KR101009018B1

KR101009018B1 - 레들의 용강 주입구 개폐장치

Info

Publication number: KR101009018B1
Application number: KR1020030082092A
Authority: KR
Inventors: 최봉철; 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2011-01-17
Also published as: KR20050048220A

Abstract

본 발명의 목적은 필러 응고층에 의한 개공 불량 상태를 해소할 수 있는 레들의 용강 주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 레들 저부의 노즐에 끼워져 노즐을 막는 노즐 마개와, 상기 레들 하부에 설치된 카셋트의 개방작동시 상기 노즐마개를 밀어올려 노즐로부터 상기 노즐 마개를 분리시키기 위한 작동수단을 포함하는 레들의 용강 주입구 개폐장치를 제공한다.

노즐마개, 이동플레이트, 경사홈

Description

레들의 용강 주입구 개폐장치{Apparatus for plugging ingot steel outlet of ladle}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개폐장치가 설치된 레들의 용강 주입구를 절개하여 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개폐장치의 일부 구성 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 구성을 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일부 구성 평면도,

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 개폐장치의 작동 상태를 순서대로 도시한 단면도,

도 6은 종래기술에 따른 레들을 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50 : 레들 51 : 용강주입구

52 : 노즐 53 : 고정플레이트

54 : 이동플레이트 55 : 개방구

60 : 노즐마개 61 : 하부몸체

62 : 상부몸체 63 : 지지플레이트

64 : 연결바 65 : 구멍

66 : 무게추 68 : 바퀴

69 : 경사홈

본 발명은 주조용 레들에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 레들의 용강 주입구 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 레이들은 용강 생산에 사용되는 쇳물을 연속주조, 강괴로 제조하기 위하여 용강을 턴디쉬(tundish)로 주입하기 위한 것으로, 용강 레이들의 저면에는 용강을 턴디쉬로 주입하기 위한 톱 노즐이 설치된다.

이 톱 노즐은 내부에 형성된 구멍을 통하여 용강이 턴디쉬로 주입되도록 하는 역할을 하는데, 상기 구멍의 자연 개공과 레이들 하단부 카셋트의 면압플레이트를 보호하기 위하여 레이들 준비작업 중에 구멍 내부로 휠러가 투입된다.

도 6에서는 종래의 레들을 부분 절개하여 도시하고 있다.

레들(2)의 하부에는 용강 주입구(4)가 형성되고, 용강 주입구(4)의 직하방에는 턴디쉬(6)가 위치한다. 금속이 용해된 용강은 레들(2)의 내부에 채워진 상태에서 용강 주입구(4)를 통해 턴디쉬(6)로 부어지고, 부어진 용강은 주조관(8)을 따라 진행하면서 주편으로 제조된다.

여기서, 용강 주입구(4)는 용강이 부어지기 전에 막혀진 상태가 되어야 한다.

이를 위하여 용강 주입구(4)의 상부로부터 연와(10), 상부 노즐(12), 고정 플레이트(14), 이동 플레이트(16) 및 하부 노즐(18)이 순차적으로 배치된다.

여기서, 이동 플레이트(16)가 실린더(20)에 의해 당겨지면 용강 주입구(4)를 막은 상태가 되며, 이 상태에서 용강 주입구(4)에 필러(filler)를 충진시킨다.

이러한 필러는 충진 후 일정한 시간이 경과되면 표면에 얇은 응고층(22)이 생겨서 용강의 수강시 필러가 쓸러가지 않도록 되어 있다.

그리고, 이동 플레이트(16)가 이동하여 용강 주입구(4)를 개방하게 되면 필러의 응고층(22)은 무너지고, 용강이 상부 노즐(12), 고정 플레이트(14), 이동 플레이트(16) 및 하부 노즐(10)을 통해 턴디쉬(6)로 흘러 내리게 된다.

그런데 레들로 용강이 수강될 시 필러 응고층(22)이 채 형성되지 않은 상태에서 용강을 수강하다보면 충진된 필러가 용강 압력에 의해 다른 곳으로 밀려나게 되고 용강이 고정 플레이트까지 침투하게 된다.

