KR100332907B1 - 박판주조장치의분위기유지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판 제조를 위한 연속주조법에서 탕면의 분위기를 유지하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 분위기 가스의 분사 균일도를 향상시키고 또한 가열효과를 증대시킬 수 있음으로서 용강의 응고가 균일하게 진행되어 주편의 품질이 양호하게 이루어질수 있도록 개선된 박판주조장치의 분위기 유지장치에 관한 것이다.

본 발명은, 주조롤의 양측에 각각 위치된 한쌍의 에지댐을 갖추고, 상기 에지댐을 덮는 커버를 갖추며, 상기 커버의 중앙으로 용강공급노즐이 형성된 박판제조용 연속주조장치에서 상기 주조롤사이의 탕면의 분위기를 유지하는 장치에 있어서, 상기 커버의 내측에서 주조롤의 길이방향으로 연장하는 폭을 갖추고, 다수개가 나란하게 평행을 이루면서 장착된 다공성블록을 갖추며, 상기 다공성 블록으로는 각각 불활성 가스관이 중앙에 형성되며, 상기 가스관에는 각각 하향으로 다수개의 노즐이 형성되는 가스공급기구; 상기 다공성블록의 양측면에 각각 장착되는 가열판을 갖추고, 상기 가열판에는 각각 열선이 내장되며, 상기 열선이 가열판을 통하여 상기 다공성 블록을 균일하게 가열시키는 가열기구; 및, 상기 열선으로 전원을 공급하여 전기저항식으로 발열을 유도시키는 전원공급장치;를 포함하는 박판주조장치의 분위기 유지장치를 제공한다.

Description

박판주조장치의 분위기 유지장치{Meniscus shield for strip casting machine}

본 발명은 박판 제조를 위한 연속주조법에서 탕면의 분위기를 유지하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 분위기 가스의 분사 균일도를 향상시키고 또한 가열효과를 증대시킬 수 있음으로서 용강의 응고가 균일하게 진행되어 주편의 품질이 양호하게 이루어질수 있도록 개선된 박판주조장치의 분위기 유지장치에 관한 것이다.

일반적으로 박판 제조를 목적으로 하는 연속주조장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(105)의 하부에서 서로 반대방향으로 회전하는 한쌍의 수냉주조롤(110)사이에 용강(120)을 주입하여 수냉 주조롤(110) 표면에서 용강을 응고시키고 상기 주조롤(110)사이에서 일정한 두께의 주편(130)이 생산되도록 하는 것이다. 상기와 같은 박판 제조를 목적으로 하는 연속주조 장치(100)에서는 용강 표면의 산화를 방지하기 위하여 분위기 유지장치(meniscus shield)(140)를 설치하게 된다. 이때 분위기 유지장치(140)에는 불활성 가스를 주입하게 되며, 상기 불활성가스로서는 아르곤 가스 등을 사용하게 되며, 이러한 분위기 유지장치(140)는 분위기 유지장치의 안과 바깥을 최대한 차단한 상태에서 그 내부에 불활성 가스를 공급하게 된다.

이러한 분위기 유지장치(100)에 공급되는 불활성 가스의 온도가 낮을 경우에는 용강(120)의 표면에 용강(120)의 응고가 발생하게 된다. 이와같이 용강이 응고된 것이 주편(130)에 들어가게 되면, 상기 응고물 주위에 주편(130)의 균열등이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 공급되는 분위기 가스의 온도를 높게 할 필요가 있다.

이러한 가스의 온도를 상승시키는 것과 관련된 종래의 기술이 일본 특허 특개평3-66459호에 기재되어 있다. 상기의 종래기술에서 불활성 가스의 온도를 승온시켜 고온의 가스를 사용하는 이유는 분위기 유지장치내의 분위기 온도를 높게 함으로써 용강의 표면에서 용강이 굳는 현상을 방지하기 위해서이다.

