KR100831350B1

KR100831350B1 - 플럭스 공급장치

Info

Publication number: KR100831350B1
Application number: KR1020060118015A
Authority: KR
Inventors: 문기현; 박중길; 이상호; 조중욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-05-21

Abstract

본 발명은 용융 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관에 다수의 토출공을 형성하는 노즐부를 마련하고, 형성되는 토출공의 직경을 점진적으로 크게 형성하여 토출되는 용융 몰드플럭스가 주형 내에 균일하게 공급될 수 있도록 하는 플럭스 공급장치에 관한 것으로서, 주형 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로와; 상기 용해로의 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관을 포함하고, 상기 주입관은 일단이 상기 용해로와 연결되며, 타단에는 노즐부가 구비되고, 상기 노즐부에는 다수개의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 노즐부에 형성되는 다수개의 토출공은 상기 주입관이 연결되는 지점에서 멀어질수록 그 직경이 점점 커지는 것이 바람직하다.

연주기, 용융 몰드플럭스, 주입관, 탕면 커버

Description

플럭스 공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING FLUX}

도 1a의 종래의 방법에 의한 연속 주조 조업 시 몰드의 단면도이고,

도 1b는 종래의 용융 몰드플럭스 공급장치를 나타낸 개략도이며,

도 2a는 본 발명에 따른 플럭스 공급장치를 나타낸 개략도이고,

도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 노즐부의 다른 실시예를 보여주는 사시도이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플럭스 공급장치를 나타낸 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주형 2 : 용해로

2a : 배출구 3 : 주입관

4 : 침지노즐 100,200,300 : 노즐부

110,210,310 : 토출공 400 : 탕면 커버

본 발명은 플럭스 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융 몰드플 럭스를 주형 내에 공급하는 주입관에 다수의 토출공을 형성하는 노즐부를 마련하고, 형성되는 토출공의 직경을 점진적으로 크게 형성하여 토출되는 용융 몰드플럭스가 주형 내에 균일하게 공급될 수 있도록 하는 플럭스 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속 주조 장치에서 제조되는 주편(슬래브, 블룸, 빌렛 등을 총칭)은 래들(ladle)로부터 액체 상태의 용강을 공급받아, 이를 저장하는 턴디쉬(tundish)를 거쳐 주형(mould)을 통과하면서, 주형에서의 냉각작용에 의해 고체 상태의 응고쉘을 형성하게 된다. 이와 같이 용강이 냉각된 응고쉘은 그의 하부에 설치된 가이드 롤에 의해 안내를 받으면서 스프레이 노즐로부터 분사되는 2차 냉각수에 의해 응고가 진행되어 완전한 고체 상태의 주편 형태로 제조된다.

이러한 철강의 연속 주조 조업 중, 용강이 주형 내에 공급될 때 용강뿐만 아니라 부자재인 몰드플럭스도 투입된다. 몰드플럭스는 일반적으로 분말 혹은 과립과 같은 고체 상태로 투입되어 주형 내에 공급된 용강에서 발생된 열에 의해 용융되어 용강과 몰드 사이의 열전달을 제어하고 윤활성능을 향상시킨다.

좀더 자세하게는 도 1a의 종래의 방법에 의한 연소 주조 조업 시 몰드의 단면도에 도시된 바와같이 주형(1) 내에 분말 혹은 과립 형태로 투입된 몰드플럭스는 용강(10)의 탕면 상에서 용융되어 상기 탕면에서부터 차례로 액상층(21), 소결층(반용융층)(23) 및 파우더층(25)을 형성하게 된다.

그리고, 분말 혹은 고립 형태의 몰드플럭스는 액상층(21)의 일부가 주형(1)과 응고쉘(11) 사이로 흘러 들어가 주형(1) 내측벽에서는 응고되어 고상 슬래그 필름(27)을 형성하고, 용강(10)측에서는 액상 슬래그필름(29)을 형성하여 용강(10)과 주형(1) 사이의 열전달을 제어하고 윤활성능을 향상시킨다.

하지만, 고상 슬래그 필름(27)과 용강(10)의 응고쉘(11) 사이에 액상층(21)의 일부가 유입되는 지점에는 고상 슬래그 필름(27)이 주형(1)의 내측으로 돌출된 형태로 형성되는 슬래그베어(27a)가 형성되는데, 상기 슬래그베어(27a)는 용해된 몰드플럭스가 고상 슬래그 필름(27)과 응고쉘(11) 사이로 유입되는 것을 방해하여 윤활성능을 감소시키게 되고, 이러한 현상은 브레이크-아웃 발생을 증가시키는 문제점을 유발하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 몰드플럭스를 주형 외부에서 용해시킨 후 탕면으로 주입하는 방안이 제시되었는바, 도 1b를 참조하여 설명한다.

