KR101460199B1 - 혼합 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서 몰드 내에 투입되어 이종 용강의 혼합을 저감하는 혼합 저감 장치로서, 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하는 치구를 포함하고, 치구는 상기 치구를 상하 방향으로 관통하는 복수의 홀 및 상기 치구의 내부에서 가장자리까지 연장되도록 형성되며, 일측이 개구된 삽입구를 구비한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 턴디쉬를 이송시키지 않으며, 몰드 상측에 설치된 주변 설비의 제거 없이, 치구를 투입시킬 수 있다. 따라서, 종래에 비해 이강종의 혼합 저감을 위한 혼합 저감 장치의 투입이 간단해 지고, 이를 위해 소요되는 시간이 단축되는 효과가 있으며, 주조 조업을 중단할 필요가 없다. 이에 따라, 주조 조업의 공정 시간 단축되고, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

혼합 저감 장치{Apparatus for reducing of molten Iron and method for continuous casting for using the same}

본 발명은 혼합 저감 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서, 이종 용강의 혼합을 저감시키는 혼합 저감 장치에 관한 것이다.

이종 강종의 연속 주조 조업은 현재 처리 중인 용강(이하, 기존 용강)의 성분과 다른 성분을 가지는 새로운 용강을 이용하여 연속 주조하는 조업이다. 이를 위해, 기존 용강을 이용한 조업 말기에 새로운 용강이 담긴 레이들을 턴디쉬로 이송시키고, 상기 턴디쉬 내로 새로운 용강을 주입한다. 그리고, 턴디쉬 내에서는 기존 용강과 새로운 용강의 혼합이 발생하고, 혼합된 용강은 침지노즐(Submerged Entry Nozzle)을 통해 몰드 내로 주입된다.

이로 인해 주조된 주편의 일부 영역은 기존 용강과 새로운 용강이 혼합되어 제조되며, 혼합된 영역은 판매 제품 성분 규격을 만족하지 않기에 거의 대부분 고철로 재사용된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 턴디쉬를 교체하는 방법이 있다. 그러나, 턴디쉬를 교체하더라도, 몰드의 내부로 새로운 용강이 연속적으로 주입되어, 몰드 내부에서는 용강 유동층이 형성되고, 이에 따라 상기 유동층만큼 혼합 영역이 발생 된다. 또한, 무거운 턴디쉬를 교체하는데 어려움이 따른다.

다른 방법으로는 한국등록실용공고 제1990-0001709호에서와 같이, 몰드 내에 "V" 자형 치구를 삽입함으로써, 새로운 용강을 주입할 때 용강의 혼합 현상을 최소화하고자 하였다. 그러나, 이러한 치구의 삽입을 위해서는 무거운 턴디쉬를 이송시키고, 몰드 상측에 설치된 주변 설비 예컨대, 노즐, 탕면 레벨기, 파우더 피더와 같은 설비들을 제거한 후에 투입해야 하는 번거로움이 있다. 따라서, 치구를 투입하는데 많은 시간이 소요되며, 이로 인해 주조 조업 시간이 증가하는 문제가 있다.

한국등록실용공고 제1990-0001709호

본 발명은 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서, 이종 용강의 혼합을 저감시키는 치구를 구비하는 혼합 저감 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 턴디쉬의 이동 또는 주변 설비의 제거 없이 몰드 내로 투입이 용이한 치구를 구비하는 혼합 저감 장치를 제공한다.

본 발명은 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서 몰드 내에 투입되어 이종 용강의 혼합을 저감하는 혼합 저감 장치로서, 상기 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하는 치구를 포함하고, 상기 치구는 상기 치구를 상하 방향으로 관통하는 복수의 홀 및 상기 치구의 내부에서 가장자리까지 연장되도록 형성되며, 일측이 개구된 삽입구를 구비한다.

상기 치구는 메쉬(mesh) 구조인 것이 효과적이다.

상기 치구는, 상호 평행을 이루면서 이격되어 배치되는 제 1 및 제 2 치구 부재; 상기 제 1 및 제 2 치구 부재와 교차하도록 형성되어, 상기 제 1 치구 부재의 일단과 제 2 치구 부재의 일단을 연결하도록 배치된 제 3 치구 부재;를 포함하고, 상기 제 1 치구 부재의 타단과 상기 제 2 치구 부재의 타단 사이가 개구된다.

상기 제 1 치구 부재와 제 2 치구 부재는 동일한 길이로 형성되어 대칭되는 형상이거나, 상기 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 길이가 긴 비대칭 형상이다.

상기 제 3 치구 부재와 마주보도록 배치되어, 일단이 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나의 타단과 연결되는 제 4 치구 부재를 포함하고, 상기 제 4 치구 부재의 타단과 상기 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나의 타단 사이가 개구된다.

상기 몰드 내로 용강을 주입하는 노즐이 상기 삽입구에 대응 위치하도록 상기 치구가 몰드 내로 투입 설치된다.

상기 치구는 상기 몰드 내 폭 방향의 중심 영역에 대응 위치하거나, 상기 몰드 내 폭 방향으로 확장되어, 상기 치구의 최외각 측벽이 상기 몰드 내 측벽과 인접하도록 배치된다.

상하 방향으로 연장된 형상이며, 상기 치구의 가장 자리에 설치되어, 상기 치구를 몰드 내에 투입 시 사용되는 투입 부재를 포함하고, 상기 투입 부재의 외주면에 상기 치구의 투입 깊이를 나타내는 스케일이 형성된다.