또한, 주편(130)의 표면 품질을 향상시키기 위해서는 용강(120) 표면에서 일정 깊이 이하에서 용강(120)의 응고 개시점을 만드는 것이 필요하다. 이는 용강(120)의 응고 개시점이 용강(120) 표면의 요동에 영향을 받지 않는 위치에서 시작되어야 응고불균일의 발생을 줄일 수 있다.

이러한 목적에서도 공급되는 불활성 가스의 온도를 높여 분위기 유지장치안의 분위기 온도를 높일 필요가 있다.

그러나 일본 특허 특개평 3-66450호에서는 분위기 가스의 공급이 분위기 유지장치(140)의 한쪽에서 이루어지기 때문에 그 내부에서 분위기 가스의 분포가 불균일해질 수 있다. 따라서, 이러한 분위기 가스의 분포 불균일은 주조롤(110) 표면에 형성되는 가스 갭(gas gap)두께의 불균일을 가져오게 된다. 이때 가스 갭의 두께는 식 1)과 같이 결정된다.

[수학식 1]

δ:주조 롤 표면에 형성된 가스막의 두께

v_g:가스의 동점성계수

V:주조 롤의 회전 속도

이러한 가스갭의 두께는 주조롤(110)의 회전 속도와 가스의 동점성계수로 결정되어진다. 그러나 가스의 공급이 불균일하게 되어 주조롤(110) 위의 특정 부분에 난류가 형성될 경우에는 국부적으로 가스갭의 두께가 달라지게 된다. 이런 경우에는 국부적으로 용강(120)의 응고속도가 달라지게 되어 불균일 응고를 유발시킬 수 있다. 이러한 불균일한 용강(120)의 응고는 주편(130) 표면의 흠으로 나타나게 된다.

또한, 상기 분위기 가스의 공급을 주조롤(110) 폭에 걸쳐서 균일하게 하여 롤 표면에 균일한 가스막을 형성시켜야만 용강(120)의 응고가 균일하게 진행되어 주편(130)의 품질이 좋게 된다.

따라서, 상기와 같은 종래의 기술은 분위기 가스의 불균일한 분사로 인하여 용강의 응고가 불균일하게 일어나고, 주편의 품질을 저하시키는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 분위기 가스의 분사 균일도를 향상시키고 또한 가열효과를 증대시킬 수 있음으로서 용강의응고가 균일하게 진행되어 주편의 품질이 양호하게 이루어질수 있도록 개선된 박판주조장치의 분위기 유지장치를 제공함에 있는 것이다.

도 1은 일반적인 박판 주조법의 개략구성도;

도 2는 본 발명에 따른 분위기 유지 장치의 외관구성도;

도 3은 본 발명에 따른 분위기 유지 장치의 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 분위기 유지 장치의 상세도;

도 5는 본 발명에 따른 분위기 유지장치에 갖춰진 가열 기구의 배선도;

도 6은 본 발명에 따른 분위기 유지장치에 갖춰진 가스 공급기구의 다공성 블록의 상세단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5..... 에지댐( edge dam ) 7..... 커버

12.... 가스공급기구 15.... 다공성 불록(Porous block)

