KR100544578B1

KR100544578B1 - 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고방지장치

Info

Publication number: KR100544578B1
Application number: KR1020010082306A
Authority: KR
Inventors: 박철민; 추동균; 강태욱
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-01-24
Also published as: AU2002359969B2; US20040251583A1; KR20030052382A; WO2003055625A1; US7021364B2; JP2005512820A; JP3741705B2; EP1455974A1; CN1561272A; EP1455974B1; EP1455974A4; CA2460737A1; CN1270849C; AU2002359969A1

Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면의 오염을 방지하면서 주편의 양 에지부가 미응고되는 것을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 매니스커스실드(5)의 좌우양단에 주조롤(1)과 길이방향으로 나란하게 배치되고, 상부면에 상부가스공급,배출구(61)(62)를 각각 형성한 제 1챔버(60)와, 상기 제 1챔버(60)로부터 비산화성가스를 공급받을 수 있도록 상기 제 1챔버(60)의 하부면에 연통조립되며, 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면측으로 비산화성가스를 분사할수 있도록 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면과 대응하는 경사면에 상기 주조롤(1)(1a)의 길이방향으로 슬릿된 슬릿홈(81)을 다수개 형성한 제 2챔버(80)를 포함하여 상기 제 2챔버(80)로부터 분사된 비산화성가스와 금속증발성분이 혼합된 오염가스를 상기 매니스커스실드(5)와 제 2챔버(80)사이의 유로(S) 및 상기 제 1챔버(60)의 하부가스배출구(65)를 통하여 외부배출한다.

박판주조기, 매니스커스실드, 챔버, 가스공급,배출구, 슬릿홈

Description

쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치{AN APPARATUS FOR PREVENTING THE CONTAMINATION OF CASTING ROLL AND THE BULGING OF STRIP IN TWIN ROLL STRIP CASTER}

도 1은 일반적인 쌍롤식 박판주조기를 도시한 개략도,

도 2는 일반적인 쌍롤식 박판주조기에서 에지댐과 위어간의 장착상태를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 부분단면도,

도 5는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에 채용되는 제 2챔버를 도시한 상세도,

도 6은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 사용상태도,

도 7은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에 채용되는 매니스커스의 평편도이고,

도 8은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에서 형성되는 제 1,2영역을 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,1a ... 주조롤 4 .... 에지댐

5 .... 매니스커스실드 6 .... 가스나이프

7 .... 배기펌프 10 ... 주편

12 ... 위어 13 ... 용탕풀

60 ... 제 1챔버 61 ... 상부가스공급구

62 ... 상부가스배출구 63,83a,83b ... 분리막

64 ... 하부가스공급구 65 ... 하부가스배출구

80 ... 제 2챔버 81 ... 슬릿홈

82 ... 주입구 100 ... 박판주조기

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면의 오염을 방지하면서 주편의 양 에지부가 미응고되는 것을 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 탕면의 요동을 방지하는 위어와 위어사이 공간에서의 가스압력과 롤이 용강과 접촉하는 위어 바깥쪽 공간에서의 가스압력을 상호 조절함으로써 용강 표면에서 발생하는 증발금속성분이 롤에지부에 증착되지 못하도록 하고, 위어바깥쪽에서 발생된 증발금속성분을 롤에지부 보다는 롤폭 중앙부쪽으로 배출시켜 롤 폭방향으로 균일한 주편 의 응고를 통해서 결함이 없는 박판을 얻을 수 있는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 쌍롤식 박판주조기(100)는 도 1에 도시한 바와같이, 주조롤(1)(1a)의 양측면에 밀착된 에지댐(4)사이에 턴디쉬(2)로부터 침지노즐(3)을 통하여 용강이 공급되고, 상기 주조롤(1)(1a)과 에지댐(4)사이에 용탕풀(13)이 형성되며, 상기 용탕풀(13)표면과 접촉하는 기체중 이에 함유된 산소로 인해 상기 용강이 산화되므로 이를 방지하기 위해서 상기 주조롤(1)(1a)상부에는 매니스커스실드(5)를 설치하고, 그 아래와 탕면사이의 빈공간으로 비산화성 가스를 공급하는 방법을 일반적으로 사용하고 있다. 이에 따라, 탕면의 용탕풀(13)이 비산화성 가스와 접촉하게 되므로 용융금속의 산화를 최대한 억제할 수 있다.

