KR100329396B1 - 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조에서 용탕의 탈산 및정제를 위한 필터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용해-보온 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조공정을 통해 판재, 봉재 및 튜브형상을 무산소동이나 함인동 및 은입동(이하,특수합금동)으로 직접 주조시 용탕의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템(Filtering system)에 관한 설비와 탈산 및 정제 기술에 관한 것이다.
여러 단계의 수평식 주조설비와 세부 탈산 기술을 용해-보온 저주파유도로에 적용하기 위해 저주파 가열을 이용한 L-타입의 용해-보온 저주파유도로를 설계, 제작하고 용탕의 탈산 및 정제를 위해 용해실과 보온실에 다수개의 구멍을 가진 그라파이트 필터(Graphite filter)를 용해실과 보온실에 설치하고, 불활성 가스를 불어 넣어줄 수 있는 버블러(Bubbler)를 상기 그라파이트 필터를 통해 용해실에 삽입하는 시스템으로 고품위의 무산소동이나 특수합금동의 수평연속주조가 가능한 L-타입의 용해-보온 저주파유도로에서의 탈산 및 정제 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조에서 용탕의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템(Filtering system)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평식 주조설비와 용탕의 탈산 및 정제를 위한 여러단계의 필터링 시스템(Filtering system)은 L-타입의 수평연속주조용 저주파 유도로에서 용탕이 대기중에 노출이 없는 상태에서 효과적으로 용탕을 탈산정제하는 수평연속주조를 위한 설비 및 기술이며 용해실과 보온실에 각각 용탕의 탈산을 위한 다수개의 용탕출입구를 가진 그라파이트 필터와 상기 필터를 통해 외부로부터 불활성 가스를 지속적으로 공급받는가스라인과 상기 가스라인을 보호하며 하부에 다수개의 미세한 구멍을 통해 버블가스를 발생시키는 그라파이트 파이프가 있으며 이를 통해 용탕을 정제하는 필터링 시스템 및 탈산, 정제방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무산소동이나 특수합금동의 탈산 및 정제기술은 소량제조의 경우 진공용해주조 방식을 적용하거나 기타 목탄, 수소, CO 가스를 이용한 환원법 또는 이 두 가지가 혼합된 방법들이 사용되고 있으나 탈산속도가 느리고 탈산공정기술이 미비한 상태이다.
특히, 종래의 고주파나 저항가열식 수평연속주조기를 적용할 경우, 용해로에서 주조기로의 용탕이송과정중 용탕의 산화 및 불순물이 혼입되어 무산소동이나 특수합금동과 같이 산소나 기타 불순물들의 함유량을 극히 미량으로 제한해야 하는 합금에서는 2차 탈산 및 정제와 같은 복잡한 공정이 요구되고 따라서 고품위의 동합금제조가 어렵다.
또한, 일체형 용해-보온로의 경우 전기동 장입시 용탕온도의 변화가 생겨 일정한 주조온도를 유지하기 어렵고 온도의 하강 및 상승에 따른 도가니(Crucible) 및 내화물의 손상이 쉽기 때문에 안정된 품질을 얻을 수 없을 뿐 아니라 보수비용 및 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 산소 및 불순물은 무산소동이나 특수합금동의 제조에 있어서는 상기 제품의 최종성능에 지대한 영향을 미치는 요소로써 이는 극히 미량으로 제한 되어야 한다. 상기 제품을 기존의 용해로 및 보온로 분리형으로 연속주조시 용탕을 용해로에서 주조기로 이송하는 과정에서 용탕의 산화 및 불순물의 혼입을 억제하기 위한 새로운 공정의 적용이 불가피하며 이에 따른 생산단가가 높아 L-타입의 용해-보온 저주파 유도로에 본 발명의 탈산 및 정제 필터링 시스템을 적용함으로써 용탕이송과정중 용탕의 산화 및 불순물 혼입의 문제를 해결하고 용탕온도의 안정적인 유지가 가능하다. 또한 저주파 유도로를 적용시, 고주파 유도로 보다 원활한 용탕의 교반이 가능하기 때문에 용탕의 균질성을 확보함으로써 제품의 안정적 제어가 가능하다.
