KR19980024644A - 금속 스트립 주조장치와 그 노즐 - Google Patents

Abstract

1쌍의 스트립 주조 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하기 위한 노즐이 2개의 절반 노즐이 서로 결합된 형상을 하고서 용융금속의 낙하되는 공급줄기를 수용하는윗쪽으로 개구된 수용통부(61)와 이 수용통부(61)의 바닥에 형성된 유출 개구부(64)를 갖추고, 노즐의 선단부(87)는 각각 분류된 용융금속의 공급줄기를 수용하기 위해 리저버(88)와 캐스터의 선단 밀봉부를 한정하는 푸울을 가로질러서 상기 리저버로부터 용융금속을 유도하는 유동통로(95)를 구획하며, 상기 각 리저버(88)는 직립벽(70)에 의해 수용통부(61)로부터 분리되고, 상기 직립벽(70)은 리저버에서 용융금속의 댐 역할을 해서 리저버가 완전히 충전될 때에 용융금속이 직립벽(70)을 통해 수용통부내로 유동되게 된다.

Description

금속 스트립 주조장치와 그 노즐

본 발명은 금속 스트립을 주조하는 장치에 관한 것으로, 특히 철금속 주조장치에 관한 것이다.

1쌍의 롤러 캐스터로 금속 스트립을 연속적으로 주조하는 장치가 기히 공지되어 있는 데, 종래의 주조장치에서는 용융 금속이 서로 반대방향으로 회전되면서 수평방향으로 배열된 1쌍의 주조 롤러 사이로 유입되고, 회전하는 롤러의 표면에서 용융 금속이 응고되도록 하면서 롤러 사이에 장착된 닙으로부터 하방으로 배출되는 응고된 스트립을 제작하기 위해 상기 주조 롤러는 냉각되게 되어 있다.

여기서 상기 닙이란 롤러들이 서로 가장 근접되게 배열된 부위를 말하고, 상기 용융금속은 래들로부터 이보다 상대적인 작은 용기로 부어진 다음에 상기 닙 바로 위에서 롤러의 주조면상에 지지되어 용융 금속의 주조 푸울을 형성하는 금속공급 노즐로 유동되어, 이 금속공급노즐로부터 상기 롤러 사이에 위치된 닙으로 유입되게 되며, 상기 주조 푸울이란 롤러의 선단부와 미끄럼 이동 가능하게 결합된 사이드 플레이트나 혹은 댐으로 이루어질 수 있다.

냉각시키면 빠르게 응고되는 비철금속을 주조하는 데에 상기와 같은 1쌍의 롤러를 사용하는 주조장치가 사용되기도 하였는 바, 응고 온도가 매우 높은 철금속의 주조장치로 비철금속을 주조하게 되면 롤러의 냉각된 주조면상에서 비철금속이 불균일하게 응고되는 등의 여러 가지 문제점이 있었고, 용융 금속을 주조 푸울로 균일하면서 원활하게 유동시키기 위한 금속공급노즐의 제작에 많은 연구가 진행되어 오고 있었다.

예컨대 미합중국 특허 제5,178,205호와 제5,238,050호에서는 공급노즐이 주조 푸울의 표면 아래까지 연장되게 설치됨과 더불어 노즐의 잠겨진 바닥 선단부에서 노즐로부터 슬롯 출구까지 하방으로 유동하는 용융 금속의 운동에너지를 감소시키는 장치가 구비되어 있다.

상기 미합중국 특허 제5,178,205호에서는 다수개의 유동통로를 가진 유동분산기와 이 유동분산기의 위쪽에 위치된 배플에 의해 용융 금속의 운동에너지가 저감되게 되어 있고, 상기 분산기 아래에서 용융 금속이 천천히 흘러서 유출 슬롯을 통해 최소한의 거리로 주조 푸울까지 균등하게 유동되게 되어 있다.

상기 미합중국 특허 제5,238,050호에서는 여러 갈래로 분류된 다수개의 용융 금속의 줄기들이 낙하되어 예각으로 노즐의 경사진 측벽에 떨어져서 유출구 통로를 유도되는 유동 시이트를 형성하는 측벽면에 용융금속이 달라붙게 되어 있고, 공급노즐의 바닥으로부터 용융금속이 균등하게 유동되어 주조 푸울의 균열을 최소한으로 줄이도록 되어 있다.