그리고, 일본 특개평 6-297111호에서는 상기 주조롤(1)(1a)과 에지댐(4)으로 둘러싸인 용탕풀(13)의 용강산화를 방지하기 위해서 탕면 윗 부분에 침지노즐(3)의 침지 깊이 조절이 가능하도록 하면서 외부의 산화성 분위기를 차단할 수 있는 실링(sealing)장치를 제안하였다.

이러한 종래기술에 의하면 주조시 탕면 레벨을 변화시킬 필요가 있을 때에는 턴디쉬(2)측면에 설치된 스프링을 조절함으로써 침지노즐(3)의 침지깊이조정이 가능하도록 함과 동시에 탕면의 레벨높이 변화에 의해서도 탕면위의 분위기가 계속 유지되도록 하고 있다.

또한, 일본 특개평 7-204795호의 경우, 용강풀(13)에 부분적으로 침적되는 장변댐이나 위어를 설치하여 탕면에서 생성된 산화물이 응고셀로 혼입되는 것을 방 지하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 주조롤(1)(1a) 표면과 장변댐 사이에 약간의 간격이 유지되도록 하고 탕면 레벨이 이 간격 사이에 유지되도록 함과 동시에 탕면 윗 부분을 비산화성 가스 분위기로 유지시켜 최대한 산화물이 생성되는 것을 방지함과 동시에 생성된 산화물이 성장하는 응고셀로 혼입되는 것을 방지하고 있다.

그러나, 탕면 위의 분위기가 비산화성 가스로 채워진다 하여도 용탕풀(13)의 성분 중 강의 경우 망간, 아연, 납 등 용이하게 휘발되는 성분이 있으면 그 휘발성분이 용탕풀(13)로부터 분위기 기체로 빠져 나오게 되는데 이로 인하여 분위기 기체가 순수한 비산화성가스와 섞여 오염된 가스가 된다.

상기와 같이 오염가스는 휘발성분이 있으므로 차가운 주조롤(1)(1a)의 표면과 만나면 응축되어 상기 주조롤(1)(1a)표면에 흡착되고, 이로 인해 상기 주조롤(1)(1a)의 열전달에 영향을 주어 주편(10)에 악영향을 미치게 된다. 이에 따라, 가능한한 오염된 가스가 주조롤(1)(1a)표면과 접촉하지 않도록 해야 한다.

그리고, 용강 표면에서 발생하는 휘발성 금속 가스의 흐름을 컨트롤 할 수가 없기 때문에, 이러한 휘발성 금속가스인 오염가스가 주조롤(1)(1a)의 표면을 오염시키고, 결국 주편(10)표면 결함 및 생산성 저하를 초래하게 된다.

또한, 상기 메니스커스실드(5)의 양측에는 롤길이방향으로 나란하게 비산화성가스가 공급되는 가스공급라인(9)과 연결되는 가스나이프(6)를 설치하여 외부공기가 상기 메니스커스실드(5)의 하부공간으로 유입되지 않도록 차단하여 주는데, 여기서 롤외주면을 분사되는 질소등과 같은 비산화성가스도 또한 외부공기가 메니스커스실드의 하부공간을 유입되는 것을 방지함과 동시에 비산화성가스의 흐름을 도와준다.

