KR19990063212A - 박판주조시 스컴방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강 메니스커스부 표면 직상부에서 표면에 수평하게 분위기 가스를 분사하여 불활성 분위기를 유지하게 함게 동시에 발생된 스컴이 롤의 회전에 따라 발생하는 용강 유동류를 따라 응고셀에 혼입되지 못하도록 웨어댐을 설치하여 주편에 스컴이 발생되지 않도록 하므로써 양질의 주편을 제조하도록 개선된 박판 주조시 스컴방지 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 분위기 가스도관의 끝단부에 분위기 가스가 분출되도록 가스 분사구를 다수개 장착한 침지형 웨어댐; 메니스커스 실드내로 공급되는 분위기 가스의 충분한 예열을 위해서 가스 공급관의 전단에 장착된 주가스 예열장치와 메니스커스 내측 예열장치; 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 성분을 온 라인으로 측정할수 있는 가스 분석장치; 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 온도를 온 라인으로 측정할수 있는 가스 온도 측정장치; 및 메니스커스 실드내의 밀봉성을 강화하기 위하여 메니스커스실드의 측면 외부에 각각 형성된 밀봉용 공간;을 포함하는 박판 주조시 스컴방지 장치를 제공한다.

Description

박판 주조시 스컴방지 장치

본 발명은 철 및 비철 금속과 그 합금을 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤식 박판주조 장치에서 용강 표면 재산화에 의한 스컴 발생 방지를 위한 박판 주조시 스컴방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 용강 메니스커스부 표면 직상부에서 표면에 수평하게 분위기 가스를 분사하여 불활성 분위기를 유지하게 함게 동시에 발생된 스컴이 롤의 회전에 따라 발생하는 용강 유동류를 따라 응고셀에 혼입되지 못하도록 웨어댐을 설치하여 주편에 스컴이 발생되지 않도록 하므로써 양질의 주편을 제조하도록 개선된 박판 주조시 스컴방지 장치에 관한 것이다.

종래의 용강 공급 방법은 첨부된 도 1에 도시한 바와같이 박판 주조용 쌍롤(1)상부의 턴디쉬(2)에서 용강을 스토퍼(3)로 조절하면서 용강 주입 노즐(4)을 통해 용탕을 공급하며, 공급되는 용탕은 노즐(4) 토출구를 통해 용강 메니스커스쉴드(6)의 하부로 공급되고, 이 용강(5)이 롤(1)과 접촉하면서 응고셀(10)이 형성 성장하고 롤(1)의 회전에 의해 박판(12)을 형성한다.

종래의 스컴방지를 위한 방법으로서는 주조시에 혼입되는 스컴 발생을 방지하기 위해 도1 에 나타낸 바와같이 롤(1)의 상부를 메니스커스 실드(6)로 덮고 여기에 불활성 분위기 가스를 메니스커스 실드(6)의 상부 또는 측면에 설치된 1개 또는 소수의 분위기 가스도관(8) 및 분위기 가스 분사구(7)를 통해 용강(5)의 상부로 분사하여 용강의 재산화에 의한 재산화 생성물의 발생을 억제한다.

일본 공개특허 소62-130749호에서는 메니스커스의 상부에 밀폐형 상자를 만들고, 거기에 불활성 가스를 공급하는 방식에 관한 내용이며, 특개평 3-66459 호는 상기의 방식에서 1개의 분위기 가스 공급관을 통해 분위기 가스로서 Ar, N₂, CO, CO₂등을 공급하되, 개스의 공급전단에 가스 예열장치를 설치한 것에 대하여 기술하고 있다.

또한, 특개평 4-224053호에서는 스컴 방지용댐을 설치하되 고온에서 장시간 파손되지 않고 사용될수 있도록 내화물판을 배열하는 방법을 기술하고 있으며, 특개평 6-297111호 및 8-309489호에서는 탕면 메니스커스 부위를 외부공기 유입으로부터 차단하기 위한 부재의 설치 및 밀폐방법에 관하여 기술하고 있다.

