KR100596911B1

KR100596911B1 - 제철 또는 제강 노용 냉각판 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100596911B1
Application number: KR1020017007449A
Authority: KR
Inventors: 로버트 쉬멜러; 마르크 솔비; 로저 딜
Original assignee: 풀 부르스 에스.에이.
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2006-07-04
Also published as: CN1291043C; EP1153142B1; LU90328B1; AU1552900A; ATE315109T1; US7549463B1; TW434320B; EP1153142A1; CN1330722A; KR20010101219A; US20090205543A1; BR9917043A; CZ20012076A3; JP2002532673A; WO2000036154A1; DE59913026D1

Abstract

본 발명은 철 또는 강철을 제조하는 노용 냉각 패널에 관한 것이다. 상기 냉각 패널은 냉각 패널 본체(12)의 후면으로 실질적으로 평행하게 뻗어 있는 적어도 하나 이상의 냉각 채널(14)이 구비된 구리 냉각 패널 본체(12), 및 상기 냉각 패널 본체(12)의 후면에 위치하여 적어도 하나 이상의 냉각 채널(14)에서 작동되는 적어도 하나 이상의 연결 슬리브(20)로 구성된다. 삽입물(124)은 상기 냉각 패널 본체(12) 내의 홈(recess, 126)에 삽입되고, 상기 연결 슬리브(20)와 상기 냉각 채널(14) 간 합류영역에 냉매를 위한 경사면(deflector surface)을 형성한다.

Description

제철 또는 제강 노용 냉각판 및 그의 제조방법{COOLING PLATE FOR AN IRON- OR STEEL-MAKING FURNACE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 제철 또는 제강 노용 냉각판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상기 냉각판은 노 쉘의 내부에 배치되고, 내부 냉각 덕트를 구비한다. 이러한 냉각판은 후면에서부터 노 쉘 외측의 고로(shaft furnace)의 냉각 시스템까지 돌출된 연결 부재로 연결된다. 상기 노 내벽에 접하는 면은 통상적으로 내화 물질로 라이닝된다.

상기 냉각판 대부분은 아직까지 주철로 제조되고 있다. 그러나, 구리가 주철에 비해 열전도도가 훨씬 우수함에 따라 최근에는 구리 또는 구리 합금으로 제조된 냉각판을 사용하는 추세이다. 한편, 구리 냉각판에 대한 여러가지 제조방법이 제기되고 있다.

초기에, 주철 냉각판과 같은 주형 주조에 의해, 주형내 모래 중자(sand core)를 이용하여 성형된 내부 냉각 덕트가 구비되어 있는 구리 냉각판을 제조하려는 시도가 있었다. 그러나 상기 방법에서는 주조 구리판이 주철 냉각판에 비해 많은 공동(cavity) 및 다공(porosity)이 발생되기 때문에, 실제적으로 효과적임을 입증하지 못하였다. 그러나, 이러한 공동 및 다공은 판(plate)의 수명 및 열전도도에 매우 부정적인 효과를 나타내는 것으로 잘 알려져 있다.

이미 영국특허 공개 제1571789호에서, 냉각판의 주형 주조에 있어서 상기 모래 중자를 구리 또는 고급 강으로 제조된 예비성형된 금속 파이프 코일(pipe coil)로서 대체하는 방법이 공지되어 있다. 상기 파이프 코일은 주형 내에 냉각판 본체와 일체형으로 주조되고, 나선형의 냉각 덕트를 형성한다. 상기 파이프 코일의 양 말단부는 냉각판 본체에서 연결 부재로서 돌출된다. 상기 방법 또한 실제적으로 효과적임을 증명하지 못하였다. 상기 구리 냉각판 본체 및 일체형으로 주조된 파이프 코일간에 높은 열전도 저항이 존재함에 따라, 상기 판의 냉각이 상대적으로 미약한 결과를 가져온다. 또한, 구리 내에 존재하는 공동 및 다공 또한 상기 방법에서도 마찬가지로 효과적으로 방지되지 못한다.
제련 노(metallurgical furnace)용 구리 냉각판은 구리 파이프 소켓, 구리 파이프 배관 및 구리 파이프 밴드(bends)로 구성된 예비성형된 냉각제 덕트(coolant ducts)와 냉각판 내에 일체형으로 주조되는 것이 독일특허 U1 제29611704호에 공지되어 있다. 상기 예비성형되어 완성된 구리 도관(conduit)은 주조 주형에 배치하고, 용융된 구리를 그 주위에 주입한다. 상기 용융된 구리와 상기 파이프 벽의 부분적인 융합(fusion)에 의해 열 전달의 향상이 기대된다. 그러나, 상기 공정 또한 주조 구리판을 공동 및 다공으로부터 전혀 보호하지 못한다.

