KR101255069B1

KR101255069B1 - 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치

Info

Publication number: KR101255069B1
Application number: KR1020060041779A
Authority: KR
Inventors: 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2013-04-17
Also published as: KR20070109177A

Abstract

본 발명은 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치에 관한 것으로, 내부에 수용부가 형성되고 상면 및 측면에 각각 유입구 및 유출구가 형성되며 더미바 헤드의 상면에 안착되는 본체와, 상기 본체의 적어도 일 측면에 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가변 유동 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치가 제공된다. 따라서, 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 주형으로 부어지는 용강에 금속 칩 및 코일이 휩쓸려 부유되는 것을 방지하게 되며, 상기 본체의 폭 방향으로 밀려나는 가변 유속 플레이트가 주형의 내벽과 밀착됨으로써, 더미바 헤드의 폭과 주형의 폭의 차이에서 발생되는 틈새를 실링하게 된다.

더미바 헤드, 금속 칩, 실링재, 비산

Description

더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치{DEVICE FOR PREVENTING CHIPS SEATED ON DUMMY BAR HEAD FROM FLOATING}

도 1은 일반적인 연속주조장치의 전체 사시도이다.

도 2는 종래에 시행되고 있는 주형에 용강이 주입되는 상태를 나타낸 부분 단면 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 부유 방지 장치의 전체 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 부유 방지 장치의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 부유 방지 장치가 더미바 헤드에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 레이들 터렛트 20 : 레이들

30 : 턴디쉬 32 : 침지 노즐

40 : 주형 50 : 주편

52 : 금속 칩 54 : 코일

60 : 더미바 70 : 더미바 헤드

80 : 이송 롤러 90 : 자동 절단기

100 : 부유 방지 장치 110 : 본체

112 : 수용부 114 : 유입구

116 : 유출구 118 : 안내부

120 : 가변 유동 플레이트 122 : 수평부

124 : 수직부 S : 용강

본 발명은 더미바 헤드 상에 안착된 칩의 부유 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 응고된 주편과 더미바 헤드의 분리가 용이하도록 더미바 헤드의 상부면에 적층된 금속 칩 및 코일이 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 주형으로 주입되는 용강에 휩쓸려 부유되는 것을 방지할 수 있도록 금속 칩 및 코일을 유지시키는 더미바 헤드 상에 안착된 칩의 부유 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조장치는 제강로에서 생산되어 레이들로 이송된 용강을 턴디쉬에 받았다가 주형에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속 생산하는 설비로 이루어진다.

도 1은 일반적인 연속주조장치의 전체 사시도이며, 도 2는 종래의 더미바 헤드의 폭 조정 상태를 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 레이들 터렛트(Ladle Turret)(10)에 설치된 레이들(Ladle)(20)에 불순물 제거와 화학성분이 조정된 용강을 채우고 레이들(20)에 있는 용강을 원통형 내화벽돌로 된 노즐을 통하여 턴디쉬(Tundish)(30)에 부어진다.

상기 턴디쉬(30)에 저장된 용강은 원통형 내화벽돌로 된 침지 노즐(32)을 통하여 주형(40)으로 주입되어 주형에 의해 대판상의 주편(Slab)으로 주조된다. 상기 주형(40)은 내부에 냉각기구가 구비되어 있기 때문에 용강이 유입되면서 냉각되어 주형(40)의 단면에 대응하는 단면을 갖는 주편(50)이 주조된다.

상기 주형(40) 내에는 주편(50)을 인출 안내하게 되는 더미바(Dummy Bar)(60)가 주형(40)의 개방된 하부에 유입되어 있고 주형(40)에 유입된 최초의 용강은 더미바 헤드(70)의 요철부를 경계로 응고되어 이동궤도에 설치된 다수의 이송 롤러(80)가 구동됨에 따라 더미바(60)가 응고된 주편(50)을 이끌고 냉각수가 분사되는 상하 롤러 사이를 이동하여 연속적으로 주편이 제조되는 것이다.

용강의 주조 초기에는 더미바(60)에 의하여 응고된 주편(50)이 인출되나 일단 응고된 주편(50)이 이송 롤러(80) 사이를 통과하게 되면 그 후에는 더미바(60)의 역할은 필요 없게 된다. 따라서, 더미바(60)는 분리장치에 의하여 상부로 올라가고 연속적으로 주조된 주편(50)은 자동절단기(90)에 의하여 소정의 길이로 절단되고 테이블 롤러(82)에 의하여 집하장으로 이송된다.

