KR100773834B1

KR100773834B1 - 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치

Info

Publication number: KR100773834B1
Application number: KR1020060129422A
Authority: KR
Inventors: 안성태
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-11-06

Abstract

본 발명은 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치에 관한 것으로, 그 중앙에 용강이 토출되는 침지 노즐이 위치하고, 턴디쉬 하부면에 지지되는 프레임과, 상기 프레임으로부터 주형 내부로 연장된 가이드 로드와, 상기 가이드 로드를 따라 이동 가능하게 설치되는 차폐 보드를 포함하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치가 제공된다. 이에 따라서, 침지 노즐을 통해 주형으로 토출되는 용강 중 주형 내측 벽면으로 비산되는 용강을 차단하여 비산되 용강이 주형의 내측 벽면에 고착되는 것을 방지하여 주편 표면의 품질을 향상하고, 브레이크-아웃과 같은 설비 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

침지 노즐, 비산 용강, 차폐 보드

Description

연속주조장치의 용강 비산 방지 장치{DEVICE FOR PREVENTING SPLASH OF INGOT STEEL}

도 1은 일반적인 연속주조장치의 전체 사시도이다.

도 2는 종래에 시행되고 있는 주형에 용강이 주입되는 상태를 나타낸 부분 단면 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 전체 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 설치상태를 나타낸 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 레이들 터렛트 20 : 레이들

30 : 턴디쉬 32 : 침지 노즐

40 : 주형 50 : 주편

52 : 금속 칩 54 : 코일

60 : 더미바 70 : 더미바 헤드

80 : 이송 롤러 90 : 자동 절단기

100 : 용강 비산 방지 장치 110 : 프레임

120 : 가이드 로드 130 : 가이드 소켓

140 : 돌출턱 150 : 차폐 보드

S : 용강

본 발명은 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 턴디쉬에 수강된 용강이 침지 노즐을 통해 주형으로 토출될 때 비산된 용강이 주형의 내측 벽면에 고착되는 것을 방지할 수 있는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조장치는 제강로에서 생산되어 레이들로 이송된 용강을 턴디쉬에 받았다가 주형에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속 생산하는 설비로 이루어진다. 도 1은 일반적인 연속주조장치의 전체 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 레이들 터렛트(Ladle Turret)(10)에 설치된 레이들(Ladle)(20)에 불순물 제거와 화학성분이 조정된 용강이 채워지면 레이들 하부에 위치한 턴디쉬(Tundish)(30)로 용강이 출강된다.

상기 턴디쉬(30)에 저장된 용강은, 침지 노즐(32)을 통하여 주형(40)으로 공급되고, 주형(40)의 장변과 단변의 형상 및 크기에 따라 주편(Slab)으로 주조된다. 또한 상기 주형(40)의 내부에는, 주형(40)에 공급된 용강을 냉각시키기 위한 냉각 기구(미도시)가 구비되어 있기 때문에 용강이 유입되면서 냉각되어 주형(40)의 단면에 대응하는 단면을 갖는 주편(50)이 주조된다.

상기 주형(40) 내에는 주편(50)을 인출 안내하게 되는 더미바(Dummy Bar)(60)가 주형(40)의 개방된 하부에 유입되어 있고 주형(40)에 유입된 최초의 용강은 더미바 헤드(70)의 요철부를 경계로 응고되어 이동궤도에 설치된 다수의 롤러(80)가 구동됨에 따라 더미바(60)가 응고된 주편(50)을 이끌고 냉각수가 분사되는 상하 롤러 사이를 이동하여 연속적으로 주편이 제조되는 것이다.

용강의 주조 초기에는 더미바(60)에 의하여 응고된 주편(50)이 인출되나 일단 응고된 주편(50)이 이송 롤러(80) 사이를 통과하게 되면 그 후에는 더미바(60)의 역할은 필요 없게 된다. 따라서, 더미바(60)는 분리장치에 의하여 상부로 올라가고 연속적으로 주조된 주편(50)은 자동절단기(90)에 의하여 소정의 길이로 절단되고 테이블 롤러(82)에 의하여 집하장으로 이송된다.