단조 또는 압연된 구리 주괴(ingot)로부터 제조된 냉각판은 독일특허공개 제2907511호에 공지되어 있다. 상기 특허에 있어, 냉각 덕트는 압연된 구리 주괴에 기계적인 심공 드릴링(deep drilling)으로 도입한 블라인드 홀(blind holes)이다. 상기 블라인드 홀은 나사선이 형성된 마개(threaded plug)로 땜납 또는 용접에 의해 밀폐된다. 상기 블라인드 홀에 연결되는 연결 홀은 판의 후면으로부터 천공된다. 이후에, 냉각제 주입 또는 회송용(return) 연결 부재가 상기 연결 홀에 삽입되고 땜납 또는 용접된다. 따라서, 더욱 큰 직경을 가진 파이프 연결 부재는 상기 판의 후면에 위치한 연결 부재와 공축으로(coaxially) 스페이서(spacer)로서 용접 또는 땜납된다.

다음 국제공개된 국제특허공개 제98/30345호는 냉각판의 예비 성형품을 연속적으로 주조하는 방법을 기술한다. 상기 연속적인 주조 주형에서 주조된 덕트내 위치한 삽입물은 연속 주조 방향으로 계속 이어지는 덕트를 제조하며, 최종 냉각판에 직선형의 냉각 덕트를 형성시킨다. 상기 일체형으로 주조된 덕트의 단면은 바람직하게는 상기 냉각 덕트에 대하여 수직으로 가장 작은 치수를 갖는 어블롱(oblong) 형태를 지니며, 상기 어블롱 형태는 직사각형에서 짧은 쪽의 두 변이 볼록한 타원형의 일부로 구성된다(도 2 및 도 6 참조). 그 결과, 천공된 덕트가 구비된 냉각판에 비하여 더욱 얇은 판 두께를 가진 냉각판이 제조된다. 따라서, 구리가 절약되고, 노의 유효 체적(useful volume)이 증가된다. 상기 어블롱형 단면의 또 다른 잇점은, 냉각판 내에서 냉각재 측 상부에 더욱 넓은 교환 영역을 확보할 수 있다는 점이다. 냉각판에 요구되는 길이에 일치하는 간격을 갖는 양 말단면이 형성되도록, 판은 연속적으로 주조된 예비 성형품으로부터 주조 방향에 대하여 수직으로 양쪽이 제거되어 제조된다. 이후의 제조단계에 따르면, 상기 덕트에서 종결되는 연결 홀(connecting holes)은 후면에 수직으로 판을 천공하고, 덕트의 말단은 폐쇄된다. 이미 상술한 바와 같이, 상기 연결 부재는 이어서 연결 홀에 삽입된다.

독일특허 공개 제2907511호 및 국제특허공개 제98/30345호에 기재된 방법은 구리 또는 구리 합금으로부터 고급(high-grade) 냉각판 본체의 제조를 가능케 하고, 특히 국제특허 공개 제98/30345호에 기재된 방법은 저가의 생산비를 특징으로 한다. 그러나, 일체형으로 주조된 파이프 코일 또는 주형-주조 판이 구비된 냉각판과 비교하여 볼때, 상기 두 가지 방법에 의한 최종 냉각판은 연결 부재에서 냉각 덕트까지의 천이 영역(transition region)에서 상대적으로 높은 압력 손실이 나타나는 단점이 있다. 특히, 국제특허 공개 제98/30345호에 기재된 바와 같이, 상기 냉각 덕트가 어블롱형 단면을 나타내는 경우에 예외적으로 적용한다.

또한 완성을 목적으로, 수직 단면은 계란형(oval)이고, 입구 및 출구의 단면은 원형을 나타내는 일체형의 주조 냉각 파이프가 구비된 주철 냉각판이 유럽특허 공개 제144578호에 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 갖는 일체형으로 주조된 냉각 파이프가 구비된 냉각판 본체 또는 주형-주조(mould-cast) 냉각판 본체로 돌아갈 필요 없이, 연결 부재에서 냉각 덕트까지 상대적으로 바람직한 흐름을 확보할 수 있는 천이부(transition)를 작성하는 과업에 의거한 것이다. 상기 문제점은 청구항 제 1항에 따른 냉각판 또는 청구항 제 16항의 제조 방법 따른 냉각판에 의해 해소된다.