한편, 상기 연속주조장치의 주형(40)은 조괴주형과 달리 밑바닥이 없다. 따라서 주조 초기 주형(40)에 용강을 주입할 때 용강이 노출되지 않도록 막아주는 바닥이 필요한데 그 역할을 하는 것이 더미바(60)이다. 더미바(60)의 선단부분 즉, 주형바닥에 상당하는 부분을 더미바 헤드(70)라 하며 초기 용강은 이 부분에서 응고되어 더미바(60)와 결합되고 이송 롤러(80)에 의해 인발된다.

그런데, 더미바 헤드(70)의 상부면에 직접 용강이 용착되면 응고된 주편과 더미바 헤드(70)의 분리가 어렵게 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 더미바 헤드(70)와 주형(40) 사이의 틈새를 메우는 실링과 더미바 헤드의 상부에서 용강의 냉각을 향상시키는 네일 칩(nail chip) 및 그라인더 칩(grinder chip) 등의 금속 칩과, 주형에 주입된 용강의 응고가 신속히 진행될 수 있도록 코일을 더미바 헤드(70)의 상면부에 안착시키게 된다.

도 2는 종래에 시행되고 있는 주형에 용강이 유입되는 상태를 나타낸 부분 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 연속주조공정의 초기에 용강(S)을 주형(40) 내부에 정체시켜 주편으로 형상화할 때 주형(40)의 바닥면을 이루게 되는 더미바 헤드(70)의 상부면에 금속 칩(52)과 코일(54)을 적층시키게 된다.

이에 따라서, 턴디쉬의 침지 노즐(32)을 통하여 주형(40)에 용강(S)을 주입하면 주입된 용강(S)이 코일(54) 사이를 통하여 아래로 흐르는 과정에서 다소 완충되어 금속 칩(52)의 비산을 방지하게 된다. 그 후 용강(S)과 금속 칩(52) 및 코일(54)이 일체로 용착되므로 더미바 헤드(70)와 주편의 분리가 용이하게 된다.

그러나, 실제 있어서 턴디쉬에서 주형(40)으로 주입되는 용강(S)은 상당한 무게가 있고 수직 하방으로 쏟아지는 압력이 작용하기 때문에 용강이 직접 금속 칩(52)에 접촉되면 금속 칩(52)은 사방으로 비산되어 더미바 헤드(70)의 일부가 노출된다.

즉, 상기 용강(S)이 침지 노즐(32)에서 주형으로 낙하되는 속도를 완충시키는 코일(54)이, 하나의 봉상을 이루고 나선형으로 감겨 있기 때문에 코일(54)의 피치와 더미바 헤드(70)의 상부면에 적층된 금속 칩(52)의 접촉 면적이 극히 일부에 지나지 않아 용강(S) 주입시 부유하면서 다수의 코일(54)이 다발로 뭉치게 된다. 이에 따라서, 주형(40)에 주입된 용강(S)을 평면적으로 분산시키거나 냉각시키지 못하게 된다.

더불어, 상기 주형(40)에 용강(S)의 쏟아지는 충격에 대한 완충작용이 미흡하여 용강(S)의 흐름 줄기가 더미바 헤드(70)의 어느 한 부분에 직접 미치는 경우 그 부분의 금속 칩(52)이 용강(S)에 의하여 휩쓸려 더미바 헤드(70)가 용강(S)에 노출되어 노출된 부분으로 용강(S)이 용착되면 주편과 더미바의 분리가 어렵게 된다.

