KR101218708B1 - Ｐｆｃ 공정용 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용탕이 투입되는 투입면 및 상기 용탕이 배출되는 배출면으로 이루어진 하우징부; 및 상기 하우징부를 관통하여 형성되고, 상기 투입면과 상기 배출면을 연통시키는 슬릿부를 포함하되, 상기 배출면 측의 슬릿부는 폭방향을 따라 중앙부로부터 양종단부로 갈수록 넓어지는 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 개시한다. 상기와 같은 ＰＦＣ 공정용 노즐은 용탕에 의한 열 변형을 고려하고 용탕을 슬릿부의 폭에 걸쳐 고르게 유동시켜, 일정한 두께의 스트립을 제조한다.

Description

ＰＦＣ 공정용 노즐{NOZZLE FOR PLANAR FLOW CASTING PROCESS}

본 발명은 ＰＦＣ(planar flow casting) 공정용 노즐에 관한 것으로서, 특히, 일정한 두께의 스트립을 제조할 수 있는 ＰＦＣ 공정용 노즐에 관한 것이다.

ＰＦＣ(planar flow casting) 공정은 노즐을 이용하여 회전하는 냉각롤에 강한 압력으로 용탕을 분사하여 얇은 스트립을 제조하는 공정이다. 이러한 ＰＦＣ 공정을 통해 25㎛ 내지 30㎛의 두께 및 5㎜의 폭을 갖는 스트립이 제조될 수 있다. ＰＦＣ 공정에서 노즐과 냉각롤 사이의 간격은 일반적으로 200㎛ 내외이고, 이러한 간격은 ＰＦＣ 공정이 종료될 때까지 일정하게 유지되고 있다.

일반적으로, 용탕이 분사되는 노즐의 슬릿은 직사각형으로 이루어진 수평단면을 갖는다. 이때, 슬릿의 중앙부와 양종단부는 동일한 간격으로 이루어진다. 하지만, 노즐에 유입되는 용탕은 1100℃ 내지 1300℃의 고온이다. 이로 인해, 노즐에는 열 변형이 발생하게 된다. 이때, 노즐의 슬릿도 열 변형이 발생하게 되는 데, 슬릿의 양종단부는 중앙부보다 변형이 구속되어, 중앙부는 나뭇잎 형상과 같이 벌어지는 형상을 갖게 된다. 따라서, 슬릿은 일정한 간격으로 이루어졌다가, 열 변형으로 인해 중앙부가 양종단부보다 큰 간격으로 이루어진다. 이로 인해, 일반적으로 ＰＦＣ 공정에 사용되는 노즐은 스트립의 두께를 균일하게 제조하는 데에 어려움을 겪고 있다. 또한, 제조된 스트립의 품질은 저하된다.

본 발명은 용탕으로 인한 열변형을 고려하여, 일정한 두께의 스트립을 제조할 수 있는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 유입되는 용탕을 고르게 분포시켜, 일정한 두께의 스트립을 제조할 수 있는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 제공하고자 한다.

본 발명은 용탕이 투입되는 투입면 및 상기 용탕이 배출되는 배출면으로 이루어진 하우징부; 및 상기 하우징부를 관통하여 형성되고, 상기 투입면과 상기 배출면을 연통시키는 슬릿부를 포함하되, 상기 배출면 측의 슬릿부는 폭방향을 따라 중앙부로부터 양종단부로 갈수록 넓어지는 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 개시한다.

또한, 상기 ＰＦＣ 공정용 노즐은, 상기 슬릿부의 중앙부에 위치되어 상호 간에 이격된 상태로 마주보면서 상기 슬릿부를 구획하도록 상기 하우징부에 설치되고, 상기 투입면으로부터 상기 배출면으로 갈수록 상호 간의 간격이 넓어지는 한 쌍의 가이드부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 개시한다.

또한, 상기 슬릿부는 상기 투입면으로부터 상기 배출면으로 갈수록 좁아지는 간격 및 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 개시한다.