본 발명은 턴디쉬로부터 몰드 내로 용강을 주입하여 주편을 연속 주조하는 연속 주조 방법으로서, 상기 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하며, 일측이 개방된 삽입구를 구비하는 치구를 마련하는 과정; 상기 턴디쉬와 몰드 간의 배치를 유지한 상태에서, 상기 치구를 몰드 내로 투입시키는 과정; 및 적어도 일부가 상기 몰드 내에 위치하도록 설치된 노즐을 이용하여, 상기 몰드 내로 새로운 용강을 주입하는 과정;을 포함하고, 상기 치구를 몰드 내로 투입시키는 과정에서, 상기 노즐이 상기 삽입구를 통과하도록 투입시킨다.

상기 몰드 내로 치구를 투입하는 과정은, 상기 몰드 상부의 일측에 상기 치구를 배치시키고, 상기 삽입구가 상기 노즐과 대향하도록 위치시키는 과정; 및 상기 치구를 상기 몰드가 위치한 방향으로 하향 경사지도록 배치시키는 과정; 및 상기 치구를 몰드 내로 하강시키면서, 점차 경사를 줄여, 상기 몰드의 폭 방향으로 이송시키는 과정;을 포함한다.

상하 방향으로 연장 형성되며, 외주면에 스케일이 형성된 투입 부재가 상기 치구에 장착되고, 상기 투입 부재에 마련된 스케일을 통해 상기 치구가 몰드 내로 투입되는 깊이를 감지한다.

상기 치구에는 복수의 홀이 마련되고, 상기 용강에 비해 온도가 낮은 상기 치구를 상기 몰드 내로 투입시킴으로써, 상기 복수의 홀을 채우도록 용강을 응고시켜 막을 형성시킨다.

본 발명의 실시형태들에 의하면, 턴디쉬를 이송시키지 않으며, 몰드 상측에 설치된 주변 설비의 제거 없이, 치구를 투입시킬 수 있다. 즉, 종래와 같이, 이강종 용강의 혼합을 저감시키기 위해, 주조 조업을 중단하고, 턴디쉬를 들어올려, 치구를 투입한 후, 다시 턴디쉬를 하강시키거나, 탕면 레벨기, 파우더 피더와 같이 몰드 주변에 설치된 주변 설비의 제거 과정 없이, 혼합 저감 장치를 투입시킬 수 있다. 따라서, 종래에 비해 이강종의 혼합 저감을 위한 혼합 저감 장치의 투입이 간단해 지고, 이를 위해 소요되는 시간이 단축되는 효과가 있으며, 주조 조업을 중단할 필요가 없다. 이에 따라, 주조 조업의 공정 시간이 단축되고, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 용강에 비해 온도가 낮은 상온의 치구를 투입함에 의해, 상기 치구에 마련된 홀을 채우도록 용강이 응고되어 일종의 차단막이 형성된다. 그리고 몰드 내로 주입되는 새로운 용강은 치구의 홀을 채우도록 형성된 차단막에 의해 그 이동이 차단된다. 따라서, 새로운 용강이 치구 하측에 위치하는 기존 용강으로 유동되는 것이 전면 차단되거나, 최소화되어 종래에 비해 기존 용강과 새로운 용강 간의 혼합량 또는 혼합 영역이 감소한다. 이에 따라, 이강종의 연속 주조에 의해 제조된 주편에서 기존 용강과 새로운 용강이 혼합되어 있는 혼합 길이 또는 혼합 영역이 감소한다.

도 1은 일반적인 연속 주조 설비의 일부를 도시한 단면도
도 2는 이종 강종의 연속 주조 시에, 몰드(mold) 내에 본 발명의 실시예에 따른 혼합 저감 장치를 삽입한 상태를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼합 저감 장치의 치구를 도시한 상면도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼합 저감 장치를 도시한 입체 도면
도 5a는 몰드 내에 투입된 제 2 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도
도 5b는 제 2 실시예의 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면
도 6a는 몰드 내로 투입된 제 3 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도
도 6b는 제 3 실시예의 제 1 변형예에 따른 치구, 도 6c는 제 3 실시예의 제 2 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면
도 7a는 몰드 내 투입된 제 4 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도
도 7b는 제 4 실시예의 제 1 변형예에 따른 치구, 도 7c는 제 4 실시예의 제 2 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 치구를 몰드 내에 투입하는 과정을 순서적으로 도시한 입체 도면
도 9는 제 3 실시예에 따른 치구를 몰드 내에 투입하였을 때, 치구 주위의 용강 온도 변화를 나타낸 그림

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 일반적인 연속 주조 설비의 일부를 도시한 단면도이다. 도 2는 이종 강종의 연속 주조 시에, 몰드(mold) 내에 본 발명의 실시예에 따른 혼합 저감 장치를 삽입한 상태를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼합 저감 장치의 치구를 도시한 상면도이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼합 저감 장치를 도시한 입체 도면이다. 여기서 도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 치구의 삽입구가 오픈되어 있는 상태를 도시한 것이고, 도 4b는 커버에 의해 치구의 삽입구의 일부가 폐쇄된 상태를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연속 주조 설비는 정련된 용강을 수용하며, 연주 조업장으로 이동 가능한 레이들(10), 레이들(10)로부터 공급되는 용강을 수용하는 턴디쉬(20), 턴디쉬(20)로부터 용강을 공급받아 응고시켜 주편을 제조하는 몰드(100), 일단이 턴디쉬(20)와 연결되고, 하부의 적어도 일부가 몰드(100) 내로 삽입되도록 설치되어, 상기 턴디쉬(20) 내의 용강을 몰드 내로 주입하는 노즐(200)을 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 일부가 몰드(100) 내 상측에 대응 위치하여, 용강 상측으로 파우더를 투입하는 파우더 피더(400), 몰드(100) 내 상측에서 용강 상측에 위치하여 탕면 레벨을 측정하는 탕면 레벨기(300)를 포함한다. 이때, 파우더 피더(400) 및 탕면 레벨기(300)는 몰드(100)의 상측 또는 몰드(100) 내 상측 영역에 위치하며, 노즐(200)은 상기 탕면 레벨기(300) 및 파우더 피더(400)에 비해 몰드(100) 내 하측으로 더 깊이 삽입 장착된다.

