KR20030016305A - 용금을 포함한 용기의 출구, 특히 스트립 주조 설비의턴디쉬의 출구에 배치하기 위한 내화 주입 홈통 채널 유닛 - Google Patents
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Abstract
스트립 주조 설비의 턴디쉬의 출구에 배치하기 위한 본 발명에 따른 내화 주입 홈통 채널 유닛은 턴디쉬에 접속될 수 있는 하나 이상의 수직 내화 주입 홈통 채널부(25) 및 그로부터 출발하여 수평으로 연장되는 내화 주입 홈통 채널부(25')를 구비하고, 그 내화 주입 홈통 채널부(25')에는 그 길이에 걸쳐 분배된 하나 이상의 개구부(34, 42)가 마련된다. 그럼으로써, 주조 롤 사이로 흐르는 용금에서 거의 일정한 층류 흐름 거동이 얻어지게 된다.
Description
간행물 FR-A-2 753 402에 따른 공지의 스트립 주조 장치에서는 주조 롤의 상부에 분배 용기가 배치되고, 그 위에 다시 레이들(ladle)이 배치된다. 그 경우, 레이들의 출구에 있는 주입 홈통 채널이 분배 용기 내로 돌출되는데, 분배 용기 그 자체는 출구 및 주조 롤 사이로 인도되는 노즐을 구비한다. 또한, 레이들에는 용금의 제어된 출탕을 위한 스토퍼 로드(stopper rod)가 마련된다. 그러한 장치에서의 단점은 충전 상태에서 분배 용기 내에 상대적으로 큰 페로스태틱 수두(ferrostatic head)가 존재하여 그에 상응하게 높은 유출 속도가 발생된다는 것이다. 그로 인해, 주조 롤 사이로 흐르는 용금에 의한 유입량이 불균일하게 되어 그 주조 롤 사이에 그에 대응하는 불안정한 탕욕이 발생되게 된다.
본 발명은 용금을 포함한 용기의 출구, 특히 스트립 주조 설비의 턴디쉬(tundish)의 출구에 배치하기 위한 내화 주입 홈통 채널 유닛(refractory pouring spout and channel unit)에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예 및 추가의 장점을 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,
도 1은 턴디쉬 및 본 발명에 따른 주입 홈통 채널 유닛의 단면도이고,
도 2는 개략적으로 도시된 주조 롤 사이에 있는 본 발명에 따른 주입 홈통채널 유닛의 단면도이며,
도 3은 도 2에 따른 주입 홈통 채널 유닛의 측면도이고,
도 4는 개략적으로 도시된 주조 롤 사이에 있는 주입 홈통 채널 유닛의 변형례의 단면도이며,
도 5는 도 4에 따른 주입 홈통 채널 유닛의 측면도이고,
도 6 및 도 7은 각각 주입 홈통 채널 유닛의 또 다른 변형례의 단면도이며,
도 8은 주입 홈통 채널 유닛의 또 다른 변형례의 부분 단면도이고,
도 9는 주조 롤 및 측면 패킹이 개략적으로 도시된 도 8에 따른 주입 홈통 채널 유닛의 단면도이며,
도 10은 주입 홈통 채널 유닛의 또 다른 변형례의 단면도이고,
도 11은 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 도 10의 주입 홈통 채널 유닛의 단면도이다.
본 발명의 목적은 그에 반하여 주조 롤 사이로 유입되는 용금이 최대한으로 낮은 운동 에너지를 동반한 채로 균일한 층류 흐름으로 흘러서 그 주조 롤 사이에 형성되는 탕욕 액면이 최대한으로 평탄하게 유지되도록 주입 홈통 채널 유닛을 형성하는 것이다. 또한, 그러한 주입 홈통 채널 유닛에 의해, 용금이 주조 롤의 전 길이에 걸쳐 최대한으로 균일하게 분배되어 2개의 주조 롤 상에서 강 스트립의 표면 박층이 그 전 폭에 걸쳐 일정한 두께 추이로 형성되도록 해야 한다.
