KR101510265B1

KR101510265B1 - 용강 처리 장치

Info

Publication number: KR101510265B1
Application number: KR20130155512A
Authority: KR
Inventors: 한상우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-04-08

Abstract

본 발명은 공급되는 용강을 수강하는 내부공간을 가지고, 상기 용강을 출강하도록 바닥면에 출강구가 형성된 본체와, 상기 본체 내에 형성되는 용강 공급 경로의 근방에 설치되어 상기 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하는 자기장 생성기를 포함하는 용강 처리 장치로서, 조업 도중 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하여 용강 공급 경로를 따라 공급되는 용강의 유속을 감소시킬 수 있는 용강 처리 장치가 제시된다.

Description

용강 처리 장치{Apparatus for treating molten metal}

본 발명은 용강 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급되는 용강의 유속을 감소시킬 수 있는 용강 처리 장치에 관한 것이다.

연속주조 설비는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 주편을 제조하는 설비이다. 일반적인 연속주조 설비는 제강 설비에서 정련이 완료된 용강이 담기는 래들(ladle), 래들의 하측에 배치되어 래들로부터 용강을 공급받아 임시 저장하는 턴디시(tundish), 턴디시의 하측에 배치되어 턴디시로부터 용강을 공급받아 주편 형상으로 응고시키는 몰드(mold) 및 몰드의 하측에 배치되어 일련의 성형 작업을 수행하며 주편을 제조하는 세그먼트를 포함한다. 턴디시는 중공의 용기 형상으로 제작되며, 내부에 용강이 수강되는 공간이 마련된다. 턴디시의 바닥면에는 출강구가 형성되고, 출강구에는 턴디시의 하측에 마련된 침지노즐이 연결된다. 턴디시 내의 용강은 출강구를 통과하여 침지노즐 내로 유입된다. 침지노즐 내로 유입되는 용강은 몰드로 공급되어 주편 형상으로 응고된다.

연속주조 설비의 조업 시 턴디시 내로 공급되는 용강에는 개재물이 혼입되는 경우가 있고, 개재물이 혼입된 용강이 몰드내로 유입되면, 몰드로부터 제조되는 주편에 결함이 발생하는 경우가 있다. 개재물을 용강으로부터 제거하기 위해 턴디시에는 공급되는 용강의 흐름을 턴디시 내부 바닥으로 유도하는 위어(weir)와 내부 바닥으로 유도된 용강의 상승유동을 유도하는 댐(dam)이 설치된다. 턴디시는 위어와 댐을 이용하여 턴디시 내에 수강된 용강의 유동을 제어하고 개재물을 부상 분리시킨다.

한편, 턴디시 내의 용강의 유속 및 유동강도는 쉬라우드 노즐 부근이 그 주변부에 비해 크다. 쉬라우드 노즐을 통과하여 턴디시에 공급되는 용강 중 일부는 빠른 유속에 의해 턴디시의 바닥에 부딪힌 후 턴디시의 탕면부까지 강하게 상승류를 형성한다. 형성되는 상승류에 의해 탕면부에는 나탕면이 형성된다. 나탕면에서는 용강이 대기와 접촉하여 재산화 되고, 이에 용강 중에 개재물이 형성되는 문제점이 있다. 또한, 쉬라우드 노즐을 통과하여 턴디시에 공급되는 용강 중 일부는 강한 하향류를 형성하여 개재물이 부상 분리될 수 있는 체류시간을 갖지 못하고 댐에 형성된 잔탕 배출구를 통과하여 출강구로 바이패스(bypass) 된다. 이에, 몰드에 개재물이 혼입된 용강이 공급되어 제조되는 주편에 결함이 발생되는 문제점이 있다. 턴디시에 마련된 위어와 댐을 이용하여 상술한 문제점을 해결하기에는 어려움이 있다. 또한, 종래에는 용강으로부터 개재물을 제거하기 위하여, 일본공개특허 2000-052005, 일본공개특허 1999-179497, 일본공개특허 1998-193050 및 일본공개특허 1996-229670에도 개시된 바와 같이, 불활성 가스를 턴디시 내에 취입하여 개재물을 포집하고 있다. 하지만, 종래의 방법은 혼입된 개재물을 포집할 수 있을 뿐, 쉬라우드 노즐 부근의 강한 상승류 및 하강류에 의한 상술한 문제점들을 해소하기에는 어려움이 있다.

