KR101063466B1 - 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아르곤 버블을 연속적이고 균일하게 스토퍼 헤드부에 공급하여 스토퍼 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 알루미나성 개재물 또는 기타 이물질 등이 부착되는 것을 최소화하는 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리에 관한 것으로,

본 발명에 따른 스토퍼는, 턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키며 아르곤이 주입되는 내공부가 형성된 스토퍼로서, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된다.

또한 본 발명에 따른 스토퍼 어셈블리는, 턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키는 스토퍼 어셈블리로서, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성된 스토퍼; 및 상기 용강 배출구를 둘러싸며 상방향으로 돌출 형성된 버블 액티베이터를 포함한다.

턴디쉬, 스토퍼, 아르곤 버블, 버블 액티베이터

Description

스토퍼 및 스토퍼 어셈블리{Stopper and stopper assembly}

본 발명은 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아르곤 버블을 연속적이고 균일하게 스토퍼 헤드부에 공급하여 스토퍼 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 알루미나성 개재물 또는 기타 이물질 등이 부착되는 것을 최소화하는 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조 장치에 사용되는 턴디쉬는 그 바닥에 형성된 용강 배출구와, 이 용강 배출구와 연결된 침지 노즐을 통해 용강을 주형으로 배출시키는 역할을 수행한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(10)에서 몰드로의 용강 공급은 침지 노즐(11)을 통해 이루어지며, 침지 노즐을 통해 공급되는 용강의 유량은 스토퍼(20a)의 상, 하 운동에 따라 제어된다. 이때, 상기 스토퍼의 단부에는 헤드부(25a)가 형성된다.

강의 연속주조시 용강 속에 존재하는 산소를 제거하기 위해 탈산제로 알루미 늄을 사용하는 알루미늄 탈산강에는 수μm ~ 수십μm 크기의 알루미나성 개재물이 용강 내에 잔존하여 제품의 품질을 저하시키는 요인으로 작용한다. 상기 알루미나성 개재물은 연속주조시 스토퍼의 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 부착되어 용강이 배출되는 유효 단면적을 줄여 스토퍼의 개도를 상승시키게 되고, 이에 따라 정상(Steady)적인 주조 조업을 할 수 없게 한다.

또한, 누적되어 조대하게 생성된 알루미나성 개재물은 스토퍼의 헤드부와 침지 노즐의 내벽에서 이탈해 몰드로 혼입되면서 주편의 품질에 악영향을 끼치게 된다. 그리고 조대한 알루미나성 개재물이 이탈하면서 순간적으로 많은 유량의 용강이 몰드로 유입되면 몰드 탕면에는 큰 변동이 생기고, 용강 속으로 슬래그를 혼입시키게 된다.

또한, 스토퍼의 헤드부에 알루미나성 개재물이 불균일하게 부착되면 편류 발생을 촉진시킨다. 용강 편류는 침지 노즐 하부에 대칭적으로 형성된 토출공에서의 비대칭적인 용강의 흐름을 유발시켜 주편의 품질에 나쁜 영향을 준다.

따라서, 최근에는 상기와 같은 알루미나성 개재물이 스토퍼의 헤드부나 침지 노즐의 내벽에 부착되고 성장하는 문제점을 해결하기 위한 스토퍼가 개발되고 있다. 도 2 및 도 3을 참조하여 이를 설명한다.

도 2에 도시된 스토퍼(20b)는 그 내부에 아르곤이 유입되는 내공부(21)가 형성되며, 헤드부의 하단에는 포러스(Porous)한 기공이 형성된 다공체(22)가 형성된다. 상기 스토퍼 내공부를 통해 아르곤을 주입하면 스토퍼 헤드부(25b) 하단에 포 러스(Porous)한 기공이 형성된 다공체(22)를 통해 아르곤 버블이 스토퍼 외부로 배출되면서 스토퍼의 헤드부(25b)와 침지 노즐(도 1의 '11')의 내벽에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

그러나 이와 같이 포러스(Porous)한 기공이 형성된 다공체를 갖는 스토퍼(20b)는 침지 노즐의 내벽에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있지만, 스토퍼의 헤드부 하단으로만 아르곤 버블이 배출되기 때문에 스토퍼 헤드부 측면 등에 개재물이 부착되는 것은 방지할 수 없다. 따라서, 스토퍼의 헤드부에는 부분적으로 개재물이 부착되며, 부착된 개재물로 인해 용강의 흐름이 비정상(Unsteady)적으로 형성되면서 아르곤 버블의 흐름이 불안정해지는 문제점이 있다.