그리고, 상기 침지노즐(3)의 하단에 형성된 노즐공(14)을 통해 토출된 용강의 운동량은 상당히 커서 탕면요동을 야기시킬 수 있기 때문에, 상기 용탕내의 용탕풀(P)에서의 용강의 유동을 제어하는 목적으로 롤폭방향으로 위어지지대(17)에 상단이 위치고정되는 위어(12)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 용탕풀(13)상의 탕면상에서의 분위기를 최대한 비산화성 분위기로 유지하려고 하겠지만 100% 실링을 확보하기란 어려우며 부분적으로 산화물이 탕면에서 생성될 소지가 있는데, 상기 위어(12)는 이렇게 생성된 산화물이 성장하는 응고셀로 도달하지 못하도록 하는 일종의 장애물(barrier)역할도 감당한다.

한편, 상기 주조롤(1)(1a)사이에 형성된 용강풀(13)로 공급된 용강표면에서는 주조중 연속적으로 망간등과 같은 물질이 메니스커스실드(5)의 하부공간에서 증발하게 되고, 이러한 증발성 불순물인 금속성분들은 탕면 위로 공급되는 비산화성 가스와 혼합되어 가스흐름을 따라 움직이게 된다.

이때, 휘발된 이런 망간과 같은 물질들이 상기 주조롤(1)(1a)의 표면상에 증착될 경우, 열전도도가 상당히 작기 때문에, 응고셀(11) 형성시 일종의 열저항으로 작용하게 되어 국부적 미응고 발생 및 주편(10) 결함등을 야기시킬 수 있다.

일반적으로, 상기 메니스커스실드(5)의 하부공간에서는 자연배출을 원칙으로 하나 오염가스의 발생량이 많을 때에는 가스배출용 호스(8)를 배기펌프(7)를 작동시켜 상기 호스(8)를 통해 외부출되는 가스량의 조절이 필요하게 된다.

도 2에 도시한 바와같이, 에지댐(4)과 위어(12) 사이에는 간격이 존재하고, 상기 간격을 통하여 비산화성가스의 흐름이 발생하게 된다. 만약, 상기 비산화성가스의 흐름을 없애기 위해 상기 위어(12)와 에지댐(4)간의 간격을 없애면, 즉 밀착시키게 되면, 주조초기 혹은 주조도중 상기 에지댐(4)과 위어(12)간의 밀착부위에서 스컬이 발생하게 되고, 심할 경우에는 상기 위어(12)의 파손 등이 초래되어 주조가 중단되는 상황도 발생할 수 있다.

또한, 주조작업중 상기 에지댐(4) 표면에서 발생하는 스컬 생성을 억제시키기 위해 에지댐(4)을 진동시키는 경우가 있는데, 상기와 같이 위어(12)와 에지댐(4)이 밀착되어 있으면, 상기 에지댐(4)측에 가해지는 진동에 의해 상기 위어(12)가 파손될 우려가 있다. 이상과 같은 이유로 에지댐(4)과 위어(12)를 밀착시키는 것은 곤란한 것이다.

상기와 같이 외부로부터 매니스커스실드(5)내로 공급된 비산화성 가스가 흐르면서 용탕(13)으로 부터 나온 증발금속성분과 섞여 오염된 혼합기체인 오염가스가 주조롤(1)(1a) 표면에 닿으면, 증발성분은 다시 고체로 응축되어 주조롤(1)(1a)표면에 달라 붙게 된다.

이때, 상기 주조롤(1)(1a)에 부착된 고상 증발성분은 용융금속으로부터 주조롤(1)(1a)의 열전달을 방해하는 작용을 하게 되기 때문에, 그 근처에서 주조박판의 응고쉘(11) 두께의 편차를 발생시켜 주조박판의 응고시 균열을 발생시키는 문제점이 있었다. 이에 따라, 오염된 가스가 주조롤(1)(1a)의 표면상에 흡착되지 않도록 주조롤(1)(1a)을 관리해야만 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 비산화성가스와 증발된 금속성분이 혼합되어 오염된 오염가스가 롤표면에 접촉되어 흡착되거나 용융금속과 함께 혼입되는 것을 방지하여 주조되는 주편의 품질을 향상시킬수 있는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은