한편 일본 스틸 코포레이션에서 출원한 일본국 공개 특허 제5-70537호에는 용융금속이 주조 푸울내로 천천히 균등하게 유동되도록 하기 위한 공급노즐이 제안되어 있는 바, 이 노즐은 하방으로 이동하는 용융금속의 운동에너지를 제거하기 위해 다공성 배플/디퓨저와 결합되어, 용융금속이 노즐의 측벽에 형성된 일련의 구멍을 통해 주조 푸울로 유동되게 되어 있으며, 용융금속이 닙의 길이방향을 따라 롤러의 주조면으로 유동되도록 상기 구멍들은 경사지게 형성되어 있고, 특히 노즐의 한쪽 벽면에 형성되어 있는 구멍들은 노즐 내부의 어느 하나의 방향으로 용융금속이 유동하도록 유도하는 반면에 다른쪽 벽면에 형성되어 있는 구멍들은 다른 길이 방향으로 용융금속이 유동하도록 유도하여, 주조 푸울의 표면에서 용융금속의 교란을 최소한으로 줄이면서 주조면을 따라서 원활하면서도 균등하게 유동하도록 되어 있다.

본 출원인 광범위한 시험을 통해 여러 가지 문제를 일으키는 주요 원인은 푸울 표면이 롤러의 주조면과 만나는 부위(푸울의 초승달 형상부위)에서 용융금속의 빠른 응고에 있다는 것을 인지하였고, 상기한 초승달 형상부위들에서 용융금속은 인접한 주조면쪽으로 유동됨과 더불어 용융금속이 롤러의 표면과 균일하게 접촉되기 이전에 응고가 발생된다면 롤러와 셀 사이에 초기의 불균일한 열전달이 발생되고, 또 제품의 표면에는 함몰이나 물결무늬 혹은 콜드 셔츠(cold shuts)나 균열 등이 발생되는 것을 인지하였다.

푸울내에서 용융금속이 매우 균일하게 유동되도록 하기 위한 이전의 여러 가지 제안들은 스트립의 외측면을 이루는 셀표면을 형성하기 위해 용융금속이 제일 먼저 응고되는 부위로부터 떨어져서 용융금속이 유입됨에 따라 용융금속의 빠른 응고를 의한 다소 심각한 문제점들을 가지고 있었고, 따라서 롤러들 사이의 주조 푸울의 표면에서 용융금속의 온도가 재유입되는 용융금속의 온도보다 낮게 되고, 만일 노즐의 초승달 형상부위내의 푸울 표면에서 용융금속의 온도가 너무 낮게 되면 균열과 초승달 모양(푸울 레벨이 불균일한 동안에 초승달 부위의 냉각으로 인해 스트립의 표면에 형성되는 모양)이 형성되기 쉬우며, 상기한 문제점을 해소하는 하나의 방안은 유입되는 용융금속의 온도를 높은 온도로 가열시키고, 용융금속이 롤러의 주조면에 이르기 전까지는 용융금속의 온도가 응고온도로 떨어지지 않도록 하면서 주조 푸울내에서 냉각되도록 하는 것이다.

최근에는 용융금속의 조기 응고에 관한 상기한 문제점이 해소하기 위해 용융금속이 노즐을 통해 주조 푸울의 초승달 형상부로 상대적으로 빠르게 공급되게 하는 시도가 있었고, 이러한 방법은 용융금속이외의 주조면에 이르기 전에 조기 응고되는 경향을 초소한으로 줄여주었으며, 이러한 방법은 조기 응고로 인해 스트립표면에 나타난 결점을 해소하는 데에 있어서 푸울내에서 용융금속의 유동을 매우 안정되게 만들어주는 방법보다 훨씬 효과적일 뿐만 아니라 이 방법을 사용하면 용융금속이 롤러의 표면에 도달할때까지 용융금속은 응고되지 않으므로 푸울 표면에서 용융금속의 요동현상이 저지되게 되며, 이러한 시도의 예로서는 일본 스틸 코포레이션에서 출원한 일본국 특허 공보 제64-5650호와 오스트레일리아의 특허 출원 제96-60773호가 있다.

용융금속을 공급노즐로부터 바로 주로 푸울의 초승달 형상부위로 유도하는 방법을 사용하면 스트립의 표면에 균열을 발생시키지 않고 과열보다 상대적으로 낮은 온도로 용융금속을 공급하는 주조가 이루어질 수 있지만, 사이드 플레이트나 댐들과 인접한 푸울의 경계지역에서 고체 금속에 스컬스(skulls)로 알려진 구멍이 형성되는 문제점들이 있었고, 이러한 문제점들은 유입되는 용융금속의 과열온도를 낮추게 되면 더욱더 심화되며, 금속 푸울로부터 열손실률은 사이드 댐들의 인접부위에서보다 크기 데는 바, 왜냐하면 사이드 댐을 통해 롤러의 선단부로 추가적으로 열전도 발생되기 때문이다.

