KR20090050659A - 용강의 비산 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조설비용 턴디쉬의 침지 노즐에서 용강을 주형 내부로 초기 주입할 때 용강이 비산되는 것을 억제할 수 있도록 구조가 개선된 용강의 비산 방지장치에 관한 것이다.

본 발명은 턴디쉬의 하부에 설치되고 용강을 주형 내로 주입하도록 하부에 양측으로 주입구멍이 형성된 토출구를 갖는 침지 노즐과, 침지 노즐의 양측 주입구멍을 통해 진입되어 토출구의 바닥면에 설치되고 용강의 흐름을 양측으로 경사진 방향으로 유도하기 위한 가이드로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 용강의 초기 주입과정에서 용강의 흐름을 경사진 각도로 양측으로 분기되도록 유도함으로써, 용강의 비산을 억제하여 주형의 내측벽면에 달라 붙거나 외부로 튀는 것을 방지할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

용강의 비산 방지장치{Splash intercepting apparatus for molten steel}

본 발명은 용강의 비산 방지장치에 관한 것으로, 특히 연속주조설비용 턴디쉬의 침지 노즐에서 용강을 주형 내부로 초기 주입할 때 용강이 비산되는 것을 방지하도록 구조가 개선된 용강의 비산 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조설비는 용강을 주편(Slab)등의 반제품으로 제조하기 위한 것으로, 크게 턴디쉬와 주형 및 다수의 연주기 롤로 구성되며, 용강이 주형을 통과하면서 응고층이 형성되도록 한 후에, 다수개로 양측으로 배열된 연주기 롤 사이로 통과할 때 냉각수를 분사시켜 주편의 표면을 냉각시키는 제조공정을 갖는다.

자세히 설명하면, 제강공정에서 전기로 취련이 끝난 용강은 다음 단계의 정련을 위해 레들내로 담게 된다.

레들은 용강이 담겨진 채로 다음 단계의 공정을 위해 이동되어 연속주조공정등을 수행하게 된다.

그 연속주조설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 레들(10) 내에 담겨진 용강이 쉬라우드 노즐을 통하여 턴디쉬(20) 내로 장입되고 턴디쉬(20)에서는 침지 노즐(25)을 통하여 주형(30)으로 용강을 공급하고 주형(30)을 통해 응고된 주편을 연 주기 롤(42)로 이송하면서 냉각수 분사장치(45)로 냉각함으로써 연속적인 주편 생산작업이 이루어진다.

이러한 연속주조설비에서 턴디쉬(20) 내의 용강은 침지 노즐(25)을 통하여 주형(30)내로 장입되는데, 용강이 침지 노즐(25)을 통해 주형(30)으로 장입되는 과정에서 일정시간 턴디쉬 내에 저장되어 용강내의 불순물이 양호하게 제거된 후에 주형(30) 내로 공급되는 과정을 갖게 된다.

이때 턴디쉬 내의 용강 유출시기는 턴디쉬와 그 내부의 용강의 하중을 포함한 중량을 로드셀로 감지하고, 설정된 중량이상일 때 게이트(미도시)를 틸팅동작시켜 침지 노즐(25)을 개방시켜 용강을 주형(30)에 주입하게 된다.

기존의 턴디쉬 내의 용강이 배출될 때의 온도는 대략 1500℃ 이상이며, 주형(30)을 통과하면서 반제품 상태로 고형화된다.

침지 노즐(25)은 강의 연속 주조시 턴디쉬(tundish)와 주형(mold) 사이에 사용되어 용강의 산화방지, 용강의 와류방지에 의한 슬래그(slag)혼입을 방지하여 주조된 주편의 품질 향상에 중요한 역할을 하게 된다.

침지 노즐(25)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 토출구에 용강(S)을 주형(30) 내에 주입하는 주입구멍(25b)이 양측으로 형성된 구조를 가지며, 용강(S)이 주입구멍(25b)을 통해 주형(30) 내부로 주입되는 과정에서 빠른 유속을 가지게 되며, 이로 인해 용강(S)의 초기 투입시에는 토출구(25a)의 바닥면과 부딪히면서 도면에 도시된 화살표 방향으로 주입구멍(25b)을 통해 비산하게 되어 주형(30)의 내주면에 불규칙적으로 붙어서 지금을 형성하게 된다.

