KR20020086913A - 연속적인 주조 주괴 주형에 용융 금속을 공급하는 장치 및그것을 사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

장치는 두 종류들(7, 8)의 이내로 배출과 떨어지는 방향이 다른 주된 주조면(P)내의 배출구들을 가지는 잠기어지는 입구 노즐(6), 노즐을 둘러싸는 틈을 형성하고 적어도 한 종류(7) 이상에서의 배출구들을 덮는 가로지르는 자기장을 생성하는 주조 주형의 각 넓은 면(22)의 서로에게 반대인 두개의 유도자들(14, 15)와 연관되는 상기 노즐, 용융 금속의 전체 흐름의 배출구들 사이의 분배를 변화시킬 수 있기 위해 장의 강도를 조절하거나 장을 옮기는 것이 제공되는 수단들을 포함한다.

특히, 본 발명의 실행은 어떤대라도 자유 표면(9)을 향하는 금속 흐름의 비율을, 주로, 주형의 바닥을 향해지는 부분에 관하여 조절하는 것을 가능하게 한다.

유익하게, 본 발명은 강철 판들의 연속적인 주조에 적용한다.

Description

연속적인 주조 주괴 주형에 용융 금속을 공급하는 장치 및 그것을 사용하는 방법 {Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and Method for using same}

전자기적 효과가 적합한 방식으로 수행될 때, 연속적인 주조 주형에 자기장을 적용하는 것은 얻어진 주조 생산품의 야금의 질을 여전히 유지하면서, 혹은 질을 향상시키면서 주조 공장의 생산력을 증가시킬 수 있다는 것이 알려져 있다. 이러한 관점에서, 주조율이 증가할 때, 특히 긴 단면적의 주조 생산물의 경우에, 주형 내의 증가되는 힘으로 구축되는 재순환에 기인하는 유체역학적 난기류가 문제점으로 대두된다.

판들의 연속적인 주조에서, 용융 금속은 "잠기어지는는 입구 노즐"이라 불리는 잠김 파이프, 주형 내의 용융금속의 전통적으로 활동성의 슬래그의 액상 층으로 덮이는 자유 표면의 밑에서 넓은 면들에 평행하는 주된 주조면에서 실질적으로 열리는 배출구들을 통하여 그 위의 특정 거리에 위치하는 턴디쉬로 부터 주형 내로 공급된다.

노즐의 배출구들을 떠나는 액상 금속의 흐름들의 속도는 주조 속도가 약 1~1.5m/min에 도달하자마자 몇 m/sec가 증가한 다는 것은 입증되어 있다. 그로부터 기인하는 주형내의 재순환 흐름들은 금속/슬래그 경계면을 강력하게 휘젓는다. 주조 금속의 자유 표면에서의 이러한 변동들은 마지막 생성물에서의 문제가 있는, 혹은 받아들일 수 없는 결점들(버블생성, 껍질 벗겨짐 등)의 원인이되는 것으로 알려진 주조 생성물의 초기 껍질의 응고에서의 불규칙성의 원인이 된다. 게다가, 덮인 슬래그의 파편들은 주형 안에서 주조 생성물의 바로 그 주조 모형 안으로 옮겨질 수 있고, 따라서 응고된 금속의 청결의 저해가 얻어진다.

이러한 유체역학적 섭동에 의해 내포되는 문제들과 직면하여, 오늘날의 강철 제조자는 처리에서 필수적으로 두 타입의 해법을 갖는데, 그것은 금속들의 연속적인 주조에 적합한 유효한 자석유체역학적 도구들을 사용하는 한가지와 주조 노즐의 실제 기하학적 구조에 의존하는 다른 것들이다.

이 목적을 위해 발전되어온 전자기적 작동기들은 정적이거나 이동하는 자기장을 가졌거나, 액상 금속의 재순환 흐름들을 멈추거나 가속시키기 위해, 또는 그들을 잠기는 입구 노즐의 각 측면에 대해 대칭적으로 만들기 위해 노즐을 떠난 후 주형에서 액상 금속의 재순환 흐름들에 대한 영향을 갖는다.

따라서, 전자기적 제동들은 주형의 내부 공간에서 미리 결정된 높이 레벨에서 이동하는 금속이 영역을 통과해 지나갈 때 이동하는 금속에 제동력(라플라스력)을 발생시키는 가로지르는 자기장을 적용하는 것으로 구성되도록 근원적으로 발전되었다. 이 목적을 위해, 주형의 각 넓은 면에 주형의 노즐과 좁은 단부 면들 사이의 노즐의 각 측면에 위치하는 돌출부의 어느 하나의 형상을 가지는 코일이 감긴 돌출극 전자석(EP-A-0040383), 또는 넓은 면(WO 92/12814) 또는 노즐의 배출구들의 측면에 위치하도록 높이를 넘어 떨어져 위치하는 두개의 평행 막대들의 전체 넓이에 걸쳐 확장하는 수평의 막대(WO 96/26029 와 WO 98/53936)와 같이 고안된 자극을 사용하는 것이 제안되었다. 어떠한 기하학적 구조가 받아들여지든 간에, 목적은 동일하다: 한편으로는 주형의 다른 면위에 반대로 놓여진 반대 부호의 동일한 극으로, 자유 표면을 향해 오르는 과도하게 강력한 흐름들을 제동하기 위한 효과를 가지는 가로지르는 자기장을 생성하기 위해, 다른 한편으로는, 하향으로 흐르는 액상 금속의 주된 흐름을 주형의 전체 단면적에 걸쳐 더 잘 배분하기 위해.