따라서, 연속주조공정의 특성상 한번 조업사고가 나면 치명적인 경제적 손실을 입게 되므로 주형 내에 최초로 주입되는 용강에 의해 더미바 헤드에 적층된 금속 칩 및 코일이 씻겨나가는 것을 방지하기 위한 수단이 강구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응고된 주편과 더미바 헤드가 용이하게 분리되도록 상기 더미바 헤드의 상부면에 적층되는 금속 칩이 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 주형으로 주입되는 용강에 휩쓸려 부유하는 것을 방지할 수 있는 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 용강이 침지 노즐을 통해 적층된 금속 칩으로 낙하될 때 상기 용강의 낙하속도를 완충시키며 주입된 용강의 응고를 신속하게 진행시키는 코일이 제자리를 유지하여 그 역할을 원활히 수행할 수 있도록 하는 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 연주기에 사용되는 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치로서, 내부에 수용부가 형성되고 상면 및 측면에 각각 유입구 및 유출구가 형성되며 더미바 헤드의 상면에 안착되는 본체와, 상기 본체의 적어도 일 측면에 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가변 유동 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 가변 유동 플레이트는 일단이 상기 본체의 측면을 관통 활주하는 수평부와 상기 수평부의 타단에서 하향 연장 형성된 수직부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유출구는 상기 가변 유동 플레이트의 수평부 아래에 위치된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 가변 유동 플레이트는 본체의 양 대향 측면에 각각 형성된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 부유 방지 장치의 전체 사시도이다.

도면을 참고하여 설명하면, 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 주형에 부어진 용강이 응고되면 이를 주형에서 인발하게 되는 더미바의 선단부분에 주형의 바닥면을 이루게 되는 더미바 헤드가 주형의 하부에 위치하게 된다. 그리고, 상기 더미바 헤 드의 상부면에 응고된 주편과 더미바 헤드가 용이하게 분리되도록 금속 칩과 코일이 적층된다.

특히, 상기 더미바 헤드의 상부면에 적층된 금속 칩과 코일이 주형으로 주입되는 용강에 의해 휩쓸리지 않도록 적층된 금속 칩 및 코일의 위에서 용강의 낙하속도를 저감시키고, 금속 칩 및 코일이 제자리에 위치하도록 유지시키는 부유 방지 장치(100)가 설치된다.

상기 부유 방지 장치(100)는 크게, 금속 칩 및 코일이 수용되도록 내부에 수용부(112)가 형성되고, 상면 및 측면에 각각 유입구(114) 및 유출구(116)가 형성된 본체(110)와, 상기 본체의 양 대향 단부에 활주 가능하게 장착된 가변 유동 플레이트(120)로 구성된다. 또한, 상기 본체(110) 내부의 수용부(112)에는 상기 유입구(114)를 통하여 턴디쉬의 침지 노즐에서 주형으로 주입되는 용강이 주형의 바닥면으로 안내되어 상기 유출구(116)로 배출되도록 유로가 형성된다. 그리고, 가변 유동 플레이트(120)는 상기 수용부(112)에서 주형의 바닥면으로 용강이 토출되는 속도를 감속시키는 기능을 한다.

상기 본체(110)는, 턴디쉬의 침지 노즐에서 토출되는 용강의 낙하 속도를 완충시킴과 동시에 금속 칩과 코일이 비산되지 않도록 금속 칩 및 코일이 적층된 더미바 헤드의 상부면에 안착된다.

상기와 같은 구성을 갖는 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치의 상호관계를 도 4에 의거하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 부유 방지 장치의 분해 사시도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 상기 본체(110)는 내부와 연동되는 수용부(112)가 형성되는데 상기 본체(110)의 하면이 개방됨으로써 연속주조공정의 초기에 더미바 헤드에 먼저 적층된 금속 칩 및 코일을 쉽게 수용할 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(110)에는 침지 노즐을 통해 주형으로 부어지는 용강이 본체의 수용부(112)를 거쳐 본체(110)의 주변으로 분산되도록 용강을 안내하는 유로가 형성된다. 이를 위하여 침지 노즐에서 주형으로 부어지는 용강이 본체(110)의 수용부(112)로 주입되도록 하기 위한 유입구(114)가 본체(110)의 상면에 형성되고, 상기 본체(110)의 측면에는 수용부(112)의 용강을 토출시키기 위한 유출구(116)가 형성된다.

특히, 상기 유입구(114)의 형상은 본체(110) 내부의 수용부(112)로 접근할수록 즉, 아래로 갈수록 좁아지는 입구의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 상기 침지 노즐을 통해 주형으로 부어지는 용강이 본체(110)의 상부면에 형성된 유입구(114)를 거치게 될 때 용강이 상부면에 체류됨 없이 신속하게 본체 내부의 수용부(112)로 유입되도록 하는 동시에 상기 수용부(112) 내의 금속 칩이 상기 유입구(114)를 통해 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 것으로 도면에 도시된 바와 같이 유입구의 측면이 경사지거나 때에 따라서 다단으로 이루어진 계단형으로 형성될 수도 있다.