상기와 같이 국부적으로 열손실률이 매우 높게 되면 고체 금속이 형성되는 스컬트가 상당히 크게 될 뿐만 아니라 롤러들 사이까지 번지게 되어 스트립 제품이 불량해지고, 손 열손실률이 사이드 댐의 인접부위보다 크기 때문에 상기 스컬트가 방지된다면 상기한 부위로 유입되는 열유입률은 증가될 것이며, 상기와 같은 삼각점 부위(주조 푸울의 초승달 형상부위에서 사이드 댐들과 주조 롤러가 만나는 부위)로 용융금속의 유동량을 증대시키기 위한 몇 가지 제안들이 있었는 바, 이러한 제안들은 코어 노즐의 선단부에서 용융금속의 유동통로를 몇 갈래로 나누어서 삼각점 부위로 용융금속을 여러 줄기로 유동시키게 되어 있으며, 이러한 제안들은 미합중국 특허 제4,694,887호와 동 특허 제 5,221,511 호이다.

상기와 같이 삼각점 부위로 용융금속의 유동량을 증대시키는 방법이 푸울의 삼각점 부위에서 스컬트가 상대적으로 작게 형성되지만, 상기 서술한 일반적인 문제점들이 삼각점 부위의 다수의 유동통로를 통해 용융금속이 유동될 때에 매우 작은 변화에도 상당히 민감하게 반응하기 때문에 문제점들을 완전히 해소시키지는 못했었고, 용융금속의 유동량이 과도하게 되면 스트립의 선단부에 버그가 형성되는 반면에 유동량이 지나치게 작게되면 스컬트가 빠르게 형성될 뿐만 아니라 스트립에 스네이크 에그(snake egg)가 형성되게 된다.

이에 본 발명은 푸울의 삼각점 부위로 용융금속의 유동량을 정확하게 제어하기 위해 삼각점 부위에 용융금속의 주입선단부가 형성되어 있는 노즐로 상기 서술한 문제점을 해소할 수 있는 스트립 주조장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 1쌍의 주조 롤러를 가진 스트립 연속 주조장치의 측면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 금속 공급 노즐을 포함하는 도 1에 도시된 주조장치의 수직 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 주조장치의 횡방향 수직 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 주조 롤러와 인접한 부위와 금속 공급 노즐의 주요 부분을 나타내는 확대된 수직 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 금속 공급 노즐의 반단면도,

도 6은 도 5의 노즐 부분 평면도,

도 7은 금속 공급 노즐의 길이방향 단면도,

도 8은 금속 공급 노즐의 사시도,

도 9는 금속 공급 노즐 배면 사시도,

도 10은 도 5에 도시된 금속 공급 노즐의 10-10선 단면도,

도 11은 도 7의 11-11선 단면도,

도 12는 도 7의 12-12선 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11:주 장치 프레임13:주조 롤러 캐리지

16:주조롤러17:캐리지

18:분배기19:공급노즐

52:개구부64:측 개구부

65:용융금속줄기68:주조 푸울

70:선단벽88:리저버

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 스트립 주조장치는 1쌍의 평행한 주조 롤러와, 이 롤러들 사이에 형성된 닙, 이 닙 위에 주조 푸울을 형성하기 위해 주조 롤러 사이의 닙 위에서 닙을 따라 연장되어 닙으로 용융금속을 공급하는 금속공급노즐, 분리된 용융금속줄기로 노즐에 용융금속을 공급하기 위해 노즐위에 배열된 분배기, 상기 닙의 선단부에 장착된 1쌍의 푸울 플레이트를 갖추고, 상기 금속공급노즐이 상기 분배기로부터 분리된 용융금속줄기를 받기 위해 닙의 길이방향을 따라 연장되면서 윗쪽이 개구된 수용통부와 이 수용통부로부터 주조 푸울내로 용융금속을 공급하기 위한 수용통부 개구수단을 구비하며, 상기 노즐이 분배기로부터 용융금속줄기를 각각 받는 노즐의 2개의 선단부에서 용융금속을 위해 리저버를 구획짓는 외측단부와, 상기 리저버의 용융금속을 푸울을 한정하는 선단 밀폐판을 가로질러 하방으로 유동하는 용융금속줄기로 유도하기 위해 리저버로부터 연장된 유동통로를 갖추고, 용융금속이 리저버로부터 노즐의 수용통부로 넘쳐 흐를 수 있는 정도 이상으로 리저버내에 용융금속을 최대한의 깊이로 축적시키는 분리수단에 의해 상기 각 리저버가 노즐 수용통부로부터 분리되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 분리수단이 수용통부의 외측 선단벽과 리저버의 내측 선단벽을 구성하는 직립된 벽을 이루고, 상기 직립벽이 리저버내에서 용융금속의 댐 역할을 하여 상기 리저버가 충분히 채워질 때에 용융금속이 그 상부 선단부를 통해 수용통부내로 유동하게 되며, 상기 각 리저버가 수용통부보다 얕고 수용통부의 바다보다 높은 상부가 개구된 접시형상으로 형성되어 있다.