이러한 불규칙한 지금이 주형(30)의 내주면에 고착됨에 따라 용강(S)의 초기 응고시 주조 작업이 불안정하게 될 뿐만 아니라, 주조 주편의 결함을 발생시켜 불량율이 상승하게 된다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 턴디쉬의 침지 노즐을 통해 용강이 초기 주입될 때 토출구의 바닥면과 부딪혀 비산되는 것을 억제하도록 그 구조가 개선된 용강의 비산 방지장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴디쉬 내의 용강을 주형의 내부로 주입하도록 하부에 주입구멍이 형성되는 토출구를 갖는 침지 노즐과,

상기 침지 노즐의 토출구 바닥면에 설치되어 상기 용강의 비산을 방지하도록 상기 용강의 흐름을 유도하는 가이드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드는 상기 용강의 흐름을 양측으로 유도하도록 상기 토출구의 바닥면에 대해 경사면을 갖도록 경사진 방향으로 설치되고,

상단부가 서로 접촉가능한 구조로 대향되게 분할되는 제 1,2가이드 본체를 구비하는 것이다.

상기 제 1,2가이드 본체는 상호 마주 보는 내측면에 일단부가 연장 형성되고 타단부가 상기 토출구의 바닥면에 접촉되어 상기 제 1,2가이드 본체를 각각 지지하는 받침부재를 더 구비한 것이다.

상기 가이드는 상기 용강의 흐름을 양측으로 유도하도록 상단부가 상기 토출구의 바닥면에 대해 삼각뿔 형태로 경사면을 갖도록 형성된 것이다.

상기 가이드는 상기 용강의 흐름을 유도하는 경사면이 절곡 형성되어 다른 각도의 경사각을 적어도 하나이상 갖는다.

본 발명은 연속주조설비용 턴디쉬의 침지 노즐에서 용강을 주형 내부로 초기 주입할 때 용강이 비산되는 것을 억제할 수 있도록 구조가 개선된 용강의 비산 방지장치에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 용강의 초기 주입과정에서 용강의 흐름을 경사진 각도로 양측으로 분기되도록 유도함으로써, 용강의 비산을 억제하여 주형의 내측벽면에 달라 붙거나 외부로 튀는 것을 방지할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 이로 인해 용강의 초기 응고시 주조의 안정성을 유지함과 아울러, 주편의 결함을 예방하여 품질을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 앞서 설명한 종래기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 기재하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 용강의 비산 방지장치는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 턴디쉬(20)의 하부에 설치되고 용강(S)을 주형(30) 내로 주입하도록 하부에 양측으로 주입구멍(25b)이 형성된 토출구(25a)를 갖는 침지 노즐(25)과, 침지 노즐(25)의 양측 주입구멍(25b)을 통해 진입되어 토출구(25a)의 바닥면에 설치되고 용강(S)의 흐름을 양측으로 경사진 방향으로 유도하기 위한 가이드(100)로 구성된 다.

더 상세히 설명하면, 가이드(100)는 초기 용강(S)의 주입후에 시간이 경과됨에 따라 용강(S)에 의해 용해되고 용강의 물성 변화가 없도록 스틸 소재로 구성되고, 양측이 서로 분할되어 대향되는 형태로 형성되고 경사면을 갖는 제 1,2가이드 본체(110)(120)로 구성된다.

이는, 제 1,2가이드 본체(110)(120)가 양측으로 형성된 주입구멍(25b)을 통해 각각 진입되어 설치가 용이하도록 함과 아울러, 상단부가 서로 접촉되어 대략 삼각 뿔 형태를 갖도록 함으로써, 상부에서 내려오는 용강(S)을 경사진 방향으로 유도하기 위함이다.

또한, 제 1,2가이드 본체(110)(120)는 용강(S)이 침지 노즐(25)의 내부를 타고 내려와 접촉되는 접촉면(112,122)과, 접촉면(112,122)으로부터 연장 형성되어 절곡부(115,125)를 기준으로 접촉면(112,122)과 다른 완만한 경사각을 갖도록 절곡 형성되고 단부가 토출구(25a)의 바닥면과 접촉되는 절곡면(114,124)으로 각각 구성된다.

접촉면(112,122)의 각도는 용강의 초기 주입시 흐름을 방해하지 않도록 토출구(25a)의 바닥면에 대해 대략 120°정도가 바람직하나, 굳이 이에 한정하지는 아니한다.

그리고 제 1,2가이드 본체(110)(120)는 서로 마주보는 내측면 일 부위에 일단부가 연장 형성되고 타단부가 토출구(25a)의 바닥면과 접촉되도록 일체로 형성된 받침부재(132,134)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 용강의 비산 방지장치는, 용강(S)의 주형(30) 내 주입 전에 침지 노즐(25)의 양측 주입구멍(25b)을 통해 양측에서 제 1가이드 본체(110)와 제 2가이드 본체(120)를 각각 수평방향으로 토출구(25a)의 내부로 진입시켜 토출구(25a)의 바닥면에 안착시키면, 제 1,2가이드 본체(110)(120)의 상단부가 토출구(25a)의 중앙에서 서로 접촉되면서 대략 삼각 뿔 형태를 가지게 된다.