그러한 목적은 본 발명에 따라 주입 홈통 채널 유닛이 턴디쉬에 접속될 수 있는 하나 이상의 수직 내화 주입 홈통 채널부 및 그로부터 출발하여 수평으로 연장되는 내화 주입 홈통 채널부를 구비하고, 그 내화 주입 홈통 채널부에는 그 길이에 걸쳐 분배된 하나 이상의 개구부가 마련되도록 함으로써 달성된다.
그러한 본 발명에 따른 주입 홈통 채널 유닛에 의해, 용금이 주조 롤 사이에 균일하게, 그리고 다시 완만한 흐름으로 분배되어 탕욕 표면도 평온하게 유지되는 것이 보장되게 된다. 그것은 그 스트립 주조 장치에 의해 장애가 없는 주조를 하도록 하는데 기여한다.
도 1은 두께가 수 밀리미터이고 폭이 2 미터까지인 매우 얇은 강 스트립을 생성하는 공지의 스트립 주조 장치(30)에서 용금을 출탕하는 내화 피복된 턴디쉬(10)를 나타낸 것이다. 단지 부분적으로만 도시된 스트립 주조 장치(30) 중에서 주조 롤(31) 및 그를 에워싸는 하우징 박스(32)가 그 도면에 도시되어 있다.
턴디쉬(10)는 커버(15'), 용금(13)을 수납하는 내부, 및 그 바닥에 배치된 출구(14)를 구비한다. 용금(13)은 용기(10) 내로 연장된 침지 관(16)을 통해 채워 넣어지는데, 그 침지 관(16)은 도시를 생략한 레이들의 출구에 접속되어 있다. 출구(14)를 형성하는 주입 홈통 채널(25)은 회전되는 주조 롤(31) 사이의 용금탕욕(33) 중으로 돌출된다. 그 경우, 용기(10)의 내부는 불활성 가스로 충전되는 것이 바람직하다. 또한, 용기(10)와 하우징 박스(32) 사이에는 주입 홈통 채널(25)을 에워싸는 벨로즈(bellows)(36)가 마련된다.
용기 내부는 통과 개구부(17)에 의해 서로 접속되는 2개 이상의 챔버(11, 12)로 분할되고, 그 중에서 하나의 챔버(11) 내에는 용금(13)이 충전될 수 있는 반면에, 다른 챔버(12)는 출구(14)를 구비하는데, 제1 챔버(11)로부터 제2 챔버(12)로 흐르는 용금의 양은 통과 개구부(17)에 있는 제어 밸브(19)에 의해 세팅될 수 있게 된다.
용기 내부에는 유리하게는 편심적으로 배치되어 충전 챔버(11)의 체적이 출구(14)를 구비한 챔버(12)의 체적의 2배 내지 3배가 되도록 하는 수직 격벽(18)이 마련되는 것이 바람직하다.
출탕 시에는 출구(14)를 구비한 챔버(12) 내의 탕욕 액면(13")이 도시된 바와 같이 다른 충전 챔버(11) 내의 탕욕 액면(13')에 비해 탕욕 높이의 10 내지 50 % 정도 더 깊은 것이 바람직하다. 그럼으로써, 주입 홈통 채널의 바로 하부 구역에서 그를 통해 흐르는 용금의 낮은 운동 에너지 및 그에 상응하는 일정한 층류 흐름 거동이 얻어질 수 있게 된다.
스토퍼 로드로서 형성된 제어 밸브(19)는 주조 중에 출구(14)를 구비한 챔버(12) 내에서 용금의 일정한 탕욕 높이가 유지되도록 작동되는 것이 바람직한데, 그러한 탕욕 높이는 탕욕 높이에 대한 제어 기구 및 측정 장치에 의해 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 제어 밸브용으로 턴록 패스너(turn-lock fastener), 샤프트 로크(shaft lock) 등이 마련될 수도 있다.
