KR20060019594A - 노즐의 내부에서 이동하는 용융 금속의 전자기 회전을 위한연속 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속, 특히 스틸(steel)에 대한 연속 주조 장치에 관한 것으로서, 서브머지드 노즐(8)은 주조 축 주위를 회전하는 자기장을 포함하는 윤상 전자기 인덕터(1)에 의해 둘러싸이며, 상기 축 방향 회전에 따라 상기 용융 금속을 움직이도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상술한 인덕터는 자기장이 통과하는 다상 타입이며, 위상당 한 쌍의 돌출극들(3)이 구비되는 것을 특징으로 한다. 더욱이 상기 노즐과 맞은 편의 상기 각 돌출극의 끝단에는 상기 극단부들(4)이 분리되도록 하는 거리를 증가시키는 가로 방향의 협로(12)가 제공된다. 이러한 방법으로 상기 인덕터는 상당히 컴팩트하고 매우 강력하며, 그 내부에서 이동하는 상기 용융 금속의 효과적인 회전을 발생시킬 수 있도록 고주파 1차 전류를 사용하는 상기 노즐의 중심부로 강하게 가로지르는 필드를 전달할 수 있다. 본 발명은 특히 가로 방향의 출구를 포함하는 서브머지드 노즐을 사용하는 슬래브들의 연속 주조에 적합하다.

연속 주조 장치, 전자기 인덕터, 자기장, 턴디쉬, 테이퍼

Description

노즐의 내부에서 이동하는 용융 금속의 전자기 회전을 위한 연속 주조 장치{CONTINUOUS CASTING INSTALLATION FOR THE ELECTROMAGNETIC ROTATION OF MOLTEN METAL MOVING INSIDE THE NOZZLE}

본 발명은 하부에 위치한 주형 내에 그 일부가 잠기는 서브머지드 주조 노즐(submerged casting nozzle)을 사용하는 금속, 특히 스틸(steel)의 연속 주조에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 흘러나오는 턴디쉬(tundish)와 주형 사이에서 이러한 노즐을 통해 흐르는 상기 액상 금속의 축 방향 회전의 유도에 관한 것이다.

상기 주조 노즐 내에서 금속의 축 방향 회전을 유도하는 것은 액상 금속이 주형 내로 들어가기에 앞서 상기 액상 금속 내에 존재하는 함유물과 가스 기포의 분포를 변경함으로써, 상기 주형 내의 유량을 통제하는 권장된 수단으로 이미 알려져 있다. 이러한 방식에 의하면

- 상기 노즐의 내부 벽을 따라서, 그리고 상기 슬래브들의 주조를 위한 가로 방향의 출구를 포함하는 노즐의 경우에는 상기 노즐의 출구 및 하부 내에 있는 함 유물의 침전물을 감소시키거나 심지어 제거하는 것;

- 주조하는 동안 생산물의 액상 우물(liquid well) 내에서의 함유물과 가스 기포들의 침투 깊이를 상당히 감소시킬 뿐만 아니라, 이에 따라 만곡된 주조기(curved casting machine)에서 주조되는 생산물을 위한 내부의 만곡된 면에 함유물과 가스 기포들이 갇히게 되는 위험을 상당히 감소시키는 것;

- 상기 초승달 형상 하부에서의 상기 액상 금속의 유속과 상기 초승달 형상 수준에서의 변동을 감소시키는 것; 및

- 상기 노즐 내의 상기 유동에 "회전 운동의(gyroscope)" 영향을 가지게 함으로써 상기 주형 내에서의 제트 스윙 타입의 유동 불안정성을 제한하는 것;

이 가능하게 된다.

상기 주조 노즐 내 유동에 회전을 유도하는 것은 자동차용 스틸 및 패키징 스틸(packaging steel) 등급(grades)의 냉간 압연된 스트립 위에서의 들뜸(blister)과 박리 타입의 가시적인 표면 흠집의 발생을 방지하기 위한 효과적인 수단일 것이다. 따라서, 이러한 기술은 연속적인 주형 슬래브 위에서의 소수의 균열 수리 공정(스트립 위에서의 박리-타입의 표면 흠집의 감소 또는 제거), 들뜸-타입의 결함의 경우 등급격하(downgrading) 및 소송(lawsuits)의 제거 및 더욱 긴 가동 시간 및 더욱 높은 주조 비율을 가지는 주조기에 따른 생산성의 증가를 의미한다.

