KR101185014B1 - 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조작업 말기 턴디쉬 중앙부에 남아 있는 잔류된 용강에 포함된 슬래그가 턴디쉬 노즐로 유입되는 것을 방지하도록 한 댐구조를 제공함을 목적으로 한다.

이를 위한 본 발명에 따른 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조는, 턴디쉬(1) 내에 유입된 용강이 턴디쉬 노즐(2) 측으로 유동 중 용강에 포함된 개재물이 부상되도록, 턴디쉬 바닥면(3)에 일정간격 이격되어 메인댐이 수직하게 설치되며 그 메인댐(10)의 외측의 턴디쉬 바닥면에 서브댐(20)이 수직하게 설치된 턴디쉬의 댐구조에 있어서, 서브댐(20)의 내,외측을 서로 연통시키되 용강의 유동이 서브댐(20) 내,외측에 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절되도록, 서브댐(20) 직하부의 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널(22, 32)이 형성된 것을 특징으로 한다.

턴디쉬, 댐, 메인댐, 서브댐, 슬래그, 용강, 몰드

Description

턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조{Structure of dam for preventing slag flowing into the nozzle of tundish}

도 1은 종래의 댐구조를 보여주는 턴디쉬 내부구조의 개략도이다.

도 2는 종래의 서브댐 구조를 도시한 개략도이다.

도 3은 종래의 턴디쉬 내부에 용강이 일부 잔류되어 있는 상태를 도시한 개략도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 댐구조를 보여주는 턴디쉬 내부구조의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 댐구조를 도시한 개략도이다.

도 6은 도 5의 A-A′에 따라 절개된 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 턴디쉬 내부에 용강이 일부 잔류되어 있는 상태를 도시한 개략도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 댐의 개략적인 단면도로서, 슬래그의 유동을 차단하는 구조를 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 턴디쉬 내부구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 턴디쉬 2: 턴디쉬 노즐

3: 바닥면 3a: 용강 낙하부

3b: 경사면 4: 용강

5: 슬래그 6: 보온재

10: 메인댐 11, 20: 서브댐

21, 31: 연장부 22, 32: 터널

30: 박스형 댐

본 발명은 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주조작업 말기 턴디쉬 중앙부에 남아 있는 잔류된 용강에 포함된 슬래그가 턴디쉬 노즐로 유입되는 것을 방지하도록 하기 위한 댐 구조에 관한 것이다.

일반적으로 턴디쉬는 래들로부터 공급된 용강의 주조를 위해 용강을 일정시간 체류시켜 용강내에 함유된 비금속 개재물(산화물, 질화물, 탄화물 등)을 제거하는 기능을 수행하는데, 용강 중에 포함된 개재물을 턴디쉬 내부에서 효율적으로 제거하기 위해서는 슬래그와 용강 간의 계면으로 개재물이 부상되도록 하여야 하며, 이를 위한 구조물로서 턴디쉬의 내부에는 댐이 설치된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 래들로부터 유입되는 용강이 낙하되는 지점인 용강 낙하부(3a)와 주조를 위해 용강이 빠져나가는 턴디쉬 노즐(2) 사이에 메인댐(10)과 서브댐(11)이 설치되어 있어, 턴디쉬(1) 내로 유입된 용강이 도 1의 화살표 방향과 같은 흐름을 갖도록 유도하여 용강 중에 포함된 개재물을 부상시키는 것이다. 도면부호 T는 주조작업 초기 턴디쉬 노즐(2)을 주위로부터 차단하여 턴디쉬(1)에 유입된 용강이 일정시간 체류 후 턴디쉬 노즐(2)을 통하여 배출될 수 있도록, 노즐 상부에 설치되는 스타트 튜브이다.

