KR100803732B1 - 용강 유출 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강이 담겨지는 용기에 연결되는 출강 노즐을 절단하는 용강 유출 차단 장치에 있어서, 출강 노즐을 절단하는 나이프와, 상기 나이프 상면의 적어도 일부 영역에 형성된 융착 방지부를 포함한 커트부 및 상기 커트부의 전후 이동을 조절하는 이동 수단을 포함하고, 상기 융착 방지부는 용강이 융착되지 않는 재질로 이루어지며 상기 출강 노즐의 절단면에 위치되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치를 제공한다. 이에 따라 용강 유출의 차단을 위한 침지 노즐의 절단시 용강의 나이프로의 융착을 방지함으로써, 용강 유출의 차단으로 설비 파손 및 안전성 저해를 방지하고, 작업 완료 후 장치의 해체를 신속하게 하여 작업 시간을 감소시킬 수 있다.

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Description

용강 유출 차단 장치 {Apparatus for blocking outflow of melting steel}

도 1은 종래 용강 유출 차단 장치가 설치된 주조 설비의 단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치를 도시한 분해 사시도 및 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치가 설치된 주조 설비의 단면도.

도 5는 턴디시 하부에 설치된 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치의 사시도.

도 6은 노즐이 절단되도록 동작된 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유압 실린더 20 : 커트부

30 : 용강 40 : 턴디시

50 : 침지 노즐 60 : 주형

70 : 승하강 장치 80 : 스토퍼

90 : 레일 플레이트

본 발명은 용강 유출 차단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디시 하부에 설치된 침지 노즐을 절단 폐쇄하여 턴디시로부터 침지 노즐을 통한 용강 유출을 차단하는 용강 유출 차단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강 공정은 용선 예비 처리 공정, 전로 정련 공정, 이차 정련 공정 및 연속 주조 공정 순으로 진행된다.

연속 주조 공정은 정련된 용강을 담고 있는 래들(ladle)을 래들 터랫트(ladle turret)에 안착하고, 래들(ladle)로부터 용강을 공급 받아 일시적으로 저장한 후, 각 스트랜드(strand)로 분배하는 기능을 가진 턴디시(tundish)에 용강을 수용하고, 복수의 주형(mold)내에 동시에 분배, 주입하도록 하여 이루어진다.

턴디시로부터 주형으로의 용강 주입은 턴디시 바닥에 구비된 침지 노즐을 통하여 행하여지고, 침지 노즐을 통과하는 용강의 유량을 제어하는 수단으로는 일반적으로 슬라이딩 노즐 방식과 스토퍼(stopper)방식 중 어느 하나를 선택하여 사용하고 있다.

도 1은 종래 용강 유출 차단 장치가 설치된 주조 설비의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 용강 유출 차단 장치는 턴디시(3) 바닥에 일체형으로 형성된 침지 노즐(4)과, 침지 노즐(4) 상부에 형성되는 스토퍼(stopper, 6)와, 스토퍼(6)에 연결되는 승하강 장치(7)를 포함한다. 상기 승하강 장치(7)는 스토퍼(6)를 상하로 이동시켜 스토퍼(6)의 선단과 침지 노즐(4)의 상부 입구와의 간격을 조정하여, 턴디시(3)로부터 주형(5)으로의 용강(1) 주입량을 제어한다.

그런데 주조 작업 중 턴디시(3) 탕내에 수용된 용강(1)의 주형(5)으로의 유출을 강제적으로 차단해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에는, 스토퍼(6)를 턴디시(3) 바닥의 침지 노즐(4)과 밀착하게 하여 탕내 유출공을 폐쇄하게 되어 있다.