그러나 상기와 같은 방법에서는 분위기 가스 분사구(7)가 1개 또는 소수인 경우로서 도관에서 주입되는 가스의 유량이 매우 크며 균일하게 주입되는 것이 쉽지 않고, 용강 표면까지의 분위기 가스 주입이 원활하지 않으면 용강 표면에서 고온 복사열의 가열에 의한 열팽창 가스의 상승류에 의해 용강 메니스커스(5)의 상부 용강 표면에서의 재산화 방지 역할을 하는 것이 쉽지 않다.

또한, 분위기 가스를 용강 표면에 충분히 접촉시키기 위해 상부에서 주입되는 분위기 가스 유량을 대폭 늘리는 경우는 오히려 증가된 가스 유량이 용강 표면의 현열을 빼앗아가면서 표면에 용강의 응고성 지금의 생성을 조장시킬 우려가 있다.

그리고 일단 생성된 스컴은 롤의 회전에 따른 용강 유동의 영향으로 롤응고셀쪽으로 쉽게 혼입되면서 주편표면에 스컴성 결함으로 잔류하며, 특히 이같은 결함이 큰 경우는 주조시 주편의 미응고에 의한 부풀음(벌징)이나 주편 파단이 발생하는 경우도 있다.

이와 같은 상기의 방법에서는 메니스커스내로의 분위기 가스의 공급의 필요성 또는 생성된 스컴의 혼입방지를 위한 댐의 설치에 대한 간략한 개념에 대하여 기술한 정도이며, 메니스커스내에서 실제 스컴의 발생과 밀접한 관련이 있는 분위기 개스의 균일한 분포 및 분위기 개스의 적절한 예열과 공급방안을 제시하지 못하는 것이다. 뿐만 아니라, 스컴방지를 위한 웨어댐의 설치등 스컴발생 및 혼입방지를 위한 체계적인 장치 및 방법들에 관한 기술이 부족하여 실제 박판(12)중의 스컴방지효과는 매우 제한적일수밖에 없다. 또한, 실제 박판주조에서의 스컴발생상황에 대하여 직접 피드백 받아 분위기 개스조건을 조절하여 스컴발생을 조절하는 실시간 제어의 개념은 전혀 반영되어 있지 못한 것이다.

따라서 상기와 같은 문제점을 반영하여 메니스커스내에서 불활성 분위기 가스를 적절히 공급함으로서 주편중의 표면결함이 없는 양호한 박판 주편을 얻기 위한 분위기 가스의 적절한 공급 및 적용 방안이 매우 중요하다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 스컴이 롤의 회전에 따라서 발생하는 용강 유동류를 따라서 응고셀에 혼입되지 않도록 하여 스컴이 표면에 존재하지 않는 양질의 주편을 제조하기 위한 박판 주조시 스컴방지 장치를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 항상 원하는 분위기 가스의 성분 및 온도를 일정하게 유지시킴으로서 스컴 발생이 없는 양질의 주편을 제조할수 있는 박판 주조시 스컴방지 장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 주편에서의 스컴을 촬영하고 그 분포를 분석할수 있으며, 그 분석 결과를 피드백하여 최적의 양호한 주편을 얻을수 있도록 개선된 박판 주조시 스컴방지 장치를 제공함에도 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래의 박판 주조시 분위기 가스 공급장치의 구성도;

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 박판 주조시 스컴방지 장치를 도시한 구성도;

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박판 주조시 스컴방지 장치를 도시한 구성도;

도 4는 도 3의 스컴방지용 웨어댐의 발췌 정면도;

도 5는 도 4의 웨어댐 침지부 발췌사시도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

1,1'.... 롤 2..... 턴디쉬

4..... 노즐 5..... 용강

6..... 메니스커스 실드 108... 가스 공급관

109... 가스 분사구 110... 산소농도측정장치

210... 가스예열장치 220... 가스분석장치

230... 가스온도측정장치 240... 온도자동 조절장치

270... 카메라 280... 화상기

300... 스컴 분석기

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 철 및 비철 금속과 그 합금을 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤식 박판주조 장치에서 용강 표면 재산화에 의한 스컴 발생 방지를 위한 박판 주조시 스컴방지 장치에 있어서,

분위기 가스도관의 끝단부에 분위기 가스가 분출되도록 침지형 웨어댐을 설치하고, 이 웨어댐의 하부에는 등간격으로 다수개 웨어댐침지부를 형성시키고, 이 웨어댐 침지부에는 상기 분위기 가스관을 매설하며, 이 웨어댐 분위기 가스관의 끝단부는 웨어댐 침지부의 양측으로 웨어댐 분위기가스 분사구를 형성시키도록 구성된 박판 주조시 스컴방지 장치를 마련함에 의한다.