도 1b는 종래의 용융 몰드플럭스를 이용한 연소 주조 장치를 개략적으로 나타낸 개략도로써, 도시된 바와같이 주형(1) 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키기 위한 용해로(2)와, 상기 용해로(2)에서 용해된 용융 몰드플럭스를 주형(1) 내에 공급하기 위하여 일단이 상기 용해로에 연결되고 타단이 상기 주형 내에 위치되는 주입관(3)을 포함한다.

도면의 미설명 부호 4는 침지노즐이다.

하지만, 용융 상태의 몰드플럭스를 주형에 공급함으로써 슬래그베어의 형성을 방지하는 효과를 얻었으나, 상기 주입관을 통하여 주형 내의 용강 상부에 용융 몰드플럭스를 공급하게 되면 용강 상부에 용융 몰드플럭스가 균일하게 공급되지 않기 때문에 불균일한 상태의 액상 슬래그 필름을 형성하는 경우가 발생되고 윤활성능의 저하와 같은 문제점을 야기시킬 수 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주형에 배치되는 주입관을 통하여 용융 몰드플럭스가 주형 내에 균일하게 공급될 수 있도록 하는 플럭스 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 탕면 커버를 통하여 용융 몰드플럭스를 주형 내에 균일하게 공급될 수 있도록 하는 플럭스 공급장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플럭스 공급장치는 주형 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로와; 상기 용해로의 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관을 포함하고, 상기 주입관은 일단이 상기 용해로와 연결되며, 타단에는 노즐부가 구비되고, 상기 노즐부에는 다수개의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 노즐부는 다수개가 마련될 수 있고, 각각의 노즐부는 주형 내에서 용탕면에 수평으로 형성되고, 그 하단에 상기 다수의 토출공이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플럭스 공급장치는 주형 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로와; 상기 용해로의 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관과; 상기 주형의 상부를 덮는 탕면 커버를 포 함하고, 상기 탕면 커버에는 노즐부가 마련되고, 상기 노즐부에는 다수개의 토출공이 형성되며, 상기 주입관은 일단이 상기 용해로와 연결되고, 타단이 상기 노즐부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 다수의 토출공은 그 형성위치가 상기 주입관이 연결되는 지점에서 멀어질수록 그 직경이 점점 커지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 본 발명에 따른 플럭스 공급장치를 나타낸 개략도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도로서, 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 플럭스 공급장치는 주형(1) 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로(2)와, 상기 용해로(2)의 몰드플럭스를 주형(1) 내에 공급하는 주입관(3)과, 상기 주입관(3)의 단부에 마련되는 노즐부(100)를 포함하여 구성된다.

상기 용해로(2)는 별도의 몰드플럭스 공급원으로부터 가용해된 액상 상태 또는 과립 혹은 분말 상태의 몰드플럭스 원료를 수용한 채로 용융시키는 도가니로서, 그 내에서 용융되는 몰드플럭스를 배출하는 배출구(2a)가 형성된다.

상기 주입관(3)은 일단이 상기 배출구(2a)와 연결되고, 타단에 상기 노즐부(100)가 일체로 또는 연결되어 마련된다.

이때, 상기 노즐부(100)는 상기 주형(1) 내에서 용탕면과 대략 수평이 되도록 상기 주입관(3)의 타단에 마련되고, 그 하단에는 용융 몰드플럭스가 토출되는 다수의 토출공(110)이 형성된다.

그리고, 상기 토출공(110) 각각의 직경은 그 위치가 상기 주입관(3)과의 연결지점에서 멀어질수록 점점 커진다.

본 실시예에서는 상기 주입관(3)의 타단부를 주형내에서 대략 90도로 절곡하고 용탕면과 수평이 되도록 하여, 상기 주입관(3)과 일체로 형성되는 노즐부(100)를 마련하고, 그 하단에 다수의 토출공(110)을 등간격으로 형성한다.

이와같은 토출공(110)은 상기와 같이 등간격으로 형성될 수 있지만, 비례적으로 간격의 폭이 넓어지거나, 비례적으로 간격의 폭이 좁아지거나, 불규칙하게 배치되는 등 다수의 토출공(110)이 형성될 수만 있다면 다양하게 변경되어 실시될 수 있을 것이다.

