KR20050065203A - 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 열로 이루어진 네일을 주편 폭 방향으로 여러 개 침적시켜 몰드 탕면의 유동을 손쉽게 검사할 수 있는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치에 관한 것으로서, 상기 용강의 탕면에 침적되는 복수의 알루미늄계열의 네일과 복수의 스틸계열의 네일이 각각 열을 이루어 고정된 네일보드와, 상기 네일보드의 네일을 상기 용강의 탕면에 침적시키기 위해 상기 네일보드를 이동시키도록 상기 몰드의 일측에 설치된 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 연속 주조기의 몰드 탕면유동 검사시 한번의 검침으로 슬래그 층의 프로파일과 스틸층 프로파일은 물론이고 용강의 유동 방향 및 속도를 동시에 측정할 수 있다. 또한 몰드 탕면의 유동검사가 자동으로 이루어지도록 하여 측정시 발생되는 오차를 저감시켜 탕면유동의 정확한 평가를 할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 연속주조 공정시 몰드 탕면의 유동을 측정하는 장치로서, 보다 상세하게는 다수의 열로 이루어진 네일을 주편 폭 방향으로 여러 개 침적시켜 몰드 탕면의 유동을 손쉽게 검사할 수 있는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조 공정은 턴디쉬 내에 수강되어 있는 용강이 침지노즐을 통해 몰드로 유입된 후 용강의 응고가 개시되어 중간제품인 주편을 만드는 공정이다. 연속주조 공정의 설명 및 탕면유동을 설명하기 위해 도 1을 참조하면 다음과 같다. 주조용 몰드(10)의 일측에는 턴디쉬와 연결된 침지노즐(60)이 배치되어, 상기 용강(15)이 상기 침지노즐(60)을 통해 상기 몰드(10) 내부로 제트 분사된다. 여기서, 상기 몰드(10) 내부로 제트 분사된 용강(15)은 상기 몰드(10)의 내벽부(12)에 충돌 후 일부는 상기 몰드(10)의 하부로 순환하는 유동을 형성하고, 일부는 상기 몰드(10)의 상부로 순환하는 유동을 형성한다. 이때, 상기 몰드(10)로 분사된 용강(15)은 속도가 빠르기 때문에 상기 용강(15)이 충돌되는 몰드(10)의 내벽부(12) 부근에는 용강(15)이 이상 유동되거나 상기 용강(15)의 재용융이 일어나는 문제가 발생된다. 이와 같이 연속주조 공정에서 몰드 탕면은 주조제품의 표면상태를 결정하는 매우 중요한 요소로서, 몰드(10) 탕면의 유동은 보온제, 윤활제 및 개재물 흡수제로 사용되고 있는 몰드(10) 플럭스의 특성과 슬래그가 용강(15)으로 권입되는 현상 등과 밀접히 연관된다. 이에 품질이 우수한 주조물을 얻기 위해서는 상기 몰드(10) 탕면의 유동에 대한 평가가 매우 중요하다. 하지만, 종래에는 몰드(10) 상부의 공간이 협소하고, 고온의 용강(15) 및 몰드 플러스의 존재로 인하여 탕면유동의 측정이 용이하지 않았다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에는 몰드 용강(15) 탕면유동의 평가를 위해 용강(15) 표면의 유속을 검사하는 방법이 제안되었다. 종래의 용강(15) 표면의 유속을 검사하는 방업은 몰드(10) 등의 용강(15) 탕면에 몰리브덴이나 지르코니아 등으로 만들어진 환봉을 침지시키고, 몰드(10) 탕면 표면의 유동에 의해 형성되는 응력 차 또는 환봉의 기울기로부터 탕면 유속을 평가하는 방법이다. 그러나, 전술된 탕면의 유속 평가방업은 몰드(10)내 탕면의 특정한 위치에서 용강(15)의 1차원적인 평균유속 정보를 제공하기 때문에 몰드(10) 내 탕면유동을 평가하는 데에 한계가 있다.