통과 개구부(17)를 형성하는 노즐(26)의 입구(17')는 충전 챔버(11)의 용기 바닥에 대해 위쪽으로 떨어져 배치된다. 그것은 경우에 따라 레이들로부터 그 챔버 내로 도달되는 광석 함유물이 바닥에 착석되어 후속 챔버(12) 내에 도달되지 않는다고 하는 장점을 제공한다.
본 발명은 이후로 그에 대한 몇 가지 변형례를 설명하게 될 내화 주입 홈통 채널 유닛(25, 25')에 의해 특징지워진다. 그러한 주입 홈통 채널 유닛은 용기 바닥에 매설되는 하나 이상의 수직 주입 홈통 채널부(25) 및 그로부터 출발하여 수평으로 연장되는 별개의 세장형 주입 홈통 채널부(25')로 이뤄진다. 관형으로 형성되는 그러한 주입 홈통 채널부(25')는 길이에 걸쳐 분배된 다수의 개구부(27)를 구비하고, 주조 롤(31)에 대해 간격을 둔 채로 대략 그 길이를 따라 연장되어 배치된다.
도 2 및 도 3은 용기 바닥으로부터 아래쪽으로 멀리 돌출되고 내부 계측 노즐(23)을 구비한 수직 주입 홈통 채널부(21) 및 그에 고정된 박스형 주입 홈통 채널부(22)를 구비한다. 후자는 충분한 길이를 구비함으로써 용금 탕욕(33)이 외측으로 대략 측면 패킹까지 소위 고온 용금을 공급받아 기생적 응고가 방지되도록 하는 것이 바람직하다. 그러한 주입 홈통 채널부(22)는 제조 기술상의 이유로 2부품으로 형성되는데, 그 중에서 상부 커버형 부분(24)은 주입 홈통 채널부(21)에 고정되기 위한 플랜지(24')를 구비하고, 하부 쉘형 부분(29)은 개략적으로 도시된 핀(28), 특히 볼트에 의해 상부 커버형 부분(24)에 고정된다.
그러한 주입 홈통 채널부(22)는 중심 유입 개구부(39)에 접속되는 세장형 채널(38) 및 양측으로는 물론 단부 측으로 그로부터 떨어져 안내되는 홈형 개구부(34, 37)를 형성한다. 길이에 걸쳐 등 간격으로 분배된 그러한 개구부(34)는 본 발명의 범위에서는 하단으로부터 위쪽으로 이격된 채로 배치되어 한편으로는 그 개구부(34)로부터 유출되는 용금의 흐름 방향이 위쪽으로 경사지도록 하고, 다른 한편으로는 채널(38)이 일종의 섬프 욕(sump bath)을 형성하여 경우에 따라 용금 중에 존재하는 고체 입자가 그 채널(38) 내에 침적되도록 한다. 그로부터 생기는 또 다른 장점은 그 채널(38) 내로 흘러 들어오는 용금이 그 전 길이에 걸쳐 분배되고 나서야 비로소 대략 동일한 양으로 그 개구부(34)로부터 유출된다는 것이다.
도 4 및 도 5는 도 2에 따른 것과 유사한 주입 홈통 채널 유닛을 도시하고 있다. 따라서, 이후로는 그 차이점에 관해서만 설명하기로 한다. 그러한 주입 홈통 채널 유닛에서는 길이에 걸쳐 분배된 수직 구멍(46)에 의해 서로 접속되는 상부 및 하부 종 방향 채널(44, 45)이 부분(40)에 배속되는데, 구멍(46)은 외측으로 갈수록 그 직경이 더 커진다. 그러한 제1 종 방향 채널(44)에 의해, 용금이 제2 채널(45) 및 다시 위쪽으로 떨어진 유출 개구부(42)를 통해 유출되기 전에 용금 흐름의 교축이 일어나게 된다.