또 상기 노즐 선단부의 하면이 주조 푸울보다 높게 배열되도록 노즐의 바닥 선단부 위에 위치되고, 상기 노즐 선단부의 하면이 노즐 선단부에 대해 상방향 바깥으로 경사지게 형성되며, 상기 노즐이 분배기로부터 노즐의 길이방향을 따라 다수의 용융금속줄기를 수용하도록 되고, 상기 노즐의 선단부에 의해 수용되어지는 용융금속줄기의체적이 상기 윗쪽으로 개구된 수용통부에 의해 수용되어지는 각 용육금속줄기의 체적보다 크게 되어 있다.

그리고 본 발명에 따른 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐에 의하면, 용융금속을 수용하기 위해 상부가 개구된 수용통부와, 용융금속을 수용통부로부터 주조 푸울로 공급하기 위한 수용통부 개구수단, 노즐의 2개의 선단부에서 용융금속을 수용하기 위해 리저버를 구획짓는 선단부, 상기 리저버의 용융금속을 노즐 선단부로부터 하방으로 유동하는 용융금속줄기로 유도하기 위해 리저버로부터 뻗은 유동통로를 갖추고, 용융금속이 리저버로부터 노즐의 수용 통부로 넘쳐 흐를 수 있는 정도 이상으로 리저버내에 용융금속을 최대한의 깊이로 축적시키는 분리수단에 의해 상기 리저버가 노즐 수용통부로부터 분리되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 주조장치는 도시된 바와 같이 플로워(12)에 직립되게 설치되는 주 장치프레임(11)을 갖추고, 이 주 장치프레임(11)은 주조롤러 캐리지(13)를 지지하게 되어 있으며, 상기 주조롤러 캐리지(13)은 대기부위(14)와 주조작업부위(15)사이에서 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 있다.

상기 캐리지(13)는 1쌍의 평행한 주조롤러(16)를 운반하게 되어 있고, 상기 주조롤러(16)에는 주조작업동안에 래들(17)로 부터 분배기(18)와 공급노즐(19)을 통해 용융금속이 공급되게 되며, 셀이 회전하는 롤러면상에서 응고되어 롤러 사이의 닙을 통해 배출되어 응고된 스트립제품(20)이 만들어지도록 상기 롤러(16)는 물러서 냉각되게 되며, 상기 스트립제품은 표준 제1코일 감개(21)로 공급됨과 더불어 계속해서 제2코일감개(22)로 공급되어질 수 있고, 저장소(23)가 상기 주조작업부위와 인접한 장치 프레임상에 장착되고, 용융금속은 분배기의 배수로(24)를 통해 상기 저장소에 유입되게 된다.

상기 롤러 캐리지(13)는 주 장치프레임의 길이방향을 따라 뻗은 레일(33)위에서 휠(32)에 장착된 캐리지 프레임(31)을 갖추고서 상기 레일(33)을 따라 이동가능하게 설치되고, 상기 캐리지 프레임(31)은 롤러(16)가 회전가능하게 장착된 1쌍의 롤러 미끄럼대(34)를 운반하며, 상기 캐리지(13)는 유압피스톤과 실린더 유니트(39)의 2중 작동으로 레일(33)을 따라 이동하게 되어 있고, 상기 실린더 유니트(39)는 캐리지(13)의 구동브라켓(40)과 주 장치프레임 사이에 설치되어 롤러 캐리지를 대기부위(14)와 주조작업부위(15)사이로 정확하게 왕복이동시키게 되어 있다.

상기 주조 롤러(16)는 주 프레임(31)에 장착된 모우터와 변속기의 구동샤프트(41)를 통해 서로 반대방향으로 회전하게 되어 있고, 상기 롤러(16)는 길이방향으로 연장되면서 원주방향으로는 서로 이격된 다수개의 냉각수통을 가진 구형상의 구리벽을 가지고, 상기 냉각수통로에는 회전하는 눌림쇠(43)를 통해 물공급호스(42)와 연결되어 있는 롤러구동축(41)에서 물공급덕트로부터 롤러 선단부를 통해 냉각수를 공급하게 되며, 상기 롤러는 2m의 폭을 가진 넓은 스트립 제품을 만들기 위해 대체로 500mm의 직경과 2m의 길이를 가지고 있다.

