형 액적으로 응고되는, 냉각 구역과,액상 부분내의 액적을 수집하여 냉각된 맨드렐 둘레에서 액적을 응고시킴으로써 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고 분리 결함이 없으며 본질적으로 액체상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 갖는 중공 주물을 형성하는 몰드를 포함하며,상기 냉각 시스템은 주물의 액상 부분상에 가해지는 냉각제를 포함하는주조 시스템.제 1 항에 있어서,상기 주물의 액상 부분은 주물의 상측 영역내의 금속 액적에 의해 발생되며, 상기 액상 부분내에서 평균적으로 평균 액적의 약 50체적% 이하가 고형인주조 시스템.제 1 항에 있어서, 상기 냉각 시스템은,워터-냉각된 맨드렐을 포함하는주조 시스템.제 6 항에 있어서,상기 워터-냉각된 맨드렐은 고형 맨드렐 및 관형 맨드렐중 적어도 하나를 포함하는주조 시스템.제 1 항에 있어서,주물은 니켈계 금속, 티타늄계 금속 또는 철계 금속 중 적어도 하나를 포함하는주조 시스템.제 1 항에 있어서, 주물은 터빈 구성요소를 구성하는주조 시스템.본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없고, 액체 상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 본질적으로 없는 미세 입상의 균질한 미소조직으로 구성된 중공 금속 주물을 생성하기 위해 중공 응용을 위한 주물을 형성하는 주조 시스템에 있어서,액체 금속 소스와,액체 금속 소스로부터의 액체 금속의 스트림을 용융된 금속 액적으로 형성하는 금속 분열 사이트와,용융 금속 액적을 수용하는 냉각 구역으로서, 상기 용융 금속 액적은 각각의 반고형 액적의 평균적으로 약 5체적% 내지 약 40체적%가 고형이고 반고형 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 상기 냉각 구역내에서 고형 액적으로 응고되는, 냉각 구역과,주물의 액상 부분에 적어도 배치된 냉각된 맨드렐 조립체와,액상 부분내의 액적을 수집하여 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에서 액적을 응고시킴으로써 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고 분리 결함이 없으며 본질적으로 액체상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 갖는 주물을 형성하는 몰드를 포함하는주조 시스템.제 10 항에 있어서, 상기 냉각된 맨드렐 조립체는,냉각된 맨드렐 조립체상에 직접 냉각제를 가하도록 냉각제 공급원과 냉각제 도관을 포함하는주조 시스템.제 10 항에 있어서, 상기 냉각된 맨드렐 조립체는 고형 냉각된 맨드렐 및 관형 냉각된 맨드렐중 적어도 하나를 포함하는주조 시스템.제 10 항에 있어서, 주물은 니켈계 금속, 티타늄계 금속 또는 철계 금속 중 적어도 하나를 포함하는주조 시스템.제 10 항에 있어서, 주물은 터빈 구성요소를 구성하는주조 시스템.본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없고, 액체 상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 본질적으로 없는 미세 입상의 균질한 미소조직으로 구성된 중공 금속 주물을 형성하기 위해 중공 응용을 위한 주물을 형성하는 주조 방법에 있어서,일렉트로슬래그 정련에 의해 산화물 및 황화물이 정련된 청정 정련 금속의 소스를 형성하는 단계와,핵형성 주조 공정에 의해 중공 주물을 형성하는 단계를 포함하며,상기 핵형성 주조 공정에 의해 중공 주물을 형성하는 상기 단계는 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에서 주물을 응고시켜서 중공 주물을 형성하는 단계를 포함하며, 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 중공 주물 미소조직은 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없는주조 방법.제 15 항에 있어서, 일렉트로슬래그 정련을 포함하는 소스를 형성하는 단계는,정련될 금속의 소스를 제공하는 단계와,금속의 소스의 일렉트로슬래그 정련에 적합한 일렉트로슬래그 정련 구조체를 제공하고 또한 용기내에 용융된 슬래그를 제공하는 단계와,용융된 슬래그 아래에 정련된 용융 금속을 유지하기 위한 냉각 노상 구조체를 제공하고 또한 상기 냉간 노상 구조체내에 정련된 용융 금속을 제공하는 단계와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내로의 삽입을 위해 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 용융된 슬래그와 접촉하도록 금속 소스를 장착하는 단계와,전력을 공급하기에 적합한 전력 공급원을 제공하는 단계와,금속 소스를 일렉트로슬래그 정련하도록 회로를 통해 전력을 공급하는 단계로서, 상기 회로를 전력 공급원, 금속 소스, 용융된 슬래그 및 일렉트로슬래그 정련 구조체를 포함하는, 전력 공급 단계와,금속 소스가 용융된 슬래그와 접촉하는 부분에서 금속 소스를 저항 용융하여 용융된 금속 액적을 형성하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통해 낙하되도록 하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통과한 후 일렉트로슬래그 정련 구조체의 바로 아래의 냉간 노상 구조체내의 정련된 액체 금속의 본체로서 용융된 액적을 수집하는 단계와,상기 냉각 노상 구조체의 하부에 오리피스를 갖는 냉간 핑거 오리피스 구조체를 제공하는 단계와,상기 냉간 핑거 오리피스 구조체의 오리피스를 통해 상기 냉간 노상 오리피스 구조체내에 수집되는 일렉트로슬래그 정련된 금속을 배출하는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서, 상기 금속 소스는 니켈계, 코발트계, 티타늄계 또는 철계 금속 중 적어도 하나로부터 선택된 합금을 포함하며, 청정 금속 핵형성 주조 공정에 의해 형성된 주물은 니켈계, 코발트계, 타타늄계 또는 철계 금속 중 적어도 