이러한 타입의 기술로 더 뛰어난 조정 융통성을 이루기 위해, 더이상 정적이아닌, 그들의 이동에서 액상 금속을 동반하는 능력을 가지는 것으로 알려지고 있는이동하는 자기장을 사용하는 것이 제안되었다(EP-A-0 151 648, WO 83/02079, JP-B-1 534 702). 수평적으로 이동하는 장을 가진 두 유도자(Inductor)들(도체들 방향에 수직으로)은 용융 금속이 주형의 이동 자기장의 영역으로 들어가자 마자 용융 금속을 중간에서 잡는 이동 자기장을 만들기 위해 노즐과 좁은 단부면들 사이의 측면의 배출구들을 가지는 잠기어지는 입구 노즐의 각 측면의 주형의 각각의 넓은 면에 위치한다. 따라서, 유도자들의 조작 파라미터들, 예를 들면 제 1 공급 전류의 강도, 또는 각 주파수(angular frequency) 등을 단순히 조절하여, 따라서 자기장의 이동속도를 조절하는 것으로 전자기적 작용을 국지적으로 조정하는 능력을 가짐으로써 주형을 제공하는 액상 금속의 흐름들을 가속하는(혹은 이동장에 주어지는 상대적 움직임의 방향에 의존하여 제동하는)것이 가능해진다.

필요하다면 그러한 이동 자기장이 일반적으로 "다상 선형 모터 고정자" 타입(일반적으로 2상 또는 3상의 타입)의 몇몇 독립적인 상의 코일감김들을 갖는 유도자에 의해 생성되는 것과, 이것이 주형의 넓은면에 반대로 위치한다는 것, 따라서 주된 주조면에 평행한다는 것(FR-A-2,324,395 와 FR-A-2,324,397)이 연상될 것이다. 각 코일감김은 자기장이 바람직한 방식으로 유도자의 작용면을 따라 도체들에 수직하는 방향으로 이동하는 것을 확보하는 적합한 연결순서로 다상 전력 공급의 다른 상에 연결된다.

이 때에 주형의 하나의 좁은 면으로 부터 다른 것으로의 자유 표면위의 파동의 전파의 관측되는 현상을 저해할 목적으로, 기계적으로 조절될 수 있는 위치인 이동 가능한 자기 스터드 또는 이동하는 금속의 그들의 상대적인 움직임들에서 내부적으로 상호 관련되는 두개의 인접한 자극들(EP-A-0,832,704 와 JP-A-03275256)에 의해 노즐의 각 측면의 영역들에서 주형에 들어가는 용융 금속의 흐름들의 대칭을 이용하는 것이 이미 제안되어 있다.

또 다른 타입의 해법은 용융 금속을 따르는(teeming) 노즐들의 잠기는 부분, 특히 용융 금속을 위한 배출구들의 기하학적 구조를 활용하는 것으로 구성된다. 목적은 언제나 주형에 들어가는 액상 금속의 흐름들의 분배를 조절하는 것으로 동일하다.

예를 들어, 이런 타입의 해법은 장식가의 솔 또는 평평한 분무 노즐을 연상시키는, 그 기능은 더욱 유사할 것으로 연상되는 전체적으로 구근 형상을 가지는 잠기는 부분인 "상자" 타입의 노즐들(US-A-464,698 와 JP-A-63,76753)을 포함한다.

이들 노즐들은 낮은 속도를 가지나 넓은 흐름 부위에 걸쳐 주조 흐름들의 주된 주조면에서의 배출을 쉽게하기 위해 바닥을 향해 매우 광범위하게 열린다. 그들의 주요 특성은 따라서 단면적의 어떠한 두 지점의 속도 구배가 0에 접근하고 상기 면적부가 주형의 속력에 가능한한 가깝게 접근하는 "플러그(Plug)" 흐름이라 불리는 이상적인 흐름에 접근하는 균일한 흐름으로 액상 금속을 주형으로 배출하도록 노력하는 것이다. 이들 상자형 노즐들은 산업에서, 특히 얇은 판의 연속적인 주조 플랜트들에서 널리 이용되도록 시작되고 있다. 주조 금속의 자유 표면을 향한 금속 유동의 재순환 흐름들은 주조가 적절하게 진행되기 위해 필요한 것으로 알려진 자유 표면에 추가적인 균일한 열의 공급을 제공하기 위해 용융 금속의 흐름들이 위쪽으로 흘러가는 것을 허용하도록 상자의 꼭대기에서 또는 측면을 따라 추가적인 개방들을 제공하는 것을 가능하게 할 수 있는 그러한 지점으로 매우 높게 약화될 수 있다.

또한 내부의 이런 타입의 해법은 주된 주조면에서 방향지워지는 주형의 넓은 면에 평행한 측면 배출구들의 두개의 다른 쌍을 가지는 직선 노즐들이다. 일반적으로 아래쪽 방향인 노즐의 샤프트위의 바닥 위치에 위치하는 배출구들은 주형으로부터 배출되는 금속의 주된 흐름을 배출한다. 다른 배출구들은 균일하지만 주형으로 가까스로 들어가는, 따라서 높은 엔탈피를 갖는 "신선한" 용융 금속의 낮은 흐름율의 공급을 통해 자유 표면에 열을 공급하도록 의도되는 제2흐름을 배출하기 위해 꼭대기 부에 배치된다. 이런 타입의 노즐의 상대적으로 낮은 제조 비용은 규칙적으로 대체되도록 하는 이런 종류의 착용 구성요들의 경우에서 중요한 경제적 이익이 될 수 있다.