상기, 용해-보온 저주파 유도로의 용해실과 보온실에 다수개의 용탕유출입구와 버블용 파이트 홀이 가공된 그라파이트 필터를 장착하여 용탕과 그라파이트 필터 면과의 접촉을 극대화함으로써 용탕을 탈산시키고 상기 필터에 가공된 홀을 통해 버블링용 그라파이트 파이프를 삽입한 후, 외부로부터 불활성 가스를 공급하여 버블릴용 그라파이트 파이프 하부에 가공된 다수개의 구멍을 통해 만들어지는 버블이 용탕 내부의 불순물을 포집하며 떠올라 용탕을 탈산 및 정제하기 때문에 고품위의 무산소동 및 특수합금동의 제조가 가능한 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조에서 용탕의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템을 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 L-타입 용해-주조 저주파 유도로 설비를 이용한 수평연속 주조 설비의 용해 및 보온실의 내부를 나타낸 예시도
도 2,3,4 는 도 1 의 용해실과 보온실에 설치하는 필터의 평면도
도 5 는 본 발명의 용해실내의 필터 및 지지대 조립도
도 6 은 본 발명의 보온실내의 필터 및 지지대 조립도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(10) : L-타입 용해-보온 저주파 유도로
(12) : 용해실
(14,14a) : 외부 공급용 가스라인
(16,16a) : 버블링용 그라파이트 파이프
(18) : 가스버블
(20,20a) : 용해실내의 그라파이트 필터
(22) : 용해실내의 그라파이트 필터 지지대
(24) : 용탕이송관
(26) : 유도체
(28) : 보온실
(30,30a,30b,30c) : 보온실내의 그라파이트 필터
(32) : 보온실내의 그라파이트 필터 지지대
(34) : 용탕유출입구
(36,36a) : 카본 플레이크
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 L-타입 용해-주조 저주파 유도로 설비를 이용한 수평연속 주조 설비의 용해 및 보온실의 내부를 나타낸 예시도를 도시한 것이고,
도 2,3,4 는 도 1 의 용해실과 보온실에 설치하는 필터의 평면도를 도시한 것으로서, 저주파 유도로(10) 내부에 용해실(12)과 보온실(28)을 형성하고 용해실(12)과 보온실(28)에 각각 버블링용 그라파이트 파이프(16,16a)를 삽입한 상태에서 파이프(16,16a) 상부 끝단에 외부 공급용 가스라인(14,14a)을 고정 설치하며 용해실(12) 하부에 용탕이송관(24)을 보온실(28)과 연결시키고 보온실(28) 일측 하부에 용탕유출입구(34)를 형성한다.
상기, 용해실(12) 내부 중.하단에 각각 그라파이트 필터(20,20a)를 고정하고 각각의 그라파이트 필터(20,20a) 사이에 가스버블(18)을 형성하며 용해실(12) 내부 상단에 카본 플레이크(36)를 도포한다.
상기, 보온실(28) 내부에 다수개의 그라파이트 필터(30,30a,30b,30c)를 내장하고 보온실(28) 내부 상단에 카본 플레이크(36a)를 도포하며 용해실(12)과 보온실(28) 사이에 유도체(26)를 고정 설치한다.
도 5 는 본 발명의 용해실내의 필터 및 지지대 조립도를 도시한 것으로서, 상기 용해실(12)내의 그라파이트 필터(20) 상단부와 그라파이트 필터(20,20a) 사이에 각각 복수개의 그라파이트 필터 지지대(22)를 고정한다.
도 6 은 본 발명의 보온실내의 필터 및 지지대 조립도를 도시한 것으로서, 상기 보온실(28)내의 그라파이트 필터(30b) 하부에 그라파이트 필터 지지대(32)를 고정한다.
상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하겠다.
