KR101969113B1

KR101969113B1 - 용강 처리장치

Info

Publication number: KR101969113B1
Application number: KR1020170126339A
Authority: KR
Inventors: 서휘
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-15
Also published as: KR20190036886A

Abstract

일 영역으로 공급되는 용강이 수용되는 내부공간을 가지고, 바닥면에 출강구가 형성되는 몸체부; 및 공급되는 용강을 상기 일 영역의 둘레의 적어도 일부를 따라 이동시키고, 용강을 상기 출강구로 안내하는 경로를 형성하는 경로부;를 포함하고, 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 증가시켜 개재물을 효과적으로 포집할 수 있다.

Description

용강 처리장치{Apparatus for treating molten metal}

본 발명은 용강 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 증가시켜, 개재물을 효과적으로 포집할 수 있는 용강 처리장치에 관한 것이다.

제선공정에서 생산되는 용선은 탄소함유량이 매우 높으며, 슬라브와 같은 반제품이나 코일과 같은 제품을 만들기 위해서는 탄소 함유량을 2% 이하로 낮추어 강을 만드는 제강공정이 필요하다. 제강공정에서는 용선 내 탄소 함유량을 낮추기 위해 산소를 불어넣어 탄소를 산화시켜 제거한다. 이때, 탄소 함유량을 2% 이하로 낮추어 용강을 만들기까지 많은 양의 산소가 들어가게 되고, 탄소 함유량의 조정이 끝난 용강 내에는 많은 산소가 존재하게 된다.

그런데 용강 중에 산소량이 많으면 강 중에서 치명적인 결함을 일으키기 때문에, 산소량을 낮추는 작업이 필요하다. 산소를 제거하기 위해 용강에 Si 및 Al의 탈산재를 투입하면, 용강 내에서 SiO2 및 Al2O3의 개재물이 생성되면서 용강의 산소량이 저감된다.

이러한 반응을 통해 생성되는 Al₂O₃ 및 SiO₂계 개재물들은 연속 주조공정에서 생산되는 제품에 결함을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 이러한 개재물들은 응고가 되면서 철의 금속격자 내에 미세한 크기로 존재하여 강도 및 연성에 악영향을 준다. 또한, 턴디쉬에 구비되는 침지노즐과 같은 내화물 벽이나 토출구에 집적되거나, 용강의 유동을 방해할 수 있다. 이에, 집적된 개재물이 탈락하여 설비나 용강에 손상을 줄 수 있고, 주형 내로 슬래그가 혼입되는 문제를 일으킬 수 있다.

종래에는 턴디쉬와 주형 내에서 용강으로 플럭스(Flux)를 투입하였다. 이에, 용강 표면에 플럭스 층이 형성되어 용강 내 개재물이 포집되었다. 그러나 개재물이 충분히 포집되기 전에 용강이 주형으로 공급되어, 생산되는 제품에 결함이 발생하는 문제가 있다.

KR

2014-0140819

A

KR

2013-0019563

A

본 발명은 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 증가시킬 수 있는 용강 처리장치를 제공한다.

본 발명은 용강 내 개재물을 효과적으로 포집할 수 있는 용강 처리장치를 제공한다.

본 발명은 용강으로 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 용강 처리장치를 제공한다.

본 발명은 일 영역으로 공급되는 용강이 수용되는 내부공간을 가지고, 바닥면에 출강구가 형성되는 몸체부; 및 공급되는 용강을 상기 일 영역의 둘레의 적어도 일부를 따라 이동시키고, 용강을 상기 출강구로 안내하는 경로를 형성하는 경로부;를 포함한다.

상기 경로부는, 상기 내부공간에서 상기 일 영역의 둘레를 감싸도록 형성되는 벽체를 포함하고, 상기 벽체에 용강이 통과할 수 있는 관통구가 형성된다.

상기 벽체는 복수개가 구비되고, 일 벽체의 외측에 위치하는 타 벽체가 상기 일 벽체의 둘레를 감싸도록 배치된다.

상기 경로부는, 용강이 한쪽 방향으로 이동하도록 상기 벽체들 사이에 설치되는 차단벽을 더 포함한다.

상기 경로는 적어도 일부분이 나선형으로 형성된다.

상기 벽체들 사이에 설치되어 상기 경로 중에 배치되는 댐 및 위어를 더 포함한다.

상기 경로부는, 상기 경로를 따라 이동하는 용강을 보온하도록 상기 벽체들 중 적어도 일부의 내부에 설치되는 가열기를 더 포함한다.

상기 출강구는 복수개가 구비되어 상기 내부공간의 외곽부에 배치되고, 상기 일 영역은 상기 내부공간의 중심부에 위치한다.