일본공개특허 2000-052005 일본공개특허 1999-179497 일본공개특허 1998-193050 일본공개특허 1996-229670

본 발명은 공급되는 용강의 유속을 감소시킬 수 있는 용강 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 용강의 강한 상승류에 의한 나탕 발생을 억제 혹은 방지할 수 있는 용강 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 용강의 강한 하향류에 의해 용강의 일부가 잔탕 배출공간을 통과하여 바이패스(bypass)되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있는 용강 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 용강의 체류 시간 및 개재물의 부상 분리 효율을 증가시킬 수 있는 용강 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 제조되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 용강 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 다른 용강 처리 장치는 공급되는 용강을 수강하는 내부공간을 가지고, 상기 용강을 출강하도록 바닥면에 출강구가 형성된 본체; 상기 본체 내에 형성되는 용강 공급 경로의 근방에 설치되어 상기 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하는 자기장 생성기;를 포함한다.

상기 자기장 생성기는 상기 본체의 폭방향으로 상호 이격되어 설치될 수 있다.

상기 자기장 생성기는 상기 본체의 측벽에 인접하여 설치되고, 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체의 폭방향 너비는 그 외 영역의 너비보다 좁을 수 있다.

상기 자기장 생성기의 이격 거리는 300mm 내지 600mm일 수 있다.

상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체 벽체의 재질은 그외 영역의 재질보다 비투자율이 높을 수 있다.

상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체 벽체에는 냉각부가 구비될 수 있다.

상기 본체의 측벽 중 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 측벽은 비투자율이 1000 이상의 범위를 가지는 재질을 포함하고, 나머지 측벽은 비투자율이 100 이하의 범위를 가지는 재질을 포함할 수 있다.

상기 본체의 측벽 중 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 측벽은 규소강 및 저탄소강 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 나머지 측벽은 스테인리스 강 300 계열을 포함할 수 있다.

상기 본체는 연속주조 설비의 턴디시를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 용강 공급 경로에 정자기장을 생성 가능한 자기장 생성기를 형성하고, 이를 이용하여 용강 공급 경로를 따라 공급되는 용강의 유속을 감소시킬 수 있는 용강 처리 장치를 형성할 수 있다.

이를 이용하여, 조업 도중 용강의 체류 시간 및 개재물의 부상 분리 효율을 증가시킬 수 있고, 용강 중 일부가 강한 상승류를 형성하여 나탕면을 발생시키는 것을 억제 혹은 방지할 수 있으며, 용강의 일부가 강한 하향류를 형성하여 잔탕 배출공간을 통과하여 바이패스(bypass)되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에, 제조되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 연속주조 설비에 적용되는 경우 자기장 생성기는 조업 도중 본체 내에 형성되는 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하고, 정자기장에 의해 용강 공급 경로를 따라 공급되는 용강에는 용강이 유동하는 방향과 반대 방향으로 로렌츠 힘이 작용된다. 따라서, 용강의 유동속도 및 유동강도를 감소시킬 수 있다.

용강 공급 경로를 통과하는 용강의 유동속도 및 유동강도를 감소시킴으로써, 공급되는 용강이 본체 바닥면에 부딪힌 후 본체의 탕면부까지 상승하는 것을 억제 혹은 방지하여 용강면에 나탕이 발생되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

또한, 공급되는 용강의 유동속도 및 유동강도를 감소시킴으로써, 용강의 일부가 잔탕 배출공간을 통과하여 바이패스(bypass)되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이로부터, 용강의 체류 시간 및 개재물의 부상 분리 효율을 증가시켜 제조되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 운용 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 일측을 절단하여 그 구조를 도시한 개략도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치를 도시한 평면도 이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 운용 상태도 이다. 여기서, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 운용 상태를 도시하기 용이하도록 도 2의 A-A 부분을 절단하여 그 절단면에서의 용강 처리 장치의 운용 상태를 도시하였다.