17.... 가스공급배관 22.... 가스노즐

30.... 가열기구 32.... 가열판

34.... 열선 40.... 전원공급장치

110... 주조롤 120... 용강

130... 주편

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주조롤의 양측에 각각 위치된 한쌍의 에지댐을 갖추고, 상기 에지댐을 덮는 커버를 갖추며, 상기 커버의 중앙으로 용강공급노즐이 형성된 박판제조용 연속주조장치에서 상기 주조롤사이의 탕면의 분위기를 유지하는 장치에 있어서, 상기 커버의 내측에서 주조롤의 길이방향으로 연장하는 폭을 갖추고, 다수개가 나란하게 평행을 이루면서 장착된 다공성블록을 갖추며, 상기 다공성 블록으로는 각각 불활성 가스공급배관이 중앙에 형성되며, 상기 가스공급배관에는 각각 하향으로 다수개의 노즐이 형성되는 가스공급기구; 상기 다공성블록의 양측면에 각각 장착되는 가열판을 갖추고, 상기 가열판에는 각각 열선이 내장되며, 상기 열선이 가열판을 통하여 상기 다공성 블록을 균일하게 가열시키는 가열기구; 및, 상기 열선으로 전원을 공급하여 전기저항식으로 발열을 유도시키는 전원공급장치;를 포함함을 특징으로 하는 박판주조장치의 분위기 유지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 박판주조장치의 분위기 유지장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 박판 제조를 목적으로 하는 연속주조공정에 사용된다. 도 2,3,4도에서는 본 발명에서 제안하는 분위기 유지장치(1)를 나타내고 있다. 본 발명의 분위기 유지장치(1)는 주조롤(110)의 양측에 각각 위치된 한쌍의 에지댐(5)을 갖추고, 상기 에지댐(5)을 덮는 커버(7)를 갖추며, 상기 커버(7)의 중앙으로 용강공급장치(10)가 형성된다. 그리고, 외부에서 커버(7)내로 불활성가스를 공급하는 가스공급기구(12)를 갖는 바, 상기 가스공급기구(12)는 가스 공급배관(17) 및 가스를 균일하게 배분하는 다공성 블록(15)을 다수개 갖는다.

그리고, 상기 가스 공급배관(17)은 용강측에서 보았을 때 가장 외각의 관(17a)의 단면적이 가장 크며, 용강 중심측의 관(17b)으로 갈수록 작게 되어 있다. 그러므로 외각의 관(17a)에서는 가스의 유량이 많으며, 용강중심의 관(17b)으로 갈수록 가스의 유량이 줄게 되어 있다. 또한, 다공성 블록(15)은 내화물을 사용하며, 내부에 기공이 균일하게 분포된 것을 사용한다. 상기 다공성 블록(15)은 주조롤(110)의 전체 길이방향으로 연장하며, 다수개가 나란하게 배치되며, 평판형의 구조를 갖추는 한편, 철강제조 공정에서 용강 필터등으로 사용가능한 재질이며, 다공성 블록(15)은 내부에 기공이 매우 많이 포함된 내화물인 것이다. 이러한 다공성 블록(15)주위에는 가열 기구(30)가 있다. 상기 가열기구(30)는 다공성 블록(15)에 접촉되어 다공성 블록(15)내의 가스를 가열하는데 사용한다. 그러므로 가스 공급배관(17)을 통해 커버(7)의 내부로 들어간 가스는 다공성 블록(15)으로 들어가게 되고, 이 가스는 가열 기구(30)에 의해 일정온도로 가열되어 균일하게 주조롤(110)측으로 공급되는 것이다.

도 4 및 도 6은 가스공급배관(17)의 상세구조를 도시하고 있다. 상기 가스 공급배관(17)은 일측이 가스공급용 용기(20) 혹은 가스공급메인 베관 등에 연결되고, 타측은 다공성 블록(15)안에 설치된 가스 공급배관(17)의 노즐(22)과 연결되어있다. 이 노즐(22)을 통하여 공급된 가스는 다공성 블록(15)의 기공을 통하여 분산되어 주조롤(110) 표면으로 분사되게 된다.

그리고, 상기 다공성 블록(15)의 주위는 가열기구(30)의 가열판(32)이 위치되어 다공성 블록(15)안에 흐르는 가스를 가열하게 된다. 상기 가열판(32)은 다공성 블록의 양측면에 각각 배치되어 세라믹으로 제작가능하고, 내부에는 열선(34)이 있다. 상기 열선(34)은 실리콘 카바이드(SIC)나 칸탈(Kanthal)로 만들어진다. 이 열선(34)은 각각이 도 5에서와 같이 병렬로 전원공급장치(40)에 연결되어 있다.