상기 복수개의 벽체 중 최외곽에 배치되는 벽체에 형성되는 관통구는, 상기 출강구의 반대방향을 향하여 배치된다.

상기 관통구는 상기 몸체부의 바닥면으로부터 상측으로 이격되어 배치된다.

상기 몸체부는 주조설비의 턴디쉬를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 용강의 이동경로의 길이를 증가시켜, 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 증가시킬 수 있다. 이에, 용강 내 개재물을 포집할 수 있는 시간을 확보하여, 개재물을 효과적으로 포집할 수 있다.

예를 들어, 턴디쉬 내부에서 용강이 이동하는 경로의 길이를 증가시키면, 용강 내 개재물을 용이하게 포집할 수 있다. 이에, 턴디쉬에 구비되는 노즐에 개재물이 집적되거나, 주형으로 개재물이 혼입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 주조조업의 생산성을 증가시키고, 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 다른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리장치의 내부구조를 나타내는 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비의 구조를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비는, 래들(10), 용강 처리장치, 주형(30), 냉각대(40), 및 절단기(50)를 포함할 수 있다.

래들(10)은 원통형의 용기 모양으로 형성될 수 있다. 래들(10)은 용강을 담을 수 있도록 내부공간을 가지고, 상부가 개방될 수 있다. 래들(10)은 내부에 약 250ton의 용강을 수용할 수 있다. 래들(10)의 하부에는 주입기가 구비될 수 있다.

예를 들어, 주입기는 쉬라우드 노즐일 수 있다. 주입기는 상하방향으로 연장형성되어 내부에 용강이 이동하는 경로를 형성한다. 주입기의 상단부에는 용강이 유입될 수 있는 입구가 형성되고, 하단부에는 용강이 배출될 수 있는 출구가 형성될 수 있다. 따라서, 래들(10) 내부에 저장된 용강이 주입기를 통해 몸체부(110) 내부로 공급될 수 있다. 그러나 래들(10)이 수용할 수 있는 용강의 양 및 래들(10)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

이때, 복수개의 래들(10)이 래들 터렛(20)에 의해 지지될 수 있고, 래들 터렛(20)은 몸체부(110) 상측에서 래들(10)을 교체하면서, 몸체부(110)에 연속적으로 용강을 공급해줄 수 있다. 즉, 하나의 래들(10) 내에 저장된 용강이 몸체부(110)로 모두 공급되면, 다른 래들(10)을 몸체부(110) 상부로 이동시킨 후 다른 래들(10)에 저장된 용강을 몸체부(110)로 공급해줄 수 있다.

용강 처리장치에 구비되는 몸체부(110)는 래들(10)의 하측에 위치할 수 있다. 몸체부(110)는 용강이 저장될 수 있는 용기 모양으로 형성될 수 있다. 몸체부(110)의 상부는 개방되고, 하부에는 침지노즐(130)이 구비될 수 있다. 이에, 래들(10)에서 공급받은 용강이, 몸체부(110) 내부에 저장되었다가 침지노즐(130)을 통해 주형(30) 내부로 공급될 수 있다.

침지노즐(130)은 상하방향으로 연장되고, 내부에 용강이 이동하는 경로를 형성한다. 침지노즐(130)은 상단부가 몸체부(110) 바닥면에 형성된 출강구와 연결되고, 하단부가 주형(30)의 내부를 향하여 연장될 수 있다. 침지노즐(130)의 하단부에는 하나 이상의 배출구가 형성된다. 이에, 출강구를 통해 침지노즐(130) 내부로 유입된 용강이 배출구를 통해 주형(30) 내부로 공급될 수 있다.

또한, 침지노즐(130)에는 슬라이딩 게이트가 설치될 수 있다. 슬라이딩 게이트는 침지노즐(130) 내부에 형성된 용강의 이동경로의 개방된 정도를 조절할 수 있다. 이에, 슬라이딩 게이트의 작동을 제어하여 몸체부(110)에서 주형(30)으로 용강이 공급되는 양을 조절할 수 있다. 그러나 몸체부(110)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