또한, 상기 몰드 탕면의 용강(15) 프로파일 평가에 의한 방법으로 몰드(10) 탕면에 스테인레스판을 주편폭 방향으로 넣고, 용강(15)에 의해 스테인레스판의 녹은 정도를 보고 용강(15) 탕면의 프로파일을 측정하는 방법이 개발되었다. 그러나, 전술된 몰드 용강(15) 탕면의 프로파일을 측정하는 방법은 용강(15) 탕면의 측정은 가능하나 용강(15)의 유속 등의 정량화된 데이터의 획득이 어렵고, 슬래그 층의 두께 등에 대한 데이터를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
전술된 종래 기술에 따른 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치는 몰드 탕면의 유동에 대한 단편적인 정보만을 제공하고 있으며 온도측정 과정이 수동으로 진행되므로 측정시 발생되는 오차에 의해 정확한 정보가 제공되지 못하고 있으며, 이에 따라 몰드 탕면유동의 검사시 정확한 평가가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연속 주조기의 몰드 탕면유동 검사시 한번의 검침으로 슬래그 층의 프로파일과 스틸층 프로파일은 물론이고 용강의 유동 방향 및 속도를 동시에 측정할 수 있는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연속주조 몰드의 용강 탕면의 유동을 검사하는 장치에 있어서, 상기 용강의 탕면에 침적되는 복수의 알루미늄계열의 네일과 복수의 스틸계열의 네일이 각각 열을 이루어 고정된 네일보드와, 상기 네일보드의 네일을 상기 용강의 탕면에 침적시키기 위해 상기 네일보드를 이동시키도록 상기 몰드의 일측에 설치된 구동부를 포함하는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 구동부가 상기 네일보드의 일측에 연결되어 상기 네일보드를 회전시키기 위한 제1모터부와, 상기 제1모터부와 연결되어 상기 네일보드를 전후진시키기 위한 제2모터부와, 상기 제2모터부와 연결되어 상기 네일보드를 승강시키기 위한 제3모터부를 포함하도록 구성한다.
또한, 본 발명은 상기 복수의 알루미늄계열의 네일과 복수의 스틸계열의 네일이 상기 네일보드의 하부면에 나사결합된 다음 에폭시로 견고하게 고정되도록 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 작동상태도이며, 도 3과 도 4는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 네일보드가 도시된 평면도와 단면도이다. 본 발명에 의한 연속 주조기의 몰드탕면유동 검사장치는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 용강(55)의 유동을 검사하는 검사부(70)와, 상기 검사부(70)를 구동시키는 구동부(80)를 포함한다. 상기 검사부(70)는 복수의 알루미늄(Al)계열의 네일(74)과 복수의 스틸(Fe)계열의 네일(76)이 각각 열을 이루어 네일보드(72)에 고정된다. 상기 네일보드(72)에는 각각의 네일(74, 76)이 삽입되는 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈에 삽입된 네일보드(72)의 일단에는 상기 네일보드와 네일을 일체로 고정시키는 나사가 체결된다. 본 발명의 실시예에 의하면 상기 네일보드(72)는 폭이 15㎜이고 길이가 1000㎜인 보드로 이루어져 주변부(72a)가 내측으로 절첩된다. 또한, 상기 네일보드(72)의 주변부(72a)가 절첩되어 이루어진 공간에는 상기 네일(74, 76)을 견고하게 고정하기 위해 에폭시(78)가 충진된다. 여기서, 상기 네일(74, 76)의 길이는 현장 여건에 따라 200 내지 400㎜ 정도의 길이로 형성된다. 한편, 전기장에 의해 가열되는 몰드(50)의 탕면유동을 검사하기 위해 상기 스틸계열의 네일(74, 76)을 사용하게 되면 상기 몰드(50) 내의 전자기장에 의해 영향을 받게 되어 정확한 탕면유동의 검사가 이루어지지 않게 되므로 상기 네일보드(72)를 백그라이트판으로 제작하고 스틸 네일(76)을 스테인레스로 이루어진 네일로 대체하여 사용하게 되면 전자기장하에서도 몰드(50) 탕면유동의 평가가 가능해진다.
