KR100954789B1 - 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치 및연속주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강슬래브 연속주조시 턴디쉬에서 몰드로 용강을 공급하는 침지노즐을 단공으로 하여 노즐막힘을 줄이고, 노즐 토출구 하부에 직류 전자석을 설치하여 토출류의 하강속도를 줄이고, 자석을 상하좌우로 움직일 수 있도록 하여 편류가 발생하면 자석을 이동 제어하여 장시간 동안 양호한 주탕 상태를 유지하도록 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치에 관한 것으로서, 단공 침지노즐(2)의 토출구 직하부에 위치하도록 연주몰드(1) 장변 외부에 설치된 직류 전자석(3)으로부터 발생된 자장(B)의 수직방향으로 전도성 물질(용강)을 이동(V)시키면 이에 직교하는 방향으로 유도전류(J)가 발생하게 되고, 상기 유도전류(J)와 자장(B)에 의하여 이와 직교하는 방향으로 힘(F)과 단공 침지노즐(2)의 토출류 유동의 방향이 반대방향이 되어 유동에 저항이 발생하여 유속이 줄어듦과 동시에 용강의 좌우 유동(5)이 몰드단변(4) 방향으로 퍼지게 되어 2공 노즐로 용강을 공급하는 것과 유사하게 되는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치 및 연속주조방법을 제공한다.

연속주조, 단공노즐, 편류, 직류전자석, 몰드장변, 몰드단변

Description

전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치 및 연속주조방법{APPARATUS FOR CONTINUOUSLY CASTING SLAB BY ELECTRO -MAGNETIC ONE-HOLE SUBMERGED ENTRY NOZZLE, AND CONTINUOUS CASTING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 도시한 장변부 단면도;

도 2는 본 발명에 따른 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 도시한 단변부 단면도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:몰드 장변 2:단공노즐 3:직류자석

4:몰드 단변 5:용강 유동 6:전자석 이동방향

본 발명은 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강슬래브 연속주조시 턴디쉬에서 몰드로 용강을 공급하는 침지노즐을 단공으로 하여 노즐막힘을 줄이고, 노즐 토출구 하부에 직류 전자석을 설치하여 토출류의 하강속도를 줄이고, 자석을 상하좌우로 움직일 수 있도록 하여 편류가 발생하면 자석을 이동 제어하여 장시간 동안 양호한 주탕 상태를 유지하도록 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 강슬래브 주조에는 주로 2공 침지노즐(SEN; Submerged Entry Nozzle)을 이용하고 있는데, 이 경우 몰드 내의 토출구 주위에 지금이 붙어서 토출구 막힘이 발생하여 몰드 내 용강 유동의 편류가 발생하기 쉽으며, 더 심한 경우 노즐막힘으로 발전하여 주조를 중단하게 된다.

이러한 노즐막힘 현상은 용탕의 흐름이 정체되는 부위에서 발생하기 쉬우며, 노즐 상부 취입구와 하부 토출구에서 현저하게 나타난다.

상기와 같은 노즐막힘에 대한 종래의 대책은 노즐내부에 Ar 가스를 취입하는 방법, 침지노즐을 가열하면서 주조하는 방법(일본 특개소54-6816호), 노즐 내 단열슬릿과 노즐 외면에 보온커버를 부착하는 방법, 내화물 재질을 개선하여 계면 평활도를 높이는 방법, 노즐 형상을 바꾸는 방법 등이 있으나, 이런 방법은 침지노즐의 중간부분을 대상으로 한 것으로 노즐의 상하부에 집중적으로 발생하는 노즐막힘을 해결하지 못하는 실정이다.

또한 노즐상부의 막힘을 방지하기 위하여, 취입구 주위에 코일을 설치하하여 고주파전원을 인가함으로써 핀치력(Pinch Force)로 노즐과 용강과의 사이에 간격이 생기도록 하는 방법(일본 특개소60-250862호)이 개시되어 있으나, 노즐과 용강과의 사이에 간격이 주탕량, 턴디쉬 내의 용강량, 노즐 내경 등에 따라 달라지기 때문에 제어하기가 어려운 실정이다.

또한 노즐 내 용강을 전자기력으로 회전시켜 제거하려는 시도(일본 특개소62-64470호)가 있으나, 회전류에 의하여 몰드 내 용강에 회전류가 발생하며, 특히 몰드 단변부에서 상승류 및 하강류가 커지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 단공노즐을 강슬래브의 연속주조공정에 도입하고, 노즐 토출구 부근에 상하좌우로 이동할 수 있는 직류전자석을 배치하여, 직류자석에 의해 단공노즐의 용강유동이 2공노즐의 용강 유동과 유사하게 형성될 수 있도록 하여 노즐막힘을 방지하고, 편류가 발생하면 편류정도에 따라 전자석을 이동시킴으로써 편류를 제어 내지 감소시킬 수 있도록 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치 및 연속주조방법를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용강을 수용하여 배출하는 턴디쉬에 하부에 결합된 단공 침지노즐(2)과; 상기 단공 침지노즐(2)의 토출구에 근접하도록 연주몰드(1)의 장변부에 상하 및 좌우 이동가능하도록 설치되는 직류 전자석(3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 연주몰드(1)의 장변부에 상하 및 좌우 이동가능하도록 설치되는 직류 전자석(3)은 직류자장의 세기는 0.5 테슬라 이상인 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 제공하게 된다.