상기 래들(17)은 전형적으로 종래에 사용되는 구조로서 윗쪽의 크레인에 달려 있는 요오크(45)에 의해 지지되면서 고온의 용융금속을 저장하는 위치로부터 작업위치로 이동할 수 있게 되어 있고, 용융금속이 래들로부터 출구노즐(47)을 통해 분배기(18)의 내화성 덕트(48)로 유동될 수 있도록 상기 래들은 서보 실린더에 의해 작동되는 스톱퍼 로드와 결합되어 있다.

상기 분배기(18)는 넓은 접시형상으로서 라이닝을 가진 주조성 고 알루미나와 같은 내화성 재질로 만들어지고, 상기 분배기의 일측은 래들로부터 용융금속을 받도록 연결됨과 더불어 상기 서술한 배수구가 마련되어 있으며, 상기 분배기의 다른 측면에는 길이방향을 따라 일련의 유출개구부가 소정간격을 두고 형성되어 있고, 상기 분배기의 하부에는 롤러 캐리지 프레임에 분배기를 장착하기 위한 장착브라켓(53)이 부착됨과 더불어 분배기를 정확하게 위치시키기 위해 캐리지 프레임상에 형성된 걸림쇠(54)에 끼워지는 구멍이 형성되어 있다.

한편 상기 공급노즐(19)은 동일한 2부분이 결합된 대칭형상으로서 알루미나 흑연과 같은 내화성 재질로 만들어지고, 도 5에서 도 11은 노즐의 구조를 도시한 것으로서 장착 브라켓(60)을 매개로 롤러 캐리지 프레임에 장착되며, 노즐의 상부에는 상기 장착 브라켓(60)상에 위치되는 바깥쪽으로 돌출되게 형성되어 있다.

노즐의 각 절반부는 대체로 개구된 통형상으로 형성되어, 상기 분배기의 개구부(52)로부터 하방으로 유동하는 용융금속을 수용할 수 있도록 노즐의 상부에는 개구부(61)가 형성되어 있으며, 이 개구부(61)는 노즐의 측벽(62)과 선단벽(70)에 의해 형성되면서 2개의 평평한 선단벽(80)에 의해 그 양쪽 선단부가 횡방향으로 구획지워지고, 상기 개구부위 바닥면은 수평한 바닥 플로워(63)에 의해 밀폐됨과 더불어 상기 플로워(63)는 둥근 바닥 모서리(81)에서 상기 개구부의 측벽(62)과 이어지게 되어 있다.

상기 노즐의 바닥에는 다수개의 장공(64)이 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성되어 있고, 상기 장공(64)은 플로워(63)레벨에 있는 용융금속도 유출될 수 있도록 배열되어 있으며, 상기 플로워에는 장공(64)과 인접한 부위에 오목홈(83)이 형성되어 있는 데, 이 오목홈은 플로워의 중심에서부터 상기 장공쪽으로 바깥쪽으로 경사지게 형성되어 장공과 연결되어, 장공의 유출구가 플로워 상면(85)의 레벨 아래에서 노즐의 둥근 바닥 모서리(80)내에 배열되어 있다.

상기 노즐의 바깥쪽 선단에는 노즐 선단벽(70)보다 외측으로 뻗은 삼각점 주입부(87)가 형성되어 있고, 상기 주입구(87)의 각 선단벽은 분배기로부터 용융금속을 받기 위해 상부가 작게 개구된 리저버(88)를 형성하고 있으며, 상기 선단벽(70)의 상단부(89)는 통의 외측 선단부와 리저버(88)의 외측부보다 낮게 형성됨과 더불어 하기 서술하는 바와 같이 상기 리저버(88)에 용융금속이 넘칠 때에 용융금속의 역류가 주노즐통으로 유입될 수 있도록 댐역할을 하게 된다.

상기 리저버(88)는 내면(92)과 측면(93) 및 수직방향으로 만곡된 외측면(94)과 평평한 플로워(91)를 가진 얕은 접시형상을 하고 있고, 1쌍의 삼각 주입통로(95)는 리저버(88)로부터 외측 측방향으로 연장되어 노즐 선단부(87)의 하면에서 삼각주입 출구(96)와 연결되도록 플로워(91) 레벨 바로 윗쪽까지 형성되어 있으며, 상기 출구(96)는 하방 안쪽으로 경사지게 형성되어 용융금속이 주조 푸울의 삼각부위내로 유동될 수 있게 된다.