그리하여 그것은, 직선이든 상자형이든 노즐에 대해 어떠한 구조가 사용되더라도, 그것은 그것의 기하학적 구조가 고정될 필요가 있고 따라서 주조 조작을 수행하는 한가지 수단을 위해서만 또는 주조 생성물의 특정한 형태를 위해서만 활용될 수 있다. 이런 타입의 접근은 따라서 의도적이든 아니든 주조 속도에서의 변형들, 생성물 형상의 변화 등과 같은 현대의 연속적 주조자들에게 특유한 변형 또는 변경물들의 불가피한 조작에 알맞지 않은 것으로 보인다.

전자기적 작동기들(제동, 가속기들, 대칭기들)은 본질적으로 사용하기에 용이하고, 따라서 뒤따르는 그러한 변형물들에 더 적합하다. 그러나, 그들은 어떠한 특정의 조작 모드를 위해서 활용되지는 않는다. 그들은 일단 주형에 들어가고나면 때로는 가속기로서 때로는 흐름 제동으로서 작용하여 액상 금속의 흐름을 조정한다. 그러나, 위에서 언급된 특정 노즐들과는 달리 그들은 주형의 꼭대기 영역(자유 표면으로 향하는)과 바닥(주조 생성물의 추출의 방향) 사이의 용융 금속의 유입을 배분하는 능력을 절대적으로 갖지 않는다. 더욱이, 그들은 투자 비용의 면에서와 전기 에너지의 소비에서 상대적으로 비싸고, 공장단지와 그들을 수용하는 주형들의 기술에서 재정적으로 부담이 되는 변경들을 포함한다.

본 발명은 금속, 특히 철의 연속적인 주조에 관계된다. 본 발명은 특히 상층부로 부터 연속적인 주조 주형으로의 용융 금속의 주입에, 구체적으로 말하자면 용융 금속이 주형으로 들어갈 때 용융 금속의 흐름을 변경하기 위해 주형에 적용되는 자기장을 이용하는 기술에 관계되어 있다.

도 1은 주형 면당 하나의 유도자를 가지는 한 실시 형태에 따른 본 발명에 일치하는 용융 금속의 주입을 위한 장치들을 가지는 주형의 상부에서 제공되는 강철 판들의 연속적인 주조를 위한 주형의 정면을 주된 주조면에서의 수직 부분으로 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명을 실행시키기에 적합한 목적으로 직류 전원 공급 장치에 연결될 수 있는 종래의 타입 평평한 유도자의 구조를 설명하는 도해한 것으로서 도 1의 점선부의 부분 선택도,

도 3은 도 1의 수직의 R-R면에 대한 수직의 단면도로서, 주형의 측면으로부터 보여지는 본 발명의 "가로지르는 장" 조작 모드를 설명하는 도면,

도 4는 도 1의 수평 Q-Q면을 나타내는 수평의 단면도로서, 주조축을 따라 보여지는 본 발명의 "가로지르는 장" 조작 모드를 설명하는 도면,

도 5는 도 1과 유사하나, 주형의 면 하나당 나란한 두개의 유도자들을 가지는 본 발명의 실시 형태를 설명하는 개략도이다.

본 발명의 목적은 특히 강철 제조자들에게 연속적인 주조 주형에 주형의 상부와 하부 사이의 유입 금속 흐름 배분의 빠르고 정확한 조정을 쉽게하는 용융 금속을 주입하는 수단을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명의 과제는 용융 금속으로 판들과 같은 직각의 단면의 생성물의 연속적인 주조를 위한 플랜트의 주형을 공급하기 위한 장치이다. 다음과 같은 구성으로 특징지워진다.

- 주형의 넓은 면들에 평행하는 주된 주조면에 놓이는, 혹은 대체적으로 놓이는, 용융 금속을 위한 적어도 두개의 분리되는 타입들 이내에서 배출되고 떨어지는 방향이 다른 배출구들이 제공되는 잠기어지는 입구 노즐.

- 상기 주된 주조면의 각 측면의 서로 마주보는 반대 부호의 자극을 그위에 생성하기 위해 상기 주형의 넓은 면들에 걸쳐 위치하고 실질적으로 노즐을 둘러싸는 틈 내에서 상기 타입들의 적어도 하나 이상의 상기 배출구들을 덮는 가로지르는 자기장을 전달하는 유도 유닛.

- 상기 다른 타입의 배출구들에 관하여 상기 노즐의 모든 배출구들 사이의 용융 금속의 전체 흐름의 분배를 변경할 수 있도록 하기 위해 덮혀지는 상기 타입의 배출구들의 영역에서 상기 자기장의 상대적인 강도를 조절하기 위한 수단.

하나의 실시 형태에 따라, 상기 유도 유닛은 적어도 하나 이상의 전자석으로 구성되는 전자기 유닛이다.

또 다른 실시 형태에 따라, 상기 유도 유닛은 상기 주된 주조면의 각 측면에서 서로 마주보는 "이동 장"의 다수 상의 코일감김들과, 그리고 상기 코일감김들에개별적으로 각각에 직류를 공급하는 전력 공급 장치와 연관되는 코일감김들을 가지는 유도자들과 상기 전자기 유닛의 틈 내의 자극의 위치를 옮기기 위한 수단들로 구성되는 자기장의 상대적 강도를 조절하는 수단으로 구성된다.

유도자("이동"장 타입의 전자석 또는 유도자)를 주형의 하나의 면에만 사용하는 것은 이해할만 하나, 이 경우에 유효한 전자기력에 손실을 준다. 어떠한 경우에도, 본 발명에 따라 유도자의 자극은 언제나 유도자가 장착되는 반대쪽 주형 벽에 수직 방향으로 자기장을 운반해야 한다. 그렇지 않다면, 요구하는 효과는 얻어지지 않는다. 따라서, 두개의 유도자들이 마주본다면, 마주보는 자극들은 이동 자기장을, 다시 말하면 금속의 흐름들이 두개의 유도자들 사이의 틈 내에 위치하는 노즐의 배출구들을 통과해 생성되는 주된 주조면에 수직으로 확장됨에 의해 장이 두 극을 연결하는 자력선들을 생성하기 위해 반대의 부호이다.