도 3에 도시된 스토퍼(20c)는, 상기 도 2에 도시된 스토퍼의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 내부에 아르곤이 유입되는 내공부(21)가 형성되며, 헤드부의 측면에는 하나 이상의 아르곤 배출구(23)가 형성된다. 이러한 스토퍼(20c)는 스토퍼 헤드의 측면에 하나 이상의 아르곤 배출구를 두어 스토퍼의 헤드부(25c)와 침지 노즐(도 1의 '11')의 내벽에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 스토퍼 헤드의 측면에 아르곤 배출구를 구비한 스토퍼(20c)는 스토퍼 주위의 용강의 흐름이 정상(Steady)적인 경우에, 아르곤 버블이 균일하게 형성되어 침지 노즐로 유입되면서 스토퍼의 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 턴디쉬의 비대칭적인 형상과 여러 조업 조건의 변동에 따라 스토퍼 주위의 용강의 흐름은 비정상(Unsteady)적으로 나타나며 아르곤 버블이 침 지 노즐로 유입되지 못하고 상승하게 되어 스토퍼 헤드부에 개재물이 부착되게 된다. 스토퍼의 헤드부에 부착된 개재물은 편류를 유발하거나 조대하게 생성된 개재물이 이탈하여 몰드로 유입되면서 주편의 품질에 악영향을 미친다. 그리고 개재물이 부착되면서 스토퍼의 개도가 상승하여 아르곤 배출구 주위의 용강의 유속이 느려지면서 많은 양의 아르곤 버블이 침지 노즐로 유입되지 못하고 상승하게 되어 스토퍼 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 개재물 부착을 방지하지 못하게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 스토퍼 헤드부 주위의 유동을 균일하게 하고 아르곤 버블을 활성화하여 알루미나성 개재물 또는 기타 이물질 등이 스토퍼의 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 부착되는 것을 방지하여 정상(Steady)적인 연속주조 공정을 가능하게 하는 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리를 제공한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스토퍼는,

턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키며 아르곤이 주입되는 내공부가 형성된 스토퍼로서, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된다.

상기 복수단의 아르곤 배출구에서 각단의 아르곤 배출구는 방사 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 복수단의 아르곤 배출구에서 각단의 아르곤 배출구는 서로 엇갈리도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 스토퍼 어셈블리는,

턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키는 스토퍼 어셈블리로서, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성된 스토퍼; 및, 상기 용강 배출구를 둘러싸며 상방향으로 돌출 형성된 버블 액티베이터를 포함한다.

상기 버블 액티베이터는 그 단면이 막대형, 또는 삼각형, 또는 상협하광형 사다리꼴, 또는 하부로 갈수록 그 단면의 폭이 넓어지는 곡면을 이루는 환형 고리 형상인 것이 바람직하다.

상기 버블 액티베이터의 하부는 상기 노즐의 상부와 연결되는 것이 바람직하다.

상기 버블 액티베이터의 높이는 상기 스토퍼의 헤드부 높이보다 큰 것이 바람직하다.

상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 하단에는 다공체가 형성된 것일 수 있다.

상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 측면에는 적어도 하나 이상의 아르곤 배출구가 형성된 것일 수 있다.