한편, 상기 연속주조장치의 주형(40)은 조괴주형과 달리 밑바닥이 없다. 따라서 주조 초기 주형(40)에 용강을 주입할 때 용강이 노출되지 않도록 막아주는 바닥이 필요한데 그 역할을 하는 것이 더미바(60)이다. 더미바(60)의 선단부분 즉, 주형(40) 바닥에 상당하는 부분을 더미바 헤드(70)라 하며 초기 용강은 이 부분에서 응고되어 더미바(60)와 결합되고 이송 롤러(80)에 의해 인발된다.

그런데, 더미바 헤드(70)의 상부면에 직접 용강이 용착되면 응고된 주편과 더미바 헤드(70)의 분리가 어렵게 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 더미바 헤드(70)와 주형(40) 사이의 틈새를 메우는 실링과 더미바 헤드의 상부에서 용강의 냉각을 향상시키는 네일 칩(nail chip) 및 그라인더 칩(grinder chip) 등의 금속 칩과, 주형에 주입된 용강의 응고가 신속히 진행될 수 있도록 코일을 더미바 헤드(70)의 상면부에 안착시키게 된다.

도 2는 종래에 시행되고 있는 주형에 용강이 유입되는 상태를 나타낸 부분 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 연속주조공정의 초기에 용강(S)을 주형(40) 내부에 정체시켜 주편으로 형상화할 때 주형(40)의 바닥면을 이루게 되는 더미바 헤드(70)의 상부면에 금속 칩(52)과 코일(54)을 적층시키게 된다.

이에 따라서, 턴디쉬의 침지 노즐(32)을 통하여 주형(40)에 용강(S)을 주입하면 주입된 용강(S)이 코일(54) 사이를 통하여 아래로 흐르는 과정에서 다소 완충되어 금속 칩(52)의 비산을 방지하게 된다. 그 후 용강(S)과 금속 칩(52) 및 코일(54)이 일체로 용착되므로 더미바 헤드(70)와 주편의 분리가 용이하게 된다.

그러나, 실제 있어서 턴디쉬에서 주형(40)으로 주입되는 용강(S)은 상당한 무게가 있고 침지 노즐을 따라 수직 하방으로 쏟아지는 압력이 작용하기 때문에 용강이 침지 노즐(32)에서 토출될 때에는 더미바 헤드(70)의 상부면에 적층된 금속 칩(52) 및 코일(54)과 부딪혀 여러 방향으로 비산되고, 비산되는 용강 중 일부는 주형(40)의 내측 벽면에 고착된다.

상기와 같이 주조 초기에 주형 내측 벽면에 고착된 용강은, 주편의 냉각과정에서 응고 쉘과 용강의 열전달을 방해하여 응고 쉘 형성의 불균일을 초래하게 된다. 이에 따라서 주편 표면의 불량을 유발하거나 주형에 응고쉘을 구속시켜 주편 인발 시 브레이크-아웃과 같은 설비 사고를 일으키는 문제가 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침지 노즐을 통해 주형으로 토출되는 용강 중 주형 내측 벽면으로 비산되는 용강을 완전히 차단하여 비산된 용강이 주형의 내측 벽면에 고착되는 것을 방지할 수 있는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 그 중앙에 용강이 토출되는 침지 노즐이 위치하고, 턴디쉬 하부면에 지지되는 프레임과, 상기 프레임으로부터 주형 내부로 연장된 가이드 로드와, 상기 가이드 로드를 따라 이동 가능하게 설치되는 차폐 보드를 포함하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 프레임은, 일측이 개방되도록 형성된 것이 바람직하다.

또한 상기 가이드 로드에는, 상기 차페 보드의 이동을 제한하는 돌출턱이 형성된 것이 바람직하다.

또한 상기 가이드 로드는, 상기 차폐 보드가 가이드 로드를 따라 이동될 때 회전되는 것을 방지하는 단면으로 형성된 것이 바람직하다.

