KR101316914B1 - 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치 - Google Patents

비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치 Download PDF

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Abstract

비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 내부에 용강을 저장하는 도가니가 설치되는 턴디쉬; 상기 턴디시의 외부 하단에 설치되고, 상기 도가니에 저장된 용강을 분사하기 위한 노즐; 상기 노즐의 하부에는 상기 노즐과 일정한 간격을 유지하면서 배치되고, 상기 노즐로부터 분사되는 용강을 급냉시켜 스트립을 제조하기 위한 냉각롤; 및 상기 노즐의 전방에 설치되고, 상기 냉각롤의 회전에 의하여 냉각롤과 함께 회전하면서 상기 노즐로 유입되는 공기를 차단하기 위한 공기 차단부를 포함한다.

Description

비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치{AIR BLOCKING APPARATUS FOR MANUFACTURING AMORPHOUS STRIP OR RIBBON}
본 발명은 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비정질 스트립 또는 리본의 제조시 노즐과 냉각롤 사이에 냉각롤과 함께 회전되는 공기의 유입을 차단할 수 있는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일정한 용강을 저장하는 도가니가 밀폐형 턴디쉬 내에 설치되어 있으며, 턴디쉬 외부 하단에 노즐이 부착되어 있어, 도가니에 담긴 용탕이 노즐을 통해 분사된다.
이와 같이 분사된 용탕은 예컨대, 25~30 m/s의 선속도로 회전하는 냉각롤에 접촉하여 급속 응고되며, 냉각롤에 부착되어 회전하다가 박리장치에 의해 냉각롤과 분리된다.
이 때, 상기 노즐과 냉각롤 사이에는 퍼들(냉각된 고체와 용탕의 액상이 공존하는 구간)이 형성된다. 이 퍼들이 안정한 상태로 유지되어야 비정질 스트립 혹은 리본의 표면 품질이 균일하게 제조될 수 있다.
그러나, 고속으로 회전하는 냉각롤과 함께 냉각롤 주변의 공기도 같이 회전하게 된다. 이와 같이 상기 냉각롤의 표면에서 상기 냉각롤과 함께 회전된 공기는 상기 노즐과 냉각롤(스트립) 사이로 유입되는데, 상기 노즐과 냉각롤 사이의 간격이 매우 좁기 때문에 더욱 빠른 속도로 유입되어 퍼들을 불안정하게 만든다.
이러한 불안정한 퍼들에 의해 비정질상이 형성되지 않거나, 용탕이 흔들려 비정질 스트립 혹은 리본의 표면에 요철이 발생되어 품질이 저하된다.
따라서, 비정질 스트립 혹은 리본의 우수한 표면 품질을 확보하기 위하여는 상기 노즐과 냉각롤 사이에 상기 냉각롤과 함께 회전되는 공기의 유입을 차단할 수 있는 장치가 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 노즐과 냉각롤 사이에 냉각롤과 함께 회전되는 공기의 유입을 차단할 수 있는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 용강을 저장하는 도가니가 설치되는 턴디쉬;
상기 턴디시의 외부 하단에 설치되고, 상기 도가니에 저장된 용강을 분사하기 위한 노즐;
상기 노즐의 하부에는 상기 노즐과 일정한 간격을 유지하면서 배치되고, 상기 노즐로부터 분사되는 용강을 급냉시켜 스트립을 제조하기 위한 냉각롤; 및
상기 노즐의 전방에 설치되고, 상기 냉각롤의 회전에 의하여 상기 냉각롤과 함께 회전하면서 상기 노즐로 유입되는 공기를 차단하기 위한 공기 차단부를 포함하는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치가 제공된다.
상기 공기 차단부는 상기 냉각롤의 표면과 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다.
상기 공기 차단부는 상기 냉각롤의 표면 상부에 배치되고, 상기 노즐로 유입되는 공기의 방향을 변경할 수 있도록 상기 냉각롤의 표면으로 가스를 주입하기 위한 가스 주입관을 포함할 수 있다.
상기 공기 차단부는 전면부가 개방된 박스 형상으로 형성되고, 상기 가스 주입관을 통하여 가스가 주입될 수 있는 공간을 확보함과 아울러 상기 노즐로 유입되는 공기를 차단시켜 주기 위한 에어 커튼 박스를 포함할 수 있다.
상기 가스 주입관은 다수의 분지관으로 분지될 수 있다.
상기 분지관은 상기 냉각롤의 표면에 대하여 일정한 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 분지관의 경사 각도는 상기 냉각롤의 회전 방향과 반대 방향으로 향하게 기울어질 수 있다.
상기 에어 커튼 박스에는 상기 에어 커튼 박스의 내부에 주입된 가스를 가열하여 희박화시키기 위한 히터부가 구비될 수 있다.
상기 가스는 불활성 기체, 또는 공기로 이루어질 수 있다.
상기 히터부는 열을 발생하기 위한 할로겐 램프, 유기 발광 다이오드(LED) 램프, 텅스텐 램프로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 노즐과 냉각롤 사이에 냉각롤과 함께 회전되는 공기의 유입을 차단할 수 있기 때문에, 비정질 스트립 혹은 리본의 표면에 요철이 발생되지 않으므로, 우수한 표면 품질을 갖는 비정질 스트립 또는 리본을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 나타낸 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치(10)는, 비정질 스트립 또는 리본의 제조시 노즐과 냉각롤 사이에 공기의 유입을 차단하기 위한 장치이다.
이러한 공기 차단 장치(10)는, 내부에 용강을 저장하는 도가니(미도시)가 설치되는 밀폐형의 턴디쉬(20);
상기 턴디시(20)의 외부 하단에 설치되고, 상기 도가니에 저장된 용강을 분사하기 위한 노즐(30);
상기 노즐(30)의 하부에는 상기 노즐(30)과 일정한 간격을 유지하면서 배치되고, 상기 노즐(30)로부터 분사되는 용강을 급냉시켜 스트립(40)을 제조하기 위한 냉각롤(50); 및
상기 노즐(30)의 전방에 설치되고, 상기 냉각롤(50)의 회전에 의하여 상기 냉각롤과 함께 회전하면서 상기 노즐(30)로 유입되는 공기를 차단하기 위한 공기 차단부(100)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스트립(40)은 상기 냉각롤(50)에 부착되어 회전하다가 박리장치(60)에 의해 상기 냉각롤(50)과 분리될 수 있다.
상기 공기 차단부(100)는 상기 냉각롤(50)의 표면에 스트립(40)이 부착되어 있지 않은 위치, 즉 상기 노즐(30)의 전방과 상기 박리장치(60)의 사이에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 노즐(30)의 전방이라 함은 도 1에서 노즐(30)의 우측 방향을 가리킨다.