상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된 것일 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스토퍼 헤드부 둘레에 소정 간격을 두고 버블 액티베이터가 감싸게 되므로, 버블 액티베이터에 의해 헤드부 주위의 용강 유속이 빨라지고 이에 따라 헤드부 주위는 감압되므로, 종래와는 달리 스토퍼 헤드부와 침지 노즐 내벽, 그리고 스토퍼 헤드부의 측면에 개재물이 부착되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 아르곤 버블의 상승을 방지하여 스토퍼 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 개재물이 부착되는 것을 방지함으로써 정상(Steady)적인 연속주조 공정을 가능하게 하고 연속주조의 수를 증가시킬 수 있으며 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 도시한 측단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 액티베이터의 다양한 형상을 도시한 단면도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 사용한 경우와 종래의 스토퍼를 사용한 경우, 스토퍼 헤드부 주위의 속도장과 압력장을 비교하여 도시한 도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 사용한 경우와 종래의 스토퍼를 사용한 경우, 스토퍼 헤드부 주위의 난류 운동에너지를 비교하여 도시한 도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼의 측단면도와 평단면도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 초당 아르곤 버블 생성 개수와 아르곤 버블생성을 위한 최 소 임계 아르곤 유량을 나타낸 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리는, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부(220)가 형성된 스토퍼(200)와 상기 용강 배출구를 둘러싸며 상방향으로 돌출 형성된 버블 액티베이터(120)를 포함한다.

침지 노즐(110)은 턴디쉬 바닥 소정 부분에 형성된 용강 배출구와 연결되어 하방향으로 연장된 중공형 원통으로 형성되며, 버블 액티베이터(120)는 상기 침지 노즐(110)이 형성된 부분 주위의 턴디쉬 바닥 위에 상기 용강 배출구를 둘러싸며 상방향으로 돌출되어 형성된다.

상기 침지 노즐(110)을 통해 용강을 주형으로 배출시키며, 상기 버블 액티베이터(120)는 스토퍼(200)의 헤드부(220) 주위에 빠른 유속을 형성시켜서 헤드부 주위의 압력을 저하시킴으로써 아르곤 버블이 용이하게 형성되게 한다. 그리고, 빠른 유속에 의해 상기 아르곤 버블이 상승하지 못하게 된다. 따라서, 아르곤 배출구의 위치를 종래보다 더 상단으로 높일 수 있게 되어 같은 유량의 아르곤으로도 더 넓은 면적으로 스토퍼 헤드부로의 개재물 부착을 방지할 수 있다. 또한, 상승하는 아르곤 버블이 발생하지 않아 아르곤 버블의 개재물 부착 방지 효율이 증대되므로 주편 핀홀(Pin Hole) 결함의 원인이 되는 아르곤의 주입량을 줄일 수 있다. 또한, 상기 버블 액티베이터(120)는 턴디쉬(100) 바닥을 따라 흐르는 용강의 유입을 막아 스토퍼 헤드부(220) 주위의 유동장을 균일하게 하여 편류와 난류의 발생을 방지할 수 있게 한다.

도 5를 참조하여, 상기 버블 액티베이터(120)의 형상에 대해 보다 상세히 설명한다. 상기 버블 액티베이터는 도 4의 화살표로 도시된 바와 같이 턴디쉬 내의 용강의 흐름(A)을 강제하여 스토퍼의 헤드부(220) 주위에서의 유속을 빠르게 하기 위한 것이므로, 턴디쉬 바닥 근처의 용강의 흐름을 강제로 상승시킬 수 있는 모든 형상이면 가능하다.

예를 들면, 상기 버블 액티베이터(120)는, 그 단면이 막대형인 환형 고리 형상(121), 또는 그 단면이 삼각형인 환형 고리 형상(122), 또는 상협하광형 사다리꼴인 환형 고리 형상(123), 또는 하부로 갈수록 그 단면의 폭이 넓어지며 매끄러운 곡면을 이루는 환형 고리 형상(124)으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 삼각형, 사다리꼴, 곡면 형상이 대칭을 이루는 형상(125, 126, 127)으로 형성될 수도 있다.