아울러, 상기 본체(110)의 상면에 구비되는 유입구(114)가 도면에는 본체의 폭 방향을 따라 도시되었지만 이는 침지 노즐에서 주형으로 부어지는 용강의 방향 및 흐름에 따라 달라질 수 있음을 명백히 밝혀 두는 바이다.

한편, 상기 본체(110)의 수용부(112)에서 유출구(116)를 통해 토출되는 용강에 의해 가변 유동 플레이트(120)가 활주하도록 설치되는데, 상기 가변 유동 플레이트(120)는 본체(110)의 측면에 각각 형성된 안내부(118)에 활주되도록 조립되는 수평부(122)와, 상기 수평부(122)의 선단부분에서 더미바 헤드의 상부면으로 즉, 하향 수직연장되는 수직부(124)로 구성된다. 특히, 상기 수직부(124)는 유출구(116)에서 토출되는 용강에 의해 본체(110)의 폭 방향으로 밀려 이동되도록 유출구(116)에서 용강이 토출되는 방향에 그와 대면하도록 위치하게 됨으로써, 상기 유출구(116)는 상기 가변 유동 플레이트(120)의 수평부(122) 아래에 위치하게 된다.

다시 설명하자면, 상기 본체(110)의 폭 방향으로 활주하게 되는 가변 유동 플레이트(120)가 본체(110)의 양 대향 측면에 각각 형성된 안내부(118)에 설치되고, 상기 안내부(118)의 직하방으로 본체(110)의 수용부(112)에서 용강이 토출되는 유출구(116)가 형성된다.

여기서, 상기 수평부(122)의 단면은, 가변 유동 플레이트(120)가 유출구(116)에서 토출되는 용강의 압력에 의해 회전하지 않도록 대략 장방형의 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 수평부(122)의 회전 방지 단면은, 유출구(116)에서 토출되는 용강의 흐름에 의해 수직부(124)에 회전력이 걸려도 수직부(124)의 회전됨 없이 가변 유동 플레이트(120)가 본체(110)의 폭 방향으로 이동될 수 있도록 안내하게 된다. 따라서, 상기 수평부(122)의 회전 방지 단면은 장방형 이외에 다른 형상, 즉 원형이 아닌 어떠한 형상도 가능하다.

상기와 같은 구성을 갖는 고착장치의 동작을 도 5에 의거하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 고착장치가 더미바 헤드에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 상기 턴디쉬의 침지 노즐(32)에서 용강(S)이 주형(40)으로 부어지기 전에 주형(40)의 하부에 더미바 헤드(70)가 삽입되어 주형(40)의 바닥면을 이루게 된다. 그리고, 상기 더미바 헤드(70)의 상부면으로 더미바 헤드(70)와 주형(40) 사이의 틈새를 메우고 응고된 주편이 더미바 헤드(70)와 분리가 용이하도록 금속 칩(52)을 소정의 두께로 깔게 된다. 그 후, 상기 더미바 헤드(70)에 적층된 금속 칩(52) 위로 코일(54)을 안착시키게 된다.

상기와 같이, 더미바 헤드(70)의 상부면에 금속 칩(52) 및 코일(54)이 적층되면, 상기 부유 방지 장치(100)가 적층된 금속 칩(52) 및 코일(54)에 안착하게 된다. 즉, 상기 부유 방지 장치(100)의 본체(110)에 형성된 수용부(112)에 코일(54)이 위치될 수 있도록 안착되고, 상기 본체(110)의 양 측면에 형성된 유출구(116)가 더미바 헤드(70)의 폭 방향으로 향하도록 안착된다.