또한, 상기 공기 차단부(100)는 상기 냉각롤(50)의 고속 회전에 영향을 주지 않으면서 상기 노즐(30)로 유입되는 공기를 차단할 수 있도록 상기 냉각롤(30)의 표면과 일정한 간격(예컨대, 5mm 이하)을 두고 설치될 수 있다.
상기 공기 차단부(100)는 상기 냉각롤(50)의 표면 상부에 배치되고, 상기 노즐(30)로 유입되는 공기의 방향을 변경할 수 있도록 상기 냉각롤(50)의 표면으로 가스를 주입하기 위한 적어도 하나 이상의 가스 주입관(110)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기 차단부(100)는 그 전면부(122)가 개방된 박스 형상으로 형성되고, 상기 가스 주입관(110)을 통하여 가스가 주입될 수 있는 공간을 확보함과 아울러 상기 노즐(30)로 유입되는 공기를 차단시켜 주기 위한 에어 커튼 박스(120)를 포함할 수 있다.
상기 가스는 질소(N2) 등과 같은 불활성 기체, 또는 공기 등으로 이루어질 수 있다.
상기 가스 주입관(110)의 상부는 외부로부터 상기 가스 주입관(110)으로 가스를 공급할 수 있게 상기 에어 커튼 박스(120)의 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상기 가스 주입관(110)의 하부는 상기 가스 주입관(110)을 통하여 상기 에어 커튼 박스(120) 내부로 가스가 주입될 수 있도록 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부에 위치될 수 있다.
상기 가스 주입관(110)은 상기 냉각롤(50)의 표면으로 효과적으로 가스를 주입할 수 있도록 상기 냉각롤(50)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 일정한 간격으로 복수개 배치될 수 있다.
또한, 상기 가스 주입관(110)은 상기 냉각롤(50)의 표면에 가스를 용이하게 주입할 수 있도록 다수의 분지관(130)으로 분지될 수 있다.
상기 분지관(130)은 상기 냉각롤(50)의 표면에 가스를 보다 용이하게 주입할 수 있도록 상기 가스 주입관(110)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라서 일정한 간격으로 복수개 분지될 수 있다.
상기 분지관(130)은 상기 노즐(30)로 유입되는 공기의 방향을 변경할 수 있도록 상기 냉각롤(50)의 표면에 대하여 일정한 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 분지관(130)의 경사 각도는 상기 노즐(30)로 유입되는 공기의 방향을 보다 효과적으로 변경할 수 있도록 상기 냉각롤(50)의 회전 방향과 반대 방향으로 향하게 기울어질 수 있다. 또한, 상기 분지관(130)의 경사 방향은 상기 에어 커튼 박스(120)의 전면부로 향하게 기울어질 수 있다.
상기 에어 커튼 박스(120)의 하단면은 상기 냉각롤(50)과 일정한 간격을 유지할 수 있도록 상기 냉각롤(50)의 곡면과 동일한 곡율을 갖는 곡면 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 에어 커튼 박스(120)에는 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부에 주입된 가스를 가열하여 희박화시키기 위한 히터부(140)가 구비될 수 있다.
상기 히터부(140)는 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부 공간을 효율적으로 가열할 수 있도록 상기 에어 커튼 박스(120)의 양측면에 일정한 간격으로 배치될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 에어 커튼 박스(120)의 내측 상단부, 일측면에 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
상기 히터부(140)는 전원이 공급되면 열을 발생하는 할로겐 램프로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 전원 공급에 의하여 열을 발생할 수 있으면 유기 발광 다이오드(LED) 램프, 텅스텐 램프 등으로 이루어질 수 있다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치의 작동에 대해서 설명한다.
상기 턴디쉬(20)의 내부에 위치한 도가니에 담긴 용탕이 노즐(30)을 통해 상기 냉각롤(50)로 분사되고, 상기 분사된 용탕은 일정한 선속도로 회전하는 냉각롤(50)과 접촉하면서 급속하게 응고되어 스트립(40)으로 되고, 상기 스트립(40)은 상기 냉각롤(50)에 부착되어 회전하다가 스트립의 박리장치(60)에 의하여 상기 냉각롤(50)과 분리된다.
그리고, 상기 냉각롤(50)의 고속 회전에 의하여 상기 냉각롤(50)과 함께 회전하는 공기는, 상기 에어 커튼 박스(120)의 전면부(122)를 통하여 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 유입되고, 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부 벽면에 의하여 노즐(30)로의 유입이 차단된다.
이 때, 상기 히터부(140)에 전원을 인가하면 상기 히터부(140)가 열을 발생하여 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부를 가열시켜, 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 유입된 공기를 가열함으로써 상기 공기를 희박화시키게 된다. 따라서, 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 유입된 공기는 일부만이 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부에 잔류하게 된다.
그리고, 상기 공기 차단부(100)의 상기 가스 주입관(110)으로 가스를 일정한 크기의 압력으로 주입하면, 상기 가스 주입관(110)으로 주입된 가스는 분지관(130)을 통하여 상기 냉각롤(50)의 회전 방향과 반대 방향으로 일정한 크기의 가압력으로 분사된다.
상기 분지관(130)을 통하여 분사되는 가스는 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 유입된 공기와 부딪히면서 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 유입되는 공기의 방향을 변경시키고, 상기 공기는 상기 에어 커튼 박스(120)의 내부로 주입된 가스와 함께 상기 에어 커튼 박스(120)의 전면부(120)로 배출된다.
따라서, 본 발명에 따른 공기 차단 장치에 의하여 상기 노즐과 냉각롤 사이에 냉각롤과 함께 회전되는 공기의 유입을 차단할 수 있기 때문에, 비정질 스트립 또는 리본의 표면에 요철이 발생되지 않게 되므로, 우수한 표면 품질을 확보할 수 있게 되는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 공기 차단 장치 20: 턴디쉬
30: 노즐 40: 스트립
50: 냉각롤 100: 공기 차단부
110: 가스 주입관 120: 에어 커튼 박스
130: 분지관 140: 히터부

