KR100286653B1 - 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평행주형과 직류자기장을 이용한 전자기브레이크 장치를 사용하는 박슬라브 연주조업의 경우에 주형의 용강상부면측으로의 유동상태를 적정화함으로서 그탕면에서의 Bridging 및 frezing 방지하여 장변방향응고 및 단변 방향응고를 주편의 품질을 향상시킬 수 있도록 된 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선 노즐에 관한 것으로, 하단부가 수직하게 적정한 길이(L)를 형성하여 그 내부를 통하여 용강을 토출할 수 있도록 된 몸체(10)를 가지며, 이러한 몸체(10)의 하단부 중앙부에는 하부측으로 토출되는 용강의 흐름을 좌우로 분리할 수 있도록 된 유동 분리대(20)를 형성하여 고정함을 특징으로 한다.

Description

박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐

본 발명은 박슬라브 연주기에서 사용되어지는 침지노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평행주형과 직류자기장을 이용한 전자기브레이크 장치를 사용하는 박슬라브 연주조업의 경우에 주형의 용강상부면측으로의 유동상태를 적정화함으로서 그 탕면에서의 Bridging 및 freezing 방지하여 장변방향응고 및 단변 방향응고를 주편의 품질을 향상시킬 수 있도록 된 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐에 관한 것이다.

주편의 두께가 50~100mm인 박슬라브 연주기에서 사용되는 평행주형(110)의 중앙 상부측에는 도 1에 도시한 바와같이 용강을 그 평행주형(110)의 내부로 공급하기 위한 침지노즐(120)이 설치되어 그 하단부의 적정정도가 용강(130)의 상부면측에 잠기도록 위치되고, 이러한 상태에서 침지노즐(120)을 통하여 용강이 평행주형(110)으로 공급되어 슬라브가 연속적으로 생산되어지도록 하는 것이다.

통상적으로, 이러한 평행주형(110)에 있어서는 대부분의 주속에 대하여 용강(130)내부에서 비대칭 및 진동유동이 발생하게 되는바, 이러한 비대칭 및 진동유동은 슬라브의 조업에 있어서의 응고불균일 또는 주편터짐 등의 문제점을 야기시키는 것이며, 이는 고속주조의 경우에 더욱 심하게 나타나고 있다.

이를 방지하기 위한 종래의 방법으로서는, 도 2에 도시한 바와같이 전자기브레이크(EMBR)를 이용하여 용강의 흐름을 적정하게 유도하기 위한 기술이 개시되어 있는 바, 이는 침지노즐(120)의 하부측에 적정한 전자기력을 가하도록 된 전자기브레이크(140)를 형성함으로서 용강의 흐름을 대칭되도록 하여 보다 안정적인 조업이 가능하도록 한다.

또한, 침지노즐의 형상을 변화하는 다양한 방법이 제시되어 있는바, 이는 깔때기노즐(Fish-tail Nozzle)과 하향직선노즐(Straight Nozzle)등으로서 이중에서 노즐 내부에서 유동박리가 발생할 경우 주형내 유동에 미치는 악영향이 상대적으로 적은 하향직선노즐이 주로 사용되고 있다.

이러한 이유로 최근에는 평행주형을 갖는 박슬라브 연주기에서 하향직선노즐과 전자기브레이크를 조합하여 채용하는 방법으로 조업이 이루어지고 있다.

그런데, 전자기브레이크(140)를 이용하는 경우에 있어서는 도 2에 도시한 바와같이 용강의 흐름이 대략의 대칭으로 이루어져 조업을 안정적으로 유도하는 데에는 성공적이었으나, 그 전자기브레이크(140)에 의하여 용강(130)이 상부측으로 유동하는 흐름인 상승류(150)가 억제됨으로서 주형탕면에서의 응고(Bridging, Freezing)가 발생하는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 박슬라브 연부기에서 평행주형과 전자기브레이크를 사용하는 경우 그 전자기브레이크에 의하여 주형상부면으로 유동하는 상승류가 적정한 정도에 있도록 함으로서 주형상부면의 응고를 예방하여 주편의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐을 제공함에 있다.

