KR100605702B1 - 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을갖는 쌍롤형 박판주조장치 - Google Patents

Abstract

주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치가 제공된다.

상기 장치(1)는, 주조롤(20)(20');과, 상기 롤의 양측면에 용강풀(40)을 형성하도록 설치되는 에지댐(30);과, 상기 용강풀(40) 상측으로 불활성 질소가스를 공급토록 그 상부에 설치되는 메니스커스 쉴드(60);와, 상기 롤의 폭 방향으로 상기 메니스커스 쉴드(60)와 연결되는 한 쌍의 가스나이프(70); 및, 상기 메니스커스 쉴드(60)와 가스 나이프(70)의 연결부에 외부가스의 유입을 차단토록 설치되는 커버수단(80);을 포함하고, 상기 커버수단(80)은 롤 표면에 밀착되는 박판재(82)와, 그 상측으로 배치되는 파편포집 및 가스막두께 조정용 자석부재(84) 및, 상기 자석부재(84)의 상부에 덮히는 내열덮개(86)로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 메니스커스 쉴드내의 고순도 질소가스 분위기 유지를 가능하게 하는 한편, 가스나이프 커버수단과 롤의 마찰에 의한 파편(debris)생성을 억제하여 표면품질이 우수한 주편을 제조할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

쌍롤, 쌍롤형 박판주조장치, 메니스커스 쉴드, 가스나이프, 커버수단

Description

주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치{A STRIP CASTING APPARATUS HAVING GAS-KNIFE COVER MEANS FOR IMPROVING SURFACE QUALITY OF CAST STRIP}

도 1은 일반적인 쌍롤형 박판주조장치를 도시한 개략도

도 2는 롤과 응고쉘사이에 유입되는 파편에 의한 주편 표면의 미세균열 발생 현상을 설명하기 위한 것으로서,

(a)는 롤과 응고쉘 사이에 파편이 유입되는 상태를 도시한 개략도

(b)는 파편 유입에 의해 발생된 주편 표면의 미세균열과 그 주변부 표면 형상을 설명하는 개략도

(c)는 실제 주조시 파편유입에 의해 발생된 주편 표면의 미세균열과 그 주변부의 표면형상을 도시한 상태도

도 3은 본 발명에 따른 가스 나이프의 커버수단을 도시한 요부 구조도

도 4는 본 발명의 가스 나이프의 실시예를 도시한 그래프도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 .... 박판 주조장치 10.... 턴디쉬

20,20'.... 주조롤 30.... 에지댐

40.... 용강풀 50.... 주편

60.... 메니스커스 쉴드 70.... 가스 나이프

80.... 커버수단 82.... 박판부재

84.... 자석부재 86.... 내열덮개

88.... 홀더

본 발명은 용융 금속을 두 개의 냉각롤 사이로 주입하여 롤과의 접촉을 통해 급속 응고시켜 박판을 제조하는 쌍롤형 박판주조장치에 관한 것으로 이는 특히, 메니스커스 쉴드((meniscus shield)와 가스나이프(gas knife) 연결부의 실링을 강화하고, 상기 가스나이프 하부로 외부의 공기가 유입되는 것을 효과적으로 차단함으로써, 상기 메니스커스 쉴드내의 고순도 질소가스 분위기 유지를 가능하게 하는 한편, 상기 가스나이프의 실링재와 표면처리된 상기 롤과의 마찰에 의해 생성되는 유해한 각종 파편(debris)의 생성을 억제함으로써 표면품질이 우수한 주편을 제조할 수 있도록 한 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치에 관한 것이다.

일반적인 알려진 쌍롤형 박판주조장치는 도 1에 도시하고 있는데, 이와 같은 쌍롤형 박판주조장치(1)는 용강(m)을 저장용기 즉, 턴디쉬(10)의 노즐(12)을 통해 두 개의 냉각되는 주조롤(20)(20')과 상기 롤 측면에 부착된 에지댐(30)으로 형성되는 공간에 공급하여 용강풀(40)이 형성되게 한 후, 서로 반대 방향으로 상기 주조롤(20)(20')을 회전시키면서 롤과 용강의 접촉을 통해 롤 내부로의 열유출(HEAT FLUX)에 의해 용강을 급속 응고시켜 주편(50)을 제조하고, 주조롤에는 브러쉬롤 (22)이 설치되어 있다.

