KR100470655B1 - 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조공정에서 예열이 끝난 턴디쉬가 예열위치에서 주조위치로 이동하는 동안과 주조 시작 시점까지 대기하는 동안 턴디쉬 내부를 산소가 없는 무산화 분위기로 유지시키기 위한 장치에 관한 것으로, 턴디쉬상에 가스 버너들을 장착하여 고온의 연소가스를 연속적으로 턴디쉬 내부에 공급함으로써 턴디쉬의 내부를 무산화 분위기로 유지하고, 열손실을 보상하여 온도하락을 방지함으로써 연속주조공정의 초주편 품질향상과 조업장애를 방지할 수 있도록 개선된 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치에 관한 것이다.

본 발명은 턴디쉬 커버에 가스 버너가 마련되고, 상기 가스 버너는 턴디쉬의 내측으로 향하여 분사노즐이 배치되며, 상기 노즐은 내부에 공기 노즐이 배치되고, 상기 공기 노즐의 중앙에 가스 노즐이 배치되어 연소용 공기와 가스 연료가 공급됨으로서 턴디쉬의 내부 분위기 온도에 의해서 착화되는 가스화염이 턴디쉬의 내부를 무산화 상태로 보열시키는 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치를 제공한다.

Description

연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치{NON-OXIDIZATIONAL HEAT RETENTION DEVICE FOR TUNDISH IN CONTINUOUS CASTING PROCESS}

본 발명은 연속주조공정에서 예열이 끝난 턴디쉬가 예열위치에서 주조위치로 이동하는 동안과 주조 시작 시점까지 대기하는 동안 턴디쉬 내부를 산소가 없는 무산화 분위기로 유지시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 턴디쉬상에 가스 버너들을 장착하여 고온의 연소가스를 연속적으로 턴디쉬 내부에 공급함으로써 턴디쉬의 내부를 무산화 분위기로 유지하고, 열손실을 보상하여 온도하락을 방지함으로써 연속주조공정의 초주편 품질향상과 조업장애를 방지할 수 있도록 개선된 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 턴디쉬(100)는, 연주기 몰드에 장착되어 래들로부터 용강을 수강하기에 앞서 턴디쉬 예열위치에서 턴디쉬 예열기(미도시)에 의해 1300℃ 이상의 고온으로 예열된다. 이때 사용되는 연료는 제철공정중 코크스 공정에서 발생하는 부생가스인 COG(Coke Oven Gas)나, 도시가스(LPG)를 이용하고 있으며, 턴디쉬 예열기는 턴디쉬 커버(110)에 마련된 예열구(112)를 통하여 턴디쉬 내부에 연소가스를 공급하여 턴디쉬(100) 내부에는 산소가 거의 존재하지 않는 무산화 분위기로 유지된다.

이와 같이 예열이 완료된 턴디쉬(100)는 용강 수강을 위해 턴디쉬 예열기를 소화하고, 예열위치에서 주조위치로 턴디쉬 카(미도시)에 의해 이송되며, 주조위치에서 연주기 몰드에 장착 후 주조시작 시점까지 외기 중에 노출되어 대기상태로 있게 된다.

따라서, 턴디쉬 내부가 산화성 분위기로 변하게 되는데, 종래에는 이와 같이 턴디쉬(100)의 내부가 산화성 분위기로 변하는 것을 방지하기 위하여, 턴디쉬(100)의 내부에 아르곤 가스를 취입하는 방법을 사용하는 데, 이 방법은 턴디쉬 내부를 무산화 분위기로 유지하기 위해 턴디쉬 커버(110)의 내화물에 아르곤 가스 취입노즐(120)과 배관(122)을 매설하여 턴디쉬 카의 드래그 체인(Drag Chain)(미도시)에 설치된 플렉시블 튜브(Flexible Tube)(125)를 통하여 턴디쉬 예열완료 후 부터, 주조시작 시점까지 턴디쉬(100)의 이동 및, 대기하는 동안 상온의 아르곤 가스(Ar Gas)를 연속적으로 공급하고 있다.

이와 같은 종래의 아르곤 가스 취입방법에 의한 턴디쉬 내부 무산화 분위기 유지방식은 상온의 아르곤 가스를 취입함에 따른 여러가지 문제점을 갖는 것이었다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 방식은 턴디쉬(100)의 예열 완료후, 아르곤 가스의 취입에 따른 턴디쉬 내부 분위기 가스중의 산소농도및 분위기 온도변화를 보인다.

도 4에서와 같은 종래의 무산화 유지방법은 분위기 가스중 산소농도가 예열시 0%의 수준에서 아르곤 가스의 취입 초기에는 8% 수준(T1)까지 상승되는 바, 이는 상온의 아르곤 가스의 취입에 따라 예열 턴디쉬(100)내의 고온의 분위기 가스의 수축등의 영향에 기인하여 발생되며, 그 후 서서히 하락하여 1.5% 내외(T2)로 유지된다.