그러나 이러한 스토퍼 방식에 있어서의 주입량을 제어할 경우에 내화물재인 스토퍼(6)가 절손될 경우 탕내의 용강 유출을 효과적으로 정지시킬 수 없으며, 침지 노즐(4) 상단의 유출공에 대량의 알루미나가 부착하는 경우도 상기와 같이 탕내에 수용된 용강(1)의 유출을 정지시킬 수 없게 된다. 이로 인해 주형(5)의 상부로 용강(1)이 흘러넘쳐 주조 작업을 중단해야 하는 경우가 발생하고, 또한 설비 파손에 의한 수리비의 증대를 초래할 뿐만 아니라, 작업자의 안전을 저해하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 주조 작업 중 비상 상황 발생시 침지 노즐(4)을 절단하여 용강 유출을 차단하는 절단 방식이 적용되었다. 이를 위해 도 1에 도시한 바와 같이, 용강 유출 차단 장치는 턴디시(3) 하부에 형성되어 침지 노즐(4)을 절단하는 나이프(8)와, 나이프(8)의 이동을 조절하는 유압 실린더(9)를 포함한다. 용강(1)의 주형(5)으로의 유출을 강제적으로 차단해야 하는 경우, 유압 실린더(9)에 연결된 나이프(8)를 작동하여 용강(1)이 주형(5)으로 유출되지 못하도록 침지 노즐(4)을 절단하고 절단면을 나이프(8)가 막아 강제적으로 폐쇄하도록 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래 용강 유출 차단 장치는 노즐 절단시 용강이 나이프 표면에 융착 및 냉각되어 지금으로 형성되므로, 작업 종료 후 용강 유출 차단 장치의 부분별 해체와 함께 침지 노즐 내부의 지금 제거 작업을 병행하여야 한다. 그러나 침지 노즐 내측면 뿐 아니라 나이프 표면에 융착되어 형성된 지금으로 인해 해체 작업에 시간이 과다 소요되는 문제점이 있다. 또한 지금 제거를 위해 고열인 턴디쉬 내부로 진입하여 처리해야 하므로, 작업자 부하의 증대를 초래할 뿐만 아니라, 설비 파손을 야기하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용강 유출의 차단을 위한 침지 노즐의 절단시 용강의 나이프로의 융착을 방지함으로써, 용강 유출의 차단으로 설비 파손 및 안전성 저해를 방지하고, 작업 완료 후 장치의 해체를 신속하게 하여 작업 시간을 감소시킬 수 있는 용강 유출 차단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용강이 담겨지는 용기에 연결되는 출강 노즐을 절단하는 용강 유출 차단 장치에 있어서, 출강 노즐을 절단하는 나이프와, 상기 나이프 상면의 적어도 일부 영역에 형성된 융착 방지부를 포함한 커트부 및 상기 커트부의 전후 이동을 조절하는 이동 수단을 포함하고, 상기 융착 방지부는 용강이 융착되지 않는 재질로 이루어지며 상기 출강 노즐의 절단면에 위치되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치를 제공한다.

상기 나이프 상면의 적어도 일부 영역에 조립홈이 형성되어, 상기 조립홈 내 부에 상기 융착 방지부가 삽입 장착될 수 있다.

상기 융착 방지부의 재질은 내화물인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 내화물은 그라파이트(graphite)일 수 있다.

상기 융착 방지부는 내화물과, 상기 내화물을 내부에 수용하는 케이스를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 용강 유출 차단 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.

도면을 참조하면, 용강 유출 차단 장치는 유압 실린더(10)와, 유압 실린더(10)의 로드 끝에 고정되는 커트부(20)를 포함하여 이루어진다. 상기 커트부(20)는 침지 노즐을 절단하는 나이프(21)와, 나이프(21) 상면의 소정 영역에 형성된 융착 방지부(22)를 포함한다.

상기 유압 실린더(10)는 커트부(20)의 전후 이동을 조절하는 역할을 하는 것으로, 용강 유출을 강제적으로 차단하여야 하는 비상 상황 발생시 유압 실린더(10)를 통해 커트부(20)를 전진시켜 침지 노즐을 절단하도록 한다. 본 실시예에서는 커트부(20)의 이동을 위한 이동 수단으로 유압 실린더(10)를 사용하고 있으나, 본 발명에 적용되는 이동 수단은 이에 한정되지 아니하고 다양한 구성으로 변경될 수 있다.