한편, 이종 강종의 연속 주조 조업을 위해서는 턴디쉬(20) 및 몰드(100) 내로 새로운 용강을 주입해야 하며, 현재 처리하고 있는 용강(이하, 기존 용강)과 후속 주입되는 용강(이하, 새로운 용강)이 혼합될 수 있다. 즉, 현재 처리하고 있는 레이들(10) 내부의 용강(이하, 기존 용강) 성분과 후속 레이들(10)의 용강(이하, 새로 주입되는 용강) 성분이 서로 상이할 때, 기존 용강과 새로 주입되는 용강이 혼합되는 경우가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이종 강종의 연속 주조 조업 시에, 혼합 저감 장치(5000)를 투입하여, 기존 용강과 새로운 용강 간의 혼합 영역을 줄이고, 이에 따라, 이종 용강이 혼합되어 제조된 주편의 길이를 감소시킨다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 혼합 저감 장치(5000)는 몰드(100)의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하는 치구(5100) 및 상하 방향으로 연장된 형상이며, 치구(5100)의 가장 자리에 설치되어, 상기 치구(5100)를 몰드(100) 내에 투입 시에 사용되는 투입 부재(5300) 및 치구(5100)에 마련된 삽입구(5120)의 일부를 커버하는 커버(5200)를 포함한다.

여기서, 치구(5100)는 상기 치구(5100)를 상하 방향으로 관통하는 복수의 홀(5110) 및 상기 치구(5100)의 내부에서 가장자리까지 연장되도록 형성되며, 일측이 개구된 삽입구(5120)를 구비하고, 치구(5100) 상에 설치되어 커버(5200)의 수평 이동을 돕는 커버 이송부(5400)를 포함한다.

제 1 실시예에 따른 치구(5100)는 그 단면의 형상이 한글 자음의 "ㄷ"자 형상의 플레이트이며, 폭이 몰드(100) 내부의 폭에 비해 작거나, 동일하도록 제작된다. 치구(5100)의 형상은 상술한 사각형의 플레이트에 한정되지 않고, 몰드(100) 내부의 형상과 대응되는 다양한 형상의 플레이트로 변경 가능하다. 이러한 치구(5100)에는 복수의 홀(5110)이 상호 이격 되도록 마련되는데, 상기 치구(5100) 전체에 걸쳐 등간격으로 이격 되도록 마련되는 것이 바람직하다. 물론 복수의 홀(5110)이 등간격으로 이격 배치될 필요는 없으며, 필요에 따라 또는 조업 공정 조건에 따라 홀(5110)의 배치 간격을 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 홀(5110)은 그 형상이 사각형이나, 사각형 형상에 한정되지 않고, 원형 또는 다양한 다각형의 형상이어도 무방하다.

삽입구(5120)는 치구(5100)를 몰드(100) 내로 투입 시에, 턴디쉬(20)의 이동 없이 투입을 용이하게 위해, 턴디쉬(20)와 몰드(100) 사이를 연결하도록 설치된 노즐(200)이 인입되는 영역이다. 이러한 삽입구(5120)는 도 3및 도 4에 도시된 바와 같이, 치구(5100)의 내부로부터 가장자리까지 연장된 개방부이며, 일측 즉, 가장자리 측이 개구되어 있다. 삽입구(5120) 중 가장자리의 개구는 몰드(100) 내로 치구(5100)를 투입할 때, 노즐(200)이 삽입구로 인입되는 영역이다. 삽입구(5120) 내로 노즐(200)을 삽입시키기 위해서, 상기 삽입구(5120)의 수평 방향 중 X 방향의 길이(W2)가 노즐의 직경(W1)에 비해 크거나 같다. 또한, 삽입구(5120)의 수평 방향 중, Y 방향의 길이(W3)가 노즐(200)의 직경(W1)에 비해 길도록 제작되는 것이 바람직하다. 여기서, 삽입구(5120)의 Y 방향의 길이(W3)가 노즐(200)의 직경(W1)에 비해 길도록 하는 것은, 치구(5100)를 몰드(100) 내에 투입 시에, 후술되는 도 8a 및 도 8b와 같이 치구(5100)를 몰드(100) 상부의 일측에 위치시키고, 하향 경사지도록 한 후, 치구(5100)를 일측에서 타측으로 이송시키면서 밀어 넣는 방법으로 투입하는데, 이러한 치구(5100)의 이송 과정에서 노즐(200)이 삽입구(5120)의 가장자리에 마련된 개구로부터 내부까지 상대적으로 용이하게 이동될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 제 1 실시예에 따른 삽입구(5120)는 치구(5100)의 내부에 위치하는 즉, 가장자리와 대향하는 위치의 영역이 곡선 또는 소정의 곡률을 가지는 형상이며, 이 형상은 원통형인 노즐(200)과 대응되는 형상이다. 물론 삽입구(5120)의 형상은 이에 한정되지 않고 노즐(200)이 통과하여 배치될 수 있는 다양한 형상으로 변경 가능하다.

