KR101198001B1 - 용강유출 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조 말기 캐핑(Capping) 작업의 불량 등으로 인해 주편의 단부에 존재하는 미응고셀이 터짐으로 인해 발생하는 용강의 유출을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용강유출 방지장치는 주편 단부의 함몰부에 형성되는 응고셀에 물리어 고정되도록 구성되는 하나 이상의 수축 방지체; 및 상기 수축 방지체가 결합되며, 주편 단부의 내부로부터 유출 비산되는 미응고 용강이 함몰부를 벗어나지 않게 함몰부의 개구부를 막도록 구성되는 비산 방지커버;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 주조 말기 주편의 인발 시 미 응고 용강이 존재하는 주편 단부 함몰부 영역의 응고 셀이 수축되는 것을 최대한 방지할 수 있고, 수축되는 응고 셀이 파손되어 유출 비산되는 미 응고 용강이 비산되어 주편 단부의 함몰부로부터 벗어나는 것이 최대한 억제될 수 있으며, 미 응고 용강의 비산으로 인해 발생하는 설비의 손상 또는 파손을 최대한 방지할 수 있다.

Description

용강유출 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING OUTFLOW OF MOLTEN METAL}

본 발명은 연속주조 말기 캐핑(Capping) 작업의 불량 등으로 인해 주편의 단부에 존재하는 미응고셀이 터짐으로 인해 발생하는 용강의 유출을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조를 위한 설비는 도 1에 도시한 바와 같이 용강을 수용하는 래들(16)과 래들(16)로부터 공급되는 용강을 수용하여 개재물의 부상 분리를 유도하면서 복수의 주형(10)으로 용강을 분배하는 턴디시(18) 및 상기 주형(10)의 하부에 연이어 배치되어 용강을 응고시켜 주편(11)으로 인발하는 복수의 핀치롤(21)을 포함하는 설비에 의해 이루어지고 있다.

이와 같은 설비에 의한 연주과정은 상기 주형(10)이 주조 포지션에 위치하면 래들(16)로부터 턴디시(18)로 용강이 공급되어 충진되고, 상기 턴디시(18)로 공급된 용강은 주형(10)으로 배출되어 응고(냉각)과정을 거치면서 핀치롤(21)로 배출되어 주편(11)으로 인발된다. 그리고, 래들(16)에 담겨진 용강의 공급이 완료되면 용강을 수용하고 있는 다른 래들(미도시)과 교환되면서 연속적인 주조작업이 이루어진다.

한편, 상기 래들(16) 교환 중에도 턴디시(18)에 담겨진 용강은 지속적으로 주형(10)으로 주입되는 상태가 유지될 수 있도록, 래들(16)의 교환이 신속하게 이루어져 턴디시(18)의 탕면이 적정 높이를 유지하도록 하고 있다. 이러한 이유는 턴디시(18)의 탕면이 낮아지게 되는 경우, 개재물(불순물)이 주형(10)으로 유입되어 주편(11)으로 혼입 출강되는 경우 제품의 불량으로 이어지게 되기 때문이다.

다른 한편, 개재물 및 불순물의 혼입은 주편(11)의 비정상적인 응고 셀(12)을 형성시키게 된다. 이 경우, 인발 과정에서 응고 셀(12)이 압하력에 의해 터지면서 용강이 주편(11) 밖으로 유출되는 사고가 발생한다.

이를 방지하기 위하여, 작업자는 캐핑(Capping) 작업을 하여 주조 말기 용강 주입 완료 후 주형(10) 내부의 미 응고 용강에 함유된 파우더를 용융시키면서 함몰부의 용강이 응고되어 막을 형성하지 않도록 하고 있다. 다시 말해서, 얇은 두께로 형성되는 응고셀(11a) 부분(함몰부 영역의 응고셀)이 수축되는 경우 쉽게 파열될 수 있기 때문에 탕면을 저어 주편(11) 내부에서 부터 균일하게 응고 되도록 캐핑작업이 실시된다.

그러나, 마무리 작업(정상 또는 비정상)시 캐핑작업이 요구되는 상태로 이루어지지 않는 경우, 도 2에 도시된 것과 같이 주편(11)이 주형(10)을 빠져나갈 때 핀치 롤(21)의 압하력에 함몰부 영역의 응고셀(11a)이 파열되어 미응고 용강(11b)이 주편(11) 밖으로 유출되는 문제가 발생하고 있다. 이와 같이 유출된 용강은 연구설비에 융착되어 설비의 손상 또는 파손을 유발시키게 된다.