본 발명에 따른 냉각판은 상기 냉각판의 후면에 실질적으로 수평으로 뻗어있는, 냉각 덕트가 적어도 하나 이상 구비된 구리 냉각판 본체, 예를 들면, 구리 또는 구리 합금으로 제조된 구리판 본체를 포함한다. 적어도 하나 이상의 연결 부재가 상기 냉각판 본체의 후면에 배치되고, 적어도 하나 이상의 냉각 덕트가 장착된 냉각판 본체의 말단에 위치한다. 본 발명에 따르면, 상기 냉각판은 냉각판 본체 내의 외부에서 접근하기 용이한 예비성형된 홈(recess)에 끼워 맞추어져, 냉각 덕트에 장착된 연결 부재의 말단 영역에 있어 냉매(cooling medium)를 위한 경사면(deflection surface)을 형성하는 성형 부재(formed piece)를 포함한다. 연결 부재에서 냉각 덕트까지 또는 냉각 덕트에서 연결 부재까지의 냉매의 주입은, 상기한 경사면을 이용하는 극히 간단한 방법에 의하여 유동적인 측면에서 향상될 수 있다. 그 결과, 상기 냉각판 내 나타나는 압력의 손실(pressure loss)은 실질적으로 감소되고, 또한 냉매 순환시 에너지 소비면에서 바람직한 효과를 나타낸다. 게다가, 높은 국부적인(local) 압력 손실에 의한 증기 기포(steam bubble) 형성의 위험성이 크게 감소한다. 또한, 상기 냉각판에 냉매를 충전하는 동안의 공기 누출이 본 발명에 의한 경사면에 의해 낮아진다. 달리 말하면, 본 발명에 따른 상기 경사면은 공포(air pocket)가 냉각 덕트에 형성되어 소위 "열점(hot-spot)"을 야기시키는 것을 방지한다. 또한, 본 발명은 독일특허 공개 제2907511호 및 국제특허 공개 제98/30345호에 기재된 방법에 의하여 제조된 냉각판에도 적용이 가능하고, 적용시 압력 손실의 감소에 있어서 우수한 결과를 나타낸다. 따라서, 상기 냉각판 본체는 또한 지금까지 가능하지 않았던 낮은 압력 손실이 요구되는 경우에도, 사용이 가능하게 된다.

본 발명의 매우 간단한 실시예에 따르면, 성형 부재는 각 말단부 면 중 한 면에 의해 경사면이 형성되도록, 냉각 덕트의 축방향 연장부에 배치된다. 예를들면, 상기 냉각 덕트가 냉각판 본체의 말단부 면에 개구(opening)를 구비한 하나의 덕트로 형성되는 경우, 성형 부재는 바람직하게는 마개로서 상기 개구에 삽입되어 연결 부재의 개구가 존재하는 냉각덕트까지 이르며, 그곳에서 냉매용의 경사면을 형성하게 된다. 상기 성형 부재 말단의 경사진 단면에 의해 상기 경사면을 형성함으로써, 유동적인 측면에서 연결 부재 및 냉각 덕트 간의 천이를 개량하는 문제는 이미 달성된다. 또한 유동적인 측면에서 최적화된 오목한 곡면(concave curvature)이 구비된 경사면은 국부적인 압력 손실의 감소를 수월하게 이루도록 한다.

또한, 상기 성형 부재는 냉각판 본체에 적절히 구비된 홈의 외측으로부터 밀봉된 채 삽입되고, 상기 홈으로 냉각 덕트가 개구를 형성하기 위한, 구리 주조물과 같은 예비성형된 천이 부재가 될 수 있다. 이러한 천이 부재는 천이 부재 내에 제1 및 제2 개구를 형성하기 위한, 구부러진 형태(곡선 형태)의 내부 천이 덕트를 구비한다. 상기 제1 개구는 본 발명에 있어 연결 부재의 말단에 위치한다. 이와는 대조적으로, 상기 냉각판 본체에 구비된 제2 개구는 상기 냉각 덕트 개구의 맞은 편에 위치한다. 일예로, 상기 구부러진 형태의 천이 덕트는, 주형 주조로 일체형으로 주조가 가능하고, 연결 부재로부터 냉각 덕트까지 냉각판 본체의 홀에 직접적으로 용접 또는 땜납된 파이프 연결에 비하여 유동적인 측면에서 실질적으로 더욱 바람직한 천이부를 형성한다.