이에 따라서, 상기 턴디쉬의 침지 노즐(32)을 통해 주형(40)으로 부어지는 용강(S)이 상기 본체(110)의 유입구(114)를 통해 본체(110)의 수용부(112)로 유입된다. 이때, 상기 용강(S)이 유입구(114)를 통해 수용부(112)에 위치한 코일(54)로 낙하되면서 상기 코일(54)에 의해 용강의 낙하속도가 다소 완충되면서 금속 칩(52)으로 흐르게 되어 금속 칩(52)과 코일(54)이 용강(S)에 휩쓸려 부유하는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 수용부(112)로 유입된 용강(S)은 본체(110)의 양 측면에 형성된 유출구(116)를 통해서 더미바 헤드(70) 상부면 주변으로 흐르게 되는데, 이때, 상 기 유출구(116)의 출구측에는 가변 유동 플레이트(120)가 설치됨으로써, 유출구(116)를 통해 토출되는 용강(S)의 유속을 감속시키게 된다.

즉, 상기 수용부(112)의 용강(S)이 일정 수위를 넘어서게 되면 상기 본체(110)의 양 측면에 형성된 유출구(116)를 통해 더미바 헤드(70)의 주변으로 토출된다. 그러나, 상기 유출구(116)를 통해 토출되는 용강(S)은, 상기 가변 유동 플레이트(120)의 수직부(124)의 내측면에 부딪치면서 상기 수직부(124)를 본체(110)의 폭 방향으로 밀어내게 된다. 그리고, 상기 수직부(124)가 주형(40)의 내벽에 의해 더 이상 밀려날 수 없을 때까지 이동하게 되면서, 용강의 압력만큼 주형(40)의 내벽을 가압하게 된다. 이에 따라서, 상기 부유 방지 장치(100)는 주형(40)의 내벽에 용강의 압력에 대응하는 힘으로 고정되면서 용강에 의해 그 자체가 부상되는 것을 방지할 뿐만 아니라 더미바 헤드(70)의 폭과 주형(40)의 폭의 차이에서 발생되는 틈새를 실링하게 된다.

이때, 상기 본체(110)의 폭 방향으로 밀려나는 수직부(124)는, 본체(110)에 형성된 안내부(118)에서 활주하게 되는 수평부(122)에 의해 안내되므로 용강(S) 토출 시 상기 가변 유동 플레이트(120)의 회전됨 없이 본체(110)의 폭 방향으로 직선 운동하게 된다.

이와 같이, 턴디쉬의 침지 노즐(32)을 통해 용강(S)이 주형(40)에 부어져 일정 수위에 도달하게 되면 상기 부유 방지 장치(100)는 용강(S)에 의해 용해되면서 용강(S)과 더불어 응고되고, 응고된 주편을 주형에서 인발시키고 난 후에 자동절단기에 의하여 소정의 길이로 절단하게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

본 발명에 의한 부유 방지 장치는, 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 주형으로 부어지는 용강에 금속 칩 및 코일이 휩쓸려 부유되는 것을 방지하게 됨으로써, 더미바 헤드의 상부면이 용강에 직접 노출되는 것을 막을 수 있다.

또한, 상기 용강에 의해 본체의 폭 방향으로 밀려나는 가변 유속 플레이트가 주형의 내벽과 밀착됨으로써, 주형의 바닥면을 이루는 더미바 헤드의 폭과 주형의 폭의 차이에서 발생되는 틈새를 실링하게 된다.

Claims

연주기의 주형 내부에서 더미바 헤드 상에 안착되는 칩의 부유 방지 장치로서,

상기 더미바 헤드의 상면에 안착되고, 내부에 수용부가 형성되고 상면에는 유입구가 형성되며 폭 방향의 적어도 일 측면에 유출구가 형성되는 본체와,

상기 유출구의 상부에서 상기 본체의 일 측면을 관통하여 구비되어, 상기 본체의 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되는 가변 유동 플레이트를 포함하며,

상기 가변 유동 플레이트는 상기 유입구를 통해 상기 수용부로 유입된 용강이 상기 유출구로 토출되는 용강에 부딪혀 상기 주형의 폭 방향에 있는 내벽으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가변 유동 플레이트는 일단이 상기 본체의 일 측면을 관통 활주하는 수평부와 상기 수평부의 타단에서 하향 연장 형성된 수직부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 유출구는 상기 가변 유동 플레이트의 수평부 아래에 위치된 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유출구는 본체의 양 측면에 형성되고, 상기 가변 유동 플레이트는 본체의 양 측면에 서로 대향하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 부유 방지 장치.