상기 주조 노즐 내에서 액상 금속의 회전의 유도는 이미 여러가지 타입의 액츄에이터(actuator)들을 사용하는 것으로 제안되었다. 기본적으로 두 가지 타입의 액츄에이터, 즉 "수동형(passive)" 액츄에이터 및 "능동형(active)" 액츄에이터로 구별된다.

수동형 액츄에이터는 노즐의 구동 몸체 내에 끼워지는 예를 들면 프로펠러나 나선형 내부 노즐 등과 같은 부품들과 상기 노즐(예를 들면, 나선형)의 내벽의 디자인에 있어서의 변형들, 또는 턴디쉬(tundish)(예를 들면, 가속 원뿔 형상(acceleration cone))와의 접합부에서 상기 노즐의 상부에서의 변형들, 또는 상기 노즐 내의 금속 유량비를 조절하기 위한 구동 컴포넌트(component)의 그 밖에 다른 변형들 중에서 이용한다. 이러한 타입의 액츄에이터의 주요한 단점은 생성되는 회전 속도가 상기 노즐을 통해 지나가는 금속의 유량비에 직접 의존한다는 것과 상기 노즐내 함유물이 선호하여 침전되는 장소가 형성된다는 것이며, 따라서 상기 노즐이 차단된다는 위험은 잠재적으로 증가된다.

능동형 액츄에이터들은 근본적으로 전자기적인 특성을 가진다. 이는 다상(polyphase)타입의 정적 윤상 전자기 인덕터(static annular electromagnetic inductor)가 노즐의 길이부 전체를 따라 상기 노즐을 근접하게 둘러싸게 되고, 이에 따라 노즐내 액상 금속이 그와 함께 축방향 회전을 겪도록 의도하는 상기 주조 축에 대해 회전하는 자기장이 생성된다. 필요하다면 일본특허 제06-023489호(JP 06 023498) 또는 제07-108355호(JP 07 108355) 또는 그 밖에 제07-148561호(JP 07 148561)의 참고문헌에 명시된 예시들을 찾아 볼 수 있다.

그러나, 이제까지 제안된 상기 전자기 장치들의 대부분은 낮은 주파수 심지어는 10Hz 미만의 매우 낮은 주파수에서 작동하는 접선 회전 자기장(tangential rotating field)를 생성하는 선형 고정자(linear stators)의 기술에 근거하고 있 다. 특히, 이러한 장치들은

- 상기 사용된 전류 주파수로 인하여 때때로 생성되는 낮은 회전속도는 원하는 효과 (예를 들면, 내경이 80mm인 노즐에 사용할 수 있는 4Hz의 3상 전류로, 최대 이론 회전 속도는 80rpm이다)를 얻기에는 너무 낮다는 것;

- 상기 액상 금속 내에 있어서, 상기 노즐의 내벽 가까이에 생성된 상당히 집중된 역장(force field)는 결과적으로 상기 금속이 수직 하향으로 가속되는 대단히 감소된 압력 영역을 상기 노즐의 중심부 내에 만든다는 것; 및

- 높은 전류(300 - 500A 이상)로 작동해야만 하기 때문에 그것들을 냉각시킬 수 있는 크기가 큰 대형 장치가 필요해지고, 따라서 연속 주조 장치에 장착하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 매우 값비싼 전기 발전기의 사용이 필요하다는 것;

과 같은 단점들을 갖는다.

가로지르는 자기장(traversing magnetic field)에 기초를 두는 다른 장치들은, 따라서 상기 노즐 축의 일측면 위에서 서로 마주보는 위상당 한 쌍의 극을 구비하는 권선된 돌출극(wound salient pole)들에 기초를 둔다. 본 발명은 이러한 범주 안에 든다. 그들은 상술한 단점들, 특히 상기 중앙 감압 현상(central reduced-pressure phenomenon)을 제거한다. 그러나, 한정된 장소(confined space)에서 상기 전자기 결합(eletromagnetic coupling)을 최대화하기 위해서는 불가피하게 높은 수준의 저장 전원 및 권선 코일(winding)과 노즐을 넘어 내부로 돌출되는 극돌기들(salient pole tooth) 사이의 거리를 감소시킴으로써 얻어지는 바람직한 공극의 감소를 가져오게 되나, 이에 따라 필연적으로 상기 금속의 회전 운동 내에서의 다소 간 발생가능한 혼란(possible disorganization), 특히 다른 위상을 가지는 매우 근접한 전원의 이에 대응하는 극들 사이에서의 자속(magnetic flux)의 가교(假橋, spurious bridging)의 위험을 초래함에 따라 사실상 동시에 더 낮은 에너지 효율을 초래하게 된다.

