KR101526444B1 - 용탕 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체와 배출부재와 차단부재를 포함하고, 상기 본체는 용탕을 수강하는 공간을 가지고, 상기 본체의 바닥면에는 출강구가 형성되고, 상기 출강구에는 상기 배출부재가 장착되며, 상기 차단부재는 상기 배출부재의 상측에서 상기 출강구에 삽입 장착되는 용탕 처리 장치로서, 상기 차단부재에는 부력판이 마련되어 상기 본체 내에 수강되는 상기 용탕의 부력에 의해 부상 가능하고, 상기 차단부재가 부상되어 상기 출강구를 개방하여 용탕을 안정적으로 출강할 수 있는 용탕 처리 장치가 제시된다.

Description

용탕 처리 장치{Apparatus for treating of melting}

본 발명은 용탕 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급되는 용탕을 안정적으로 출강할 수 있는 용탕 처리 장치에 관한 것이다.

연속주조 공정(continuous casting process)에 사용되는 턴디시(tundish)는 래들(ladle)의 용강을 받아서, 몰드(mold)로 공급하는 설비이다. 턴디시는 개재물의 부상 분리와 슬래그 안정화 및 용강의 재산화 방지, 그리고 스트랜드(strand)로 용강을 분배하는 역할을 한다.

일반적으로, 턴디시는 중공의 용기 형상으로 제작되어 내부에 용강이 수강되는 공간이 마련된다. 턴디시의 바닥면 양측에는 출강구가 형성되고, 출강구에는 상부노즐(upper nozzle)이 삽입 장착되며, 상부노즐은 턴디시의 하측에 마련된 침지노즐과 연결된다. 턴디시에는 소정량(약 10ton)의 용강이 수강되고, 용강은 출강구 및 이에 연결된 상부노즐을 통하여 침지노즐 내로 유입된다.

한편, 조업 초기에 턴디시 내로 공급되는 용강 중 일부는 용강 온도(약 1500℃)에 비하여 상대적으로 낮은 턴디시 내부온도(약 1250℃)에 의해 온도가 소정시간 동안 목적하는 온도 이하로 저하된다. 또한, 조업 초기에 턴디시 내로 공급되는 용강 중 일부는 외기에 노출되어 재산화될 수 있고, 턴디시 내로 공급되는 과정에서 용강에는 개재물이 혼입될 수 있다.

따라서, 조업 초기 턴디시 내부의 용강이 침지노즐로 유입되는 것을 소정시간 동안 지연시키고, 턴디시 내부에 소정량의 용강을 수강하여, 턴디시 내부의 용강의 품질을 확보하기 위해, 조업 초기 턴디시의 출강구는 소정시간 동안 폐쇄된다.

이를 위해, 종래에는 턴디시의 출강구에 강(steel) 재질의 스타트 튜브(start tube)를 장착하는 방법을 사용하였다. 스타트 튜브는 소정 두께를 가지는 마개 형상으로 제작되고, 출강구의 개방된 상부에 장착되어 조업 초기에 용강이 출강구를 통해 침지노즐로 유입되는 것을 소정시간 동안 방지한다. 이에, 턴디시 내에는 소정시간 동안 소정량의 용강이 공급되며, 용강에 함유된 산화물 및 개재물은 탕면으로 부상분리되고, 탕면의 하부에는 목적하는 품질을 가지는 용강이 위치하게 된다. 이후, 스타트 튜브는 용강에 의해 용융되어 제거되고, 출강구가 개방되어, 탕면 하부의 용강이 침지노즐로 유입된다.

하지만, 상술한 방법은 출강구의 개방시점이 스타트 튜브의 용융에 의해 제어되기 때문에 다음과 같은 문제점이 있다. 턴디시의 예열 과정에서 스타트 튜브가 예열 화염에 의해 일부 용융될 수 있고, 이에 스타트 튜브는 목적하는 용강의 출강 시기 이전에 용융되어 출강구가 조기에 개방될 수 있다. 이에 조업 초기에 소량의 용강이 침지노즐로 유입되며, 이는 침지노즐의 노즐막힘 현상의 원인이 된다. 또한, 조업 초기 침지노즐로 유입되는 소량의 용강에는 산화물 또는 개재물이 혼입되고, 이에 조업 초기 생산되는 초주편의 품질 저하를 유발한다. 또한, 조업 도중 용강의 유동에 편차가 발생하는 경우, 턴디시 출강구에 장착된 스타트 튜브의 용융시간에 편차가 발생하여 출강구의 개방시점에 편차가 발생할 수 있다. 이는 스트랜드 간의 개공 편차 발생의 원인이 된다. 또한, 스타트 튜브가 목적하는 시간내에 용융 제거되지 않는 경우, 작업자가 턴디시 상측에서 파이프를 이용하여 스타트 튜브를 타격 개공시키는 추가적인 작업이 요구된다. 이는 턴디시 내부에서 외부로 배출될 수 있는 화염 및 고열에 의한 작업자의 조업사고를 유발할 수 있다.