또한, 상기 양종단부는 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐을 개시한다.

본 발명에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐은 다음과 같은 효과들을 제공한다.

(1) 본 발명에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐은 하우징부 및 슬릿부를 포함하고, 용탕이 유입되어 슬릿부를 통과하여 배출된다. 이때, 용탕이 배출되는 측의 슬릿부의 간격은 폭방향을 따라 중앙부로부터 양종단부로 갈수록 넓어진다. 이로 인해, 용탕으로 인해 하우징부가 열변형될 때, 슬릿부는 일정한 간격을 갖게 된다. 또한, 양종단부는 원형의 형상을 갖는다. 이로 인해, 양종단부로 유동하는 용탕에 대한 저항이 감소되어, 용탕이 원활하게 유동하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐은 용탕에 의한 열변형이 고려됨에 따라, 슬릿부를 통과한 용탕을 일정한 두께의 스트립으로 제조할 수 있다는 효과를 갖는다.

(2) 본 발명에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐은 가이드부들을 더 포함하고, 가이드부들은 한 쌍으로 이루어져, 슬릿부의 중앙부에 상호 간에 이격된 상태로 마주보면서 하우징부에 설치되고, 용탕이 배출되는 측으로 갈수록 상호 간의 간격이 넓어진다. 이로 인해, 용탕은 슬릿부의 중앙부로의 집중적인 유동이 제한되고, 양종단부로 분산된다. 따라서, 본 발명에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐은 슬릿부의 폭에 걸쳐 용탕을 유동시켜, 슬릿부를 통과한 용탕을 일정한 두께의 스트립으로 제조할 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 ＰＦＣ 공정용 노즐을 도시하는 평면도 및 정면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐(100)을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 ＰＦＣ 공정용 노즐(100)을 도시하는 평면도 및 정면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ＰＦＣ 공정용 노즐(100)은 하우징(housing)부(101), 슬릿(slit)부(102) 및 가이드부(103)들을 포함하고, ＰＦＣ 공정에 사용되어 유입된 용탕을 배출시켜 스트립으로 제조한다. 이때, 제조되는 스트립은 일반적으로 25㎛ 내지 30㎛의 두께를 갖고, 5㎜ 내지 300㎜의 폭을 갖는다.

하우징부(101)는 용탕이 투입된 투입면(111)과 용탕이 배출되는 배출면(113)을 포함한다.

슬릿부(102)는 하우징부(101)를 관통하여 형성된 공간을 의미하고, 하우징부(101)의 투입면(111)과 배출면(113)을 연통시킨다. 이로 인해, 용탕은 투입면(111)으로 투입되어 슬릿부(102)를 통해 유동방향(F)을 따라 유동하고 배출면(113)으로 배출된다.

슬릿부(102)는 투입면(111)으로부터 배출면(113)으로 갈수록 좁아지는 간격(S) 및 폭(W)을 갖는 노즐 구조를 가진다. 또한, 배출면(113)의 슬릿부(102)의 폭(W)과 간격(S)은 각각 제조하고자 하는 스트립의 폭과 두께에 따른다.

특히, 배출면(113) 측의 슬릿부(102)는 폭(W)방향을 따라 중앙부(121)로부터 양종단부(123)로 갈수록 넓어지는 간격(S)을 갖는다. 더욱이, 양종단부(123)는 각각 원형의 형상을 갖는다. 여기서, 중앙부(121)는 양종단부(123) 사이에 위치된다.