본 발명의 목적은 주지된 해결책의 단점은 가지지 않으면서, 주조 노즐 내에서 상기 액상 금속의 회전을 전자기적으로 유도하기 위한 해결책을 제시하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명의 주제는 주조될 용융 금속, 특히 스틸은 서브머지드 노즐을 통해서 그 상부에 위치한 턴디쉬로부터 주형 내에 도달하고, 상기 서브머지드 노즐은 주조 축을 중심으로 회전하는 전자기장을 가지는 윤상 전자기 인덕터에 의해 둘러싸이며, 이에 따라 상기 서브머지드 노즐은 상기 용융 금속에 축방향으로 회전시키는 힘을 가하게 되고, 상기 인덕터는 다상의 가로지르는 자기장 타입으로서 각 위상당 한 쌍의 극들을 구비하고, 상기 각 극은 상기 노즐과 직면하는 위치의 극면을 경계로 하여 돌출 극돌기의 둘레를 내측으로 휘감는 전기 코일에 의해 형성되며, 상기 극 돌기는 자속을 폐쇄하기 위한 외주 자기 요크에 의해 서로 연결되고, 그리고 상기 각각의 극돌기는 상기 극면들이 서로 분리되도록 하는 이들 사이의 거리를 증가시키는 가로 방향의 테이퍼가 그 돌출부의 끝단에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 윤상 인덕터는 두 개의 맞물리는 반-쉘들로 형성되고, 상기 두 개의 반-쉘(half-shells)들은 피봇할 수 있어 상기 노즐 주위를 폐쇄할 수 있다.

명백하게 이해될 수 있듯이, 본 발명은 "가로지르는(traversing)" 자기장으로 명명되는 방식을 채택하였으며, 이것은 즉 상기 노즐의 가장자리와 중앙 사이에서의 그 강도의 명백한 감소없이 자기장(field)이 상기 노즐의 축을 통하여 지나간다는 것을 말한다.

즉, 노즐 둘레에 분포된 권선된 돌출극들을 가지는 윤상의 다상 인덕터에 전력을 공급하는 전원 공급기(power supply)는 각 위상별로 구비된 한 쌍의 극들을 가지는 상기 채택된 기술적인 근거에 기인하여, 상기 생성된 회전하는 자기장은 원하였던 "가로지르는" 타입이다. 이를 다르게 말한다면 각 순간에, 상기 주조 축은 상기 인덕터의 공극 중앙에 있고, 극들을 분포시키거나 위상당 여러 쌍의 극들을 포함하는 인덕터와 같이 생성된 상기 자기장은 주어진 자기 극으로부터 상기 극의 옆이 아닌 맞은 편에 위치한 반대 부호(opposite sign)를 갖는 맞은 편의 상기 쌍을 이루는 자기극을 재결합시키도록 상기 주조 축을 통해 지남으로써 이러한 공극 내에서 퍼져 나간다.

이러한 타입의 기술은 그 자체로서는 새롭지 않다는 걸 상기하게 할 것이다. 상기 노즐 내의 금속 제트의 직경보다 더욱 큰 외관상의 직경을 가지고 회전해야 하고, 이에 대응하여 상대적으로 매우 낮은 각 회전 속도(미국 특허 USP 4 462 458 참조)를 가져야 한다는 요구를 가지는 로터들(rotors)(예, 액상 금속의 축)의 경우에는 따라서, 노즐 내에서가 아니라 상기 주형 그 자체 내에서 액상 금속에 주형내 회전을 유도하는 것은 매우 널리 사용되어 왔다. 이제 이러한 아이디어와는 반대로 주형으로부터 주조 노즐로 이러한 기술을 이전하는 것은, 설치된 동력의 상당한 감소를 필수적으로 수반하지 않고, 따라서 그에 필수적인 냉각을 약화시키지 않도록 하며, 생성된 상기 자기장의 "가로지르는" 또는 어떠한 경우에도 본질적으로 "가로지르는" 특성이 유지된다면 주조 노즐의 둘레 및 그에 가능한 가깝게 끼워지는데 적합한 상기 인덕터 크기의 감소를 동반한다는 것으로 나타날 것이다.