본 발명은 용탕을 안정적으로 출강할 수 있는 용탕 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 출강구의 개방 시기를 효과적으로 제어할 수 있는 용탕 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 노즐막힘 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 용탕 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 용탕 처리 장치는 용탕을 처리하는 장치로서, 공급되는 용탕을 수강하는 공간을 가지고, 상기 용탕을 출강하도록 바닥면에 출강구가 형성된 본체; 상하방향으로 개방된 경로를 가지고, 상기 출강구에 장착되는 배출부재; 및 상기 배출부재의 상측에서 상기 경로를 개폐하도록 상기 출강구에 삽입 장착되고, 상측으로 개방된 내부공간이 마련되며, 상기 본체에 수강되는 용탕의 부력에 의해 부상 가능한 차단부재; 를 포함할 수 있다.

상기 차단부재의 외측면의 하부역역은 상기 출강구의 내측면과 밀착되고, 상기 차단부재의 하단은 상기 배출부재의 상부면과 밀착되고, 상기 차단부재의 상단은 상기 본체 바닥면보다 높게 위치할 수 있다.

상기 차단부재의 상기 내부공간에는 첨가제가 마련될 수 있다.

상기 첨가제는 칼슘(Ca)을 포함하고, 상기 첨가제는 와이어(wire) 및 럼프(lump) 중 적어도 어느 하나의 형태를 포함할 수 있다.

상기 차단부재는 상기 용탕에 접촉하여 용융 가능한 재질로 형성되고, 상기 재질은 강(steel)을 포함할 수 있다.

상기 차단부재는, 상하방향으로 연장 형성되고, 상기 내부공간이 마련된 통체; 상기 내부공간을 상측으로 개방시키도록 상기 통체의 상단에 형성되는 주입구; 및 상기 용탕의 부력을 증가시키도록 상기 통체에 교차하는 방향으로 상기 통체의 외주면에 마련되는 부력판; 을 포함할 수 있다.

상기 통체에는 상기 통체의 외주면에서 상기 내부공간을 향하여 관통 형성되는 개구가 마련되고, 상기 개구는 상기 부력판의 하측에 마련될 수 있다.

상기 통체의 상단은 일 방향으로 하향 경사진 형상이고, 상기 통체의 하단은 하측을 향하도록 만곡한 형상이며, 상기 부력판은 상기 통체의 상단의 경사진 방향과 반대 방향으로 경사진 형상일 수 있다.

목적하는 출강구 개방 시기의 용탕면의 높이를 기준높이라 할 때, 상기 부력판은 상기 본체 바닥면으로부터 상기 기준높이만큼 이격되고, 상기 통체 외주면의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다.

상기 통체는 측면의 두께가 하단의 두께보다 두껍게 형성되고, 상기 통체 하단의 두께는 상기 내부공간에 유입되는 용탕과의 접촉에 의해 용융되어 제거될 수 있는 두께로 제어될 수 있다.

상기 본체는 연속주조 설비에서 사용되는 턴디시를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 출강구에 장착되어 출강구를 폐쇄하고, 용탕의 부력에 의해 출강구로부터 부상 제거되어 출강구를 개방시킬 수 있는 차단부재를 구비하는 용탕 처리 장치를 형성하고, 이를 이용하여 출강구의 개방 시기를 효과적으로 제어할 수 있다.

이로부터, 출강구의 조기 개방에 의한 노즐막힘 형상을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 용탕을 안정적으로 출강하여 조업의 안정성을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 연속주조 설비의 턴디시에 적용되는 경우, 차단부재는 턴디시의 출강구에 장착되고, 조업 초기에 출강구를 폐쇄하여 용강이 출강구로 출강되는 것을 지연시킬 수 있다. 이후, 목적하는 출강구 개방 시기에 차단부재는 용강의 부력에 의해 상측으로 부상되어 출강구를 개방시키고, 이에 용강이 출강구로 출강되어 출강구에 연결된 침지노즐로 유입될 수 있다. 이때, 차단부재가 부상되지 않더라도, 차단부재에 구비된 주입구를 통하여 용강이 유입되고, 차단부재의 하단을 용융시켜 출강구를 개방시킬 수 있다. 이후, 턴디시의 조업이 지속될 수 있다.

이로부터, 출강구의 조기 개방에 의한 침지노즐의 노즐막힘 현상을 효과적으로 방지 할 수 있고, 이에 조업을 안정적으로 실시할 수 있다.

