KR20010055475A

KR20010055475A - 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치

Info

Publication number: KR20010055475A
Application number: KR1019990056690A
Authority: KR
Inventors: 문희경; 강태욱; 정한남
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사; 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100419626B1

Abstract

본 발명은 쌍롤형 박판주조기에서 금속용탕의 산화를 방지하기 위해 탕면을 덮어주는 탕면커버의 내부분위기를 비산화성으로 유지시킬 때 탕면커버가 설치되는 쌍롤 및 에지댐사이의 실링을 완벽하게 할수 있는 쌍롤형 박판주조기의 분위기 실링장치에 관한 것이다.

본 발명은 쌍롤(3)(3a)의 상부와 대응하는 탕면커버(7)하부면과, 상기 에지댐(4)의 상부와 대응하는 탕면커버(7)하부면에 각각 제 1,2실링홀더(71)(81)가 교체가능하게 장착되며, 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)에는 개폐밸브(76a)(86a)를 갖는 공기주입라인(76)(86)과 연결되어 공급되는 공기압에 의해서 부피팽창되는 제 1,2탄력성튜브(72)(82)가 장착되며, 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)의 하부에는 제 1,2이동판(75)(85)을 경계로 하여 상기 쌍롤(3)(3a)상부면과 롤폭방향으로 접해지고, 상기 에지댐(4)의 댐홀더(4a)와 댐폭방향으로 접해지는 제 1,2실링부재(73)(83)가 장착되는 한편, 상기 공기주입라인(76)(86)은 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내의 공기압력을 검출하는 압력계(77)(87)를 갖추어 구성하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치를 제공한다.

Description

쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치{DEVICE FOR SEALING ATMOSPHERE GAS IN TWIN ROLL STRIP CASTING MACHINE}

본 발명은 내부가 수냉되는 한쌍의 주조롤(이하 쌍롤이라한다.)사이로 용융된 금속을 주입하여 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에서 금속용탕의 산화를 방지하기 위해 탕면을 덮어주는 탕면커버의 내부분위기를 비산화성으로 유지시킬 때 탕면커버가 설치되는 쌍롤 및 에지댐사이의 실링을 완벽하게 할수 있는 쌍롤형 박판주조기의 분위기 실링장치에 관한 것이다.

일반적으로 쌍롤형 박판주조기는 도 1에 도시한 바와같이, 턴디쉬(1)의 용강을 용강주입용 주입노즐(2)을 통하여 미도시된 구동장치에 의해서 서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤(3)(3a)사이로 주입하여 마주하는 쌍롤(3)(3a)과 에지댐(3)사이에 용탕풀(5)을 형성하고, 회전하는 롤(3)(3a)과 용강의 접촉을 통하여 용강을 급속응고하여 응고쉘(6)을 형성하면서 박판(20)을 주조하는 설비이다.

그리고, 주조중 용탕풀(5)의 탕면과 접촉하는 기체중에 함유된 산소로 인하여 용탕이 산화되는 것을 방지하기 위하여 상기 쌍롤(3)(3a) 상부의 일부와 양측 에지댐(4)의 상부를 포함하는 면적에 대하여 탕면을 덮어주는 탕면커버(7)를 설치하고, 그 아래와 탕면사이의 공간을 비산화성가스로 치환하여 주는 방법을 일반적으로 사용하고 있다.

이러한 경우 탕면의 용탕이 비산화성가스와 접촉하게 되므로 용융금속의 산화를 최대한 억제하여 우수한 품질의 박판(20)을 주조할수 있는 것이다.

도 1에서 미설명부호 8,9는 롤(3)(3a)과 탕면측으로 비산화성가스를 각각 공급할수 있도록 상기 탕면커버(7)에 장착되는 가스공급구(8)(9)이다.

상기와 같이 탕면의 상부공간을 비산화성 분위기로 형성하기 위한 탕면커버에 관련된 특허는 일본특개평 6-29711호, 일본특개평 7-204794호, 일본특개평 8-309489호, 일본특개평 9-29397호등에 개시되어 있다.

특히 일본특개평 9-29397호에서 제시된 실링커튼을 살펴보면 쌍롤의 폭이 넓으면 아무리 내부압력에 의해 실링커튼이 눌린다고 할지라도 쌍롤의 폭방향으로 균일하게 커튼이 밀착되기 어렵다.