주형(30)은 몸체부(110)의 하측에 위치할 수 있다. 주형(30)은 용강을 응고시켜 금속 제품의 외관을 결정하는 틀이다. 주형(30)은 서로 마주보게 배치되는 2개의 장변 플레이트와, 2개의 장변 플레이트 사이에 서로 마주보게 배치되는 2개의 단변 플레이트를 포함할 수 있다. 장변 플레이트들과 단변 플레이트들 사이의 용강이 수용되는 공간이 형성되고, 주형(30)의 상부와 하부는 개방될 수 있다. 이때, 장변 플레이트는 전후방향으로 연장 형성되고, 단변 플레이트는 장변 플레이트의 연장 방향과 교차하는 좌우방향으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 장변 플레이트들과 단변 플레이트들 중 적어도 일부의 내부에는 냉각수가 순환하는 경로가 형성된다. 이에, 주형(30) 내부로 공급된 용강이 주형(30) 내의 경로를 따라 이동하는 냉각수에 의해 열을 빼앗겨 신속하게 응고될 수 있다. 그러나 주형(30)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

냉각대(40)는 주형(30)의 하측에 위치할 수 있다. 냉각대(40)는 주편의 이동경로를 형성하면서 배치되는 복수개의 이송롤러(45)를 포함할 수 있다. 냉각대(40)는 주형(30)으로부터 인발되어 이동하는 주편을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행할 수 있다.

절단기(50)는 주편의 이송경로 상에 배치된다. 절단기(50)는 주편의 상측에 배치되는 토치를 구비할 수 있다. 이에, 절단기(50)는 하측으로 통과하는 주편을 일정한 크기로 절단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 다른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 용강 처리장치의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리장치의 내부구조를 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리장치(100)는 몸체부(110), 및 경로부(120)를 포함한다. 용강 처리장치(100)는 댐(140) 및 위어(150)를 더 포함할 수 있다.

몸체부(110)는 일 영역(또는, 용강의 낙하영역)으로 공급되는 용강이 수용되는 내부공간을 가진다. 몸체부(110)는 용기 모양으로 형성되어 내부공간이 좌우방향으로 연장될 수 있고, 상부가 개방될 수 있다. 이에, 몸체부(110)의 개방된 상부를 통해 일 영역으로 공급되는 용강이 내부공간 전체로 확산될 수 있다. 몸체부(110)의 바닥면에는 출강구(115)가 형성된다. 따라서, 몸체부(110)의 내부공간에 수용된 용강이 출강구(115)를 통해 하측으로 출강될 수 있다.

예를 들어, 용강이 공급되는 일 영역은 몸체부(110) 내부공간의 중심부에 위치하고, 출강구(115)는 내부공간의 외곽부에 배치될 수 있다. 즉, 출강구(115)는 몸체부(110)의 내벽과, 경로부(120)에 구비되는 벽체(121) 사이의 공간에 위치할 수 있다. 벽체(121)가 복수개가 구비되는 경우, 출강구(115)는 최외곽에 배치되는 벽체와 몸체부(110)의 내벽 사이에 배치될 수 있다. 몸체부(110)의 일 영역은 최내측 벽체의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 출강구(115)가 일 영역보다 몸체부(110) 내부에서 가장자리에 위치하고, 출강구(115)가 일 영역보다 몸체부(110)의 내벽에 근접하게 배치된다. 따라서, 몸체부(110) 내부공간의 중심부의 바닥면으로 공급되는 용강이, 내부공간의 외곽부로 확산되면서 출강구(115)를 통해 하측으로 배출될 수 있다. 출강구(115)는 몸체부(110)의 내벽과 접촉할 수도 있고, 이격될 수도 있다.

이때, 출강구(115)는 복수개가 구비될 수 있다. 한 쌍의 출강구(115)가 좌우방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 양측의 출강구(115)에는 한 쌍의 침지노즐(130)이 각각 설치될 수 있다. 따라서, 침지노즐(130)로부터 용강을 공급받는 한 쌍의 주형에서 주편을 주조하는 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 주조공정의 생산성이 향상될 수 있다.

몸체부(110)는 턴디쉬일 수 있다. 이에, 몸체부(110)는 래들(10)에 구비되는 주입기(15)로부터 용강을 공급받을 수 있다. 주입기(15)는 몸체부(110)의 바닥면에서 상측에 이격되어 위치하고, 내부공간 내 일 영역을 향하여 용강을 주입할 수 있다.

또한, 몸체부(110)의 상부에는 탈착 가능한 커버(미도시)가 구비될 수 있다. 커버에는 주입기(15)가 관통할 수 있는 주입홀이 형성될 수 있다. 이에, 몸체부(110)의 상부를 커버로 차단한 상태에서 몸체부(110) 내부로 용강을 공급해줄 수 있다. 따라서, 몸체부(110) 내부로 공급된 용강이 외부의 공기와 접촉하여 산화되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그러나 몸체부(110)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

경로부(120)는, 몸체부(110)의 내부공간으로 공급되는 용강을 일 영역의 둘레의 적어도 일부를 따라 이동시키고, 용강을 출강구로 안내하는 경로를 형성한다. 즉, 경로부(120)는 일 영역에서 출강구(115)로 용강이 이동하는 경로를 형성하고, 용강을 일 영역의 둘레를 따라 이동시켜 용강이 몸체부(110) 내부에서 출강구(115)까지 이동하는 시간을 연장시킬 수 있다. 경로부(120)는 벽체를 포함한다.