도 6에는 다공성 블록(15)이 상세하게 도시되어 있다. 상기 다공성 블록(15)은 내화물로 제작되며, 내부에 기공이 균일하게 분포되어 있으며 이러한 기공부를 통해서 가스 공급 노즐(22)에서 나온 가스가 흘러 가게 된다. 이러한 가스의 흐름은 다공성 블록(15)의 기공을 통하여 흘러가기 때문에 다공성 블록(15)내에서 일정시간을 유지하게 되고, 이때 가열판(32)에서 전도된 열에 의해 가열되며, 이렇게 가열된 가스가 주조롤(110)측으로 균일하게 분사되는 것이다. 만일 상기와 같은 다공성 블록(15)이 없이 가스 노즐(22)만을 사용하여 직접 가스를 주조롤(110)측으로 분사할 경우에는 가스가 충분히 가열되지 않은 상황에서 주조롤(110)의 회전에 따라 용강측으로 흘러가게 됨으로 가스의 가열효과가 매우 떨어지게 된다.

그러므로 본 발명에서는 다공성 블록(15)을 이용함으로써, 가스의 분사시의 균일도를 향상시키고 또한 가열효과를 증대시킬 수 있다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 불활성가스를 주조롤(110)의 상부에서다공성블록(15)을 통하여 공급함으로서 분위기 가스의 분사 균일도를 향상시키고 또한 가열기구(30)에 의한 불활성 가스의 충분한 가열을 이룰수 있기 때문에 가열효과를 증대시킬 수 있다. 따라서, 주조롤(110)사이에서 이루어지는 용강의 응고가 균일하게 진행되어 주편(130)의 품질이 양호하게 이루어질수 있도록 개선된 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (4)

1. 주조롤(110)의 양측에 각각 위치된 한쌍의 에지댐(5)을 갖추고, 상기 에지댐(5)을 덮는 커버(7)를 갖추며, 상기 커버(7)의 중앙으로 용강공급노즐(22)이 형성된 박판제조용 연속주조장치에서 상기 주조롤(110)사이의 탕면의 분위기를 유지하는 장치에 있어서, 상기 커버(7)의 내측에서 주조롤(110)의 길이방향으로 연장하는 폭을 갖추고, 다수개가 나란하게 평행을 이루면서 장착된 다공성블록(15)을 갖추며, 상기 다공성 블록(15)으로는 각각 불활성 가스 공급배관(17)이 중앙에 형성되며, 상기 가스 공급배관(17)에는 각각 하향으로 다수개의 노즐(22)이 형성되는 가스공급기구(12); 상기 다공성블록(15)의 양측면에 각각 장착되는 가열판(32)을 갖추고, 상기 가열판(32)에는 각각 열선(34)이 내장되며, 상기 열선(34)이 가열판(32)을 통하여 상기 다공성 블록(15)을 균일하게 가열시키는 가열기구(30); 및, 상기 열선(34)으로 전원을 공급하여 전기저항식으로 발열을 유도시키는 전원공급장치(40);를 포함함을 특징으로 하는 박판주조장치의 분위기 유지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가스 공급배관(17)은 용강측에서 보았을 때 가장 외각의 관(17a)의 단면적이 가장 크며, 용강 중심측의 관(17b)으로 갈수록 작게 형성되어 상기 외각의 관(17a)에서는 가스의 유량이 많으며, 용강중심의 관(17b)으로 갈수록 가스의 유량이 줄어들도록 형성됨을 특징으로 하는 박판주조장치의 분위기 유지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가열판(32)은 다공성 블록의 양측면에 각각 배치되어 세라믹으로 이루어지고, 내부에는 열선(34)이 있으며, 상기 열선(34)은 실리콘 카바이드(SIC)나 칸탈(Kanthal)로 이루어짐을 특징으로 하는 박판주조장치의 분위기 유지장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 블록(15)은 주조롤(110)의 전체 길이방향으로 연장하고 다수개가 나란하게 배치되며, 평판형의 구조를 갖춤을 특징으로 하는 박판주조장치의 분위기 유지장치.

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