상기 커트부(20)는 침지 노즐의 절단과 동시에 절단면을 폐쇄하여 용강의 유출을 강제적으로 차단하는 역할을 한다. 상기 커트부(20)의 융착 방지부(22)는 상기 절단면에 위치하여 용강이 나이프(21)에 융착되는 것을 방지하는 것으로, 침지 노즐의 절단면, 즉 용강과 접촉하는 단면적을 포함하며, 용강이 융착되지 않는 재질인 그라파이트(graphite)와 같은 내화물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 절단면 영역이 확보되는 이상, 융착 방지부(23)는 원형 또는 사각형 등의 다양한 단면 형상으로 구성될 수 있으며, 그 모양은 한정되지 않는다.

이를 위해, 본 실시예에서는 나이프(21) 상면의 소정 영역에 조립홈이 형성되고, 내부에 그라파이트가 수용된 케이스(23)가 상기 조립홈 내에 삽입 장착된다. 이는 조립이 용이하여 상기 케이스(23)만을 분리함으로써, 간단하게 교체 및 분리할 수 있는 이점이 있다. 이러한 융착 방지부(22)의 형성은 상술한 바에 한정되지 않고, 다양한 구조 및 재질로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치가 설치된 주조 설비의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 주조 설비는 턴디시(40)와, 턴디시(40)의 저면에 형성되어 용강(30)을 유출하는 침지 노즐(50)과, 침지 노즐(50)의 하부에 용강(30)을 소정의 두께와 폭을 갖는 주편으로 생산하는 주형(60)을 포함하여 구성된다. 이러한 주조 설비는 턴디시(40)의 저면에 설치된 침지 노즐(50)을 개공시켜 용강(30)을 유출하며, 용강(30)이 주형(60)을 통하여 아래로 흐름에 따라 주형(60)의 단면 형상으로 응고되면서 연속 생산하는 방식으로 되어 있다.

이러한 주조 작업 중 비상 상황이 발생하는 경우에 용강(30)의 유출을 강제적으로 차단하기 위해 침지 노즐(50)을 절단하는 용강 유출 차단 장치는 상기 턴디시(40) 하부의 침지 노즐(50) 주변에 설치되고, 유압 실린더(10)와, 상면에 융착 방지부(22)가 형성된 커트부(20)를 포함하여 이루어진다. 이들의 작동을 위해 중앙에 침지 노즐(50)이 관통 결합되는 구멍이 형성된 사각 형상의 레일 플레이트(90)가 침지 노즐(50)을 관통하여 턴디시(40) 하면에 결합되고, 커트부(20)가 유압 실린더(10)에 의해 전진 이동함으로써 상기 레일 플레이트(90)의 내부로 삽입 내장되어 침지 노즐(50)을 절단한다. 이에 따라 절단면을 폐쇄하여 용강(30)의 유출을 차단함과 동시에, 커트부(20)의 융착 방지부(22)로 인해 용강(30)이 나이프(21)에 융착되는 것을 방지한다.

또한, 상기 침지 노즐(50) 상부에 구비되는 스토퍼(80)와, 스토퍼(80)에 연결하는 승하강 장치(70)를 더 포함한다. 상기 승하강 장치(70)는 스토퍼(80)를 상하로 이동시켜 스토퍼(80)의 선단과 침지 노즐(50)의 상부 입구와의 간격을 조정하여, 턴디시(40)로부터 주형(60)으로의 용강(30) 주입량을 제어한다.

이하, 본 발명에 의한 용강 유출 차단 장치의 작용에 대하여 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치의 작용을 설명하기 위한 것으로, 도 5는 턴디시 하부에 설치되는 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치의 사시도를 나타낸 것이고, 도 6은 노즐이 절단되도록 동작된 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치의 사시도를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 용강 유출 차단 장치의 작동을 위해, 중앙에 침지 노 즐(50)이 관통 결합되는 관통홀(91)이 형성되고 용강 유출 차단 장치의 커트부(20)가 내부로 삽입 내장되는 사각 형상의 레일 플레이트(90)가 형성되고, 레일 플레이트(90)는 침지 노즐(50)을 관통하며 사각 형상의 모서리부에 형성된 다수의 결합공(92)을 통해 턴디시(40) 하면에 결합될 수 있다. 또한, 상기 커트부(20)가 원활하게 안내되어 이동할 수 있도록 지지 가이드(95)가 형성된다. 상기 레일 플레이트(90)의 상부 또는 하부판에 커트부(20)를 정확하게 안내하도록 레일 형태의 가이드가 더 형성될 수도 있다.

