KR200161743Y1 - 연속주조중의 몰드 파우더층 두께측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 관한 것으로서, 특히 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 있어서, 연속주조중의 몰드파우더층 상면에 부력을 받아 안착되도록 설치되는 날개판(24)과, 상기 날개판(24)의 상부에 고정 설치되면서 그 상부에 스프링지지대(16)가 취부되는 베이스(21)와, 스프링지 지대(16)에 연결된 스프링(17)에 의해 상기 베이스(21)의 내벽을 따라 상하 탄성이동되는 이동지지대(19)과, 상기 날개판(24)의 하부에 고정설치되면서 몰드파우더층에 침적되는 고정대(27)와, 그 상단이 상기 이동지지대(19)에 고정되고, 그 하단이 가이드(23)의 삽입홈(23-1)과 날개판(24)의 홀(24-1)을 통해 고정대(27)의 홀(26)에 연결되어 몰드파우더층의 각계면에서 용융되도록 설치되는 두께측정용 와이어(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 관한 것이다.

Description

연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치

본 고안은 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 관한 것으로서, 특히 용강의 연속주조시 제품의 표면 품질에 결정적인 영향을 미치는 몰드파우더의 상태를 신속하고, 정확하게 측정할 수 있는 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에관한 것이다.

일반적으로, 제철소에서 제강공정은 정련로에서 통상의 목표하는 조성 및 온도를 확보한 후 용강로 래들에 담기어 연속주조공정으로 이동되고, 이 이동된 용강은 연속주조공정 즉, 턴디쉬를 통하여 몰드에 공급되며, 여기서 응고가 되어 주편을 생산하게 된다.

이때, 제1도에 도시한 바와같이 용강(5)은 몰드(1) 내에서 냉각수(7)에 의해 냉각되어 응고층(6)을 형성하게 되고, 연속주조시 분말형태로 용강에 첨가되는 몰드파우더는 용강의 열에 의해 소결 용융되어 용강상부에 슬래그풀(Slag Pool)을 형성하게 된다.

여기서, 정상상태의 몰드파우더는 용강(5)위에 분말층(2), 소결층(3), 슬래그층(4)이 상하로 적층 형성되고, 이때 주조중 몰드파우더의 각층 두께를 안다는 것은 결함발생의 원인규명 및 몰드파우더의 개선방향 설정에 매우 중요하다.

종래에는 주조중 몰드파우더의 각층 두께를 측정하기 위해 다음과 같은 방법은 사용했다.

즉, 구리가 피복된 용접봉을 이용한 방법은 측정 후 구리 피복의 색깔 변화가 명확히 구분되지 않아 측정값 오차가 심하고, 표면에 슬래그가 묻어 나오므로 측정 자체가 불가능한 경우가 있으며, 소결층 및 파우더층의 두께를 측정할 수 없다는 단점이 있다.

그리고, 서로 다른 융점을 갖는 두가지 와이어를 용강 내에 삽입하여 몰드 슬래그층의 두께를 측정하는 방법은 측정자가 침적시간을 제어하므로 와이어가 녹는 시간 포착이 불가능하여 측정오차가 심하다.

또한, 고전류를 이용한 방법은 측정값 자체는 신뢰도가 있으나, 별도 데이터 처리시스템 및 고가의 과전류 센서를 사용함으로써 작업자가 술래그층을 측정하기 어렵고, 소결층 및 분말층의 측정이 불가능하다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하여 용강의 주조시 몰드파우더의 분말층, 소결층, 용융 슬래그층의 두께를 고가의 특수한 장비를 사용하지 않고, 작업자가 신속하고도 정확하게 측정할 수 있는 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 연속주조중인 몰드 내의 상태를 도식적으로 나타낸 개략도,

제2도는 본 고안에 따른 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치의 단면도 이다.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

1 : 몰드 2 : 분말층

3 : 소결층 4 : 슬래그층

5 : 용강 6 : 응고층

7 : 냉각수 8 : 슬래그막

16 : 스프링지지대 17 : 스프링

18 : 고정너트 19 : 이동지지대

20 : 롤러 21 : 베이스

22 : 고정너트 23 : 가이드

24 : 날개판 25 : 두께측정용 와이어

26 : 홀 27 : 고정대

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 있어서, 연속주조중의 몰드파우더층 상면에 부력을 받아 안착되도록 설치되는 날개판과, 상기 날개판의 상부에 고정 설치되면서 그 상부에 스프링지지대가 취부되는 베이스와, 스프링지지대에 연결된 스프링에 의해 상기 베이스의 내벽을 따라 상하 탄성이동되는 이동지지대과, 상기 날개판의 하부에 고정설치되면서 몰드파우더층에 침적되는 고정대와, 그 상단이 상기 이동지지대에 고정되고, 그 하단이 가이드의 삽입홈과 날개판의 홀을 통해 고정대의 홀에 연결되어 몰드파우더층의 각계면에서 각각 용융되도록 설치되는 두께측정용 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치를 제공한다.

도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 따른 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치의 단면도이다.

먼저, 날개판(24)은 1mm두께의 원형 냉연판으로 형성되어 몸드(1)의 용융물에 부력을 받아 안정적으로 뜨도록 설치되어 있고, 측정중 와이어(25)가 수직을 이루도록 지지하게 된다.

그리고, 날개판(24)의 상부에는 베이스(21)가 고정 설치되어 있고, 이 베이스(21)의 상부에는 스프링지지대(16)가 고정 설치되어 있다.

여기서, 스프링지지대(16)에는 한쌍의 스프링(17) 상단이 베이스(21)에 내장되도록 고정되어 있고, 이 스프링(17)의 하단에는 원형봉의 이동지지대(19)가 고정되어 있다.