그런데, 이와 같은 쌍롤형 박판주조장치(1)를 통하여 주편(50)을 제조하는 경우에는, 롤(20)(20')과 응고쉘(m') 사이에 존재하는 분위기가스, 즉 용강풀(40) 상부와 메니스커스 쉴드(60), 가스나이프(70) 및 측면의 에지댐(30)으로 둘러싸인 내부공간(이하, ' 메니스커스 내부' 라 한다)의 분위기 가스의 역할은 매우 중요하다.

즉, 일반적으로 롤(20)(20')과 응고쉘(m') 계면(interface)의 가스층은 용강-롤의 열전달을 결정짓는 열적저항체(thermal resist)로 작용하며, 하기의 식 1 에서 알 수 있듯이 주조롤(20)(20')의 냉각능을 지배하는 용강-롤의 총괄열전달계수(H)에 매우 큰 영향을 미침을 알 수 있다.

이때, 여기서, d는 두께, k는 열전도율, 첨자 r, s, g는 각각 roll, scale, gas를 나타낸다.

따라서, 롤(20)(20')과 응고쉘(m') 계면에 존재하는 가스층은 그 두께(gas film thickness)나 분포(gas film profile)뿐만 아니라 용강과의 반응성 여부, 즉 불활성, 산화성, 환원성 및 용해성 여부에 따라 가스의 작용 및 효과가 매우 달라진다.

그런데, 예를 들어 스테인레스강(stainless steel)을 장치(1)로서 박판주조할 경우에는 분위기 가스로 질소가스를 사용하는 것은 알려져 있는데, 이와 같은 질소가스는 불활성 가스(inert gas)로서 용강의 재산화(reoxidation)를 방지할 뿐만 아니라, 질소는 용강내로 쉽게 흡수되어 용강의 표면장력(surface tension)을 감소시킴으로써, 용강의 젖음성(wetability)을 향상시킨다.

특히, 포토에칭(photo etching)이나 숏블라스팅(shot blasting)과 같은 표면처리기술(texturing technology)에 의한 딤플(dimple)이 각인된 주조롤 표면에 있어서, 질소가스는 균일한 응고를 유도하여 응고시 수반되는 응력(stress)을 효과적으로 분산, 해소시킴으로써 주편의 표면에 균열(crack)이 발생되는 것을 방지하는 역할을 한다.

결국, 쌍롤형 박판주조장치(1)를 이용한 박판의 주조공정에 있어서는 메니스커스쉴드(60)내의 분위기 가스의 조성, 그 가스량 및, 가스의 흐름을 조절하는 기술은 결함이 없는 주편을 제조하는 핵심적인 기술인데, 이를 위해서는 주조중 메니스커스 쉴드(60)내의 분위기가 외부로부터 산소 등과 같은 유해성 가스나 오염원 유입으로 오염되지 않도록 차단하는 것이 무엇보다도 중요한 것이다.

한편, 도 1에서는 상기와 같은 메니스커스 쉴드(60)내에 질소가 아닌 산소등 과 같은 다른 오염원이 되는 가스의 유입을 차단하는 가스나이프(70)의 단부에 설치되는 가스 실링수단 즉, 커버수단(80')을 도시하고 있다.