도 6에 따른 주입 홈통 채널 유닛에서는 유출 개구부(61, 62)가 수평선에 대해 60°까지의 각도로 위쪽으로 경사져 V형 주입 홈통 채널부(60)에 정향되는데, 그러한 개구부(61, 62)의 상부 열 및 하부 열이 마련된다. 그럼으로써, 용금의 유출 방향이 위쪽으로 경사져 각각의 주조 롤(31)에 대해 대략 접선 방향으로 주어지게 된다. 또한, 그러한 주입 홈통 채널부(60)에는 단부 면 측 개구부(63, 66)도 아울러 포함된다. 그와 같이 배치됨으로써, 주입 홈통 채널부(60)가 탕욕 중에 깊숙이 위치되어 개구부(61, 62)가 탕욕 표면(33')을 불안정하게 함이 없이 용금을 최적으로 분배할 수 있게 된다.
도 7에 따르면, 역시 2부품으로 형성된 주입 홈통 채널 유닛(70)은 반원형 횡단면을 구비한다. 개구부(71)는 위쪽으로 떨어진 채로 측 방향으로 배치되어 전술된 바와 동일한 바람직한 작용이 일어나게 된다.
원칙적으로, 개구부(71)는 측 방향으로만 배치되거나 측 방향으로 배치되는데 추가하여 수직 아래쪽으로 배치될 수 있다. 그 경우, 새로 유입되는 재료가 생성되는 스트립 표면 박층에 국부적인 차이를 일으키지 않도록 하는 것이 중요하다.
도 8 및 도 9는 전술된 예와는 다르게 세장형 주입 홈통 채널부(80)가 수직 주입 홈통 채널부(81)에 유지되는 것이 아니라, 별개의 서스펜션(85)에 유지되는 주입 홈통 채널 유닛의 변형례를 나타내고 있다. 그 경우, 그러한 서스펜션(85)은 턴디쉬(10)의 바닥에 고정된다. 또한, 통상대로 형성되어 수직으로 배치된 2개의 주입 홈통 채널부(81)가 마련되는데, 그 주입 홈통 채널부(81)는 서로 정해진 간격으로 턴디쉬(10)에 매설되어 세장형 주입 홈통 채널부(80)까지 연장된다. 폭이 작은 경우에는 하나의 주입 홈통 채널에 의해서만 작업될 수도 있다.
관형으로 형성된 주입 홈통 채널부(80)는 다수의 측 방향 개구부(83)를, 그리고 각각의 단부 측에 길게 연장된 폐쇄 커버(86)를 각각 구비하고, 그 폐쇄커버(86)는 서스펜션(86)이 맞물리는 구멍(86')을 포함하고 있다. 주입 홈통 채널부(80)는 주조 롤(31)과 대략 동일한 길이로 되는데, 도 9에는 주조 롤(31) 중에서 측면 패킹(91)이 개략적으로 도시되어 있다. 그럼으로써, 그러한 주입 홈통 채널 유닛이 기술적 단점을 감수할 필요가 없이 매우 간단하게 제조될 수 있게 된다.
도 10 및 도 11은 세장형 주입 홈통 채널부(90)가 수평으로 연장된 내화 관(91), 양 단부 측의 폐쇄 커버(92), 및 격벽(95)으로 이뤄지는 주입 홈통 채널 유닛의 매우 바람직한 변형례를 나타내고 있다. 관(91)의 대략 중심에 배치된 격벽(95)은 마찬가지로 격벽의 전 길이에 걸쳐 줄지어 배치된 구멍, 슬릿 등과 같은 개구부(97)에 의해 서로 접속되는 상부 및 하부 챔버(93, 94)로 분할된다. 관(91)의 대략 중심에는 주입 홈통 채널부(21)가 그 관(91) 및 격벽(95)을 통해 돌출되어 하부 챔버(94)와 연통된다.
그러한 주입 홈통 채널 유닛의 기능 형식은 용금이 턴디쉬로부터 주입 홈통 채널부(21)의 통과 개구부(14)를 통해 하부 챔버(94)를 채울 때까지 그 챔버(94)로 유입되는데 있다. 이어서, 용금은 개구부(97)를 통해 상부 챔버(93)로, 그리고 그 곳으로부터 상부 챔버와 접경된 벽에 있는 개구부(96)를 통해 상승되어 의도된 대로 주조 롤 사이로 유출될 수 있게 된다.