그리고, 본 발명은 철 및 비철 금속과 그 합금을 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤식 박판주조 장치에서 용강 표면 재산화에 의한 스컴 발생 방지를 위한 박판 주조시 스컴방지 장치에 있어서,

분위기 가스도관의 끝단부에 분위기 가스가 분출되도록 가스 분사구를 다수개 장착한 침지형 웨어댐; 메니스커스 실드내로 공급되는 분위기 가스의 충분한 예열을 위해서 가스 공급관의 전단에 장착된 주가스 예열장치와 메니스커스 내측 예열장치; 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 성분을 온 라인으로 측정할수 있는 가스 분석장치; 주조중 분위기 가스의 현열보유 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 온도를 온 라인으로 측정할수 있는 가스 온도 측정장치; 및 메니스커스 실드내의 밀봉성을 강화하기 위하여 메니스커스실드의 측면 외부에 각각 형성된 밀봉용 공간;을 포함함을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 스컴이 롤(1)(1')의 회전에 따라서 발생하는 용강 유동류를 따라서 응고셀(10)에 혼입되지 않도록 하여 스컴이 표면에 존재하지 않는 양질의 주편(12)을 제조하기 위한 박판 주조시 스컴방지 장치(100)인 것이다.

상기 도 2에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 박판 주조시 스컴방지 장치(100)는 메니스커스 실드(6)의 하부에 스컴 방지용 웨어댐(106)을 수직으로 설치하고, 웨어댐(106)의 내부에 웨어댐 분위기 가스관(108) 및 웨어댐 분위기 가스 분사구(109)를 설치하며, 웨어댐(106)의 하부를 용강에 침지한 후, 용강(5)의 표면 직상부에서 용강 표면에 수평한 방향으로 분위기 가스를 분사하도록 배치된다.

그리고, 불활성 분위기를 유지하게 함과 동시에 발생된 스컴이 롤(1)(1')의 회전에 따라 발생하는 용강 유동류를 따라 응고셀(10)에 혼입되지 못하도록 상기 웨어댐(106)이 위치하는 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 본 발명의 제 1실시예에 따른 박판 주조시 스컴방지 장치(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 웨어댐(106)을 설치하며, 상기 웨어댐(106)의 내부에는 웨어댐 분위기 가스관(108) 및 웨어댐 분위기 가스 분사구(109)를 설치한다. 또한, 상기 웨어댐(106)의 침지부(106a)는 빗살 모양으로 일부분을 개방하여 이 틈으로 용강의 일부가 롤(1)(1')측으로 공급될수 있는 것이다.

그리고, 웨어댐(106)의 침지부(106a)를 용강에 침지한 후 용강(5)의 표면 지상부에서 표면에 수평한 방향으로 분위기 가스를 분사하여 용강 표면에서 불활성 분위기가 충분히 형성되게 하므로써 스컴 생성을 억제하고, 동시에 주입되는 가스의 양을 최소화하여 용강현열의 과도한 빼앗김에 의한 응고성 지금의 생성을 방지하며 가스공급 원가의 저하를 추구하고자 한다.

최적의 분위기 가스 공급조건을 유지하기 위해서는 분위기중에서 재산화를 일으키는 산소의 함량을 온라인으로 측정하는 연속식 산소 가스 분석기(110)를 메니스커스 실드(6)에 설치하고, 주조중 재산화성 스컴이 생성되지 않도록 불활성 가스 공급관(108)의 유량을 자동으로 조절하는 불활성가스 자동 유량 조절밸브(111)을 설치한다.

이와같이 구성된 본 발명은 도 2 및 도 4와 도 5에서 도시한 바와같이, 용강 공급 노즐(4)과 메니스커스 실드(6)로 구성된 용강 분위기 형성부에서 스컴 방지용 웨어댐(106)을 용강주입 노즐(4)과 평행하게 롤길이방향에 걸쳐 배열하고, 웨어댐(106)의 하단 침지부(106a)를 용강중에 침지하여 스컴 혼입방지 역할을 도모한다.