주형 내의 용강 융착이나, 이송 설비 이상 등의 이유로 주조 작업중 강제적으로 턴디시(40) 탕내에 수용된 용강(30)의 유출을 폐쇄 및 차단해야 하는 경우가 발생되는데, 이와 같은 경우 본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치를 이용하여 침지 노즐(50)을 절단 폐쇄한다.

이를 위해 용강(30)이 유출될 위험이 발생하면 유압 실린더(10)를 확장시킨다. 실린더(10)가 확장됨에 따라 커트부(20)가 전진하여 레일 플레이트(90)의 내부에 삽입되도록 안내되고, 나이프(21)의 날카로운 날이 레일 플레이트(90)에 관통 형성된 침지 노즐(50)을 절단한다. 또한, 침지 노즐(50)의 절단과 동시에 커트부(20)의 융착 방지부(22)가 침지 노즐(50)의 절단면에 위치한다. 커트부(20)에 의해 절단 폐쇄된 침지 노즐(50) 내부의 용강은 급속히 냉각되고, 용강과 접촉되는 커트부(20)는 융착 방지부(22)로 인해 용강이 융착되지 않는다. 즉, 용강이 융착되지 않는 재질의 내화물로 이루어진 융착 방지부(22)를 형성함으로써, 용강(30)이 나이프(21)에 융착되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 용강 유출 차단장치를 이용하면, 턴디시로부터 침지 노즐을 통한 용강 유출을 신속하고 안전하게 차단할 수 있다.

또한 침지 노즐을 절단하는 나이프에 용강이 융착되는 것을 방지함으로써, 작업 완료 후 장치의 해체 작업이 용이하여 신속하고 안전하게 처리할 수 있는 이점이 있다. 또한, 융착 방지부의 교체가 가능하여 나이프를 다수회 재활용할 수 있으며, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 의한 용강 유출 차단 장치의 작용을 위한 수단으로 턴디시 하면에 설치된 레일 플레이트를 사용하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 구성으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 별도의 구성을 요하지 않고, 유압 실린더 자체를 단순히 턴디시 하면에 고정시키는 경우에도, 유압 실린더에 의해 이동된 커트부가 침지 노즐을 절단하고 용강의 융착을 방지함으로써 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 따른 용강 유출 차단 장치는 턴디시로부터 침지 노즐을 통한 용강 유출을 신속하고 안전하게 차단하여 설비 파손 및 안전성 저해를 방지할 수 있다. 또한 용강 유출의 차단을 위한 침지 노즐의 절단시 용강의 나이프로의 융착을 방지함으로써, 작업 완료 후 장치의 해체 작업이 용이하여 신속하고 안전하게 처리할 수 있으며 작업 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 융착 방지부의 교체가 가능하여 나이프를 다수회 재활용할 수 있으며, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (5)

1. 용강이 담겨지는 용기에 연결되는 출강 노즐을 절단하는 용강 유출 차단 장치에 있어서,

   출강 노즐을 절단하는 나이프와, 상기 나이프 상면의 적어도 일부 영역에 형성되어 교체 가능한 융착 방지부를 포함한 커트부; 및

   상기 커트부의 전후 이동을 조절하는 이동 수단을 포함하고,

   상기 나이프 상면의 적어도 일부 영역에 조립홈이 형성되어, 상기 조립홈 내부에 상기 융착 방지부가 삽입 장착되거나 분리되며,

   상기 융착 방지부는 용강이 융착되지 않는 재질로 이루어지며 상기 출강 노즐의 절단면에 위치되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 융착 방지부의 재질은 내화물인 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 내화물은 그라파이트(graphite)인 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 융착 방지부는 내화물과, 상기 내화물을 내부에 수용하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 용강 유출 차단 장치.

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