용강의 유속을 더욱 빠르게 하기 위해선, 상기 형상들(121 ~ 127) 중에서 하부로 갈수록 그 단면의 폭이 넓어지는 환형 고리 형상(122 ~ 127)인 것이 바람직하다. 또한, 용강의 흐름을 강제 상승시킴에 따라 생기는 유체 압력에 대해 견고한 형상으로 형성되는 것이 더욱 바람직한데, 이러한 형상은 삼각형, 사다리꼴, 곡면 형상이 대칭을 이루는 형상(125, 126, 127)이다.

또한, 버블 액티베이터의 하부와 침지 노즐의 상부(111)와 연결되는 것이 바람직한데, 이는 버블 액티베이터에 의해 가속된 용강이 그 가속을 그대로 유지하면서 침지 노즐을 통해 배출되도록 하고, 개재물이 퇴적되지 않도록 하기 때문이다.

또한, 상기 버블 액티베이터의 높이는 후술하는 스토퍼 헤드부(220)의 높이보다 크도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 스토퍼 헤드부의 높이는 스토퍼(200)가 노즐을 밀폐시킨 경우, 턴디쉬(100)의 바닥에서부터의 높이를 말한다. 만약, 헤드부의 높이가 더 높다면, 버블 액티베이터에 의한 헤드부 주위의 감압 효과를 받지 못하게 되어 아르곤 배출구를 통해 유입되는 아르곤의 버블 형성이 용이하지 않게 되기 때문이다.

상기 스토퍼(200)는 상하 운동에 의해 상기 침지 노즐(110)을 개폐시켜서 용강의 배출을 제어한다. 보다 상세히는, 상기 침지 노즐(110)의 직경보다 큰 외경을 갖는 원통형 내화물로 형성되고, 그 하단은 반구 모양의 헤드부(220)가 형성될 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같은 스토퍼를 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 스토퍼 헤드부(220) 둘레에 소정 간격을 두고 버블 액티베이터(120)가 감싸게 되므로, 버블 액티베이터에 의해 헤드부 주위의 용강 유속이 빨라지고 이에 따라 헤드부 주위는 감압되므로, 종래와는 달리 스토퍼 헤드부(220)와 침지 노즐(110) 내벽에 개재물이 부착되는 현상을 현저하게 줄일 수 있다.

또한, 상기 스토퍼는 기체가 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 하단에는 다공체가 형성된 것일 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같은 스토퍼를 사용할 수 있는데, 종래에는 스토퍼 헤드부의 측면에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 없으나, 본 발명에서는 스토퍼 헤드부(220) 둘레에 소정 간격을 두고 버블 액티베이터(120)가 감싸게 되므로, 버블 액티베이터에 의해 헤드부 주위의 용강 유속이 빨라지고 이에 따라 헤드부 주위는 감압되므로, 종래와는 달리 스토퍼 헤드부의 측면에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 스토퍼는 기체가 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 측면에는 적어도 하나 이상의 아르곤 배출구가 형성된 것일 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같은 스토퍼를 사용할 수 있는데, 종래에는 턴디쉬의 형상과 여러 조업 조건의 변동에 따라 발생하는 스토퍼 주위의 비정상적인 용강의 흐름으로 인해 발생하는 아르곤 버블링 불량 및 이에 따른 스토퍼 헤드부에 개재물이 부착되는 현상을 방지할 수 없으나, 본 발명에서는 스토퍼 헤드부(220) 둘레에 소정 간격을 두고 버블 액티베이터(120)가 감싸게 되므로, 버블 액티베이터에 의해 헤드부 주위의 용강 유속이 빨라지고 이에 따라 헤드부 주위는 감압되므로, 종래와는 달리 아르곤 버블링 불량 및 스토퍼 헤드부에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된 것일 수 있다.(도 8 참조)

한편, 도 8에 도시된 스토퍼는 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼로서, 턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키며 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되고, 길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된다. 이때, 각단의 아르 곤 배출구는 방사 방향으로 형성되는 것이 바람직하고, 각단의 아르곤 배출구는 서로 엇갈리도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 채택한 버블 액티베이터(120)에 의해 헤드부(220) 주위에는 빠른 유속이 형성되어 아르곤 버블이 상승하지 못하게 되므로, 아르곤 배출구의 위치를 종래보다 더 상단으로 높일 수 있게 되고, 이에 따라 아르곤 배출구를 복수단은 복수단으로 형성될 수 있게 되어, 같은 유량의 아르곤으로도 더 넓은 면적으로 스토퍼 헤드부로의 개재물 부착을 방지할 수 있다.

