KR20020019278A - 턴디쉬 열간 재사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조 완료후 턴디쉬의 내부를 밀폐시킴으로써 턴디쉬 내부 온도를 보존 하고 턴디쉬 하부의 배제구로부터 외부공기가 흡입되는 대류를 차단하여 내부의 잔류 지금 및 슬라그의 재산화를 막아 최종 냉연제품의 품질을 향상시키는 턴디쉬 열간 재사용방법에 관한 것으로, 턴디쉬 열간 재사용은 상기 턴디쉬에 형성되어 있는 개구를 밀봉재를 사용하여 밀봉하는 제1밀봉단계와, 개구가 밀봉된 상기 턴디쉬를 배재장에서 소정각도로 경동하여 상기 턴디쉬 내부의 지금 및 슬래그를 배재하는 배재단계와, 상기 턴디쉬에 장착된 내화물 부품을 수리 및/또는 교환하는 수리단계와, 수리처리된 턴디쉬를 주상으로 이동하여 불활성 가스로 밀봉처리하는 제2밀봉단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

턴디쉬 열간 재사용방법{Method for recycling the tundish}

본 발명은 턴디쉬 열간 재사용방법에 관한 것이고, 특히 주조 완료후 턴디쉬를 밀폐시킴으로써 턴디쉬 내부 온도를 유지하고 또한 턴디쉬의 배제구를 통해 흡입되는 외부공기의 대류를 차단하여 턴디쉬 내부의 잔류 지금 및 슬라그 재산화 및 응고를 방지하여 최종 냉연제품의 품질을 향상시킬 수 있는 턴디쉬 열간 재사용방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조공정에서는 순차적으로 제공되는 레이들로부터 턴디쉬로 공급되는 용강을 연속하여 주형으로 공급함으로써 수시간 동안 중단없이 주조를 진행한다.

이러한 연속주조공정에 있어서, 턴디쉬 열간 재사용은 주조 완료된 턴디쉬 내부의 내화물을 교체하지 않고 그 열원을 이용하여 연속적으로 사용함으로서 내화물 원단위 및 신규 턴디쉬를 예열하는데 드는 가스비를 절감하는 등 많은 장점을 갖고 있다.

이러한 턴디쉬 열간 재사용작업은 먼저 주조완료된 턴디쉬로부터 주조하는 데 필요한 실린더 및 기타 부속장비를 취외한 후 크레인을 이용하여 상기 턴디쉬를 로테이팅 디바이스(rotating device) 상에 장착하는 것이다. 그리고, 로테이팅 디바이스 상에 설치된 유압용 고정핀으로 턴디쉬를 고정시킨 후 90°로 경동시켜 그 내부에 잔존하는 용강 지금 및 슬래그를 배재시킨다. 이 후에, 게이트 튜브 교환기(gate tube changer) 및 상부노즐과 기타 부속장비를 수리 및/또는 교환한다.

한편, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 90°경동되어 있는 턴디쉬(4) 내부를 크리닝 버너(cleaning burner; 1)로 가열하면 공기의 대류이동(3)에 의해 턴디쉬 내벽에 부착되어 있는 지금 및 슬래그는 용융되어 턴디쉬의 배재구(5)를 통해 슬래그 포트(7)로 배재된다. 이때, 슬래그가 배재되는 동안, 공기의 대류이동(3)에 의해 배재구(5) 주위의 측벽 및/또는 턴디쉬 측벽부 하단 주위에 용융 지금 및 슬래그가 축적된다.

이와 같은 용융 지금 또는 슬래그의 축적량은 턴디쉬의 사용횟수가 증가함에 따라 증가하여 연속주조의 생산성에까지 영향을 미치게 된다.

즉, 턴디쉬 열간 재사용 작업에서는 턴디쉬를 90°경동시키고 배재구가 개방되어 있는 상태에서 산소를 사용하고 있으므로, 하부로부터 외부공기의 대류이동이 산소와 더불어 고열의 턴디쉬 내부로 이동함에 따라 연주공정에서 생산하는 냉연 소재의 품질이 불량하게 될 수 있다.

한편, 열간 재사용 턴디쉬의 사용횟수가 증가함에 따라, 턴디쉬 베이스 플레이트를 변형시켜 내부 용강 제어를 위해 사용하는 각종 내화물에 크랙을 유발하여 주조 중 대기공기의 유입을 초래하여 주조제품의 품질을 나쁘게할 수 있어 조업을 불안하게 한다.