본 발명의 근거가 되는 아이디어를 구현한다는 것은, 정확하게는 서로 가장 가까이 인접한 극들 사이를 둥글게 감음으로써 최소 저항의 경로를 따라 상기 공극 내에 전파되는 상기 자기장의 자연적 경향을 중화시키기 위하여 상기 활동면들(active faces)의 끝들(edges)인 상기 돌출극들 위에 선택된 포인트들에 위치한 자기량(magnetic mass)의 근소한 손실을 허용하면서 상기 인덕터의 소형화 및 상기 공극의 최소화에도 불구하고 상기 인덕터의 성능을 손상시키지 않으며 상기 자기장의 이러한 "가로지르는" 특성을 보존하는 것에 성공한다는 것이다.

괴철(blooms) 또는 슬래브(slabs)를 주조하기 위한 산업용 기계들과 만나게되는 조건들 보다 더욱 심각한 주조 조건 하에서 내재된 노즐 내 같은 방향으로 흐르는 상기 금속의 회전을 감소시키는 그러한 인덕터의 성능을 확인하기 위하여 스틸(steel)에 대하여 테스트들이 수행되었다. 사실, 슬래브들을 주조하기 위한 노즐 내에서 평균 출력 속도는 1.5 내지 2.0m/s 이상인 점을 염두에 두고, 금속이 약 3.5 내지 4.2m/s의 평균 속도로 흐르는 스트레이트 타입(상기 하단에서 열리는 단일 축방향 출구)의 노즐로 상기 테스트들이 실행되었다.

도 1은 두 개의 서로 맞대어 있는 반-쉘들로 형성되며, 공극에 인접하는 방열재가 그 내부에 제공된 인덕터를 나타내는 단면도이고,

도 2는 상기 도 1과 유사하나, 상기 인덕터의 작동 중의 일순간에서의 공극 내의 상기 가로지르는 자기장의 자력선의 전달을 나타내는 단면도이며,

도 3은 인덕터를 구성하는 두 개의 반-쉘들이 접합하는 원리를 나타내는 기능도이고,

도 4는 상기 노즐 단면의 자기장의 영향하에서 상기 주조 노즐 내에서 회전하는 액상 금속의 속도 맵을 나타내며,

도 5는 인덕터의 중간 높이에 위치한 평면에서의 노즐의 직경 D에 따른 공극 내에서의 자기장의 강도 B의 변화를 나타내고, 그리고

도 6은 상기 도 5의 설명에 대응하며, 노즐의 직경 D에 따른 자기력 F_B의 필드의 반경방향 프로파일 R과 직교방향 프로파일 OR에서의 대응되는 변화를 나타낸다.

본 발명은 상기 첨부된 도면들에 의해 더욱 명확히 이해될 것이다. 이들 도 면에서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호로 나타난다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 목적으로 두 개의 독립적이며 동일한 반원형 부분(2a, 2b)(상기 반-쉘들 : the half-shells)으로 이루어지는 상기 인덕터(1)는 그 자체로 폐쇄되는 선형 모터 스테이터(linear motor stators)이다. 각 반-쉘은 세 개의 권선된 돌출극들(3)을 구비하고, 상기 극들(3)의 극면(4, pole face)은 그 내부 방향을 향하고 있으며, 다수의 연철 박판(soft iron laminations)들로 형성되는 이러한 자기 극들은 외주가 반원형인 요크(5a, 5b)들에 의하여 통상적으로 함께 연결된다. 상기 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인덕터가 폐쇄된 작업 위치 내에 있을 때 상기 접합면(J) 내에서 상기 두 개가 쌍을 이루는 요크들이 함께 맞대어 있도록 설계되었다.