하나를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 금속 소스를 정련 구조체내로 전진시키는 속도는 저항 용융의 속도와 일치하는 주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 배출 단계는 용융 금속의 스트림을 형성하는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서, 상기 일렉트로슬래그 정련 구조체와 냉간 노상 구조체는 동일한 구조체의 상측 및 하측 부분을 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 전력 공급 단계는 정련된 액체 금속내에 회로를 형성하는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 배출 단계는 저항 용융의 속도와 대략적으로 동일한 배출 속도를 설정하는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서, 상기 주물 형성 단계는,청정 금속 소스로부터의 청정 금속 스트림을 용융된 금속 액적으로 분열시키는 단계와,평균적으로 각 액적의 약 5체적% 내지 약 40체적%가 고형이고 각 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는 단계와,부분적으로 응고된 액적을 중공 주물을 형성하는 몰드내에서 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에 수집하여 응고시키는 단계로서, 상측 표면에서 액적에 의해 난류 구역이 발생되며, 상기 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키는 단계는 상기 난류 구역내에 액적을 수집하여 평균적으로 액적의 약 50체적% 이하를 응고시키는 단계를 포함하는주조 방법.제 23 항에 있어서,상기 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는 단계는, 평균적으로 액적의 약 15체적% 내지 약 30체적%를 응고시키는주조 방법.제 23 항에 있어서, 상기 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키는 단계는 액적의 약 5체적% 내지 약 40체적%를 수집하여 응고시키는 단계를 포함하는주조 방법.제 23 항에 있어서, 상기 분열시키는 단계는 적어도 하나의 분무 가스 제트를 스트림상에 충돌시키는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 일렉트로슬래그 정련 단계는,정련될 금속 소스를 제공하는 단계와, 금속 소스의 일렉트로슬래그 정련에 적합한 일렉트로슬래그 정련 구조체를 제공하고 또한 용기내에 용융된 슬래그를 제공하는 단계와,용융된 슬래그 아래에 정련된 용융 금속을 유지하기 위한 냉간 노상 구조체를 제공하고 또한 상기 냉간 노상 구조체내에 정련된 용융 금속을 제공하는 단계와,상기 일렉트로슬래그 정련 구조체내로의 삽입을 위해 일렉트로슬래그 정련 구조체내의 용융된 슬래그와 접촉하도록 금속 소스를 장착하는 단계와,전력을 공급하기에 적합한 전력 공급원을 제공하는 단계와,금속 소스를 일렉트로슬래그 정련하도록 회로를 통해 전력을 공급하는 단계로서, 상기 회로를 전력 공급원, 금속 소스, 용융된 슬래그 및 일렉트로슬래그 정련 구조체를 포함하는, 전력 공급 단계와,금속 소스가 용융된 슬래그와 접촉하는 부분에서 금속 소스를 저항 용융하여 용융된 금속 액적을 형성하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통해 낙하되도록 하는 단계와,용융된 액적이 용융된 슬래그를 통과한 후 일렉트로슬래그 정련 구조체의 바로 아래의 냉간 노상 구조체내의 정련된 액체 금속의 본체로서 용융된 액적을 수집하는 단계와,상기 냉각 노상 구조체의 하부에 오리피스를 갖는 냉간 핑거 오리피스 구조체를 제공하는 단계와,상기 냉간 핑거 오리피스 구조체의 오리피스를 통해 상기 냉간 노상 오리피스 구조체내에 수집되는 일렉트로슬래그 정련된 금속을 배출하는 단계를 포함하며,상기 주물 형성 단계는,청정 금속 소스로부터의 청정 금속 스트림을 용융된 금속 액적으로 분열시키는 단계와,평균적으로 각 액적의 약 5체적% 내지 약 40체적%가 고형이고 각 액적의 나머지는 용융된 상태로 있도록 용융된 금속 액적을 부분적으로 응고시키는 단계와,부분적으로 응고된 액적을 주물을 형성하는 몰드내에서 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에 수집하여 응고시키는 단계로서, 상측 표면에서 액적에 의해 난류 구역이 발생되며, 상기 부분적으로 응고된 액적을 수집 및 응고시키는 단계는 상기 난류 구역내에 액적을 수집하여 평균적으로 액적의 약 50체적% 이하를 응고시키는 단계를 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서,상기 냉각 단계는 냉각제를 냉각된 맨드렐 조립체에 제공하는 냉각제 공급원과 냉각제 도관을 포함하는주조 방법.제 16 항에 있어서, 상기 냉각된 맨드렐 조립체는 고형 맨드렐 및 관형 맨드렐중 적어도 하나를 포함하는주조 방법.본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없고, 액체 상태로부터 고체 상태로의 금속의 응고 동안 포획된 공기에 의해 야기된 보이드가 본질적으로 없는 미세 입상의 균질한 미소조직으로 구성된 중공 금속 주물을 형성하기 위해 중공 응용을 위한 주물을 형성하는 주조 방법에 있어서,금속에서 산화물 및 황화물이 정련된 청정 정련 금속의 소스를 형성하는 단계와,핵형성 주조 공정에 의해 주물을 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에 형성하는 단계를 포함하며,상기 핵형성 주조 공정에 의해 주물을 냉각된 맨드렐 조립체 둘레에 형성하는 상기 단계가 본질적으로 산화물 및 황화물이 없고, 분리 결함이 없으며, 또한 본질적으로 액체 상태로부터 고체 상태로 응고되는 동안 포획된 공기에 의해 야기되는 보이드가 없는 미세 입상의 균질한 미소조직을 포함하는 미소조직을 가진 중공 주물을 형성하는주조 방법.<
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