즉, 도 1 에서 도시한 바와 같이, 종래의 커버수단(80')은 상기 가스 나이프 (70)의 전단 또는 전,후 양단에 내열성이 강한 세라믹 천(예를 들어 Sunsil 제품)이나 혹은, 세라믹 보드(board)를 부착하여, 주조시 롤(20)(20')의 회전에 의해 메니스커스 쉴드(60) 내부로 외부 유해가스나 오염원의 가스가 유입되는 것을 차단하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 커버수단(80')에 의하면 상기 메니스커스 쉴드(60)의 내부로 외부 가스가 유입되는 것은 방지할 수 있었지만, 상기 커버수단(80')으로 세라믹 천이나 세라믹 보드를 사용하기 때문에, 거칠게 표면 처리된 주조롤(20)(20')의 외주면과 접촉하면서 열적,기계적마모(thermal and mechanical abrasion)에 의해 파편(debris)이 생성된다.

그런데, 이와 같은 커버수단(80)이 마모되어 생성된 파편(80')는 도 2a에 도시한 바와 같이, 롤-응고쉘 계면에서 개재물(b)로 작용하여 불균일 응고를 야기시키게 되고, 결국 도 2b 및 도 2c에서 도시한 바와 같이, 주편(50)의 표면에 균열(C)을 야기시키는데, 도 2b에서 d는 용강방울(droplet)이고, t는 용강방울에 의해 생성된 카터(carter)이다.

특히, 도 2a에서와 같이, 생성된 커버수단(80')의 파편(b)은 용강과의 반응성이 있거나 롤면에 부착되기 쉬운 물질 또는 그 입자가 큰 경우에는 주조된 주편(50)의 표면에 치명적인 결함을 야기시킬 수 있는 것이다.

따라서, 커버수단과 롤의 마모를 최소화하고, 마모에 의해 발생된 파편이 롤-응고쉘의 개재물로 유입되지 않도록 하면서 메니스커스 쉴드내로의 외부 가스유입을 효과적으로 차단시키면 보다 바람직할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 메니스커스 쉴드와 가스나이프 연결부의 실링(sealing)을 강화하여 메니스커스쉴드 내부로 유입되는 외부 가스의 유입을 효과적으로 차단토록 함으로서, 용탕풀 주위에 고순도의 질소가스 분위기가 유지하도록 하여 주편의 주조 생산성을 높이도록 한 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치를 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 가스나이프 전단의 커버수단(10)과 주조롤간의 마찰에 의해 생성되는 유해한 마모성 파편(debris)이 롤-응고쉘의 개재물로 유입되는 것을 차단하여 주편의 표면균열을 미연에 방지하도록 하는 한편, 박판재와 롤면사이의 간격으로 결정되는 가스막두께를 일정하게 유지시키어 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 반대방 향으로 회전하는 한쌍의 주조롤;과,

상기 롤의 양측면에 용강풀을 형성하도록 설치되는 에지댐;과,

상기 용강풀 상측으로 불활성 질소가스를 공급토록 그 상부에 설치되는 메니스커스 쉴드;와,

상기 롤의 폭 방향으로 상기 메니스커스 쉴드와 연결되는 한 쌍의 가스나이프; 및,

상기 메니스커스 쉴드와 가스 나이프의 연결부에 외부가스의 유입을 차단토록 설치되는 커버수단;을 포함하고,

상기 커버수단은 롤 표면에 밀착되는 박판재;와, 그 상측으로 배치되는 파편 포집 및 가스막두께 조정용 자석부재; 및, 상기 자석부재의 상부에 덮히는 내열덮개;를 포함하여 주편의 표면품질을 향상토록 구성된 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 3 에서는 본 발명에 따른 가스나이프 커버수단(80)을 갖는 쌍롤형 박판주조장치(1) 및 상기 커버수단(80)을 각각 도시하고 있는데, 단 도 1에서 종래 커버수단은 80'로 표기하고, 도 3에서 본 발명의 커버수단은 80으로 표기하여 식별토록 하였다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조장치(1)는 서로 반대방향으로 회전토록 설치되고 냉각수를 통하여 냉각되면서 용강(m)을 급속 웅고시키어 주편(50)을 주조하는 한쌍의 주조롤(20)(20')을 갖추고, 상기 롤의 양측면에는 용강풀(40)을 형성하도록 에지댐(30)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 용강풀(40) 상측으로 불활성 질소가스를 공급토록 그 상부에 는 메니스커스 쉴드(60)가 설치되고, 상기 롤(20)(20')의 폭 방향으로 상기 메니스커스 쉴드(60)와 연결되어 유해가스의 외부 배출을 가능하게 하는 한 쌍의 가스나이프(70)를 구비하며, 상기 커버수단(80)은 상기 메니스커스 쉴드(60)와 가스 나이프(70)의 연결부에 외부가스의 유입을 차단토록 설치된다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기와 같은 본 발명에 따른 가스나이프(70)의 커버수단(80)를 다시 살펴보면, 크게 상기 롤 표면에 하부가 밀착되는 박판부재(82)와, 상기 박판부재(82)의 상측으로 배치되는 파편 포집 및 가스막 두께를 일정하게 하는 자석부재(84) 및, 상기 자석부재(84)의 상부에 덮히는 내열덮개(86)로 나누어 질 수 있다.