벽체(121)는 몸체부(110)의 내부공간에서 일 영역의 둘레를 감싸도록 형성된다. 벽체(121)는 몸체부(110)의 바닥면에서 상측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이에, 벽체(121)는 몸체부(110)의 내부공간에서 용강이 이동을 제어하여, 용강을 원하는 경로를 따라 원하는 목적지로 이동시킬 수 있다. 벽체(121)는 몸체부(110)의 내부공간 내에서 출강구(115)보다 내측에(또는, 내부공간의 중심부에 근접하게) 위치할 수 있다.

또한, 벽체(121)에는 용강이 통과할 수 있는 관통구(124)가 형성된다. 관통구(124)는 상하방향으로 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 관통구(124)는 사각형 형태로 형성될 수 있다. 이에, 벽체(121)가 몸체부(110)의 내부공간에서 일 영역의 둘레를 감싸도록 형성되더라도, 용강이 관통구(124)를 통해 벽체(121) 내측에서 외측으로 이동할 수 있다. 따라서, 일 영역으로 공급된 용강이 벽체(121) 외측에 위치한 출강구(115)로 이동할 수 있다. 그러나 관통구(124)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

벽체(121)는 복수개가 구비될 수 있다. 복수개의 벽체(121) 중 일 벽체가 타 벽체의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 일 영역의 둘레를 감싸는 제1 벽체(121a)와, 제1 벽체(121a)의 둘레를 감싸는 제2 벽체(121b)가 구비될 수 있다. 이에, 제1 벽체(121a)의 내부, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간, 및 제2 벽체(121b)와 몸체부(110)의 내벽 사이의 공간에 용강이 이동하는 경로가 형성될 수 있다.

제2 벽체(121b)와 몸체부(110)의 내벽 사이의 공간을 이동하는 용강이, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간을 이동하는 용강을 보온해줄 수 있다. 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간을 이동하는 용강이, 제1 벽체(121a)의 내부의 용강을 보온해줄 수 있다. 따라서, 몸체부(110) 내부에서 경로를 따라 이동하는 용강의 온도가 전체적으로 저하되는 것을 억제할 수 있다. 그러나 벽체(121)의 구조 및 벽체(121)가 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

관통구(124)는 벽체(121)가 구비되는 개수만큼 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b)가 구비되는 경우, 제1 벽체(121a)에 형성되는 제1 관통구(124a), 및 제2 벽체(121b)에 구비되는 제2 관통구(124b)가 형성될 수 있다. 그러나 관통구(124)가 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 경로부(120)는 차단벽(122)을 더 구비할 수 있다. 차단벽(122)은 벽체(121)의 연결된 부분의 연장방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 벽체(121)들 사이의 공간을 차단할 수 있다. 즉, 차단벽(122)은 용강이 이동할 수 있는 양측 중 한쪽 방향을 막아, 용강이 다른 한쪽으로만 이동하게 유도할 수 있다.

또한, 차단벽(122)은 벽체(121)와 동일한 높이로 형성될 수 있다. 차단벽(122)은 용강이 한 방향으로 이동하도록 벽체(121)들 사이에 설치된다. 벽체(121)들과 차단벽(122)에 의해 용강이 이동하는 경로는 적어도 일부분이 나선형으로 형성될 수 있다. 제1 관통구(124a)를 통과한 용강은 제1 관통구(124a)의 양측으로 이동할 수 있다. 이때, 제1 관통구(124a)의 일측에 차단벽(122)을 설치하면, 용강이 차단벽(122)에 막혀 일측으로 이동하지 못하고, 타측으로만 이동할 수 있다. 즉, 한쪽 방향으로만 이동할 수 있다.

예를 들어, 복수개의 벽체(121) 중 제1 벽체(121a)(또는, 최내측에 배치되는 벽체)에 형성되는 제1 관통구(124a)는 제2 관통구(124b)를 향하여 배치될 수 있다. 제1 관통구(124a)의 일측(또는, 좌측)과 제2 관통구(124b)의 타측(또는, 우측)이 마주보게 배치되고, 제1 관통구(124a)의 타측(또는, 우측)과 제2 관통구(124b)의 일측(또는, 좌측)은 서로 이격될 수 있다. 차단벽(122)은 제1 관통구(124a)의 일측과 제2 관통구(124b)의 타측에 연결되어 설치될 수 있다.