본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치는 철강 제조 설비에서 제조되는 용융 상태의 피처리물을 처리 가능한 장치이다. 보다 상세하게는, 용강 처리 장치는 용강을 수강하여 내부에 소정 시간 체류시키면서 용강에 혼입된 개재물을 부상 분리시키고, 이를 지속적으로 출강시키면서 출강량을 조절할 수 있다. 이하에서는 용강 처리 장치가 적용되는 철강 제조 설비로서 연속주조 설비를 예시한다. 따라서, 용강 처리 장치의 본체(100)는 연속주조 설비에서 사용되는 턴디시(tundish)를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치가 적용되는 설비는 연속주조 설비에 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치를 설명하기 이전에, 도면 상에 도시된 X축 방향을 본체(100)의 폭방향이라 하고, Y축 방향을 본체(100)의 길이방향 이라 한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치를 설명한다. 용강 처리 장치는 공급되는 용강(M)을 수강하는 내부공간을 가지고, 용강(M)을 출강하도록 바닥면에 출강구(140)가 형성된 본체(100), 출강구(140)를 개폐 가능하도록 본체(100)의 외측에서 본체(100)의 바닥면에 장착되는 게이트(200), 출강구(140)와 연통하도록 본체(100)의 외측에서 본체(100)의 바닥면에 장착되는 노즐(300) 및 본체(100) 내에 형성되는 용강 공급 경로의 근방에 설치되어 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하는 자기장 생성기(400)를 포함한다. 용강 공급 경로를 따라 본체(100) 내로 공급되는 용강(M)은 용강 공급 경로에 생성되는 정자기장에 의해 용강(M)이 공급되는 방향의 반대방향으로 로렌츠 힘을 받게 된다. 이에, 용강 공급 경로를 따라 이동하는 용강(M)은 로렌츠 힘에 의해 그 유동강도 및 유속이 감소될 수 있다.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 용강 공급 경로의 의미는 다음과 같다. 용강 공급 경로는 용강(M)이 본체(100)의 상부에 마련된 공급노즐(10)을 통과하여 본체(100) 내에 낙하 공급되기까지 용강(M)이 이동하는 경로를 의미한다. 여기서, 공급노즐(10)은 본체(100)에 용강(M)을 공급하도록 본체(100)의 상부에 마련되는 래들(ladle)의 쉬라우드 노즐(shroud nozzle)일 수 있다. 즉, 용강 공급 경로는 공급노즐(10) 예컨대 쉬라우드 노즐 및 본체(100)의 내부공간 중 공급노즐(10)의 하측에 형성되는 용강(M)의 낙하 영역을 포함한다(도 3 참조).

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 정자기장의 의미는 다음과 같다. 정자기장은 자기장의 강도 및 방향이 시간이 지나도 변하지 않는 자기장을 의미한다. 정자기장은 정지한 자석 또는 정상전류(Direct Current)를 이용하여 생성할 수 있다. 정자기장 내에서 운동하는 자성체는 정자기장에 의하여 운동하는 방향의 반대방향으로 로렌츠 힘(Lorentz's force)을 받게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 이러한 로렌츠 힘을 이용하여 용강의 유속을 효과적으로 감소시킨다. 즉, 용강(M)은 자성체이며, 용강 공급 경로를 따라 유동하는 용강(M)은 정자기장 내에서 로렌츠 힘에 의해 유동방향의 반대방향으로 힘을 받게 되어 유속이 감소될 수 있다.