한편, 본 발명은 단공 침지노즐(2)의 토출구 직하부에 위치하도록 연주몰드(1) 장변 외부에 설치된 직류 전자석(3)으로부터 발생된 자장(B)의 수직방향으로 전도성 물질(용강)을 이동(V)시키면 이에 직교하는 방향으로 유도전류(J)가 발생하게 되고, 상기 유도전류(J)와 자장(B)에 의하여 이와 직교하는 방향으로 힘(F)과 단공 침지노즐(2)의 토출류 유동의 방향이 반대방향이 되어 유동에 저항이 발생하여 유속이 줄어듦과 동시에 용강의 좌우 유동(5)이 몰드단변(4) 방향으로 퍼지게 되어 2공 노즐로 용강을 공급하는 것과 유사하게 되는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 단공 침지노즐(2)에서 배출되는 용강에서 편류가 발생할 때 상기 직류 전자석(3)을 편류가 발생하는 방향으로 이동(6)시켜 편류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 도시한 장변부 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치를 도시한 단변부 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 강을 수용하여 배출하는 턴디쉬에 하부에 단공 침지노즐(2)이 결합되어 연주몰드(1)로 용강을 배출하게 되며,

상기 단공 침지노즐(2)의 용강 토출구 단부에 근접하도록 연주몰드(1)의 장변부에 상하 및 좌우 이동가능하도록 직류 전자석(3)이 설치된다.

또한, 상기 연주몰드(1)의 장변부에 상하 및 좌우 이동가능하도록 설치되는 직류 전자석(3)은 직류자장의 세기는 0.5T(테슬라) 이상인 것을 사용하는데, 0.5T 미만의 자장세기를 지니는 자석(3)을 사용하게 되면, 몰드(1) 내부에서 발생하는 용강의 편류를 제어할 수 없게 된다.

본 발명의 이론적 배경을 살펴보면, 단공 침지노즐(2)의 토출구 직하부의 몰드(1) 장변 외부에 정자장(직류자석; 3)을 설치하면 자장(B)이 발생하고,

상기 발생된 자장(B)이 있는 공간에 자장(B)과 수직방향으로 전도성 물질(용강)을 이동(V)시키면 이에 직교하는 방향으로 유도전류(J)가 발생하게 된다.

상기 유도전류(J)와 자장(B)에 의하여 이와 직교하는 방향으로 힘(F)이 발생하는데, 이 힘의 방향(F)과 노즐(2)의 토출류 유동의 방향이 반대방향이 되어 유동에 저항이 발생하여 유속이 줄어들면서, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 유동(5)이 몰드단변(4) 방향으로 퍼지게 되어 2공 노즐로 용강을 공급하는 것과 유사하게 되는 것이다.

또한, 상기 단공 침지노즐(2)에서 용강편류현상이 발생할 경우에는 전자석(3)을 편류가 일어나는 방향으로 이동(6)시켜 편류를 제어 할 수 있으며,

또한, 본 발명에 도입되는 단공 침지노즐(2)의 토출구 위치가 가변적이므로 상기 직류 전자석(3)을 토출구 위치에 부합하도록 상하이동가능하도록 설치한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 강슬래브 연속주조시 턴디쉬에서 몰드로 용강을 공급하는 침지노즐을 단공으로 하여 노즐 막힘을 줄이고, 노즐 토출구 하부에 직류 전자석을 설치하여 토출류의 하강 속도를 줄이고, 자석을 상하좌우로 움직일 수 있도록 하여 편류가 발생하면 자석을 움직여 제어하여 장시간 동안 양호한 주탕 상태를 유지하도록 하여 생산성 및 품질 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 용강을 수용하여 배출하는 턴디쉬의 하부에 결합된 단공 침지노즐(2)과;

   상기 단공 침지노즐(2)의 토출구 직하부에 근접되어 연주몰드(1)의 장변부에 상하 및 좌우 이동가능하도록 설치되는 직류 전자석(3);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 직류 전자석(3)은 직류자장의 세기는 0.5 테슬라 이상인 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조장치.
3. 단공 침지노즐(2)의 토출구 직하부에 근접되도록 연주몰드(1) 장변 외부에 설치된 직류 전자석(3)으로부터 발생된 자장(B)의 수직방향으로 용강을 이동(V)시키면 이에 직교하는 방향으로 유도전류(J)가 발생하게 되고,

   상기 유도전류(J)와 자장(B)에 의하여 이와 직교하는 방향으로 힘(F)과 단공 침지노즐(2)의 토출류 유동의 방향이 반대방향이 되어 유동에 저항이 발생하여 유속이 줄어듦과 동시에 용강의 좌우 유동(5)이 몰드단변(4) 방향으로 퍼지게 되어 2공 노즐로 용강을 공급하는 것과 유사하도록 이루어지며,

   상기 단공 침지노즐(2)에서 배출되는 용강에서 편류가 발생할 때 상기 직류 전자석(3)을 편류가 발생하는 방향으로 좌우 이동(6)시켜 편류를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기 단공 침지노즐을 이용한 슬래브 연속주조방법.
4. 삭제

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