이하, 실제 조업 조건을 적용하여 버블 액티베이터를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다.

도 6은 스토퍼 헤드부 주위의 속도장과 압력장을 나타낸 그림으로 버블 액티베이터를 설치한 경우, 스토퍼 헤드부 주위의 속도가 빠르고 압력이 낮다. 버블 액티베이터를 설치함으로써 스토퍼 헤드부 주위에 유속이 빠르게 되고, 빠른 속도장이 형성됨에 따라 압력은 상대적으로 낮아지게 되기 때문이다.

아르곤 배출구가 위치하는 스토퍼 헤드부 상단의 유속과 압력은, 버블 액티베이터를 설치하지 않은 경우와 설치한 경우가 각각 0.49m/s, 88,000Pa과 0.69m/s, 86,000Pa으로 버블 액티베이터를 설치한 경우 상대적으로 낮은 압력의 영향으로 아르곤 버블의 생성이 용이하고 빠른 유속에 의해 아르곤 버블이 상승하지 않고 침지 노즐로 유입되기 때문에 스토퍼 헤드부와 침지 노즐의 내벽에 개재물 부착 방지에 효과적이다.

도 7은 스토퍼 헤드부 주위의 난류 운동에너지를 나타낸 그림으로 버블 액티베이터를 설치한 경우 난류 운동에너지가 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이것은 버블 액티베이터가 턴디쉬 바닥으로부터 역류하여 유입되는 용강의 흐름을 막음으로써 스토퍼 헤드부 주위에 균일한 유동장이 형성되어 난류 발생을 줄이기 때문이다. 일반적으로, 난류가 발생하는 곳에서 개재물이 생성되는 것으로 알려졌으며 버블 액티베이터를 설치함으로써 스토퍼 헤드와 침지 노즐 내부에 개재물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

실제 크기의 1/3 크기로 제작된 모델링 장치를 이용하여 버블 액티버이터를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에 대하여 실험하였다.

도 8는 실험에 사용된 12개의 아르곤 배출구를 가지는 스토퍼, 특히, 아르곤 기체를 사용하는 '아르곤 12 배출구 스토퍼'를 나타낸 그림으로, 도 8의 (a)에 나타난 바와 같이 Original, 3mm upside, 6mm upside 높이에 각각 6개의 아르곤 배출구가 있고 도 8의 (b)에 나타난 바와 같이 Original 배출구를 기준으로 3mm upside 배출구와 6mm upside 배출구는 지그재그로 배열되어 있다. Original 배출구와 3mm upside 배출구를 가지는 12 배출구 스토퍼와 Original 배출구와 6mm upside 배출구를 가지는 12 배출구 스토퍼에 대하여 물의 토출량을 35 l/min.로 일정하게 유지하여 버블 액티베이터를 설치하지 않은 경우와 20mm, 30mm, 40mm, 50mm 높이의 버블 액티베이터를 설치한 경우에 대하여 각각 실험하였다.

도 9의 (a)는 아르곤 유량을 3.5 l/min로 일정하게 유지하여 초고속 카메라로 촬영하여 얻은 1초당 생성되는 아르곤 버블의 개수를 나타낸 그래프이다. 버블 액티베이터를 설치한 경우, 버블의 생성이 활발한 것을 확인할 수 있는데 이는 버블 액티베이터를 설치함으로써 스토퍼 헤드부 주위에 유속이 빨라지고 낮은 압력장이 형성되기 때문이다. 그리고 Original 배출구와 6mm upside 배출구를 가지는 12배출구 스토퍼의 경우, 버블 액티베이터를 설치하지 않으면 6mm upside에서 발생하는 아르곤 버블이 침지 노즐로 유입되지 못하고 상승하게 되는데 이는 6mm upside채널 주위는 상대적으로 느린 유속이 형성되어 용강의 관성력보다 버블의 부력이 크기 때문이다. 반면 버블 액티베이터를 설치한 경우, 빠른 유속의 영향으로 6mm upside에서 발생하는 아르곤 버블 또한 침지 노즐로 유입된다.