용융금속은 분배기의 유출 개구부(52)로부터 수직으로 자유낙하하는 줄기(65)를 통해 노즐의 수용통부(61)의 바닥부로 떨어지고, 또 용융금속은 주조 롤러(16)사이의 닙(69)바로 위에 배열된 주조 푸울(68)을 형성하기 위해 상기 리저버로부터 측개구부(64)를 통해 유출되며, 상기 주조 푸울은 롤러(16)의 선단부(57)에 부착된 1쌍의 측 밀폐판(56)에 의해 롤러(16)의 선단부에서 형성되고, 상기 측 밀폐판(56)은 예컨대 붕소 질화물과 같은 강한 내화성 재질로 만들어진다.

또 상기 측 밀폐판(56)은 판 홀더(82)에 장착되어 있고, 용융금속의 주조 푸울을 측부를 밀봉시키기 위해 측 밀폐판을 주조 롤러의 선단부로 이동시키는 1쌍의 유압실린더(83)에 의해 상기 측 밀폐판(56)이 이동 가능하게 설치되어 있다.

주조 작업과정에 공급노즐(19)의 하단부가 주조 푸울에 잠기게 하면서 공급 노즐의 수평방향으로 일정간격을 두고 형성된 2줄의 개구부(64)가 주조 푸울의 하면 바로 아래에 배열될 수 있도록 용융금속의 유동량이 제어되고, 상기 용융금속은 주조 푸울면에 인접해서 2줄의 개구부(64)를 통해 측방향 외측으로 유출되어, 푸울 면에 바로 인접해서 롤러의 냉각면상에 충돌되게 되며, 이로 인해 주조 푸울의 초승달 형상부로 공급되는 온도가 최대일 뿐만 아니라 주조 스트립에 초승달 형상이나 균열이 발생될 위험이 적어지게 된다.

상기 용융금속은 수용통부의 플로워 레벨에서 노즐 측 개구부(64)를 통해 노즐 수용통부(61)의 제일 바닥부로 유동하게 되고, 용융금속은 푸울면 바로 아래에서 서로 반대방향으로 향하는 제트 줄기로 주조 푸울에 유입되어 푸울의 초승달 형상부에서 주조 롤러면상에 충돌하게 되며, 노즐의 수용통부내에 어떠한 금속 덩어리도 잔류되지 않도록 용융금속이 바로 주조 푸울로 유입될 수 있는 유동속도를 가지도록 상기 유출 개구부(64)의 형상이 제어 되어 있다.

따라서 떨어지는 용융금속줄기(65)는 노즐 플로워(63)의 상면(85)에 바로 낙하되어 플로워와 플로워 홈(83)을 가로질러 외측으로 펼쳐지면서 상기 슬롯 개구부(64)내로 유입되게 되고, 상기와 같은 용융금속의 운동에너지를 확장운동으로 전환되는 성질을 향상시키기 위해 상기 분배기의 유출구(52)는 노즐의 측개구부(64)에 대해 노즐의 길이방향을 따라 엇갈리게 형성되어, 낙하되는 용융금속줄기(65)가 일련의 측 개구부쌍 사이의 소정부위에서 노즐 플로워상에 충돌하게 되며, 이에 따라 상기 용융금속줄기는 수용홈(83)사이에 배열된 플로워(97)의 평평한 부위에 충돌시키게 된다.

그리고 주조 푸울이 공급 노즐의 바닥부 바로 위 레벨까지 상승하도록 만들어서 주조 푸울면이 노즐의 수용통부의 플로워 바로 위에 있으면서 수용통부내에 있는 용융금속면과 동일한 레벨로 있게 만들고, 이러한 상태하에서 매우 안정된 푸울을 얻을 수 있으며, 상기 유출개구부가 충분한 각도로 하방으로 경사진다면 정지된 푸울면을 얻을 수 있게 되며, 상기 노즐의 길이방향을 따라 측 개구부의 외측 및 하방 경사각도를 변화시키면 초승달 모양부위에서 열전달을 향상시키기 위해 푸울의 외측부가 보다 교란상태에 있는 동안에 카메라나 혹은 다른 센서를 매개로 감지할 수 있는 푸울 레벨면에 정지된 부위를 만들 수 있게 된다.

또 상기 노즐의 측 개구부의 경사각도를 변화시키면 노즐의 양쪽 선단부 지역보다 노즐의 중앙부위에서 교란이 심화되어 푸울 표면에 있는 슬래그를 푸울의 가장자리로 밀어 보내서 스트립의 외측 가장자리에 응고되게 할 수 있고, 이렇게 응고된 슬래그는 차후의 다듬질 공정에 떼어버릴 수 있게 되며, 이러한 목적을 달성하기 위해 상기 측 개구부의 외측 및 하방 경사각도는 노즐의 중앙부위에서 매우 작은 각도로부터 점진적으로 노즐의 선단부쪽으로 향해 크게 변화시킬 수 있고, 상기 한 구조는 삼각 주입구가 사이드 댐 플레이트로부터 떨어진 상태로 유지되어 있기 때문에 삼각 주입선단부를 구비한 노즐을 사용하는 데에 매우 적합하게 된다.