이렇게 침투된 상태로 장시간 대기하게 되면 용강이 굳어져 용강 주입구를 개방하더라도 용강이 턴디쉬로 주입되지 않는 개공 불량 상태가 발생된다. 또한, 필러 응고층이 너무 두텁게 형성되어도 용강 주입구의 개방시 용강이 아래로 주입되지 않는 주입구 막힘현상이 발생된다. 이와 같이 막힌 용강 주입구는 산소랜드를 사용하여 용강 응고층을 용해하거나 필러 응고층을 뚫어 주어야 한다.

이때 작업자가 직접 산소랜스를 잡고 개공 작업을 해야 하기 때문에 화상으로 인한 안전사고가 발생위험이 상당히 높게 된다.

또 다른 문제점은 필러에 의한 초기 주편의 품질이 불량해 질 수 있다는 것 이다. 즉, 용강 주입구에 충진되었던 필러가 용강 주입구의 개공시 턴디쉬로 같이 혼입되어 주편에 필러가 혼입되는 주편의 품질 결함이 발생된다. 그 결과, 초기 주편은 사용을 못하게 되어 제품 실수율이 떨어지게 된다.

이와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 필러 응고층에 의한 개공 불량 상태를 해소할 수 있는 레들의 용강 주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 하는 레들의 용강 주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

아울러 본 발명의 또 다른 목적은 제품 실수율을 향상시킬 수 있게 하는 레들의 용강 주입구 개폐장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위해서 본 발명의 개폐장치는 레들 저부의 노즐에 끼워져 노즐을 막는 노즐 마개와, 상기 레들 하부에 설치된 카셋트의 개방작동시 노즐로부터 상기 노즐 마개를 분리시키기 위한 작동수단을 포함한다.

여기서 상기 노즐마개는 내화물로 이루어지도록 함으로써 작동수단에 의해 노즐마개가 용강 상부로 부상되어 노즐을 개방시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개폐장치가 설치된 레들의 용강 주입구를 절개하여 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개폐장치의 일부 구성 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 구성을 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 레들(50)은 용강을 담아 턴디쉬(tundish)로 주입하기 위한 것으로, 저면에는 용강을 턴디쉬로 주입하기 위한 용강주입구(51)가 형성되고, 이 용강주입구(51) 내측에는 노즐(52)이 설치되며, 상기 레들(50)의 하부에는 상기 노즐에 연결되어 노즐을 선택적으로 개폐할 수 있도록 고정플레이트(53)와 이동플레이트(54)를 포함하는 카셋트가 장착된 구조로 되어 있다.

따라서 필요시 상기 이동플레이트(54)를 슬라이딩시키게 되면 이동플레이트(54)에 형성된 개방구(55)가 상기 노즐(52)과 연통되면서 노즐(52)이 개방되어 용강이 분출되는 것이다.

여기서 본 발명은 상기한 구조의 레들(50)에 있어서, 상기 레들(50) 내부에서 상기 노즐(52)에 슬라이딩가능하게 끼워져 노즐(52)을 막는 내화물 재질의 노즐마개(60)와, 상기 레들(50) 하부에 설치된 카셋트의 개방작동시 상기 노즐마개(60)를 밀어올려 노즐(52)로부터 상기 노즐마개(60)를 분리시키기 위한 작동수단을 포함한다.

상기 노즐마개(60)는 내화물로 이루어지는 데, 이는 고온의 용강으로부터 노즐마개(60)를 보호함과 더불어 노즐(52) 개방시 노즐마개(60)가 용강으로부터 용이하게 부상될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 노즐마개(60)는 노즐(52)에 끼워지는 하부몸체(61)와 이 하부몸체(61)에 연결되어 상기 노즐(52) 상부에 놓여지는 상부몸체(62)를 포함하며, 상기 상부 몸체(62)는 원뿔형태로 이루어져 용강의 철정압에 눌려 노즐(52) 상부에 밀착되는 구조로 되어 있다.

이에 따라 상기 노즐마개(60)가 노즐(52)에 끼워진 상태에서 용강을 레들(50)에 수강시키게 되면 용강의 철정압이 노즐마개(60)를 이루는 상부몸체(62)를 눌러 노즐마개(60)가 노즐(52)을 막게 되는 것이다.

상기 노즐마개(60)를 좀더 상세히 살펴보면, 상부몸체(62)와 하부몸체(61)는 상호 분리되어 있으며, 상부몸체(62)는 언급한 바와 같이 원뿔구조로 밑면은 하부몸체(61)의 상단과 긴밀하게 밀착할 수 있도록 되어 있다. 그리고 상기 하부몸체(61)는 노즐(52)에 대응되는 직경으로 노즐(52)에 자유롭게 슬라이딩가능하게 삽입되며, 하단이 개방된 원통형 실린더 구조로 이루어진다.