상기, 저주파 유도로(10)를 이용한 수평연속주조에서 용탕의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템(Filtering system)은 기존의 L-타입의 용해-보온 저주파 유도로(10)에 다수개의 용탕유출입구(34)와 버브 파이프용 홀(도시하지 않음)이 천공되어 있으면서 용탕을 용해실(12)에서는 상하로, 보온실(28)에서는 상하 및 좌우로 분리하는 그라파이트 필터(20,20a,30,30a,30b,30c)를 각각 장착하며 상기 버블 파이프용 홀을 통해 내부에 설치된 가스라인(14,14a)으로 도가니 내부에 불활성 가스를 불어 넣어주는 그라파이트로 제작된 버블링용 파이프(16,16a)를 포함한다.
또한, 저주파 유도로(10)를 이용한 수평연속주조 설비에서 용탕의 탈산 및 정제에 관한 방법에 있어 용탕은 용해실(12)내의 그라파이트 필터(20,20a)에 가공된 다수의 유출입구(도시하지 않음)를 통과하면서 상기 필터(20,20a)와 접촉하게 되어 용탕내에 함유된 산소와 그라파이트가 반응하며 탈산이 되고 상기 그라파이트 필터(20,20a)에 장착되는 가스 버블링(Gas Bubbling)파이프(16) 중앙의 가스공급라인(14)을 통해 외부에서 용탕정제용 불활성 가스를 지속적으로 불어 넣으며 파이프(16) 하단에 미세하게 뚫린 구멍(도시하지 않음)을 통해 가스버블(18)을 형성하며 용탕내의 불순물들을 포집하면서 떠오르는 방식의 용탕정제 및 탈산방법을 특징으로 한다. 상기, 버블링 파이프(16)는 열충격과 탈산효과를 고려하여 그라파이트로 가공하며 용탕 상단에 카본 플레이크(36)를 도포하여 산소와의 접촉에 의한 용탕의 산화를 최소화한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명은 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템(Filtering system)의 적용은 종래의 탈산 및 정제방법에 비하여 산소 및 불순물의 혼입을 최소화할 수 있고 탈산을 위한 그라파이트 필터와 정제를 위한 가스 버블링 등을 동시에 적용함으로써 산소 및 불순물의 제어효과를 극대화할 수 있어 연속 주조품의 품질의 제어가 가능하여 고품위의 무산소동이나 특수합금동을 연속주조할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (1)
- 저주파 용해-보온로와 연속주조기로 이루어진 수평연속주조 설비에 있어서,저주파 유도로(10) 내부에 용해실(12)과 보온실(28)을 형성하고 용해실(12)과 보온실(28)에 각각 버블링용 그라파이트 파이프(16,16a)를 삽입한 상태에서 파이프(16,16a) 상부 끝단에 외부 공급용 가스라인(14,14a)을 고정 설치하며 용해실(12) 하부에 용탕이송관(24)을 보온실(28)과 연결시키고 보온실(28) 일측 하부에 용탕유출입구(34)를 형성함과,상기, 용해실(12) 내부 중.하단에 각각 그라파이트 필터(20,20a)를 고정하고 각각의 그라파이트 필터(20,20a) 사이에 가스버블(18)을 형성하며 용해실(12) 내부 상단에 카본 플레이크(36)를 도포하고 용해실(12)내의 그라파이트 필터(20) 상단부와 그라파이트 필터(20,20a) 사이에 각각 복수개의 그라파이트 필터 지지대(22)를 고정함과,상기, 보온실(28) 내부에 다수개의 그라파이트 필터(30,30a,30b,30c)를 내장하고 보온실(28) 내부 상단에 카본 플레이크(36a)를 도포하며 용해실(12)과 보온실(28) 사이에 유도체(26)를 고정 설치하고 보온실(28)내의 그라파이트 필터(30b) 하부에 그라파이트 필터 지지대(32)를 고정 설치한 것을 특징으로 하는 저주파 유도로를 이용한 수평연속주조에서 용탕의 탈산 및 정제를 위한 필터링 시스템.
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