제1 관통구(124a)를 통과한 용강이 제1 관통구(124a)의 타측으로 이동한다. 용강은 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간을 따라 제1 벽체(121a)의 둘레를 감싸도록 이동하고, 제2 관통구(124b)의 일측으로 진입하여 제2 관통구(124b)를 통과한다. 즉, 벽체(121)들과 차단벽(122)이 나선형으로 용강이 이동하는 경로를 형성한다. 이에, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에서 용강이 한방향으로만 이동하기 때문에, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에서 용강이 체류하는 시간이 연장될 수 있다.

또한, 복수개의 벽체(121) 중 제2 벽체(121b)(또는, 최외곽에 배치되는 벽체)에 형성되는 제2 관통구(124b)는, 출강구(115)의 반대방향을 향하여 배치될 수 있다. 이에, 제2 관통구(124b)를 통과한 용강이 출강구(115)까지 이동하는 경로의 길이를 최대한 길게 형성할 수 있다. 따라서, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간, 및 몸체부(110) 내벽과 제2 벽체(121b) 사이의 공간에서 용강이 이동하는 경로를 길게 연장시켜, 몸체부(110) 내부로 공급된 용강이 몸체부(110) 내부에 체류하는 시간을 연장시킬 수 있다. 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있다.

한편, 도 4와 같이 차단벽이 구비되지 않을 수도 있다. 이때, 복수개의 벽체(121) 중 제2 벽체(121b)(또는, 최외곽에 배치되는 벽체)에 형성되는 제2 관통구(124b)는, 출강구(115)의 반대방향을 향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 관통구(124b)는 출강구(115)들과 제2 벽체(121b)에서 최대로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이에, 제2 관통구(124b)를 통과한 용강이 출강구(115)까지 이동하는 경로의 길이를 최대한 길게 형성할 수 있다. 따라서, 용강이 몸체부(110) 내부에 체류하는 시간을 연장시킬 수 있다.

또한, 복수개의 벽체(121) 중 제1 벽체(121a)(또는, 최내측에 배치되는 벽체)에 형성되는 제1 관통구(124a)는, 제2 관통구(124b)의 반대방향을 향하여 배치될 수 있다. 이에, 제1 관통구(124a)를 통과하여 일 영역을 감싸며 양측으로 이동하는 용강이 제2 관통구(124b)까지 이동하는 경로의 길이를 길게 연장시킬 수 있다. 따라서, 용강이 몸체부(110) 내부에 체류하는 시간을 연장시킬 수 있다. 즉, 차단벽이 구비되지 않아 양측으로 이동하는 용강의 경로를 최대한 길어지도록, 제1 관통구(124a)와 제2 관통구(124b)의 위치를 조절할 수 있다. 그러나 제1 관통구(124a)와 제2 관통구(124b)가 배치되는 위치는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

도 5를 참조하면, 관통구(124)는 몸체부(110)의 바닥면으로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 관통구(124a)와 제2 관통구(124b) 모두 몸체부(110)의 바닥면과 일정거리만큼 상하로 이격될 수 있다. 제1 벽체(121a) 내부로 공급되는 용강이 제1 관통구(124a)를 통과하려면, 용강이 제1 관통구(124a)와 몸체부(110) 바닥면의 이격거리(L)보다 높게 제1 벽체(121a) 내에 채워져야 한다. 제1 관통구(124a)를 통과한 용강이 제2 관통구(124b)를 통과하려면, 제2 관통구(124b)와 몸체부(110) 바닥면의 이격거리(L)보다 높게 용강이 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에 채워져야 한다.

관통구(124)가 몸체부(110)의 바닥면과 이격되기 때문에, 용강이 제1 벽체(121a) 내부, 및 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에서 일정량이 채워져야지 각 관통구(124)들을 통과할 수 있다. 이에, 용강이 제1 벽체(121a) 내부, 및 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에 체류하는 시간을 지연시킬 수 있다. 따라서, 용강 내 개재물을 포집할 시간을 충분히 확보할 수 있다.

경로부(120)는 가열기(미도시)를 더 구비할 수 있다. 가열기는 벽체(121)가 형성하는 경로를 따라 이동하는 용강을 보온하는 역할을 한다. 가열기는 복수개의 벽체(121) 중 적어도 일부의 내부에 설치될 수 있다. 가열기는 열선일 수 있고, 벽체(121)와 접촉하는 용강에 열에너지를 공급해줄 수 있다. 따라서, 용강이 몸체부(110) 내부에 체류하는 시간이 연장되더라도 용강의 온도가 저하되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.

