KR100395113B1 - 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍롤형 박판조주기에서 용탕풀의 탕면에 형성되는 용강흐름을 이용하여 롤측으로 스컴이 혼입되는 것을 방지하여 우수한 품질의 박판을 제조할 수 있는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치에 관한 것이다.

본 발명은 쌍롤(1)(1a)사이로 용강을 통과시켜 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서, 상기 쌍롤(1)(1a)과 대응하는 분위기가스쉴드(5)의 하부면에는 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)과 일정간격(d)을 유지하면서 롤폭방향으로 연장되는 한쌍의 차단댐(10)을 장착하고, 상기 차단댐(10)과 쌍롤(1)(1a)측사이의 분위기가스쉴드(5)에는 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)으로 분위기가스를 분사하는 복수개의 노즐(15)을 상기 롤(1)(1a)의 폭방항으로 복수개 장착하며, 상기 노즐(15)로부터 분사된 분위기가스는 용강흐름이 삼중점(P)에서 용탕풀(4)의 중앙부측으로 형성되도록 상기 차단댐(10)과 탕면(4a)사이의 일정간격(d)을 경유하여 침지노즐(6)이 설치되는 가스토출구멍(8)을 통하여 배출되는 가스흐름을 형성하는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 제공한다.

Description

쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치{DEVICE FOR PREVENTING SCUM ENTRAPMENT IN TWIN ROLL STRIP CASTING MACHINE}

본 발명은 쌍롤형 박판조주기에서 용탕풀의 탕면에 형성되는 용강흐름을 이용하여 롤측으로 스컴이 혼입되는 것을 방지하여 우수한 품질의 박판을 제조할 수 있는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 쌍롤형 박판주조기는 용강으로부터 바로 1 내지 6mm정도의 얇은 박판을 만드는 것으로 기존의 박판을 제조하는 공정에 비해 열간압연공정을 줄일 수 있어서 공정 및 설비가 간단한 신철강기술이다.

이러한 쌍롤형 박판주조기(100)는 도 1에 도시한 바와같이, 턴디쉬(3)의 용강을 용강주입용 침지노즐(6)을 통하여 미도시된 구동장치에 의해서 서로 반대방향으로 회전하는 두 개의 롤(1)(1a)사이로 주입하여 마주하는 쌍롤(1)(1a)과 에지댐(2)사이에 용탕풀(4)을 형성하고, 회전하는 롤(1)(1a)과 용강의 접촉을 통하여 용강을 급속응고함으로서 박판(11)을 주조하는 설비이다.

상기 박판주조기(100)를 이용하여 박판을 제조하는 공정중에 용탕풀(4)의 탕면(4a)에는 금속성 산화물(이하 스컴(scum)이라 한다.)들이 부유하고 있다. 상기 스컴은 용강과 함께 혼입되거나 용탕풀(4)에서 생성된다.

용강과 함께 혼입되는 스컴은 주로 박판제조에 사용할 용강의 준비단계에서 실시하는 탈산공정중에 생성된 것과 용강이 용탕풀로 공급될 때 까지 래들과 턴디쉬(3)에서 산화에 의해 생성되는 것들로 탈산제로 사용되는 알루니늄(Al),티타늄(Ti)등의 산화물이다. 이들 산화물은 비중이 용강보다 작기 때문에 용강표면으로 부상하는데 통상의 연속주조공정에서는 부상분리를 통하여 제거한다.

그러나, 박판주조공정은 충분한 부상분리를 실시할 시간을 확보하기가 어려우므로 용강공급시 용강과 함께 스컴이 용탕풀(4)로 들어가며, 비록 용강이 공급되기 전에 충분히 스컴을 제거하더라도 용탕풀(4)내에서 용강의 온도감소와 분위기가스등에 의해 용강이 재산화되어 스컴이 생성된다. 이러한 스컴은 비중이 용강보다 가벼워서 용탕풀(4)의 탕면(4a)에 뜨게 되고, 상기 탕면(4a)에 부유된 스컴들은 용강의 흐름을 따라 떠다닌다.

한편, 박판주조중 탕면(4a)의 용강흐름은 롤(1)(1a)의 회전에 의해 롤표면 근처의 용강이 롤(1)(1a)을 따라 돌아 들어가므로 용탕풀(4) 탕면(4a)의 용강흐름은 도 2에 도시한 바와같이, 용탕풀(4)의 중앙부에서 롤(1)(1a)측으로 흐른다. 따라서 용탕풀(4)의 탕면(4a)에 부유하고 있던 스컴들이 용강흐름을 따라 롤(1)(1a)쪽으로 움직이고, 롤(1)(1a)과 용강과 분위기가스가 만나는 삼중점(P)에서 회전하는 롤(1)(1a)을 따라 들어가는 용강과 함께 혼입되게 된다. 상기 삼중점(P)에서 롤(1)(1a)로 혼입된 스컴은 응고쉘(9)표면에 붙어서 최종박판에 나타나게 되어 제조된 박판의 표면품질을 저하시키는 요인이 된다.

또한, 상기 스컴은 롤표면에서 용강이 응고될 때 불균일한 응고를 야기하여 표면크랙을 유발하기도 한다.

따라서, 표면품질이 우수한 박판을 얻기 위해서는 용탕풀(4)의 탕면(4a)에 부유하는 스컴의 생성을 억제하거나 생성된 스컴이 탕면(4a)내로 혼입되어박판(11)에 나타나는 것을 방지하여야 한다.

이러한 스컴의 혼입을 억제하기 위한 종래의 기술로는 일본 특개평 5-337613호에 개시된 바와같이, 용탕풀에서 용강의 재산화에 의해 생성되는 스컴을 억제하여 박판주조되는 주편의 표면에 스컴이 나타나는 것을 방지하는 것으로서, 이는 용탕풀 주위의 분위기가스에 환원성 가스인 H₂가스를 혼합하여 환원성 분위기를 조성함으로서, 용탕풀에서 용강의 재산화에 의한 스컴생성을 억제하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 기술에서 제시한 낮은 H₂농도의 가스의 사용으로 직접적인 폭발은 발생하지 않지만 배출된 H₂가스가 공장내에 농축되는 경우 폭발이 일어날 위험성이 매우 높고, 강종에 따라서는 H₂가스가 용강중에 용해되어 수소취성을 일으키기도 한다. 또한 상기 종래의 방법으로는 용강과 함께 스컴이 공급된 경우에는 스컴의 혼입을 억제할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고, 일본국 특개평 7-204795호에서는 스컴생성을 억제하는 방법대신 용탕풀에 스컴이 삼중점으로 이동하지 못하도록 댐(dam)을 설치하여 스컴의 혼입을 방지하는 방법을 제시하였다.

그러나, 이러한 방법을 채용하면 스컴의 혼입은 효과적으로 방지할 수 있으나 댐으로 사용하는 내화재의 재질이 용강과 반응이 작아야 하고, 댐이 깨어져서 롤로 혼입시 롤의 손상이 적도록 하기 위해서는 쉽게 부서져야 하며 열전달율도 적어야 하는등 여러조건을 만족시켜야 하므로 그 제조비용이 상당히 많이 소요된다. 또한, 상기 댐은 박판주조중 용강흐름에 의해 침식이 일어나므로 장시간 주조에 사용하기 곤란하고, 사용하더라도 소모성 부품으로 사용하게 되어 원가상승의 원인이 된다.

더욱이 용강과 댐이 접촉되고 있어서 용강의 열이 댐을 통해 빠져가므로 댐주위에 용강이 굳어서 스컬이 형성되고, 상기 스컬이 혼입되는 경우에는 심각한 롤손상을 유발하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은, 분위기가스의 흐름을 조절하여 용탕풀의 탕면에서의 용강유동을 스컴이 혼입되지 않도록 형성시켜 스컴이 탕면에 혼입되는 것을 방지할 수 있는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 설치상태도,

도 2는 일반적인 쌍롤형 박판주조기에서의 용탕풀 탕면에서의 용강흐름을 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,1a ... 쌍롤 2 ..... 에지댐

4 ..... 용탕풀 4a .... 탕면

5 ..... 분위기가스 쉴드 6 ..... 침지노즐

8 ..... 가스토출구멍 10 .... 차단댐

9 ..... 응고쉘 11 .... 박판

15 .... 노즐 16 .... 노즐공

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은,

서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤과, 용탕풀을 형성하도록 상기 쌍롤양단에 설치되는 에지댐과, 상기 용탕풀의 상부에 가스분위기공간을 형성하도록 설치되는 분위기가스쉴드를 갖추어 상기 쌍롤사이로 용강을 통과시켜 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서,

상기 쌍롤과 대응하는 분위기가스쉴드의 하부면에는 상기 용탕풀의 탕면과 일정간격을 유지하면서 롤폭방향으로 연장되는 한쌍의 차단댐을 장착하고, 상기 차단댐과 쌍롤측사이의 분위기가스쉴드에는 상기 용탕풀의 탕면으로 분위기가스를 분사하는 복수개의 노즐을 상기 롤의 폭방항으로 복수개 장착하며, 상기 노즐로부터분사된 분위기가스는 용강흐름이 삼중점에서 용탕풀의 중앙부측으로 형성되도록 상기 차단댐과 탕면사이의 일정간격을 경유하여 침지노즐이 설치되는 가스토출구멍을 통하여 배출되는 가스흐름을 형성함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 설치상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 상세도이며, 도 4는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입방지장치를 도시한 평면도이다.

본 발명의 장치(20)는 도 1,3및 4에 도시한 바와같이, 마주하는 쌍롤(1)(1a)사이에 형성되는 용탕풀(4)의 상부공간을 밀폐하는 분위기가스쉴드(5)에 설치되는 한쌍의 차단댐(10)과, 분위기가스를 분사하는 복수개의 노즐(15)로 구성된다.

상기 차단댐(10)은 서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤(1)(1a)과 대응하는 분위기가스쉴드(5)의 하부면에 턴디쉬(3)의 침지노즐(6)로부터 용강이 공급된 용탕풀(4)의 탕면(4a)과 일정간격(d)을 유지하면서 롤폭방향으로 연장되는 한쌍의 댐부재이다.

여기서, 상기 차단댐(10)은 롤(1)(1a)과 용강과 분위기가스가 서로 만나는 삼중점(P)보다 용탕풀(4)중앙부측으로 전진된 위치에 설치되는 것이 좋다.

그리고, 상기 각 차단댐(10)과 쌍롤(1)(1a)측사이의 분위기가스쉴드(5)에는 상기 롤(1a)(1b)의 폭방향으로 일정간격을 두고 천공되는 노즐공(16)을 복수개 형성하고, 상기 각 노즐공(16)에는 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)으로 분위기가스를 분사할수 있도록 미도시된 분위기가스공급라인과 연통연결되는 노즐(15)을 각각 장착한다.

이것에 의해서 상기 노즐(15)로부터 분사되어 상기 차단댐(10)과 롤(1)(1a)사이의 공간으로 공급된 분위기가스는 상기 차단댐(10)의 하단과 탕면(4a)사이에 형성되는 일정간격(d)을 통과하면서 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)상에 부유하는 스컴을 상기 용탕풀(4)의 중앙부측으로 이동시킨다.

여기서, 상기 차단댐(10)의 하단과 탕면(4a)사이에 형성되어 상기 노즐(15)로부터 분사되는 분위기가스가 빠져나오는 배출공간을 형성하는 일정간격(d)은 분위기가스의 배출흐름을 빠르게 하여 용강흐름을 바꾸기 위하여 차단댐(4)의 하단이 탕면에 접촉하지 않을 정도로 가능한 작게 하는 좋으나, 주조동안 탕면이 1 내지 2mm정도 변동되므로 탕면레벨의 변동에 의하여 용강과 차단댐(10)이 서로 접하지 않으면서 가스배출유속을 적정하게 유지할수 있도록 주조중 목표탕면을 기준으로 하여 2 내지 5mm 정도로 설정하는 것이 좋다.

연속하여, 상기 차단댐(10)과 탕면(4a)사이의 공간을 경유한 분위기가스는 상기 용탕풀(4)내로 용강을 공급하는 침지노즐(6)을 설치할수 있도록 상기 분위기가스쉴드(5)상에 천공되는 가스토출구멍(8)을 통하여 외부로 배출되는 가스흐름을 형성한다.

여기서, 상기 가스토출구멍(8)은 그 내주면과 침지노즐(6)사이에 형성되는 틈새를 통하여 분위기가스를 외부로 배출할수 있도록 상기 침지노즐(6)의 외경보다큰 내경으로 형성된다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

마주하는 쌍롤(1)(1a)사이에 형성되는 용탕풀(4)의 상부공간을 차단하는 분위기가스쉴드(5)의 하부면에 상기 쌍롤(1)(1a)과 폭방향으로 나란한 한쌍의 차단댐(10)을 장착하고, 상기 쌍롤(1)(1a)측으로 분위기가스가 분사되는 복수개의 노즐(15)을 롤폭방향으로 장착한다.

이러한 상태에서 상기 용탕풀(4)에 채워진 용강을 상기 쌍롤(1)(1a)사이로 통과시켜 박판(10)을 주조하는 경우, 분위기가스라인과 연통연결된 노즐(15)로부터 분위기가스를 분위기가스쉴드(5)의 하부측으로 동시에 공급하면, 상기 분위기쉴드(5)의 양단모서리와 롤(1)(1a)이 접하는 부위와 상기 차단댐(10)사이에 형성되는 공간으로 공급된 분위기가스는 상기 용탕풀(4)의 상부에서 유일통로인 상기 차단댐(10)의 하단과 탕면(4a)사이에 형성되는 일정간격(d)을 통하여 용탕풀(4)의 정중앙부측으로 흐르게 된다.

이때, 상기 분위기가스는 상기 삼중점(P)으로부터 용탕풀(4)의 정중앙부측으로 전진된 위치에서 상기 롤(1)(1a)폭방향으로 길게 연장설치된 차단댐(10)과 탕면(4a)과의 사이의 일정간격(d)을 통과하면서 가스유속이 빨라지기 때문에, 협소한 일정간격(d)을 고속으로 통과하는 분위기가스흐름에 의해서 탕면상의 용강흐름은 삼중점(P)으로부터 용탕풀(4)의 중앙부측으로 형성하게 된다. 이것에 의해서 상기 용탕풀의 탕면상에서 용강유동을 따라 흘러다니던 스컴은 상기 롤(1)(1a)측의 삼중점(P)으로 가지 못하게 되고, 마주하는 차단댐(10)과 에지댐(2)사이의 공간에갇혀 용탕풀(4)의 중앙부에 모이게 되므로 스컴이 롤측으로 유입되어 주편에 혼입되는 것을 방지할수 있는 것이다.

한편, 상기 차단댐(10)과 탕면(4a)사이의 일정간격을 통과한 분위기가스는 분위기가스쉴드(5)의 유일통로인 침지노즐이 설치되는 가스토출구멍(8)을 외부로 배출된다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 분위기가스쉴드의 하부면에 롤폭방향으로 한쌍의 차단댐을 설치하고, 차단댐과 롤측사이에 복수개의 노즐을 장착하여 박판주조시 분사되는 분위기가스가 차단댐과 탕면사이의 일정간격을 경유하여 가스토출구멍을 통하여 외부로 배출됨으로서, 용탕풀의 탕면에서의 용강흐름을 삼중점으로부터 용탕풀의 중앙부로 유도하여 탕면상에 부유하는 스컴이 롤에 혼입되는 것을 방지할수 있기 때문에, 주조되는 박판의 표면품질을 종래에 비하여 현저히 향상시킬수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤(1)(1a)과, 용탕풀(4)을 형성하도록 상기 쌍롤(1)(1a)양단에 설치되는 에지댐(2)과, 상기 용탕풀(4)의 상부에 가스분위기공간을 형성하도록 설치되는 분위기가스쉴드(5)를 갖추어 상기 쌍롤(1)(1a)사이로 용강을 통과시켜 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서,

   상기 쌍롤(1)(1a)과 대응하는 분위기가스쉴드(5)의 하부면에는 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)과 일정간격(d)을 유지하면서 롤폭방향으로 연장되는 한쌍의 차단댐(10)을 장착하고, 상기 차단댐(10)과 쌍롤(1)(1a)측사이의 분위기가스쉴드(5)에는 상기 용탕풀(4)의 탕면(4a)으로 분위기가스를 분사하는 복수개의 노즐(15)을 상기 롤(1)(1a)의 폭방항으로 복수개 장착하며, 상기 노즐(15)로부터 분사된 분위기가스는 용강흐름이 삼중점(P)에서 용탕풀(4)의 중앙부측으로 형성되도록 상기 차단댐(10)과 탕면(4a)사이의 일정간격(d)을 경유하여 침지노즐(6)이 설치되는 가스토출구멍(8)을 통하여 배출되는 가스흐름을 형성함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 차단댐(10)은 롤(1)(1a)과 용강과 분위기가스가 서로 만나는 삼중점(P)보다 용탕풀(4)중앙부측으로 전진된 위치에 설치됨을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치.
3. 제 1항에 있어서

   상기 차단댐(10)의 하단과 탕면(4a)사이에 형성되는 일정간격(d)은 주조동안 탕면이 1 내지 2mm정도 변동되므로 탕면레벨의 변동에 의하여 용강과 차단댐(10)이 서로 접하지 않으면서 가스배출유속을 적정하게 유지할수 있도록 주조중 목표탕면을 기준으로 하여 2 내지 5mm 정도로 설정함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 탕면 스컴혼입 방지장치.