도 9의 (b)는 아르곤 버블 생성을 위한 최소 임계 아르곤 유량을 나타낸 그래프로 버블 액티베이터를 설치한 경우에는 설치하지 않은 경우에 비해 아르곤 임계 유량이 적은 것을 알 수 있다. 스토퍼 헤드부 주위에 유속이 빨라지고 낮은 압력장이 형성되어 적은 아르곤 유량으로도 아르곤 버블을 생성시킬 수 있는 것을 확인할 수 있으며 이는 실제 조업에서 버블 액티베이터를 설치함으로써 주편의 핀홀결함을 유발시킬 수 있는 아르곤의 유입량을 줄여 주편 품질을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 스토퍼 및 스토퍼 어셈블리를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한 정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 스토퍼 시스템을 도시한 측단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 다공체를 구비한 스토퍼를 도시한 측단면도,

도 3은 종래 기술에 따른 아르곤 배출구를 구비한 스토퍼를 도시한 측단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 도시한 측단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 액티베이터의 다양한 형상을 도시한 단면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 사용한 경우와 종래의 스토퍼를 사용한 경우, 스토퍼 헤드부 주위의 속도장과 압력장을 비교하여 도시한 도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼 어셈블리를 사용한 경우와 종래의 스토퍼를 사용한 경우, 스토퍼 헤드부 주위의 난류 운동에너지를 비교하여 도시한 도,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼의 측단면도와 평단면도,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 초당 아르곤 버블 생성 개수와 아르곤 버블생성을 위한 최소 임계 아르곤 유량을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 턴디쉬 200 : 스토퍼

110 : 침지 노즐 120 : 버블 액티베이터

210 : 내공부 220 : 헤드부

A,B : 용강의 흐름 P : 개재물

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 턴디쉬의 용강 배출구를 개폐시키는 스토퍼 어셈블리로서,

   길이 방향으로 연장되며 단부에 상기 용강 배출구의 크기보다 큰 헤드부가 형성된 스토퍼; 및

   상기 용강 배출구를 둘러싸며 상방향으로 돌출 형성된 버블 액티베이터

   를 포함하는 스토퍼 어셈블리.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 버블 액티베이터는 그 단면이 막대형, 또는 삼각형, 또는 상협하광형 사다리꼴, 또는 하부로 갈수록 그 단면의 폭이 넓어지는 곡면을 이루는 환형 고리 형상인 스토퍼 어셈블리.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 용강 배출구와 연결되며 하방향으로 연장되어 형성된 노즐을 포함하며, 상기 버블 액티베이터의 하부는 상기 노즐의 상부와 연결되는 스토퍼 어셈블리.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 버블 액티베이터의 높이는 상기 스토퍼의 헤드부 높이보다 높은 스토퍼 어셈블리(여기서, 상기 스토퍼의 헤드부 높이는, 상기 스토퍼가 상기 노즐을 밀폐시킨 경우, 턴디쉬의 바닥에서부터의 높이를 말함).
8. 청구항 4에 있어서,

   상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 하단에는 다공체가 형성된 스토퍼 어셈블리.
9. 청구항 4에 있어서,

   상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부 측면에는 적어도 하나 이상의 아르곤 배출구가 형성된 스토퍼 어셈블리.
10. 청구항 4에 있어서,

    상기 스토퍼는 아르곤이 주입되는 내공부가 형성되며, 상기 헤드부에는 상하 방향으로 복수단의 아르곤 배출구가 형성된 스토퍼 어셈블리.

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