이때, 이동지지대(19)의 양측면에는 롤러(20)가 각각 설치되어 있고, 스프링(17)의 탄성에 의해 이동지지대(19)가 상하강되면 롤러(20)가 베이스(21)의 양측내벽을 따라 상하강되고, 이동지지대의 외주면 중앙부에는 3개의 두께측정용 와이어(25)의 상부가 서로 좌우 이격되도록 감겨져서 고정너트(18)에 의해 고정된다.

또한, 이동지지대(19)의 하부에 설치되는 원형봉의 가이드(23)는 양단이 고정너트(22)에 의해 베이스(21)의 하단부에 고정 내장되고, 가이드(23)의 삽입홈(23-1)에는 각각 두께측정용 와이어(25)가 삽입되고, 이때 와이어는 가이드의 삽입홈(23-1)에 의해 뒤틀리거나 요동없이 상하강되도록 유도된다.

한편, 날개판(24)의 하부에는 고온에서 견딜 수 있도록 고정대(27)가 고강도 극저탄소강으로 제작 형성되어 있고, 이 고정대에는 날개판을 수직으로 관통하는 두께측정용와이어(25)의 하단을 각각 연결하는 홀(27)이 형성되어 있다.

이하, 본 고안에 의한 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치의 동작을 설명한다.

먼저, 스프링(17)의 상하단을 각각 스프링 지지대(16)와 이동지지대(19)에 결합시킨 후 스프링을 당긴 상태에서 두께측정용 와이어(25)의 하단을 고정대(27)

의 홀(26)에 고정시킨다.

그리고, 몰드용강(5)의 몰드파우더 상면에 날개판(24)이 부력을 받으면서 안착되도록 하면서 두께측정용 와이어(25)를 용강 내에 침적시키면 가장 나중에 용융되는 와이어 즉, 용강(5)과 슬래그층(4) 개면에서 용융되도록 되어있는 와이어가 녹는 순간 전체 3개의 와이어는 당겨져 있는 스프링(17)의 인장탄성에 의해 순간적으로 위로 들어 올려 지게 된다.

다음은 와이어의 선택에 관한 것으로, 먼저 이를 위해서 주조조건에 따른 몰드내 용강 및 파우더층의 온도를 알아야만 한다.

따라서, 본 고안의 1차 실시 목표인 304 스테인레스강의 주조조건에 대해 소결 시작온도(T1), 콜드파우더의 용융 시작온도(T2) 및 용강과 몰드슬래그의 계면온도(T3)를 구했다.

먼저, 소결의 시작온도를 측정하기 위하여 304 스테인레스강용 몰드파우더를 카본도가니에 넣고 가열하면서 소결반응에 의해 최초로 부피가 수축하는 온도를 측정하였다.

이 결과 약 600∼700℃의 범위에서 소결이 시작됨을 알 수 있었고, 다음은 몰드파우더의 용융시작온도는 가열현미경(heating microscope)을 이용하여 DIN규격의 용융점의 온도로 하였다.

이때,304 스테인레스강을 몰드파우더의 경우 용융점은 1100℃이고, 또한 몰드내 슬래그와 용강 계면의 용강온도를 측정하기 위하여 지르코니아 내화물속에 열전대를 삽입하여 이것을 용강계면에 침적시켜 실제 용강온도를 측정하였으며, 측정결과 용강 온도는 1445-1465℃범위였다.

이상의 필요한 온도를 구했으므로 다음 단계로 이들 온도와 유사한 용점을 갖는 와이어를 선택하였다.

이때, 와이어 선택의 전제조건은 첫째, 용강에 해로운 성분이 아닐 것, 둘째 쉽게 구할 수 있고 가격이 고가가 아닐 것, 셋째 1mm직경의 와이어상태의 제품이 가능할 것등이다.

그리고, 본 고안에서 이러한 조건을 만족하는 성분으로 먼저 소결 개시온도(T1)인 600-700℃를 만족하는 것은 알루미니를 와어어(이론 용융점 : 660℃)로 하였으며, 용융개시온도(T2)인 1100℃에 해당하는 것은 구리(이론 용융점 : 1085℃)를 와이어로 하였고, 용강-술래그계면 온도(T3) 1445-1465℃에 해당하는 것은 STS 304 선재를 와이어로 이용하였다.

또한, 구입된 각각의 와이어는 열분색기(DTA)를 이용하여 융점을 측정하여 확인한 후 사용하였다.

한편 이상과 같이 선택된 와이어는 15㎝로 동일하게 절단후 측정에 사용하였다.

본 고안은 용강의 주조시 몰드파우더의 분말층, 소결층, 용융슬래그층의 두께를 고가의 특수한 장비를 사용치 않고, 작업자가 신속하고도 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치에 있어서, 연속주조중의 몰드파우더층 상면에 부력을 받아 안착되도록 설치되는 날개판(24)과, 상기 날개판(24)의 상부에 고정 설치되면서 그 상부에 스프링지지대(16)가 취부되는 베이스(21)와, 스프링지지대(16)에 연결된 스프링(17)에 의해 상기 베이스(21)의 내벽을 따라 상하 탄성이동되는 이동지지대(19)과, 상기 날개판(24)의 하부에 고정설치되면서 몰드파우더층에 침적되는 고정대(27)와, 그 상단이 상기 이동지지대(19)에 고정되고, 그 하단이 가이드(23)의 삽입홈(23-1)과 날개판(24)의 홀(24-1)을 통해 고정대(27)의 홀(26)에 연결되어 몰드파우더층의 각계면에서 각각 용융되도록 설치되는 두께측정용 와이어(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조중의 몰드파우더층 두께측정장치.