KR101389857B1 - 연속주조장치 및 연속주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조 장치로서, 용강이 저장되는 턴디쉬의 적어도 일부에 구비되는 적어도 하나의 전자교반기 및 턴디쉬와 주형 사이의 노즐부에 구비되는 유도코일을 포함하는 연속 주조 장치로, 전자교반기 및 유도코일에서 발생되는 자장을 통해 용강을 유동시켜 용강의 응고를 방지할 수 있고, 용강의 응고로 인해 슬라이드 게이트의 중간 플레이트의 개공 실패율을 낮춰 주조중단으로 인한 공정장비의 효율 및 생산성 저하를 감소시킬 수 있고, 용강의 유동으로 인해 용강의 응고를 방지하기 때문에, 다양한 강종에 용이하게 적용할 수 있다.

Description

연속주조장치 및 연속주조방법{continuous casting apparatus and method}

본 발명은 연속주조장치 및 연속주조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주형으로 주입되는 용강의 응고를 방지할 수 있는 연속주조장치 및 연속주조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정(Continuous casting process)은 일정한 형상의 주형(mold)에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 주형의 하측으로 인발하여 슬래브(slab), 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다. 이때, 턴디쉬에 주입된 용강은 턴디쉬의 스토퍼나 슬라이드 게이트를 이용하여 주형에 주입되어 미리 정해진 크기의 주편으로 제조된다.

슬라이드 게이트는 턴디쉬의 하부에 위치하는 상부 플레이트, 상부 플레이트의 하측에 이격 배치되며, 노즐의 상부에 위치하는 하부 플레이트 및 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에서 슬라이딩하는 중간 플레이트를 포함한다. 그리고 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 중간 플레이트 각각에는 용강이 이동할 수 있는 통공이 형성된다. 슬라이드 게이트가 구비된 턴디쉬에는 주입된 용강을 주형에 주입시, 슬라이드 게이트를 폐쇄한 상태에서 턴디쉬 내부에 목표용량의 용강을 채운다. 그리고 턴디쉬 내부에 용강이 목표치에 도달하면 슬라이드 게이트의 중간 플레이트를 개방하여 주형으로 용강을 주입하여 주형 내에 주입하는 클로즈 스타트 작업(close start system)을 실시한다.

이와 같이 클로즈 스타트 작업을 실시하는 이유는, 슬라이드 게이트가 개방된 상태에서 턴디쉬로 용강이 주입되면, 용강은 턴디쉬에 주입됨과 동시에 턴디쉬의 배출구를 통하여 주형으로 주입된다. 이에, 주형에 용강이 채워지지 않은 상태로 주편의 주조가 개시되기 때문에 일정한 크기의 주편을 생산하기 어렵고, 주조 초기에 원하는 형상의 주편을 제조하기가 어려운 문제점을 해결하기 위해 클로즈 스타트 작업을 실시하여 턴디쉬 내에 용강을 확보한 후 주조를 실행한다.

그러나 초기 작업 전 턴디쉬 슬라이드 게이트를 폐쇄한 상태에서 래들로부터 주입된 용강이 턴디쉬에 확보되는 동안 용강의 온도 저하, 턴디쉬 예열온도 저하와 같은 변수로 인해 용강이 응고되어 노즐이 막히거나, 슬라이드 게이트의 개공 실패율이 높아지게된다. 이에, 종래에는 주입구 측에 형성된 내화물에 Ar과 같은 응고방지용 가스를 취입하여 용강이 응고되는 것을 방지한다. 그러나, 응고방지용 가스를 이용하기 위해서는 강종에 따른 Ar의 유량이 달라 유량을 제어하는 것이 용이하지 않고, 이처럼 용강을 유동시키는 방식은 다양한 강종에 적용될 수 없어 일부 강종은 응고되는 현상이 발생한다. 그리고 Ar은 상온 상태로 취입되기 때문에 용강이 냉각되어 용강의 온도가 낮아지고, 이 때문에 용강이 응고되어 노즐 및 슬라이드 게이트의 통공들이 막히는 현상이 여전히 발생한다.

또한, 강종의 제약, 턴디쉬 예열온도 저하, 용강의 온도 저하, 내화물의 통기도 및 작업자의 작동오류와 같은 변수에 의해 빈번하게 클로즈 스타트를 실패하여 작업이 중단되는 경우가 발생한다.

JP 2010-089153 A1 KR 2003-0018978 A1 JP 1996-267181 A1 JP 1993-138320 A1

본 발명은 용강의 응고를 방지하는 연속주조장치 및 연속주조방법을 제공한다.

본 발명은 다양한 강종에 적용될 수 있는 연속주조장치 및 연속주조방법을 제공한다.

본 발명은 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 연속주조장치 및 연속주조방법을 제공한다.

연속 주조 장치는, 용강이 수용될 수 있는 턴디쉬와, 상기 턴디쉬의 하부에 이격되어 배치되는 주형, 상기 턴디쉬의 외부 측면 및 하부 중 적어도 어느 한 군데에 구비되는 전자교반기 및 상기 턴디쉬와 상기 주형 사이의 노즐부에 구비되는 유도코일을 포함한다.

상기 노즐부는 상기 턴디쉬의 바닥면을 관통하여 배치되는 상부노즐과, 상기 상부노즐의 하부에 배치되는 슬라이드 게이트를 포함하고, 상기 상부노즐에는 제 1 유도코일이 구비된다.

상기 슬라이드 게이트는 상기 턴디쉬 하부에 배치되고, 상하 방향으로 관통된 상부 통공이 형성되는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 하측에 이격되어 배치되고, 상하 방향으로 관통된 하부 통공이 형성되는 하부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되고, 상하 방향으로 관통된 중간 통공이 중간 플레이트를 포함하고, 상기 중간 플레이트에는 제 2 유도코일이 구비된다.

상기 제 2 유도코일은 상기 중간 플레이트에서, 상기 상부 통공과 상기 하부 통공을 폐쇄하는 영역에 배치될 수 있다.

연속 주조 방법은, 턴디쉬 하부에 구비되는 슬라이드 게이트를 폐쇄하는 과정, 상기 턴디쉬로 용강을 유입시키는 과정, 자장을 유도하여, 상기 턴디쉬 내부 및 상기 턴디쉬 하부에 구비되는 상부노즐과 상기 슬라이드 게이트 사이 영역 중 적어도 어느 한 곳에서 상기 용강을 유동시키는 과정, 상기 턴디쉬 내에 기 설정된 양의 용강이 주입되면, 상기 슬라이드 게이트를 개방하여 주조를 개시하는 과정, 상기 전자 교반기의 작동을 중지시키는 과정; 을 포함한다.

상기 용강을 유동시키는 과정에서, 상기 턴디쉬의 측면에 구비되는 복수의 전자교반기를 작동시켜, 상기 상부노즐에 구비되는 제 1 유도코일에 유도전류를 인가하고, 상기 제 1 유도코일에서 발생되는 유도자장으로 상기 용강을 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 용강을 유동시키는 과정에서, 상기 턴디쉬의 하부에 구비되는 전자교반기를 작동시켜, 상기 중간 플레이트에 구비되는 제 2 유도코일에 유도전류를 인가하고, 상기 제 2 유도코일에서 발생되는 유도자장으로 상기 용강을 상하방향으로 유동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 전자교반기의 작동을 중지시키는 과정은, 상기 슬라이드 게이트가 개방된 후 1 내지 5초 후에 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 전자교반기의 작동을 중지시키는 과정은, 상기 슬라이드 게이트가 개방됨과 동시에 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 턴디쉬의 상부노즐과 슬라이드 게이트의 중간 플레이트 내부에 유도자장이 발생 되는 코일 및, 턴디쉬의 외부에 배치되며 코일에 유도전류를 인가하여 유도자장을 발생시키는 전자교반기를 설치함으로써, 상기 턴디쉬 내부로 유입되는 용강의 응고를 방지할 수 있다. 즉, 전자교반기를 작동시켜 턴디쉬 내부로 유입된 용강을 유동시키고, 상부노즐 및 중간 플레이트 내부에 내재된 유도코일에 유도전류를 인가한다. 이에 유도코일에 유도자장을 발생시킴으로써 턴디쉬 내에 정체되어 있는 용강을 유동시켜, 용강의 응고를 방지할 수 있다. 그리고 용강의 응고로 인한 슬라이드 게이트의 중간 플레이트의 개공 실패율을 낮출 수 있어, 주조중단으로 인한 공정장비의 효율 및 생산성 저하를 감소시킬 수 있다.

또한, 용강의 유동으로 인해 용강의 응고를 방지하기 때문에, 다양한 강종에 용이하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조 설비를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 M부분을 확대 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 사시도.
도 4는 도 2의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상부노즐을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 중간 플레이트를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 7의 평면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조 방법을 도시한 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 용강의 응고를 방지하기 위한 연속 주조 장치에 대한 발명으로, 본 발명의 실시 예에 대한 설명에 앞서, 실시 예가 구비되는 연속 주조 장치에 대해 도 1을 참조하여 간단하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속 주조 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 M부분을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상부노즐을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 중간 플레이트를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 연속 주조 장치(1)는 래들(50)로부터 정련 된 용강(molten steel)을 공급받아 이를 저장하는 턴디쉬(100)와, 턴디쉬(100) 하부에 배치되는 주형(300) 및 턴디쉬(100) 내의 용강을 주형(300)에 공급하는 노즐부(800)를 포함한다.

턴디쉬(100)는 내부에 용강을 수용할 수 있는 중공의 용기 형상으로 제작된다. 턴디쉬(100)에는 용강이 배출되는 배출구(140)가 구비되고, 턴디쉬(100) 내부에 이격되어 배치되는 위어(weir; 110)와 댐(Dam; 130)이 구비될 수 있다. 또한, 턴디쉬(100)의 전, 후방, 양측면 및 턴디쉬(100)의 하부에는 자장을 발생시는 전자교반기(600) 및 전자교반기(600)를 보호하는 케이스(700)가 배치된다. 일반적으로 턴디쉬(100)는 쉬라우드 노즐(55)을 기준으로 대칭형상으로 형성되나, 이하의 도면에서는 턴디쉬(100)의 일측만 발췌하여 도시하고, 그 구성요소에 대해 설명하기로 한다. 이때, 각각의 위어(110)와 댐(130), 배출구(140)는 실시 예에서 동일하게 적용된다.

위어(110)는 플레이트(plate) 형상으로 형성되고, 래들(50)에서 주입되는 용강의 흐름을 턴디쉬(100)의 내부 바닥으로 유도하도록 턴디쉬(100)의 내부 바닥면으로부터 일정 높이 이격되어 턴디쉬(100)의 내부 상부면과 턴디쉬(100)의 전, 후방면 상부에 결합 된다.

댐(130)은 내부 바닥으로 유도된 용강의 상승류를 유도하기 위하여 턴디쉬(100)의 내부 바닥면과 턴디쉬(100)의 전, 후방면 하부에 결합 되고 일정높이를 갖도록 형성된다.

전자교반기(600)는 턴디쉬(100)의 외부 측면에 배치되는 제 1 전자교반기(620)와 턴디쉬(100) 하부에 배치되는 제 2 전자교반기(640)를 포함한다. 통상적으로 전자교반기(600)는 자심(미도시)이 배치되고, 자심에 감겨지는 코일(미도시)에 전원이 인가됨으로써 자기장을 형성한다. 전자교반기(600)에서 발생 되는 자기장은 턴디쉬(100) 내부의 용강의 흐름에 영향을 미친다. 이에 대한 자세한 설명은 후에 도시되는 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

제 1 전자교반기(620)는 턴디쉬(100) 외부의 전후방부, 측면에 배치되며, 제 1 전자교반기(620)는 전방교반기(620a), 측면교반기(620b), 후방교반기(620c)를 포함한다.

제 2 전자교반기(640)는 턴디쉬(100) 외부의 하부에 배치되며, 슬라이드 게이트(400)의 양 측면에 서로 이격되어 배치되는 하부교반기(640a, 640b)를 포함한다.

케이스(700)는 전자교반기(600)가 배치되는 위치와 동일한 위치로 턴디쉬(100)의 외부에 배치되고, 전자교반기(600)를 감싸는 용도로 사용된다. 케이스는 중공의 박스 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 케이스(700)의 형태는 한정하지 않고 전자교반기(600)를 외부로부터 보호하고 전자교반기(600)를 배치할 수 있는 충분한 크기 및 형태를 갖도록 형성될 수 있다.

턴디쉬(100) 외부에 배치되는 상기 전자교반기(600) 및 케이스(700)는 탈부착 가능하도록 소형으로 제작될 수 있고, 턴디쉬(100)에 장착하기 위해 별도의 고정부재(미도시)가 구비될 수 있다.

노즐부(800)는 턴디쉬(100)의 하부에 배치되고, 턴디쉬(100)의 배출구(140)에 배치되는 상부노즐(150), 상부노즐(150)의 하부에 배치되는 슬라이드 게이트(400) 및 슬라이드 게이트(400)의 하부에 배치되는 침지노즐(200)을 포함한다.

상부노즐(150)은 턴디쉬(100)에 수용된 용강을 주형(300)에 주입하기 위해 턴디쉬(100)의 바닥을 관통하며 형성되는 배출구(140)에 배치된다. 상부노즐(150)은 턴디쉬(100)의 바닥 두께의 길이보다 길게 소정길이 연장 형성되어, 상기 턴디쉬(100)의 바닥에서 아래로 상부노즐(150)이 돌출될 수 있다. 그리고 상부노즐(150)은 소정크기로 중간이 관통되는 원통형의 형상으로 형성되고 상부에서 하부로 갈수록 단차가 생기도록 형성된다. 이때, 상부노즐(150)의 중앙에 형성된 관통지름은 슬라이드 게이트(400)의 통공(410a, 420a, 430a)의 내경과 동일하거나 유사한 크기로 형성될 수 있다. 상부노즐(150)은 공기에 의한 용강의 산화 방지 및 강의 품질 향상을 위하여 내화물로 형성된다. 상부노즐(150)은 알루미나, 그래파이트 계, 지르코니아 그래파이트 계 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 그리고 상부노즐(150)에는 턴디쉬(100) 내에 수납되는 용강이 주형(300)으로 주입되기 전까지 용강의 응고를 방지하기 위해 용강을 유동시키기 위한 유도자장이 발생 되는 제 1 유도코일(500a)이 내장된다. 이때, 상부노즐(150)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

도 5에 도시된 상부노즐(150)의 A-A'의 단면도를 살펴보면, 상부노즐(150)에는 원통형의 상부노즐(150)을 감싸며 내장되는 제 1 유도코일(500a)이 구비된다.

제 1 유도코일(500a)은 상부노즐(150)의 내부에 배치되며, 원형의 원형코일이 상부노즐(150)에 감싸며 형성된다. 제 1 유도코일(500a)은 턴디쉬(100)의 측면에 구비되는 제 1 전자교반기(620)의 전방교반기(620a), 측면교반기(620b), 후방교반기(620c)에 의해 유도전류를 인가받고, 제1 유도코일(500a)에 유도전류가 가해져 유도자장이 발생한다. 이에, 상부노즐(150)에 저장된 용강은 유도자장에 의하여 회전하게 된다. 즉, 상부노즐(150)에 저장된 용강은 유도자장의 방향으로 회전운동 하게 된다.

슬라이드 게이트(400)는 상부노즐(150)과 침지노즐(200) 사이를 개폐하여, 상부노즐(150)과 침지노즐(200) 사이의 연통을 제어하고, 주형(300)으로의 용강(S) 주입 여부 및 주입 유량을 조절하는 수단이다. 도면을 참조하면, 슬라이드 게이트(400)는 턴디쉬(100)의 배출구(140)와 연통 되는 통공(410a)(이하, 상부 통공(410a))이 마련된 상부 플레이트(410), 상부 플레이트(410)의 하측에 이격 배치되며, 침지노즐(200)과 연통되는 통공(430a)(이하, 하부 통공(430a))이 마련된 하부 플레이트(430), 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(430) 사이에서 슬라이딩 되도록 설치되며, 통공(420a)(이하, 중간 통공(420a))이 마련된 중간 플레이트(420)를 포함한다.

상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)는 판(plate) 형상으로 제작되며, 상기 판의 일부 영역을 상하 방향으로 관통하도록 통공(410a, 430a)이 마련된다. 그리고 용강이 경유할 수 있도록 상부 플레이트(410)의 상부는 턴디쉬(100)의 하부 및 턴디쉬(100)에 구비되는 상부노즐(150)과 연결되도록 설치되고, 하부 플레이트(430)의 하부는 침지노즐(200)의 상부와 연결되도록 설치된다. 또한, 상부 통공(410a)은 턴디쉬(100)에 마련된 배출구와 연통되고, 하부 통공(430a)은 침지노즐(200)의 내부와 연통 된다.

중간 플레이트(420)는 상술한 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)와 마찬가지로 판(plate) 형상으로 제작되며, 상기 판을 상하 방향으로 관통하도록 중간 통공(420a)이 마련된다. 그리고 이러한 중간 플레이트(420)는 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(430) 사이에 배치되며, 구동부(미도시)에 의해 슬라이딩한다. 슬라이딩 동작에 의해 중간 통공(420a)이 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a) 사이에 위치하면, 상기 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a)이 연통 된다. 이에, 턴디쉬(100)의 용강이 슬라이드 게이트(400)의 통공들(410a, 420a, 430a)을 통해 침지노즐(200)로 유입되고, 이후 용강은 침지노즐(200)을 통해 주형(300) 내로 주입된다. 이와 반대로, 슬라이딩 동작에 의해 중간 통공(420a)이 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a) 사이에 위치하지 않는 경우, 상기 상부 통공(410a)과 하부 통공(420a)이 상호 연통 되지 않는다. 따라서, 턴디쉬(100)의 용강은 침지노즐(200)로 이동하지 못한다. 이때, 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a)의 사이에 위치하는 중간 플레이트(420)의 적어도 일부 영역에는 제 2 유도코일(500b)이 내장된다. 즉, 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a)의 지름이 해당하고, 중간플레이트(420)가 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a)의 폐쇄하는 영역에 제 2 유도코일(500b)이 내장된다.

구동부는 중간 플레이트(420)를 슬라이딩시키는 것으로, 예컨대 실린더가 사용될 수 있다. 하지만 구동부는 이에 한정되지 않고, 중간 플레이트(420)를 슬라이딩시킬 수 있는 다양한 수단이 사용되어도 무방하다.

도 6을 참조하면, 제 2 유도코일(500b)은 중간 플레이트(420)의 중간 통공(420a)에 이격되어 내재되고, 원형코일이 세로로 내장되어 있다. 이때, 제 2 유도코일(500b)은 중간 플레이트(420)의 슬라이딩 동작에 의해 중간 통공(420a)이 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a)과 연통되지 않아 슬라이드 게이트(400)가 폐쇄되었을 때, 상기 상부 통공(410a)과 하부 통공(430a) 사이에 배치되는 중간 플레이트(420)의 범위에 배치된다. 제 2 유도코일(500b)은 턴디쉬(100)의 하부에 구비되는 하부교반기(640a, 640b)에 의해 유도전류를 인가받고, 제 2 유도코일(500b)에 유도전류가 가해져 유도자장이 발생한다. 이에, 상부노즐(150)과 중간 플레이트(420) 사이에 저장되는 용강은 상부와 하부의 용강이 교환될 수 있는 상하운동을 하게 된다.

전술한 바와 같이 형성된 제 1 유도코일(500a) 및 제 2 유도코일(500b)의 형태 및 배치는 이에 한정되지 않고, 유도전류를 인가받아 자장을 발생시켜 용강을 유동시킬 수 있는 다양한 형태의 코일이 사용될 수도 있다. 또한, 제 1 유도코일(500a) 및 제 2 유도코일(500b)의 선의 굵기나 감긴 횟수 또한 한정되지 않고, 유도자장을 통해 용강이 유동가능하게 할 수 있을 정도의 유도자장을 크기를 가지도록 다양하게 변형될 수 있다.

이하에서는 전술한 연속 주조 장치를 이용하여 용강을 유동시키는 원리를 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 흐름을 나타내는 단면도이고, 도 8는 용강의 흐름을 나타내는 평면도이다.

래들(50)에서 주입된 용강은 턴디쉬(100)에 구비되는 위어(110)로 인해 턴디쉬(100) 내부의 하부로 이동되고, 댐(130)에 의해 상승하게 된다. 이때, 상부노즐(150) 사이에 있는 용강은 턴디쉬(100)의 전후방 및 측면에 배치되는 제 1 전자교반기(620a, 620b, 620c)에 전원을 인가함으로써 자장이 발생 된다. 발생 된 자장은 턴디쉬(100) 내에 저장되는 용강을 턴디쉬(100)의 내측으로 밀어주게 된다. 이때, 제 1 전자교반기(620a, 620b, 620c)는 전방교반기(620a), 측면교반기(620b), 후방교반기(620c)에 순차적으로 전원을 인가하게 되면, 턴디쉬(100) 내부 용강의 중심에는 회전력이 발생하여 용강이 회전하며 유동할 수 있다. 또한, 턴디쉬(100)의 하부에 배치되는 제 2 전자교반기(640a, 640b)는 턴디쉬(100) 내부의 하부에 위치하는 용강을 턴디쉬(100)의 상부로 밀어주게 되고, 상기 용강은 상부에 있는 용강과 상하부상을 통해 응고가 방지된다. 이와 같이, 순차적으로 제 1 전자교반기(620)에 전원이 인가됨으로 인해 용강은 턴디쉬 내에서 시계반대방향의 회전방향을 가지며 유동하게 된다. 이로 인해, 상부노즐(150)의 제 1 유도코일(500a)에 유도 자장이 생성되게 되고, 도전체인 용강은 자장의 방향으로 유동 되며 소용돌이 형태로 회전운동하게 된다. 그리고 중간 플레이트(420)에 내재된 제 2 유도코일(500b)은 전자교반기(640a, 640b)의 전원 인가로 인해 제 2 유도코일(500a)에 유도전류가 발생하고 상부노즐(150)과 중간 플레이트(420) 사이에 존재하는 용강은 자장의 영향으로 인해 하부의 용강이 상승하며, 하부에 있는 용강과 상부에 있는 용강이 서로 교환된다. 즉, 상부에 존재하는 온도가 높은 용강과, 주형(300) 주입구 측인 상부노즐(150) 내에 초기 유입된 온도가 낮은 용강의 순환이 일어나게 되어, 상부노즐(150) 및 중간 플레이트(420) 상부 접촉면 부위에 용강이 응고되는 현상을 방지한다. 또한, 용강의 유동으로 인해 용강의 상하부가 열교환되고, 이러한 열교환으로 인해 중간 플레이트(420)의 온도가 상승하기 때문에 중간 플레이트(420)의 온도 저하로 인한 용강의 응고현상을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 전자교반기(600)를 통해 용강의 유동을 유도함과 상부노즐(150) 및 중간 플레이트(420)에 내재된 제 1 유도코일(500a) 및 제 2 유도코일(500b)에 유도전류를 인가하여 유도자장을 발생시키는 것에 만족하며, 용강의 회전방향 및 유동방향은 한정하지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 연속 주조 방법을 상세하게 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 연속 주조 방법을 도시한 순서도이다.

먼저 턴디쉬(100)에 용강을 주입하기 전에, 턴디쉬(100)의 하부에 구비되는 슬라이드 게이트(400)의 중간 플레이트(420)를 슬라이딩시켜 슬라이드 게이트(400)를 폐쇄하여(S10) 용강이 턴디쉬(100)에 주입됨과 동시에 주형으로 주입되는 것을 차단한다. 그 후, 제강공정에서 정련 된 용강이 담긴 래들(50)을 개방하여 턴디쉬(100)로 용강의 유입을 개시한다(S20).

상기 용강이 턴디쉬(100) 내로 주입되어 턴디쉬(100) 내부에 용강이 저장되면, 턴디쉬(100) 외부 및 하부에 배치되는 전자교반기(600)를 작동(S30)시켜 용강을 유동시킨다. 이때, 턴디쉬(100) 외부에 이격되어 구비되는 제 1 전자교반기(620)의 전방교반기(620a), 측면교반기(620b), 후방교반기(620c)에 순차적으로 전원을 인가하고, 상기 제 1 전자교반기(620)의 자장에 의해 턴디쉬(100) 내부의 용강은 회전하며 유동하게 된다. 또한, 상기 제 1 전자교반기(620)에 의해 유도전류를 인가받은 제 1 유도코일(500a)에서 유도자장이 발생하게 되고, 이는 상부노즐(150) 내부에 정체되어 있는 용강을 회전 유동시켜 응고를 방지하게 된다. 그리고 턴디쉬(100)의 하부에 구비되는 제 2 전자교반기(640)의 하부교반기(640a, 640b)는 턴디쉬(100) 내 하부에 있는 용강을 턴디쉬(100)의 상부로 밀어주며 유동시켜 상부와 하부의 용강의 열교환을 통해 용강의 온도가 낮아지는 것을 방지 하고, 중간 플레이트(420)에 내재된 제 2 유도코일(500b)에 유도자장을 발생시켜 용강이 상하로 부상하며 유동하게 한다.

용강이 유동되는 시간은 턴디쉬(100) 내에 기 설정된 양의 용강이 주입(S40)되기 까지의 시간 동안 용강을 유동시키게 되는데, 이때 용강은 약 50~60 Ton 정도 확보하게 된다. 하지만 용강의 설정 양은 이에 한정하기 않고 항시 조정 가능하며, 용강의 무게, 주입속도, 주입량에 따라서 용강이 유동 되는 총시간이 변경될 수 있다. 이처럼, 기 설정된 양의 용강이 턴디쉬(100) 내에 주입되면, 초기에 폐쇄한 슬라이드 게이트(400)를 개방하여 주조를 시작하게 된다(S50). 이때, 슬라이드 게이트(400) 중, 중간 플레이트(420)는 슬라이딩되고, 중간 플레이트(420)의 중간 통공(420a)은 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)의 통공(410a, 430a)과 일치된다. 그러나, 공정에 있어 턴디쉬(100) 내에 목표치의 용강이 확보되지 않은 경우, 슬라이드 게이트(400)는 개방되지 않고, 용강의 출강(S20)이 지속된다.

마지막으로, 슬라이드 게이트(400)가 개방된 후에는 전자교반기(600)의 작동이 중지(S60)하여 용강의 유동을 중지한다. 이때, 전자교반기(600)의 전원은 슬라이드 게이트(400)가 개방된 후 약 1~5초 후에 전자교반기(600)의 전원이 차단될 수도 있고, 슬라이드 게이트(400)가 개방(S50)됨과 동시에 전자교반기(600)의 전원이 차단될 수도 있다. 이에, 본 발명에서는 슬라이드 게이트(400)가 폐쇄되는 동안 용강에 유동성을 부여하는 것에 초점을 두고, 슬라이드 게이트(400) 개방 후 전자교반기(600)의 전원 차단 시간은 한정하지 않는다. 이때, 전자교반기(600)의 작동을 차단하는 방법으로는 작업자가 직접 전원을 차단할 수도 있고, 자동시스템을 구비하여 미리 설정된 순서에 맞춰 전원이 차단될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 턴디쉬 외부에 설치되는 전자교반기와, 유도코일이 내장된 상부노즐 및 중간 플레이트를 포함하는 연속 주조 장치를 사용함으로써, 턴디쉬 내에 저장되는 용강을 유동시켜, 용강의 정체로 인한 용강의 응고를 방지하여 노즐의 막힘을 방지하여 주조공정의 생산율 저하를 감소시킬 수 있다.

또한, 클로즈 스타트 시스템 작업시, 강종의 종류, 용강의 온도, 턴디쉬의 예열온도 등의 변수에 영향을 받지 않으며 클로즈 스타트 시스템이 가능하여 모든 강종에 대하여 초기 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

용강
1 : 연주기
50 : 래들 55 : 쉬라우드 노즐
100 : 턴디쉬 150 : 상부노즐
200 : 침지노즐 300 : 주형
400 : 슬라이드 게이트 410 : 상부 플레이트
420 : 중간 플레이트 430 : 하부 플레이트
500a : 제 1 유도코일 500b : 제 2 유도코일
600 : 전자교반기 620 : 제 1 전자교반기
640 : 제 2 전자교반기 700 : 케이스
800 : 노즐부

Claims (9)

1. 연속 주조 장치로서,
   용강이 수용될 수 있는 턴디쉬;
   상기 턴디쉬의 하부에 이격되어 배치되는 주형;
   상기 턴디쉬의 하부에 배치되고, 상기 턴디쉬의 바닥면을 관통하여 배치되는 상부노즐과, 상기 상부노즐의 하부에 배치되는 슬라이드 게이트를 포함하는 노즐부;
   상기 턴디쉬의 외부 측면 및 하부 중 적어도 어느 한 군데에 구비되는 전자교반기; 및
   상기 상부 노즐 및 상기 슬라이드 게이트에 각각 구비되는 유도코일;을 포함하고,
   상기 슬라이드 게이트는 상기 턴디쉬 하부에 배치되고, 상하 방향으로 관통된 상부 통공이 형성되는 상부 플레이트와;,
   상기 상부 플레이트의 하측에 이격되어 배치되고, 상하 방향으로 관통된 하부 통공이 형성되는 하부 플레이트;
   상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되고, 상하 방향으로 관통된 중간 통공이 중간 플레이트;를 포함하며,
   상기 유도코일은 상기 상부노즐을 감싸며 내장되는 제1 유도코일 및 상기 중간 통공에 이격되어 상기 중간 플레이트에 내장되는 제2 유도코일을 포함하는 연속 주조 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 제 2 유도코일은,
   상기 중간 플레이트에서,
   상기 상부 통공과 상기 하부 통공을 폐쇄하는 영역에 배치되는 연속 주조 장치.
5. 연속 주조 방법으로서,
   턴디쉬 하부에 구비되는 슬라이드 게이트의 중간플레이트를 슬라이딩시켜 상기 슬라이드 게이트를 폐쇄하는 과정;
   상기 턴디쉬로 용강을 유입시키는 과정;
   자장을 유도하여, 상기 턴디쉬 내부에서 상기 용강을 회전시키고, 상기 턴디쉬 하부에 구비되는 상부노즐과 상기 슬라이드 게이트 사이 영역에서 상기 용강을 상하방향으로 유동시키는 과정;
   상기 턴디쉬 내에 기 설정된 양의 용강이 주입되면, 상기 슬라이드 게이트를 개방하여 주조를 개시하는 과정; 및
   상기 용강의 유동을 중지시키는 과정; 을 포함하는 연속 주조 방법.
6. 청구항 5 에 있어서,
   상기 용강을 유동시키는 과정에서 상기 턴디쉬의 측면에 구비되는 복수의 전자교반기를 작동시켜, 상기 상부노즐에 구비되는 제 1 유도코일에 유도전류를 인가하고,
   상기 제 1 유도코일에서 발생되는 유도자장으로 상기 용강을 회전시키는 연속 주조 방법.
7. 청구항 5 또는 청구항 6 에 있어서,
   상기 용강을 유동시키는 과정에서, 상기 턴디쉬의 하부에 구비되는 전자교반기를 작동시켜, 상기 중간 플레이트에 구비되는 제 2 유도코일에 유도전류를 인가하고,
   상기 제 2 유도코일에서 발생되는 유도자장으로 상기 용강을 상하방향으로 유동시키는 연속 주조 방법.
8. 청구항 5 에 있어서,
   상기 용강의 유동을 중지시키는 과정은,
   상기 슬라이드 게이트가 개방된 후 1 내지 5초 후에 상기 턴디쉬의 측면 및 하부에 구비되는 복수의 전자교반기의 작동을 중지시켜 수행되는 연속 주조 방법.
9. 청구항 5 에 있어서,
   상기 용강의 유동을 중지시키는 과정은,
   상기 슬라이드 게이트가 개방됨과 동시에 상기 턴디쉬의 측면 및 하부에 구비되는 복수의 전자교반기의 작동을 중지시켜 수행되는 연속 주조 방법.

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