유도자의 자극은 생성되는 자기장이 최대치인 유도자의 작용면의 영역으로 한정된다. 극이 흔히 돌출되는 전자석의 경우에, 장치를 감긴 강자성의 금속체의 단부로 특징 된다. 다상의 코일감김들을 갖는 이동장 타입의 유도자의 경우에, 자극은 주어진 요크의 강자성의 몸체에 부착되는 고정된 물리적 실체를 갖지 않으나, 도체들을 공급하는 교류상의 전류들의 순간적인 강도에 일치하고 그들의 상 차이에 일치하는 유도자의 작용면에 걸쳐 이동할 수 있다. 마찬가지로, 자극이 이 장에 의해 생성된 자기 유도가 최대치인 주형 내의 공간의 영역에 놓일 때 자기장은 노즐 배출구들을 "덮는다"고 말할 수 있다.

이들 상술이 주어짐으로써, 본 발명에 따른 논제의 영역에서 이 장의 강도를(다른 배출구들의 영역에서 발휘되는 가능한 작용에 상대적으로)적절하게 조절함으로써 이 장에 의해 덮히는 노즐 배출구들 영역 내의 자기장의 작용을 변경하는 것이 용이하다는 것이 이해될 것이다. 이 작용은 자기장을 운반하는 자극의 위치 변화 없이, 또는 강도를 유지하면서 주형의 넓은 면들위의 자극의 위치를 변경함에 의해 자기장의 강도를 변경(감소 또는 증가)함으로써 달성된다. 위에서 언급된 첫번째 조작의 방법은 예를 들어, 이 장에 의해 덮히는 배출구들에 걸쳐 장의 강도가 최대치일 동안 두 타입들의 배출구들이 그들 각각의 영역에서의 자기 유도의 값이 매우 다를 수 있기 위해, 사용되는 자극의 크기와 거리에 관하여, 노즐의 몸체 위에서 매우 멀리 떨어진다면 더 바람직할 수 있다. 반면, 위에서 언급된 두번째 방법은 모든 배출구들이 덮히고 단지 극의 이동이 표명된 방식으로 본 발명에 의해 요구되는 결과들을 얻기에 충분한 그들 사이의 장 차이를 제공할 수 있는, 아마 필연적으로 가장 빈번한, 경우에 더욱 적합하다.

물론, 전자석의 경우 자극의 이동은 주물공에 고정되고 자극이 장착된 주형위의 면에 걸치는 이동과 선택된 장소에서의 정지를 가능하게 하는 수단들이 제공되는 프레임 위에서 이동할 수 있도록 전자석을 장착함으로써 얻어질 것이다.

어떠한 경우들에 있어서는 유도자를 주형의 동일면을 따라 나란히 위치된, 따라서 다른 면에 놓인 배출구들과는 독립적으로 노즐의 일면에 놓인 배출구들을 조정하는 각각의 부분인 두개의 유도 부분들로 나눔으로써 이득을 얻는 것 또한 가능하다.

어떠한 실시 형태가 사용되더라도, 본 발명의 기본적인 아이디어가 다른 타입의 배출구로부터 배출을 변경하도록 하나의 노즐 배출구에 의해 제공되는 경로를 닫기 위해 물질적이지 않은 밸브의 종류로서 자기장을 사용하는 것으로 구성된다는 것은 이미 의심없이 이해될 것이다. 노즐로의 주입률이 일정하기 때문에, 또는 자기장의 작용에 의해 거의 영향 받지 않는 어떤 경우에도 배출구의 한가지 타입에서 직접적으로 작용하는 이 작용은 두 타입들의 배출구 사이의 전체 흐름의 부분의 분배 조절의 효과를 가질 것이다. 생성되는 것은 기하 구조가 그 형상의 변경 없이 다향화 될 수 있는 일종의 잠기어지는 입구 노즐이다.

바람직하게는, 이른바 용융 금속의 배출이 가장 큰 주된 배출구들은(일반적으로 아래쪽으로 방향지워지는), 배출물들 위의 이 장의 작용 내의 이 변경들이 금속의 흐름이 더 작은 곳에서 보다 그 안에서 더욱 상당할 것이기 때문에 자기장에 의해 덮혀질 것이다. 앞으로의 서술에서, 자기장이 하향으로 방향지워진 주된 배출구들을 덮는 다는 것이 명백하게 인정될 것이다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명은 노즐 영역에서 수직으로 이동할 수 있는 그러나, 고정된 유도 유닛에 의해 생성되는 가로지르는 자기장을 사용한다는 것 또한 이해될 것이다: 상기 유도 유닛은 유도자가 반대의 상 내에 있도록 짝지워지는 "이동 자기장을 가진 성형 모터 고정자"의 각각에 서로 마주보는 유도자들의 쌍이고, 그들 각각은 자력선들이 같은 방향(이른바 "가로지르는" 자기장을 얻기 위한 특정 조건)으로 방향지워지는 자기장을 생성할 수 있으나 서로에게서 독립적으로 조절될 수 있는 개별적인 직류 전원 공급 장치에 연결되는 상 코일감김들을 가진다. 그 후 알려진 바대로 그러한 유도 유닛은 반대의 부호를 가진 자극들을 생성할 수 있고, 따라서 틈 내에 요구되는 지점에 위치될 수 있는 가로지르는 정적 자기장을 생성할 수 있다. 극들의 위치에서의 이 변화는 단순하게 개별 전력 공급 장치의 파라미터들의 조작을 즉, 실례로, 그들이 운반하는 전류들의 강도를 조절함으로써 유도자의 코일감김들을 선택적으로 활성화 하여 얻어진다. 이들 조절들은 필요하다면 실제의 주조 동안, 주물공으로 부터 떨어져, 조작자를 위해 완전히 안전하게, 완전히 명백한 방법으로, 다시말하면 순간적으로도 주조 조작의 적절한 실행을 저해하는 어떠한 위험도 없이 즉시 행해질 수 있다. 유도자의 이런 타입의 구조가 주형의 높이를 넘어 용융 금속을 이동시키는 수단으로서 연속적인 판 주조에서의 유도자의 사용이 있어온 만큼 오랜 동안 알려져 왔다는 것이 상기될 것이다.(참고, 예를 들어 상기에서 언급된 특허들 FR-A-2,324,395와 FR-A-2,324,397)