천이 부재가 삽입된 이들 냉각판은 마찬가지로, 연결 부재와 냉각 덕트 간의 천이부가 규격화되어 예비성형된 천이 부재에 의해 항상 일정하게 형성되므로, 각각의 냉각 회로에서의 압력 손실을 미리 예측하여 더욱 용이하게 조절할 수 있는 이점을 지닌다. 또한, 상기 천이 부재는 냉각판 본체에 구비된 홀과 연결 부재를 직접 용접 또는 땜납하는 것보다 기계적인 측면에서 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 천이 부재에 의한 압력 손실의 감소는, 특히 어블롱형의 단면을 지닌 냉각 덕트가 구비된 냉각판 본체를 사용한 경우 두드러진다. 이러한 냉각판에 있어, 냉각 덕트의 어블롱형의 단면에서부터 냉각재 연결부의 원형의 단면에 이르는 천이부는, 실제로 천이 부재의 구부러진 형태의 천이 덕트 내에서 매우 효과적이며 유동 패턴(flow pattern)에 있어서 비연속성이 사라지게 된다.

천이 부재는 바람직하게는 냉각판의 후면으로부터 돌출되는 스페이서를 형성하기 위한 견고한 숄더(solid shoulder)를 포함한다. 상기 조립된 냉각판에 있어, 이들 숄더는 동시에 노 쉘(furnace shell)에 장착된 연결 부재의 부싱(bushing)에 밀봉재를 밀어넣게 된다. 따라서, 냉각판의 후면에 장착된 연결 부재 주위에 부가 성분의 용접 또는 땜납이 필요하고, 그 결과 상기 냉각판 제조 공정이 단순화된다. 또한, 천이 부재 상에 장착되는 비교적 견고한 숄더는 연결 부재의 조립을 용이하게 한다.

천이 부재에 구비된 홈은 바람직하게 후면으로부터 구리 냉각판 본체 내로 절삭되어 형성되고, 이때 상기 홈의 깊이는 냉각판 본체의 두께보다 얇다. 상기 실시예에 있어, 노 내부와 대면하는 냉각판의 정면은 손상되지 않는다.

천이 부재에 구비된 홈은 바람직하게 냉각판 본체의 한 말단부에서 종결한다. 그 결과 더욱 용이하게 제조될 수 있으며, 상기 냉각 덕트는 냉각판 본체의 말단에 바로 근접한 지점까지 연장될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 천이 부재는 냉각 덕트를 말단에서 폐쇄 및 밀봉한다. 결과적으로, 독일특허 공개 제2907511호 및 국제특허 공개 제 98/30345호에 기재된, 냉각 덕트 말단의 개구로 삽입하는 마개의 땜납 또는 용접이 불필요하게 되어 추가적인 작업 단계가 절감된다.

첫번째 실시예에 따르면, 독일특허 공개 제 2907511호에 기재된 바와 같이 상기 냉각판 본체는 단조 또는 압연된 구리 주괴이고, 냉각 덕트는 기계적인 심공에 의해 블라인드 홀로서 제조된다.

그러나, 바람직한 실시예는 국제특허 공개 제 98/30345호에 기재된 바와 같이 상기 구리 냉각판 본체가 연속적으로 주조되고, 연속적인 주조 공정 동안 주조 방향의 덕트를 통해 냉각 덕트가 제조되는 것이다.

상기 냉각판의 제조는 매우 간단하지만, 여전히 주조 구리 냉각판보다 기계적 및 열적 물성이 훨씬 우수하다.

본 발명의 더욱 상세한 설명 및 잇점은 구체적인 실시예에서 첨부된 도면에 의해 더욱 상세하게 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각판의 후면도;

도 2는 도 1의 냉각판의 사시도;

도 3은 연결 부재와 천이 부재의 상세사시도;

도 4는 도 3의 천이 부재가 냉각판 본체의 말단 홈에 삽입된 상세사시도;

도 5는 냉각 덕트와 연결 부재 간의 천이 영역에 있어 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 냉각판의 단면도;

도 6은 도 5에 나타낸 바와 같이 냉각 덕트와 연결 부재 간의 천이부의 실시예에 대한 성형 부재를 나타낸 도면.

도 1은 고로(shaft furnace), 특히 용광로(blast furnace)용 냉각판(10)을 나타낸다. "스테이브(staves)"라고도 알려져 있는 이러한 냉각판은 노 쉘의 내측에 배치되고, 노 냉각 시스템에 연결된다. 도 1에 도시된 냉각판(10)의 후면(11)은 노 쉘의 반대쪽에 위치한다.

