KR0123141Y1 - 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 박판을 주조생산하는 쌍롤식 박판 주조공장에서 대기중의 산소와 용강과의 접촉을 방지하여 용강의 산화를 방지함으로서 양질의 박판을 생산할 수 있도록 한 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치에 관한 것으로, 각각의 롤 상부에는 외주면에 롤의 길이 방향으로 마그네트가 설치된 내화물벽을 설치하고, 용강의 표면에는 용강보다 비중이 가볍고 전기전도도가 큰 상부금속용탕을 소정의 두께만큼 덮어주엇으며, 상부금속 주입노즐의 선단부는 상부금속용탕에 삽입 되도록하여 대기중의 산소가 상기 롤과 롤사이에 주입된 용강과 접촉되지 못하도록 구성하여서 된 것이다.

Description

쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치

본 고안은 박판을 주조생산하는 쌍롤식 박판 주조공장에서 롤과 롤 사이에 주입된 용강과 대기중의 산소와의 접촉을 방지하여 용강의 산화를 방지함으로서 양질의 박판을 생산될 수 있도록 한 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치에 관한 것이다.

쌍롤식 박판 주조법(Twin Roll Strip Cating)은 두개이 회전하는 롤 사이에 용강을 주입하여 이를 응고시켜 박판을 제조하는 공정으로, 생산되는 주편의 품질은 표면에 있는 크랙(Crack)등에 의해 크게 좌우되는데 이의 크랙 생성 원인중의 하나가 불균일 응고이다.

이를 조장하는 산화물과 과응고된 덩어리를 제거하기 위해서는 용강 표면의 산화를 막아야 한다.

종래의 방법은 도1에서 도시된 바와같이 외부공기가 용강(5)과 접촉하는 것을 차단하는 역할을 하는 매니스커스 쉴드(Meniscus shield)(1)를 사용하여 대기중의 산소와 롤(6)과 롤(6)사이에 주입된 용기(5)과의 접촉을 최대한 차단시키고, 상기 매니스커스 쉴드(1)와 용강(5)상부의 공간부에는 아르곤가스를 주입하여 압력을 높게 만들어줌으로서 외부산소의 혼입을 방지하여 용강(5)의 산화를 방지하도록 되어 있다.

그러나 롤(6)은 회전을 하고 또한 아르곤가스 주입구(2)나 삽입노즐(3)이 들어가야 하는 자리등에 틈이 생길 수 밖에 없어 아르곤가스를 주입한다 할지라도 용탕면의 산화를 막기에는 미흡하였다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로, 각각의 롤 상부에는 롤의 길이 방향으로 마그네트가 설치된 내화물벽을 설치하고, 용강의 표면에는 용강보다 비중이 가볍고 전기전도도가 큰 상부금속용탕을 소정의 두께만큼 덮어주었으며, 상부금속 주입노즐의 선단부는 상부금속용탕에 삽입 되도록하여 대기중의 산소가 상기 롤과 롤 사이에 주입된 용강과 접촉되지 못하도록 구성하여서 된 것이다.

제1도는 종래의 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치를 나타낸 개략도.

제2도는 본 고안의 쌍롤식 박판 주조장치에서늰용강 표면산화 방지장치를 나타낸 정면 구성도.

제3도는 본 고안이 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치를 나타낸 평면 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 매니스커스 쉴드 2 : 아르곤가스 주입구

3 : 삽입노즐 4 : 용강 높이측정장치

5 : 용강 6 : 롤

7 : 박판 8 : 마그네트

9 : 내화물 벽 10 : 상부금속 주입노즐

11 : 상부금속용탕

본 고안은 도2 및 도3에서 도시된 바와 같이 각각의 롤(6) 상부에는 롤(6)의 길이 방향으로 마그네트(8)가 설치된 내화물벽(9)을 설치하되, 이 내화물벽(9)이 용강(5)과 상부금속용탕(10)을 수용하도록 하였다.

그리고 용강(5)의 표면에는 용강(5)보다 비중이 가볍고 전기전도도가 좋은 상부금속용탕(11)을 소정의 두께만큼 덮어주었고, 상부금속 주입노즐(10)의 선단부는 상부금속용탕(11)내에 삽입 되도록하여 대지웅의 산소가 상기 롤(6)과 롤(6)사이에 주입된 용강(5)과 전혀 접촉되지 못하도록 하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 용강(5)과 대기중의 산소와의 완전한 차단을 위해 용강(5) 표면에 상부금속용탕(11)을 덮는다.