여기서, 상기 구동부(80)는 상기 네일보드(72)의 일측에 연결되어 상기 네일보드(72)를 회전시키기 위한 제1모터부(82)와, 상기 제1모터부(82)와 연결되어 상기 네일보드(72)를 상기 몰드(50)의 상측으로 이동시키기 위한 제2모터부(84)와, 상기 제2모터부(84)와 연결되어 상기 네일보드(72)를 승강시키기 위한 제3모터부(86)를 포함하고, 상기 제3모터부(86)는 작업면에 설치된 베이스(81)에 장착된다. 또한, 상기 베이스(81)에는 상기 네일보드(72)의 이동을 안내하기 위한 (도시되지 않은) LM 가이드와 같은 가이드 수단이 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 전술된 각각의 모터부(82, 84, 86)에 포함된 모터는 PLC로 제어되도록 하여 한번의 스위치 작동으로 위치를 조절할 수 있도록 이루어지고, 회전속도 및 위치의 조절이 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제3모터부(86)는 상기 네일(74, 76)이 상기 몰드(50)에 저장된 용강(55)에 40㎜ 정도 침적되도록 상기 네일보드(72)를 하강시키는 것이 바람직하다. 상기 네일보드(72)는 상기 네일(74, 76)이 수평상태로 유지되도록 위치되고, 상기 네일(74, 76)이 상기 몰드(50)의 탕면에 침적될 경우에 상기 몰드(50) 내의 좁은 공간에서 원하는 위치로 이동될 수 있도록 상기 네일보드(72)는 상기 제1모터부에 90°로 회전가능하게 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 이용한 검사순서에 따른 작동상태도이다.
먼저, 주조가 시작되기 전에 네일보드(72)에 내경이 5㎜이고 길이가 250㎜인 알루미늄(Al)계열의 네일(74)과 스틸계열 또는 스테인레스계열의 네일(76)을 고정시킨다. 이때, 상기 네일보드(72)에 고정되는 각각의 네일(74, 76)간의 거리가 약 50㎜ 정도 이격되도록 한다. 다음으로 구동부(80)를 작동시켜 상기 네일보드(72)를 몰드(50) 탕면의 상측으로 이동시킨다. 이때, 상기 네일(74, 76)은, 도 5a와 같이, 수평 방향으로 배향된다.
그리고, 본 발명에 따른 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 작동시키면서 주변 설비와 간섭되는 부분이 없는지 확인한다. 이때, 주변 설비와 간섭되는 부분이 있으면 장치 설치 위치를 일부 수정하여 간섭 사항을 제거한다. 전술된 바와 같이, 도 5b와 같이, 상기 네일(74, 76)이 상기 몰드(50) 장변측과 간섭되지 않도록 상기 네일보드(72)를 90도 각도로 회전시켜 네일(74, 76)이 수직 방향으로 배향되도록 한 후, 상기 네일보드(72)를 하강시킨다.
이때, 상기 네일보드(72)의 네일(74, 76)의 단부가, 도 5c와 같이, 용강(55) 탕면에 일부 침적되도록 한다. 소정시간이 경과하면 상기 네일보드(72)를 상승시킨다. 여기서, 상기 네일보드(72)의 네일(74, 76)이 용강(55) 탕면에 침적되는 시간을 적절히하여 상기 용강(55)의 유동을 검사한다. 즉, 상기 네일(74, 76)이 상기 용강(55)에 침적되는 시간이 길면 알루미늄 네일(74) 뿐만 아니라 스틸 네일(76)까지 용해되어 정확한 데이터를 얻을 수 없는 반면, 상기 네일(74, 76)이 상기 용강(55)에 침적되는 시간이 짧으면 알루미늄 네일(74)이 충분히 녹지 않아 슬레그 층 두께 프로파일 측정이 불가능해진다.
대부분 침적시간은 2~6초 이내로 하는 것이 바람직하다. 침적시간의 조절은 상하 구동부(80)의 PLC 프로그램을 이용하여 자동으로 작동되도록 한다. 다음으로 도 5d와 같이, 상기 네일보드(72)를 상승시키며 90도 각도로 회전시켜 상기 네일(74, 76)이 수평상태로 배향되도록 한다. 전술된 바와 같이 상기 네일(74, 76)이 상기 용강(55)으로부터 분리되면, 도 5e와 같이, 상기 네일보드(72)를 안전한 곳으로 위치시킨 후 네일(74, 76) 단부의 상태를 검사한다.
도 6은 본 발명에 의한 연속 주조기의 몰드 유동상태를 측정하는 상태도이고, 도 7은 전술된 과정을 통해 측정된 네일의 상태가 도시된 도이다.