따라서, 본 발명의 과제는 또한 위에서 한정된 바람직한 장치들을 조작하기 위한 방법, 유도 유닛의 극들의 위치를 옮기거나 유도 유닛을 공급하는 전류의 강도를 변경함의 둘 중 하나에 의해 자기장의 강도를 조절하는 것으로 구성되는 방법이다.

본 발명은 충분히 이해될 것이고, 더 나은 관점들과 이점들이 첨부되는 도면들을 참조로 실례가 되는 다만 한정하지 않는 예들을 통하여 주어지는 뒤따르는 서술의 밝힘에서 보다 확실하게 명백해질 것이다.

이 도면들에서, 동일한 구성요소들이 동일한 참조번호들에 의해 표시될 것이다.

구리 또는 구리 합금으로 만들어지고, 그 외벽 주위의 물의 순환에 의해 강력하게 냉각되는 주형(1)은 여기서는 강철 판으로 가정 될 반쯤 완성된 철이나 강철 생성물(3)의 형태로 아래 방향으로 빼는 용융 금속(2)의 특정한 흐름을 꼭대기로부터 수용한다. 주형을 떠나면서 여전히 코어(4)에서는 액체상이지만 주형의 냉각된 내벽과 접촉하여 들어오는 결과로서 표면(5)의 주위에서 이미 응고되는 판(3)은 주조 축(S)을 따라 주조 플랜트의 낮은 스테이지를 통과해 나아갈 때 특히 그표면 위로 직접적으로 분사되는 물에 의해 응고가 완결된다. 주형으로의 "신선한" 금속의 유입은 도면에는 도시되지 않는 그 상부가 그 위의 특정 거리에 위치된 턴디쉬의 바닥에 형성되는 탭 홀 주변에 고정되고, 그 바닥부가 주형 안에 잠기어지는 입구 노즐(6)을 경유하여 일어난다. 이 하부는 커버 슬래그의 브랑켓(10)에 의해 덮히는 액상 금속의 자유 표면(9)의 밑에서 열리는 배출구들(7,8)로 구성된다. 보여지는 대로, 주된 주조면내로 조정되는 이 배출구들은 다음과 같은 두개의 다른 타입가 있다:

- 아래 방향으로 기울어지고 주된 주조면(도면의 면)에 놓인 전체 방향에서의 흐름들(11)에 의해 주형에 들어가는 강철 흐름의 주된 부분을 배출하고 일반적으로 주형의 바닥을 향해 가는 주된 배출구들(7).

- 위쪽으로 기울어지고 메니스커스(응고 후크 등)위의 와류의 응고 현상을 막기 위해 필요한 열의 유입을 표면(9)에 가져가는 흐름들(12)에 의해 금속의 유동의 나머지를 다소 이 위쪽 방향으로 배출하는 위에 놓인 제2의 배출구들(8).

"주된 주조면"이라는 표현은 주형의 중심에서 주조 축(S)을 통과하는 넓은 면들(22)에 평행인 수직의 중앙-판면(P)을 의미하는 것으로 이해된다는 것이 상기된다. 이러한 경우에, 도 1과 도 5는 주된 주조면(P)에 정확하게 놓인다. 유사하나 주형의 좁은 측면들(13)과 평행한 다른 판은 제 2 주조면으로 호칭된다. 도 3은 제 2 주조면에 있다.

물론, "질량" 유동 보존의 법칙은 주형의 바닥을 통해 배출되는 금속의 흐름은 완전히 액상으로 노즐(6)을 통해 주형에 들어오는 금속의 흐름과 동일하다. 배출속도 V가 주조의 척도이기 때문에, 이것은 생산물(3)의 주어진 단면적에 대해 유입 흐름율을 결정하고 따라서 노즐 배출구들로부터 액상 금속의 배출 흐름율을 결정하는 속도이다. 이미 서술된 바대로, 주조 플랜트가 고생산 플랜트라면(약 1.5m/min의 임계 배출속도 V ), 추출 속도와 그보다 백배는 더 큰 노즐 배출구들에 의한 금속 배출 흐름들 속도 사이의 차이의 크기 때문에 주형 내에서 불가피하게 설정되는 재순환 흐름들은 신속하게 매우 강력해진다. 주형의 좁은 면들(13)을 벗어나 금속 흐름들의 굴절에 의해 첨가되는 격렬하고 거친 재순환 루프들은 따라서 자유면(9)을 크게 교란한다. 이 교란들은 해로우며 감소되어야만 하고 또는 제거될 필요가 있다. 그러나, 이 감소는 제2 흐름들(12)에 의해 수행되는 자유면(9)으로의 열 유입을 손상시키지 않아야만 한다. 연속적인 주물공 상황을 조작하는 것이 무엇보다도 "과도물" 타입이기 때문에, 특히 주조 속도의 다양성 때문에, 고정되고 평온한 자유 표면에 대한 필요성과 노즐로부터 들어오는 "신선한" 용융 금속에 의해 가열되는 자유 표면에 대한 필요성과의 사이의 바람직한 균형이 따라서 거의 끊임없이 문제가 제기되어 왔다.