이는 용탕풀의 용탕 복사열로 인하여 커튼의 열변형이 수반되기 때문이다. 또한, 장시간 주조할 경우 커튼과 쌍롤의 마찰로 인하여 커튼의 하단부가 마모되기 때문에 일정시간이 경과하면 실링이 전혀 안되어 용탕의 산화를 완벽하게 방지할 수 없었다. 이에 따라 완벽한 실링을 위해서 주기적으로 마모된 차폐커튼(11)을 빈번하게 교체해야만 하는 문제점이 있었다.

또한, 도 1에 도시한 바와같이, 쌍롤(3)(3a)표면에 폭방향으로 접촉하여 탕면커버(7)와 쌍롤(3a)(3b)표면을 차폐할수 있도록 내열천으로 이루어진 차폐커튼(11)과, 에지댐(4)상부에 있는 에지댐홀더의 브라켓과 탕면커버(7)사이를 차페하는 또다른 차폐커튼(미도시)를 갖추어 탕면상부와 탕면커버(7)사이의 분위기가스공간을 비산화성가스로 채우게 되어 있으나, 쌍롤(3)(3a)의 폭방향으로 균일하게 차폐하는 것이 곤란하였다.

즉, 비산화성가스인 질소가 공급되는 분위기가스공간의 내부압력이 외부 대기압보다 약 0.1기압이 높은 상태로 주조를 실시하면, 상기 분위기가스공간의 압력이 외부 대기압보다 상대적으로 높기 때문에 초기에 상기 차폐커튼(11)은 쌍롤(3)(3a)외주면에 밀착되는 듯하지만 일정시간이 경과하면 용강의 복사열을 받아 변형되어 롤전폭으로의 밀착성이 저하되어 외부로부터 외기의 유입이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은, 쌍롤 상부면에서 롤전폭 그리고 에지댐의 상부에서 에지댐전폭과 균일한 접촉을 유지하면서 주조중 실링재의 밀착이 항상 일정하게 유지되어 탕면상부공간의 분위기가스공간을 외기유입이 없도록 완벽하게 실링할수 있는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 쌍롤형 박판주조기에서 차폐커튼을 이용하여 분위기가스를 실링하는 것을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치와 쌍롤사이에서이루어지는 실링을 도시한 작업상태도,

도 3은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치와 에지댐사이에서 이루어지는 실링을 도시한 작업상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3,3a ... 쌍롤 4 ..... 에지댐

4a ..... 댐홀더 5 ..... 용탕풀

7 ...... 탕면커버 8,9 ... 가스공급구

71,81 ... 제 1,2실링홀더 72,82 ... 제 1,2탄성성튜브

73,83 ... 제 1,2실링부재 75,85 ... 제 1,2이동판

76,86 ... 공기주입라인 77,87 ... 압력계

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은,

서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤과, 용탕풀을 형성하도록 상기 쌍롤 양단에 설치되는 에지댐과, 상기 용탕풀의 상부에 분위기가스공간을 형성하도록 설치되는 탕면커버를 갖추어 쌍롤사이로 용강을 통과시켜 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서,

상기 쌍롤의 상부와 대응하는 탕면커버하부면과, 상기 에지댐의 상부와 대응하는 탕면커버하부면에 각각 제 1,2실링홀더가 교체가능하게 장착되며, 상기 제 1,2실링홀더에는 개폐밸브를 갖는 공기주입라인과 연결되어 공급되는 공기압에 의해서 부피팽창되는 제 1,2탄력성튜브가 장착되며, 상기 제 1,2탄력성튜브의 하부에는 제 1,2이동판을 경계로 하여 상기 쌍롤상부면과 롤폭방향으로 접해지고, 상기 에지댐의 댐홀더와 댐폭방향으로 접해지는 제 1,2실링부재가 장착되는 한편, 상기공기주입라인은 상기 제 1,2탄력성튜브내의 공기압력을 검출하는 압력계를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치와 쌍롤사이에서이루어지는 실링을 도시한 작업상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치와 에지댐사이에서 이루어지는 실링을 도시한 작업상태도이다.