도시된 상기 냉각판(10)은 구리 또는 구리 합금으로 제조되는 동시에 직사각형의 단면이 구비된 냉각판 본체(12)로 주로 이루어져 있다. 상기 냉각판 본체(12)의 한쪽 말단부(16)에서부터 반대편의 말단(18)까지 관통하는, 면에 수평으로 연장된 4개의 직선형의 냉각 덕트(14)가 냉각판 본체(12)에 구비된다. 이러한 냉각판 본체(12)는 이어서 공개된 국제특허 공개 제98/30345호에 기재되어 있는 방법에 의해 바람직하게 제조된다. 상기 냉각판 본체(12)의 예비성형품은, 상기 냉각 덕트내 막대 형태(rod-type)의 삽입물로 주조 방향으로 계속 이어지는 덕트를 제조하여 냉각 덕트(14)를 형성하며, 연속 주조 주형내에서 연속적으로 주조된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일체형으로 주조된 덕트(14)의 단면은 상기 판에 대해 수직으로 가장 작은 치수를 갖는 어블롱형의 단면을 포함한다. 판은 냉각판 본체(12)의 양 말단부(16) 및 (18)를 형성하도록, 주조 방향에 대해 수직으로 양 단면을 절단하여 연속적으로 주조된 예비성형품을 제작하였다. 이어서, 상기 판의 길이방향에 대해 수직으로 위치한 그루브(groove, 19)는 냉각판 본체(12)의 두면 중 한쪽 면에 연속적으로 절삭되어 있다(도 2 참조). 상기 절삭된 그루브를 포함하는 면(24)은 노 내측과 대면하는 냉각판 본체(12)의 정면(25)을 형성한다. 용광로에서 냉각판(10)을 조립한 후, 냉각판 본체(12)의 정면(25)은 내화 물질로 형성될 수 있으며, 그루브(19)는 상기 내화 물질의 부착을 더욱 보증한다.

상기 냉각판(10)의 후면에 위치한 각각의 냉각 덕트(14)는 각 말단부에 하나의 연결 부재(20) 또는 (22)를 구비한다. 이들 연결 부재(20), (22)는 실질적으로 상기 냉각판 본체(12) 면에 대해 수직으로 위치한다. 이들은 노 쉘을 관통하여 노의 외측까지 이르러, 근접해 있는 냉각판의 연결 부재와 연결되므로, 상기 냉각판(10)은 노 쉘의 냉각 회로에 편입된다. 일예로 상기 연결 부재(20)는 주입 연결부로서 기능하고, 상기 연결 부재(22)는 냉각판(10)의 회송 연결부로서 기능한다.

본 발명에 따른 상기 냉각판 본체(12)에 있어 연결 부재(20, 22)에서 냉각 덕트(14)로의 연결은, 도 2 내지 4에 의해 더욱 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 이러한 연결에 사용된 천이 부재(24)를 도시한 것이다. 이것은 유리하게는 구리 또는 구리 합금 주형 주조이다. 상기 천이 부재(24) 제조시 사용되는 재료의 열전도도는 중요하지 않으므로, 일예로 상기 냉각판 본체의 구리 합금보다 높은 기계적 강도를 가진 주형 주조용으로 적합한 구리 합금이 선택될 수 있다. 상기 냉각판 본체(12)는 사실상 우수한 열 전도도를 주요 특징으로 한다. 하나의 천이 부재(24)는 라운드진 양 모서리(28, 30) 및 원통형 숄더(32)가 구비된 각주형(prismatic)의 베이스(base, 26)를 포함한다. 상기 연결 부재(22)는 상기 숄더(32)내 홀에 용접, 땜납 또는 나사식으로 고정하거나, 또는 동시에 주조하여, 상기 숄더(32)의 자유면(free surface, 33)으로부터 수직으로 돌출시킨다. 상기 홀의 내부 직경은 실질적으로 상기 연결 부재(22)의 외부 직경에 일치하도록 한다. 구부러진 형태의 천이 덕트(34)는 상기 주조물(24) 내에서 내부적으로 주조된다. 이러한 덕트는 숄더(32)에 장착된 연결 부재(22) 내에 실질적으로 연결 부재(22)와 동일한 원형의 자유 단면을 지니는 개구(36)를 형성한다. 상기 천이 덕트(34)의 제2 개구(38)는 각주형 베이스(26)의 측면 영역(40)에 위치한다. 이러한 제2 개구(38)는 냉각판 본체의 냉각 덕트(14)와 실질적으로 동일한 어블롱형의 단면을 지닌다. 상기 일체형으로 주조된 천이 덕트(34)는 일예로, 냉매의 흐름에 있어 국부적인 와류 및 이에 따른 압력 손실을 야기시키는 심각한 단속성(discontinous)없이 어블롱형에서 원형의 단면으로의 천이가 점차적으로 이루어지는 방식으로 설계된다.