제1도는 일반적인 박슬라브 연주기에서 사용되는 침지노즐과 주형을 도시한 개략 구성도.

제2도는 전자기브레이크를 이용한 종래의 박슬라브 연주설비의 요부를 도시한 개략구성도.

제3도는 본 발명에 따른 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐을 도시한 개략 단면 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 하향 직선노즐을 갖춘 박슬라브 연주설비의 요부 구성도.

제5도는 주형내부의 용강흐름을 나타낸 도면으로서,

(a)는 전자기브레이크를 가진 종래구조에 의한 용강흐름상태

(b)는 본 발명의 유동분리대만에 의한 용강 흐름상태

(c)는 전자기브레이크와 본 발명의 노즐이 사용된 경우의 용강흐름상태.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 하향 직선노즐 10 : 몸체

20 : 유동 분리대 50 : 상승류

110 : 주형 130 : 용강

140 : 전자기브레이크

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 평행주형의 중앙 상부측에 적정한 정도 잠기도록 설치되어 용강을 전자기브레이크가 형성된 하부측으로 토출함으로서 박슬라브의 연속주조가 가능하도록 하는 노즐에 있어서, 하단부가 수직하며, 그 내부를 통하여 용강을 토출할수 있도록 된 몸체를 가지며, 상기 몸체의 하단부 중앙부에는 하부측으로 토출되는 용강의 흐름을 좌우로 분리할수 있도록 중앙상단부가 뾰족하고, 하부측으로 갈수록 그 폭이 증가하는 좌우대칭형 유동분리대를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선 노즐을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐을 도시한 개략 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하향 직선노즐을 전자기브레이크를 갖춘 박슬라브 연주기에 장착한 상태를 도시한 요구 구성도로서, 본 발명의 노즐(1)은 하단부가 수직하게 적정한 길이(L)를 형성하여 그 내부를 통하여 용강을 토출할 수 있도록 된 몸체(10)를 가지며, 이러한 몸체(10)의 하단부 중앙에는 하부측으로 토출되는 용강의 흐름을 좌우로 분리할 수 있도록 된 유동분리대(20)를 형성하여 고정한다.

이러한 유동분리대(20)는 좌우 대칭으로 이루어진 다양한 형상을 가질 수 있으며, 바람직하게는 도면상에 도시한 바와같이 대략의 삼각형 단면을 이루어 그 상단부가 뾰족하고, 하부측으로 갈수록 그 폭이 커지는 형상이면 좋다.

즉, 상기 유동분리대(20)는 상부측으로부터 하부로 이동하는 용강의 흐름을 좌우로 분리하여 토출하도록 하고, 따라서 종래와 같이 수직하게만 유동을 형성하던 것에 비하여 좌우측으로 분리된 속도성분을 가지므로 주형탕면에서 응고가 일어나지 않을 정도로 적정한 상승류를 유발할 수 있는 것이다.

본 발명자는 이러한 하향 직선노즐(1)을 박슬라브 연주기에 사용되는 평행주형에 장착하여 그 작용을 검증하였는바, 이는 도 4에 도시한 바와같이 평행주형(110)의 중앙 상부측에 본 발명의 하향 직선노즐(1)을 설치하여 그 하단부 몸체(10)의 일부가 용강(130)의 상부에 잠기도록 하고, 상기 하향 직선노즐(1)의 하부측에는 전자기력을 이용하여 전자기브레이크(140)를 형성함으로서, 노즐(1)을 통하여 용강을 토출하여 보았다.

도 5(a)는 본 발명인 노즐(1)을 설치하지 않고 평행주형과 전자기브레이크만을 가지는 종래의 구조에 의하여 용강을 토출하는 것을 나타내며, 도 5(b)는 전자기브레이크를 설치하지 않고 평행주형과 본 발명의 노즐만을 가지는 구조에 의하여 용강을 토출하는 것을 나타내고, 도 5(c)는 평행주형과 전자기브레이크를 갖춘 다음 본 발명에 따른 노즐(1)을 장착하여 용강을 토출하는 것을 나타낸다.