또한, 조업 초기에 용강의 출강을 지연시켜 턴디시내에서 용강에 혼입된 개재물 또는 산화물을 용강으로부터 부상분리시키는 용강의 유동이 형성될 수 있는 용강량을 턴디시 내에 확보할 수 있고, 이후, 용강을 출강하여 조업 초기에 생산되는 초주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차단부재의 개략도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 저리 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.

용탕 처리 장치는 용탕을 수강하여 내부에 소정 시간 체류시킨 후 이를 후속설비에 공급하는 장치이다. 본 실시 예에 따른 용탕 처리 장치는 연속주조 설비에 적용될 수 있고, 이에 본 실시 예에서는 용탕 처리 장치의 본체로서 연속주조 설비에서 운용되는 턴디시를 예시한다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 용탕 처리 장치는 각종 용융물을 처리하는 처리 설비에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 일측을 도시한 개략도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차단부재를 도시한 개략도 이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 저리 장치의 운용 상태도 이다. 여기서, 도 2(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 차단부재를 도시한 개략도 이고, 도 2(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 차단부재의 측면을 도시한 단면도 이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 제1 상태를 도시한 운용 상태도 이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 제2 상태를 도시한 운용 상태도 이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 제3 상태를 도시한 운용 상태도 이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 제4 상태를 도시한 운용 상태도 이다.

여기서, 도면상에 도시되지 않았지만, 본 실시 예에 따른 본체(100)는 래들(미도시)의 하부에 연결된 쉬라우드 노즐(10)의 길이방향 중심축을 기준으로 그 형상이 좌우 대칭하도록 형성될 수 있다. 하지만, 이하에서는 도면상에 도시된 본체(100)의 일측을 기준으로 본 실시 예에 따른 용탕 처리 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치(1000)는 용탕(M)을 처리하는 장치로서, 공급되는 용탕(M)을 수강하는 공간을 가지고, 용탕(M)을 출강하도록 바닥면에 출강구(120)가 형성된 본체(100), 상하방향으로 개방된 경로를 가지고, 출강구(120)에 장착되는 배출부재(200) 및 배출부재(200)의 상측에서 배출부재(200)의 경로를 개폐하도록 출강구(120)에 삽입 장착되고, 상측으로 개방된 내부공간(350)이 마련되며, 본체(100)에 수강되는 용탕(M)의 부력에 의해 부상 가능한 차단부재(300)을 포함하고, 차단부재(300)의 내부공간(350)에는 첨가제(400)가 마련된다.

본체(100)는 내부에 소정 공간이 마련되는 용기의 형상으로 제작될 수 있다. 이에, 본체(100)는 내부에 래들(미도시)로부터 공급되는 용탕(M) 예컨대 용강을 수강할 수 있다. 본체(100)의 내부에는 본체(100)내에 수강되는 용탕(M)의 유동을 제어하도록 댐(110)이 마련되고, 본체(100)의 하부에는 본체(100)내에 수강되는 용탕(M)을 출강하도록 출강구(120)가 마련된다.

댐(110: 111, 112)은 본체(100)의 내부에서 용탕(M)의 유동방향쪽으로 상호 이격되어 배치되고, 본체(100)내에 수강된 용탕(M)의 유동을 제어하는 역할을 한다. 댐(110)은 상부댐(111)과 하부댐(112)을 포함할 수 있다. 상부댐(111)은 본체(100) 내부에 배치되어 쉬라우드 노즐(10)로부터 배출되는 용탕(M)의 유동을 본체(100) 내부의 하측으로 유도한다. 상부댐(111)은 본체(100)의 바닥면으로부터 소정높이 만큼 이격되어 용탕의 유동방향에 교차하는 방향으로 본체(100)내에 형성된다. 여기서, 용탕의 유동방향은 쉬라우드 노즐(10)로부터 본체(100)내부로 낙하 공급되는 용탕(M)이 출강구(120)를 향하여 유동하는 방향이다. 하부댐(112)은 상부댐(111)에 의해 본체(100) 내부의 하측으로 유도된 용탕(M)의 상승 유동을 유도한다. 하부댐(112)은 상부댐(111)에서 용탕의 유동방향으로 소정간격 이격된 위치의 본체(100) 바닥면에서 상측으로 소정높이 돌출되어 용탕의 유동방향에 교차하는 방향으로 연장 형성된다. 상부댐(111)과 하부댐(112)은 본체(100)내에 수강되는 용탕(M)이 목적하는 유동방향 및 유동속도를 갖도록 각각 높이가 형성된다. 이에 본체(100)는 용탕을 본체(100)내에서 목적하는 시간동안 체류시키며, 용탕이 유동하는 동안 용탕 내의 개재물은 용탕면으로 부상분리될 수 있다.

출강구(120)는 본체(100)의 내외부를 상하방향으로 관통하여 형성된다. 상세하게는, 출강구(120)는 하부댐(112)으로부터 용탕의 유동방향쪽으로 이격된 위치에서 본체(100)의 바닥면을 상하방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 출강구(120)에는 후술하는 배출부재(200) 예컨대 상부노즐(upper nozzle)이 삽입 장착된다.

배출부재(200)는 상하방향으로 연장 형성되는 중공형의 노즐의 형상으로 제작될 수 있다. 배출부재(200)는 배출부재(200)의 상부면의 높이가 본체(100)의 바닥면보다 낮도록 본체(100)의 바닥면에 형성된 출강구(120)의 내측 하부에 삽입 장착된다. 이때, 배출부재(130)의 적어도 일부는 출강구(120)의 하측으로 소정길이 돌출된다. 배출부재(130)내에는 상하방향으로 개방된 경로가 형성되고, 형성된 경로는 출강구(110)에 연통한다. 출강구(110) 및 이에 연통하는 배출부재(200)의 경로를 통하여 본체(100)내의 용탕(M)이 본체(100)의 하측으로 배출될 수 있다. 배출부재(200)의 형상 및 크기는 배출부재(200)가 장착되는 출강구(120)의 형상 및 크기에 대응하여 형성될 수 있고, 배출부재(200)의 내경은 본체(100)의 용적 및 출강구(120)를 통하여 배출되는 용탕(M)의 배출량에 대응하여 형성될 수 있다.

전술한 배출부재(200)는 본체(100)의 하측에 마련되는 침지노즐(미도시)과 서로 연통하도록 연결된다. 본체(100)는 내부에 소정량(약 10ton)의 용탕(M)을 수강하고, 이를 출강구(110) 및 이에 연결된 배출부재(200)를 통하여 침지노즐(미도시)내로 유입시킨다.

한편, 조업 스케줄에 따라 본체(100) 내로 용탕(M)이 수강되기 시작하는 조업 초기에는 본체(100) 내로 공급되는 용탕(M) 중 일부가 본체(100) 내부에서 온도가 목적하는 온도 이하로 저하되거나 또는 재산화 될 수 있다. 또한, 용탕(M)이 본체(100)로 공급되는 과정에서 용탕(M)에는 개재물이 혼입될 수 있다. 이처럼, 조업 초기에는 본체(100)내의 용탕(M) 품질이 목적하는 용탕(M)의 품질보다 낮을 수 있다. 이에, 조업 초기에 용탕(M)이 배출부재(200) 및 배출부재(200)와 연결된 침지노즐(미도시)내로 소정량 유입되는 경우, 배출부재(200) 또는 침지노즐(미도시) 내에서 용탕(M)이 융착되어 노즐 막힘 현상이 발생될 수 있다. 또한, 노즐 막힘 현상이 발생되지 않더라도, 조업 초기 생산되는 제품 예컨대 초주편의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.

이를 방지하고자, 본체(100)의 출강구(120)에는 차단부재(300)가 삽입 장착될 수 있다. 이에, 본 실시 예에 따른 용탕 처리 장치(1000)는 조업 초기에 용탕이 출강구(120)를 통하여 배출부재(200) 및 이에 연결된 침지노즐(미도시)로 유입되는 것을 목적하는 시간 동안 지연시킬 수 있다. 또한, 용탕(M)의 유입을 소정시간 지연시켜, 조업 스케줄 상의 목적하는 출강구 개방시기에 본체(100)내에 목적하는 용탕량을 확보할 수 있다. 여기서, 목적하는 용탕량은 본체(100)내에서 용탕(100)에 혼입된 개재물 또는 산화물을 용탕(100)으로부터 부상분리시킬 수 있는 용탕(100)의 유동이 형성되는 조업 스케줄 상의 일 시기의 본체(100) 내의 용탕(100)의 양을 의미한다. 또한, 상술한 조업 스케줄 상의 일 시기에 출강구(120)를 개방시켜 본체(100) 하부의 용탕(M)을 배출부재(200)내로 유입시킬 수 있고, 이러한 조업 스케줄 상의 일 시기를 목적하는 출강구 개방 시기라고 한다.

이하, 본 실시 예에 따른 차단부재(300)를 설명한다.

차단부재(300)는 상하방향으로 연장 형성되고, 내부공간(350)이 마련된 통체(310), 통체(310)에 마련된 내부공간(350)을 상측으로 개방시키도록 통체(310)의 상단에 형성되는 주입구(320) 및 용탕(M)의 부력을 증가시키도록 통체(310)에 교차하는 방향으로 통체(310)의 외주면에 마련되는 부력판(340)을 포함할 수 있다. 이때, 통체(310)에는 통체(310)의 외주면에서 내부공간(350)을 향하여 관통 형성되는 개구(330)가 마련되고, 개구(330)는 부력판(340)의 하측에서 부력판(340)에 근접하도록 마련될 수 있다.

차단부재(300)는 출강구(120)의 내측면과 배출부재(200)의 상부면에 밀착하도록 배출부재(200)의 상측에서 출강구(120)의 내측 상부에 삽입 장착되고, 본체(100)의 바닥면보다 높은 높이를 가질 수 있다. 상세하게는, 차단부재(300)는 출강구(120)에 장착되어 차단부재(300)의 외주면의 하부영역은 출강구(120)의 내측면과 밀착되고, 차단부재(300)의 하단은 배출부재(200)의 상부면과 밀착되고, 차단부재(300)의 상단은 본체(100) 바닥면보다 높게 위치할 수 있다. 차단부재(300)는 본체(100)에 용탕(M)이 수강되기 시작하는 조업 초기에는 소정시간 동안 출강구(120)를 폐쇄하고, 목적하는 출강구 개방 시기에 용탕(M)의 부력에 의해 부상하거나 혹은 용탕(M)에 용융되어 출강구(120)를 개방시키는 역할을 한다.

이때, 상술한 차단부재(300)는 용탕(M)에 접촉하여 용융 가능한 재질로 형성될 수 있고, 차단부재(300)의 재질은 강(steel)을 포함할 수 있다. 이에, 조업 도중 차단부재(300)가 용탕(M)에 용융되어도 용탕(M)의 품질을 목적하는 품질로 유지시킬 수 있다.

통체(310)는 상하방향으로 연장 형성되고, 상부면이 상측으로 개방되어 내부에 공간(350)이 마련되는 용기의 형상으로 제작될 수 있다. 통체(310)는 차단부재(300)의 몸체로서, 출강구(120)에 삽입되어 차단부재(300)를 출강구(120)에 고정시키는 역할을 한다. 본 실시 예에서는 통체(310)로서, 원판형상으로 제작되는 하단과 하단의 가장자리 영역이 상측으로 연장되어 형성되는 원통형상의 측면으로 둘러싸이고, 상단이 상측으로 개방되어 주입구(320)가 형성되는 통체(310)를 예시한다, 이때, 주입구(320)는 내부공간(350)에 연통되고, 이에 내부공간(350)은 상측으로 개방될 수 있다. 통체(310)는 출강구(120)에 장착되어 통체(310)의 상단이 본체(100)의 바닥면보다 높은 높이를 가지도록, 그 길이가 형성될 수 있다. 통체(310)의 외경은 출강구(120)에 삽입되어 서로 밀착 가능하도록, 출강구(120)의 내경의 길이에 대응하여 형성될 수 있다. 또한 통체(310) 내에 마련되는 내부공간(350)의 직경은 통체(310)가 출강구(120)에 장착되어 통체(310)의 내측면이 배출부재(200)의 내측면에 나란하도록, 배출부재(200)의 내경에 대응하여 형성될 수 있다.

여기서, 통체(310)의 상단은 일 방향 예컨대 용탕 유동방향으로 하향 경사진 형상이다. 상세하게는 통체(310)의 상부는 용탕의 유동방향에 가까운 상부의 일측으로부터 유동방향에 먼 상부의 타측을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이에, 통체(310) 주입구(320)로 용탕(M)이 주입되는 경우, 용탕(M)은 통체(310)의 상부면 중 용탕의 유동방향에 먼 타측에서 주입구(320)를 통하여 통체(310)의 내부공간(350)에 유입될 수 있다. 이는, 본체(100)내에서 용탕(M)이 체류되는 시간을 소정시간 증가시키는 역할을 한다. 통체(310)의 하단은 하측을 향하도록 만곡한 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 통체(310)의 하단이 내부공간(350)에 유입된 용탕(M)에 의해 용융되어 제거되었을 경우, 하부의 만곡한 형상에 의해 하단의 중심위치가 하단의 나머지 영역에 비하여 먼저 용융되어 제거될 수 있다. 이후, 용탕(M)이 통체(310)를 통하여 배출부재(200)로 유입될 때, 용탕(M)은 통체(310) 하단의 중심위치를 통하여 배출부재(200)로 낙하 유입되어 배출부재(200) 및 이에 연결된 침지노즐(미도시) 내에는 편류가 발생되지 않는다. 이에, 조업 도중 배출부재(200) 및 침지노즐(미도시)내의 용탕(M)의 편류에 의해 발생되는 노즐막힘 문제가 억제 또는 방지될 수 있다. 또한, 통체(310)는 측면의 두께가 하단의 두께보다 두껍게 형성되고, 통체(310) 하단의 두께는 주입구(320) 또는 개구(330)를 통하여 내부공간(350)에 유입되는 용탕(M)과의 접촉에 의해 용융되어 제거될 수 있는 두께로 제어될 수 있다. 이에, 조업 도중 통체(310)의 하단이 측면에 비하여 빠르게 용융되어 제거될 수 있고, 이로 인해, 내부공간(350)에 마련되는 첨가제(400)가 용탕(M)에 혼입되며 배출부재(200)의 내측으로 용이하게 유입될 수 있다.

주입구(320)는 통체(310)의 상단에 형성된다. 주입구(320)는 차단부재(300)가 목적하는 출강구 개방 시기에 용탕면으로 부상하지 않는 경우 용탕(M)을 통체(310)내로 유입시키는 역할을 한다. 이에, 통체(310)의 측면에 비하여 얇은 두께로 형성되는 하단이 용융 제거되고, 내부공간(350)이 하측으로 개방된다. 이후, 용탕(M)은 통체(310)의 개방된 하단를 통하여 배출부재(200)내로 유입될 수 있고, 이에, 차단부재(300)가 출강구(120)에서 부상 제거되지 않더라도, 본체(100)로부터 용탕(M)을 배출하는 조업은 목적하는 출강구 개방 시기에 개시될 수 있다. 이후, 차단부재(300)는 용탕(M)내에서 용융되어 출강구(120)에서 제거되거나, 용탕면으로 부상하여 출강구(120)에서 제거된다. 이처럼, 주입구(320)는 차단부재(300)가 용탕(M)에 의해 부상되지 않는 경우, 용탕(M)을 배출부재(200) 및 이에 연결된 침지노즐(미도시)로 직접 유입시키는 역할을 한다. 이에, 본 실시 예에 따른 용탕 처리 장치(1000)는 종래에 비하여 안정적으로 조업을 실시할 수 있다. 예컨대, 종래의 턴디시에서 출강구가 목적하는 시간내에 개방되지 않아 발생하는 추가적인 작업 예컨대 작업자에 의한 출강구 직접 개공 작업 및 작업 과정에서 발생할 수 있는 조업사고를 효과적으로 방지하여 종래보다 안정적으로 조업을 실시할 수 있다.

개구(330)는 통체(310)의 내외부를 관통하도록 통체(310)의 측면에 형성되고, 내부공간(350)에 연통하여 내부공간(350)을 통체(310) 측면의 외측으로 노출시킨다. 형성되는 개구(330)를 통하여 내부공간(350)으로 용탕(M)이 유입될 수 있고, 이에 내부공간(350)에 마련된 첨가제(400)가 용탕(M)에 혼입될 수 있다. 또한, 개구(330)를 통하여 내부공간(350)으로 유입된 용탕(M)은 통체(310)의 하부면을 용융 제거시킬 수 있다. 이에, 전술한 주입구(320) 또는 개구(330)를 통하여 유입되는 용탕(M)이 배출부재(200)내로 직접 유입될 수 있고, 유입 과정에서 용탕(M)에 혼입된 첨가제(400)를 용이하게 배출부재(200)내로 유도할 수 있다.

부력판(340)은 통체(310)에 교차하는 방향으로 통체(310)의 외주면에 마련되어 용탕(M)의 부력을 증가시키고, 이를 통체(310)에 전달하여 차단부재(300)를 부상시키는 역할을 한다. 상세하게는, 목적하는 출강구 개방 시기의 용탕면의 높이를 기준높이(h)라 할 때, 부력판(340)은 본체(100) 바닥면으로부터 기준높이(h) 만큼 이격되도록 차단부재(300)의 외주면에 마련되고, 통체(310) 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다. 본체(100)내에 수강되는 용탕(M)에 의해 용탕면이 점차 상승하여 기준높이(h)를 넘어서면 부력판(340)은 부력판(340)은 용탕(M)의 부력에 의해 차단부재(300)를 상측으로 부상시킬 수 있다. 이를 위해, 부력판(340)은 용탕면이 상승하여 부력판(340)과 용탕(M)이 접촉하였을 때, 차단부재(300)를 부상시킬 수 있는 부력을 형성하도록 그 면적이 형성될 수 있다.

또한, 부력판(340)은 환형으로 제작될 수 있고, 본 실시 예에서는 장변과 단변을 가지는 타원형상의 판으로 제작되는 부력판(340)을 예시한다. 하지만 이에 한정되지 않고, 부력판(340)은 용탕으로부터 부력을 전달받을 수 있는 각종 형상 예컨대 사각판의 형상으로 제작될 수 있다.

또한, 부력판(340)은 통체(310) 상단의 경사진 방향과 반대 방향으로 경사지도록 형성될 수 있다. 상세하게는, 부력판(340)은 용탕(M)의 유동방향에 가까운 부력판(340)의 일측으로부터 유동방향에 먼 부력판(340)의 타측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다. 부력판(340)의 경사진 형상에 의해 차단부재(300)는 상하방향의 중심축에서 외측으로 소정각도 기울어지며 부상될 수 있다. 상세하게는, 용탕면이 상승하며 유동방향에 가까운 부력판(340)의 일측에 먼저 접촉하게 되고, 유동방향에 먼 부력판(340) 타측으로 점진적으로 접촉면이 확장된다. 이에 부력판(340)에는 부력판(340)의 일측에서 타측을 향하는 방향으로 부력이 점진적으로 작용된다. 이에, 차단부재(300)는 부력에 의해 상하방향 뿐만 아니라 좌우방향으로도 움직일 수 있다. 이에 차단부재(300)는 부상과정에서 출강구(120)내에서 상하 및 좌우방향으로 움직이며 차단부재(300)가 상하 또는 좌우방향 중 한 방향으로 움직이며 부상되는 경우보다 용이하게 출강구(120)로부터 탈착되어 출강구(120)를 개방시킬 수 있다.

내부공간(350)은 통체(310)내에 형성되고, 용탕(M)내로 혼입되는 첨가제(400)가 마련되는 공간의 역할을 한다. 또한, 내부공간(350)은 용탕(M)이 경유하는 통로로서 사용될 수 있다. 상세하게는, 조업 도중 내부공간(350)내에 유입되는 용탕(M)에 의해 통체(310)의 하단이 용융 제거되면, 내부공간(350)은 하측으로 개방되어 통로를 형성하고, 형성되는 통로를 통하여 용탕(M)이 본체(100)내에서 배출부재(200)를 향하여 유입될 수 있다. 이때, 내부공간(350)내에 마련된 첨가제(400)는 용탕(M)에 혼입되어 용탕(M)의 유동을 따라 배출부재(200)내로 유입될 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 원통형의 용기 형상으로 제작되고, 외주면에 부력판(340)이 마련되는 차단부재(300)를 예시하였으나, 차단부재(300)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 차단부재(300)는 상측으로 개방된 내부공간이 마련되고, 적어도 일부가 출강구(120)에 삽입되어 출강구(120)를 밀폐 가능하며, 수강되는 용탕의 부력에 의해 출강구(120)의 상측으로 부상될 수 있는 각종 용기의 형상으로 제작될 수 있다.

첨가제(400)는 차단부재(300)의 내부공간(350)에 마련될 수 있다. 첨가제(400)는 칼슘(Ca)을 포함할 수 있고, 와이어(wire) 및 럼프(lump) 중 적어도 하나의 형태를 가질 수 있다. 첨가제(400)는 용탕(M)에 혼입되어 용탕(M)과 함께 배출부재(200) 및 이에 연결된 침지노즐(미도시)로 유입되고, 용탕(M)이 배출부재(200) 및 침지노즐(미도시)내에서 융착되는 것을 억제 혹은 방지하여 배출부재(200) 및 침지노즐(미도시)의 노즐막힘 현상을 개선시키는 역할을 한다. 상세하게는 첨가제(400) 예컨대 칼슘 럼프는 용탕(M)내에 함유된 Al계 산화성 개재물에 의한 노즐막힘 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치(1000)의 운용 상태를 설명한다.

우선, 용탕 처리 장치(1000)내에 용탕(M)이 공급되며 조업이 시작된다. 공급되는 용탕(M)에 의해 본체(100)내에 형성되는 용탕면은 조업이 진행됨에 따라 점차 상승한다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(100) 출강구(120)에는 차단부재(300)가 장착되고, 이에 출강구(120)는 폐쇄되어 용탕(M)은 본체(100) 내에 체류한다.

조업 초기에는 출강구(120)에 장착된 차단부재(300)에 의해 공급되는 용탕(M)이 본체(100) 내에 체류하게 되고, 용탕면은 조업이 지속됨에 따라 점차 상승한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 용탕면이 점진적으로 상승하여 기준높이(h)를 넘어서면 차단부재(300)의 부력판(340)은 용탕(M)과 접촉하게 되고, 이에 부력판(340)에는 부력이 작용된다. 이때, 차단부재(300)에 구비된 개구(330)를 통하여 차단부재(300)의 내부공간(350)으로 용탕(M)이 유입된다. 이에, 내부공간(350)에 마련된 첨가제(400)가 용탕(M)에 혼입된다. 또한, 차단부재(300)의 통체(310) 하부면은 내부공간(350)에 유입된 용탕(M)에 의해 용융이 시작된다.