또한, 상기 하부몸체(61)의 상단에는 외주면을 따라 지지플레이트(63)가 설치되어 노즐(52) 상부에 밀착됨과 더불어 하부몸체(61)가 노즐(52)을 통해 아래로 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 상부몸체(62)의 밑면 중앙에는 연결바(64)가 수직으로 설치되고 상기 연결바(64)는 하부몸체(61)의 상단에 형성된 구멍(65)을 통해 하부몸체(61) 내부로 연장되며, 상기 연결바(64) 하단에는 상기 연결바(64)의 이탈을 방지하고 기 위해 상기 구멍(65)보다 상대적으로 큰 무게추(66)가 설치된다.

한편, 상기 작동수단은 상기 상부몸체(62)와 하부몸체(61)를 레들(50) 내부로 밀어올려 자체 부력에 의해 레들(50) 내부에 수강된 용강 상부로 부상시키기 위한 것으로, 상기 무게추(66) 하부에 설치되어 상기 카셋트의 이동플레이트(54)로 연장되는 브라켓(67)과, 이 브라켓(67) 하단에 설치되는 바퀴(68), 상기 카셋트의 이동플레이트(54) 윗면에 형성되어 상기 바퀴(68)가 안착되는 경사홈을 포함한다.

상기 이동플레이트(54)는 도 4에 도시된 바와 같이 전면에 개방구(55)가 형성되고 개방구(55)와 일정거리 떨어져서 슬릿 형태의 경사홈(69)이 형성된다.

상기 바퀴(68)는 스틸 재질로 이루어짐이 바람직하며, 상기 경사홈(69)의 폭은 바퀴(68)가 유동되면서 이탈되지 않은 범위내에서 조정하고, 경사각도는 충분히 완만하게 경사지도록 하여 바퀴(68)가 원활하게 이동될 수 있도록 한다.

또한, 상기 경사홈(69)의 깊이는 바퀴(68)가 상기 경사홈(69)의 저부에 놓여져 있을 때 상기 상부몸체(62)가 하부몸체(61)에 접할 수 있도록 조정한다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한다.

먼저 레들(50) 준비작업이 완료된 상태에서 이동플레이트(54) 작동용 구동실린더를 조작하여 이동플레이트(54)를 닫고, 레들(50) 내부의 노즐(52)에 본 장치인 노즐마개(60)를 삽입시켜 조립한다.

즉, 노즐마개(60)를 이루는 하부몸체(61)를 노즐(52) 내부에 삽입시키게 되면 하부몸체(61) 상단 외주면에 설치된 지지플레이트(63)가 노즐(52) 상부에 밀착되고 이 상태에서 상부몸체(62)를 하부몸체(61)의 상단에 내려 놓는다.

이에 따라 상기 상부몸체(62)는 연결바(64)에 설치된 웨이트 및 바퀴(68)의 하중에 의해 하부몸체(61)에 밀착되고 하부몸체(61)는 지지플레이트(63)가 노즐(52) 상부에 밀착되어 기밀을 유지하게 되는 것이다.

또한, 상기 상부몸체(62)에 연결되어 있는 브라켓(67)과 바퀴(68)는 하부몸 체(61)를 통해 노즐(52) 하부로 노출되어 이동플레이트(54)에 형성된 경사홈(69)의 가장 낮은 부위에 위치하게 된다.

이 상태에서 제강에서 출강된 용강이 레들(50) 내부에 주입되면, 용강이 원뿔형태의 상부몸체(62)에 철정압으로 작용하여 가압하게 됨에 따라 노즐마개(60)와 노즐(52)의 밀착은 더욱 굳건하게 이루어진다.

한편, 용강의 분출과정을 살펴보면, 여러공정을 거쳐 처리가 끝난 용강은 연주공정으로 이송되어 연속주조를 위한 레들 개공작업을 실시하게 된다.

즉, 구동실린더를 작동시킴으로써 구동실린더에 연결된 이동플레이트(54)를 고정플레이트(53)에 대해 이동시켜 이동플레이트(54)에 형성된 개방구(55)를 레들(50)의 노즐(52)과 일치시키게 된다.