이때 웨어댐(106)의 침지부(106a)는 빗살 모양으로 형성됨으로서 이 틈으로 노즐(4)에서 공급된 용강의 일부가 롤(1)측으로 공급되도록 한다.

만일, 상기와는 다른 완전히 막힌 웨어댐(106)을 침지하면 용강 주입 노즐(4)에서 공급되는 용강이 직접 롤(1)측으로 공급되지 못하고, 웨어댐 침지부(106a)의 하부를 돌아 롤(1)상부쪽으로 집중적으로 공급되면서 롤(1)(1')상부에서의 용강 (5) 유속이 빨라져서 요동이 매우 심해지기 때문에 적절하지 않다.

그리고, 용강 공급의 균형을 맞추기 위해 웨어댐(106)과 에지댐(20)사이의 간격으로 용강(5)이 과도하게 공급되면서 주편 에지측의 미응고 현상이 발생하거나 형성된 스컴이 에지측으로 집중되면서 주조 불량을 야기하는 경우도 있기 때문이다.

그러나, 웨어댐(106)을 본 발명에서와 같이 일부 개방형으로 하면 도 4에서 나타낸 바와같이 웨어댐(106) 침지부(106a) 사이의 개방된 간격 d의 크기를 적절히 설정함에 따라 용강 공급이 원활하게 됨과 동시에, 일정 크기 이상의 스컴이 응고셀(10)로 혼입되지 않게 할 수 있다. 주조시 문제가 되는 스컴의 크기는 제한되어 있어서 매우 작은 스컴은 두께도 매우 얇으며, 응고성 지금도 수반되지 않는다. 따라서, 주편(12)표면에 혼입되는 경우도, 주편의 인발시에 고온 표면 산화막의 형성과 함께 제거되어 주편 표면에 표면 결함으로 잔류되지 않는다.

또한, 본 발명은 용강 표면에서 발생되는 스컴을 억제하기 위한 보다 적극적인 방법으로서 종래와 같이 메니스커스 실드(6) 상부에서 다량의 분위기 가스를 공급하여 과도한 용강 현열을 빼앗아 용강 응고성 지금이 생성되거나 용강 표면에서 불활성 분위기가 충분히 형성되지 않아 스컴이 생성되는 것을 방지하기 위해 도 4 및 도 5에서와 같이 웨어댐(106)의 내부에 웨어댐 분위기 가스관(108) 및 웨어댐 분위기 가스 분사구(109)를 설치하고, 웨어댐(106)의 하부를 웨어댐(106) 침지부(106a)와 같이 용강에 침지한 후, 용강 메니스커스부(5) 표면 직상부에서 표면에 수평한 방향으로 분위기 가스를 분사하여 용강 표면에서 불활성 분위기가 충분히 형성되게 하므로써 스컴 생성을 억제한다.

그리고, 최적의 분위기 가스 공급 조건을 유지하기 위해서는 분위기중에서 재산화를 일으키는 산소의 함량을 온라인으로 측정하는 연속식 산소 가스 분석기(110)를 설치하고 주조중 재산화성 스컴이 생성되지 않도록 불활성 가스 공급 유량을 자동으로 조절하는 불활성 자동 유량 조절밸브(111)을 설치한다. 이는 상기 산소가스 분석기(110)에서 산소농도를 측정하여 일정치 이상이 되면, 상기 불활성 자동 유량 조절밸브(111)의 개로를 크게 열어줌으로서 보다 많은 불활성 가스가 유입되도록 하여 메니스커스 실드(6)내의 공기를 외부로 밀어 배출하고, 산소를 제거시키는 것이다.

본 발명의 제 1실시예는 웨어댐(106) 및 웨어댐 분위기 가스관(108), 분위기 가스분사구(109)을 이용하여 다음과 같이 주조에 적용한다. 주조전에 메니스커스 실드(6)에 웨어댐(106)을 장착시킨 분위기 가스 형성부를 설치한 후, 용강이 준비가 되면, 예열이 완료된 용강 주입 노즐(4)를 메니스커스 실드(6)의 상부로 부터 삽입하고, 노즐(4)과 메니스커스 실드(6)사이에 틈이 생기지 않도록 머드 등의 밀봉재를 사용하여 완벽하게 밀봉한다.