예를 들어, 가열기는 복수개의 벽체(121) 중 최외곽에 배치되는 벽체(121)에 설치될 수 있다. 몸체부(110) 내부공간에서 중심부를 이동하는 용강보다 외곽부를 이동하는 용강의 온도가 낮을 수 있다. 즉, 용강이 이동하면서 열에너지를 빼앗기면서 온도가 낮아질 수 있고, 외곽부를 이동할 때는 몸체부(110)의 내벽으로부터도 열에너지를 빼앗길 수 있다. 따라서, 외곽부를 이동하는 용강의 온도가 저하되는 것을 억제하거나 방지하기 위해 최외곽 벽체(121)에 가열기를 설치할 수 있다. 이때, 중심부를 이동하는 용강은 외곽부를 이동하는 용강에 의해 보온될 수 있다. 그러나 가열기가 설치되는 위치 및 용강을 보온하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

한편, 용강 처리장치에 온도 측정부(미도시) 및 온도 측정부와 연결되어 가열기의 작동을 제어하는 제어부(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 온도 측정부는 몸체부(110) 내부에 수용된 용강의 온도를 측정하는 센서를 구비할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부는 몸체부(110) 내부공간의 중심부 및 외곽부에서 용강의 온도를 측정할 수 있다. 이에, 몸체부(110)의 내부공간에서 중심부를 이동하는 용강과, 외곽부를 이동하는 용강의 온도차를 산출할 수 있다. 즉, 중심부에서 측정된 용강의 온도값에서, 외곽부에서 측정된 용강의 온도값을 뺄 수 있다.

제어부는 온도 측정부에서 산출된 영역에 따른 용강의 온도차를 미리 설정된 설정값과 비교할 수 있다. 온도차가 설정값 이상이면, 외곽부를 이동하는 용강의 온도가 너무 많이 저하되었다고 판단할 수 있다. 이에, 제어부는 가열기를 작동시켜 외곽부를 이동하는 용강의 온도를 상승시켜줄 수 있다. 온도차가 설정값 이내로 작아지면, 제어부는 가열기의 작동을 중단시킬 수 있다. 따라서, 외곽부를 이동하는 용강의 온도와, 중심부를 이동하는 용강의 온도가 동일하거나 비슷하게 유지될 수 있고, 몸체부(110) 내에서 용강 전체의 온도가 균일하게 유지될 수 있다.

댐(140)(Dam)은 벽체(121)들 사이에 설치되어 용강이 이동하는 경로 중에 배치될 수 있다. 댐(140)은 몸체부(110)의 바닥면에 설치된다. 댐(140)의 상하방향 길이는 벽체(121)의 상하방향 길이보다 짧게 형성된다. 댐(140)은 연결된 벽체(121)의 연장방향과 교차하는 방향으로 연장 형성된다. 이에, 용강이 벽체(121)가 형성하는 경로를 따라 이동하다가 댐(140)을 만나면, 경로의 하측이 막혀 댐(140)의 상측으로 유도되면서 상승유동할 수 있다.

위어(150)(Weir)는 벽체(121)들 사이에 설치되어 용강이 이동하는 경로 중에 배치될 수 있다. 위어(150)는 몸체부(110)의 바닥면에서 상측으로 이격되어 설치된다. 위어(150)는 연결된 벽체(121)의 연장방향과 교차하는 방향으로 연장 형성된다. 이에, 용강이 벽체(121)가 형성하는 경로를 따라 이동하다가 위어(150)을 만나면, 경로의 상측이 막혀 위어(150)의 하측으로 유도되면서 하강유동할 수 있다. 따라서, 용강이 이동하면서 댐(140)과 위어(150)를 통과하면서 유동이 제어될 수 있다.

또한, 댐(140)과 위어(150)는 벽체(121)가 형성하는 경로 내에서 용강이 이동하는 시간을 지연시킬 수 있다. 댐(140)과 위어(150)는 각각 하나 또는 복수개가 구비될 수 있다. 이에, 용강 내 개재물이 용이하게 분리부상할 수 있다.

이처럼 용강의 이동경로의 길이를 증가시켜, 용강 내 개재물이 분리부상할 수 있는 시간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 용강 내 개재물을 포집할 수 있는 시간을 확보하여, 개재물을 효과적으로 포집할 수 있다. 이에, 몸체부(110)에서 청정 상태의 용강이 주형으로 공급될 수 있고, 용강으로 생산되는 제품의 품질이 향상될 수 있다.