도 1, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 주조물(24)은 그 베이스(26)로 냉각 덕트(14)의 각 말단부에서 구리 냉각판 본체(12)의 적절한 홈에 삽입된다. 이러한 홈들은 바람직하게는 후면으로부터 구리 냉각판 본체 내로 절삭되어 형성되며, 베이스(26)의 둥근 형태의 코너(28 및 30)에 의해 이러한 작업이 실질적으로 간단해진다. 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 홈은 상기 홈의 깊이가 냉각판 본체(12)의 두께보다 얇으며, 냉각판 본체(12)의 각각의 말단(16, 18)에 횡방향으로 위치하고, 그루브(19)가 구비된 냉각판 본체(12)의 정면은 그대로 유지된다(도 4 참조). 주조물(24)에 장착된 천이 덕트(34)의 제2 개구(38)는 상기 홈으로 향한 냉각덕트(14)의 개구와 정확하게 맞은 편에 위치한다. 상기 냉각판 본체와 상기 홈에 삽입된 베이스 사이에 남아있는 틈새는 그 면 전체를 용접 또는 땜납하여, 어떠한 냉매도 상기 틈새로 배출되지 않도록 한다. 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 봉합은 상대적으로 간단한 공정이므로, 기계적으로 또한 용이하게 적용될 수 있다.

도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 숄더(32)는 냉각판 조립시 노 쉘 내에 연결 부재 부싱으로 밀봉재를 밀어넣는 가압 요소로서 냉각판 본체(12)로부터 돌출된다.

이미 상술한 바와 같이, 상기 주조물(24)내 일체형으로 주조된 구부러진 형태의 천이 덕트(34)는 냉각판 본체에 구비한 홀에 직접적으로 용접 또는 땜납된 파이프 연결 부재에 비해서, 연결 부재(20, 22)에서 냉각 덕트(14)까지 유동적인 측면에서 더욱 바람직한 천이가 형성된다. 따라서, 상기 냉각판(10) 내의 압력 손실이 감소되어, 냉매 순환시의 에너지 소비 면에서 또한 바람직한 효과를 나타낸다. 또한 냉각 덕트로부터 연결 부재까지 천이시 높은 국부적인 압력 손실에 의한 증기 기포의 형성 위험성이 크게 저하된다. 이와 같은 본 발명에 따른 냉각판(10)은, 연결 부재(20, 22)에서 냉각 덕트(14)까지의 천이는 규격화된 주조물(24)에 의해 항상 동일한 효과를 나타내며, 이에 따라 개개의 냉각 회로상에서의 압력 손실을 미리 예측할 수 있고 더욱 용이하게 조절할 수 있다는 큰 잇점이 있다. 이와 같은 본 발명의 해법은 또한 연결 부재를 상기 냉각판의 홀에 직접적으로 용접 또는 땜납하는 것 보다 기계적인 측면에서 더욱 우수하다. 상기 연결 부재(20, 22)가 삽입된 견고한 숄더는 상기한 관점에서 우수한 역할을 한다.

마지막으로, 본 발명에 따른 냉각판의 냉각판 본체가 또한 독일특허 공개 제2907511호에 기재된 블라인드 홀을 이용한 방법에 의해 제조될 수 있다는 점이 주지할만한 사실이다. 그러나, 상술한 바와 같은 연속 주조에 의한 제조가 더욱 간단하므로 바람직하다. 또한, 일체형으로 주조된 덕트의 단면은 냉각판에 대해 수직으로 가장 작은 치수를 갖는 어블롱 형태를 포함한다. 따라서, 연속적으로 주조된 냉각판은 천공된 덕트가 구비된 냉각판보다 더욱 얇은 두께를 가진 판을 제조할 수 있으며, 이러한 결과, 구리가 절약되고, 노 내의 이용 가능한 부피가 증가된다. 바람직하게는, 본 발명은 원형의 자유 단면이 구비된 연결 부재(20, 22)로의 천이시 생기는 높은 압력 손실을 감소시킨다.