본 발명의 분위기가스 실링장치(90)는 도 2와 3에 도시한 바와같이, 박판주조시 용강풀(5)의 탕면과 탕면커버(7)상의 분위기가스공간을 외부로부터 산소를 포함하는 외기의 유입이 없도록 완벽하게 밀폐하여 용탕풀(5)에서의 용탕산화를 방지하는 것으로서, 이러한 장치(90)는 제 1,2실링홀더(71)(81), 제 1,2탄성튜브(72) (82), 제 1,2실링부재(73)(83) 및 공기주입라인(76)(86)등으로 이루어져 있다.

즉, 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)는 상기 쌍롤(3)(3a)의 롤폭방향 그리고 상기 에지댐(4)의 댐폭방향과 각각 나란하게 설치되는 Ｈ형강부재로서, 상기 제 1실링홀더(71)는 서로 반대방향으로 회전하는 상기 쌍롤(3)(3a)의 상부와 서로 대응하는 탕면커버(7)의 양측변 하부면에 미도시된 체결부재로써 교체가능하게 조립되며, 상기 제 2실링홀더(81)는 상기 쌍롤(3)(3a)의 양단을 밀폐하는 각 에지댐(4)상부에 설치되는 댐홀더(4a)와 서로 대응하는 탕면커버(7)의 또다른 양측변 하부면에 미도시된 체결부재로써 교체가능하게 조립된다.

그리고, 상기 쌍롤(3)(3a), 에지댐(4)과 나란하게 대응설치되는 제 1,2실링홀더(71)(81)의 격벽(71a)(81a)하부공간에는 상기 탕면커버(7), 격벽(71a)(81a)을 관통하여 연장되고, 공기흐름을 개폐하는 개폐밸브(76a)(86a)를 갖는 공기주입라인(76)(86)과 연결되어 이로부터 공급되는 공기압에 의해서 부피팽창되는 제 1,2탄력성튜브(72)(82)를 각각 장착한다.

여기서, 상기 탄력성튜브(72)(82)는 복사열에 의한 변형을 방지할수 있도록 그 외부면이 탄력성을 갖는 단열천(72a)(82a)으로 감싸지며, 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)의 외부면에도 복사열을 차단할 수 있도록 단열재가 설치되는 것이 좋다.

그리고, 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)의 하부에는 상하이동이 자유로운 제 1,2이동판(75)(85)을 경계로 하여 상기 쌍롤(3)(3a)의 최고 상부면과 롤폭방향으로 고르게 접해지고, 상기 에지댐(4)의 댐홀더(4a)와 댐폭방향으로 접해지는 제 1,2실링부재(73)(83)가 장착되며, 상기 제 1,2실링부재(73)(83)의 몸체대부분은 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)내에 배치되어 있다. 이것에 의해서 상기 공기주입라인 (76)(86)을 통하여 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내로 공기가 주입되어 그 부피가 팽창될 때 하부개방측에 배치된 제 1,2실링부재(73)(83)가 하부로 이동되면서 롤(3)(3a)의 상부외주면과 댐홀더(4a)에 각각 밀착되면서 탕면커버(7)의 하부공간을 완벽하게 실링하는 것이다.

여기서, 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)는 상기 쌍롤(3)(3a), 에지댐(4)과 각각 폭방향으로 고르게 접하는 제 1,2실링부재(73)(83)에 공기의 압력이 전체적으로 균일하게 전달될수 있도록 상기 제 1,2이동판(75)(85)의 상부면에 고르게 하부면이 접해지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제 1,2실링부재(73)(83)는 일정한 두께를 만들기 위해서 여러겹을 겹친 세라믹페이퍼(ceramic paper)를 감싸고, 상기 쌍롤(3)(3a)의 표면을 손상시키지 않으면서 마모가 적은 소재로 이루어진 내열천으로 구성되는 것이 좋다.