댐(10, 11)의 구조를 살펴보면, 메인댐(10)은 턴디쉬 바닥면(3)으로부터 일정간격 이격되어 턴디쉬(1)의 폭방향으로 수직하게 설치되는 플레이트의 형상으로 이루어져 있으며, 서브댐(11)은 메인댐(10)과 턴디쉬 노즐(2) 사이에 메인댐(10)과 마찬가지로 턴디쉬(1)의 폭방향으로 수직하게 설치된 플레이트 형상으로 이루어져 있되 메인댐(10)과는 달리 그 하단이 바닥면(3)에 접촉 및 고정되어 있다. 서브댐(11)의 하부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 주조작업 말기 턴디쉬(1) 내 잔류된 용강이 턴디쉬(1) 중앙부로부터 턴디쉬 노즐(2)측으로 이동될 수 있도록 하기 위한 서브댐 관통홀(12)이 형성되어 있다.

도 3은 주조작업 중 용강(4)이 턴디쉬(1) 내에 일부 잔류되어 있는 상태를 도시한 것으로, 종래의 댐구조에 따르면 통상적으로 래들 슬라이드게이트(미도시) 폐쇄시 래들(미도시)로부터 유입되어 턴디쉬(1) 중앙부에 90% 이상 모이게 되는 슬래그(5)는 서브댐 관통홀(12)을 간단히 통과하여 턴디쉬 노즐(2) 측으로 과량 유입될 수 있게 된다. 즉, 턴디쉬 바닥면(3)은, 턴디쉬(1) 중앙부로부터 턴디쉬 노즐(2)측으로의 용강의 유동이 용이하도록 중앙부가 볼록하며 턴디쉬 노즐(2)측이 오목하게 파여져 있는 구조로 되어 있어, 바닥면(3) 중 상대적으로 저부(低部)에 형성된 턴디쉬 노즐(2) 위에 슬래그(5)가 모일 수 있게 되고, 이러한 슬래그(5)는 턴디쉬 노즐(2)을 통과하여 몰드(미도시)로 유입될 수 있는 문제점이 있다. 도면부호 6은 용강의 열손실 및 산화방지를 위해 턴디쉬(1) 내부로 공급되는 보온재를 나타낸다.

따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 현재 주조작업은 턴디쉬 내에 용탕이 평균 6.5톤 정도 잔류될 수 있을 정도까지만 실시되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 주조작업 말기 턴디쉬 중앙부에 남아 있는 잔류된 용강에 포함된 슬래그가 턴디쉬 노즐로 유입되는 것을 방지되도록 한 턴디쉬의 댐구조를 제공함을 목적으로 한다.

이를 통하여 바람직하게는 주조작업 말기 턴디쉬 내에 잔류되는 용강의 양이 2～3톤 이하까지 감소될 수 있도록 하여 설비사고의 예방 및 원가절감을 달성하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조는: 턴디쉬 내에 유입된 용강이 턴디쉬 노즐 측으로 유동 중 용강에 포함된 개재물이 부상되도록, 턴디쉬 바닥면에 일정간격 이격되어 메인댐이 수직하게 설치되며 그 메인댐의 외측의 턴디쉬 바닥면에 서브댐이 수직하게 설치된 턴디쉬의 댐구조에 있어서, 서브댐의 내,외측을 서로 연통시키되 용강의 유동이 서브댐 내,외측에 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절되도록, 서브댐 직하부의 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때 턴디쉬 노즐 부근의 바닥면에는 소정높이를 가지며 상부가 개방된 박스형 댐이 노즐 주위에 울타리를 치듯이 설치되고, 상기 박스형 댐의 내,외측을 서로 연통시키되 용강의 유동이 상기 박스형 댐 내,외측에 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절되도록 상기 박스형 댐의 하부에는 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 턴디쉬의 중앙부 보다 노즐 측이 저부(低部)가 되도록 턴디쉬 바닥면이 가공되어 중앙부와 노즐 측과의 사이의 바닥면에 경사면이 형성되고, 상기 서브댐은 상기 경사면 내측의 턴디쉬 바닥면에 설치된다.

또한, 바람직하게는 상기 서브댐 및 상기 박스형 댐은, 각각의 하부에 형성된 터널을 통한 슬래그의 차단효과를 증대시키기 위하여 터널 측으로 연장된 연장부를 구비한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조에 대하여 살펴본다.