주조롤과 에지댐사이에 형성되는 용강풀의 용강이 산화되는 것을 방지하도록 외부공기의 유입을 차단하고, 비산화성가스를 공급하는 매니스커스실드를 갖추고, 상기 용강풀의 탕면유동을 방지하도록 상기 매니스커스실드의 하부면에 장착되는 복수개의 위어를 갖추어 박판을 주조하는 설비에 있어서,

상기 매니스커스실드의 좌우양단에 주조롤과 길이방향으로 나란하게 배치되고, 상부면에 상부가스공급,배출구를 각각 형성한 제 1챔버와,

상기 제 1챔버로부터 비산화성가스를 공급받을 수 있도록 상기 제 1챔버의 하부면에 연통조립되며, 상기 주조롤의 외주면측으로 비산화성가스를 분사할수 있도록 상기 주조롤의 외주면과 대응하는 경사면에 상기 주조롤의 길이방향으로 슬릿된 슬릿홈을 다수개 형성한 제 2챔버를 포함하여 상기 제 2챔버로부터 분사된 비산화성가스와 금속증발성분이 혼합된 오염가스를 상기 매니스커스실드와 제 2챔버사이의 유로 및 상기 제 1챔버의 하부가스배출구를 통하여 외부배출함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 부분단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에 채용되는 제 2챔버를 도시한 상세도이고, 도 6은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치를 도시한 사용상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에 채용되는 매니스스커스의 평편도이고, 도 8은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치에서 형성되는 제 1,2영역을 도시한 개략도이다.

본 발명의 장치(1)는 도 3 내지 8에 도시한 바와같이, 용강으로부터 발생되는 금속성증발성분과 비산화성가스가 혼합된 오염가스가 주조롤(1)(1a)과 접촉하지 않도록 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 공급되는 비산화성가스의 흐름을 조절하여 주편의 응고를 고르게 할수 있도록 용탕풀(13)를 상부를 밀폐하는 매니스커스실드(5)의 좌우양측에 각각 롤길이방향으로 설치되는 것으로써, 이러한 장치(1)는 제 1챔버(60)와 제 2챔버(80)로 구성된다.

즉, 상기 제 1챔버(60)는 상기 매니스커스실드(5)의 좌우양단에 주조롤(1)(1)과 길이방향으로 나란하게 배치되어 외부에 설치된 가스공급펌프로부 터 비산화성가스가 공급되고, 상기 용탕풀(13)로부터 배출되는 오염가스가 배출되도록 사각단면상의 내부공간을 형성하도록 다수개의 플레이트부재(60a)(60b)(60c)(60d)가 복수개의 볼트부재로서 조립되는 것으로서, 상부면에는 비산화성가스가 공급되는 가스공급라인(61a)과 연결되는 상부가스공급구(61)와, 오염가스가 배출되는 가스배출라인(62a)과 연결되는 상부가스배출구(62)를 각각 복수개의 분리막(63)을 경계로 하여 독립적으로 관통형성하고, 하부면에는 상기 상부가스공급구(61)와 대응하는 하부가스공급구(64)가 관통형되는 한편, 상기 매니스커스실드(5)의 좌우양단과 대응하는 측면에는 상기 상부가스배출구(62)와 대응하는 하부가스배출구(65)를 관통형성한다.

여기서, 상기 제 1챔버(60)의 상부가스공급구(61)로부터 연장되는 가스공급라인(61a)은 비산화성가스를 공급하고, 공급압력 및 유량을 측정할수 있는 압력계를 갖는 가스공급펌프에 연결되고, 상기 상부가스배출구(62)로부터 연장되는 가스배출라인(62a)은 배기펌프(7)와 연통연결되는 한편, 상기 상부가스배출구(62)에는 이를 통하여 외부배출되는 오염가스의 이물질을 여과할수 있도록 필터부재(66)가 설치되어도 좋다.