반면에, 교류전류(Alternating Current)를 이용하여 생성 가능한 교류 자기장 하에서도 자성체에는 자성체의 운동방향의 반대방향으로 로렌츠 힘이 작용 가능하나, 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류전류의 특성으로 인하여 생성되는 자기장 역시 강도가 변하게 된다. 자기장의 강도 변화에 따라 로렌츠 힘의 강도도 변화하고, 로렌츠 힘의 강도가 변함에 따라 용강에 일정한 크기의 힘을 가하는데 있어 어려움이 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 정상전류(Direct Current)에 의한 정자기장을 생성하는 자기장 생성기(400)를 예시한다. 이에, 본 실시 예에 따른 용강 처리 장치는 본체(100) 내에 용강이 공급되는 동안, 낙하 공급되는 용강에 일정한 강도의 로렌츠 힘을 지속적으로 가할 수 있고, 용강(M)의 유속 및 유동강도를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본체(100)는 용강(M)을 수강 가능한 내부공간이 마련되는 용기의 형상으로 제작되고, 내측면에는 내화물이 구축되어 용강 공급 경로를 따라 공급되는 용강(M)을 임시 저장할 수 있다. 본체(100)는 본체(100)의 길이방향의 중심위치를 기준으로 대칭하는 형상을 가질 수 있고, 본체(100)의 길이방향의 너비가 폭방향의 너비보다 넓을 수 있다. 본체(100) 내에 형성되는 용강 공급 경로의 형성위치는 본체(100)의 길이방향 및 폭방향의 중심위치일 수 있다(도2 및 도3 참조). 본체(100)는 후술하는 자기장 생성기(400)의 설치위치에 대응하여 그 형상이 형성되며, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)과 그 외 영역(110)으로 구분될 수 있다. 이는 하기에서 자기장 생성기(400)를 설명하며 함께 설명하기로 한다.

본체(100) 내에는 공급되는 용강(M)의 유동을 제어하도록 플레이트(130)가 마련될 수 있다. 플레이트(130)는 본체(100)의 폭방향으로 연장 형성되고, 본체(100)의 길이방향으로 상호 이격되어 본체(100) 내에 설치될 수 있다. 플레이트(130)는 상부플레이트(131) 예컨대 위어(weir)와 하부플레이트(132) 예컨대 댐(dam)를 포함한다.

상부플레이트(131)는 본체(100)의 바닥면으로부터 소정높이 만큼 이격되고, 본체(100)의 길이방향으로 상호 이격된 위치에 각각 설치된다. 상부플레이트(131)는 본체(100) 내에서 용강 공급 경로를 따라 공급되는 용강(M)의 유동을 본체(110) 내부의 하측으로 유도한다. 하부플레이트(132)는 상부플레이트(131)로부터 본체(100)의 길이방향의 가장자리를 향하여 소정 간격 이격된 위치의 본체(100) 바닥면으로부터 소정높이만큼 이격되고, 본체(100)의 길이방향으로 상호 이격된 위치에 각각 설치된다. 하부플레이트(132)는 상부플레이트(131)에 의해 본체(100) 내부의 하측으로 유도된 용강(M)의 상승 유동을 유도한다. 상부플레이트(131)와 하부플레이트(132)는 본체(100) 내에 수강되는 용강(M)이 본체(100)의 내부에서 용강(M)내의 개재물을 부상 분리시킬 수 있는 소정 체류시간 동안 유동하도록 각각 설치 위치 및 높이가 형성된다. 플레이트(130)에 의해 본체(100) 내의 용강(M)은 본체(100) 내부를 유동하며 소정 시간동안 체류되고, 이에 용강(M)내에 혼입된 개재물은 부상 분리될 수 있다.

출강구(140)는 본체(100) 내에 수강되는 용강(M)을 출강하도록 본체(100)의 바닥면을 상하방향으로 관통하여 형성된다. 출강구(140)는 본체(100)의 용강 공급 경로를 중심으로 상호 대칭하도록 서로 이격되어 형성되며, 하부플레이트(132)으로부터 본체(100)의 길이방향의 가장자리를 향하여 소정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다. 출강구(140)에는 게이트(200)가 장착되며, 본체(100) 내에 수강된 용강(M)은 출강구(140)를 통과하여 노즐(300)로 유입될 수 있다.