Claims (10)

  1. 내부에 용강을 저장하는 도가니가 설치되는 턴디쉬;
    상기 턴디시의 외부 하단에 설치되고, 상기 도가니에 저장된 용강을 분사하기 위한 노즐;
    상기 노즐의 하부에는 상기 노즐과 일정한 간격을 유지하면서 배치되고, 상기 노즐로부터 분사되는 용강을 급냉시켜 스트립을 제조하기 위한 냉각롤; 및
    상기 노즐의 전방에 설치되고, 상기 냉각롤의 회전에 의하여 냉각롤과 함께 회전하면서 상기 노즐로 유입되는 공기를 차단하기 위한 공기 차단부
    를 포함하고,
    상기 공기 차단부는 상기 냉각롤의 표면과 일정한 간격을 두고 설치되고,
    상기 공기 차단부는 상기 냉각롤의 표면 상부에 배치되고, 상기 노즐로 유입되는 공기의 방향을 변경할 수 있도록 상기 냉각롤의 표면으로 가스를 주입하기 위한 가스 주입관을 포함하고,
    상기 공기 차단부는 전면부가 개방된 박스 형상으로 형성되고, 상기 가스 주입관을 통하여 가스가 주입될 수 있는 공간을 확보함과 아울러 상기 노즐로 유입되는 공기를 차단시켜 주기 위한 에어 커튼 박스를 포함하는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입관은 다수의 분지관으로 분지되는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 분지관은 상기 냉각롤의 표면에 대하여 일정한 각도로 경사지게 배치되는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분지관의 경사 각도는 상기 냉각롤의 회전 방향과 반대 방향으로 향하게 기울어지는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에어 커튼 박스에는 상기 에어 커튼 박스의 내부에 주입된 가스를 가열하여 희박화시키기 위한 히터부가 구비되는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스는 불활성 기체, 또는 공기로 이루어지는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 히터부는 열을 발생하기 위한 할로겐 램프, 유기 발광 다이오드(LED) 램프, 텅스텐 램프로 이루어지는 비정질 스트립 또는 리본 제조용 공기 차단 장치.
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