그리고 상기 차폐 보드는, 주형 내의 장변과 단변에 대응하는 형상 및 크기를 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 차폐 보드는, 주형에 공급된 용강의 비중보다 가벼운 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 전체 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치(100)는, 크게 턴디쉬(미도시) 하부면과 접촉하여 지지되는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)으로부터 주형(미도시) 내부로 연장된 가이드 로드(110)와, 상기 주형에 공급된 용강의 수위에 따라 부상하되 상기 가이드 로드(110)를 따라 상하 이동가능하게 설치된 차폐 보드(150)로 구성된다.

상기 프레임(110)은, 대략 일측이 개방된 "ㄷ"자 형상을 갖는 구조물로써 프레임(110) 상면이 턴디쉬 하부면과 접촉하도록 형성되고, 턴디쉬에 수강된 용강을 주형 내부로 공급하는 침지 노즐이 그 중앙에 위치될 수 있도록 설치된다.

상기 턴디쉬 하부면과 접촉면적을 극대화하기 위해 바람직하게는, 상기 프레임(110)의 단면 형상이 사각형상을 갖으며, 경우에 따라서는 상기 턴디쉬 하부면에 프레임(110)이 안착 고정되는 홈이 형성될 수도 있다.

여기서 상기 프레임(110)의 일측이 개방된 이유를 살펴보면, 상기 프레임(110)의 중앙에는 턴디쉬에 수강된 용강을 주형으로 안내하기 위한 침지 노즐이 위치하게 되는 바, 주조 중 용강 비산 방지 장치를 턴디쉬 하부에서 취부하거나 취외하기 용이하도록 하기 위함이다.

상기 프레임(110)으로부터 주형 내부로 연장된 가이드 로드(120)는, 소정의 길이를 갖고 그 단면 형상이 다각형의 회전 방지 단면으로 형성된다. 여기서 소정의 길이라 함은, 상기 턴디쉬 하부면에서 주형 내에 위치하는 더비마 헤드에 인접 한 거리이다.

부연하자면, 상기 가이드 로드(120)는 프레임(110)의 하부면과 일체로 형성되고, 상기 프레임(110)의 하부면으로부터 주형 내부로 향하는 다각형 기둥의 형상을 갖는다.

상기 차폐 보드(150)는, 주형 내부에서 직립하는 플레이트의 형상을 갖되 주형 내의 장변과 단변에 대응하는 형상 및 크기를 갖도록 형성되고 프레임(110)의 중앙에 위치하는 침지 노즐을 향하여 양측단이 절곡된 형상을 갖는다. 또한 상기 차폐 보드(150)는, 주형에 공급된 용강의 비중보다 가벼운 재질로 이루어져 용강에서 부상할 수 있고, 용강에서 발산되는 열에 충분히 견딜 수 있는 내화 재질로 이루어진다.

상기와 같은 차폐 보드(150)는 가이드 로드(120)에 관통되는 가이드 소켓(130)이 마련되고, 주형에 공급된 용강의 수위에 따라 가이드 로드(120)를 상하로 이동하도록 설치되는 바, 상기 가이드 소켓(130)의 내측은 가이드 로드(120)의 회전 방지 단면과 부합하도록 형성된다. 상기 가이드 로드(120)의 단부, 즉, 상기 가이드 로드(120)와 프레임(110)이 연결된 타측으로는 가이드 로드(120)의 단면적보다 넓은 면적을 갖는 돌출턱(140)이 형성되어 차폐 보드(150)가 가이드 로드(120)의 하방으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 설치상태를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기와 같은 구조를 갖는 용강 비산 방지 장치(100)는, 침지 노즐(32)을 통해 용강이 주형(40)에 공급되기 전에 턴디쉬(30)의 하부면에 프레임(110)이 밀착 고정되는 바, 상기 프레임(110)의 개방된 일측을 통해 침지 노즐(32)의 수평 방향으로부터 취부된다.

그리고, 상기 침지 노즐(32)이 프레임(110)의 중앙에 위치하도록 조정된 상태에서 턴디쉬(30) 하부면에 지지된다. 경우에 따라서는, 상기 턴디쉬(30) 하부면과 프레임(110)이 별도의 체결수단(예를 들어, 체결용 볼트)에 의해 침지 노즐을 통해 용강 출강 중 움직이지 않도록 고정될 수도 있다.