커버(5200)는 몰드(100) 내로 치구(5100)를 투입시킨 후에, 노즐(200)이 위치하지 않는 삽입구(5120)의 일부를 커버하는 것으로, 노즐(200)이 위치하지 않는 영역 바람직하게는 가장자리와 인접한 삽입구(5120) 영역을 커버하는 것이 바람직하다. 커버(5200)의 X 방향의 폭은 삽입구(5120)의 X 방향의 길이(W2)에 비해 길거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따른 커버(5200)는 사각형의 플레이트의 형상이나, 이에 한정되지 않고 삽입구(5120)를 커버할 수 있는 다양한 형상으로 변경 가능하다. 또한, 삽입구(5120)의 폭에 비해 크거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 커버(5200)는 몰드(100) 내로 치구(5100)가 투입되기 전에는 도 4a와 같이 삽입구(5120)의 외측에 위치하고 있다가, 몰드(100) 내로 투입된 후 도 4b와 같이 삽입구(5120) 방향으로 슬라이딩 되어 가장자리와 인접한 삽입구(5120) 영역을 커버 한다.

커버 이송부(5400)는 치구(5100) 상에 설치되어, 커버(5200)의 수평 이동을 안내하는 것으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 커버(5200)의 양측 가장 자리 영역이 삽입될 수 있는 삽입 공간을 가지는 복수의 이송 블럭(5410)으로 이루어진다. 예컨대 이송 블럭(5410)은 내측으로 오목한 홈이 마련된 형상이며, 예컨대 한글 자음의 "ㄷ"자 형상이다. 이러한 복수의 이송 블럭(5410)은 치구(5100) 상부에서 커버(5200)의 일측 가장자리와 대응하는 위치에서 일 방향으로 나열 배치되며, 다른 복수의 이송 블럭(5410)은 상기 커버(5200)의 타측 가장자리와 대응하는 위치에서 일 방향으로 나열 배치된다.

투입 부재(5300)는 작업자가 손으로 파지(把持)하여, 하측으로 이동시키는 수단이다. 이러한 투입 부재(5300)는 상하 방향으로 연장된 바(bar) 형상이며, 복수개로 마련되어 치구(5100)의 가장자리에 각기 배치된다. 실시예에 따른 투입 부재(5300)는 원기둥 형상이며, 4개가 마련되어 사각형의 플레이트인 치구(5100)의 4 가장자리에 각기 설치된다. 또한, 투입 부재(5300)의 외주면에는 치구(5100)의 투입 깊이 정도를 감지할 수 있는 스케일(scale)이 형성된다. 여기서 스케일(scale)은 막대자 또는 바에 마련된 눈금자일 수 있다.

상기에서는 작업자가 투입 부재(5300)를 파지(把持)하여 치구(5100)를 몰드(100) 내로 투입하는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 투입 부재(5300)를 파지(把持)하여 치구(5100)를 몰드(100) 내로 투입할 수 있는 별도의 장비를 사용하여도 무방하다.

상술한 바와 같이, 치구(5100)는 복수의 홀(5110)을 가지는 메쉬 형태이며, 내부에서 가장자리까지 연장되며, 일측이 개구된 삽입구(5120)가 마련된다. 그런데 치구(5100)는 도 3 및 도 4에 도시된 제 1 실시예의 형상에 한정되지 않고, 복수의 홀(5110) 및 삽입구(5120)를 가지는 다양한 형상으로 변경 가능하다.

도 5a는 몰드 내에 투입된 제 2 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도이고, 도 5b는 제 2 실시예의 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면이다. 도 6a는 몰드 내로 투입된 제 3 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도이고, 도 6b는 제 3 실시예의 제 1 변형예에 따른 치구, 도 6c는 제 3 실시예의 제 2 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면이다. 도 7a는 몰드 내 투입된 제 4 실시예에 따른 치구를 도시한 상면도이고, 도 7b는 제 4 실시예의 제 1 변형예에 따른 치구, 도 7c는 제 4 실시예의 제 2 변형예에 따른 치구를 도시한 입체 도면이다.

하기에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여 제 2 실시예 내지 제 4 실시예에 따른 치구를 설명한다.

도 5a를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 치구(5100)는 센터형(center type)으로, 몰드(100) 내 중심 영역에 위치하며, 몰드(100) 내 측벽과 인접하도록 확장되지 않고, 상기 몰드(100)의 중심 영역에 배치된다. 다른 말로 하면, 치구(5100)가 몰드(100) 내 외벽과 인접하도록 몰드(100) 내 폭 방향(X 방향 또는 Y 방향)으로 확장되지 않고, 상기 몰드(100) 내 중심 영역에 위치하도록 작게 제작된다. 이러한 제 2 실시예에 따른 치구(5100)는 아라비아 숫자 "7"자와 유사한 형상이다. 보다 구체적으로 설명하면, 제 2 실시예에 따른 치구(5100)는, 상호 마주보도록 이격되며, 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 치구 부재(5100a, 5100b), 제 1 및 제 2 치구 부재(5100a, 5100b)와 직교 또는 교차되는 방향으로 배치되어, 상기 제 1 치구 부재(5100a)의 일단과 제 2 치구 부재(5100b)의 일단을 연결하도록 설치된 제 3 치구 부재(5100c)로 이루어진다. 그리고, 제 1 및 제 2 치구 부재(5100a, 5100b) 중 어느 하나 예컨대, 제 1 치구 부재(5100a)의 Y 방향의 길이가 제 2 치구 부재(5100b)의 Y 방향 길이에 비해 짧도록 비대칭이며, 제 1 치구 부재(5100a)의 일단과 제 2 치구 부재(5100b)의 일단은 일 수평선 상에 위치한다. 이러한 제 1 치구 부재(5100a)의 일단과 제 2 치구 부재(5100b)의 일단과 연결되도록 제 3 치구 부재(5100c)가 연결된다. 이에, 도 5a에 도시된 바와 같이, 치구(5100)는 아라비아 숫자 "7"자 형상이 된다.

그리고, 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c) 각각에는 정사각형의 복수의 홀이 마련된 메쉬(mesh) 구조이다.

제 2 실시예에 따른 치구는 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c) 로 이루어지는 "7"자 형상을 유지하되, 다양한 형상으로 변형이 가능하다.

예컨대, 도 5b에 도시된 제 1 변형예에서와 같이, 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c) 각각의 하나의 플레이트로 이루어지지 않고, 복수의 플레이트 또는 부재로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 치구 부재(5100a)는 X 방향으로 연장 형성된 바(bar) 형상의 복수의 제 1 부재(5110a)가 Y 방향으로 상호 이격되어 나란하게 배치되도록 이루어지고, 제 2 치구 부재(5100b)는 X 방향으로 연장 형성된 바(bar) 형상의 복수의 제 2 부재(5110b)가 Y 방향으로 상호 이격되어 나란하게 배치되도록 이루어지며, 제 3 치구 부재(5100c)는 Y 방향으로 연장 형성된 바(bar) 형상의 복수의 제 3 부재(5110c)가 X 방향으로 상호 이격되어 나란하게 배치되도록 이루어진다. 또한, 복수의 제 1 내지 제 3 부재(5110a, 5110b, 5110c) 각각에는 상측 또는 하측 방향으로 오목한 홈이 나열되어 이격 형성된다. 이러한 제 2 실시예의 변형예에 따른 치구(5100)에서는 제 1 치구 부재(5100a)를 이루는 복수의 제 1 부재(5110a)의 사이 공간, 제 2 치구 부재(5100b)를 이루는 복수의 제 2 부재(5110b) 사이의 공간 및 제 3 치구 부재(5100c)를 이루는 복수의 제 2 부재(5110c)의 사이 공간이 홀(5110)이다.

상기에서는 설명의 편의를 위하여, 치구(5100)가 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c)로 이루어지고, 상기 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c) 각각이 복수의 부재(5110a, 5110b, 5110c)로 이루어지는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 분할 형성되지 않은 단일체 일 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이 치구(5100)가 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c)로 이루어지고, 상기 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c) 각각이 복수의 부재(5110a, 5110b, 5110c)로 이루어져, 상호 체결 가능하도록 제작될 수 있음은 물론이다.

도 6a를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 치구(5100)는 아웃사이드형(outside type)으로, 치구(5100)의 수평 방향의 폭이 몰드(100) 내 내벽과 인접하도록 확장된 형상이다. 다른 말로 하면, 제 3 실시예에 따른 치구(5100)는 제 2 실시예에 따른 치구(5100)와 형상은 유사하나, 제 1 치구 부재(5100a)와 제 2 치구 부재(5100b) 사이의 이격 거리가 제 2 실시예에 비해 넓고, 제 3 치구 부재(5100c)의 X 방향 길이가 제 2 실시예에 비해 길다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 치구(5100)의 외측면이 몰드(100)의 내측벽과 인접하도록 X 방향, Y 방향으로 확장된 형성이다. 이에, 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a, 5100b, 5100c)는 노즐(200)과 소정 거리 이격 되도록 투입된다.

또한, 도 6a에 도시된 제 3 실시예에 따른 치구(5100)는 다양한 형상으로 변경 가능하다.

예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 치구 부재(5100a)를 이루는 복수의 제 1 부재(5110a), 제 2 치구 부재(5100b)를 이루는 복수의 제 2 부재(5110a), 제 3 치구 부재(5100c)를 이루는 복수의 제 3 부재(5110a) 각각이 제 2 실시예에서와 같이 바(bar) 형상이 아닌 작은 블럭이 복수개로 마련되어 나열 배치된 형상일 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 제 1 치구 부재(5100a)는 Y 방향으로 이격되어 나란하게 배치되는 복수의 제 1 부재(5110a)로 이루어지고, 상기 복수의 제 1 부재(5110a) 각각은 X 방향으로 나열된 복수의 제 1 블럭으로 이루어 진다. 제 2 치구 부재(5100b)는 Y 방향으로 이격되어 나란하게 배치되는 복수의 제 2 부재(5110b)로 이루어지고, 상기 복수의 제 2 부재(5110b) 각각은 X 방향으로 나열된 복수의 제 2 블럭으로 이루어 진다. 제 3 치구 부재(5100c)는 X 방향으로 이격되어 나란하게 배치되는 복수의 제 3 부재(5110c)로 이루어지고, 상기 복수의 제 3 부재(5110c) 각각은 X 방향으로 나열된 복수의 제 3 블럭으로 이루어 진다. 이때, 제 1 내지 제 3 부재(5110a 내지 5110c) 각각을 이루는 복수의 블럭은 상호 나열되어 체결 가능한 구조이다. 제 3 실시예에 따른 치구(5100)에서 홀(5110)은 제 1 치구 부재(5100a)를 이루는 복수의 제 1 부재(5110a)의 사이 공간, 제 2 치구 부재(5100b)를 이루는 복수의 제 2 부재(5110b) 사이의 공간 및 제 3 치구 부재(5100c)를 이루는 복수의 제 3 부재(5110b)의 사이 공간이다.

다른 예로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 부재(5110a), 제 2 부재(5110b), 제 3 부재(5110c) 각각은 바(bar) 형상으로, 일측면 또는 타측면에 오목한 홈이 복수개로 마련되며, 상기 복수개의 홈이 나열되어 이격 배치된 형상일 수 있다. 이때, 바 형상의 복수의 제 1 부재(5110a) 사이, 복수의 제 2 부재(5110b) 사이, 복수의 제 3 부재(5110c) 사이 공간이 홀(5110)이다.

도 7a를 참조하면, 제 4 실시예에 따른 치구(5100)는 아웃사이드 확장형으로, 도 6a 도시된 제 3 실시예와 유사하나, 제 3 치구 부재(5100c)와 마주보며 평행하게 배치된 제 4 치구 부재(5100d)를 더 포함한다. 제 4 치구 부재(5100d)는 제 3 치구 부재(5100c)에 비해 X 방향의 길이가 짧고, 일단이 제 2 치구 부재(5100b)의 타단과 연결되고, 제 4 치구 부재(5100d)의 타단은 제 1 치구 부재(5100a)의 타단과 연결되지 않고 이격 된다.

이러한 제 4 실시예에 따른 치구는 다양한 형상으로 변경 가능하다.

예컨대, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 4 부재(5110a 내지 5110d)중 적어도 어느 하나가 바(bar) 형상이고, 적어도 어느 하나가 작은 블럭이 나열된 형상이며, 상기 바 형상의 부재와 블럭의 부재가 조합된 형상일 수 있다.

다른 예로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 부재 내지 제 4 부재(5110a 내지 5110d) 각각은 상측 방향으로 돌출된 복수의 돌출부를 가지며, 상기 복수의 돌출부가 각각의 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 형상일 수 있다. 다른 말로 하면, 제 1 부재 내지 제 4 부재(5110a 내지 5110d) 각각은 하측으로 오목한 복수의 홈을 가지며, 상기 복수의 홈이 각각의 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 형상일 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 제 5 실시예로서, 도 3 또는 도 4에 도시된 제 2 실시예, 도 5a에 도시된 제 3 실시예, 도 6a에 도시된 제 4 실시예와 같이 제 1 내지 제 3 치구 부재(5100a 내지 5100d)로 이루어진 치구(5100)에서, 제 1 치구 부재(5100a)의 타단과 제 2 치구 부재(5100b)의 타단을 연결하며, 제 3 치구 부재(5100c)와 마주보도록 제 4 치구 부재를 설치할 수 있다. 이때, 제 4 치구 부재는 제 1 및 제 2 치구 부재(5100a, 5100b)와 체결 가능한 구조로, 몰드(100) 내로 투입 중에는 분리되어 있다가, 몰드(100) 내로 치구(5100)가 투입되었을 때, 제 1 치구 부재(5100a)의 타단과 제 2 치구 부재(5100b)의 타단을 연결하도록 체결될 수 있다.

다른 예로, 도 7a에 도시된 제 4 실시예와 같은 치구(5100)에서 제 1 치구 부재(5100a)의 타단과 제 4 치구 부재(5100d)의 타단을 연결하도록 제 5 치구 부재를 설치할 수 있다. 이때, 제 5 치구 부재는 제 1 및 4 치구 부재(5100a, 5100d)와 체결 가능한 구조로, 몰드(100) 내로 투입 중에는 분리되어 있다가, 몰드(100) 내로 치구(5100)가 투입되었을 때, 제 1 치구 부재(5100a)의 타단과 제 4 치구 부재(5100b)의 타단을 연결하도록 체결될 수 있다.

도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 치구를 몰드 내에 투입하는 과정을 순서적으로 도시한 입체 도면이다. 이때, 치구가 투입되는 모습을 보다 명확히 나타내기 위해, 몰드 내에 수용된 내용물을 생략하였다. 하지만, 실제로는 몰드 내에 용강이 수용되어 있으며, 상기 용강 상에 플럭스 및 슬래그가 도포되어 있는 상태이다. 도 9는 제 3 실시예에 따른 치구를 몰드 내에 투입하였을 때, 치구 주위의 용강 온도 변화를 나타낸 것이다.

하기에서는 도 1 내지 도 4, 도 8a 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 치구를 삽입하는 과정을 포함하는 연속 주조 방법을 설명한다.

몰드(100) 내로 선 주입된 용강(이하, 기존 용강)을 응고시켜 주편을 제조하는 연속 주조 조업 중에, 상기 기존 용강과 성분 조성이 다른 새로운 용강을 이용하는 주편 주조를 준비한다. 이를 위해, 먼저 주조 속도를 낮춰, 몰드(100) 내로 본 발명의 실시예에 따른 혼합 저감 장치(5000)를 투입한다. 바람직하게는 기존 용강을 이용한 연주 조업 말기 예컨대, 종료 약 2M 이전 지점에 혼합 저감 장치(5000)를 몰드(100) 내로 투입한다.

하기에서는 혼합 저감 장치(5000)의 투입을 보다 상세히 설명한다.

작업자가 혼합 저감 장치(5000)의 투입 부재(5300)를 파지(把持)하여, 치구(5100)를 몰드(100) 상측으로 이송시킨다. 이때, 도 5a에 도시된 바와 같이, 치구(5100)를 몰드(100)의 상측에서 일측에 위치시키고, 치구(5100)의 삽입구(5120)가 노즐(200)과 대향 위치하도록 한다. 그리고 치구(5100)를 몰드(100)를 향해 하향 경사지게 한 후, 치구(5100)를 일측에서 타측으로 이송시키면서 밀어 넣는다. 그런데, 도 2 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 몰드 상측에 탕면 레벨기(300), 파우더 피더(400) 등이 설치되어 있으므로, 치구(5100)를 몰드(100) 방향으로 기울여 즉, 하향 경사지도록 지지하고, 상기 치구(5100)가 탕면 레벨기(300)와 파우더 피더(400) 하측을 통과하도록 밀어 넣는다. 이때, 도 8a와 같이 하향 경사지도록 배치된 치구(5100)를 탕면 레벨기(300)와 파우더 피더(400) 하측 영역을 통과하도록 밀어 넣는 과정에서, 상기 치구(5100)의 경사를 점차 줄이며, 종단에는 도 8b와 같이 경사지지 않고 수평하게 배치 되도록 한다. 이후, 커버 이송부(5400)를 따라 커버(5200)를 수평 이송시켜, 상기 커버(5200)에 의해 삽입구(5120)의 일부를 폐쇄하도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 턴디쉬(20)의 이동 및 탕면 레벨기(300), 파우더 피더(400)와 같은 주변 설비의 제거 없이, 혼합 저감 장치(5000)를 투입시킬 수 있다. 또한, 노즐(200)의 방해를 받지 않고 치구(5100)를 몰드(100) 내로 용이하게 투입시킬 수 있다. 즉, 종래와 같이, 이종 용강의 혼합을 저감시키기 위해, 주조 조업을 중단하고, 턴디쉬(20)를 들어올려, 치구(5100)를 투입한 후, 다시 턴디쉬를 하강시키거나, 탕면 레벨기(300), 파우더 피더(400)와 같이 몰드(100) 주변에 설치된 주변 설비의 제거 과정 없이, 혼합 저감 장치(5000)를 투입시킬 수 있다.

따라서, 종래에 비해 이강종의 혼합 저감을 위한 혼합 저감 장치(5000)의 투입이 간단해 지고, 이를 위해 소요되는 시간이 단축되는 효과가 있으며, 주조 조업을 중단할 필요가 없다. 이로 인해, 주조 조업의 공정 시간이 단축되고, 생산 성 이 향상되는 효과가 있다.

한편, 혼합 저감 장치(5000)가 용강, 몰드 플럭스 및 슬래그가 수용된 몰드(100) 내로 투입되면, 주조 속도와 동기화되어 하측으로 하강한다. 이때, 몰드(100) 내 측벽에 형성된 응고쉘이 치구(5110)의 최외각 측벽에 융착된 상태로 함께 하강한다.

또한, 용강, 플럭스 및 슬래그가 수용된 몰드(100) 내로 혼합 저감 장치(5000)를 투입하면, 상기 용강 표면 즉, 탕면 상부에 도포되어 있는 플럭스 및 슬래그가 치구의 복수의 홀(5110)을 통과하여 상기 치구(5100)의 상부로 유동 된다. 그리고, 치구(5100)는 용강에 비해 상대적으로 저온이기 때문에, 치구(5100) 주위의 용강의 온도가 변한다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 치구(5000) 투입전 용강의 온도는 용강의 물성에 따라 약 1690K 내지 1740K이나, 치구(5100) 투입 시에, 상기 치구(5100) 주위의 용강의 온도가 하락한다. 특히 치구(5100)의 복수의 홀 내에 갇혀있는 용강의 온도가 급작스럽게 낮아짐에 따라, 용강이 부착되어 응고되며, 이로 인해, 치구(5100)에 마련된 복수의 홀(5110)을 채우도록 일종의 차단막이 형성된다. 그리고 치구(5100)의 투입 후 시간이 경과함에 따라 용강의 온도가 점차 상승하나, 용강의 고상온도 이하를 유지한다.

이후, 새로운 용강이 담긴 레이들(10)을 개공하여, 상기 새로운 용강을 턴디쉬(20) 내로 주입한다. 그리고, 턴디쉬(20) 내로 주입된 새로운 용강을 노즐(200)을 통해 몰드(100) 내로 주입한다.

그런데 몰드(100) 내로 주입되는 새로운 용강은 치구(5100)의 홀(5110)에 형성된 차단막에 의해 그 이동이 차단된다. 따라서, 새로운 용강이 치구(5100) 하측에 위치하는 기존 용강으로 유동되는 것이 전면 차단되거나, 최소화되어 종래에 비해 기존 용강과 새로운 용강 간의 혼합량 또는 혼합 영역이 감소한다. 이에 따라, 이강종의 연속 주조에 의해 제조된 주편에서 기존 용강과 새로운 용강이 혼합되어 있는 혼합 길이 또는 혼합 영역이 감소한다.

한편, 도 9에 도시된 치구는 도 6a에 도시된 제 3 실시예에 따른 치구(5100)가 적용시의 용강의 온도 변화를 나타낸 것이나, 제 1 내지 제 4 실시예와 같은 치구(5100)의 형상 변화에 관계 없이, 치구(5100)의 투입 시에 용강이 응고되어 홀을 채우도록 막이 형성된다.

100: 몰드 5000: 혼합 저감 장치
5100: 치구 5110: 홀
5120: 삽입구 5300: 투입 부재

Claims (12)

1. 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서 몰드 내에 투입되어 이종 용강의 혼합을 저감하는 혼합 저감 장치로서,
   상기 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하는 치구를 포함하고,
   상기 치구는 상기 치구를 상하 방향으로 관통하는 복수의 홀 및 상기 치구의 내부에서 가장자리까지 연장되도록 형성되며, 일측이 개구된 삽입구를 구비하며,
   상기 치구는,
   상호 평행을 이루면서 이격되어 배치되는 제 1 및 제 2 치구 부재;
   상기 제 1 및 제 2 치구 부재와 교차하도록 형성되어, 상기 제 1 치구 부재의 일단과 제 2 치구 부재의 일단을 연결하도록 배치된 제 3 치구 부재;
   를 포함하고,
   상기 제 1 치구 부재의 타단과 상기 제 2 치구 부재의 타단 사이가 개구된 혼합 저감 장치.
2. 이종(異種) 강종을 연속 주조하는 주조 설비에서 몰드 내에 투입되어 이종 용강의 혼합을 저감하는 혼합 저감 장치로서,
   상기 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하는 치구를 포함하고,
   상기 치구는 상기 치구를 상하 방향으로 관통하는 복수의 홀 및 상기 치구의 내부에서 가장자리까지 연장되도록 형성되며, 일측이 개구된 삽입구를 구비하며,
   상기 치구는 메쉬(mesh) 구조인 혼합 저감 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 치구는,
   상호 평행을 이루면서 이격되어 배치되는 제 1 및 제 2 치구 부재;
   상기 제 1 및 제 2 치구 부재와 교차하도록 형성되어, 상기 제 1 치구 부재의 일단과 제 2 치구 부재의 일단을 연결하도록 배치된 제 3 치구 부재;
   를 포함하고,
   상기 제 1 치구 부재의 타단과 상기 제 2 치구 부재의 타단 사이가 개구된 혼합 저감 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 제 1 치구 부재와 제 2 치구 부재는 동일한 길이로 형성되어 대칭되는 형상이거나,
   상기 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 길이가 긴 비대칭 형상인 혼합 저감 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 3 치구 부재와 마주보도록 배치되어, 일단이 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나의 타단과 연결되는 제 4 치구 부재를 포함하고,
   상기 제 4 치구 부재의 타단과 상기 제 1 및 제 2 치구 부재 중 어느 하나의 타단 사이가 개구된 혼합 저감 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 몰드 내로 용강을 주입하는 노즐이 상기 삽입구에 대응 위치하도록 상기 치구가 몰드 내로 투입 설치되는 혼합 저감 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 치구는 상기 몰드 내 폭 방향의 중심 영역에 대응 위치하거나, 상기 몰드 내 폭 방향으로 확장되어, 상기 치구의 최외각 측벽이 상기 몰드 내 측벽과 인접하도록 배치되는 혼합 저감 장치.
8. 청구항 5에 있어서,
   상하 방향으로 연장된 형상이며, 상기 치구의 가장 자리에 설치되어, 상기 치구를 몰드 내에 투입 시 사용되는 투입 부재를 포함하고,
   상기 투입 부재의 외주면에 상기 치구의 투입 깊이를 나타내는 스케일이 형성된 혼합 저감 장치.
9. 턴디쉬로부터 몰드 내로 용강을 주입하여 주편을 연속 주조하는 연속 주조 방법으로서,
   상기 몰드의 폭 방향으로 연장되는 면을 형성하며, 일측이 개방된 삽입구를 구비하는 치구를 마련하는 과정;
   상기 턴디쉬와 몰드 간의 배치를 유지한 상태에서, 상기 치구를 몰드 내로 투입시키는 과정; 및
   적어도 일부가 상기 몰드 내에 위치하도록 설치된 노즐을 이용하여, 상기 몰드 내로 새로운 용강을 주입하는 과정;
   을 포함하고,
   상기 치구를 몰드 내로 투입시키는 과정에서, 상기 노즐이 상기 삽입구를 통과하도록 투입시키며,
   상기 노즐이 상기 삽입구를 통과하도록 투입시키 과정은,
   상기 몰드 상부의 일측에 상기 치구를 배치시키고, 상기 삽입구가 상기 노즐과 대향하도록 위치시키는 과정; 및
   상기 치구를 상기 몰드가 위치한 방향으로 하향 경사지도록 배치시키는 과정; 및
   상기 치구를 몰드 내로 하강시키면서, 점차 경사를 줄여, 상기 몰드의 폭 방향으로 이송시키는 과정;
   을 포함하는 연속 주조 방법.
10. 삭제
11. 청구항 9에 있어서,
    상하 방향으로 연장 형성되며, 외주면에 스케일이 형성된 투입 부재가 상기 치구에 장착되고,
    상기 투입 부재에 마련된 스케일을 통해 상기 치구가 몰드 내로 투입되는 깊이를 감지하는 연속 주조 방법.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 치구에는 복수의 홀이 마련되고,
    상기 용강에 비해 온도가 낮은 상기 치구를 상기 몰드 내로 투입시킴으로써, 상기 복수의 홀을 채우도록 용강을 응고시켜 막을 형성시키는 연속 주조 방법.

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