또한 반원 형상에 상응하는 형상의 캡(7a, 7b)은 각 반-쉘의 상기 극면들의 내부를 덮으며, 일단 상기 인덕터가 상기 폐쇄된 위치에 있으면 상기 주조 노즐을 근접하게 둘러싸는 방열재(7)를 형성한다. 이러한 방열재는 상기 용융 금속의 흐름을 상기 주형내로 전달하는 도 3에 도시된 상기 주조 노즐(8)에 의해 방사되는 발열의 관점에서 상기 인덕터의 전기 코일(3)에 바람직하다. 이러한 실드(shield)의 가능한 구조에 관한 세부사항은 다음에 기재될 것이다.

각 권선된 극(3)의 상기 전기 코일(6)은 상기 인덕터에 1차 전류를 전달하도록 의도된 3상 전원 공급기(도면 미도시)의 어느 하나의 상에 연결된다. 상기 인덕터가 폐쇄된 위치에 있을 때, 상기 반-쉘들 중 어느 하나(2a)의 돌출극은 직경방향으로 다른 반-쉘(2b)의 돌출극에 대면한다. 이들 두 개의 극들은 각 순간 마다 그 들의 활동면들이 반대 부호(opposite signs)가 되도록 하기 위하여, 상기 전원 공급기의 같은 상으로 두 개의 극들이 연결되되, 반대상(예를 들면 다른 권선 방향을 경유하도록 하여)을 가진다는 개념의 "한 쌍의 극들"을 형성한다. 이러한 조건은 상기 생성된 자기장이 가로지르는 타입이기 위해서는 필수적이다.

상기 극들(3) 및 상기 자속 복귀 요크(5a, 5b : magnetic flux return yoke)들은 이력 손실(hysteresis losses)을 최소화하기 위해 0.3mm의 초기 두께를 지닌 방향성을 가진 입자(oriented-grain)의 Fe-Si 합금 시트들(sheets)로 형성된 박판들이다. 그것들의 작동 높이(상기 활동면(4)의 높이)는 50mm(최소 값) 내지 500mm 내에 있으며, 이는 상기 인덕터가 위치할 상기 턴디쉬(tundish)와 상기 주형의 상단 사이의 유효 공간에 의존한다. 그것들의 내경(상기 공극의 직경)은 분리를 유지하는데에 충분치는 않지만 최상의 가능한 유도성 커플링(the best possible inductive coupling)을 보증할 수 있도록, 상기 주조 노즐의 외경 정도에서 약 10 밀리미터 정도 증가한 정도이다.

상기 1차 코일들(6)은 매우 작은 직경의 구리선(copper wire)을 상당히 많이(수백) 감아 형성함으로써, 높은 전류 밀도(10A/mm2 이상)를 유지할 수 있도록 한다. 그것들은, 그것들 내에 수냉식(water-cooled) 구리 히트 싱크(미도시)들을 구비하여 제공된다.

이들 코일에는 50Hz 내지 600Hz 사이의 중간 주파수(medium frequency)를 갖는 3상 전류가 공급된다. 상기 제안된 기술에서, 50 또는 60Hz 이상의 고주파에서 작동한다는 것은 상기 노즐을 흐르고 있는 금속에 가해지는 전자기력 (electromagnetic forces)인 모터의 토크(torque)를 증가시키기 위한 일정한 전류의 강도가 가능하게 한다는 점에 유의할 필요가 있다. 그러나, 이러한 선택사항(option)은 메인 주파수(50 또는 60Hz)에서의 작동과는 다르게 주파수 변환기(converter)의 사용을 필요로 한다.

도 5에 나타나는 그래프에서와 같이, 상기 인덕터(1)로 구성되는 이러한 정적 모터(static motor)는 상기 노즐이 차지하는 그것의 공극 내에서, 낮은 인덕터 전류값(수십 amps, a few tens of amps)을 위한 높은 강도(1000 내지 1500gauss)의 가로지르는 전자기장("가로지르는" 장이라 불리는)을 생성시킬 수 있다.