상기 프레임(110)이 턴디쉬(30)의 하부면에 취부되면, 상기 차폐 보드(150)가 침지 노즐(32)의 토출구 주위를 균등한 간격으로 감싸게 된다. 즉, 상기 차폐 보드(150)는 주형(40) 내의 장변과 단변에 대응하는 절곡된 형상을 갖게 되므로 침지 노즐(32)의 토출구 주위를 감싸게 되고, 상기 차폐 보드(150)의 저면은 침지 노즐(32)의 토출구보다 더미바 헤드(70) 상면에 가깝게 위치하게 된다.

이때, 상기 차폐 보드(150)의 저면은 더미바 헤드(70)의 상부면에 적층된 금속 칩(52)과 코일(54)과 간섭되지 않을 정도의 간격이 유지되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 용강 비산 방지 장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기와 같이 용강 비산 방지 장치(100)가 턴디쉬(30) 하부면에 설치되면, 침지 노즐(32)을 통해 턴디쉬(30)에 수강된 용강이 주형(40) 내부로 공급된다.

상기 침지 노즐(32)을 통해 주형(40)으로 공급되는 용강은 상당한 무게를 갖고 하방으로 흐르기 때문에 침지 노즐(32)의 토출구를 빠져나온 용강은 더미바 헤드(70)의 상면 및 적층된 금속 칩(52)과 코일(54)에 부딪혀 여러 방향으로 비산된 다. 비산된 용강은 침지 노즐(32)의 토출구 주위를 감싸고 있는 차폐 보드(150)에 고착되고, 그 중 일부는 차폐 보드(150)에 고착된 상태를 유지하거나 차폐 보드(150)의 하부로 흘러 주형(40) 내부를 채우게 된다.

상기 침지 노즐(32)을 통해 주형(40)으로 용강이 어느 정도 공급되면, 더미바 헤드(70) 상면에 적층된 금속 칩(52) 및 코일(54)은 용강에서 발산되는 열에 의해 용융되며, 주형(40) 내부를 채우는 용강의 수위에 따라 용강의 비중보다 가벼운 재질로 이루어진 차폐 보드(150)가 가이드 로드(120)를 따라 부상하게 된다.

이때, 용강의 수위에 따라 부상하는 차폐 보드(150)는 회전 방지 단면을 갖는 가이드 로드(120) 및 가이드 소켓(130)에 의해 회전됨 없이 턴디쉬(30) 하부면으로 근접하게 된다. 이에 따라 침지 노즐(32)에서 토출된 용강 중 주형(40) 내측 벽면을 향하여 비산되는 용강을 차폐 보드(150)가 차단하여 비산 용강이 주형(40) 내측 벽면에 고착되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 턴디쉬(30)에 수강된 용강이 모두 주형(40)에 공급되어 새로운 턴디쉬의 교체가 필요할 경우, 상기 턴디쉬(30) 하부면에 고정된 프레임(110)을 취외하고, 새로운 턴디쉬의 하부면에 취부하여 연속주조를 진행하게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

본 발명에 의한 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치는, 침지 노즐을 통해 주형으로 토출되는 용강 중 주형 내측 벽면으로 비산되는 용강을 차단하여 비산되 용강이 주형의 내측 벽면에 고착되는 것을 방지하여 주편 표면의 품질을 향상하고, 브레이크-아웃과 같은 설비 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

그 중앙에 용강이 토출되는 침지 노즐이 위치하고, 턴디쉬 하부면에 지지되는 프레임과,

상기 프레임으로부터 주형 내부로 연장된 가이드 로드와,

상기 가이드 로드를 따라 이동 가능하게 설치되는 차폐 보드를 포함하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 프레임은, 일측이 개방되도록 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 가이드 로드에는, 상기 차페 보드의 이동을 제한하는 돌출턱이 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 가이드 로드는, 상기 차폐 보드가 가이드 로드를 따라 이동될 때 회전되는 것을 방지하는 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 차폐 보드는, 주형 내의 장변과 단변에 대응하는 형상 및 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 차폐 보드는, 주형에 공급된 용강의 비중보다 가벼운 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 용강 비산 방지 장치.