그리고, 상기 커버수단(80)의 각 구성요소(82)(84)(86)들을 살펴보면, 상기 커버수단(80)의 박판재(82)는, 상기 메니스커스 쉴드 (60)에 대응하는 상기 가스나이프(70)의 측면에 롤(20)(20')의 전폭 크기로 홀더(88)로서 상단부가 고정되는 얇은 철판으로 형성되어 주조롤과의 마찰시 파편생성을 방지토록 구성되어 있다.

다음, 상기 커버수단(80)의 자석부재(84)는, 상기 박판재(82)의 상부에 적층되는 포위체(84a)와 그 내측에 치밀하게 모자이크형태로 감싸지는 판상의 영구자석 (84b)으로 이루어 져 홀더(88)로서 가스나이프(70)의 측면에 고정되어 메니스커스 쉴드(60)내에 유입된 외부 자성파편을 포집토록 하는 동시에, 특히 하측의 박판재 (82)가 롤면과 균일하게 직접 접촉하도록 함으로서, 박판재(82)와 롤면간의 간격에 의해 결정되어 지는 가스막두께를 항상 일정하게 유지시키도록 한다.

그리고, 상기 커버수단(80)의 내열덮개(86)는, 상기 자석부재(84)의 상부에 덮혀져 하측의 자석부재(84)가 고열로 손상받지 않도록 하는 얇은 철판 또는 세라믹 천중 하나로 형성되어 가스나이프(70)의 측면에 홀더(88)로서 상단부가 고정된다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 박판부재(82)중 롤과 접촉되는 롤 접촉부(82a)는 40~60 ㎛ 바람직하게는 50 ㎛ 두께의 순철 또는 주조 대상강종과 동일한 재질의 자성체판중 하나로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 자석부재(84)의 영구자석(84b)은 그 자계강도가 500~1500 Oe, 바람직하게는 1000 Oe 범위로 되도록 구성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 커버수단(80)의 특징은 종래의 세라믹 천 또는 세라믹 보드로 된 가스나이프 커버대신에 얇은 철판으로 구성한 박판형태(thin steel plate)의 커버수단(80)인데, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 주조롤(20)(20')의 롤 전폭에 걸쳐 각각의 롤 상부에 설치된 가스나이프(70)의 한쪽 측면 즉, 용강풀(40)을 향하는 측면(70a)에 롤 전폭 크기의 홀더(88)를 다수의 고정볼트(88a)로서 상기 커버수 단(80)의 상단부를 고정한다.

즉, 상기 주조롤(20)(20')의 표면에 접하는 최하부에는 박판부재 즉, 전 폭 크기의 얇은 철판(82)을 한 장을 깔고, 그 위에는 작석부재(84)의 판상의 영구자석 (84b)을 치밀한 형태로 모자이크형태로 감싼 내열천의 포위체(84a)와 그 위 최상부에는 상기의 포위체(84a) 및 영구자석(84b)이 고온에서 손상받지 않으면서 영구자석(84b)이 탈자(demagnetization)되지 않도록 열적으로 보호해 줄 수 있는 내열덮개(86)를 차례대로 적층하여 된 커버수단(80)을 상기 가스나이프(70)의 측면(70a)에 부착시킨다.

