KR101173330B1 - 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조 중 컬렉트노즐의 막힘을 방지하고, 용강에 의한 자연개공이 가능하도록 하기 위한 노즐 자연개공장치를 포함하는 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치에 관한 것으로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치는, 톱노즐(2)과 컬렉트노즐(3)을 포함하는 래들(1)에 있어서, 상기 래들(1)의 컬렉트노즐(3) 하방에서 상기 컬렉트노즐(3)을 통하여 상기 톱노즐(2) 내로 지관(6)을 밀어넣을 수 있도록 위치된 지관삽입기(7)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

연주공정, 제강, 타이어코드, 산소불꽃, 자연개공, 소결층, 톱노즐, 필러, 지관

Description

코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치{Nozzle self opening apparatus of radle for manufacturing cord}

도 1은 통상의 코드 제조용 래들을 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2는 도 1의 래들의 노즐부 만을 분리하여 상세하게 도시한 부분확대 단면도이다.

도 3은 도 1의 래들에서 자연개공을 위한 필러의 충진상태를 도시한 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자연개공장치를 포함하는 래들의 노즐부 만을 분리하여 상세하게 도시한 부분확대 단면도이다.

도 5는 도 4에서 자연개공장치에 의해 지관이 장착된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 6은 도 5에서와 같이 지관이 장착된 상태에서 지관의 연소에 의해 제1공간 및 제2공간이 형성되는 상태를 도시한 측단면도이다.

도 7은 자연개공장치가 장착되지 않은 종래의 래들과 본 발명에 따라 자연개공장치가 장착된 래들에서의 자연개공에 의한 출강상태를 비교하여 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 래들 2 : 톱노즐

3 : 컬렉트노즐 4 : 필러

5 : 소결층 6 : 지관

7 : 지관투입기 8 : 제1공간

9 : 제2공간 10 : 용강

본 발명은 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 주조 중 컬렉트노즐의 막힘을 방지하고, 용강에 의한 자연개공이 가능하도록 하기 위한 노즐 자연개공장치를 포함하는 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치에 관한 것이다.

제강공장에서 래들(ladle)은 노에서 얻어진 쇳물을 받아 일정한 온도로 승온하여 이송 또는 연속주조공정(이하 '연주공정'이라 한다) 등을 수행하는 설비이며, 제강공정에서는 래들에서 정련 등을 수행하기도 한다.

연주공정에서 주로 사용되는 래들을 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시하였다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 래들(1)은 그 하단부에 톱노즐(2)이 위치하고, 그 톱노즐(2)에 선택적으로 단속되도록 하여 컬렉트노즐(3)이 설치된다. 따라서 컬렉트노즐(3)이 설치된 판(통상적으로 흑연으로 만들어짐)을 좌우로 가변시킴에 따라 톱노즐(2)과 컬렉트노즐(3)이 연결되고 차단되는 것을 반복하게 되며, 톱노즐(2)과 컬렉트노즐(3)이 서로 연결될 때, 래들(1) 내의 용강이 출강되면서 주조 성형되게 된다.

연주공정에서는 용강을 일정하게 연속적으로 출강시키면서 주조하여야 하며, 이를 위하여서는 초기에 래들(1) 내로 용강이 투입될 때, 용강이 톱노즐(2) 내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 톱노즐(2)의 내부를 필러(4)로 채워넣게 된다. 필러는 통상 모래와 같은 내열성의 분말이 사용되며, 상기 톱노즐(2)이 이러한 필러(4)로 미리 채워지지 않는 경우, 용강이 톱노즐(2)의 내부를 채운 채 냉각 고화되는 경우, 정상적인 출강이 이루어지지 않게 되며, 산소불꽃 등을 이용하여 녹여내야 하는데, 이때 산소불꽃에 의해 용강의 품질이 변하게 되는 등의 문제가 발생하게 된다. 그런데, 상기 톱노즐(2)의 내부공간을 필러(4)로 채워넣으면, 이후 출강 시, 상기 톱노즐(2)과 컬렉트노즐(3)을 일치시키는 것에 의해 흐름성을 갖는 상기 필러(4)가 용강에 의해 밀려나오면서 자연개공이 이루어지게 된다.