게이트(200)는 출강구(140)를 개폐시키도록 본체(100)의 외측에서 본체(100)의 바닥면에 장착되며, 용강(M)을 출강하는 동안 출강구(140)의 개도를 조절하여 용강(M)의 출강량을 조절한다. 예컨대, 게이트(200)는 연속주조 설비의 턴디시에 마련되는 슬라이딩 게이트(sliding gate)일 수 있다.

노즐(300)은 출강구(140)와 연통하도록 본체(100)의 외측에서 본체(100)의 바닥면에 장착될 수 있다. 노즐(300)은 길이방향으로 연장 형성되는 중공의 관 형상으로 제작될 수 있고, 상하부가 개방되어 용강(M)이 통과될 수 있다. 본체(100)에 수강되는 용강(M)은 출강구(140)와 게이트(200)를 거쳐 노즐(300) 내로 유입되고, 노즐(300)의 하측에 마련되는 주형(미도시) 내로 공급된다. 예컨대, 노즐(300)은 연속주조 설비의 턴디시에 마련되는 침지노즐(submerged entry nozzle)일 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리 장치의 자기장 생성기(400)를 자세하게 설명한다. 자기장 생성기(400)는 상술한 바와 같이 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하는 역할을 한다. 이를 위해, 자기장 생성기(400)는 정지한 자석을 구비하거나, 정상전류(Direct Current)가 인가되는 회로를 구비할 수 있고, 이를 이용하여 목적하는 강도의 정자기장을 생성할 수 있다. 본 실시 예에서는 정상전류(Direct Current)가 인가되는 회로를 구비하여 정자기장을 생성하는 자기장 생성기(400)를 예시한다. 자기장 생성기(400)는 목적하는 강도(자속밀도의 크기)의 정자기장을 생성 가능한 소정의 이격 거리를 갖도록 용강 공급 경로의 근방에서 본체(100)의 폭방향으로 상호 이격되어 설치된다. 자기장 생성기(400)는 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하고, 정자기장이 생성되는 영역 내에서 유동하는 용강(M)에는 유동방향의 반대방향으로 로렌츠 힘이 작용한다. 이에, 용강 공급 경로를 따라 본체(100) 내로 낙하 공급되는 용강(M)은 로렌츠 힘에 의해 유속 및 유동강도가 감소될 수 있다.