그리고, 상기 제 2챔버(80)는 상기 제 1챔버(60)의 하부면에 형성된 하부가스공급구(64)와 연통되어 상기 제 1챔버(60)로부터 비산화성가스를 공급받을 수 있도록 상기 제 1챔버(60)의 하부면에 착탈가능하게 조립되고, 삼각단면의 내부공간을 형성하도록 수평,수직 및 경사진 복수개의 플레이트(80a)(80b)(80c)의 좌우양단에 엔드플레이트(80d)를 복수개의 볼트부재로서 조립하여 구성되는 것으로써, 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면과 서로 대응하는 상기 제 2챔버(80)의 경사면에는 상기 하부가스공급구(64)를 통하여 내부공급된 비산화성가스를 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 분사할수 있도록 상기 주조롤(1)(1a)의 길이방향으로 슬릿된 슬릿홈(81)을 다수개 형성한다.

여기서, 상기 제 2챔버(80)는 상부면에 상기 제 1챔버(60)의 하부가스공급구(64)와 연통되는 가스주입구(82)를 복수개 관통형성하며, 내부공간에는 상기 슬릿홈(81)을 통하여 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 분사되는 비산화성가스가 중앙부분과 좌우양측 에지부분으로 분할되도록 2개의 분리막(83a)(83b)을 설치한다.

또한, 상기 슬릿홈(81)이 형성되는 상기 제 2챔버의 경사면은 가스흐름을 용이하게 제어할 수 있도록 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면과 동일한 곡률반경으로 일정간격을 두고 형성되어야한다.

그리고, 상기 제 2챔버(80)와 매니스커스실드(5)의 좌우양단사이에는 상기 제 2챔버(80)의 슬릿홈(81)으로부터 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 분사된 비산화성가스와 용강으로부터 발생되는 금속증발성분이 혼합된 오염가스를 상기 제 1챔버의 측면에 형성된 하부가스배출구(65)를 통하여 배출할수 있도록 유로(S)를 형성한다.

이러한 유로(S)는 상기 위어(12)와 상기 제 2챔버(80)사이의 공간, 상기 제 2챔버(80)를 고정하는 고정플레이트(89)에 관통형성된 배기공(85) 및 상기 제 1챔버(60)의 하부가스배출구(65)를 서로 연통시키는 가스배출라인으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 1챔버(60)와 가스나이프(6)사이의 틈새는 실링재(24)로서 차단하고, 상기 가스나이프(6)의 하단에는 상기 가스나이프(6)의 하부단과 주조롤(1)(1a)사이의 틈새를 롤길이방향으로 차단하여 외기의 유입을 방지하는 커텐(23)을 장착한다. 이에 따라, 주조공정시 주조롤(1)(1a)이 회전되면서 용강풀(13)의 탕면상으로 외부의 공기가 유입되는 것을 차단함과 동시에 오염된 가스가 상기 제 1챔버(60)의 상부가스배출구(62)만을 통하여 외부배출되도록 한다.

이러한 실링재(24)는 주로 울(wool)을 사용하며, 상기 커튼(23)은 스틸포일(23)(steel foil)을 채용하여 구성한다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

먼저, 턴디쉬(2)내이 용강을 좌우한쌍의 주조롤(1)(1a)과 에지댐(4)사이에 용강풀(13)을 하도록 침지노즐(3)을 통하여 공급하고, 상기 주조롤(1)(1a)을 서로 다른 방향으로 회전시키면, 상기 주조롤(1)(1a)과 접촉하는 용강이 롤중심방향으로 열량을 빼앗기면서 롤표면에 응고쉘(11)을 형성하고, 롤닙부로 용강이 빠져나오면서 주편(10)을 주조하게 되는 것이다.

