KR20040056267A - 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 용탕을 공급하는 노즐을 절단하는 절단날을 고정하는 구조에 관한 것이다.

본 발명은 턴디쉬에 상단이 고정되는 원통형 상부노즐과, 상기 상부노즐이 관통배치되는 노즐덮개와 양측면에 토출구를 관통형성한 노즐본체로 이루어진 하부노즐 및 상기 하부노즐을 턴디쉬 하부에 고정하는 고정틀을 갖추어 상기 턴디쉬의 용강을 주조롤 사이로 공급하여 주편을 주조하는 쌍롤식 박판주조기에 있어서, 상기 고정틀의 일측 수직판에 형성된 개구부에 선단이 대응배치되고, 안내홈이 함물형성된 하우징; 상기 안내홈에 전후진 활주이동가능하게 조립되는 절단날; 상기 절단날을 상기 상부노즐측으로 전후진 왕복작동시키도록 상기 절단날의 후면에 로드선단이 연결되는 작동부재를 포함하여 구성한다.

본 발명에 의하면 스토퍼의 내화물 침식, 파손 및 승하강 작동불량에 따른 스토퍼의 용강차단 역할불능시 이를 대신하여 상부노즐의 용탕유로를 차단하는 절단날을 턴디쉬에 상부노즐과 하부노즐을 연결하는 고정틀에 전후진왕복동작이 원활하도록 갖추어 설비파손의 염려없이 주조조업을 안정적으로 수행할 수 있다.

Description

쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조{A STRUCTURE FOR FIXING THE NOZZLE CUTTING BLADE IN TWIN ROLL TYPE STRIP CASTER}

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 턴디쉬에서 롤 사이로 용탕을 공급하는 노즐을 절단하는 노즐절단날을 고정하는 구조에 관한 것으로, 보다 상세히는 광폭의 침지형 하부노즐과 원형단면의 상부노즐로 노즐을 이용하여 주편을 주조하는 공정시 예열 및 주조중에 턴디쉬에 견고하게 지지되어 용탕공급을 안정적으로 수행하고, 주조중 턴디쉬 스토퍼의 손상에 의한 용강공급 제어불능에 대비하여 용탕공급을 차단하는 노즐절단날의 전후진 왕복동작이 원활하도록 이를 고정하는 구조를 개선한 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 쌍롤식 박판주조공정은 냉각되고 있는 한 쌍의 주조롤을 몰드로 이용하여 용탕으로 부터 직접 1~6 mm 두께를 가진 금속박판을 연속적으로 제조하는 방법이다.

이러한 방법에 사용되는 쌍롤식 박판주조기(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 롤축이 평행하게 설치된 한 쌍의 주조롤(1)(1a)과 그 양측 단변에 밀착시켜 용탕의 유출을 봉쇄하여 용탕풀(P)을 형성하는 에지댐(2)(2a) 및 턴디쉬(T)로 부터 용탕을 주조기에 공급하는 용탕공급용 노즐(3)등의 설비로 구성된다.

이러한 쌍롤식 박판주조기(100)에 있어서 목표로 하는 주편의 두께에 맞추어 간격이 벌어져 있는 주조롤(1)(1a)의 사이에 용탕을 공급하여 용탕풀(P)의 높이가 일정하게 유지되도록 한 상태에서, 상기 주조롤(1)(1a)을 마주보는 방향으로 서로 맞물리도록 회전시키면, 상기 주조롤(1)(1a)표면에는 용탕의 급속응고에 의해 한 쌍의 응고쉘이 형성되고, 이들은 주조롤(1)(1a)의 근접점에서 서로 연속으로 합체되어 일정한 두께로 주편을 이루게 되어 이를 인발하여 감으면 박판 주편을 연속적으로 제조할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 주편을 주조하는 공정중 양질의 주편을 얻기 위해서 상기 노즐(3)을 통한 용탕 공급량을 정밀하게 조절하며, 특히 용탕공급 노즐(3)의 토출구를 통하여 공급된 용탕이 주조롤(1)(1a)의 전폭에 걸쳐 균일하게 공급되고, 탕면요동이 적도록 안정되게 용탕을 공급하여야 한다.