하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 용강 처리방법은, 내부공간에 경로부가 설치된 몸체부를 마련하는 과정, 몸체부의 일 영역으로 용강을 공급하는 과정, 공급되는 용강을 경로부가 형성하는 경로를 따라 이동시키는 과정, 및 몸체부에 형성된 출강구로 용강을 출강시키는 과정을 포함한다. 이때, 몸체부는 턴디쉬일 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조해서 설명하면, 몸체부(110)는 일 영역(또는, 용강의 낙하영역)으로 공급되는 용강이 수용되는 내부공간을 가진다. 몸체부(110)는 용기 모양으로 형성되어 내부공간이 좌우방향으로 연장될 수 있고, 상부가 개방될 수 있다. 이에, 몸체부(110)의 개방된 상부를 통해 일 영역으로 공급되는 용강이 내부공간 전체로 전체로 확산될 수 있다. 몸체부(110)의 바닥면에는 출강구(115)가 형성된다. 따라서, 몸체부(110)의 내부공간에 수용된 용강이 출강구(115)를 통해 하측으로 출강될 수 있다.

경로부(120)는, 몸체부(110)의 내부공간으로 공급되는 용강을 일 영역의 둘레의 적어도 일부를 따라 이동시키고, 용강을 출강구로 안내하는 경로를 형성한다. 즉, 경로부(120)는 일 영역에서 출강구(115)로 용강이 이동하는 경로를 형성하고, 용강을 일 영역의 둘레를 따라 이동시켜 용강이 몸체부(110) 내부에서 출강구(115)까지 이동하는 시간을 연장시킬 수 있다. 경로부(120)에 구비되는 제1 벽체(121a)가 몸체부(110)의 일 영역(또는, 중심부) 둘레를 감싸도록 형성되고, 경로부(120)에 구비되는 제2 벽체(121b)가 제1 벽체(121a)의 둘레를 감싸도록 형성된다.

래들(10)에 구비되는 주입기(15)가 몸체부(110)의 일 영역(또는, 중심부)로 용강을 주입한다. 주입기(15)는 몸체부(110)의 상측에서 몸체부(110)의 바닥면을 향하여 용강을 주입할 수 있다.

용강은 제1 벽체(121a)의 내부부터 채워지기 시작한다. 용강이 제1 벽체(121a)에 형성된 제1 관통구(124a)를 통과하기 위해서는, 제1 관통구(124a)가 위치한 높이까지 채워져야 한다. 따라서, 제1 벽체(121a) 내부에 용강이 일정량이 채워질 때까지 용강이 제1 벽체(121a) 내부에 체류할 수 있다.

용강이 제1 관통구(124a)를 통과하면, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에 형성된 경로를 따라 이동한다. 이때, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이에 설치된 차단벽(122)이 용강을 일 방향으로 유도하여 나선형으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 용강이 제1 벽체(121a)의 둘레를 감싸도록 이동할 수 있고, 제1 벽체(121a) 내부의 용강을 보온해줄 수 있다.

제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간을 따라 이동하는 용강은, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이에 설치되는 위어(150)와 댐(140)을 통과할 수 있다. 용강이 위어(150)을 만나면, 경로의 상측이 막혀 위어(150)의 하측으로 유도되면서 하강유동할 수 있다. 용강이 댐(140)을 만나면, 경로의 하측이 막혀 댐(140)의 상측으로 유도되면서 상승유동할 수 있다. 따라서, 용강이 이동하면서 댐(140)과 위어(150)를 통과하면서 유동이 제어될 수 있다.

용강이 제2 벽체(121b)에 형성된 제2 관통구(124b)를 통과하기 위해서는, 제2 관통구(124b)가 위치한 높이까지 채워져야 한다. 따라서, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에 용강이 일정량이 채워질 때까지 용강이 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간에 체류할 수 있다.

용강이 제2 관통구(124b)를 통과하면, 제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 공간에 형성된 경로를 따라 이동한다. 제2 관통구(124b)가 출강구(115)의 외측을 향하도록 배치되기 때문에, 용강이 제2 벽체(121b)의 둘레를 감싸도록 이동할 수 있다. 제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 공간을 따라 이동하는 용강은, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 공간을 이동하는 용강을 보온해줄 수 있다.

이때, 출강구(115)가 연결된 침지노즐(130)이 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 출강구(115)가 침지노즐(130)에 의해 막힌 상태일 수 있다. 이에, 용강이 출강구(115)를 통해 출강되지 못해, 제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 공간에 채워지면서 탕면 높이가 상승할 수 있다.