그리고, 초기 스컴생성을 방지하기 위해서는 용강이 노즐을 통해 주입되기전에 분위기 가스 분사구(109)를 통해 충분한 양의 분위기 가스를 주입하여 메니스커스내의 산소 분압을 0.5% 이내로 유지해야 한다.

일정 함량이하로 산소가 유지되면 노즐(4)을 통해 용강을 공급하면서 용강을 일정한 수준으로 유지하여 웨어댐(106)의 일부가 침지되도록 조절한다. 웨어댐(106) 침지부(106a)는 침지부간의 사이 간격이 일정한 간격 d 이하로 되도록 설치하고 침지부(106a)가 용강에 침지되었을 때 용강이 상기 간격 d 을 통해 롤(1)에 공급될 수 있도록 한다.

공급되는 용강의 유동 양상 및 스컴의 혼입 양상을 고려하면서 개공부의 간격 d를 최적 간격으로 사전에 조정하면 바람직하다. 주조중 산소 분압은 연속식 가스 분석기(110)를 사용하여 온라인으로 측정하며, 측정 결과에 따라 산소 함량이 일정치 이하로 유지되도록 산소 가스 함량을 피드백받아 불활성가스 자동 유량 조절밸브(111) 사용하여 불활성개스유량을 자동 조절한다.

이와같이 하므로서, 분위기 가스의 공급을 적정화하여 메니스커스 내부의 불활성 분위기를 유지하여 용강 표면에서의 스컴 발생을 억제하고 표면 품질에 악영향을 미치는 크기 이상의 스컴은 주편 응고셀(10)에 혼입되지 않도록 하면서, 롤(1)(1') 표면에서의 용강 요동을 최소화 하므로써 스컴등의 표면 결함이 없는 양호한 주조 박판을 얻을수 있다.

한편, 도 3에는 본 발명의 제 2실시예에 따른 박판 주조시 스컴방지 장치(200)가 도시되어 있다. 이는 메니스커스 실드(6)내의 분위기 가스 공급관(108)을 통하여 분기되는 분위기 가스 분사구(109)를 메니스커스 실드(6)의 내부에 다수 분포시켜 분위기 가스의 공급이 매우 균일하게 이루어지도록 하고, 공급되는 가스 공급관(108)의 전단에 가스의 충분한 예열을 위해서 주 가스 예열장치(210)를 장착하고, 가스 공급관(108)의 최종단부에 별도의 메니스커스 실드(6) 내측 측부 및 상부 예열장치(212)를 형성시켜 고온의 가스예열이 이루어지도록 한다.

또한, 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 성분을 온 라인으로 측정할수 있는 가스 분석장치(220) 및 가스 온도 측정장치(230)를 설치하고, 측정 결과를 가스 자동유량밸브(225) 및 예열온도 자동조절장치(240)에 피드백하여 항상 원하는 값의 범위로 가스성분 및 온도를 유지시키는 것이다. 그리고 메니스커스 실드(6)내의 밀봉성을 강화하기 위하여 메니스커스실드(6)의 측면 외부에 별도의 밀봉용 공간(260)을 설치하여 분위기 가스를 가스 자동유량 조절밸브(262)를 통해 공급하여 공기 유입을 차단하는 것이다.

한편, 상기에서 주 가스 예열장치(210)와 메니스커스 실드(6) 내측 측부 및 상부 예열장치(212)들은 각각 전원에 의해서 가열되는 전기저항식 가열코일들을 내장한 히터 방식으로서 별도의 전원(미도시)으로부터 전원을 공급받게 된다.

또한, 상기와 같은 메니스커스부의 자동 제어장치에 더하여 주편(12)의 스컴을 촬영하는 주편 스컴 촬영용 카메라(270) 및 스컴 분포 화상기(280), 스컴 분포를 분석할 수 있는 스컴분석기(300)도 같이 설치하여 분석 결과를 개스 조절 유량 밸브(225)에 피드백하므로써 스컴 발생이 없는 양호한 분위기 개스 공급 조건을 도출하여 개스 유량 조절장치(225)에 적절한 값의 범위가 설정될 수 있도록 한다.