다만, 다양하게 변경되어 형성되는 토출공(110)은 그 직경이 상기와 같이 주입관(3)의 일단에서 멀어질수록 점점 커져야 한다. 이때 상기 토출공(110) 각각의 직경은 근접된 토출공(110)과의 상호간격에 따라 커지는 비율이 비례적으로 알맞게 조정되는 것이 바람직하다.

그리고, 주입관(3)은 주형(1)의 크기에 따라 바람직한 용융 몰드플럭스의 토출을 위하여 그 중간부분(주형의 내부 또는 외부 중 어떠한 위치라도 무방함.)에서 두 갈래 또는 그 이상의 갈래로 나뉘어지도록 구성하여 갈라지는 부분의 단부에 각각 노즐부(100)를 마련하여 다수개의 노즐부(100)을 구성한 다음, 주형(1)에 배치할 수 있다.

또한, 용해로(2)에 배출구(2a)를 다수개 형성한 다음 각각의 배출구(2a)에 대응되도록 주입관(3)을 하나씩 연결하거나, 용해로(2)를 다수개 설치한 다음 각 용해로(2)에 주입관(3)을 연결하여, 다수개가 구비되는 주입관(3) 각각의 타단부에 노즐부(100)를 구비함으로써, 다수개의 노즐부(100)을 주형(1)에 배치하여 주형(1)의 크기에 따라 바람하게 용융 몰드플럭스가 토출될 수 있도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

상기와 같이 노즐부(100)가 하나 또는 다수개 마련될 수 있는 형상은 다양하게 변경 실기가 가능할 것이다.

본 발명의 실시예에서는 하나의 용해로(2)에 연결되는 주입관(3) 중 주형(1)의 외부에 위치되는 중간부분을 두 갈래로 나누어서 양분되는 주입관(3)의 타단부에 각각 노즐부(100)를 일체로 마련하고, 침지노즐(4)을 기준으로 대략 대칭되도록 배치하였다.

도 3은 본 발명에 따른 노즐부의 다른 실시예를 보여주는 사시도로서, 도 3에 도시된 바와같이 상기 노즐부(200)는 주입관(3)의 타단부에 마련되되, 주입관(3)을 통하여 이송된 용융 몰드플럭스가 양분되어 이송된 다음, 토출될 수 있도록 노즐부(200)의 중심부분에 주입관(3)의 단부를 연결한 것으로서, 전술된 실시예와 같이 하단에 다수의 토출공(210)을 형성하되, 그 중심에서 멀어질수록 직경의 크기가 점점 커지도록 형성하는 것이 바람직할 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플럭스 공급장치를 나타낸 개략도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 플럭스 공급장치는 주형(1) 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로(미도시)와; 상기 주형(1)의 상부를 덮고, 노즐부(300)가 마련되며, 상기 노즐부(300)를 따라 용융 몰드플럭스가 유동하여 주형(1) 내부로 토 출될 수 있도록 구비되는 탕면 커버(400)와, 상기 용해로(2)에서 용융 몰드플럭스를 상기 탕면 커버(400)로 이동시켜 주형(1) 내부로 공급될 수 있도록 하는 주입관(3)을 포함하여 구성된다.

상기 용해로는 전술된 용해로(2)와 동일한 구성 및 효과를 얻을 수 있도록 마련된다.

상기 탕면 커버(400)는 그 내부에 용융 몰드플럭스가 유동될 수 있도록 노즐부(300)가 형성되며, 상기 노즐부(410)의 하부 즉, 탕면 커버(400)의 하면에는 다수의 토출공(310)이 형성된다.

이때 상기 다수의 토출공(310)은 그 형성위치가 상기 주입관(3)이 연결되는 지점에서 멀어질수록 그 직경이 점점 커지는 것이 바람직할 것이다.

상기 탕면 커버(400)에 형성되는 다수의 토출공(310) 또한 상기 실시예에서 설명한 바와같이 형성되는 위치가 등간격이 되도록 형성될 수 있지만, 비례적으로 간격의 폭이 넓어지거나, 비례적으로 간격의 폭이 좁아지거나, 불규칙하게 배치되는 등 다수의 토출공(310)이 형성될 수만 있다면 다양하게 변경되어 실시될 수 있을 것이다.

상기 주입관(3)은 일단이 상기 용해로(2)의 배출구(2a)와 연결되고, 타단이 상기 탕면 커버(400)에 구비된 노즐부(300)에 연결된다.

상기와 같이 다양한 실시예에 따라 구성되는 본 발명에 따른 플럭스 공급장치는 다음과 같이 작용된다.