본 발명에 따라서, 주형의 각 넓은 면(22)에서, 이것이 전자기적 유도자들(14,15)의 쌍으로 구성되는 유도 유닛이 노즐의 말단 부의 반때쪽에 위치되는 이유이다. 이 두개의 유도자들은 넓은 면들(22)과 직각을 이루는 가로지르는 자기장을 형성시키기 위해 반대 부호의 서로 마주보는 자극을 각각 생성하도록 짝지워진다. 도 1과 도 3에 보여지는 바대로, 이 가로지르는 장은 노즐(6) 몸체의 바닥 끝에 놓여진 타입의 배출구들(7)을 "덮기"위하여 틈의 바닥부의 "M"에 위치된다. 그러나, 이들 유도자들은 그들의 자극들이 틈 내에서 함께 이동될 수 있도록 고안된다. 여기서, 이동은 유도자들(16...17')이 수평으로 놓이기 때문에 주형을 따라 수직으로 이루어진다. 약 10 또는 15cm의 거리를 넘어 유도자들의 극들의 이 결합된 이동은 틈에서 가로지르는 자기장의 일치된 움직임을 생성하고, 따라서 노즐의 다른 배출구들(7, 8)의 영역에서의 국지적 자기 조건의 상관적인 변경을 초래한다. 결국 전체 흐름 그 자체는 변화되지 않거나 거의 변화되지 않는 이들 두 타입의 배출구를 떠나는 금속 흐름들의 바람직한 재분배가 있다. 따라서, 도 3에서 M은 틈에서의 자기장의 초기 바닥 위치를 나타내고 N은 금속의 흐름들을 위쪽으로 배출하는 배출구들(8)의 방향으로 거리 "d" 이상의 수직의 이동 후의 마지막 꼭대기 위치를 나타낸다.

자기장의 이동은 따라서 돌출한 자극이 제공되고 그 주위에 감겨진 철사형 도체의 지지대로서 쓰이는, 그리고 주조 플랜트에 결합되는 프레임을 따라 병진적으로 이동하기 위해 장착되는 한쌍의 "전자석" 타입의 유도자에 의해 얻어질 수 있다. 이 구조는 따라서 물리적으로 움직이는 유도 유닛을 요구한다.

그러한 유효한 조건들이 허용될 때, 고정된 틈내에서 이동할 수 있는 자기장에 대한 선택이 바람직할 것이다. 그러한 가능성이 도 2에 개략적으로 보여지는 것과 같이 서로 반대이고 주형의 넓은 면들(22)의 각 측면에 다상의 코일감김들로 두개의 "이동하는 자기장" 타입 유도자들로 구성되는 유도 유닛들에 의해 제공된다. 여기에서 보여지는 유도자는 "선형 모터 고정자" 타입의 평평한 유도자들이고 두개의 상을(그리고 따라서 두 상의 코일감김들을) 갖는다. 이 도체들은 직선 구리 막대들(16, 17, 16', 17')의 네개의 수이고, 상호간에 평행하게 수평으로 놓여져 떨어져 위치한다. 각 코일감김은 전류가 반대 방향으로 그들을 통해 흐르도록 반대의 열들에서 그것 사이에 연결된 두개의 막대로 조립된다. 연결된 막대들은 도면에 나타내지는 바대로 16', 17과 17', 16(인접한 극들을 가진 유도자)과 같이 바로 인접한, 또는 16', 16 과 17', 17(분배된 극들을 가진 유도자)과 같이 떨어진 막대들인가는 문제가 되지 않는다.

그러나, 어떤 구조가 선택 되든지, 감긴 상이 각 개별 직류(혹은 정류된) 전원 공급 장치에 연결되고 다른 코일감김들과는 독립적으로 이 전력 장치에 홀로 연결되는 것이 중요하다. 이들 개별 전력 공급 장치들은, 도 2의 18과 19에 상징적으로 보여지는 바대로, 편리함을 위해 중립적으로 공유화된다. 그들은 예를 들면 다른 것들이 비활성화되는 동안(0의 전류) 그리고 반대로, 모든 중간 조절들과 함께 하나의 코일감김에서 최대 강도 흐름의 유동을 만들수 있도록 하기 위해 각 개별 전력 장치(18, 19)에 의해 배출되는 흐름들의 강도를 자동적으로 조절하기 위한 수단들(21a 와 21b)이 제공되는 전력 공급 장치 유닛(20)으로 통합될 수 있다. 이러한 조건들 하에서 일반적인 경우에서와 같이 평평한 유도자(14 또는 15)는 더 이상은 길지 않은 이동 장, 그러나 도체들에 수직인 방향으로 유도자의 활동 면을 넘어 그것을 옮겨질 수 있도록 수송하는 자극을 갖는 정적인 자기장을 두 코일감김들에서의 유동의 강도들을 적절하게 변경함에 의해 단순하게 만들 수 있다. 필요하다면, 유도자의 이런 타입과 이것의 조작의 이동-장과 정적-장 모드의 더욱 상세한 서술이 No. WO 99/30856의 출원번호로 공개된 PCT국제특허출원에서 더 찾을 수 있다.

도 3에서, 자극의 "M"의 바닥 위치는 코일감김 17, 17'에서의 전류 0에 관계되는 코일감김 16, 16'에서의 최대의 전류에 일치된다. 역으로, 도 3에서의 꼭대기 위치 "N"은 코일감김 16, 16'에서의 전류 0에 관계되는 코일감김 17, 17'에서의 최대의 전류에 일치된다. 물론, 전력 공급 장치(20)가 장치되는 조절 수단들(21)을 사용하는 전류들의 강도들을 결합함에 의해 이들 두 극단적인 위치들 사이의 어떠한 레벨로 유도자의 극의 위치를 조절하는 것이 가능하다.