그리고, 메니스커스 상부의 개스 분위기를 균일하게 유지하고, 메니스커스 실드(6)상부에서 다량의 분위기 개스를 공급하여 과도한 용강 현열을 빼앗아 용강 응고성 지금이 생성되거나 용강 표면에서 불활성 분위기가 충분히 형성되지 않아 스컴이 생성되는 것을 방지하기 위해 도2, 도 4 및 도 5에 도시한 바와같이 웨어댐(106)의 내부에 웨어댐 분위기 개스관(108) 및 웨어댐 분위기 개스 분사구(109)를 설치하고, 웨어댐(106)의 하부를 용강에 침지한 후 용강 매니스커스부(5)표면 지상부에서 표면에 수평한 방향으로분위기 개스를 분사하여 용강 표면에서 불활성 분위기가 충분히 형성되게 하므로써 스컴 생성을 억제하는 것이다.

이때, 상기 웨어댐(106)의 침지부(106a)는 제 4 도에서와 같이 빗살 모양으로 일부분을 개방하여 이 틈으로 노즐에서 공급된 용강의 일부가 롤측으로 공급되도록한다.

본 발명은 상기와 같이 구성된 메니스커스 쉴드(6)내의 다수의 분위기 개스 공급관(108), 웨어댐(106), 상기 가스 공급관(108)에 장착된 주 고온 개스 예열장치(210) 및 메니스커스내 예열 장치(212)와 분위기 개스 분석장치(220) 및 개스 온도 측정장치(230), 개스 자동 유량조절장치(225)및 예열온도 자동조절장치(240), 주편 스컴 촬영용 카메라(270) 및 스컴 분포 화상기(280), 스컴 분석기(300)등을 이용하여 다음과 같이 주조에 적용한다.

먼저, 주조전에 턴디쉬(2)는 용강을 담지 않은 상태로 예열위치에서 이동하여 메니스커스 실드(6)의 상부 용강 주입노즐(4)의 삽입구를 통해 삽입된 후, 노즐(4)과 메니스커스 실드(6)사이의 밀봉을 위해 노즐 갭 밀봉재(321)을 설치한다. 이 때, 메니스커스 실드(6)와 롤(1)(1')과의 접촉부는 롤(1)(1')의 회전을 위한 틈새를 밀봉하기 위해 고온용 고무 밀봉재(310)(310')를 사용하여 롤(1)(1') 손상이 없는 상태로 완벽한 밀봉이 이루어지도록 한다.

이와같이 준비된 상태로 턴디쉬(2)에서 용강이 용강 주입 노즐(4)을 통해 공급되기 전에 메니스커스 실드(6)의 내부에는 공기가 불활성 분위기 개스로 완전히 치환되지 못하고 상당량의 산소가 존재하므로 주조전 초기 단계에서는 개스 분석장치(220)를 통해 개스 성분을 분석하여 개스중의 산소 분압이 0.5% 이내로 되도록 개스 자동 유량 조절장치(225)를 작동하여 다량의 불활성개스가 메니스커스 실드(6)내로 공급되도록 한다.

그러나 다량의 개스가 공급되면 상대적으로 개스의 온도가 떨어져 용강중의 스컴 및 용강 응고성 스컬(Skull)이 생성될 가능성이 있으므로 개스온도측정장치(230)에서 온도를 측온하여 온도가 낮을 경우에는 예열온도 조절장치(240)에서 설정한 온도 이상이 되도록 예열 장치(210)(212)의 전력을 높혀 분위기개스의 온도를 적정값이상으로 유지한다. 또한 매니스커스 실드(6)내의 밀봉을 강화하기 위해 메니스커스실드(6)의 측면 외부에 별도의 밀봉용 공간(260)을 설치하여 분위기 개스를 개스 자동 유량 조절밸브(262)을 통해 공급하여 공기 유입을 차단한다.

이상과 같은 방법은 주조 중이나 주조 말기의 분위기가 불안정한 어떤 경우에도 동일한 방법으로 적용이 가능하다. 예를들어 주조중 메니스커스 실드(6)의 밀봉이 불안정하여 분위기가 악화되거나 에지댐(20)의 벌어짐이 지나쳐 그 사이로 외부 공기의 유입이 이루어지는 경우, 또는 주조 말기 잔탕이 메니스커스 실드(6) 부위에 잔류하면서 외부에서 공기 유입이 개시되는 경우에도 상기와 같은 공정을 거쳐 분위기 개스유량 및 예열을 적정하게 조절할 수 있다.