상술한 로렌츠 힘은 정자기장의 강도와 비례하고, 정자기장의 강도는 자기장 생성기(400)와 가까울수록 커지고, 멀어질수록 작아진다. 보다 상세하게는, 정자기장의 강도는 자기장 생성기(400)의 상호 이격 거리의 제곱에 반비례한다. 이에, 본 실시 예에 따른 자기장 생성기(400)는 목적하는 강도(예컨대 0.05T 이상의 강도)의 정자기장을 생성하도록 이격 거리의 상한이 설정될 수 있다. 즉, 용강 공급 경로를 따라 유동하는 용강(M)에 소정 크기의 로렌츠 힘을 가하여 용강(M)의 유속을 목적하는 만큼 감속시킬수 있도록 이격 거리의 상한이 설정된다. 본 실시 예에서는 이격 거리의 상한으로 600mm를 예시한다. 또한, 자기장 생성기(400)는 용강 공급 경로와 상호 간섭되지 않도록 이격 거리의 하한이 설정된다. 즉, 본체(100) 내에서 용강(M)이 원활하게 공급 및 유동 가능하도록 이격 거리의 하한이 설정된다. 본 실시 예에서는 용강 공급 경로의 폭방향(X축 방향) 너비 중 상부영역의 너비는 200mm 일 수 있고, 하부영역의 너비는 500mm일 수 있다. 여기서, 용강 공급 경로의 상부영역의 너비는 공급노즐(10)의 직경을 의미하고, 용강 공급 경로의 하부영역의 너비는 공급노즐(10)의 하측에 형성되는 용강(M)의 낙하영역의 크기를 의미한다. 본 실시 예에서는 이격 거리의 하한으로 300mm를 예시한다. 따라서, 자기장 생성기(400)의 이격 거리는 300mm 내지 600mm일 수 있다. 물론, 자기장 생성기(400)의 이격 거리는 본 실시 예에 따른 용강 처리 장치가 적용되는 조업의 조업 환경에 대응하여 다양한 값으로 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이 이격 거리가 설정되는 자기장 생성기(400)는 용강 유동 경로의 근방에 설치되도록, 본체(100)의 폭방향으로 상호 이격되어 본체(100)의 측벽에 인접하여 설치될 수 있다. 이에 대응하여, 본체(100)는 자기장 생성기(400)가 상술한 이격 거리 만큼 이격되어 설치되도록, 본체(100)의 벽체 중 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체 벽체가 본체(100)의 내측을 향하여 돌출 형성될 수 있다. 즉, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체 벽체는 자기장 생성기(400)의 설치가 용이하도록 자기장 생성기(400)의 형상에 대응하는 형상으로 제작되고, 그외 영역(110)의 본체 벽체로부터 본체(100) 내측을 향하여 돌출 형성될 수 있다. 이에, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 폭방향 너비(W1)는 그 외 영역(110)의 너비(W2)보다 좁을 수 있다. 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 폭방향 너비(W1)는 상술한 자기장 생성기(400)의 이격 거리에 대응하여 300mm 내지 600mm 일 수 있다. 예컨대, 본 실시 예에서는 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 폭방향 너비(W1)는 500mm 일 수 있다. 그 외 영역(110)의 너비(W2)는 본체(100) 내에 목적하는 용강의 용적을 확보하도록 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역의 본체(100)의 폭방향 너비(W1) 보다 크게 형성될 수 있다. 예컨대, 본 실시 예에서는 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 폭방향 너비(W1)에 대응하여 목적하는 용적을 본체(100) 내에 확보하도록, 그외 영역(110)의 본체(100)의 폭방향의 너비(W2)는 1000mm 내지 1500mm 일 수 있다. 하지만, 본체(100)의 형상 및 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 폭방향 너비(W1)와 그 외 영역(110)의 너비(W2)는 목적하는 정자기장 강도 및 목적하는 본체(100)의 용적에 대응하여 변경 가능하다.

자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100) 벽체는 본체(100)의 폭방향으로 상호 이격되어 설치되는 자기장 생성기(400)의 외면을 감싸도록 형성된다. 보다 상세하게는, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100) 벽체는 자기장 생성기(400)의 외면 중 본체(100)를 향하는 외면을 감싸 형성될 수 있고, 이때, 자기장 생성기(400)의 외면에 접촉 또는 이격되도록 자기장 생성기(400)의 외면을 감싸 형성될 수 있다. 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100) 벽체는 자기장 생성기(400)로부터 생성되는 자기력선이 용강 공급 경로를 향하는 방향으로 밀집되도록, 자기장 생성기(400)로부터 생성되는 자기력선의 통로 즉, 코어(core) 역할을 한다. 이를 위해, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100) 벽체의 재질은 그외 영역(110)의 본체(100) 벽체의 재질보다 비투자율이 높은 재질로 제작될 수 있다. 여기서, 비투자율은 물질의 투자율과 진공의 투자율의 비를 의미한다. 본체(100)의 측벽 중 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 측벽은 비투자율이 1000 이상의 범위를 가지는 재질을 포함할 수 있고, 그 외 영역(110)의 나머지 측벽은 비투자율이 100 이하의 범위를 가지는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본체(100)의 측벽 중 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 측벽은 규소강 및 저탄소강 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 그 외 영역(110)의 나머지 측벽은 스테인리스 강 300 계열을 포함할 수 있다. 이로 인해, 자기장 생성기(400)로부터 생성되는 정자기장의 자기력선이 본체(100)의 전체 영역에 생성되는 것을 억제 혹은 방지하고, 목적하는 영역인 용강 공급 경로에 효과적으로 밀집될 수 있다. 따라서, 용강 처리 장치 전체가 자화되는 것이 억제 혹은 방지될 수 있다. 따라서, 본체(100)와 벽체(120)의 각각의 재질의 비투자율에 차이에 의해 자기장 생성기(400)는 목적하는 위치 즉, 용강 유동 경로 부근에 정자기장을 집중하여 생성할 수 있다.