한편, 상기 공기주입라인(76)(86)에는 상기 1,2실링부재(73)(83)가 쌍롤(3)(3a)과 댐홀더(4a)에 각각 전폭에 걸쳐서 고르게 밀착되도록 부피팽창되는 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내의 공기압력을 검출하는 압력계(77)(87)를 각각 갖추고, 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내의 공기압이 일정값 이상으로 상승할 때 개방작동되어 폭발사고를 예방할 수 있도록 체크밸브(78)(88)를 각각 장착한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 쌍롤(3)(3a)상부와 탕면커버(7)사이에서 이루어지는 실링을 살펴보면, 쌍롤(3)(3a)사이로 용강을 주입하여 박판(20)을 주조하는 작업중 상기 탕면커버(7)에 설치되는 가스공급구(8)(9)를 통하여 롤(3)(3a)과 탕면측으로 용탕의 산화를 억제할수 있도록 비산화성가스가 연속적으로 공급되며, 공급된 비산화성가스는 상기 쌍롤(3)(3a), 에지댐(4) 및 탕면커버(7)에 의해서 형성되는 분위기가스공간에 머물면서 용탕풀(5)의 탕면과 산소를 포함하는 외기가 서로 접해지는 것을 차단해야한다.

이러한 상태에서, 공기주입라인(76)의 개폐밸브(76a)를 개방하여 상기 쌍롤(3)(3a)의 상부와 롤폭방향으로 서로 대응하는 제 1실커버(71)의 격벽(71a)하부공간에 장착된 제 1탄력성튜브(72)측으로 공기를 공급하면, 상기 제 1탄력성튜브(72)는 공급되는 공기에 의해서 부피가 팽창되고, 팽창되는 부피만큼 그 하부에 위치된 제 1이동판(75)를 하부개방측으로 진행시키기 때문에, 상기 제 1이동판(75)하부면에 상부면이 접해지고, 상기 쌍롤(3)(3a)상부 외주면사이에 하부면이 고르게 롤폭방향으로 접해진 제 1실링부재(73)는 상기 제 1탄력성튜브(72)의 팽창력에 의해서 하방으로 가압되어 외부로 외기유입이 없도록 쌍롤(3)(3a)외주면에 밀착된다.

그리고, 상기 공기주입라인(76)을 통하여 공급되는 공기압력이 설정된 일정값에 도달됨이 압력계(77)에서 검지되면, 개방되었던 개폐밸브(76a)를 차단하여 더 이상의 공기주입을 중단한다.

한편, 에지댐(4)과 탕면커버(7)사이의 실링도 상기와 마찬가지로 공기주입라인(86)을 통하여 공기를 에지댐(4)의 댐홀더(4a)와 대응하도록 설치된 제 2실링홀더(81)의 제 2탄성력튜브측(82)으로 공급하고, 공급된 공기에 의해서 팽창되는 제 2탄성력튜브(82)의 부피변화만큼 제 2이동판(85)을 하방으로 이동시키면, 상기 댐홀더(4a)와 댐폭방향으로 접하고 있는 제 2실링부재(83)가 하방으로 가압되면서 접촉부위에서의 밀착력을 높이기 때문에, 외부로부터 외기가 유입되는 것을 차단할수 있는 것이다.

상기 제 1탄력성튜브(72)내부의 공기압력은 상기 쌍롤(3)(3a)의 표면거칠기가 항상 일정하지 않기 때문에 회전하는 쌍롤(3)(3a)과 접촉하는 상기 제 1실링부재(73)의 마모가 발생되지 않을 정도로 설정하는 것이 좋다.

<실시예>

오스테나이트계 스테인레스강을 쌍롤형 박판주조기(100)로서 주조하는 경우에 대해 본 발명의 실시예를 설명한다.

구체적으로 통상 304스테인레스강이라 불리우는 18% Cr-8% Ni을 함유하는 합금으로 이러한 304스테인레스강에는 망간(Mn)이 함유되어 있는데 이 원소의 용융온도는 섭씨 1244℃이고, 용강의 온도가 내려가면 증발되어 흄으로 배출되는 특성이 있다. 그리고, 탕면커버(7)내의 공간을 주입되는 비산화성가스로는 100%질소를 사용하였다. 물론 비산화성가스는 질소와 아르곤의 혼합기체 또는 아르곤 단독으로 사용할수 도 있다.