특히, 주조중에는 이상과 같은 공정에 추가하여 주조롤(1)(1')의 하부에 설치된 주편스컴 촬영용 카메라(270), 화상기(280), 분석기(300)등을 통해 박판(12)중의 스컴 분포 및 스컴량이 실시간으로 측정 분석되어 피드백 될 수 있으므로 각 주조시의 독특한 변수들, 예를들어 강종, 화학성분, 주조 온도등에 따라 스컴 생성을 억제할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명에 의하면, 메니스커스 실드(6)내의 개스중의 산소 분압이 달라지는 경우에도, 그 값이 측정될 수 있으므로 그 측정치를 직접 피드백 받아 주조전 미리 설정된 일정한 범위로 산소분압을 제어하지 않고, 각 주조시마다의 상황에 맞추어 산소 분압을 적절히 제어할 수 있도록 개스 자동 유량 조절장치(225)를 제어하는 것이다. 따라서, 스컴의 발생이 방지된 양호한 박판 주편의 표면 품질을 얻을수 있는 매우 유용한 방안이 될 수 있다.

한편, 상기 스컴 방지용 웨어댐(106)은 생성된 스컴의 혼입을 방지하는 용도로 사용될 수 있으며, 상기와 같이 주조 초기에 일정 함량 이하로 산소가 유지되면 노즐(4)을 통해 용강을 공급하면서 용강을 일정한 수준으로 유지하여 웨어댐(106)의 일부가 침지되도록 조절한다. 이때, 웨어댐(106)의 침지부(106a)는 간격이 일정한 간격 d 이하로 되도록 개공부를 설치하고, 침지부가 용강에 침지되었을 때 노즐(4)로부터 용강이 개공부를 통해 롤(1)(1')에 공급될 수 있도록 한다. 이와 같이 공급되는 용강의 유동 양상 및 스컴의 혼입 양상을 고려하면서 개공부의 간격 d을 최적 간격으로 사전에 설정할수 있다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 용강 표면에서의 스컴 발생을 최대한 억제하고, 발생된 스컴도 표면 품질에 악영향을 미치는 것들이 주편 응고셀(10)에 혼입되지 않도록 하면서 롤(1)(1')표면에서의 용강요동을 최소화하므로써 양호한 품질의 주편을 얻을수 있다.

따라서, 본 발명은 메니스커스 실드(6)의 하부에 스컴 방지용 웨어댐(106)을 수직으로 설치하고, 웨어댐(106)의 내부에 웨어댐 분위기 가스관(108) 및 웨어댐 분위기 가스 분사구(109)를 설치하고, 웨어댐(106)의 하부 침지부(106a)를 용강에 침지한 후, 용강 메니스커스(5) 표면 직상부에서 표면에 수평하게 분위기 가스를 분사하여 불활성 분위기를 유지하게 한다. 그리고, 메니스커스 실드(6)내에서 발생된 스컴이 롤(1)(1')의 회전에 따라 발생하는 용강 유동류를 따라 응고셀(10)에 혼입되지 못하도록 웨어댐(106)을 설치하기 때문에, 주편(12)에 스컴이 발생되지 않도록 하므로써 양질의 주편을 제조하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 메니스커스 실드(6)내의 분위기 가스 공급관(108)을 통하여 분기되는 분위기 가스 분사구(109)를 메니스커스 실드(6)의 내부에 다수 분포시켜 분위기 가스의 공급이 매우 균일하게 이루어지도록 하고, 공급되는 가스 공급관(108)의 전단에 가스의 충분한 예열을 위해서 주 가스 예열장치(210)(212)를 장착하는 것이다.

또한, 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 성분을 온 라인으로 측정할수 있는 가스 분석장치(220) 및 가스 온도 측정장치(230)를 설치하고, 측정 결과를 피드백하여 항상 원하는 값의 범위로 가스성분 및 온도를 유지시키는 것이고, 메니스커스실드(6)의 측면 외부에 별도의 밀봉용 공간(260)을 설치하여 분위기 가스로서 공기 유입을 차단하는 것이다.