상기 노즐의 측 개구부(64)를 2개의 절반 노즐부의 내측단부에 형성시키는 것이 매우 중요하고, 이렇게 하면 노즐의 중앙부위와 인접해서 푸울에 용융금속을 충분히 공급할 수 있을 뿐만 아니라 푸울에서 스컬트의 형성을 방지할 수 있게 된다.

상기 삼각 주입 리저버(88)는 분배기(18)로부터 최외측 2줄기(65)의 용융금속을 수용하게 되고, 상기 각 리저버(88)가 경사진 측면(92)의 바로 외측에서 평평한 플로워(91)상에 충돌하는 하나의 용융금속줄기를 수용할 수 있도록 분배기의 2개의 최외측 홀(52)이 적절히 배열되어 있으며, 상기와 같이 플로워(88)상에 용융금속이 충돌하게 되면 용융금속이 플로워를 가로질러서 외측으로 확장됨과 더불어 삼각 주입통로(95)를 통해 외측인 유출구(96)쪽으로 확장되고, 상기 유출구(96)는 사이드 댐의 면을 가로지르면서 닙쪽으로 주조 롤러의 선단부를 따라서 고온의 용융금속이 하방 및 내측으로 분출되게 한다.

상기 각 수용통부내에서 삼각 주입부는 용융금속의 얕고 넓은 푸울로 나아가고, 이 푸울의 높이는 벽(70)의 상단부(89) 높이에 의해 한정되며, 상기 리저버(88)가 용융금속으로 채워질때에 용융금속은 선단벽(89)위로 역류되면서 주 노즐 수용통부 유입되어, 상기 벽이 삼각 주입 리저버(88)내에서 금속 푸울의 깊이를 제어하는 댐 역할을 하게 되고, 상기 푸울의 깊이는 용융금속을 삼각 주입통로로 공급할 수 있도록 충분히 깊게 형성되어 용융금속의 일정한 유동을 유지할 수 있게 되므로, 상기 삼각 주입통로를 통해 고온의 용융금속이 매우 안정되고 균일하게 유동할 수 있게 된다. 상기와 같은 유동량의 제어는 스트립의 선단부를 적절히 형성시키는데에 매우 중요한 역할을 하게 되고, 상기 삼각 통로를 통해 용융금속이 과도하게 흐르면 스트립의 선단부에 버그가 형성되는 반면에 유동량이 작게 되면 스트립에 스컬트와 스네이크 에그가 형성되게 된다.

상기 삼각 주입구(87)의 하면(98)은 주조 푸울의 표면보다 높게 형성되어 삼각 주입부에서 푸울의 냉각을 방지할 수 있게 되고, 게다가 상기 하면(98)은 외측 및 상방향으로 경사지게 형성되어, 슬래그의 축적을 방지하거나 노즐의 선단부 바로 아래에서 덩어리가 걸리게 되는 것을 예방할 수 있으며, 상기와 같이 덩어리가 걸리게 되면 주조 푸울내의 가스나 김 등이 원활하게 배출되지 못하여 폭발의 위험이 있게 된다.

상기 서술한 장치는 몇가지 예를 들어 서술했지만, 본 발명이 서술한 장치의 기술 부분에만 한정되는 것은 아니고, 특히 본 발명에 있어서 비록 노즐의 바람직한 실시예로 서술되어 있지만 노즐의 수용통부에 상기 측 개구부를 형성시키는 데에만 한정되지 않으며, 상기 측 개구부를 오스트레일리아의 특허 출원 제96-60773호에 기재된 형태로 만들거나 혹은 노즐 수용통부의 바닥에 하나 혹은 다수개의 개구부를 형성시킬 수 있으며, 본 발명은 삼각 주입리저버로부터 용융 금속이 흘러 넘쳐서 상부가 개구된 주 공급노즐의 수용통부로 유입되는 다른 종류위 금속공급노즐로서 이용될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주조 푸울내로 용융금속을 보다 안정되게 유동시킬 수 있을 뿐만 아니라 주조 푸울내에서 용융금속의 교란이 발생되지 않게 되고, 노즐의 중앙부위와 인접해서 푸울에 용융금속을 충분히 공급할 수 있을 뿐만 아니라 푸울에서 스컬트의 형상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1쌍의 평행한 주조 롤러(16)와, 이 롤러들 사이에 형성된 닙(69), 이 닙 위에 주조 푸울(68)을 형성하기 위해 주조 롤러 사이의 닙 위에서 닙을 따라 연장되어 닙으로 용융금속을 공급하는 금속공급노즐(19), 분리된 용융금속줄기(65)로 노즐에 용융금속을 공급하기 위해 노즐 위에 배열된 분배기(18), 상기 닙의 선단부에 장착된 1쌍의 푸울 플레이트(56)를 갖추고, 상기 금속공급노즐(19)이 상기 분배기로부터 분리된 용융금속줄기(56)를 받기 위해 닙(69)의 길이방향을 따라 연장되면서 윗쪽이 개구된 수용통부(61)와 이 수용통부로부터 주조 푸울(68)내로 융금속을 공급하기 위한 수용통 개구수단(64)를 구비한 금속 스트립 주조장치에 있어서,