본 발명의 간단한 실시예에 의한 연결 부재(20)와 냉각 덕트(14)와의 천이 영역을 도 5에 도시하였다. 상기 연결 부재는 냉각판 본체(12)에 직접적으로 삽입되어 냉각판 본체에 용접된다. 냉각 덕트(14)의 축 방향의 연장부분에서 냉각판 본체(12)의 홈(126)에 삽입되는 성형 부재(124)는, 냉각 덕트(14)내에서 연결 부재(20)의 개구 영역에 존재하는 냉매를 위한 경사면(134)을 형성한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 일예로 상기 성형 부재(124)는 마개이고, 이 마개가 냉각 덕트(14)의 개구 말단에 삽입되어, 냉각 덕트(14) 내로 연결 부재(20)의 개구까지 연장된다. 상기 냉매용 경사면(134)은 45°의 경사로 상기 성형 부재 말단부(128)의 정면에 형성된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 연결 부재(20)의 개구의 상부에 위치한 덕트(14)의 단면은 실제 냉각 덕트(14)의 단면보다 약간 크다. 이것은 상기 덕트(14) 내에 숄더 영역(130)을 형성하고, 이 숄더 영역 상에서 마개(124)의 대응하는 숄더(132)가 멈추어, 상기 경사면(134)은 냉각 덕트(14)와 상기 연결부재(20)의 개구 하부에 정확하게 위치한다.

도 5 및 도 6에 있어서는, 냉각 덕트(14) 및 마개(124)는 어블롱 형상의 단면을 지니고 있으나, 원형의 단면을 지녀도 되는 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 천이 부재에서 냉각 덕트까지 바람직한 천이가 이루어지는 냉각판을 제조할 수 있다.

Claims

냉각판 본체(12)의 후면에 평행하게 연장되어 있는 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)가 구비된 구리 냉각판 본체(12), 및

상기 냉각판 본체(12)의 후면에 배치되어, 상기 냉각판 본체(12) 내의 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)의 말단부에 위치되어 있는 적어도 하나 이상의 연결 부재(20, 22)를 포함하는 냉각판에 있어서,

상기 냉각판 본체(12)에 예비성형된 외부에서 접근 가능한 홈에 끼워 맞추어지는 동시에 상기 냉각 덕트로의 상기 연결 부재(20, 22)의 개구 영역에 냉매를 위한 경사면을 형성하는 성형 부재(24, 124)를 또 구비한 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 노용 냉각판.
제 1항에 있어서,

상기 성형 부재(124)는 상기 냉각 덕트의 축 방향 연장부분에 배치되고, 상기 경사면(134)은 상기 성형 부재의 말단면에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 2항에 있어서,

상기 냉각 덕트(14)는 상기 냉각판 본체(12)의 말단면으로 향하는 개구(126)를 형성하는 덕트에 의해 형성되고,

상기 성형 부재는 마개(124)로서 상기 개구에 삽입되어 상기 냉각 덕트(12)로의 연결 부재(20, 22)의 개구까지 뻗어 냉매를 위한 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 3항에 있어서,

상기 경사면(134)은 상기 성형 부재(124)의 경사진 말단부에 의해 형성됨을 특징으로 하는 냉각판.
제 1항에 있어서,

상기 성형 부재는 곡선 형태의 경사면을 가진 천이 덕트(34)가 내부에 구비된 예비성형된 천이 부재(24)이고, 상기 천이 덕트(34)는 상기 천이 부재(24) 내에 제1 및 제2 개구를 형성하고,

상기 천이 부재(24)는 구리 냉각판 본체(12) 내의 홈의 외측에서 삽입되어 밀봉되고, 상기 냉각 덕트(14)는 상기 홈으로 향한 개구를 형성하고,

상기 천이 덕트(34)의 제1 개구(36)는 연결 부재(20, 22) 내로 개방되고,

상기 냉각판 본체(12) 내의 천이 덕트(34)의 제2 개구(38)는 상기 홈으로 향한 냉각 덕트(14)의 개구의 맞은 편에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12) 내의 냉각 덕트(14)는 제1 단면을 구비하고, 상기 연결 부재(20, 22)는 제2 단면을 구비하며, 상기 천이 부재(24)의 천이 덕트(34)내에서 상기 제1 단면에서 제2 단면으로의 천이가 점차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 6항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12) 내의 냉각 덕트(14)는 어블롱형(oblong) 단면을 구비하고, 상기 연결부재(20, 22)는 원형 단면을 구비하며, 상기 천이 부재(24)의 천이 덕트(34) 내에서 상기 어블롱형 단면에서 원형의 단면으로의 천이가 점차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항에 있어서,

상기 천이 부재(24)는 상기 냉각판(10)의 후면으로부터 돌출되는 숄더(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항에 있어서,