또한, 주편(12)의 스컴을 촬영하는 주편 스컴 촬영용 카메라(270) 및 스컴 분포 화상기(280), 스컴 분포를 분석할 수 있는 스컴분석기(300)도 같이 설치하여 분석 결과를 피드백하므로써 스컴 발생이 없는 양호한 분위기 개스 공급 조건을 도출하는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 스컴이 롤의 회전에 따라서 발생하는 용강 유동류를 따라서 응고셀(10)에 혼입되지 않도록 하여 스컴이 내부에 존재하지 않는 양질의 주편을 제조할수 있는 것이다. 그리고 본 발명은, 항상 원하는 분위기 가스의 성분 및 온도를 일정하게 유지시킴으로서 메니스커스 실드내에서 스컴 발생이 없는 양질의 주편을 제조할수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 주편에서의 스컴을 촬영하고 그 분포를 분석할수 있으며, 그 분석 결과를 피드백하여 스컴발생을 방지함으로서 최적의 양호한 주편을 얻을수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 철 및 비철 금속과 그 합금을 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤식 박판주조 장치에서 용강 표면 재산화에 의한 스컴 발생 방지를 위한 박판 주조시 스컴방지 장치에 있어서,

   분위기 가스관(108)의 끝단부에 분위기 가스가 분출되도록 침지형 웨어댐(106)을 설치하고, 이 웨어댐(106)의 하부에는 등간격으로 다수개 웨어댐침지부(106a)를 형성시키고, 이 웨어댐 침지부(106a)에는 상기 분위기 가스관(108)을 매설하며, 이 웨어댐 분위기 가스관(108)의 끝단부는 웨어댐 침지부(106a)의 양측으로 웨어댐 분위기가스 분사구(109)를 형성시키도록 구성된 박판 주조시 스컴방지 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 웨어댐(106) 침지부(106a)는 빗살형의 구조를 갖추고, 그 사이의 개방된 간격 d의 크기를 적절히 설정함에 따라 용강 공급이 원활하게 됨과 동시에, 일정 크기 이상의 스컴이 응고셀(10)로 혼입되지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치.
3. 제 1항에 있어서, 메니스커스 실드(6)에 장착되어 최적의 분위기 가스 공급조건을 유지하기 위해서 메니스커스 실드(6)내의 재산화를 일으키는 산소의 함량을 온라인으로 측정하는 연속식 산소 가스 분석기(110)를 추가 포함하고, 주조중 재산화성 스컴이 생성되지 않도록 불활성 가스 공급관(108)의 유량을 자동으로 조절하는 불활성가스 자동 유량 조절밸브(111)를 추가 포함함을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치.
4. 철 및 비철 금속과 그 합금을 용탕에서 직접 박판으로 제조하는 쌍롤식 박판주조 장치에서 용강 표면 재산화에 의한 스컴 발생 방지를 위한 박판 주조시 스컴방지 장치에 있어서,

   분위기 가스도관의 끝단부에 분위기 가스가 분출되도록 가스 분사구를 다수개 장착한 침지형 웨어댐(106); 메니스커스 실드(6)내로 공급되는 분위기 가스의 충분한 예열을 위해서 가스 공급관(108)의 전단에 장착된 주가스 예열장치(210)와 메니스커스 내측 예열장치(212); 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 성분을 온 라인으로 측정할수 있는 가스 분석장치(220); 주조중 분위기 가스의 불활성 정도를 파악하기 위하여 분위기 가스의 온도를 온 라인으로 측정할수 있는 가스 온도 측정장치(230); 및 메니스커스 실드(6)내의 밀봉성을 강화하기 위하여 메니스커스 실드(6)의 측면 외부에 각각 형성된 밀봉용 공간(260);을 포함함을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 가스 분석장치(220) 및 가스 온도 측정장치(230)들은 측정 결과를 가스 자동유량밸브(225) 및 예열온도 자동조절장치(240)에 피드백하여 항상 원하는 값의 범위로 가스성분 및 온도를 유지시키도록 구성됨을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 주조롤(1)(1')의 하부에 설치된 주편스컴 촬영용 카메라(270)와 화상기(280)및 분석기(300)등을 추가포함하여 주편(12)중의 스컴 분포 및 스컴량이 실시간으로 측정 분석되어 피드백 될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 박판 주조시 스컴방지 장치.