또한, 크리닝 버너의 주원료로 도시가스와 산소를 사용하여 턴디쉬 커버를적열시키므로 그 수명을 단축시킬 수 있다. 그리고, 상술된 바와 같이 지금 및 슬래그가 완전히 제거되지 못하고 턴디쉬 내부의 측벽부에 축적됨으로써 주조제품의 품질에 악영향을 미치게 된다. 즉, 누적된 지금 및 슬래그가 주조중에 서서히 녹아 용강을 1차로 냉각시키는 몰드 내로 혼입되고, 주조된 슬라브 내에 포집되어 추후의 냉연 제품의 결함으로 작용하고 또한 응고 이상에 의한 블랙아웃으로 발전되어 그 생산성 및 조업을 불안하게 하는 문제점이 있다.

그리고, 상술된 바와 같이, 주조 완료후 사용한 턴디쉬를 크레인을 이용하여 하부 작업장으로 이송해서 턴디쉬 내의 지금 및 슬라그를 배재하고 사용했던 내화물을 새것으로 교환하여 사용하므로, 턴디쉬를 이동하는 동안 턴디쉬 내부 온도가 급격히 하락하여 턴디쉬 내부의 굳어있는 지금 및 슬라그를 용융시키기 위하여 크리닝 버너를 다시 사용하여야만 한다.

또한, 사용한 내화물들을 교환하기 위해서는 크리닝 버너를 소화시켜야 하며, 이 후에 냉각된 턴디쉬를 가열하기 위하여 크리닝 버너를 재차 사용해서 승온시킨 다음 주조가 이루어지는 프로세스를 진행하여야 한다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 크리닝 버너를 사용함으로써 주조제품에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 크리닝 버너의 사용없이 턴디쉬의 냉각을 보상하여 턴디쉬 내부의 지금 및 슬래그를 배재할 수 있는 턴디쉬 열간 재사용방법을 제공하는 데 그 목적이있다.

도 1은 종래 실시예에 따라 크리닝 버너를 사용할 때 대류이동 상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 턴디쉬를 밀폐화시킬 때 대류이동 상태를 도시한 도면.

도 3은 턴디쉬 덮개 커버와 홀 분포상태를 도시한 도면.

도 4는 턴디쉬 아르곤 밀봉 라인을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 턴디쉬를 밀봉시킬 때 시간경과에 다른 턴디쉬 내부의 온도변화를 나타낸 그래프.

도 6(가) 내지 도 6(다)는 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 주조제품의 품질을 전체 산소량과, 몰드내 AlO 픽업과, 주조 경과에 따른 용융 알루미늄 손실량으로 각각 비교하여 나타낸 그래프.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

4 : 턴디쉬

12, 15 : 밀봉재

A : 탕류부

B : 배재구

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 주조완료후 턴디쉬를 열간 재사용하는 방법은 상기 턴디쉬에 형성되어 있는 개구를 밀봉하는 제1밀봉단계와, 개구가 밀봉된 상기 턴디쉬를 배재장에서 소정각도로 경동하여 상기 턴디쉬 내부의 지금 및 슬래그를 배재하는 배재단계와, 상기 턴디쉬에 장착된 내화물 부품을 수리 및/또는 교환하는 수리단계와, 수리처리된 턴디쉬를 주상으로 이동하여 불활성 가스로 밀봉처리하는 제2밀봉단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 개구가 밀봉된 턴디쉬의 배재과정을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라서 턴디쉬의 개구위치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 턴디쉬의 아르곤 밀봉과정을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 개구가 밀봉된 턴디쉬 내부의 온도강하를 도시한 그래프이고, 도 6(가) 내지 도 6(다)는 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬 내부 품질을 전체 산소량과, 몰드내 AlO 픽업과, 주조경과에 따른 용융 알루미늄 손실량으로 각각 비교하여 나타낸 그래프이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 일반적으로 턴디쉬에는 탕류부(A)와, 배재구(B)와, 복수개의 예열구(C 내지 G) 등과 같은 개구가 형성되어 있다. 턴디쉬를완벽하게 밀폐시키기 위하여, 이러한 개구 각각에 쎄라크 울과 같은 밀봉재를 사용하여 밀폐시킨다. 한편, 턴디쉬 뚜껑 커버는 그 하부에 쎄라크 울을 덮고 그 위에 힌지식 커버를 올려놓음으로써 턴디쉬 밀폐화를 수행한다.

주조완료 후부터 다음 주조개시때까지 소요되는 시간, 예를 들어 약 10분 내지 20분 후에 이와 같이 밀폐된 턴디쉬 내부의 온도는, 도 5에 표시되어 있는 바와 같이, 약 1420℃의 온도로 유지된다. 이는, 종래 실시예에 있어서 동일 시간 후에 턴디쉬 내부의 온도가 약 1350℃로 강하하는 것보다 상대적으로 높은 온도를 유지하고 있으므로 크리닝 버너의 사용을 요구하지 않는다.