이를 보면, 알루미늄 네일(74)은 녹고 스틸 네일(76)에는 지금이 붙어 있는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 상기 스틸 네일(74, 76)의 단부에 형성된 지금을 스컬(75)이라 일컫는다. 상기 네일보드(72)에서 몰드 탕면 유통 측정방법은 다음과 같이 진행된다.
먼저, 측정이 완료된 네일(74, 76)에서 슬래그 등을 제거하고 사진을 찍는다. 그리고, 컴퓨터의 화상을 통해 네일보드(72)에서 알루미늄 네일(74)까지의 길이와 스틸 네일(76)까지의 거리를 각각 측정한다. 이때 상기 스틸 네일(76)의 단부에 형성된 스컬(75)까지 거리 측정시에는 높은 쪽과 낮은 쪽을 각각 재며, 이때 스컬(75)이 형성된 형상에 따라 흐름방향을 측정한다.
이와 같이 측정된 데이터는 도 8에 도시된 그래프를 통해 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 8에 표시된 그래프는 침지노즐에서 네일까지 형성된 슬래그 층 및 용강 층 탕면의 프로파일과 용강의 유동방향 및 속도를 나타낸 것이다. 본 발명에 의한 연속 주조기의 몰드(50) 탕면유동 검사장치를 이용하면 연주 몰드(50) 슬래그 층 및 탕면 층 프로파일을 검사할 수 있다. 이를 살펴보면 용강(55) 탕면의 흐름은 단변부에서 침지노즐(60) 쪽으로 흐르고 있다는 것을 알 수 있다. 전술된 검사과정을 거쳐 각종 조업 조건에 따른 몰드(50) 탕면유동 평가 즉, 슬래그 층의 두께, 용강(55) 탕면층 프로파일 그리고 탕면의 용강(55) 유속 및 용강(55) 흐름방향 측정이 가능해진다.
이상과 같이 본 발명에 따른 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치는 연속 주조기의 몰드 탕면유동 검사시 한번의 검침으로 슬래그 층의 프로파일과 스틸층 프로파일은 물론이고 용강의 유동 방향 및 속도를 동시에 측정할 수 있다. 또한 몰드 탕면의 유동검사가 자동으로 이루어지도록 하여 측정시 발생되는 오차를 저감시켜 탕면유동의 정확한 평가를 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 연속 주조의 몰드 유동상태를 측정하는 상태도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 작동상태도.
도 3과 도 4는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 네일보드가 도시된 평면도와 단면도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치를 이용한 검사순서에 따른 작동상태도.
도 6은 본 발명에 의한 연속 주조기의 몰드 유동상태를 측정하는 상태도.
도 7은 전술된 과정을 통해 측정된 네일의 상태가 도시된 도.
도 8은 본 발명에 의한 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치의 침지노즐에서 네일까지 형성된 슬래그 층 및 용강 층 탕면의 프로파일과 용강의 유동방향 및 속도를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 몰드 55 : 용강 70 : 검사부
72 : 네일보드 74 : 알루미늄 네일 76 : 스틸 네일
78 : 에폭시 80 : 구동부 82 : 제1모터부
84 : 제2모터부 86 : 제3모터부
Claims (3)
- 연속주조 몰드의 용강 탕면의 유동을 검사하는 장치에 있어서,상기 용강의 탕면에 침적되는 복수의 알루미늄계열의 네일과 복수의 스틸계열의 네일이 각각 열을 이루어 고정된 네일보드와,상기 네일보드의 네일을 상기 용강의 탕면에 침적시키기 위해 상기 네일보드를 이동시키도록 상기 몰드의 일측에 설치된 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 구동부는 상기 네일보드의 일측에 연결되어 상기 네일보드를 회전시키기 위한 제1모터부와, 상기 제1모터부와 연결되어 상기 네일보드를 전후진시키기 위한 제2모터부와, 상기 제2모터부와 연결되어 상기 네일보드를 승강시키기 위한 제3모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 복수의 알루미늄계열의 네일과 복수의 스틸계열의 네일은 상기 네일보드의 하부면에 나사결합된 다음 에폭시로 고정되는 것을 특징으로 하는 연속주조 몰드의 탕면유동 검사장치.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |