KR101679297B1 - 턴디쉬 커버 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측면철피와 상부철피가 길이방향으로 곡선형태의 크라운 구조를 갖도록 중간 부위가 양측단 부위보다 바닥이 상측으로 향하도록 휘어지도록 형성시켜 열변형을 최소화함으로써, 열변형으로 인한 내화물 탈락 현상을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 턴디쉬 커버 구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체는, 버너 예열구(114) 및 용강 유입홀(112)이 형성되어 있는 상부철피(110)와, 상기 상부철피(110)의 테두리로 결합되는 측면철피(120)와, 상기 상부철피(110)의 상측에 격자 형태로 결합되는 격판(130)과, 상기 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)에 의해 고착되는 부정형 내화물(200)을 구비하되, 상기 상부철피(110)와 측면철피(120)는 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어지게 형성되며, 상기 상부철피(110)는 상기 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이의 수분 제거를 위해 상,하로 외부와 연통되고, 내주면에 부정형 내화물(200)의 탈락을 방지하기 위한 슬리브가 삽입되는 복수의 통기공(111)이 구비되고, 상기 격판(130)에 횡방향으로 연통되도록 형성되는 결합공(135)과, 상기 결합공(135)을 통과하여 복수의 격판(130)을 관통하도록 결합되는 강선부재(310) 및 상기 강선부재(310)의 양단부를 각각 고정시키는 앵커부재(320)가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체는, 버너 예열구(114) 및 용강 유입홀(112)이 형성되어 있는 상부철피(110)와, 상기 상부철피(110)의 테두리로 결합되는 측면철피(120)와, 상기 상부철피(110)의 상측에 격자 형태로 결합되는 격판(130)과, 상기 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)에 의해 고착되는 부정형 내화물(200)을 구비하되, 상기 상부철피(110)와 측면철피(120)는 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어지게 형성되며, 상기 상부철피(110)는 상기 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이의 수분 제거를 위해 상,하로 외부와 연통되고, 내주면에 부정형 내화물(200)의 탈락을 방지하기 위한 슬리브가 삽입되는 복수의 통기공(111)이 구비되고, 상기 격판(130)에 횡방향으로 연통되도록 형성되는 결합공(135)과, 상기 결합공(135)을 통과하여 복수의 격판(130)을 관통하도록 결합되는 강선부재(310) 및 상기 강선부재(310)의 양단부를 각각 고정시키는 앵커부재(320)가 구비된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 턴디쉬 커버 구조체에 관한 것으로, 특히 측면철피와 상부철피가 길이방향으로 곡선형태의 크라운 구조를 갖도록 중간 부위가 양측단 부위보다 바닥이 상측으로 향하도록 휘어지도록 형성시켜 열변형을 최소화함으로써, 열변형으로 인한 내화물 탈락 현상을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 턴디쉬 커버 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 제철소의 연속 주조 설비는 제강로에서 생산되어 래들로 이송된 용강을 턴디쉬에 저장하여 연속 주조 몰드로 공급해 일정한 크기의 슬라브, 불룸, 빌렛을 생산하는 설비이다.
상기 연속 주조 설비는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬로 부터 출강되는 용강을 최초로 냉각시켜 임의의 형상을 가지는 주물로 형성하는 연속 주조기용 몰드와, 상기 연속 주조기용 몰드에 연결되어 연속 주조기용 몰드에서 형성된 주편을 이동시키면서 냉각하고, 압하하는 냉각장치를 포함한다.
턴디쉬커버는 상기 턴디쉬의 상부에 안착되는 것으로서 일반적으로 'ㄷ'자 형태의 철피 프레임에 내부 또는 상하부에 내화물을 충진한다. 이때 상기 철피 프레임과 내화물의 고정을 위해 내부 및 외부에 다수의 'Y'자 또는 "V"자형 앙카를 부착한다.
그리고 예열을 위해 가스버너가 삽입이 될 수 있도록 다수의 통공이 구성되어 있다.
일반적으로, 제철소의 연속주조 설비에서 사용되는 턴디쉬 커버는 턴디쉬상부에 기밀성을 유지하며 안착되어 예열 작업시 예열효과를 증대시키고, 용강 주입 작업시 용강을 보온하는 역할과, 산소 유입을 최소화하여 용강의 2차산화를 방지한다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래의 턴디쉬커버는 다음과 같은 문제가 있었다.
보통 주조 작업전 4~5시간 동안의 예열작업시 턴디쉬 내의 고온으로 인하여 턴디쉬커버에 밴딩 현상이 발생하고, 그에 따라 턴디쉬와 턴디쉬커버가 기밀하게 안착이 안되고 틈이 생겨 예열시간이 더 길어짐에 따라 턴디쉬커버의 열에 대한 스트레스가 심해져 턴디쉬 커버의 중앙부가 자중에 의해 아래방향으로 내려 앉아 충진되어 있는 내화물에 균열이 발생되어 턴디쉬내로 탈락되며, 탈락된 내화물이 침지노즐을 막아 주조작업을 곤란하게 하였다.
또한 주조 작업중에는 턴디쉬커버의 밴딩현상으로 인해 턴디쉬와 틈이 벌여져 보온성이 떨어지며, 산소가 유입되어 용강의 2차 산화가 가속화 된다는 문제점이 있었다.
이를 방지하기 위한 종래 턴디쉬 커버의 선행기술로는 한국 등록특허공보 제 10-1086320호 "열팽창 수용형 턴디쉬 커버"(등록일자 : 2011.11.17)에 개시된 바와 같이, 턴디쉬의 상면을 차단하도록 복수개로 분할 형성되고 내부에는 내화물이 내장되고 측면 및 상면에는 철피로 감싸여진 턴디쉬 커버에 있어서, 상기 턴디쉬에서 발생되는 고온에 의해서 커버가 변형되는 것을 방지하도록 커버가 접촉되는 측면의 철피에 수직방향으로 복수개의 슬릿홈이 형성된 것이다.
이 경우에는 슬릿홈이 형성된 부위에 강도가 저하될 뿐만 아니라, 턴디쉬커버의 열에 대한 스트레스로 인해 턴디쉬 커버의 중앙부가 자중에 의해 하측으로 내려앉게 되면서 내화물이 턴디쉬 내로 탈락되는 현상을 완전 예방하기에는 어려움이 있다.
또한, 종래 턴디쉬 커버의 다른 선행기술로는 한국 공개특허공보 제10-2014-0112193호 "열변형 방지 구조를 가지는 턴디쉬 커버"(공개일자 : 2014.09.23)에 개시된 바와 같이, 제철소의 연속주조 공정에서 턴디쉬의 상부에 안착되는 턴디쉬 커버에 있어서, 예열구가 관통되어 있는 상부철피와, 상기 상부철피의 테두리로 결합되는 측면철피와, 상기 상부철피 사이에 결합되는 격판과, 예열구를 주위로 형성되는 예열구보강리브와, 격판과 측면철피 사이에 형성되는 보강리브를 포함하는 것이다.
상기 상부철피는 평면부가 평면 형태이며, 그 중간부에는 예열구가 관통하며, 양측 테두리는 소정의 반지름 값을 가지는 상부아치부가 구비된다.
이러한 종래 턴디쉬 커버는 폭방향의 상부철피를 아치형으로 형성하는 방식으로 턴디쉬 커버의 열 변형을 방지하고 있으나, 기존 폭방향 상부철피를 아치형으로 형성하는 방식은 측면철피가 수평형으로 형성되므로 복사열이 많이 받게 되어 이에 따라 복사열로 인한 열변형이 크게 되고 수명이 짧아지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 측면철피와 상부철피가 길이방향으로 곡선형태의 크라운 구조를 갖도록 중간 부위가 양측단 부위보다 바닥이 상측으로 향하도록 휘어지도록 형성시켜 열변형을 최소화함으로써, 열변형으로 인한 내화물 탈락 현상을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 턴디쉬 커버 구조체를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 버너 예열구 및 용강 유입홀이 형성되어 있는 상부철피와, 상기 상부철피의 테두리로 결합되는 측면철피와, 상기 상부철피의 상측에 격자 형태로 결합되는 격판과, 상기 상부철피의 상,하측에 마련된 스터드부재에 의해 고착되는 부정형 내화물을 구비하되, 상기 상부철피와 측면철피가 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어지게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 상부철피는 상기 상부철피와 부정형 내화물 사이의 수분 제거를 위해 상,하로 외부와 연통되고, 내주면에 부정형 내화물의 탈락을 방지하기 위한 슬리브가 삽입되는 통기공이 복수개 형성된 것이다.
상기 상부철피의 하측에 마련된 스터드부재는 부정형 내화물의 두께보다 10~25mm 짧은 길이로 형성된다.
상기 측면철피의 길이방향 중간부위와 턴디쉬의 상부면 사이에 채워지는 부정형 마감재를 더 구비한다.
상기 격판에 횡방향으로 연통되도록 형성되는 결합공과, 상기 결합공을 통과하여 복수의 격판을 관통하도록 결합되는 강선부재와, 상기 강선부재의 양단부를 각각 고정시키는 앵커부재를 더 구비한다.
본 발명은 일단부가 상기 측면철피를 통과하여 상부철피에 연통되도록 파이프 설치되고 타단부가 하측의 턴디쉬측으로 절곡되도록 형성되어 외부에서 턴디쉬의 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급관을 더 구비한다.
본 발명은 상부철피와 측면철피가 길이방향으로 곡선 기울기를 갖도록 형성됨에 따라 열 변형을 최소화하여 부정형 내화물의 탈락 현상을 예방할 수 있도록 함과 아울러, 상부철피에 형성되는 통기공을 이용하여 부정형 내화물에서 증발된 수분을 외부로 원활하게 배출시켜 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체의 일 실시예의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명 턴디쉬 커버가 턴디쉬에 안착되어 결합된 상태를 보인 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체의 다른 실시예의 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 단면도.
도 6은 본 발명 턴디쉬 커버에 불활성 가스 공급관이 더 구비된 상태를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명 턴디쉬 커버가 턴디쉬에 안착되어 결합된 상태를 보인 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체의 다른 실시예의 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 단면도.
도 6은 본 발명 턴디쉬 커버에 불활성 가스 공급관이 더 구비된 상태를 보인 사시도.
본 발명에 따른 턴디쉬 커버 구조체의 일 실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 버너가 관통되도록 적어도 하나이상의 버너 예열구(114)가 형성되고 용강 유입홀(112)이 형성되어 있는 상부철피(110)와, 상기 상부철피(110)의 테두리를 감싸도록 결합되는 측면철피(120)와, 상기 상부철피(110)의 상측에 격자 형태로 결합되는 격판(130)으로 구성된 철피구조물(100)과; 상기 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)에 의해 고착되는 부정형 내화물(200);로 구성되며, 상기 상부철피(110)와 측면철피(120)가 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어진 구조로 형성된 것이다.
더 상세히 설명하면, 상부철피(110)는 상,하측에 다수개의 스터드부재(115)가 돌출되도록 일체로 형성되고, 상측에 격자 형태의 격판(130)이 돌출되도록 형성되는 구조를 갖는다.
상기 상부철피(110)와 측면철피(120)는 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 일정(휨) 높이(ℓ)의 상측에 위치하도록 휘어진 구조를 갖는다.
상기한 일정(휨) 높이(ℓ)는 대략 30mm로 휘어지는 것이 바람직하다.
또한, 상부철피(110)는 대략 직육면체 형태로 구성되고, 중앙부근에 용강 유입홀(112)이 개구되도록 형성되며, 적어도 하나이상의 버너 예열구(114)가 상,하 연통되도록 개구된 구조를 갖는다.
부정형 내화물(200)은 내화시멘트인 캐스타블(castable)을 채용할 수 있으며, 상부철피(110)와 측면철피(120)의 휘어짐 구조에 대응되는 형태로 구성되며, 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)를 매개로 일체로 결합된다.
측면철피(120)는 상부철피(110)의 테두리 외측을 감싸는 사각틀 형태로 구성되고, 상부철피(110)와 대응되도록 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어진 구조를 갖는다.
바람직하게는, 상기 상부철피(110)는 상기 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이의 공간 내에 잔존하는 수분 제거를 위해 상,하로 외부와 연통되는 통기공(111)이 복수개 형성된 구조를 갖는다.
상기한 통기공(111)은 내주면에 부정형 내화물(200)의 탈락을 방지하기 위한 슬리브(111-1, sleeve; 라이너)가 삽입되는 구조를 갖는다.
상기한 수분은 턴디쉬(50) 내에 유입된 용강의 온도에 의해 부정형 내화물(200)에 함유되어 있던 수분이 증발되면서 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이에 함유되어 있던 수분이 통기공(111)을 통해 외부로 배출된다.
상기한 통기공(111)은 지름이 대략 10mm이며, 개수가 많을수록 수분 배출이 용이한 이점을 갖는다.
상기 스터드부재(115)중 하측의 스터드부재(115)는 부정형 내화물(200)의 두께보다 10~25mm 짧은 길이로 형성되는 것이 바람직하고, 10mm보다 더 길게 형성될 경우 부정형 내화물(200)의 충진과정에서 스터드부재(115)의 단부가 외측으로 노출되어 턴디쉬(50) 내의 용강의 열이 직접 전달될 우려가 있고, 25mm보다 짧게 형성될 경우 스터드부재(115)의 길이가 짧아서 부정형 내화물(200)과의 결합력이 줄어들게 되어 부정형 내화물(200)의 탈락이 발생할 우려가 있다.
또한, 본 발명의 턴디쉬 커버는 길이방향으로 상부철피(110)와 측면철피(120)가 휘어진 구조이므로, 턴디쉬(50)의 상부면에 안착될 경우 턴디쉬 커버(10)의 중간부위와 턴디쉬(50)의 상부면 사이에 갭이 발생하게 되고, 이 갭을 채우기 위해 상기 측면철피(120)의 길이방향 중간부위와 턴디쉬(50)의 상부면 사이에 채워지는 부정형 마감재(400)가 더 구비된다.
부정형 마감재(400)는 암면, 진흙 등이 혼합된 것을 채용할 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명은 다른 실시예에 해당하는 도면인 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 격판(130)에 횡방향으로 연통되도록 형성되는 결합공(135)과, 상기 결합공(135)을 통과하여 복수의 격판(130)을 관통하도록 결합되는 강선부재(310)와, 상기 강선부재(310)의 양단부를 각각 고정시키는 앵커부재(320)를 더 구비한다.
강선부재(310)는 격판(130)들의 결합공(135)을 관통하여 상부철피(110)의 길이방향으로 길게 연결되고, 양단부가 앵커부재(320)에 각각 고정되도록 결합되어 길이방향으로 휘어진 상부철피(110)에 긴장력을 부여하여 열에 의한 변형을 저지시키는 기능을 수행하게 된다.
도 6은 본 발명 턴디쉬 커버에 불활성 가스 공급관이 더 구비된 상태를 보인 도면으로서, 불활성 가스 공급관(500)은 외부에서 턴디쉬(50)의 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 것이며, 그 구조는 일단부가 상기 측면철피(120)를 통과하여 상부철피(110)에 연통되도록 파이프 설치되고 타단부가 하측의 턴디쉬(50)측으로 절곡되도록 형성된 구조를 갖는다.
불활성 가스는 아르곤 또는 질소 등을 채용할 수 있으며, 턴디쉬 내에 공급됨에 따라 턴디쉬 내에 잔존하는 산소를 제겅하여 청정강을 생산할 수 있도록 보조하는 기능을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은 철피구조물(100)과 부정형 내화물(200)을 일체로 고착시키기 전에, 철피구조물(100)의 상부철피(110)와 측면철피(120)의 중간부위가 양측단보다 상측에 위치하도록 휘어지게 상부철피(110)와 측면철피(120)를 성형하고, 상부철피(110)의 상측에 격자 형태로 돌출된 격판(130)들 중 길이방향으로 형성된 결합공(135)들에 강선부재(310)가 관통되도록 결합된 후에 강선부재(310)의 양측 단부가 앵커부재(320)에 의해 각각 고정된다.
또한, 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)를 매개로 부정형 내화물(200)을 상부철피(110)에 일체로 고착시킨다.
부정형 내화물(200)과 철피 구조물이 일체화된 턴디쉬 커버를 턴디쉬(50)의 상측에 안착시킨 후에, 턴디쉬(50)의 상부면과 측면철피(120)의 길이방향 중간부위 사이에 발생되는 틈새 사이를 메우도록 부정형 마감재(400)로 마감하여 턴디쉬(50) 내부와 외부를 차단시켜 보온 기능을 유지시킨다.
이어서, 버너 예열구(114)를 통해 결합된 버너가 턴디쉬(50) 내부를 가열시켜 예열한 후에, 용강 유입홀(112)을 통해 레들의 용강을 턴디쉬(50) 내부로 주입하게 된다.
이후에, 턴디쉬(50) 내의 용강 온도로 인해 부정형 내화물(200)에 함유된 수분이 증발되어 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이의 공간 내에서 일시 충전되었다가, 상부철피(110)에 형성된 통기공(111)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 앞서 설명한 강선부재(310)는 각각의 격판(130)들의 결합공(135)을 통과한 후에 앵커부재(320)에 양측단이 고정되므로, 곡선 기울기를 갖도록 휘어진 상부철피(110)에 휨 변형 방지력을 제공하게 된다.
상기한 바와 같이 설명한 본 발명은 상부철피(110)와 측면철피(120)가 길이방향으로 곡선 기울기를 갖도록 형성됨에 따라 열 변형을 최소화하여 부정형 내화물(200)의 탈락 현상을 예방할 수 있도록 함과 아울러, 상부철피(110)에 형성되는 통기공(111)을 이용하여 부정형 내화물(200)에서 증발된 수분을 외부로 원활하게 배출시켜 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
10 : 턴디쉬 커버 50 : 턴디쉬
100 : 철피구조물 110 : 상부철피
111 : 통기공 112 : 용강 유입홀
114 : 버너 예열구 115 : 스터드부재
120 : 측면철피 130 : 격판
135 : 결합공 200 : 부정형 내화물
310 : 강선부재 320 : 앵커부재
400 : 부정형 마감재 500 : 불활성 가스 공급관
100 : 철피구조물 110 : 상부철피
111 : 통기공 112 : 용강 유입홀
114 : 버너 예열구 115 : 스터드부재
120 : 측면철피 130 : 격판
135 : 결합공 200 : 부정형 내화물
310 : 강선부재 320 : 앵커부재
400 : 부정형 마감재 500 : 불활성 가스 공급관
Claims (6)
- 버너 예열구(114) 및 용강 유입홀(112)이 형성되어 있는 상부철피(110)와, 상기 상부철피(110)의 테두리로 결합되는 측면철피(120)와, 상기 상부철피(110)의 상측에 격자 형태로 결합되는 격판(130)과, 상기 상부철피(110)의 상,하측에 마련된 스터드부재(115)에 의해 고착되는 부정형 내화물(200)을 구비하되,
상기 상부철피(110)와 측면철피(120)는 길이방향으로 중간부위 하부면이 양측단의 하부면보다 상측에 위치하도록 휘어지게 형성되며,
상기 상부철피(110)는 상기 상부철피(110)와 부정형 내화물(200) 사이의 수분 제거를 위해 상,하로 외부와 연통되고, 내주면에 부정형 내화물(200)의 탈락을 방지하기 위한 슬리브가 삽입되는 복수의 통기공(111)이 구비되고,
상기 격판(130)에 횡방향으로 연통되도록 형성되는 결합공(135)과, 상기 결합공(135)을 통과하여 복수의 격판(130)을 관통하도록 결합되는 강선부재(310) 및 상기 강선부재(310)의 양단부를 각각 고정시키는 앵커부재(320)가 구비된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체. - 청구항 1에 있어서,
상기 통기공(111)의 지름은 10mm인 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부철피(110)의 하측에 마련된 스터드부재(115)는 부정형 내화물(200)의 두께보다 10~25mm 짧은 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체. - 청구항 1에 있어서,
상기 측면철피(120)의 길이방향 중간부위와 턴디쉬(50)의 상부면 사이에 채워지는 부정형 마감재(400)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부철피(110)와 측면철피(120)의 중간부 휨 높이는 30mm인 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체. - 청구항 1에 있어서,
일단부가 상기 측면철피(120)를 통과하여 상부철피(110)에 연통되도록 파이프 설치되고 타단부가 하측의 턴디쉬(50)측으로 절곡되도록 형성되어 외부에서 턴디쉬(50)의 내부로 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급관(500)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 턴디쉬 커버 구조체.
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| KR1020150041352A KR101679297B1 (ko) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | 턴디쉬 커버 구조체 |
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