그러나, 종래 연속주조법에서 사용되는 일반적인 원통형 노즐을 쌍롤식 박판주조기(100)에 적용하는 경우, 원통형 노즐의 토출구에서 공급되는 용탕의 토출폭이 상기 주조롤(1)(1a)의 폭에 비해서 훨씬 좁기 때문에 상기 주조롤(1)(1a) 전폭에 걸쳐 용탕을 균일하게 공급할 수 없게 되고, 이로 인하여 주편의 균열 및 주편 두께의 불균일을 초래하는 문제가 있었다.

이에 따라, 이러한 문제를 해결하기 위하여 일본특허 특개평7-204793호를 비롯한 기존 발명들에서는 용탕의 안정적인 공급을 위하여 노즐의 형상을 주조롤에 평행한 방향으로 폭을 길게 한 광폭형 노즐을 적용하고 있다. 그러나 광폭형 노즐은 폭이 매우 넓기 때문에 일체형으로 제조함에 있어서 설비상의 제약이 따를 뿐만 아니라 턴디쉬에 내삽하여 설치하기가 어렵기 때문에 일본특허 특개평7-68355호 및미국특허 US5,794,682호와 같이 상부노즐과 하부노즐로 각각 제조하고 조립하여 주조에 적용하였다.

즉, 도 2(a)(b)에 도시한 바와같이, 원형단면상의 원통형 상부노즐(13)은 턴디쉬(T)에 상단이 내삽되어 고정되고, 노즐본체(14a)와 노즐덮개(14b)로 이루어진 광폭형 하부노즐(14)은 상기 턴디쉬(T)의 하부면과 상기 노즐덮개(14b)사이에 구비되는 고정틀(15)에 의해서 지지되며, 토출구(13a)가 관통형성된 상부노즐(13)의 하부가 삽입되는 상기 고정틀(15)의 삽입공은 부정형 내화물(16)로서 밀봉되는 한편, 토출구(14c)를 양측면에 개구형성한 하부노즐(14)의 노즐본체(14a)는 상기 고정틀(15)의 테두리에 구비되는 고정턱(15a)과 받침벽돌(15b)에 의해서 위치고정된다. 그리고, 상기 상기 노즐덮개(14a)와 고정틀(15)사이는 고온단열재(17)를 매개로 밀착된다.

그러나, 이러한 상,하부노즐(13)(14)을 턴디쉬(T)하부에 고정틀(15)로서 장착하여 주편을 제조하는 주조작업을 수행하는 작업시 상기 상부노즐(13)의 상부단 주입구는 승하강되는 스토퍼(S)에 의해서 주조조건에 맞추어 개폐되는데, 내화물로 이루어진 스토퍼(S)의 침식 또는 파손에 의해 상기 상부노즐(13)을 통한 용탕의 공급을 차단시키지 못하는 경우, 다량의 용탕이 주조롤(1)(1a)로 계속 투입되어 주조설비를 손상시키는 막대한 피해를 초래하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 스토퍼의 내화물 침식, 파손 및 승하강 작동불량에 따른 스토퍼의 용강을 공급하는 차단하는 역할불능시 상부노즐의 용탕유로를 차단하는 절단날을 턴디쉬에 상부노즐과 하부노즐을 연결하는 고정틀에 전후진왕복동작이 원활하도록 갖추어 설비파손의 염려없이 주조조업을 안정적으로 수행할 수 있는 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 쌍롤식 박판주조기를 도시한 개략도,

도 2(a)(b)는 종래 쌍롤식 박판주조기에서 용탕공급용 노즐의 설치상태를 도시한 종단면도,

도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1,1a ... 주조롤 2 ... 에지댐

3 ... 용강공급용 노즐 13 ..... 상부노즐

14 ..... 하부노즐 14a .... 노즐덮개

14b .... 노즐본체 15 ..... 고정틀

51 ..... 하우징 52 ..... 안내홈

53 ..... 절단날 54 ..... 프레임

55 ..... 작동부재 56 ..... 절단날스토퍼

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

턴디쉬에 상단이 고정되는 원통형 상부노즐과, 상기 상부노즐이 관통배치되는 노즐덮개와 양측면에 토출구를 관통형성한 노즐본체로 이루어진 하부노즐 및 상기 하부노즐을 턴디쉬 하부에 고정하는 고정틀을 갖추어 상기 턴디쉬의 용강을 주조롤사이로 공급하여 주편을 주조하는 쌍롤식 박판주조기에 있어서,