또한 용강(5)과 상부금속용탕(11)이 섞이는 것을 막기 위하여 내화물벽(9)에 설치된 마그네트(8)를 상부금속용탕(11)과 용강(5)과의 접촉부분에 위치시킨다.

이때 상기 내화물벽(9)에 설치된 마그네트(8)에 의해 발생되는 전자기력은 용강(5)과 상부금속용탕(11) 경계층에서의 유동을 억제시켜 서로 섞이는 것을 방지한다.

한편 상부금속용탕(11)은 전기전도가 좋고 비중이 가벼워 같은 전자기장하에서도 힘을 많이 받으므로 도2에서 도시된 바와같이 상부금속용탕(11)이 용강(5)의 표면에 떠있게 된다. 따라서 상기 상부금속용탕(11) 은용강(5)과 함께 휩쓸려들어가지 않는다.

이때 상부금속용탕(11)은 용강(5)에 비하여 비중이 가볍거나 전기전도도가 좋은 알루미늄, 구리, 타이타늄 및 이들과 철의 합금을 사용한다.

한편 상기 상부금속용탕(11)의 산화물과 철과의 반응물은 상부금속용탕(11)의 표면 윗쪽에 뜨게 되기 때문에 이는 용강(5)속에 섞여 들어가지 않는다.

또한 마그네트(8)는 AC전류가 흐르는 유도 코일(Induction Coil)로써, 마그네트(8)에 흐르는 전류의 주파수는 유동을 일으키는 회전력을 최대한으로 발생시키기 위해 저주파를 사용한다.

이때 상기는 주울율에 의해 이 경계층이 냉각되는 것을 막을 수 있다. 마그네트(8) 내부는 냉각수가 흘러 마그네트(8)의 자체의 온도상승을 방지한다.

내화물벽(9)은 상부금속용탕(11)이 롤(6)과 접촉되는 것을 차단하여 상부금속용탕(11)이 롤(6)에 닿아 응고되어 주편 표면에 달라 붙는 것을 방지한다.

또한 용강(5)의 높이를 가능한한 높여 마그네트(8)가 위치할 자리를 만들어 주는 역할도 한다.

처음에는 상부금속용탕(11) 없이 주조를 시작하고 일정시간이 지난 후에 상부금속 주입노즐(10)을 통하여 상부금속용탕(11)을 공급한다. 공급된 상부금속용탕(11)은 고온에서 녹고 마그네트(8)에 의해 발생된 전자기력을 받아 도2에서 도시된바와 같이 용강(5)과 분리된다.

이때 상부금속용탕(11)의 가장자리는 전자기력에 의해 생긴 유동에 의하여 상부금속용탕(11)과 용강(5)사이는 농도구배를 갖는 얇은 경계층이 형성되고, 내화물벽(9)과는 거의 닿을 정도로 유지된다.

이상과 같은 본 고안은 용강 표면의 산화를 방지함으로서 크랙을 유발하는 산화물이 주편의 표면에 나타나지 않아 주편의 표면특성을 좋게 할 수 있고, 또한 용강이 공기와 직접 접촉하지 않기 때문에 용강의 온도 저하기 줄어 들어 주조중에 일정한 온도를 가진 용강으로 주조를 할 수 있어 양질의 주편을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각각의 롤(6) 상부에는 롤(6)의 길이 방향으로 마그네트(8)가 설치된 내화물벽(9)을 설치하고, 용강(5)의 표면에는 디기중의 산소와의 접촉을 방지하기 위하여 용강(5)보다 비중이 가볍고 전기 전도도가 좋은 상부금속용탕(11)을 소정의 두께만큼 덮어주었으며, 상부금속 주입노즐(10)이 선단부는 상부금속용탕(11)내에 삽입 되도록하여 대기중의 산소가 상기 롤(6)과 롤(6)사이에 주입된 용강(5)과 접촉되지 못하도록 구성하여서 됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조장치에서의 용강 표면산화 방지장치.