이때, 롤 표면과 접하는 최하부의 얇은 철판(82)은 가급적 주조되는 대상강종과 동일한 재질이면서 자석에 잘 붙는 자성체철판을 사용하는 것이 가장 바람직하고, 이는 상기 철판(82)이 자성체이면 철판 두께나 자계강도 등의 조건이 부적절하여 마모 파편(debris)이 발생되더라도 상측의 영구자석(84b)에 의해 포집되어 롤-응고쉘 계면측으로 유입되지 않게 되고, 특히 상기 박판재인 얇은 철판(82)이 롤면과 균일하게 직접 접촉하도록 되어 철판(82)과 롤면간의 거리에 의해 결정되는 가스막두께를 항상 일정하게 유지토록 한다.

또한, 주조되는 대상과 동일한 재질의 철판을 사용하면 마모분이 일부 유입되더라도 오염에 대한 영향이 상대적으로 감소될 수 있다.

실제, 재료선정시에 있어서는 주조 대상강종 성분의 철판이 자성체가 아니거나, 또한 쉽게 녹이 쓰는 경우 또는 제작이나 구입이 용이치 않는 경우에는 표면이 깨끗한 순철재질의 철판(100% iron plate)(82)을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 롤 표면 접촉부의 얇은 철판(82)의 두께는 철판 자체의 내구성, 롤 표면 손상 및 가스차단역할의 여러 측면에서 매우 중요한 인자인데, 상기 철판(82)의 두께가 너무 얇으면 롤 표면의 요철에 의해 철판이 쉽게 찢겨져 가스나이프 커버수단으로서 제 기능을 발휘할 수 없고, 반대로 철판이 너무 두꺼우면 고열에 의해 우그러짐(waving) 현상이 발생되고 우그러진 날까로운 모서리는 롤 표면에 스크렛치를 유발시킬 수 있다.

이때, 순철, 일반강 및 스테인레스강의 철판인 경우는 40~60 ㎛ 두께 바람직하기는 50㎛ 두께의 철판을 사용하는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 다음의 표 1에서 상세히 설명한다.

다음, 상기 철판(82)의 상부에는 일정크기의 자계강도(magnetic field intensity)를 갖는 영구자석(84b)을 배치시켜 영구자석과 강자성체인 Ni도금 주조롤과의 끌어당기는 힘에 의해 상기의 얇은 철판(82)과 주조롤(20)(20')과의 접촉상태 및 접촉하중이 결정되며, 이러한 힘은 가스나이프(70)의 가스 실링성능과 직결된다.

따라서, 주어진 철판(82)의 재질 및 두께에 대해서 적절한 자계강도를 지닌 영구자석(84b)을 사용하는 것이 바람직한데, 이때 자계강도가 너무 작으면 접촉력이 약하여 가스의 커버를 위한 실링성능이 떨어지고, 반대로 자계강도가 너무 큰 자석(84b)을 사용하면 철판 뿐만 아니라 주조롤 표면에 스크렛치(scratch)를 발생시키기 때문에, 주조된 주편 표면에 세로균열 등과 같은 심각한 결함을 유발시킨다.

즉, 철판 재질과 두께, 주조롤 표면상태 그리고 모자이크된 영구자석의 면적율이나 자석의 두께에 따라 약간 다를 수 있지만, 대략 4~6mm두께의 페라이트계 영구자석(84b)을 기준으로 할 때 500~1500 Oe, 바람직하게는 1000 Oe 의 자계강도를 지니도록 하는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 다음의 표 1에서 상세하게 설명한다.