이러한 전자기장(field)은 상기 그래프에서 보여지는 바와 같이, 상기 공극의 중앙부(central portion)에서 사실상 균일하다. 본 발명의 이러한 핵심적인 특징은 도 6의 그래프가 도시하는 바와 같이, 벽에서부터 중앙으로 균일하게 감소하는 액상 금속 내 역장(force field)이 생성되는 것을 가능하게 한다. 도 4의 상기 속도 맵이 또한 명확히 도시하는 바와 같이, 이는 심지어 상기 노즐의 축방향 부분에서도 유지되는 높은 속도를 가지고 상기 액상 금속 내 회전을 유도하는 것을 가능하게 한다. 이러한 명확한 특징은 상기 금속이 "새어 나오는(escape)" 경향이 있으며 하향하는 높은 가속(high downward acceleration)을 받아 회전 운동의 유익한 효과의 부분을 상쇄시키게 되는 상기 노즐의 중앙부에서의 대단히 큰 압력 감소를 방지하는 것에 필수적이다.

도 2로부터 명확히 나타난 바와 같이, 상기 방사형 자기 돌기(3 : radial magnetic teeth)의 자유단(4 : free end)(상기 극 면들)에서의 상기 방사형 자기 돌기(3)의 테이퍼 형상(tapered shape)으로 인해, 언제나 상기 공극 내 자기장의 자기력선(the lines of force of the magnetic field)들은 필수적으로 두 개의 직경방향의 반대극들과 연결되며, 상기 자기장의 잉여부(residual portion)만이 상기 이웃한 극들 사이에서 귀환(loop back)된다. 본 발명을 충족시키는 데 필수적인 이러한 결과는 상기 인덕터 소형화(compactness)의 필요성에도 불구하고 상기 극들의 끝단의 테이퍼 형상 덕분에 얻어자는 것이며, 이는 상기 극들이 함께 중앙 방향으로 이동함에 따라 더욱 가까워짐에도 불구하고 상기 극들의 한 쌍을 이루는 자유단들을 분리시키는 거리는 상기 극들 사이의 자기력선들(field lines)이 실질적으로 브리징되는 것을 방지함에 충분하다는 것을 의미한다. 이는 소형 컴팩트 인덕터의 경우, 상기 축(도 5 참조)을 따라 상기 자기장의 높은 상대적 강도를 보장한다는, 즉 본 발명이 상기 바람직한 효과를 나타내는 데에 필수적인 이러한 자기장의 "가로지르는" 특성을 보장한다는 것이다. 도 1에 도시되고 도 2에서 더욱 명확히 보여지는 바와 같이, 이러한 테이퍼 형상을 갖는 상기 방사형 돌기(3)는 상기 박판들이 그것들을 형성하도록 적층된 상기 박층의 단부(ends)를 베벨 프리컷(bevel precut,12)함으로써 얻어진다. 베벨 각도(bevel angle)는 둘러싸여지는 상기 노즐의 외경에 따라 조정될 수 있다. 그러나, 상기 극면(4)은 상기 돌기(3)의 단면의 절반보다 작은 면적을 가져서는 안되며, 상기 돌기 몸체상의 상기 테이퍼 베벨(12 : taper bevel)은 길이방향을 따라 2/3 지점에서만 시작될 수 있다. 그 이전에 시작하는 것은 불필요하며, 심지어 상기 인덕터의 자기량(magnetic mass)을 최대화하기 위해 가능한 늦게 시작되는 것이 바람직하다.

공명기(resonant circuit)를 경유하는 인덕터를 공급하게 되면, 상기 1차 전류의 강도는 상당히 증가할 것이다. 상기 제안된 기술은 사실상 상기 요크(5)의 자기 포화(magnetic saturation)에 상응하는 임계치 전류(threshold current)를 넘어서는 값까지 이들 전류를 증가시킴으로써, 넓은 1차 전류의 범위 내에서 상기 공극 내 전자기장의 강도를 대단히 크게 증가시키는 것이 가능하다. 이에 따라 상기 자기력 선(magnetic field lines)들을 집중시키는 것이 가능해지고, 상기 모터의 공극 내에서의 이러한 자기장의 강도는 상기 요크 내에서 상기 강도가 그것의 포화값에 도달하는 상기 포인트까지 증가하는 것을 가능하도록 한다. 이러한 임계치(threshold value)를 초과하여, 상기 자기장은 상기 모터의 공극 내 자기장의 강도를 증가시키도록 영향을 주는 자기장이 인덕터에 의하여 공기 내에 직접적으로 생성된다.

