KR101501651B1 - 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐 - Google Patents

용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 용탕 공급부를 통해 공급된 용탕이 수용되도록 내부에 중공이 형성되고, 내부로 유입되는 용탕의 수위가 점진적으로 상승하도록 내부에 상부로 경사진 경사면이 형성되며, 경사면의 상부 단부와 측면 사이에 용탕이 출탕되는 통로가 형성되는 노즐 몸체부를 포함하는 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐에 관한 것이다. 이와 같은 박판 주조용 노즐에 의하면, 노즐 내부로 유입된 용탕의 수위가 경사면을 따라 점진적으로 상승하고, 경사면의 상부 단부에 위치한 통로를 통해 폭방향에서 전면적으로 출탕할 수 있어 주조 공정 초반에 주조되는 박판의 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐 {NOZZLE FOR STRIP CASTING FOR UNIFORMLY SUPPLY OF LIQUID MATAL}
본 발명은 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐에 관한 것으로, 공급된 용탕이 초반에 슬릿을 통해 출탕시 슬릿의 폭방향 전면에 동시에 유입될 수 있는 박판 주조용 노즐에 관한 것이다.
박판 주조용 노즐은 하부에 구비된 극세 간격의 슬릿을 통해 소량 광폭의 용탕을 노즐 외부로 출탕시킴으로써 극박의 판재를 실시간으로 제조하는 노즐을 말한다.
그런데, 도 1을 참조하면 용탕(1)이 노즐 몸체(12)에 공급되는 초기에는 용탕(1)이 슬릿(13)의 폭방향 전면에 동시에 유입되지 못하고 부분적으로 유입될 수 있어 균일한 두께 및 폭을 구비하는 박판의 제조가 어려운 문제가 있었다.
또한, 용탕 공급관(11)의 단부와 슬릿(13)의 거리가 가까워 용탕 공급관(11)을 통해 유입된 용탕(1)이 노즐 몸체(12)의 내부 바닥면에 부딪힌 후에 용탕이 슬릿(13)에 튀면서 슬릿(13)의 일부에 고착되어 용탕(1)이 슬릿(13)을 통해 출탕시 균일한 두께를 갖는 박판의 제조가 어려운 문제가 있었다.
그런데, 초반의 박판의 품질은 연속 공정에서 제조된 박판을 권취 하여야 하는 경우에 박판 초반의 형상이 권취여부에 중요한 영향을 미치므로 용탕(1)이 노즐 몸체(12)에 공급되고 슬릿(13)에 유입되는 초반에 안정적으로 용탕을 슬릿에 공급할 수 있는 노즐이 필요하다.
상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 제안된 것으로 본 발명은 일측면으로서, 용탕이 슬릿의 폭방향에 동시에 전면적으로 유입할 수 있는 박판 주조용 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 용탕이 노즐 내부에 유입시 내부 바닥면에 부딪혀 슬릿에 튀는 것을 방지할 수 있는 박판 주조용 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서 본 발명은, 용탕이 공급되는 용탕 공급부; 및 상기 용탕 공급부를 통해 공급된 용탕이 수용되도록 내부에 중공이 형성되고, 내부로 유입되는 용탕의 수위가 점진적으로 상승하도록 내부에 상부로 경사진 경사면이 형성되며, 경사면의 상부 단부와 측면 사이에 용탕이 출탕되는 통로가 형성되는 노즐 몸체부를 포함하고, 상기 용탕 공급부 단부의 단면적과 상기 통로의 단면적 비는 1.5 이상이고 1.9 이하인, 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐을 제공한다.
그리고, 본 발명은 일측면으로써, 공급된 용탕의 수위가 상승하여 용탕이 통로를 통해 외부로 배출시 용탕이 통로의 폭방향 전면에 동시에 유입되도록, 경사면의 상부 단부는 수평방향으로 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명은 일측면으로써, 상기 용탕 공급부는 용탕 공급시 용탕이 통로에 튀는 것을 방지하기 위해 용탕이 배출되는 단부는 통로와 이격된 경사면의 하부에 인접하게 설치될 수 있다.
삭제
그리고, 본 발명은 일측면으로써, 상기 통로는 슬릿으로 형성되도록 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐 몸체부 내부로 유입된 용탕의 수위가 경사면을 따라 점진적으로 상승하고, 경사면의 상부 단부와 측면 사이에 위치한 슬릿을 통해 슬릿의 폭방향 전면에서 동시에 출탕할 수 있어 주조 공정 초반에 주조되는 박판의 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용탕이 노즐 몸체부 내부에 유입되는 초기에 노즐 몸체부의 내부 바닥면에 부딪히는 경우에도, 슬릿이 용탕 공급부와 이격된 경사면의 상부에 위치함으로써 용탕이 슬릿에 튀는 것을 방지하는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 노즐의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 박판 주조용 노즐의 사시도.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 도 2의 A-A'에서의 단면도로써 본 발명의 일 실시예에 의한 박판 주조용 노즐의 작동 상태도.
도 4는 도 2의 평면도.
도 5는 출탕 실험 결과를 나타낸 표
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐(100)은 용탕(1)이 공급되는 용탕 공급부(110)와, 상기 용탕 공급부(110)를 통해 공급된 용탕(1)이 통로(123)를 통해 출탕되는 노즐 몸체부(120)를 포함하여 구성된다.
상기 노즐 몸체부(120)는 내부로 유입되는 용탕(1)의 수위가 점진적으로 상승하여 통로(123)를 통해 용탕(1)이 외부로 출탕되도록 내부 바닥면에 상부로 경사진 경사면(121)이 형성된다.
그리고, 경사면의 상부 단부(121b)와 상기 노즐 몸체부(120)의 측면(122) 사이에는 용탕(1)이 출탕되도록 통로(123)가 형성된다.
이때, 상기 통로(123)는 도 2 내지 도 4에서는 단면이 사각형이 슬릿으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고, 용탕(1)이 출탕되는 공간으로 구비되는 한 다양한 실시예가 가능하다.
이 경우, 본 발명의 일 실시예로, 상기 통로(123)는 박판 제조를 위해 폭이 좁은 슬릿으로 구비될 수 있고, 슬릿의 단면은 사각형뿐만 아니라, 타원, 원형 등으로 구비되는 다양한 실시예가 가능하다. 이하, 상기 통로(123)는 슬릿으로 표현하여 기재하도록 한다.
그래서, 상기 노즐 몸체부(120)의 내부 바닥면은 상부로 경사진 경사면(121)을 구비하고, 경사면(121)의 단부는 상부 노즐 몸체부(120)의 측면(122)과 이격되어, 경사면(121)의 단부와 상기 몸체부(120)의 측면(122) 사이에 슬릿(123)이 형성된다.
그리고, 상기 슬릿(123)의 상부, 즉 경사면의 상부 단부(121b)는 유입된 용탕(1)이 상기 노즐 몸체부(120) 내부에서 점진적으로 경사면(121)을 따라 상승하다가 상기 슬릿(123)의 폭방향 전면에 동시에 유입될 수 있도록, 수평방향으로 형성되도록 구비된다.
여기서, 경사면의 상부 단부(121b)가 수평방향으로 구비되지 않는 경우는 경사면의 상부 단부(121b)가 특정 방향으로 기울어져 용탕이 슬릿(123)의 일부에 쏠려 유입될 수 있다.
그래서, 이를 방지하기 위해 경사면의 상부 단부(121b)는 수평방향으로 구비되어 용탕(1)이 슬릿(123)의 폭방향에 전면적으로 유입되도록 구비됨이 바람직하다.
또한, 경사면(121)은 용탕(1)의 수위가 점진적으로 상승하도록 구비되는 한 도 2 및 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 단면상 직선뿐만 아니라 상부로 볼록하거나 하부로 볼록한 곡면 형상 등 다양한 실시예가 가능하다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 용탕 공급부(110)는 파이프 등의 형상으로 구비되어 상기 노즐 몸체부(120)에 용탕(1)을 공급할 수 있다.
그리고, 상기 노즐 몸체부(120)의 내부에 위치한 용탕 공급부(110)의 단부는 용탕(1)이 상기 노즐 몸체부(120)의 바닥면에 부딪혀 슬릿(123)에 튀는 것을 방지하기 위해 슬릿(123)과 일정 거리만큼 이격된 경사면(121)의 하부(121a)에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 도 5를 참조하면, 용탕 공급부(110) 단부의 단면적 대 슬릿(123)의 단면적의 비는 1.5 이상 1.9 이하로 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 도 5는 상기 슬릿(123)의 단면적을 설정된 면적으로 유지한 상태에서 용탕 공급부(110) 단부의 단면적을 변화시키면서 출탕 실험한 결과를 도시한 표이다.
이때, 출탕 결과는 육안으로 용탕(1)을 관찰하였을 때, 출탕되는 용탕(1)의 형상을 1에서 10으로 나누어 가장 안정된 상태를 10, 가장 불안정한 상태를 1로 설정하여 그 정도를 나타내었다.
그리고, 상기 용탕 공급부(110)의 단부 단면적과 슬릿(123)의 단면적의 비는 상기 노즐 몸체부(120)로 유입되는 용탕(1)의 공급량과 슬릿(123)을 통해 출탕되는 용탕(1)의 유출량의 비를 나타낸다.
그래서, 도 5를 참조하면, 용탕 공급부(110)의 단면적이 감소되어 용탕(1)의 공급량이 감소되는 경우 초기에 슬릿(123)을 통해 토출되는 용탕(1)의 형상이 안정적이나, 용탕 공급부(110) 단부의 단면적과 슬릿(123)의 단면적이 1에 접근시에는 공급되는 용탕(1)의 양이 충분하지 못하여 토출되는 용탕(1)의 형상이 불안정해지게 된다.
따라서, 용탕 공급부(110)의 단면적과 슬릿(123)의 단면적의 비는 1.5 내지 1.9 범위에서 설정되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐(100)의 작용 효과에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3(a)를 참조하면, 용탕 공급부(110)를 통해 용탕(1)이 노즐 몸체부(120)의 내부로 유입된다. 초기에 유입된 용탕(1)은 상기 용탕 공급부(110) 하단에 위치한 경사면의 하부(121a)와 부딪쳐 노즐 몸체부(120) 내부에서 소량이 튀게 된다.
그런데, 용탕(1)이 출탕되는 슬릿(123)은 경사면의 하부(121a)와 가장 멀리 이격된 경사면의 상부 단부(121b)에 형성되어 있으므로 슬릿(123)에 용탕(1)이 튀는 것이 방지된다.
그리고, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 용탕 공급부(110)를 통해 용탕(1)이 공급됨에 따라 상기 노즐 몸체부(120) 내부에 수용된 용탕(1)의 수위가 경사면(121)을 따라 점진적으로 상승한다.
도 4는 도 2의 평면도로써 도 3(a)에서의 용탕(1)이 경사면(121)과 접하는 부분을 a-a로 나타내었고, 도 3(b)에서의 용탕(1)이 경사면(121)과 접하는 부분을 b-b, 도 3(c)에서의 용탕(1)이 경사면(121)과 접하는 부분을 c-c로 각각 나타내었다.
이때, 도 3 및 도 4를 참조하면, 공급된 용탕(1)은 노즐 몸체부(120) 내부에서 수위가 상승함에 따라 경사면(121)을 따라 슬릿(123)이 위치한 방향으로 점진적으로 이동하고, 슬릿(123)을 통해 상기 노즐 몸체부(120) 외부로 출탕하게 된다.
그런데, 전술한 것과 같이 경사면의 상부 단부(121b)는 수평방향으로 형성되어 있으므로 용탕(1)이 노즐 몸체부(120) 내부에서 경사면(121)을 따라 점진적으로 상승하다가 슬릿(123)의 폭방향 전면에 동시에 유입된다.
한편, 도 1을 참조하면, 종래의 노즐에서는 노즐 몸체(12) 내부로 공급 초기에 유입된 용탕(1)이 바닥면에 구비된 슬릿(13)을 통해 출탕될 때 용탕(1)이 슬릿의 폭방향으로 전면적으로 동시에 유입되지 않고 일부만 슬릿으로 유입되는 문제가 있었다.
그런데, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐(100)은 공급된 용탕(1)이 종래의 노즐과는 달리 곧바로 슬릿(123)을 통해 출탕되지 않고, 상기 노즐 몸체부(120) 내부에 수용된 상태로 용탕(1)의 수위가 경사면(121)을 따라 점진적으로 상승하고, 경사면의 상부 단부(121b)와 측면(122) 사이에 형성된 슬릿(123)을 통해 출탕된다.
그래서, 경사면(121)을 따라 용탕(1)의 수위가 상승하다가 용탕(1)이 경사부 상단 단부에서 슬릿(123)으로 넘치는 방식으로 출탕되기 때문에 수평방향으로 형성된 슬릿(123)의 폭방향 전면에 걸쳐 동시에 용탕(1)이 유입될 수 있다.
따라서, 출탕 초반에 슬릿(123)의 일부에만 용탕(1)이 유입되어 형상이 균일하지 못한 박판이 주조되는 것을 방지할 수 있고 출탕 초반부터 마지막까지 균일한 품질의 박판을 주조할 수 있게 된다.
본 발명의 도면에서 슬릿(123)은 노즐 몸체부(120)의 형상에 비해 다소 큰 단면적으로 나타내었으나, 이는 본 발명을 쉽게 이해하도록 하기 위해 편의상 도시된 것이고 도면에 기재된 슬릿(123)의 크기에 의해 권리범위가 제한되지 않는다.
그리고, 본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 박판 주조용 노즐 110: 용탕 공급부
120: 노즐 몸체부 121: 경사면
122: 측면 123: 통로(슬릿)

Claims (5)

  1. 용탕이 공급되는 용탕 공급부; 및
    상기 용탕 공급부를 통해 공급된 상기 용탕이 수용되도록 내부에 중공이 형성되고, 유입되는 상기 용탕의 수위가 점진적으로 상승하도록 내부에 상부로 경사진 경사면이 형성되며, 상기 경사면의 상부 단부와 측면 사이에 용탕이 출탕되는 통로가 형성되는 노즐 몸체부
    를 포함하고,
    상기 용탕 공급부 단부의 단면적과 상기 통로의 단면적 비는 1.5 이상이고 1.9 이하인, 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급된 용탕의 수위가 상승하여 상기 용탕이 상기 통로를 통해 외부로 배출될 때 상기 용탕이 상기 통로의 폭방향 전면에 걸쳐 동시에 유입되도록, 상기 경사면의 상부 단부는 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용탕 공급부는 상기 용탕이 공급될 때 상기 용탕이 상기 통로에 튀는 것을 방지하기 위해 상기 용탕이 배출되는 단부는 상기 통로와 이격된 상기 경사면의 하부에 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통로는 슬릿으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용탕 균일공급을 위한 박판 주조용 노즐.
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