이에 의하면, 우선 도 5(a)의 경우에는 어떠한 분리유동없이 일체로 노즐로부터 수직하게 토출된 용강이 전자기브레이크에 의하여 좌우로 대칭되는 현상으로 유동이 이루어지는 것을 보이며, 이는 토출되는 상태가 전자기브레이크에 의하여 상승류 속도가 현저하게 감소되어 상술한 바와같이 주형탕면에서의 응고가 발생하는 문제점을 가지게 된다.

반면에, 도 5(b)에 의하면 본 발명의 유동분리대에 의하여 노즐을 통하여 하부측으로 토출되는 용강의 유동이 좌우로 미세하게 분리되어 주형 내부의 하부측에서 다시 결합하고 있음을 보인다. 이는 본 발명의 노즐에 형성된 유동분리대가 전자기브레이크가 장착되지 않은 상태에서는 용강의 흐름을 좌우로 미세하게만 분리할 수 있음을 의미한다.

그런데, 도 5(c)에 의하면 주형내부에서 노즐토출류가 전자기브레이크를 지나면서 좌우로 확실하게 분리되는 것을 보이며, 이는 도 5(b)에서 나타난 결과인 유동분리대에 의한 용강토출류의 미세한 분리가 전자기브레이크에 의하여 보다 현저하게 좌우로 분리되었다는 것을 의미한다.

이렇게 노즐토출류의 유동이 좌우로 분리되어짐에 따라 도 4에 도시한 바와같이 그 토출류가 주형(110)의 내표면에 부딪히게 되는 점(0)이 전자기브레이크만을 사용하던 종래에 비하여 현저히 상승함을 의미하고, 이는 용강 상승류(50)가 종래에 비하여 보다 빠른 속도로 일어나고 있어 그 속도가 전자기브레이크(140)를 통과하면서 저하되더라도 주형탕면을 응고하지 않도록 하는 적정한 정도의 흐름은 유발할 수 있음을 명백하게 하고 있다. 따라서, 전자기브레이크에 의하여 주형 내에서의 용강의 유동이 좌우대칭되도록 한 상태에서 본 발명의 노즐(1)에 형성된 용강분리대(20)에 의하여 주형탕면에서의 응고도 발생하지 않도록 하여 보다 안정적인 발슬라브의 연주조업이 이루어지도록 하고, 이는 보다 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있도록 하는 것이다.

게다가, 상기 유동분리대(20)에 의한 용강토출류의 분리정도를 크게 하면, 즉 유동 분리대(20)의 크기를 좀더 크게 하면 전자기브레이크의 상대적으로 적은 전자기력으로도 유동분리작용을 유지할 수 있게 되고, 이러한 경우에는 에너지절약의 측면에서 매우 효과적인 것이다.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐에 의하면, 박슬라브를 연속적으로 생산하기 위한 평행주형의 용강에 잠기어 그에 용강을 토출하도록 된 노즐의 하단부 중앙부에 그 용강의 토출류를 분리하도록 된 용강분리대를 형성함으로서 미세하게 분리된 용강토출류가 전자기브레이크에 의하여 보다 큰 정도로 분리되어 용강 상승류를 적정한 정도의 속도로 유발하여 주형탕면에서의 응고현상을 방지하고, 따라서 안정적인 박슬라브 연속주조작업이 가능하며, 또한 우수한 품질의 제품생산이 가능한 우수한 효과를 보유한다.

Claims (1)

1. 평행주형(110)의 중앙 상부측에 적당한 정도 잠기도록 설치되어 용강을 전자기브레이크(140)가 형성된 하부측으로 토출함으로서 박슬라브의 연속주조가 가능하도록 하는 노즐에 있어서, 하단부가 수직하며, 그 내부를 통하여 용강을 토출할 수 있도록 된 몸체(10)를 가지며, 상기 몸체(10)의 하단부 중앙부에는 하부측으로 토출되는 용강의 흐름을 좌우로 분리할 수 있도록 중앙상단부가 뾰족하고, 하부측으로 갈수록 그 폭이 증가하는 좌우대칭형 유동분리대(20)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 박슬라브 연주기에서의 유동분리형 하향 직선노즐.