이러한 주조공정중 상기 매니스커스실드(5)의 좌우양단에 설치된 제 1챔버(60)에는 상부면에 형성된 가스공급구(61)와 가스공급라인(61)을 매개로 연결된 공급펌프(미도시)를 통하여 상기 제 1챔버(60)의 내부공간으로 비산화성가스를 공급함과 동시에 상기 제 1챔버(60)의 외측으로 배치된 가스나이프(6)에도 가스공급라인(6a)을 통하여 비산화성가스를 공급함으로써, 주조공정중 상기 용탕풀(13)의 상부공간이 비산화성 분위기로 유지되도록 한다.

연속하여, 상기 제 1챔버(60)내로 공급된 비산화성가스는 상기 제 1챔버(60)의 하부면에 관통된 하부가스공급구(64)와 서로 연통연결되는 가스주입구(82)를 상부면에 관통형성한 제 2챔버(80)내로 공급된다. 이때, 상기 제 2챔버(80)의 내부공간은 분리막(83a)(83b)에 의하여 롤길이방향으로 중앙영역, 좌우양측 에지영역으로 3등분되어 있지만, 비산화성가스는 동일한 압력으로 각 영역에 고르게 공급된다.

그리고, 상기 2챔버(80)내로 공급된 비산화성가스는 경사진 하부면에 형성된 슬릿홈(81)을 통하여 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 분사되고, 상기 슬릿홈(81)을 통하여 분사된 비산화성가스는 상기 가스나이프(6)로부터 분사되는 비산화성가스와 합류되어 상기 주조롤(1)(1a)이 외주면을 따라 용강풀(13)측으로 흐르는 가스유로를 형성하게 된다.

여기서, 상기 용강풀(13)의 용강표면에서는 주조중 연속적으로 망간등과 같은 금속증발성분이 발생되어 상기 메니스커스실드(10)의 하부의 공간으로 증발하게 되는데, 이러한 금속증발성분중 일부는 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면을 따라 흐르는 비산화성가스와 혼합되어 오염된 가스를 형성하게 되며, 상기 오염가스는 탕면유동을 제어하도록 상단이 지지대(17)에 볼트부재로서 착탈가능하게 설치되고, 하부단이 용탕풀(13)에 침지되는 위어(12)의 외측과 용강이 접촉하는 주조롤(1)(1a)의 접촉경계면과의 사이의 제 1영역(A)에서 발생되어 배출된다.

그리고, 상기 금속증발성분 나머지는 서로 마주하는 위어(12)사이의 제 2영역(A)에서 발생되어 이와 대응하는 매니스커스실드(5)의 배출구(5a)을 통하여 외부 로 배출된다.

이에 따라, 상기 제 1영역(A)에서 발생된 오염가스는 상기 위어(12)를 고정하는 지지대(17)의 고정플레이트(89)에 형성된 유일통로인 배기공(85)을 통하여 상부로 배출되고, 상기 배기공(85)으로 유도된 오염가스는 상기 매니스커스실드(5)와 제 2챔버(80)사이에 형성된 유로(S)를 통하여 상기 유로(S)와 연통된 상기 제 1챔버(60)의 하부가스배출구(65)로 유입안내됨에 따라, 오염가스가 주조롤(1)(1a)의 표면에 증착되지 못하게 되는 것이다.

연속하여, 상기 하부가스배출구(65)내로 유입된 오염가스는 상기 상부가스공급구(61)와 분리막(63)으로서 서로 분리되어 있기 때문에, 상기 상부가스공급구(61)내로 공급되는 청정한 비산화성가스와 서로 혼합되지 않고, 가스배출라인(62a)과 연통된 배기펌프(7)에 의해서 외부배출되는 것이다.

이러한 오염가스의 배출은 자연배출을 원칙으로 하나 오염가스의 발생량이 많을 때는 상기 배기펌프(7)의 흡입력에 의해 상기 가스배출라인(62a)을 통해 배출되는 가스량을 조절할수 있도록 한다.