상기 고정틀의 일측 수직판에 형성된 개구부에 선단이 대응배치되고, 안내홈이 함물형성된 하우징;

상기 안내홈에 전후진 활주이동가능하게 조립되는 절단날;

상기 절단날을 상기 상부노즐측으로 전후진 왕복작동시키도록 상기 절단날의 후면에 로드선단이 연결되는 작동부재;를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조를 도시한 사용상태도이다.

본 발명의 절단날 고정구조(50)는 도 3 내지 5에 도시한 바와 같이, 원통형 상부노즐(13)의 주입구를 밀폐하여 용탕주입을 중단시키는 스토퍼(S)의 내화물 파손 및 침식 및 승하강불량시 상부노즐(13)의 몸체중앙을 절단하여 용탕유로를 차단하는 절단날을 상기 턴디쉬(T)에 상,하부노즐(13)(14)을 취부하는 고정틀(15)에 설치하는 것으로, 이는 하우징(51), 절단날(53) 및 작동부재(55)로 구성된다.

즉, 본 발명에 적용되는 용탕공급용 노즐은 정수압성형법에 의해 제조되는 통상의 알루미나-흑연질 내화물로서 원통형 상부노즐(13)과, 노즐덮개(14a)와 노즐본체(14b)로 이루어진 하부노즐(14)로 구성된다.

이에 따라, 상기 턴디쉬(T)의 용탕은 상기 턴디쉬(T)의 하부에 조립되는 상부노즐(13)을 통하여 하부노즐(14)의 내부로 공급되고, 상기 하부노즐(14)의 토출구(14c)를 통해 한 쌍의 주조롤(1)(1a)사이로 공급된다. 그리고, 용탕의 공급량은 주조롤(1)(1a)의 사이에 일정한 높이가 유지되도록 상기 상부노즐(13)의 상부주입구를 개폐하도록 승하강도는 스토퍼(S)에 의해 제어된다.

그리고, 상기 하부노즐(14)은 복수개의 토출구(14c)들이 형성된 노즐본체(14b)와 노즐덮개(14a)로 구성되는바, 상기 노즐덮개(14a)는 노즐본체(14b)에 내화 모르타르로 시공하여 조립한 후 건조하여 견고하게 접착되는데, 이를 위해서 상기 노즐본체(14b)는 적절한 강도와 단열성을 가진 받침벽돌(15b)에 내삽하여 조립되며, 상기 받침벽돌(3)은 고정틀(15)의 테두리에 절곡형성된 고정턱(15a)에 의해서 고정된다.

또한, 상기 노즐본체(14b) 외부의 상단과 상기 받침벽돌(15b)의 안쪽 면에는 걸림턱이 있거나 경사가공을 하여 상기 노즐본체(14b)이 받침벽돌(15b)에서 하강되는 것을 방지한다.

그리고, 상기 광폭의 하부노즐(14)이 설치완료된 받침벽돌고정용 고정턱(15a)은 상기 턴디쉬(T)의 바닥철피(18)에 부착되어 있는 노즐고정용 고정틀(15)과 볼트 또는 클램프(clamp) 등으로 4개소 이상을 견고하게 체결하여 조립한다.

이러한 고정틀(15)은 내열성이 있는 철제로 구성된 박스(box)형 구조물이며, 그 상판면은 턴디쉬 철피(18)에 용접 또는 볼트에 의해서 조립되고, 그 하판면은 평판으로서 테두리에 고정턱(15a)이 부착된다.

또한, 상기 고정틀(15)의 상판과 하판 사이에는 상기 턴디쉬(T)에 상부단이 고정되어 수직배치된 원통형 상부노즐(13)을 감싸도록 4개의 수직판(19)이 각각 설치되어 있으며, 그 중 하나의 수직판(19)이 4개의 면중 적어도 한 면이 개방되어 개구부를 형성한다.