침지노즐(130)은 제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 공간에서 용강이 일정 높이까지 채워지면 개방될 수 있다. 예를 들어, 제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 용강 높이와, 제1 벽체(121a)와 제2 벽체(121b) 사이의 용강 높이가 동일해지거나 유사해질 때까지 침지노즐(130)을 폐쇄할 수 있다. 이에, 개재물이 분리되지 않은 용강이 주형으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 용강이 몸체부(110) 내부로 공급될 때, 몸체부(110)의 내부의 용강으로 턴디쉬 플럭스를 투입할 수 있다. 예를 들어, 제1 벽체(121a) 내부의 용강으로 턴디쉬 플럭스를 공급할 수 있다. 이에, 턴디쉬 플럭스는 용강 내 개재물을 포집하여 용강 표면에 플럭스 층이 형성한다. 또한, 용강이 경로부(120)가 형성하는 경로를 따라 이동하면서 몸체부(110) 내부에 체류하는 시간이 길어지기 때문에, 개재물이 포집되는 시간이 충분히 확보될 수 있다.

이때, 용강이 몸체부(110) 내부에 일정 높이로 채워질 때까지 침지노즐(130)을 개방하지 않기 때문에, 용강 표면에 플럭스 층이 안정적으로 형성될 수 있고, 개재물도 용강 내에서 분리부상할 수 있다. 따라서, 몸체부(110)에서 탕면 높이가 낮아 침지노즐(130)이 개방될 때, 플러스 층이나 개재물이 용강과 혼입되어 주형으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

제2 벽체(121b)와 몸체부(110) 내벽 사이의 공간에서 용강이 일정 높이까지 채워지면 침지노즐(130)이 개방된다. 따라서, 몸체부(110) 내부의 용강이 침지노즐(130)을 통해 주형으로 공급될 수 있다. 개재물이 용강에서 분리부상할 수 있는 시간을 충분히 확보하여, 용강에서 개재물이 제거 상태이기 때문에, 청정 상태의 용강이 주형으로 공급될 수 있다.

이처럼 몸체부(110) 내부에서 용강이 이동하는 경로의 길이를 증가시키면, 용강 내 개재물을 용이하게 포집할 수 있다. 이에, 몸체부(110)에 연결되는 침지노즐(130)에 개재물이 집적되거나, 주형(30)으로 개재물이 혼입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 주조조업의 생산성을 증가시키고, 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 래들 30: 주형
40: 냉각대 100: 용강 처리장치
110: 몸체부 115: 출강구
120: 경로부 121: 벽체
122: 차단벽 130: 침지노즐
140: 댐 150: 위어

Claims

일 영역으로 공급되는 용강이 수용되는 내부공간을 가지고, 바닥면에 출강구가 형성되는 몸체부;
공급되는 용강을 상기 일 영역의 둘레의 적어도 일부를 따라 이동시키고, 용강을 상기 출강구로 안내하는 경로를 형성하며, 상기 내부공간에서 상기 일 영역의 둘레를 감싸도록 형성되는 복수개의 벽체와, 상기 벽체들 중 적어도 일부의 내부에 설치되는 가열기를 구비하는 경로부;
상기 몸체부 내부공간의 중심부와 외곽부에서 용강의 온도를 측정하도록 설치되는 온도 측정부; 및
상기 몸체부 내부공간의 중심부에서 측정된 용강의 온도값과, 외곽부에서 측정된 용강의 온도값의 차에 따라 상기 가열기의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 용강 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 벽체에 용강이 통과할 수 있는 관통구가 형성되는 용강 처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수개의 벽체 중 일 벽체의 외측에 위치하는 타 벽체가 상기 일 벽체의 둘레를 감싸도록 배치되는 용강 처리장치.
청구항 3에 있어서,
상기 경로부는, 용강이 한쪽 방향으로 이동하도록 상기 벽체들 사이에 설치되는 차단벽을 더 포함하는 용강 처리장치.
청구항 4에 있어서,
상기 경로는 적어도 일부분이 나선형으로 형성되는 용강 처리장치.
청구항 3에 있어서,
상기 벽체들 사이에 설치되어 상기 경로 중에 배치되는 댐 및 위어를 더 포함하는 용강 처리장치.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 출강구는 복수개가 구비되어 상기 내부공간의 외곽부에 배치되고,
상기 일 영역은 상기 내부공간의 중심부에 위치하는 용강 처리장치.
청구항 8에 있어서,
상기 복수개의 벽체 중 최외곽에 배치되는 벽체에 형성되는 관통구는, 상기 출강구의 반대방향을 향하여 배치되는 용강 처리장치.
청구항 3에 있어서,
상기 관통구는 상기 몸체부의 바닥면으로부터 상측으로 이격되어 배치되는 용강 처리장치.
청구항 1 내지 청구항 6 및 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몸체부는 주조설비의 턴디쉬를 포함하는 용강 처리장치.