다시 말해서, 용강이 외부에서 응고가 진행되면 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 주편(11) 단부의 함몰부 영역에서 외부에 막(응고셀)이 형성되며 응고가 되고 내부의 용강은 미 응고된 상태(미응고 용강)가 된다. 또한, 주조 말기 주편(11)의 외부면은 응고 과정에서 직선 상태를 유지하다가 단부 영역이 핀치롤(21)의 압하력에 의해 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 장변부의 응고셀(11a)이 내 측으로 수축되면서, 핀치롤(21)의 압하력과 함몰부 주변의 응고셀(11a)의 변형으로 함몰부 영역의 응고셀(11a)이 파손되어 미응고 용강(11b)이 유출된다.

이와 같은 문제는 고 망간(Mn) 강에서 특히 심하게 발생하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 공지 기술로는 도 3에 도시한 바와 같이 "H" 형상의 수축방지 치구(20)를 캐핑(Capping) 완료 후 주편 단부의 함몰부 내측에 삽입하여 응고 시 수축을 방지하고 있다.

그러나, 상기와 같은 수축방지 치구(20)는 주조 폭에 따라 하나 이상을 주편(11) 단부의 함몰부에 낱개로 삽입하여 주편(11) 단부 둘레의 응고셀(11a)에 수축방지 치구(20)가 맞물리게 하여야만 하기 때문에 작업이 용이하지 않을 뿐만 아니라 작업자는 용강에 의한 화상의 위험에 노출되는 문제가 발생한다.

더욱이, 상기 수축방지 치구(20)는 주편(11) 밖으로 미응고 용강(11b)이 유출될 경우 미응고 용강(11b)의 비산을 방지할 수 있는 아무런 기능이 존재하지 않기 때문에 비산된 미응고 용강(11b)은 설비의 손상이나 파손을 유발시키고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 용강 유출을 방지하기 위한 장치에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 주조 말기 주편의 인발 시 미 응고 용강이 존재하는 주편 단부 함몰부 영역의 응고 셀이 수축되는 것을 최대한 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 수축되는 응고 셀이 파손되어 유출 비산되는 미 응고 용강이 비산되어 주편 단부의 함몰부로부터 벗어나는 것이 최대한 억제될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 주편 단부에 용강유출 방지장치가 결합되는 경우에도 주편의 실수율이 저하되는 것이 최대한 억제될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 응고 셀로부터 배출되어 비산되는 미 응고 용강이 주편 함몰부에 포집될 수 있도록 하므로, 미 응고 용강의 비산으로 인해 발생하는 설비의 손상 또는 파손이 방지될 수 있도록 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 용강유출 방지장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 주편 단부의 응고셀이 핀치롤에 의해 수축되는 것을 최대한 억제하면서 주편 단부의 함몰부 영역 내부로부터 유출 비산되는 미응고 용강이 함몰부를 벗어나지 않도록 구성되는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 용강유출 방지장치는 주편 단부의 함몰부에 형성되는 응고셀에 물리어 고정되도록 구성되는 하나 이상의 수축 방지체; 및 수축 방지체가 결합되며, 주편 단부의 내부로부터 유출 비산되는 미응고 용강이 함몰부를 벗어나지 않게 함몰부의 개구부를 막도록 구성되는 비산 방지커버;를 포함하여 구성되며, 수축 방지체에는 확장커버가 더 구비될 수도 있다. 그리고, 비산 방지커버에는 수축 방지체가 비산 방지커버의 길이 방향을 따라 이동된 위치에 고정 가능하게 결합되도록 슬롯이 형성될 수도 있다.

이 경우, 수축 방지체는 프레임 구조로 이루어질 수도 있다.

삭제

다른 한편, 수축 방지체는 일 단부에 무게 추가 더 구비될 수도 있다.

또 다른 한편, 비산 방지커버는 행거가 더 구비될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 주조 말기 주편의 인발 시 미 응고 용강이 존재하는 주편 단부 함몰부 영역의 응고 셀이 수축되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수축되는 응고 셀이 파손되어 유출 비산되는 미 응고 용강이 비산되어 주편 단부의 함몰부로부터 벗어나 비산되는 것을 최대한 억제할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 주편 단부에 용강유출 방지장치가 결합되는 경우에도 주편의 실수율이 저하되는 것이 최대한 억제할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 응고 셀로부터 배출되어 비산되는 미 응고 용강이 주편 함몰부에 포집될 수 있도록 하므로, 미 응고 용강의 비산으로 인해 발생하는 설비의 손상 또는 파손을 방지할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 작업자가 용강유출 방지장치를 설치하는 것이 용이하게 이루어질 수 있게 되어 안전사고를 최대한 예방할 수 있고, 설치를 위한 작업시간을 최소화 할 수 있다.