통상적으로 턴디쉬(1)의 바닥면은 높낮이가 없이 평평하게 구성되나 본 실시예에 따른 바닥면(3)은, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 턴디쉬의 중앙부 보다 노즐 측이 저부(低部)가 되도록 가공되어 중앙부와 턴디쉬 노즐(2) 측과의 사이에 형성된 경사면(3b)을 구비하며, 래들(미도시)로부터 용강이 낙하되는 지점의 바닥면인 용강 낙하부(3a)는 볼록하게 가공되어 있어 유입된 용강의 흐름이 턴디쉬 노즐(2) 측으로 자연스럽게 유도될 수 있는 구조로 이루어져 있다.

도 4와 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 통상적으로 턴디쉬(1) 내에는 메인댐(10)과 서브댐(20)이 설치되는데, 메인댐(10)은 턴디쉬 중앙부 측의 턴디쉬 바닥면(3)에 일정간격 이격되어 메인댐이 수직하게 설치되는 플레이트로 이루어져 있으며, 서브댐(20)은 메인댐(10)의 외측(즉, 노츨 측)의 턴디쉬 바닥면에 서브댐(20)이 수직하게 설치되는 플레이트로 이루어져 있다. 이러한 메인댐(10)과 서브댐(20)의 구조로 인하여 래들로부터 턴디쉬 내로 유입된 용강이 턴디쉬 노즐(2) 측으로 유동 중 용강에 포함된 개재물이 슬래그와 용강 사이의 경계면으로 부상(浮上)될 수 있다.

서브댐(20)은 경사면(3b) 내측(즉, 턴디쉬 중앙부 측)의 턴디쉬 바닥면에 설치되는데, 그 하부에는 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널(22)이 형성된다. 이러한 터널(22)은 주조작업 후반에 용강의 저장량이 서브댐(20)의 높이 보다 작아진 경우 턴디쉬 중앙부의 용강이 턴디쉬 노즐(2) 측으로 유입될 수 있도록 하면서도 턴디쉬 중앙부에 모아진 슬래그가 턴디쉬 노즐 측으로 유입되는 것은 차단하기 위한 구성이다.

도 5와 도 6을 참조하여 터널(22)의 구조를 설명하면, 종래의 터널구조는 서브댐 자체에 관통홀을 형성시킨 구조로 되어 있음에 대하여, 본 실시예에서의 터널구조는 서브댐(20) 직하부의 바닥면(3)에 마름모꼴의 홈을 형성하고 터널(22)과 마주하는 서브댐(20)에는 연장된 연장부(21)가 형성되도록 한 구조로 이루어져 있다. 이러한 터널구조로 인하여 주조작업 후반 혹은 말기 터널을 통과하는 용강유동은 서브댐(20) 내,외측의 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절된다. 터널을 통과하는 용 강의 유동을 허용하면서도 슬래그의 유동을 방지하기 위하여, 터널(22)의 폭은 250mm 정도인 것이 바람직하다.

한편, 서브댐(20) 외측의 턴디쉬 노즐(2) 부근 바닥면에는, 소정높이를 가지며 상부가 개방된 박스형 댐(30)이 턴디쉬 노즐(2) 주위를 울타리를 치듯이 설치된다. 이때 박스형 댐(30)의 높이는 서브댐(20)의 높이 정도가 되도록 한다.

또한, 도 5와 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 박스형 댐(30) 직하부에는 서브댐(20)의 터널(22)과 같은 구조를 갖는 터널(32)과 박스형 댐(30)의 연장부(31)가 형성된다. 이때, 서브댐의 터널(22)구조는 턴디쉬 중앙부로부터 노즐 측으로 유입될 수 있는 대량의 슬래그를 1차적으로 차단하며, 박스형 댐(30)의 터널(32)구조는 서브댐의 터널(22)을 통과하는 소량의 슬래그를 2차적으로 차단하는 기능을 하게 된다.