도 4에서는 두 짝지워진 평평한 유도자들(14,15)이 서로 마주보는 그들의 상대적인 자극들이 반대의 극성을 가지도록 배열되는 것이 명백하게 보여진다. 결국, 하나의 자기장이 두 유도자들 사이의 틈 내 어떤 지점에서 다른 것의 자기장으로 추가된다. 구성은 "이동 장" 타입의 것이다: 화살표(B)에 의해 표현되는 바대로 자기력선은 주된 주조면(P)을 수직으로 가로지름에 의해, 따라서 노즐을 떠나는 용융 금속의 흐름들의 방향으로 하나의 유도자로 부터 다른 것으로의 자극들을 연결한다.

또다른 각도에서 보여지는 바대로, 이 동일한 타입의 구성이 다시 도 3에 도시된다. 각 유도자(14,15)의 극들에 의해 발생되는 가로지르는 자기장은 주요 배출구들(7)로부터의 흐름의 자기 방해 작용이 최대인 바닥 위치 "M"으로 부터 주된 배출구들(7)에서는 감소되나 제 2 배출구들(8)에서 증가되는 자기 방해 작용과 일치되는 꼭대기 위치 "N"의 거리 "d"로 수직적으로 옮겨질 수 있다.

본 발명은 상기의 예시된 실시 형태로 제한됨 없이 청구되는 청구항들에 만족하도록 주어지는 한정으로 제공되는 많은 다양화 또는 동등물들로 확장되어 실행 될 수 있다.

노즐이 본 발명에 적용될 수 있도록 주형의 주된 주조면 내에서 배출구들을 가져야함에도 불구하고, 그 밖의 곳에 위치하는 다른 배출구들이, 예를 들면 주형의 코너들의 방향으로 대각으로 제공될 수 있다는 것 또한 이해될 것이다. 사실, 얻어지는 전자기력 작용의 효과가 자기장의 벡터 생성과 노즐의 배출구들을 떠남에 따른 흐름들의 속도 벡터에 직접적으로 비례하기 때문에 배출들의 더 많은 방향들이 장의 전자력선들과 직교하게 될수록 본 발명은 더 많은 효과를 나타낸다.

마찬가지로, 본 발명의 의도가 주형에 도착하는 실제 용융 금속으로부터의 자유 표면으로의 열 유입을 더 잘 다룰수 있게 되는 목적으로 동기화되고 결국, 바람직하게는 아래쪽으로 형성되는 특정의 배출구들과 위쪽으로 형성되는 다른 배출구들을 제공하는 노즐에서 목적되지만, 그럼에도 불구하고 본 발명은 같은 방향을 전혀 갖지 않는 배출구들을 가진 어떠한 노즐에도 일반적으로 적용될 수 있다. 이것은 예를 들면 각도에서 단지 조금 달라지는 방향들로 심지어 아주 조금 두 배출구들이 달라지자 마자 본 발명은 매우 엄밀하게 적용하기 때문이다. 그러나, 이들 두 배출구들은 가로지르는 자기장이 다른 것을 빼고 그들 중 하나를 덮도록, 또는 적어도 그것이 그러나 동시에 명백하게 서로 다른 유도 값들을 가진 그들 양쪽을 덮도록 허용하기 위해 충분히 떨어져서 모두 동일하게 제공되는 것이 적합하다.

따라서, 본 발명이 앞에서 언급된 "상자" 타입의 경우에서 더 좋은 결과를 제공할지라도, 이것은 또한 주조를 위해 사용되는 잠기어지는 입구 노즐들이 넓은면들에 평행하여 그로부터 떠나는 용융 금속의 흐름에 편승하는 방향들-일반적으로 상향과 하향-에 의해 적어도 두개의 타입들 내에서 떨어지는 다른 배출구들을 가져야만 하는 필수 지점인 직선 노즐들에도 적합하다. 다시 말해서, 예를 들어 본 발명은 노즐의 샤프트를 넘어 꼭대기와 바닥에 존재하여 분화되는 측면의 배출구들을 갖는 직선 노즐들에도 적용된다.

더욱이, 상기에서 자기장의 강도 B는 일정하게 남는 것이 암시적으로 가정된다. 그러나, 이미 나타낸 바대로, 본 발명은 변경되는 공급 흐름들의 강도, 동시에 또는 따로 따로 틈에서 그 자체가 어떻게든지 이동하는 장에 의해 매우 용이하게 다양화 될 수 있다.

마찬가지로, 도 5에 도시된 바와 같이 유도자14(물론 유도자 15도 마찬가지)는 주조 노즐이 더욱이 전통적으로 중심에 위치되는 주조축(S)의 각 측면의 주형의 동일 면에 나란히 위치하는 동일한 부분들 14a와 14b로 나누어 질 수 있다. 이러한 방식으로, 노즐의 측면의 영역들은 이 영역들을 떠나는 따라지는 금속(11, 12)의 흐름에 선택적으로 행동할 수 있도록 자기장에 의해 서로에게 독립적으로 "덮여"진다. 유도 부분들(14a, 14b)을 자발적으로 조절함에 의해, 그들이 노즐을 떠나는 바로 그 순간에 그들이 작용됨으로써 따라서 주형의 흐름들의 대칭을 더 나아가 활용하는 것이 가능하다. 물론, 이 결과는 각 유도부 14a와 14b의 자극을 수직으로 조절함에 의해 전체 금속 배출의 다양한 노즐 배출구들 사이의 분배를 남기는 본 발명의 주된 효과에 상보적으로 얻어진다. 이러한 견해에서, 각 유도부분은 요구되는 대로 그들 각각의 자극의 다양한 높이를 조절하고 그들을 통하는 전류 흐름의 강도들을 분리하여 변경하기 위해 그 자체의 개별 전력 공급 장치(도시되지 않음)에 의한 전류가 제공된다.