챔버(94) 내에 형성되는 출탕 대상 용금의 섬프가 주조 말기에 다시 비워질 수 있도록 하기 위해, 관(91)의 하면 상에 하나 이상의 개구부가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 폐쇄 커버(92)도 역시 상응하는 개구부를 구비할 수 있다.
본 발명은 전술된 실시예에 의해 충분히 설명되어 있지만, 다른 변형례에서도 구현될 수 있다.
그러한 측면에서, 주입 홈통 채널부는 관 부분이 상응하는 관 부재로 이뤄질 수 있는 것처럼 2부품 또는 그 이상의 다 부품으로 형성될 수 있다.
Claims (8)
- 용금을 함유한 용기의 출구, 특히 스트립 주조 설비의 턴디쉬(10)의 출구(14)에 배치하기 위한 내화 주입 홈통 채널 유닛에 있어서,주입 홈통 채널 유닛은 턴디쉬에 접속될 수 있는 하나 이상의 수직 내화 주입 홈통 채널부(25, 41, 81) 및 그로부터 출발하여 수평으로 연장되는 내화 주입 홈통 채널부(25', 22, 40, 60, 70, 80)를 구비하고, 그 내화 주입 홈통 채널부(25', 22, 40, 60, 70, 80)에는 그 길이에 걸쳐 분배된 하나 이상의 개구부(27, 34, 42, 61, 62, 71, 83)가 마련되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항에 있어서, 수평으로 연장된 주입 홈통 채널부(25', 22, 40, 60, 70, 80)는 수직 주입 홈통 채널부(25, 41, 80)와는 별개로 배치되고, 수직 주입 홈통 채널부는 수평 주입 홈통 채널부 내로 돌출되거나 양자의 주입 홈통 채널부가 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 길이에 걸쳐 분배되어 바람직하게는 슬릿으로서 형성되는 주입 홈통 채널부(25', 22. 40. 60, 70, 80)의 다수의 개구부(27, 34, 42, 61, 62, 71, 83)는 용금의 유출 방향이 경사지게 및/또는 대략 수직 위쪽으로 이뤄지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서, 길이에 걸쳐 분배된 수평 주입 홈통 채널부(25', 22, 40, 60, 70, 80)의 다수의 개구부(27, 34, 42, 61, 62, 71, 83)는 하단으로부터 위쪽으로 이격된 채로 배치되어 주입 홈통 채널부 내에 섬프 탕욕이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 수평 주입 홈통 채널부는 대략 장방형, 삼각형이나 다각형, 원형, 반원형 등의 횡단면을 구비하고, 그 수평 주입 홈통 채널부에는 세장형 채널(38, 44, 45)이 형성되며, 그 세장형 채널(38, 44, 45)로부터 떨어져 양측으로 및 바람직하게는 단부 면 측으로 개구부(27, 34, 42)가 인도되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제5항에 있어서, 수평 주입 홈통 채널부(40)에는 상부 및 하부 종 방향 채널(44, 45)이 배속되고, 그 상부 및 하부 종 방향 채널(44, 45)은 길이에 걸쳐 분배된 수직 구멍(46)에 의해 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 세장형 주입 홈통 채널부(80)는 수직 주입 홈통 채널부(81)와는 무관하게 별개의 서스펜션(85)에 유지되고, 주입 홈통 채널부(81)는 다른 주입 홈통 채널부(80) 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
- 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 세장형 주입 홈통 채널부(90)는 격벽(95)에 의해 상부 및 하부 챔버(93, 94)로 분할되되, 수직 주입 홈통 채널부(21)의 출구는 하부 챔버(94)와 연통되고, 격벽(95)에는 개구부(97) 등이 마련되며, 하부 챔버(94)에 유입된 용금은 개구부(97)를 통해 상부 챔버(93)로 상승될 수 있고 그 곳으로부터 상부 챔버(93)와 접경된 벽에 있는 개구부(96)를 통해 유출될 수 있는 것을 특징으로 하는 내화 주입 홈통 채널 유닛.
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