이때, 이동플레이트(54)가 이동하는 과정에서 상기 이동플레이트(54)의 경사홈(69)에 놓여져 있는 바퀴(68)가 경사홈(69)의 이동에 따라 경사홈(69)을 따라 구르면서 상부로 밀려올라가게 된다.

따라서 도 5a에 도시된 바와 같이 구동바퀴(68)와 브라켓(67) 및 무게추(66)와 연결바(64)를 매개로 설치되어 상기 하부몸체(61) 위에 놓여져 있는 상부몸체(62) 또한 위로 들어 올려지게 되고 이에 따라 상부몸체(62)와 하부몸체(61) 사이에 틈새가 발생하게 된다.

상기와 같이 하부몸체(61)와 상부몸체(62) 사이에 공간이 발생함에 따라 용강이 상기 공간으로 진입되고 상부몸체(62)는 도 5b에 도시된 바와 같이 용강과의 비중차에 의하여 서서히 용강 상부로 상승된다.

그리고 도 5c에 도시된 바와 같이 상부몸체(62)가 계속 상승하게 되면 상부몸체(62)에 연결바(64)를 매개로 설치된 무게추(66)가 하부몸체(61)의 구멍 내측에 걸리게 된다. 따라서 상부몸체(62)는 무게추(66)에 걸려 있는 하부몸체(61)를 들어올리게 되고 하부몸체(61)의 상승으로 인해 하부몸체(61)의 지지플레이트(63)와 노즐(52) 상단 사이에 역시 틈새가 발생되고 이 틈새로 용강이 진입하여 하부몸체(61) 또한 상승시키게 된다.

따라서 도 5d에 도시된 바와 같이 상부몸체(62)와 하부몸체(61) 모두 상승되면서 하부몸체(61)가 노즐(52)로부터 완전히 분리되고, 레들(50) 노즐(52)이 개방되어 레들(50)내의 용강이 노즐(52)을 통하여 턴디쉬로 주입된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 용강의 수강시 용강의 유동으로 인한 필러의 유실문제를 근본적으로 해결할 수 있고 필러 응고층에 의한 개공 불량 상태가 발생하지 않게 된다.

또한 용강 주입구가 막히는 경우가 발생하지 않기 때문에 산소랜스를 사용할 이유가 없어지고 나아가 산소랜스의 사용부주의로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한 레들 개공시마다 노즐내부에서 빠져나온 많은량의 필러가 턴디쉬 내부의 용강으로 유입되어 용강의 품질저하는 물론 용융되지 않은 많은 필러가 주편에 편석으로 남아있어 발생되는 많은 결함 등을 예방 할 수 있게 된다.

Claims

레들 저부의 노즐에 끼워져 노즐을 막는 노즐 마개와,

상기 레들 하부에 설치된 카셋트의 개방작동시 상기 노즐마개를 밀어올려 노즐로부터 상기 노즐 마개를 분리시키기 위한 작동수단을 포함하는 레들의 용강 주입구 개폐장치.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐마개는 내화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 레들의 용강 주입구 개폐장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노즐마개는 노즐에 끼워지는 하부몸체와, 이 하부몸체에 연결되어 상기 노즐 상부에 놓여지는 상부몸체를 포함하며,

상기 상부몸체는 원뿔형태로 이루어져 밑면이 하부몸체의 상단에 긴밀하게 밀착되고, 상기 하부몸체는 노즐에 대응되는 직경으로 노즐에 자유롭게 슬라이딩가능하게 삽입되며, 하단이 개방된 원통형 실린더 구조인 것을 특징으로 하는 레들의 용강 주입구 개폐장치.
제 3 항에 있어서, 상기 작동수단은 상기 상부몸체의 밑면 중앙에 수직설치되고 하부몸체의 상단에 형성된 구멍을 통해 하부몸체 내부로 연장되는 연결바, 상기 연결바 하단에 설치되고 상기 구멍보다 상대적으로 큰 무게추, 상기 무게추 하 부에 설치되어 상기 카셋트의 이동플레이트로 연장되는 브라켓과, 이 브라켓 하단에 설치되는 바퀴, 상기 카셋트의 이동플레이트 윗면에 형성되어 상기 바퀴가 안착되는 경사홈을 포함하는 레들의 용강 주입구 개폐장치.