그리고, 상기 위어(12)의 외측과 용강경계면사이에 형성되는 제 1영역(A)의 가스압력은 오염가스가 주조롤(1)(1a)의 외주면에 부착되는 것을 방지하도록 서로 마주하는 위어(12)사이에 형성되는 제 2영역의 가스압력보다 크게 형성하며, 상기 제 1영역(A)과 제 2영역(B)사이의 압력차이는 100mmH₂O 이내로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제 1영역(A)의 가스압력은 주편의 양에지부에 미응고를 방지 할수 있도록 중앙부분보다 좌우 양에지부분을 높게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 장치(1)를 채요한 박판주조기(100)에서 스테인레스강을 주조하는 경우, 보통 304스테인레스강은 18%Cr-8%Ni을 함유하는 합금으로서, 이러한 304 스테인레스강에는 망간이 1%정도 함유되어 있으며, 상기 망간의 용융온도는 1244℃이고, 온도가 내려가면 증발되어 비산화성가스와 혼합된 오염가스로 배출되는 특성이 있다. 여기서, 상기 매니스커스실드(5)내로 주입하는 비산화성 가스로는 100% 질소를 사용하였다. 물론 다른 혼합형 비산화성가스도 사용할 수 있다.

이에따라, 상기 매니스커스실드(5)내로 질소가스인 비산화성가스를 주입한 결과, 용탕풀(13)의 탕면에는 다량의 망간가스인 금속증발성분이 발생하였고, 이를 외부로 배출하지 못하면 주조롤(1)(1a)표면에 흡착되고, 주조시간이 길어짐에 따라 주편(10)품질에 영향을 미쳐 결국은 미응고까지 나오게 되지만, 본 발명의 장치(1)인 제 1,2챔버(60)(80)를 상기 매니스커스실드(5)의 좌우양측에 가스나이프(6)와 더불어 적용한 결과 동일한 시간동안 주조롤(1)(1a)표면에서 발생되는 흑피의 생성두께가 월등히 줄어 거의 20% 이하로 감소하였다.

여기서, 제 1,2영역(A)(B)에서 오염가스 및 금속증발성분의 가스를 배출하게 되며, 이때, 각 영역(A)(B)에서 변화하는 가스압력을 마노미터(manometer)등과 같은 압력측정계를 이용하여 측정하고, 상기 제 1영역(A)과 제 2영역(B)간의 압력차를 계산하였다. 이러한 압력차가 주편(10)의 에지 미응고에 미치는 영향을 실험을 통해 관찰할 수 있으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

제 1영역(A)과 제 2영역(B)사이의 압력차(ΔP)(100mmH₂O)	주편(10)에지상태
0	극히 양호
50	양호
100	보통
150	핫밴드 발생
200	핫밴드 및 벌징발생

따라서, 실험 결과를 보면 상기 제 1,2영역(A)(B)사이의 압력차가 100mmH₂O 이내로 유지되어야만 양호한 에지를 갖는 주편(10)을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 주조롤과 에지댐사이에 형성되는 용탕풀의 탕면을 덮어주는 매니스커스실드의 하부공간을 공급되는 비산화성가스의 공급량과 배출량을 조절하고, 가스압력을 조절함으로써, 내부 분위기에서 주조 도중 탕면으로부터 발생되는 금속증발성분과 비산화성가스가 혼합된 오염 가스가 주조롤의 표면에 흡착되는 흑피의 두께를 거의 20% 이하의 수준으로 감소하기 때문에, 종래와 같이 주조되는 주편표면의 응고 불균일에 의한 균열발생이 거의 대부분 없어지고, 주편의 가장자리에서 발생되던 에지의 미응고도 거의 제거되어 주조된 주편의 품질이 대폭 향상시키는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