용탕이 슬릿부(102)에 투입되어 배출되는 과정에서, 하우징부(101)에는 열변형이 이루어진다. 이로 인해, 슬릿부(102)의 형상이 변형되는데, 중앙부(121)의 간격(S1)이 양종단부(123)의 간격(S2)보다 더 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 배출면(113) 측의 슬릿부(102)의 형상은 하우징부(101)의 열변형을 고려한 형상이다. 즉, 본 발명의 슬릿부(102)는 중앙부(121)로부터 양종단부(123)로 갈수록 넓어지는 간격(S)을 갖는 형상으로 이루어지기에, 용탕으로 인한 열변형은 중앙부(121)의 간격(S1)과 양종단부(123)의 간격(S2)을 일정한 상태에 이르게 한다. 따라서, 용탕은 슬릿부(102)를 통과하면서 일정한 두께를 갖게 되고, 제조되는 스트립은 일정한 두께를 가질 수 있다.

또한, 양종단부(123)는 간격(S2)보다 큰 간격이 형성되는 원형의 형상을 갖는다. 일반적으로 양종단부(123)로 유동하는 용탕은 중앙부(121)로 유동하는 용탕보다 양이 적고, 마찰면적의 증가로 많은 저항을 받는다. 이로 인해, 스트립의 양종단부는 다른 부분에 비하여 얇은 두께를 갖는다. 하지만, 양종단부(123)가 원형의 형상을 가짐으로써, 양종단부(123)에서 용탕의 저항은 감소되고, 용탕의 유동은 보다 원활하게 된다. 따라서, 스트립의 양종단부도 다른 부분과 같은 두께를 가질 수 있다.

가이드부(103)들은 한 쌍으로 이루어지고, 상호 간에 이격된 상태로 마주보면서 슬릿부(102)의 중앙부(121)에 위치되도록 하우징부(101)에 고정된다. 이로 인해, 슬릿부(102)는 폭(W)방향을 따라 구획된다. 또한, 가이드부(103)들은 투입면(111)으로부터 배출면(113)으로 갈수록 상호 간의 간격은 넓어진다.

일반적으로 투입면(111)을 통해 투입되는 용탕은 슬릿부(102)의 중앙부(121)에 채워진 후에 양종단부(123)에 채워진다. 이로 인해, 노즐(100)을 통해 제조되는 스트립의 두께 편차가 발생된다. 하지만, 앞서 언급된 바와 같이, 가이드부(103)들은 투입면(111)으로부터 배출면(113)으로 갈수록 상호 간의 간격이 넓어진다. 즉, 가이드부(103)들은 투입면(111) 측에서 바라보았을 때 양종단부(123) 각각을 향하도록 경사져 있다. 이로 인해, 가이드부(103)들은 용탕을 중앙부(121)로의 집중적인 유동을 제한하고, 용탕을 양종단부(123)으로 분산시킨다. 따라서, 용탕은 슬릿부(102)의 폭(W)에 걸쳐 고르게 분포한 상태로 유동하게 되고, 배출면(113)으로 배출되면서 균일한 두께의 스트립으로 제조될 수도 있다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

100: ＰＦＣ 공정용 노즐 101: 하우징부
102: 슬릿부 103: 가이드부

Claims (4)

1. 용탕이 투입되는 투입면(111) 및 상기 용탕이 배출되는 배출면(113)으로 이루어진 하우징부(101);
   상기 하우징부(101)를 관통하여 형성되고, 상기 투입면(111)과 상기 배출면(113)을 연통시키는 슬릿부(102); 및
   상기 슬릿부(102)의 중앙부(121)에 위치되어 상호 간에 이격된 상태로 마주보면서 상기 슬릿부(102)를 구획하도록 상기 하우징부(101)에 설치되고, 상기 투입면(111)으로부터 상기 배출면(113)으로 갈수록 상호 간의 간격이 넓어지는 한 쌍의 가이드부(103)들을 포함하되,
   상기 배출면(113) 측의 슬릿부(102)는 폭(W)방향을 따라 중앙부(121)로부터 양종단부(123)로 갈수록 넓어지는 간격(S)을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬릿부(102)는 상기 투입면(111)으로부터 상기 배출면(113)으로 갈수록 좁아지는 간격(S) 및 폭(W)을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 양종단부(123)는 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＦＣ 공정용 노즐.

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