이러한 상태에서 제 1,2탄력성튜브(71)(81)의 내부압력을 20psi 정도로 하여 5분간 주조작업을 실시한 결과, 쌍롤(3)(3a), 에지댐(4)의 댐홀더(4a)와 전폭에 걸쳐서 고르게 밀착되는 제 1,2실링부재(73)(83)가 제 1,2탄성력튜브(71)(81)로부터 공기압력을 전달받아 접촉부위를 더욱 밀착시킴으로서, 쌍롤(3)(3a), 에지댐(4) 및 탕면커버(7)에 의해서 형성되는 탕면상부의 분위기가스공간이 대기압보다 높게 형성되기 때문에 외부로부터 산소를 포함하는 외기의 유입은 발생하지 않아 용탕의 산화를 방지함은 물론, 상기 쌍롤(3)(3a)과 접하는 제 1실링부재(73)의 마모도 거의 발생하지 않음은 물론, 쌍롤(3)(3a) 전폭으로 고르게 밀착됨을 알수 있었다.

또한, 상기 에지댐(4)상부에서도 같은 압력으로 제 2탄력성튜브(72)가 부피팽창되어 제 2실링부재(73)를 댐홀더(4a)에 밀착접촉되어 있기 때문에 주조중 에지댐(4)이 상하로 진동하여 상기 에지댐(4)의 위치가 상하가변되어도 상기 제 2실링부재(83)와 댐홀더(4a)사이의 밀착성은 항상 유지됨을 알 수 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 쌍롤형 박판주조기에서 금속용탕풀의 탕면의 산화를 방지할수 있도록 탕면을 덮어주는 탕면커버 하부공간인 분위기가스공간을 완벽하게 유지하기 위해서 공기가 공급되는 제 1,2탄력성튜브를 이용하여 쌍롤, 에지댐의 댐홀더와 고르게 접하는 제 1,2실링부재를 하방으로 고르게 밀착시킴으로서, 주조중 쌍롤주위를 완벽하게 실링하고, 상하로 진동하는 에지댐주위를 완벽하게 실링할수 있기 때문에, 탕면상의 분위기가스공간의 청정성을 항상 유지하고, 외부로부터 외기의 유입을 차단하여 주조되는 박판의 품질을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤(3)(3a)과, 용탕풀(5)을 형성하도록 상기 쌍롤(3)(3a) 양단에 설치되는 에지댐(4)과, 상기 용탕풀(5)의 상부에 분위기가스공간을 형성하도록 설치되는 탕면커버(7)를 갖추어 쌍롤(3)(3a)사이로 용강을 통과시켜 박판(20)을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서,

상기 쌍롤(3)(3a)의 상부와 대응하는 탕면커버(7)하부면과, 상기 에지댐(4)의 상부와 대응하는 탕면커버(7)하부면에 각각 제 1,2실링홀더(71)(81)가 교체가능하게 장착되며, 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)에는 개폐밸브(76a)(86a)를 갖는 공기주입라인(76)(86)과 연결되어 공급되는 공기압에 의해서 부피팽창되는 제 1,2탄력성튜브(72)(82)가 장착되며, 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)의 하부에는 제 1,2이동판(75)(85)을 경계로 하여 상기 쌍롤(3)(3a)상부면과 롤폭방향으로 접해지고, 상기 에지댐(4)의 댐홀더(4a)와 댐폭방향으로 접해지는 제 1,2실링부재(73)(83)가 장착되는 한편, 상기 공기주입라인(76)(86)은 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내의 공기압력을 검출하는 압력계(77)(87)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치.
제 1항에 있어서,

상기 탄력성튜브(72)(82)는 복사열에 의한 변형을 방지할수 있도록 그 외부면이 탄력성을 갖는 단열천(72a)(82)으로 감싸지며, 상기 제 1,2실링홀더(71)(81)의 외부면에도 복사열을 차단할 수 있도록 단열재가 설치됨을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1,2실링부재(73)(83)는 일정한 두께를 만들기 위해서 여러겹을 겹친 세라믹페이퍼(ceramic paper)를 감싸고, 상기 쌍롤(3)(3a)의 표면을 손상시키지 않으면서 마모가 적은 소재로 이루어진 내열천으로 구성됨을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치.
제 1항에 있어서,

상기 공기주입라인(76)(86)은 상기 제 1,2탄력성튜브(72)(82)내의 공기압이 일정값 이상으로 상승할 때 개방작동되어 폭발사고를 예방할 수 있도록 체크밸브(78)(88)를 각각 장착함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 분위기가스 실링장치.