또한, 본 발명의 자석부재(84)의 상기 영구자석 포위체(84a)는 대략 200~500℃의 온도범위에서도 견딜 수 있는 세라믹 재질의 내열성 천을 사용하는 것이 바람직하고, 동시에 그 상부에 상기 포위체(84a) 및 영구자석(84b) 보호용 내열덮개 (86)를 배치시켜 고온의 용강과 분위기 가스에 직접 노출되어 상기 자석부재(84)의 포위체(84a)가 연소되는 것을 방지하도록 하는 것이 중요하다.

이때, 상기 자석부재 보호용 내열덮개(86)는 고온에서 견딜 수 있는 얇은 철판이나 세라믹 천을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

다음, 아래의 표 1에는 박판주조공정의 주 대상강종인 STS304강을 주조함에 있어서, 분위기 가스로 질소가스를 사용하고, 메니스커스 쉴드(60) 내부의 분위기가 외부 공기나 기타 오염원에 의해 오염되지 않도록 가스나이프(70)의 커버수단 (80)으로 실링하는 경우에, 제반 조건 변화에 대한 본 발명의 실시재와 비교재의 결과치를 나타내었다.

구분	철판재질	철판두께 (㎛)	철판표면 상태 (분진유무)	자계강도 (Oe)	철판파편 유입	주조롤 스크랫치	표면품질 (미세균열)
본발명의 실시예	순철/자성체	40-50	양호	500-1000	없음	없음	매우 양호
	순철/자성체	50-60	양호	1000-1500	없음	없음	매우 양호
비교예	순철/자성체	20-40	양호	1000-1500	없음	발생함	매우 나쁨
	순철/자성체	60-80	양호	1000-1500	없음	발생함	나쁨
	일반강/자성체	40-50	불량	200-500	없음	없음	나쁨
	일반강/자성체	60-80	불량	1500-2500	없음	발생함	매우 나쁨
	일반강/자성체	40-50	양호	500-1000	발생함	없음	나쁨
	일반강/자성체	60-80	양호	1000-1500	발생함	발생함	매우 나쁨

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 박판주조기를 통하여 주조되는 강의 대부분을 차지하는 STS304강의 경우에 상기 커버수단(80)에서 박판부재인 철판(82)을 깨끗한 표면의 40~60 ㎛ 두께의 순철판을 사용하고 그 위에 자계강도가 500~1500 Oe인 자석부재(84)의 페라이트계 영구자석(84b)을 모자이크하여 포위체(84a)로서 감싸게 한 경우는 철판(82)자체의 파편(debris) 생성이나 주조롤 표면을 손상시키지 않고 가스나이프(70)의 완전한 실링을 수행하여 외부공기의 유입을 완전히 차단함을 알수 있으며, 주편의 표면품질이 매우 양호한 주편을 제조할 수 있음을 알수 있다.

다음, 도 4에서는 쌍롤형 박판주조장치(1)로 대상강종인 STS304강을 주조하는 경우에, 본 발명의 박판형태(thin steel plate)커버수단(80)으로 가스나이프를 실링한 경우와 세라믹천 또는 보드로 된 종래의 가스나이프 커버를 적용한 경우에 있어 주조경과시간에 따른 주편 표면의 균열지수(crack index)를 나타내었다.

즉, 도 4에서 알 수 있듯이 종전의 가스나이프 커버를 적용하여 주조한 경우에는 주조초반부터 표면균열이 발생하였으며, 주조시간이 경과할수록 균열발생 빈 도가 증가하다가 일정시간이 경과되면 점차 감소하는 경향을 나타내며, 주조가 종료될 시점에서도 균열이 발생되었는데, 이는 도 1에 도시한 바와 같이 외부 유입 가스 차단용 가스나이프(70)의 하단에 세라믹천인 종래의 커버수단(80')이 주조롤 표면의 요철과의 마찰에 의해 생성된 파편(b)이 롤-응고쉘 계면에 연속해서 유입되었기 때문이며, 이러한 현상은 주조 초반에 특히 심하게 발생되고 이후 점차 감소되는 현상과 매우 잘 일치함을 알 수 있다. 이와는 대조적으로 본 발명의 가스나이프 커버수단(80)을 적용한 경우에는 전 주조시간에 걸쳐 표면균열이 없는 무결함 주편을 제조할 수 있음을 알수 있다.