한편, 주조중 보온 및 산화방지를 위해 투입되는 보온재, 예를 들어 턴디쉬 플럭스(tundish flux)는 약 1350℃를 기준으로 급격히 경화한다는 사실이 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 널리 공지되어 있다. 따라서, 본 발명에 따라서 턴디쉬 내부의 온도를 약 1450℃로 유지하여 턴디쉬 내부의 잔류 찌꺼기를 충분히 배재할 수 있으므로, 청정 턴디쉬 상태로 열간 재사용이 가능하다.

도 2를 다시 참조하면, 턴디쉬 탕류부 및 배재구와 같은 개구 각각에 밀봉재(12, 15)를 사용하여 턴디쉬 내부를 밀폐시킨 후, 90°각도로 턴디쉬(4)를 경동시켜 용융 지금 및 슬래그를 슬래그 포트(7)로 배재시킨다. 이때, 개구가 밀폐된 상태로 유지되어 있으므로, 외부공기는 턴디쉬 외부에서만 대류(13)하고 턴디쉬 내부로 유입되지 못하여 턴디쉬 내부의 잔류 지금 및 슬래그가 산화되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 산화물이 턴디쉬 측벽에 부착되는 것을 방지하므로 추후에 본 발명에 따른 턴디쉬를 재사용할 때 주조제품의 품질이 저하되는 것을 방지한다.

상술된 바와 같이, 용융 지금 또는 슬래그의 배재가 완료된 후, 게이트 튜브 교환기, 상부노즐 및/또는 기타 내화물 부속부품을 수리 및/교환하여 새로운 턴디쉬를 준비한다.

그리고, 수리작업이 완료된 턴디쉬는 주조공정에 재사용되기 전에 아르곤과 같은 불활성 가스를 사용하여 무산화 상태로 유지된다. 즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 일반 스틸 튜브(23)를 턴디쉬(4) 앞면에 구성하여 연결하고, 그 말단 라인에 커플링을 설치하여 턴디쉬 카용 매인 가요성 호스(21)를 연결하여 주상에서 사용대기하는 동안 아르곤 가스와 같은 불활성 가스를 턴디쉬(4)에 공급한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열간 수리장용 매인 가요성 호스(25)를 통해 슬래그 및 지금 배재 후에서 내화물의 수리 및/또는 교환작업이 수행되는 동안 아르곤 가스를 주입하여 무산화를 실현한다.

상기된 바와 같이 준비된 신규 턴디쉬는 주조공정에 재사용된다.

한편, 도 6을 참조하면, 턴디쉬 내부품질을 평가하기 위하여, 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬를 사용하여 수행되는 주조완료후의 슬래그 샘플을 분석하여 전체산소[Tot. O]와, 몰드내 산화성 알루미나(Al₂O₃) 유입(pick up) 여부 판정과, 주조 중 턴디쉬 내부 산화도를 판정하는 순수 알루미나(Al) 손실을 비교하여 나타내었다.

즉, 전체산소[Tot.O]는 종래 실시예에 있어서 주조초기에 70~50ppm 이였으나, 본 발명에 따르면 평균 24ppm으로 감소하여 청정 턴디쉬를 제공할 수 있다. 그리고, 몰드내 산화 알루미나 유입여부는 종전에는 약 180ton인 첫번째 래들에서부터 두번째 래들 말기에 이르기까지 약 15 내지 35ppm이 몰드내로 유입되었지만, 본 발명에 따르면 약 180ton인 첫번째 래들에서부터 두번째 래들 말기에 이르기까지 약 10ppm으로 전반적으로 몰드내에 슬라그가 픽업되지 않는다. 또한, 주조 경과에 따른 순수 알루미나 손실은 종전에는 통상 30 X 10ppm이였으나 본 발명에 따르면 7 X 10ppm이였다. 이는 턴디쉬 내부의 산화가 기존 일반 턴디쉬와 동등한 수준임을 의미한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 턴디쉬 내부온도 보존을 통해 잔류 지금 및 슬래그의 냉각을 억제하여 그 배재성을 원할히 함으로써, 크리닝 버너를 사용하지 않고 턴디쉬 열간 재사용을 가능하게 한다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 주조완료후 턴디쉬를 열간 재사용하는 방법에 있어서,

   상기 턴디쉬에 형성되어 있는 개구를 밀봉재를 사용하여 밀봉하는 제1밀봉단계와,

   개구가 밀봉된 상기 턴디쉬를 배재장에서 소정각도로 경동하여 상기 턴디쉬 내부의 지금 및 슬래그를 배재하는 배재단계와,

   상기 턴디쉬에 장착된 내화물 부품을 수리 및/또는 교환하는 수리단계와,

   수리처리된 턴디쉬를 주상으로 이동하여 불활성 가스로 밀봉처리하는 제2밀봉단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 턴디쉬 열간 재사용 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개구는 쎄라크 울로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 열간 재사용 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 불활성 가스는 턴디쉬 내화물을 수리 및/또는 교환하는 동안 턴디쉬에 공급되는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 열간 재사용 방법.