도 1은 일반적인 연주기의 상부 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 주조 말기의 주면 단부에 형성되는 함몰부 영역의 응고셀이 파손되어 미 응고 용강이 유출되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3의 종래 방식의 수축방지 치구가 함몰부 영역의 응고셀이 파손되는 것을 방지하기 위하여 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 4의 본 발명의 일 실시예에 따른 용강유출 방지장치의 일 구성예를 개략적으로 나타내는 분해 사시도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용강유출 방지장치가 주편의 함몰부 영역으로 삽입되어 설치되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 용강유출 방지장치에 대하여 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.

그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 주편 단부의 응고셀이 핀치롤에 의해 수축되는 것을 최대한 억제하면서 주편 단부의 함몰부 영역 내부로부터 유출 비산되는 미응고 용강이 함몰부를 벗어나지 않도록 구성되는 것을 기초로 한다.

도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강유출 방지장치(100)는 핀치롤(21)의 압하력에 의해 주편(11) 단부의 함몰부 영역에 형성되는 응고셀(11a)의 수축을 억제하기 위한 수축 방지체(110)와 응고셀(11a)의 파손으로 인해 유출되는 미 응고 용강(11b)의 비산을 방지하기 위한 비산 방지커버(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 수축 방지체(110)는 주편(11) 단부의 함몰부에 형성되는 응고셀(11a)에 물리어 고정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 용탕이 주형(10)에 공급된 후 응고셀(11a)이 형성되기 시작할 때 또는 응고셀(11a)이 약하게 형성된 시점에 상기 수축 방지체(110)의 일부 영역이 주형(10) 내에 공급된 용탕에 잠기도록 배치되어 형성되는 응고셀(11a)에 의해 용탕에 잠겨진 수축 방지체(110)의 영역을 고정하도록 구성될 수도 있다.

이와 같이, 상기 수축 방지체(110)가 함몰부 내에 형성되는 응고셀(11a)에 의해 고정될 수 있도록 하기 위하여 수축 방지체(110)는 그 방지체 본체(111)가 프레임 구조로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 방지체 본체(111)는 프레임 구조가 다각 형상의 구조로 이루어질 수도 있고, 프레임 구조 사이는 격자구조(미도시)와 같은 체결력을 향상시키기 위한 구조로 이루어질 수도 있다.

이와 달리, 상기 수축 방지체(110)는 그 방지체 본체(111)가 하나 이상의 돌기 또는 홈이 형성되는 솔리드 구조체로 형성될 수도 있고, 굴곡된 형태 또는 다각 형상의 솔리드 구조체로 형성될 수도 있다. 즉, 방지체 본체(111)가 응고셀(11a)과 결합되어 지지될 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성될 수 있는 수축 방지체(110)는 비산 방지커버(120)에 결합되게 구성될 수 있다. 이 경우, 도시된 것과 같이, 하나 이상의 수축 방지체(110)가 비산 방지커버(120)에 결합되도록 구성될 수도 있다.

한편, 비산 방지커버(120)는 주편(11) 단부의 내부로부터 유출되어 비산되는 미응고 용강(11b)이 함몰부 내에 포집되어 미응고 용강(11b)이 함몰부를 벗어나지 못하도록 주편(11) 단부에 형성되는 함몰부의 개구부를 막도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 비산 방지커버(120)는 주편(11)의 함몰부 내벽에 삽입될 수 있는 장방형의 플레이트 구조로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 비산 방지커버(120)는 도시된 것과 같은 반원형의 플레이트 구조로 이루어져 핀치롤(21)의 압하력에 의해 주편(11) 단부의 응고셀(11a)에 의해 장변부가 가압되는 경우 파손이나 변형에 의한 손상이 방지될 수 있게 구성될 수도 있다.

이와 같이 구성되는 비산 방지커버(120)는 주조 말기 주편(11) 단부에 형성되는 함몰부의 내부로 삽입되게 구성되거나, 또는 주편(11) 단부에 형성되는 함몰부의 개구부 테두리에 걸쳐지게 배치되게 구성되어 미응고 용강(11b)의 유출을 방지하도록 구성될 수도 있다.

상기 수축 방지체(110)는 비산 방지커버(120)에 결합부재(112a,112b)에 의해 결합이 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 방지체 본체(111)에는 볼트와 같은 구조의 결합부재(112a)가 구비되고, 커버본체(121)에는 삽입구멍(121a)이 형성되어 결합부재(112a)가 삽입된 상태에서 너트와 같은 구조의 결합부재(112b)가 방지체 본체(111)의 결합부재(112a)와 결합되어 체결이 이루어지게 구성될 수도 있다.

한편, 상기 커버본체(121)에 형성되는 삽입구멍(121a)은 슬롯 형태로 형성되어 수축 방지체(110)가 비산 방지커버(120)의 길이 방향을 따라 이동된 위치에 고정 가능하게 결합되도록 구성될 수도 있다. 즉, 수축 방지체(110)는 비산 방지커버(120)에 가변된 위치에서 고정되게 결합이 이루어지도록 구성될 수도 있다.