이와 같이 본 발명인 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프를 갖는 쌍롤형 박판주조장치에 의하면, 박판형 커버수단을 메니스커 쉴드와 가스나이프 연결부의 실링부재로 설치함으로서, 메니스커스 쉴드 내부로 산소와 같은 외부 가스의 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있어 메니스커스 쉴드내의 분위기 가스인 질소가스 분위기가 오염되지 않도록 하는 효과를 제공한다.

그리고, 상기 박판형 커버수단과 표면 처리된 주조롤 표면사이에 발생하는 마찰에 의한 유해한 마모성 파편의 생성을 억제하는 동시에, 외부에서 유입된 파편을 자력으로 포집함은 물론, 박판재와 롤면사이의 간격으로 결정되는 가스막두께를 일정하게 유지토록 함으로서, 주조된 주편표면에서의 균열발생을 방지시키어 주편의 품질을 향상시키는 우수한 효과를 제공한다.

결국, 메니스커스쉴드 내부의 롤-응고쉘 계면이 오염되지 않은 질소 가스 분위기상태에서 유지되고, 그 사이의 파편과 같은 개재물의 유입이 효과적으로 차단되어 표면품질이 우수한 주편을 제공하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 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 (5)

1. 냉각된 상태에서 서로 반대방향으로 회전하여 주편(50)을 주조하는 한쌍의 주조롤(20)(20');과,

   상기 롤의 양측면에 용강풀(40)을 형성하도록 설치되는 에지댐(30);과,

   상기 용강풀(40) 상측으로 불활성 질소가스를 공급토록 그 상부에 설치되는 메니스커스 쉴드(60);와,

   상기 롤의 폭 방향으로 상기 메니스커스 쉴드(60)와 연결되는 한 쌍의 가스나이프(70); 및,

   상기 메니스커스 쉴드(60)와 가스 나이프(70)의 연결부에 외부가스의 유입을 차단토록 설치되는 커버수단(80);을 포함하고,

   상기 커버수단(80)은, 롤 표면에 밀착되는 박판재(82);와, 상기 박판재(82)의 상측으로 배치되는 파편포집 및 가스막 두께 조정용 자석부재(84); 및, 상기 자석부재(84)의 상부에 덮히는 내열덮개(86);를 포함하여 주편의 표면품질을 향상토록 구성된 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커버수단(80)의 박판재(82)는, 상기 메니스커스 쉴드 (60)에 대응하는 상기 가스나이프(70)의 측면에 롤(20)(20')의 전폭 크기로 홀더(88)로서 상단부가 고정되는 얇은 철판으로 형성되어 주조롤과의 마찰시 파편생성을 방지토록 구성된 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 커버수단(80)의 자석부재(84)는, 상기 박판재(82)의 상부에 적층되는 포위체(84a); 및, 그 내측에 치밀하게 모자이크형태로 감싸지는 판상의 영구자석(84b);으로 이루어 져 홀더(88)로서 가스나이프(70)의 측면에 고정되어 메니스커스 쉴드(60)내의 자성파편 포집 및 가스막 두께의 균일을 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 커버수단(80)의 내열덮개(86)는, 상기 자석부재(84)의 상부에 덮혀져 하측의 자석부재(84)가 고열로 손상받지 않도록 하는 얇은 철판 또는 세라믹 천중 하나로 형성되어 가스나이프(70)의 측면에 홀더(88)로서 상단부가 고정된 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 박판재(82)중 롤과 접촉되는 롤 접촉부(82a)는 40~60 ㎛ 두께의 순철 또는 주조 대상강종인 STS304강과 동일한 재질의 자성체판중 하나로 형성되고,

   상기 자석부재(84)의 영구자석(84b)은 그 자계강도가 500~1500 Oe 범위를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질을 향상시키는 가스나이프 커버수단을 갖는 쌍롤형 박판주조장치.

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