조업이 지속되어 용탕면이 점차 상승함에 따라, 부력판(340)에는 용탕(M)의 부력이 지속적으로 작용하여 차단부재(300)를 상측으로 부상시킨다. 이에, 출강구(120)가 개방된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본체(100) 내에 체류하는 용탕(M)이 출강구(120)를 통하여 배출부재(200) 및 이에 연결된 침지노즐(미도시) 내로 유입된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 용탕면이 차단부재(300) 상단을 넘어서 점차 상승함에도 차단부재(300)가 출강구(120)로부터 제거되지 않는 경우, 차단부재(300)의 주입구를 통하여 용탕(M)이 통체(310) 내부로 유입되고, 용탕(M)에 의해 통체(310)의 측면에 비하여 상대적으로 얇은 두께로 형성되는 통체(310) 하단이 용융 제거되어 용탕(M)이 배출부재(200) 내로 유입될 수 있다.

이후, 조업이 지속됨에 따라 차단부재(300)는 용탕(M) 내에서 용융되어 제거될 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 연속주조 설비의 턴디시가 예시되었으나, 이외의 다양한 용탕 처리 용기에 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 200: 배출부재
300: 차단부재 320: 주입구
340: 부력판 350: 내부공간
400: 첨가제

Claims (11)

1. 용탕 처리 장치로서,
   공급되는 용탕을 수강하는 공간을 가지고, 상기 용탕을 출강하도록 바닥면에 출강구가 형성된 본체;
   상하방향으로 개방된 경로를 가지고, 상기 출강구에 장착되는 배출부재; 및
   상기 배출부재의 상측에서 상기 경로를 개폐하도록 상기 출강구에 삽입 장착되고, 상측으로 개방된 내부공간이 마련되며, 상기 본체에 수강되는 용탕의 부력에 의해 부상 가능한 차단부재;를 포함하고,
   상기 차단부재는, 상하방향으로 연장 형성되고, 내부공간이 마련된 통체;
   상기 내부공간을 상측으로 개방시키도록 상기 통체의 상단에 형성되는 주입구; 및
   상기 용탕의 부력을 증가시키도록 상기 통체에 교차하는 방향으로 상기 통체의 외주면에 마련되는 부력판;을 포함하며,
   상기 차단부재는 상기 용탕에 접촉하여 용융 가능한 재질로 형성되되, 상기 통체의 하단이 측면에 비하여 빠르게 용융되어 제거되도록 상기 통체 하단의 두께는 상기 용탕과의 접촉에 의해 용융되어 제거될 수 있는 두께로 제어되고, 상기 통체 측면의 두께는 상기 통체 하단의 두께보다 두껍게 형성되는 용탕 처리 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단부재의 외주면의 하부영역은 상기 출강구의 내측면과 밀착되고,
   상기 차단부재의 하단은 상기 배출부재의 상부면과 밀착되고,
   상기 차단부재의 상단은 상기 본체 바닥면보다 높게 위치하는 용탕 처리 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단부재의 상기 내부공간에는 첨가제가 마련되는 용탕 처리 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 첨가제는 칼슘(Ca)을 포함하고,
   상기 첨가제는 와이어(wire) 및 럼프(lump) 중 적어도 어느 하나의 형태를 포함하는 용탕 처리 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단부재의 재질은 강(steel)을 포함하는 용탕 처리 장치.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 통체에는 상기 통체의 외주면에서 상기 내부공간을 향하여 관통 형성되는 개구가 마련되고, 상기 개구는 상기 부력판의 하측에 마련되는 용탕 처리 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 통체의 상단은 일 방향으로 하향 경사진 형상이고,
   상기 통체의 하단은 하측을 향하도록 만곡한 형상이며,
   상기 부력판은 상기 통체의 상단의 경사진 방향과 반대 방향으로 경사진 형상인 용탕 처리 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   목적하는 출강구 개방 시기의 용탕면의 높이를 기준높이라 할 때, 상기 부력판은 상기 본체 바닥면으로부터 상기 기준높이 만큼 이격되고, 상기 통체 외주면의 적어도 일부를 둘러싸는 용탕 처리 장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 통체 하단의 두께는 상기 내부공간에 유입되는 용탕과의 접촉에 의해 용융되어 제거될 수 있는 두께로 제어되는 용탕 처리 장치.
    
11. 청구항 1 내지 청구항 5 및 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체는 연속주조 설비에서 사용되는 턴디시를 포함하는 용탕 처리 장치.
    

Images