이 경우, 상기 방지체 본체(111)에는 확장커버(114)가 더 구비되어 비산 방지커버(120)에 의해 비산이 방지될 수 있는 영역(면적)이 더 확대되게 구성될 수도 있다. 다시 말해서, 상기 확장커버(114)의 일부 영역은 커버본체(121)의 길이 방향 단부로부터 더 연장된 위치에 배치되어 커버본체(121)와 함께 함몰부를 막게 되는 영역(면적)이 가변(확대)되게 할 수도 있다.

이와 같이 확장커버(114)가 더 구비되는 경우, 장방변의 크기가 다른 주형(10)에 의해 형성되는 주편(11)에 유연하게 적용될 수 있다. 즉, 각 규격에 따라 다른 크기의 비산 방지커버(120)가 요구되는 경우에도 하나의 용강유출 방지장치(100)를 이용하여 적용이 가능하게 된다.

그리고, 상기 수축 방지체(110)는 일 단부에 무게추(113)가 더 구비될 수도 있다. 즉, 용탕에 잠기게 되는 방지체 본체(111)의 단부 중앙부 영역에 무게추(113)가 더 구비되어 상기 수축 방지체(110)가 주형(10)에 공급된 용탕에 잠기는 상태가 안정적으로 이루어지도록 할 수도 있다.

또한, 비산 방지커버(120)에는 행거(122)가 더 구비될 수도 있다. 상기 행거(122)는 작업자가 용강유출 방지장치(100)를 상기 함몰부에 투입할 때, 행거(122)를 잡고 투입할 수 있도록 체인이나 와이어 등과 같이 손잡이 역할을 하도록 구성될 수도 있다. 이와 달리, 상기 행거(122)는 용강유출 방지장치(100)를 상기 함몰부에 투입하기 위하여 별도의 승강 장치에 연결(또는 결합)되어 매달리도록 구성될 수도 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 상기 설명된 실시예와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 용강유출 방지장치(100)는 연속주조 작업 말기 주형(10)에 공급된 용강이 내부에서부터 응고 냉각되도록 치구를 사용하여 캐핑(Capping) 작업이 실시된 후에 주조 말기의 주편(11) 단부에 형성되는 함몰부에 적용된다.

도시된 것과 같이, 수축 방지체(110)의 일부 영역은 미 응고 용강(11b) 내에 잠기게 된 후 미 응고 용강(11b)이 냉각되면서 응고셀(11a)이 형성되어 수축 방지체(110)가 고정된다. 이 경우, 주편(11)의 장변부 응고셀(11a)은 압하력에 의해 수축되어 방지체 본체(111)와 접하게 되면서 수축되는 정도가 제약을 받게 된다.

그리고, 상기 비산 방지커버(120)는 도시된 것과 같이 함몰부 내에 삽입된 상태에서 주편(11)의 장변부 응고셀(11a)은 압하력에 의해 수축됨에 따라 개방되는 영역이 최소화 되도록 하여 비산되는 미 응고 용강(11b)이 외부로 유출되지 않도록 포집할 수 있게 된다.

한편, 상기 방지체 본체(111) 또는 무게추(113)는 그 자체의 온도로 냉각재 역할을 하여 미 응고 용강(11b)의 냉각 및 응고를 촉진시킬 수도 있다.

상기와 같이 설명된 용강유출 방지장치는 상기 설명된 실시예에 한하여 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100 ... 용강유출 방지장치 110 ... 수축 방지체
111 ... 방지체 본체 112a,112b ... 결합부재
113 ... 무게추 114 ... 확장커버
120 ... 비산 방지커버 121 ... 커버본체
121a ... 삽입홀 122 ... 행거

Claims (5)

1. 주편 단부의 함몰부에 형성되는 응고셀에 물리어 고정되도록 구성되는 하나 이상의 수축 방지체;
   상기 수축 방지체가 결합되며, 주편 단부의 내부로부터 유출 비산되는 미응고 용강이 함몰부를 벗어나지 않게 함몰부의 개구부를 막도록 구성되는 비산 방지커버;를 포함하여 구성되며,
   상기 수축 방지체에는 확장커버가 더 구비되고, 비산 방지커버에는 상기 수축 방지체가 비산 방지커버의 길이 방향을 따라 이동된 위치에 고정 가능하게 결합되도록 슬롯이 형성되는 용강유출 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수축 방지체는 프레임 구조로 이루어지는 용강유출 방지장치.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수축 방지체는 일 단부에 무게 추가 더 구비되는 용강유출 방지장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비산 방지커버는 행거가 더 구비되는 용강유출 방지장치.

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