본체(100)의 벽체는 조업 도중 그 온도가 상승되어 100도 내지 200도의 온도를 가질 수 있고, 온도상승에 의하여 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 벽체는 비투자율이 감소될 수 있다. 이에 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 벽체를 통과하는 자기력선은 손실될 수 있다. 이를 억제 혹은 방지하기 위해, 자기장 생성기(400)가 설치되는 영역(120)의 본체(100)의 벽체에는 냉각부(150)가 구비될 수 있다. 냉각부(150)는 예컨대 벽체내에 형성되어 냉매가 통과되는 냉각파이프일 수 있다. 본 실시 예에 따른 냉각부(150)는 벽체의 온도상승을 억제하는 것에 만족하며, 이를 특별히 한정하지 않는다.

상술한 바와 같이 형성되는 용강 처리 장치는 자기장 생성기(400)를 이용하여 용강 공급 경로를 따라 본체(100) 내로 낙하 공급되는 용강(M)을 감속시켜 용강(M)의 유동 강도 및 유속을 종래보다 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 본체(100) 내에 낙하 공급되는 용강(M)은 종래에 비하여 개재물의 부상 분리가 용이하도록 그 유동이 개선될 수 있다. 상세하게는, 종래에 용강 공급 경로를 따라 본체(100) 내로 공급되는 용강(M)이 강한 하향류에 의해 본체(100)의 바닥면에 부딪힌 후, 본체(100) 내에 수강된 용강(M)의 탕면부로 강한 상승류를 형성하여 슬래그층을 밀어내는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 용강(M)이 강한 하향류에 의해 본체(100) 바닥면을 따라 유동하여 하부플레이트(132)과 본체(100) 바닥면 사이의 이격공간 즉, 잔탕 배출공간을 거쳐 출강구(140)로 바로 유입되는 현상 즉, 용강(M)의 바이패스 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 용강(M)의 바이패스 현상을 억제 혹은 방지하여, 용강(M)에 혼입된 개재물 예컨대 50 마이크로미터 이상의 크기를 가지는 개재물이 종래보다 효과적으로 부상 분리될 수 있다. 이에, 용강 처리 장치를 이용하여 제조되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 연속주조 설비의 경우가 예시되었으나, 이외의 다양한 피처리물 처리 설비에 적용될 수 있다. 한편 본 발명이 해당하는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 본체 400: 자기장 생성기

Claims

공급되는 용강을 수강하는 내부공간을 가지고, 상기 용강을 출강하도록 바닥면에 출강구가 형성된 본체;
상기 본체 내에 형성되는 용강 공급 경로의 근방에서 상기 본체의 폭방향으로 이격 설치되어 상기 용강 공급 경로에 정자기장을 생성하는 자기장 생성기;를 포함하고,
상기 자기장 생성기는 상기 본체의 측벽에 인접하여 설치되며, 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체의 폭방향 너비는 그 외 영역의 너비보다 좁은 용강 처리 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 자기장 생성기의 이격 거리는 300mm 내지 600mm인 용강 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체 벽체의 재질은 그외 영역의 재질보다 비투자율이 높은 용강 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 본체 벽체에는 냉각부가 구비되는 용강 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체의 측벽 중 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 측벽은 비투자율이 1000 이상의 범위를 가지는 재질을 포함하고, 나머지 측벽은 비투자율이 100 이하의 범위를 가지는 재질을 포함하는 용강 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체의 측벽 중 상기 자기장 생성기가 설치되는 영역의 측벽은 규소강 및 저탄소강 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 나머지 측벽은 스테인리스 강 300 계열을 포함하는 용강 처리 장치.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체는 연속주조 설비의 턴디시를 포함하는 용강 처리 장치.