그러나 종래의 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 필러(4)를 채워넣는 경우에도 용강 열에 의하여 필러(4)의 표면에서부터 소결층(5)이 형성되게 되고, 필러(4)가 압축됨에 따라 소결층(5)이 점점 두꺼워지게 되며, 소결층(5)이 너무 두꺼워지면 이후의 출강공정에서 자연개공이 이루어지지 않게 되고, 이는 또한 상기한 바와 같은 산소불꽃에 의한 개공작업을 하여야 하기 때문에 여전히 연주공정의 작업지연과 용강의 품질저하 등의 문제점이 있었다. 이러한 현상은 특히 출강 후 체류시간이 길어질수록 소결층(5)이 점점 더 두꺼워지게 된다. 너무 두꺼운 소결층의 형성은 곧 상기한 톱노즐과 컬렉트노즐의 일치에 의한 출강 시 용강에 의한 자연개공을 불가능하게 한다.

특히 타이어코드 등의 연주공정에서는 용강의 품질관리가 엄격하여야 하는데, 산소불꽃에 의한 개공작업 등을 하는 경우, 그 손실이 적지 않아 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 주조 중 컬렉트노즐의 막힘을 방지하고, 용강에 의한 자연개공이 가능하도록 하기 위한 노즐 자연개공장치를 포함하는 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치는, 톱노즐과 컬렉트노즐을 포함하는 래들에 있어서, 상기 래들의 컬렉트노즐 하방에서 상기 컬렉트노즐을 통하여 상기 톱노즐 내로 지관을 밀어넣을 수 있도록 위치된 지관삽입기를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치는, 톱노즐(2)과 컬렉트노즐(3)을 포함하는 래들(1)에 있어서, 상기 래들(1)의 컬렉트노즐(3) 하방에서 상기 컬렉트노즐(3)을 통하여 상기 톱노즐(2) 내로 지관(6)을 밀어넣을 수 있도록 위치된 지관삽입기(7)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 코드 제조용 래들(1)의 톱노즐(2) 내에 지관(6) 즉, 종이로 만든 관을 투입할 수 있도록 한 점에 특징이 있는 것이다. 이 지관(6)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 톱노즐(2) 내에 위치하게 되고, 그 후에 상기 톱노즐(2) 내로 필러(4)를 채워넣을 수 있게 된다. 이후 종래의 연주공정을 그대로 수행하게 되면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 지관(6)은 용강의 온도에 의하여 연소되어 재로 변하게 되며, 그만큼 용적이 작아지게 된다. 즉, 상기 필러(4) 내에 일정한 용적의 제1공간(8)을 형성하게 되고, 상기 분말상의 필러(4)는 자연적으로 상기 제1공간(8) 내로 유입되면서 필러(4)가 위치하던 상부에 일정한 용적의 제2공간을 형성하게 된다. 이때, 상기 필러(4) 상에는 역시 소결층(5)이 형성되기는 하나, 이후 필러(4)가 하강함에 따라 상기 소결층(5)과 상기 필러(4) 사이에 제2공간(9)이 형성되게 된다. 따라서 상기 소결층(5)은 더 이상 두꺼워지지 않게 된다. 왜냐하면, 상기 소결층(5)은 상기 필러(4)가 용강의 열에 의해 소결되어 생기는 것이기 때문이다. 즉, 필러(4)가 계속 용강과 접촉한 상태를 유지하게 되면, 필러(4)가 점점 소결되며, 이때 소결되는 방향은 필러(4)의 표면으로부터 필러(4)가 존재하는 아래쪽으로 진행되기 때문에 소결층(5)이 두꺼워지는 것인데, 필러(4)가 그 아래로 하강하게 되면, 즉 상기한 바와 같이 지관(6)이 삽입된 후, 이 지관(6)이 연소되는 것에 의해 지관(6)이 위치하던 곳에 빈 공간인 제1공간(8)이 형성되고, 이 제1공간(8) 내로 필러(4)가 유입되면서 상기 필러(4)의 상방에 그만큼 필러(4)가 부족하게 되며, 이때 이미 어느 정도 형성된 소결층(5)이 존재한다 하여도, 상기 소결층(5)과 상기 필러(4) 사이에 제2공간(9)이 형성되며, 이 제2공간(9)에 의 하여 상기 필러(4)는 더 이상 용강의 열에 의하여 소결되지 않을 정도로 상기 용강과 이격되게 된다. 따라서 상기 소결층(5)은 더 이상 성장하지 못하게 되며, 일정한 두께를 유지하게 된다. 이후, 도 7에 나타낸 바와 같이, 출강작업을 위하여 상기 컬렉트노즐(3)을 상기 톱노즐(2)과 일치시키는 작업이 진행되면, 본 발명에 따른 경우, 용강(10)에 의하여 상기 소결층(5)이 파괴되면서 자연개공이 이루어져 원활한 출강 및 연속주조가 이루어지게 되나, 이에 비하여, 종래의 래들의 경우에서는 두꺼워진 소결층(5)에 의하여 소결층(5)이 파괴되지 않게 되고, 그에 따라 출강작업을 위하여 상기 컬렉트노즐(3)을 상기 톱노즐(2)과 일치시키는 작업을 진행시켜도 자연개공에 의한 출강이 불가능하게 된다.