작동 중에 상기 인덕터는 상기 주조 노즐(8)에 매우 근접되고(주조 노즐로부터 약 5mm 떨어진 정도), 상기 노즐의 외부 온도는 약 1100 내지 1200℃이다. 따라서, 상기 인덕터는 냉각수 순환(water circulation)에 의해 냉각되는 분할된 얇은 구리 실드(7 : thin segmented copper shield)에 의해 상기 노즐에 의해 방출되는 복사(radiation)로부터 열적으로 보호되고, 이러한 분할(segmentation)로 인해 전자기장은 투과(transparent)될 수 있다.

상기 두 개의 독립적인 반원형부(5a, 5b)로 이루어진 상기 인덕터(1)의 구조는 상기 노즐 둘레에 쉽게 끼워지도록 하며, 표준 주조 공정(standard casting process)의 변경없이 언제라도 쉽게 제거될 수 있도록 한다. 도 3을 다시 참조하 면, 상기 주조 노즐(8) 둘레에 상기 인덕터를 장착하기 위하여 피벗 스핀들(pivot spindle,10)에 대하여 접합되는 두 개의 암(9 : arm)들로 구성되는 지주(support)에 의해 적절한 장소에 고정되는 것이 바람직하다는 것이 나타나 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 암들은 이들을 개폐하는 실린더(11)에 의하여 구동되며, 일단 접합 상태에 있으면 상기 두 개의 반원형부(2a, 2b)들의 상기 요크(5a,5b)들 사이에는 충분한 접촉력(contact force)(200kgf 이상)이 가해진다. 첫째로, 상기 요크(5a, 5b)들 사이의 정밀한 접촉은 상기 인덕터의 두 개의 구성부(constituent parts)들 사이의 자기력선(magnetic field lines)의 바람직한 루핑(looping)에 필수적이며, 따라서 바람직한 전자기 효율을 가지는 데 필수적이다. 둘째로, 상기 두 개의 반원형부들 사이의 높은 체결력(clamping force)은 진동하는 전자기력에 의해 필연적으로 생성되는 진동을 방지하는 데 필수적이다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당연한 것이다.

본 발명은 특히 가로 방향의 출구를 포함하는 서브머지드 노즐을 사용하는 슬래브들의 연속 주조에 적합하다.

Claims (6)

1. 주조될 용융 금속, 특히 스틸은 서브머지드 노즐(8)을 통해서 그 상부에 위치한 턴디쉬로부터 주형 내에 도달하고, 상기 서브머지드 노즐(8)은 주조 축을 중심으로 회전하는 전자기장을 가지는 윤상 전자기 인덕터(1)에 의해 둘러싸이며, 이에 따라 상기 서브머지드 노즐(8)은 상기 용융 금속에 축방향으로 회전시키는 힘을 가하게 되고,

   상기 인덕터(1)는 다상의 가로지르는 자기장 타입으로서 각 위상당 한 쌍의 극(3)들을 구비하고, 상기 각 극(3)은 상기 노즐(8)과 직면하는 위치의 극면(4)을 경계로 하여 돌출 극돌기(3)의 둘레를 내측으로 휘감는 전기 코일(6)에 의해 형성되며,

   상기 극 돌기는 자속을 폐쇄하기 위한 외주 자기 요크(5a, 5b)에 의해 서로 연결되고, 그리고

   상기 각각의 극돌기(3)는 상기 극면들(4)이 서로 분리되도록 하는 이들 사이의 거리를 증가시키는 가로 방향의 테이퍼(12)가 그 돌출부의 끝단에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 서브머지드 노즐(8)은 가로 방향의 출구를 구비하는 노즐인 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 인덕터(1)는 상기 노즐로부터 소정 간격 이격되어 둘러싸는 방열재(7)를 그 내주면에 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 윤상 인덕터(1)는 피보팅 결합되는 두 개의 반-쉘들(2a, 2b)로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 인덕터가 조절식 콘덴서와 직렬로 연결되는 공명 전기 회로를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속의 연속 주조 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 인덕터(1)는 그 위치를 유지시키기 위한 접이식의 지지암들(9)의 끝단에 장착되고, 그리고 상기 각 반-쉘(2a, 2b)이 피봇하도록 그들을 작동시키는 제어 수단들(11)이 제공되는 것을 특징으로 금속의 연속 주조 장치.

Images