도 7과 도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 댐구조의 작용을 간단히 살펴본다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 주조작업 후반 용강의 저장량이 서브댐(20)의 높이 이하로 감소되는 경우 턴디쉬 중앙부에 잔류하는 용강의 이동은 서브댐(20) 하부의 터널(22)을 통하여 이루어진다. 특히, 터널을 통한 용강의 유동은 도 8의 화살표에 도시된 바와 같이 터널을 따라 가라앉았다가 다시 상승하는 흐름을 가지므로, 주조작업 말기 용강의 흐름은 터널(20) 내,외측의 용강압력에 의해 조절된다. 즉, 턴디쉬 중앙부 측에 잔류하는 용강의 양이 감소됨에 따라 노즐 측으로 용강을 유동시키기 위한 서브댐(20) 내측에서의 용강의 압력은 점차 작아지게 되 며, 이에 따라 주조작업 말기에는 서브댐의 터널(22)에 잔류하는 용강이 노즐 측으로 이동되는 슬래그의 차단막 역할을 하게 된다.

또한, 경사면(3b)의 외측에 설치되는 박스형 댐(30)과 터널(32)은, 서브댐의 터널(22)을 통과하는 소량의 슬래그를, 서브댐 터널과 마찬가지의 매카니즘을 따라, 2차적으로 차단하는 역할을 한다.

상기한 바와 같은 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 설명된 것으로 각 구성들에 대한 다양한 변형이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 일례로 앞서 설명된 턴디쉬는 경사면을 구비하여 바닥면의 높낮이에 차이가 있으나 본발명에 따른 터널구조는 높낮이가 없는 평평한 구조의 바닥면에도 설치될 수 있을 것이다. 또한, 박스형 댐은 주조자업 후반 혹은 말기 노즐을 주변으로부터 일부 차단하여 노즐 측으로 슬래그가 유입되는 것을 방지하기 위한 구성으로서 이러한 기능을 갖는 박스형 댐의 형상은 다양하게 변화될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조에 따르면, 주조작업 말기 턴디쉬 중앙부에 모이게 되는 슬래그의 노즐 측으로의 유동이 1차(서브댐의 터널), 2차(박스형 댐의 터널)에 걸쳐 차단되므로 주조작업 종료시 턴디쉬 내부에 잔류되는 용강의 양이 저감되며, 슬래그가 노즐을 통하여 몰드로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 댐구조에 따르면 주조작업 초기 종래 사용되던 스타트 튜브는 생략될 수 있다.

Claims (4)

1. 턴디쉬(1) 내에 유입된 용강이 턴디쉬 노즐(2) 측으로 유동 중 용강에 포함된 개재물이 부상되도록, 턴디쉬 바닥면(3)에 일정간격 이격되어 메인댐이 수직하게 설치되며 그 메인댐(10)의 외측의 턴디쉬 바닥면에 서브댐(20)이 수직하게 설치된 턴디쉬의 댐구조에 있어서,

   서브댐(20)의 내,외측을 서로 연통시키되 용강의 유동이 서브댐(20) 내,외측에 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절되도록, 서브댐(20) 직하부의 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널(22, 32)이 형성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조
2. 제 1 항에 있어서,

   턴디쉬 노즐 부근의 바닥면에 소정높이를 가지며 상부가 개방된 박스형 댐(30)이 노즐 주위에 울타리를 치듯이 설치되고, 상기 박스형 댐의 내,외측을 서로 연통시키되 용강의 유동이 상기 박스형 댐 내,외측에 잔류하는 용강의 압력에 의해 조절되도록 상기 박스형 댐의 하부에는 턴디쉬 바닥면에 소정폭과 깊이를 갖는 터널(22, 32)이 형성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 노즐로의 슬래그 유입을 차단하기 위한 댐구조.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   턴디쉬의 중앙부 보다 노즐 측이 저부(低部)가 되도록 턴디쉬 바닥면이 가공되어 중앙부와 노즐 측과의 사이에 경사면(3b)이 형성되고, 상기 서브댐은 상기 경사면 내측의 턴디쉬 바닥면에 설치되는 것을 특징으로 하는 댐구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 박스형 댐 및 서브댐은, 하부에 형성된 터널(32, 22)을 통한 슬래그의 차단효과를 증대시키기 위하여 터널 측으로 연장된 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 댐 구조.

Images