상기 지관(6)은 바람직하게는 두께 5 내지 10㎜, 외경 30 내지 40㎜, 길이 250 내지 270㎜의 규격으로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한하지 않으며, 상기 지관의 규격은 상기 지관이 사용되는 래들의 톱노즐(2)의 규격에 따라 달라질 수 있으며, 상기 톱노즐(2)의 내용적에 비례하여 그 규격이 정해질 수 있음은 당업자에게는 당연히 이해될 수 있는 것이다. 상기 지관(6)은 앞서의 설명에서는 비록 종이로 만든 관으로 설명하였으나, 종이와 같이 용강의 온도에 의해 연소될 수 있는 것이면 어느 것이나 관의 형태로 제조하여 사용할 수 있으며, 본 발명이 종이로 만든 관에 한정되는 것이 아님은 당업자에게는 당연히 이해될 수 있는 것이다. 그러나 바람직하게는 종이로 된 지관이 다른 불순물의 유입을 최대한 적게할 수 있기 때문에 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 지관(6)은 상기 래들(1)의 연주공정 시, 우선 상기 톱노즐(2)을 산소세 척하고 그 후, 상기 톱노즐(2) 내에 지관(6)을 투입하고, 그 후, 필러(4)를 투입한 후, 용강을 투입하는 순서로 이루어질 수 있다.

상기 지관(6)의 투입은 본 발명에 따라 지관투입기(7)를 사용하여 자동적으로 상기 톱노즐(2) 내로 투입하도록 할 수 있다. 상기 지관투입기(7)는 상기 지관(6)을 상기 톱노즐(2) 내로 밀어넣을 수 있는 공압식의 가변실린더로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명은 상기한 바의 공압식의 가변실린더로 한정되는 것은 아니며, 상기 톱노즐(2)과 상기 컬렉트노즐(3)을 일치시킨 상태에서 그 내부로 지관(6)을 밀어넣을 수 있는 수단이라면 어느 것이나 사용이 가능함은 당업자에게는 당연히 이해될 수 있는 것이다.

특히 본 발명은 래들(1)에 의한 연주공정에서 출강 중에 합금철을 투입하는 경우에 최대한의 효과를 발휘할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치를 본 출원인인 포스코 제강설비(100톤 래들)에 적용하여 타이어코드를 제조하는 경우에서, 자연개공율을 100%로 유지하는 경우, 타이어코드의 불량품 수율을 줄여 연간 약 445,000,000원 정도의 생산단가의 절약을 가져오는 효과를 냄을 확인할 수 있었다. 상기 생산단가의 절약효과는 하기 수학식 1에 따라 계산하였을 때 산출된 수치이다.

여재처리량(타이어코드 생산채널*개공불량율(%))*해당채널의 초주편 여재처리매수(4매/채널)*여재처리 주편 중량(6톤/매)*(정품가-여재가)

상기 식에서, 타이어코드 생산채널을 3,000채널로 하고, 개공불량율은 종래의 생산방법에서의 개공불량율 평균치인 5.5%로 하고, 정품가는 정품의 단가로, 여재가는 비품의 단가로 하여 계산하였다.

따라서 본 발명에 의하면 주조 중 컬렉트노즐의 막힘을 방지하고, 용강에 의한 자연개공이 가능하도록 하기 위한 노즐 자연개공장치를 포함하는 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치를 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. 톱노즐과 컬렉트노즐을 포함하는 래들에 있어서,

   상기 래들의 컬렉트노즐 하방에서 상기 컬렉트노즐을 통하여 상기 톱노즐 내로 지관을 밀어넣을 수 있도록 위치된 지관삽입기를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 코드 제조용 래들의 노즐 자연개공장치.

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