그리고는 용강 수강시점부터 아르곤 가스의 취입없이 1% 이하(T3)로 유지되는 것이다.

또한, 상기와 같은 종래의 무산화 유지방법은 턴디쉬(100)의 예열완료 시점(T1)부터 1373℃에 이르던 턴디쉬(100)내 분위기 온도는 상온의 아르곤 가스 취입으로 인해 약 5분후에는 1197℃ (T2)까지 176℃ 하락하고 있다.

그리고는 용강 주입과 함께 턴디쉬(100)의 내부온도는 다시 상승한다.

이와 같이, 종래의 무산화 유지방법은 아르곤 가스의 취입시 순간적인 산화성 분위기로의 전환이 불가피하며, 다시 무산화성 분위기로의 전환 및 유지를 위해 다량의 아르곤 가스 취입을 필요로 한다. 또한, 상온의 아르곤 가스를 고온의 턴디쉬(100) 내부에 다량 취입함에 따라 고온으로 예열된 턴디쉬 내부의 온도하락에 따른 용강온도 하락등의 문제점이 발생하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결을 위한 것으로 그 목적은, 턴디쉬의 예열완료 후, 예열위치에서 주조위치로 이동하는 동안과 주조위치에서 대기하는 동안, 고온의 연소가스를 턴디쉬 내부에 연속으로 공급하여 차가운 외부공기의 침입을 예방하여 무산화 분위기로 유지하고, 더불어 고온으로 예열된 턴디쉬 내부의 온도하락을 예방하는 연주공정의 턴디쉬 무산화 보열장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 연속주조공정에서 예열이 끝난 턴디쉬가 예열위치에서 주조위치로 이동하는 동안과 주조 시작 시점까지 대기하는 동안 턴디쉬 내부를 산소가 없는 무산화 분위기로 유지시키기 위한 장치에 있어서,

턴디쉬 커버에는 가스 버너가 마련되고, 상기 가스 버너는 턴디쉬의 내측으로 향하여 분사노즐이 배치되며, 상기 노즐은 내부에 공기 노즐이 배치되고, 상기 공기 노즐의 중앙에 가스 노즐이 배치되어 연소용 공기와 가스 연료가 공급됨으로서 턴디쉬의 내부 분위기 온도에 의해서 착화되는 가스화염이 턴디쉬의 내부를 무산화 상태로 보열시킴을 특징으로 하는 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치(1)는, 제1도에 도시된 바와 같이 턴디쉬 커버(110) 내화물에 가스(COG 또는 LPG) 연소를 위한 보열 장치인 가스 버너(10)와, 연료 및 연소용 공기 공급용 배관(22)(24)을 매설한다.

가스 연료 및 연소용 공기는 턴디쉬(100) 예열완료 후부터 주조위치까지 이동하는 동안과 주조위치에서 주조시작시점까지 대기하는 동안 연속적으로 공급될 수 있도록 턴디쉬 카의 드레그 체인(Drag Chain)(미도시)에 플렉시블 튜브(Flexible Tube)(26)(28)를 설치하고, 턴디쉬 커버(110)에 매설된 연료 및 연소용 공기 공급배관(22)(24)과 플렉시블 튜브(Flexible Tube)(26)(28)사이는 퀵 커플링(Quick Coupling) 장치(30)를 이용하여 쉽게 연결 및 분리되도록 한다.

상기 보열장치인 가스버너(10)는 턴디쉬(100)의 예열구(112) 사이지점에 장착되며, 턴디쉬(100) 예열완료 후 턴디쉬 예열기 소화와 동시에 착화가 이루어지며, 착화는 턴디쉬 내부의 고온 분위기 가스에 의해 자연착화 된다.

상기 가스버너(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(100)의 내부측으로 향하여 분사노즐(12)이 배치되며, 상기 분사노즐(12)의 내측에는 혼합 챔버(14)가 마련되며, 상기 혼합 챔버(14)의 중앙에 공기 노즐(16)이 배치되고, 상기 공기 노즐(16)의 중앙에 가스 노즐(18)이 배치되는 구조를 갖는다.

이러한 가스 버너(10)는 고온의 연소가스와 공기가 턴디쉬 예열기(미도시)의 소화와 동시에 공급되어지면 상기 공기 노즐(16)과 가스 노즐(18)로 분사되는 기체들은 혼합 챔버(14)에서 혼합되어지면서 분사 노즐(12)을 통하여 턴디쉬(100)내로 분출되고, 턴디쉬(100)내의 고온으로 인하여 화염이 점화되어 턴디쉬(100) 내부압력을 대기압력보다 계속 높게 유지하면서 가열시킨다.

따라서, 종래의 아르곤 가스취입 초기에 발생되던 분위기 가스 수축에 따른 외부공기의 침입차단과 함께 지속적인 무산화 분위기의 유지가 가능하다.

또한, 차가운 아르곤 가스에 의해 냉각되던 턴디쉬(100) 내부도 보열장치인 가스버너(10)에서 연속으로 공급되는 다량의 고온의 연소가스에 의해 온도하락을 예방할 수 있어 보열효과을 기대할 수 있다.

한편, 가스 연료의 연소시 공기비는 연소가스 중에 미연분이 없고 산소농도가 1%를 초과하지 않는 범위로 설정한다.

상기 가스 버너(10)의 동작 온-오프 제어장치는 플렉시블 튜브(Flexible Tube)(26)(28) 전단에 개폐밸브(미도시)들이 설치되어 작업자들에 의해서 개폐되어질 수 있다.

본 발명에 따른 턴디쉬 무산화보열장치(1)에 의해서 턴디쉬(100) 내부의 분위기를 무산화 분위기로 유지하는 경우, 산소 농도의 측정결과는 평균 0.2% 이하로 유지되어 무산화성 분위기로 유지되며, 연료가스는 미연소분의 발생없이 안정적으로 연소되는 것이다. 뿐만 아니라, 턴디쉬(100)내의 온도는 가스 버너(10)에서 분출되는 가스 화염으로 인해 온도하락 없이 안정적으로 턴디쉬(100)를 예열시키는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 턴디쉬(100) 예열완료 후 주조위치로 이동하는 동안과 주조위치에서 대기하는 동안, 턴디쉬 내부의 분위기를 무산화 분위기로 계속 유지하고, 가스 버너(10)에서 분출되는 화염으로 인해 턴디쉬 내부의 온도하락을 예방하여 연주 초주편 품질향상 및 용강의 온도하락을 예방하는 효과를 얻는 것이다.

제 1도는 종래의 기술에 따른 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치를 도시한 구조도로서,

a)도는 종 단면도, b)도는 평면도

c)도는 A-A 단면도;

제 2도는 본 발명에 따른 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치를 도시한 구조도로서,

a)도는 종 단면도, b)도는 평면도

c)도는 B-B 단면도;

제 3도는 본 발명에 따른 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치에 갖춰진 가스 버너를 도시한 구조도로서,

a)도는 측면도, b)도는 단면도;

제 4도는 종래의 기술에 따른 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치에 의한 턴디쉬 예열시 문제점을 도시한 그래프도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1..... 턴디쉬 무산화보열장치 10..... 가스 버너

12..... 분사노즐 14..... 혼합 챔버

16.... 공기 노즐 18.... 가스 노즐

22,24.... 연료 및 연소용 공기 공급배관

26,28.... 플렉시블 튜브(Flexible Tube)

30.... 퀵 커플링(Quick Coupling) 장치

100.... 턴디쉬 110.... 턴디쉬 커버

112.... 예열구 120.... 아르곤 가스 취입노즐

125.... 플렉시블 튜브(Flexible Tube)

Claims (3)

1. 연속주조공정에서 예열이 끝난 턴디쉬(100)가 예열위치에서 주조위치로 이동하는 동안과, 주조 시작 시점까지 대기하는 동안 턴디쉬 내부를 산소가 없는 무산화 분위기로 유지시키기 위한 장치에 있어서,

   턴디쉬 커버(110)에는 가스 버너(10)가 마련되고, 상기 가스 버너(10)는 턴디쉬(100)의 내측으로 향하여 분사노즐(12)이 배치되며, 상기 노즐(12)은 내부에 공기 노즐(16)이 배치되고, 상기 공기 노즐(16)의 중앙에 가스 노즐(18)이 배치되어 연소용 공기와 가스 연료가 공급됨으로서 턴디쉬(100)의 내부 분위기 온도에 의해서 착화되는 가스화염이 턴디쉬(100)의 내부를 무산화 상태로 보열시킴을 특징으로 하는 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분사노즐(12)의 내측에는 혼합 챔버(14)가 마련되며, 상기 공기 노즐(16)과 가스 노즐(18)로 분사되는 기체들은 혼합 챔버(14)에서 혼합되어지면서 분사 노즐(12)을 통하여 턴디쉬(100)내로 분출되고 점화되어 턴디쉬(100) 내부압력을 대기압력보다 높게 유지하면서 가열시키는 것임을 특징으로 하는 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가스연료는 COG 또는 LPG이고, 상기 가스버너(10)는 턴디쉬(100)의 예열구(112) 사이지점에 장착되며, 턴디쉬(100)의 예열완료 후 턴디쉬 예열기 소화와 동시에 착화가 이루어지는 것임을 특징으로 하는 연주공정의 턴디쉬 무산화보열장치.