주조롤(1)(1a)과 에지댐(4)사이에 형성되는 용강풀(13)의 용강이 산화되는 것을 방지하도록 외부공기의 유입을 차단하고, 비산화성가스를 공급하는 매니스커스실드(5)를 갖추고, 상기 용강풀(13)의 탕면유동을 방지하도록 상기 매니스커스실드(5)의 하부면에 장착되는 복수개의 위어(12)를 갖추어 박판을 주조하는 설비에 있어서,

상기 매니스커스실드(5)의 좌우양단에 주조롤(1)과 길이방향으로 나란하게 배치되고, 상부면에 상부가스공급,배출구(61)(62)를 각각 형성한 제 1챔버(60)와,

상기 제 1챔버(60)로부터 비산화성가스를 공급받을 수 있도록 상기 제 1챔버(60)의 하부면에 연통조립되며, 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면측으로 비산화성가스를 분사할수 있도록 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면과 대응하는 경사면에 상기 주조롤(1)(1a)의 길이방향으로 슬릿된 슬릿홈(81)을 다수개 형성한 제 2챔버(80)를 포함하여 상기 제 2챔버(80)로부터 분사된 비산화성가스와 금속증발성분이 혼합된 오염가스를 상기 매니스커스실드(5)와 제 2챔버(80)사이의 유로(S) 및 상기 제 1챔버(60)의 하부가스배출구(65)를 통하여 외부배출함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1챔버(60)의 상부면에는 비산화성가스가 공급되는 가스공급라인(61a)과 연결되는 상부가스공급구(61)와, 오염가스가 배출되는 가스배출라인(62a)과 연결되는 상부가스배출구(62)를 각각 복수개의 분리막(63)을 경계로 하여 독립적으로 관통형성하고, 하부면에는 상기 상부가스공급구(61)와 대응하는 하부가스공급구(64)가 관통형되는 한편, 상기 매니스커스실드(5)의 좌우양단과 대응하는 측면에는 상기 상부가스배출구(62)와 대응하는 하부가스배출구(65)를 관통형성함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 2항에 있어서,

상기 상부가스배출구(62)에는 이를 통하여 외부배출되는 오염가스의 이물질을 여과할수 있도록 필터부재(66)가 설치됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 2챔버(80)는 상부면에 상기 제 1챔버(60)의 하부가스공급구(64)와 연통되는 가스주입구(82)를 복수개 관통형성하며, 내부공간에는 상기 슬릿홈(81)을 통하여 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면으로 분사되는 비산화성가스가 중앙부분과 좌우양측 에지부분으로 분할되도록 2개의 분리막(83a)(83b)을 설치함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 4항에 있어서,

상기 슬릿홈(81)이 형성되는 상기 제 2챔버(80)의 경사면은 가스흐름을 용이하게 제어할 수 있도록 상기 주조롤(1)(1a)의 외주면과 동일한 곡률반경으로 일정간격을 두고 형성됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 유로(S)는 상기 위어(12)와 상기 제 2챔버(80)사이의 공간, 상기 제 2챔버(80)를 고정하는 고정플레이트(89)에 관통형성된 배기공(85) 및 상기 제 1챔버(60)의 하부가스배출구(65)를 서로 연통시키는 배출라인으로 형성됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 위어(12)의 외측과 용강경계면사이에 형성되는 제 1영역(A)의 가스압력은 오염가스가 주조롤(1)(1a)의 외주면에 부착되는 것을 방지하도록 서로 마주하는 위어(12)사이에 형성되는 제 2영역(B)의 가스압력보다 크게 형성함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1영역(A)과 제 2영역(B)사이의 압력차이는 100mmH₂O 이내로 유지함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1영역(A)의 가스압력은 주편의 양에지부에 미응고를 방지 할수 있도록 중앙부분보다 좌우 양에지부분을 높게 형성함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기에서 롤표면 오염과 주편에지부 미응고 방지장치.