따라서, 상기 고정틀(15)의 내부는 공간이 형성되어 있으며, 상기 상부노즐(13)은 턴디쉬로부터 하부노즐(14)의 내부로 연결될 때, 상부단으로부터 50~250mm정도에 해당하는 길이 중간부분은 상기 고정틀(15)의 내부 공간에 노출되고, 노출된 표면은 단열을 위하여 2 내지 6 mm 두께의 고온 단열재로 감싸서 보호된다.

상기 하부노즐(14)의 노즐덮게(14a)와 상기 고정틀(15)의 하판 사이에는 이들이 직접 접촉되어 열손실과 응력이 발생되거나, 이들의 사이에 틈이 있을 경우 주조중 하부노즐(14)에 용강이 충만하여 상기 노즐덮개(14a)가 상부로 부상되는 것을 방지하기 위하여, 2 내지 6mm 정도의 고온단열재(17)를 삽입하여 완충 및 단열작용을 시킨다.

그리고, 상기 하부노즐(14)이 조립된 받침벽돌고정용 고정턱(15a)를 상기 턴디쉬(T)의 철피(18)에 상판이 부착된 고정틀(15)의 테두리에 체결하게 되면, 상기 턴디쉬(T)에 내삽되어 있는 상부노즐(13)은 상기 노즐덮개(14a)의 중앙 개구부를 통해 상기 노즐본체(14b)의 내부까지 연결된다. 이때, 상기 노즐덮개(14a)의 중앙개구부를 통한 상부노즐(13)의 삽입 및 조립이 용이하도록 상기 상부노즐(13)의 외부면과 상기 노즐덮개(14a)의 중앙 개구부 내주면사이에는 약 4 내지 10mm 정도의 유격을 형성하는 것이 바람직하다.

그러나, 주조개시 직후에는 한 쌍의 주조롤(1)(1a)과 에지댐(2)(2a)사이의 용탕풀(P)에 일정한 높이로 용탕을 신속하게 채우기 위해서는 많은 양의 용탕이 공급되어야 하며, 이때 하부노즐(14)내부는 용탕으로 충만되고, 상기 하부노즐(14)의 내부에는 용탕압력이 높게 발생된다. 이러한 경우, 상기 상부노즐(13)과 하부노즐 덮개(14a)사이의 연결부에 조립시 편의를 위해 설정한 간격이 존재하면, 그 틈으로 용강이 유출되므로, 상기 연결부인 간격에는 부정형 내화물(16)을 약 20-50mm 정도의 두께로 시공하고 양생하여 연결부를 견고하게 밀폐시킨다.

그리고, 상기 내화물(17)은 하부노즐 고정틀(5)의 전면 또는 후면의 개방구를 통해 단열성 캐스타블 내화물로 시공하며, 하부노즐 고정틀(5)의 하판 벽면들에의해 지지된다. 이에 따라, 상기 하부노즐(14)은 받침벽돌(15b)에 안착되어 턴디쉬 피(18)에 고정되어 있으며, 상기 하부노즐(13)과 상부노즐(14)의 상호연결이 견고하므로 예열 및 주조중에 아래로 치우치거나 응력이 부여되지 않아 주조시 안정성이 향상된다.

또한, 응력이 저감되므로 노즐본체(14b)를 구성하는 내화물의 두께감소가 가능하며, 하부노즐내 채워지는 용강의 밀폐성이 우수하여 용강유출이 없고 외부 공기의 혼입이 방지되어 용탕의 재산화가 없으며, 용강유량제어가 용이하다.

그리고, 상기 고정틀(15)의 일측 개방된 개구부를 갖는 수직판에는 안내홈(52)이 함물형성된 하우징(51)의 선단이 대응배치되도록 상기 고정틀(15)의 상부면 일측에 고정설치하며, 상기 안내홈(52)은 이에 조립되는 절단날(53)의 상부이탈이 곤란하도록 Ｔ자단면상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 주조중 상기 스토퍼(S)를 구성하는 내화물의 용손, 절단 등으로 상부노즐(13)에서 공급되는 용탕의 폐쇄가 불가능할 경우, 이를 해결하기 위한 비상수단으로써, 상기 하우징(51)의 안내홈(52)에 절단날(53)이 전후진 활주이동가능하게 조립되는바, 이러한 절단날(53)은 전진시 원통형 상부노즐(13)을 관통하면서 절단할 수 있는 일정거리만큼 전진이동될 수 있는 형성길이로 구성된다.