상기 연결 부재(20,22)는 상기 천이 부재(24)에 용접 또는 땜납되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항에 있어서,

상기 천이 부재(24)를 위한 홈이 후면으로부터 구리 냉각판 본체(12) 내로 절삭되어 형성되고, 상기 홈의 깊이는 상기 냉각판 본체(12)의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항에 있어서,

상기 천이 부재(24)의 홈은 상기 냉각판 본체(12)의 단부(16, 18)에서 종결되고, 상기 천이 부재(24)는 상기 말단에서 상기 냉각 덕트(14)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)는 상기 냉각판 본체(12)에 천공된 블라인드 홀(blind hole)인 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12)는 연속적으로 주조되는 냉각판이고, 상기 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)는 연속 주조 동안 연속적인 덕트로서 형성된 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 5항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 예비성형된 천이 부재는 구리 또는 구리 합금으로 제조된 주형 주물인 것을 특징으로 하는 냉각판.
제 14항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12)와 상기 홈 내에 삽입된 천이 부재(24) 간의 틈새는 용접 또는 땜납되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
냉각판 본체(12)가 외부에서 접근가능한 적어도 하나 이상의 홈을 포함하여 해당 홈 안으로 냉각 덕트(14)가 개방되도록, 상기 냉각판 본체(12)의 후면에 평행하게 연장되어 있는 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)가 구비된 구리 또는 구리 합금으로 냉각판 본체(12)를 제조하는 단계;

상기 최종 냉각판 본체(12)의 홈에 성형 부재(24, 124)를 끼워 맞추는 단계; 및

연결 부재(20, 22)가 상기 냉각 덕트로의 개구를 형성하고, 상기 홈에 삽입된 상기 성형 부재(24, 124)가 상기 개구 영역 내에서 냉매(cooling fluid)를 위한 경사면(34, 134)을 형성하도록 냉각판 본체(12)의 후면에 연결 부재(20, 22)를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 노용 냉각판의 제조방법.
삭제
제 16항에 있어서,

상기 냉각 덕트(14)는 상기 냉각판 본체(12)의 말단면으로 향하는 개구(126)를 형성하는 덕트에 의해 형성되고,

상기 성형 부재는 마개(124)로서 상기 개구(126)에 삽입되어 상기 냉각 덕트(12)로의 연결 부재(20, 22)의 개구까지 뻗어 냉매를 위한 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
삭제
제 16항에 있어서,

상기 성형 부재는 곡선 형태의 경사면을 가진 천이 덕트(34)가 내부에 구비된 예비성형된 천이 부재(24)이고, 상기 천이 덕트(34)는 상기 천이 부재(24) 내에 제1 및 제2 개구를 형성하고,

상기 천이 부재(24)는 구리 냉각판 본체(12) 내에 구비된 홈의 외측에서 삽입되어 밀봉되고, 상기 냉각 덕트(14)는 상기 홈으로 향한 개구를 형성하고,

상기 천이 덕트(34)의 제1 개구(36)는 상기 연결 부재(20, 22) 내로 개방되고,

상기 냉각판 본체(12) 내에 놓여있는 상기 천이 덕트(34)의 제2 개구(38)는 상기 홈으로 향한 냉각 덕트(14)의 개구의 맞은 편에 위치하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
삭제
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제 20항에 있어서,

상기 연결 부재(20,22)는 상기 천이 부재(24)에 용접 또는 땜납되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 20항에 있어서,

상기 천이 부재(24)를 위한 홈은 후면으로부터 구리 냉각판 본체(12) 내로 연마되어 제조되고, 상기 홈의 깊이는 상기 냉각판 본체(12)의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 제조방법.
삭제
제 16항, 제 18항, 제 20항, 제 24항 또는 제 25항에 있어서,

상기 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)는 상기 냉각판 본체(12)에 천공된 블라인드 홀인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 16항, 제 18항, 제 20항, 제 24항 또는 제 25항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12)는 연속적으로 주조되는 냉각판이고, 상기 적어도 하나 이상의 냉각 덕트(14)는 연속 주조 동안 연속적인 덕트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 16항, 제 18항, 제 20항, 제 24항 또는 제 25항에 있어서,

상기 예비성형된 천이 부재(24)는 구리 또는 구리 합금으로 제조된 주형 주물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 16항, 제 18항, 제 20항, 제 24항 또는 제 25항에 있어서,

상기 냉각판 본체(12)와 홈 내에 삽입된 천이 부재(24) 간에 존재하는 틈새는 용접 또는 땜납되어 밀폐되는 것을 특징으로 하는 제조방법.