먼저 용해로(2)에서 몰드플럭스가 용융되면 배출구(2a)를 통하여 주입관(3)으로 이동되고, 주입관(3)의 타단부 또는 탕면커버(400)에 형성되어 있는 노즐부(100,200,300)의 토출공(110,210,310)을 통하여 용탕면의 상부에 토출된다.

이때 용융 몰드플럭스는 용해로(2)에서 주입관(3)으로 배출될 때 일정한 양이 배출되어 일정한 압력을 유지하게 되고, 일정한 압력으로 주입관(3)을 통하여 이동되던 중 주입관(3)의 타단부 또는 탕면 커버(400)에 형성되어 있는 노즐부(100,200,300)의 토출공(110,210,310)을 통하여 적당한 압력으로 토출되는 것이다.

이렇게 다수의 토출공(110,210,310)을 통하여 용융 몰드플럭스가 동시에 토출되어 주형(1) 내 모든 범위에 대하여 용융 몰드플럭스가 토출된다.

하지만, 용융 몰드플럭스의 유동경로 상에 다수개의 토출공(110,210,310)이 형성되어 있어서, 용융 몰드플럭스는 유동경로가 짧은 곳에 위치되어 있는 토출공(110,210,310)부터 순차적으로 토출되기 시작하며, 점점 유동경로가 길어지는 용융 몰드플럭스의 양은 줄어들게 된다.

만약, 이러한 상황에 다수개가 형성되는 토출공(110,210,310)의 직경이 모두 동일한 경우에, 용융 몰드플럭스가 순차적으로 토출하게 되면 유동경로가 짧은 곳에서 주형(1) 내로 토출되는 용융 몰드플럭스는 그 토출압력이 높아서 비교적 많은 양의 용융 몰드플럭스가 토출하게 되고, 유동경로가 긴 곳에서 주형(1) 내로 토출되는 용융 몰드플럭스는 그 양이 줄어듦에 따라 토출압력이 낮아서 비교적 적은 양의 용융 몰드플럭스가 토출하게 되어, 주형(1) 내 모든 범위에 대하여 동시에 용융 몰드플럭슬 공급할 수 있다.

하지만 다수개가 형성되는 토출공(110,210,310)을 통하여 토출되는 용융 몰드플럭스가 각각의 토출공(110,210,310)에서 균일한 양으로 토출될 수 있도록 본 발명에서는 토출공(110,210,310)의 직경 크기를 용융 몰드플럭스의 유동경로가 길어지는 지점에 위치되는 토출공(110,210,310)일수록 점점 크게 함으로써 토출압력이 낮아지는 것을 토출공(110,210,310)의 직경 크기로 보상하여 각각의 토출공(110,210,310)에서 토출되는 용융 몰드플럭스의 양을 일정하게 하였다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 플럭스 공급장치를 이용하면 주입관 또는 탕면 커버에 마련되는 다수의 토출공이 형성된 노즐부를 통하여 용융 몰드 플럭스를 동시에 넓은 범위에 토출할 수 있어, 주형 내 용강 상부에 용융 몰드플럭스를 균일하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 노즐부에 형성되는 다수의 토출공을 용융 몰드플럭스가 유동되는 방향을 따라 점점 그 직경이 커지도록 형성하여 각 토출공을 통하여 토출되는 용융 몰드플럭스의 양이 균일하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims

주형 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로와;

상기 용해로의 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관을 포함하고,

상기 주입관은 일단이 상기 용해로와 연결되고, 타단에는 노즐부가 구비되며, 상기 노즐부에는 다수개의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 노즐부에 형성되는 다수개의 토출공은 상기 주입관이 연결되는 지점에서 멀어질수록 그 직경이 점점 커지는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 노즐부는 다수개가 마련되는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 노즐부는 주형 내에서 용탕면에 수평으로 형성되고, 그 하단에 상기 다수의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.
주형 내에 공급될 몰드플럭스를 용융시키는 용해로와;

상기 주형의 상부를 덮고, 노즐부가 마련되며, 상기 노즐부에 다수의 토출공이 형성되는 탕면 커버와;

일단이 상기 용해로와 연결되고, 타단이 상기 탕면 커버의 노즐부와 연결되어 상기 용해로의 몰드플럭스를 주형 내에 공급하는 주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.
제 5항에 있어서,

상기 다수의 토출공은 그 형성위치가 상기 주입관이 연결되는 지점에서 멀어질수록 그 직경이 점점 커지는 것을 특징으로 하는 플럭스 공급장치.