그리고, 상기 절단날(53)의 위치는 상기 고정틀(15)의 내부공간을 수직하게 관통하는 상부노즐(13)이 노출되어 있는 위치에 맞추어 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 절단날(53)은 30~50mm의 두께를 갖는 탄소강등의 내열금속소재로 제작되며, 선단은 내화물로 이루어진 상부노즐(13)의 절단이 용이하도록 예리한쐐기형상으로 구성되는 한편, 상부면에는 원통형 상부노즐(13)의 절단시 이를 간섭없이 감싸도록 'ㄷ'단면상의 프레임(54)을 일체로 장착한다.

그리고, 상기 절단날(53)의 선단이 대응하는 상기 고정틀(15)의 수직면에는 상기 상부노즐(13)을 절단한 절단날(53)의 선단 쐐기부가 접하여 정지되는 요홈(56a)을 함물형성한 절단날스토퍼(56)를 장착한다.

한편, 상기 절단날(53)의 후단에는 상기 절단날을 상기 상부노즐(13)측으로 고속의 강한 힘으로 전진시키고, 상기 상부노즐(13)의 절단작업후 상기 절단날(53)를 초기상태로 후진복귀시킬수 있도록 실린더부재와 같은 작동부재(55)의 로드선단을 연결하여 구성하며, 이러한 작동부재(55)는 상기 턴디쉬(T)의 바닥면 철피에 착탈이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 주조중 상부노즐(13)을 통한 용탕용강을 중단해야만 하는 비상시 상기 작동부재(55)의 로드선단의 전진작동에 상기 절단날(53)을 상부노즐(13)측으로 전진이동시킬 경우, 상기 상부노즐(13)은 절단되고 그 절단부위는 상기 절단날(53)의 상부면에 의해서 출구가 막혀지면서 상기 상부노즐(13)내에 잔류하는 용탕이 응고되어 유로가 믹힘으로서, 용탕유출을 차단할 수 있는 반면에, 상부노즐(13)의 절단된 나머지부분은 상기 고정틀(15)에 의해서 위치고정된 하부노즐(14)내에 잔류하게 되므로 낙하가 방지되어 주조롤(1)(1a)설비를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 원통형 상부노즐과 광폭형 하부노즐을턴디쉬하부에 고정설치하는 고정틀에 용탕공급을 제어하는 스토퍼의 작동불량시 이를 대신할 수 있는 절단날을 갖추어 용탕공급유로인 상부노즐을 절단하고, 상부노즐의 낙하없이 용탕을 응고시켜 유로를 차단할 수 있기 때문에, 스토퍼의 손상에 의한 차단불능시 용탕공급을 주조설비의 파손없이 차단하여 주조작업을 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

1. 턴디쉬에 상단이 고정되는 원통형 상부노즐과, 상기 상부노즐이 관통배치되는 노즐덮개와 양측면에 토출구를 관통형성한 노즐본체로 이루어진 하부노즐 및 상기 하부노즐을 턴디쉬 하부에 고정하는 고정틀을 갖추어 상기 턴디쉬의 용강을 주조롤사이로 공급하여 주편을 주조하는 쌍롤식 박판주조기에 있어서,

   상기 고정틀의 일측 수직판에 형성된 개구부에 선단이 대응배치되고, 안내홈이 함물형성된 하우징;

   상기 안내홈에 전후진 활주이동가능하게 조립되는 절단날;

   상기 절단날을 상기 상부노즐측으로 전후진 왕복작동시키도록 상기 절단날의 후면에 로드선단이 연결되는 작동부재;를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절단날의 상부면에는 원통형 상부노즐의 절단시 이를 간섭없이 감싸도록 'ㄷ'단면상의 프레임을 일체로 장착함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 절단날의 선단이 대응하는 상기 고정틀의 수직면에는 상기 상부노즐을절단한 절단날의 선단 쐐기부가 접하여 정지되는 요홈을 함물형성한 절단날스토퍼를 장착함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 노즐절단날 고정구조.