상기 노즐이 분배기로부터 용융금속줄기(65)를 각각 받는 노즐의 2개의 선단부에서 용융금속을 위해 리저버(88)를 구획짓는 외측단부(87)와, 상기 리저버의 용융금속을 푸울을 한정하는 선단 밀폐판(56)을 가로질러 하방으로 유동하는 용융금속줄기로 유도하기 위해 리저버로부터 연장된 유동통로(95)를 갖추고, 용융금속이 리저버(88)로부터 노즐의 수용통부(61)로 넘쳐 흐를 수 있는 정도 이상으로 리저버(88)내에 용융속을 최대한의 깊이로 축적시키는 분리수단에 의해 상기 각 리저버(88)가 노즐 수용통부(61)로부터 분리된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제1항에 있어서, 상기 분리수단이 수용통부의 외측 선단벽과 리저버의 내측 선단벽을 구성하는 직립된 벽(70)을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제2항에 있어서, 상기 직립벽(70)이 리저버내에서 용융금속의 댐 역할을 하여 상기 리저버(88)가 충분히 채워질 때에 용융금속이 그 상부 선단부(89)를 통해 수용통부내로 유동하도록 된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 리저버(88)가 수용통부보다 얕고 수용통부의 바다보다 높은 상부가 개구된 접시형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 선단부(87)의 하면이 주조 푸울보다 높게 배열되도록 노즐의 바닥 선단부보다 위에 위치된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제5항에 있어서, 상기 노즐 선단부(87)의 하면이 노즐 선단부에 대해 상방향 바깥으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐이 분배기로부터 노즐의 길이방향을 따라 다수의 용융금속줄기(65)를 수용하도록 된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐의 선단부(87)에 의해 수용되어지는 용융금속줄기(65)의 체적이 상기 윗쪽으로 개구된 수용통부(61)에 의해 수용되어지는 각 용융금속줄기(65)의 체적보다 크게 된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.

용융금속을 수용하기 위해 상부가 개구된 수용통부(61)와, 용융금속을 수용통부로부터 주조 푸울로 공급하기 위한 수용통부 개구수단, 노즐의 2개의 선단부에서 용융금속을 수용하기 위해 리저버(88)를 구획짓는 선단부(87), 상기 리저버의 용융금속을 노즐 선단부로부터 하방으로 유동하는 용융금속줄기로 유도하기 위해 리저버로부터 뻗은 유동통로(95)를 갖춘 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐에 있어서,

용융금속이 리저버(88)로부터 노즐의 수용통부(61)로 넘쳐 흐를 수 있는 정도 이상으로 리저버(88)내에 용융금속을 최대한의 깊이로 축적시키는 분리수단에 의해 상기 각 리저버(88)가 노즐 수용통부(61)로부터 분리된 것을 특징으로 하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.

제9항에 있어서, 상기 분리수단이 수용통부(61)의 외측 선단벽과 리저버의 내측 선단벽을 구성하는 직립된 벽(70)을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.

제9항에 있어서, 상기 직립벽(70)이 수용통부(61)의 상단부보다 낮은 상단부(89)를 갖추고서 리저버내에서 용융금속의 댐 역할을 하여 상기 리저버(88)가 충분히 채워질 때에 용융금속이 그 상단부(89)를 통해 수용통부내로 유동하도록 된 것을 특징으로 하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.

제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 리저버(88)가 수용통부(61)보다는 얕고 수용통부의 플로워(63)보다는 높은 상부가 개구된 접시형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주로 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.

제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 선단부(87)의 하면(98)이 노즐의 바닥 선단부보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.

제13항에 있어서, 상기 노즐 선단부의 하면(98)이 노즐 선단부에 대해 상방향 외측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로하는 1쌍의 롤러 캐스터의 주조 푸울로 용융금속을 공급하는 내화성의 노즐.