더욱이, "이동장" 타입의 유도자들 대신에, 이미 언급한 대로의 전자석들 뿐만 아니라 천연 또는 공산품 영구자석을 선택하는 것이 가능하다.

게다가, 서술에서 쓰인 "개별 직류 전력 공급 장치"의 표현은 구조적으로 독립적인 전력 장치들을 필수적으로 첨가하는 것만이 아니라 둘 또는 세개의 상들과 직류를 얻기 위해 주파수 0으로 세트되는 변하는 주파수를 갖는 하나의 다상 전력 공급 장치를 의미한다. 이런 타입의 다상 전력 공급 장치들은 잘 알려져 있다. 그들은 다양한 초퍼 임계값(chopping threshold)을 가진 인버터로 구성되는 타입이고 일반적으로 회전 또는 이동 자기장을 가지는 전기 모터를 작동시키는 데에 사용된다. 한 코일감김당 한 상을 가진 유도자(14)의 코일감김들에 전력을 제공하는 그러한 전력 장치의 조작은 인버터를 주파수 0으로 조절하고, 이 때에 각 상에서의 전류들의 강도가 이 상들에 연결된 코일감김들에서 얻어지도록 의도되는 것들이기 위해 선택된 시간들에서 그러한 조절들을 하는 것으로 구성된다.

독자는 본 발명의 적용의 바람직한 장이 더욱이 초기에 의도된 강철판의 연속적인 주조의 것일지라도, 그럼에도 불구하고 일반적으로 금속들의 연속적인 주조와 특히 얇은 판들의 연속적인 주조에 적용될 수 있는 것임이 또한 상기된다.

Claims (12)

1. - 주형의 넓은 면들에 평행하는 주된 주조면(P)에 놓이는, 혹은 대체적으로 놓이는, 용융 금속을 위한 적어도 두개의 분리되는 타입들(7, 8) 이내에서 배출되고 떨어지는 방향이 다른 배출구들이 제공되는 잠기어지는 입구 노즐(6)과;

   - 상기 주된 주조면(P)의 각 측면의 서로 마주보는 반대 부호의 자극을 그위에 생성하기 위해 상기 주형의 넓은 면들에 걸쳐 위치하고 실질적으로 노즐(6)을 둘러싸는 틈 내에서 상기 타입들(7, 8)의 적어도 하나(7) 이상의 상기 배출구들을 덮는 가로지르는 자기장을 방출하는 유도 유닛(14, 15)과;

   - 상기 다른 타입(8)의 배출구들에 관하여 상기 노즐(6)의 모든 배출구들 사이의 용융 금속의 전체 흐름의 분배를 변경할 수 있도록 하기 위해 덮혀지는 상기 타입(7)의 배출구들의 영역에서 상기 자기장의 상대적인 강도를 조절하기 위한 수단(20, 21)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융 금속으로 판들과 같은 직사각 단면의 연속적인 주조 생성물을 위한 플랜트의 주형 공급을 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유도 유닛은 적어도 하나 이상의 전자석으로 구성되는 전자기 유닛인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유도 유닛은 상기 주된 주조면(P)의 각 측면 위에서 서로 마주보는 "이동 장"타입의 다상의 코일감김들을 갖는 유도자들(14, 15)과 상기 코일감김들에 개별적으로 직류 전류를 공급하는 연결되는 전력 공급 장치로 구성되고 자기장의 상대적 강도를 조절하기 위한 상기 수단들(20, 21)은 상기 전자기 유닛의 틈 내에 자극들의 위치를 옮기기 위한 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 유도 유닛은 적어도 하나 이상의 영구 자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 자기장의 상대적 강도를 조절하기 위한 상기 수단들은 유도 유닛으로 공급되는 전류의 강도를 변경하기 위한 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 자기장의 강대적 강도를 조절하기 위한 상기 수단들은 자석 또는 전자석들이 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있도록 하는 배열로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 3 항에 있어서,

   틈 내에서 자극들의 위치를 변경하기 위한 상기 수단들은 상기 유도자들(14, 15)의 상 코일감김들을 개별적으로 공급하는 직류 전류의 강도를 개별적으로 조절하기 위한 수단들로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도 유닛은 주된 주조면(P)의 각 측면에서 주조축의 각 측면에 나란하게 놓여진 두개의 유사한 독립체들(14a, 14b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

   잠기어지는 입구 노즐은 주된 주조면(P)내에서 주형의 바닥을 향하는 하부의 주된 배출구들(7)과 위쪽을 향하는 상부의 제2배출구들(8)이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 하부의 주된 배출구들은 동일한 배출구로 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    용융 금속으로 직사각 단면의 생성물의 연속적인 주조를 위한 플랜트의 주형을 공급하기 위해 상기 유도 유닛의 상기 자극들에 의해 생성되는 상기 자기장의 상대적 강도가 자극들의 위치 이동에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 장치를 조작하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    용융 금속으로 직사각 단면의 생성물의 연속적인 주조를 위한 플랜트의 주형을 공급하기 위해 상기 유도 유닛의 상기 자극들에 의해 생성되는 상기 자기장의 상대적인 강도가 상기 유도 유닛을 공급하는 전류의 강도를 변경함으로써 조절되는 것을 특징으로 하는 장치를 조작하는 방법.