이후에 침지 노즐(25)을 개방하면, 턴디쉬(20) 내의 용강(S)이 침지 노즐(25)의 내부를 따라 토출구(25a) 측에 흘러 내릴 때 제 1,2가이드 본체(110)(120)의 상단부를 기준으로 양측으로 분기되면서 양측 주입구멍(25b)측으로 경사진 각도로 유도되어 토출된다.

이때, 용강(S)은 제 1,2가이드 본체(110)(120)의 접촉면(112,122)을 따라 경사진 각도로 양측으로 분기되며, 접촉면(112,122)보다 완만한 각도의 절곡면(114,124)을 따라 유도되므로, 외부 비산이 억제된다.

또한, 가이드(100)는 용강(S)의 초기 주입이 끝나고 지속적으로 용강(S)이 주입될 경우에는 용강(S)에 의해 용해되며, 가이드(100)가 용해될 시점에는 주형(30) 내에 용강(S)이 담겨진 상태가 되므로 용강(S)이 비산되지 않는다.

한편, 도 6은 본 발명 가이드의 다른 실시예를 보인 도면으로서, 가이드(100)가 제 1,2가이드 본체(110)(120)로 분할된 형태가 아니라 일체로 형성된 구조이며, 앞서 설명한 선 실시예와 동일하게 용강(S)의 흐름을 양측으로 분기되도록 유도하도록 접촉면(112,122)과 절곡면(114,124)이 양측에 형성된 구조로 된 것이 다.

이때, 받침부재(132,134)는 절곡면(114,124)의 양측 단부가 토출구(25a)의 바닥면과 접촉되어 가이드(100)를 지지하게 되므로, 생략되어도 무방하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명 다른 실시예는. 앞서 설명한 선 실시예의 가이드(100) 설치과정과는 다소 다른 설치과정을 갖게 되며, 이 경우에는 작업자가 양측의 주입구멍(25b)중 하나를 통해 가이드(100)를 비스듬한 각도로 진입시켜 절곡면(114,124)의 단부가 토출구(25a)의 바닥면에 접촉되고 상단부가 중앙에 위치하도록 위치를 조정한다.

이후, 용강(S)의 흐름을 유도하는 과정과 용해되는 과정은 앞서 설명한 선 실시예와 동일한 과정 및 기능을 갖게 되므로 중복되는 설명은 생략한다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 침지 노즐(25)의 토출구(25a) 측에 설치되어 용강(S)의 초기 주입시 용강(S)의 흐름을 양측으로 경사진 방향으로 유도함으로써, 용강(S)의 외부 비산을 억제하는 기술적 사상을 갖는 것인 바, 본 발명이 가지는 정신 및 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 변형 실시가 가능하다. 예컨대, 받침부재(132,134)의 일단부가 가이드(100)의 내측면에서 연장 형성되는 것이 아니라, 절곡면(114,124)의 단부로부터 연장 형성되어 토출구(25a)의 바닥면과 면접촉되는 플레이트 형태를 가질 수도 있다.

도 1은 일반적인 연속주조설비를 나타낸 구성도.

도 2는 종래 침지 노즐의 토출구를 통해 용강이 비산되는 것을 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 용강의 비산 방지장치의 일 실시예를 나타낸 정면도.

도 4는 도 3의 사시도.

도 5는 본 발명 일 실시예의 사용상태도.

도 6은 본 발명에 따른 용강의 비산 방지장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 턴디쉬 25 : 침지 노즐

25a : 토출구 25b : 주입구멍

30 :주형 100 : 가이드

110, 120 : 제 1,2가이드 본체

112,122 : 접촉면

114,124 : 절곡면

115,125 : 절곡부

S : 용강

Claims (5)

1. 턴디쉬(20) 내의 용강(S)을 주형(30)의 내부로 주입하도록 하부에 주입구멍(25b)이 형성되는 토출구(25a)를 갖는 침지 노즐(25)과,

   상기 침지 노즐(25)의 토출구(25a) 바닥면에 설치되어 상기 용강(S)의 비산을 방지하도록 상기 용강(S)의 흐름을 유도하는 가이드(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용강의 비산 방지장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드(100)는 상기 용강(S)의 흐름을 양측으로 유도하도록 상기 토출구(25a)의 바닥면에 대해 경사면을 갖도록 경사진 방향으로 설치되고,

   상단부가 서로 접촉가능한 구조로 대향되게 분할되는 제 1,2가이드 본체(110)(120)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용강의 비산 방지장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제 1,2가이드 본체(110)(120)는 상호 마주 보는 내측면에 일단부가 연장 형성되고 타단부가 상기 토출구(25a)의 바닥면에 접촉되어 상기 제 1,2가이드 본체(110)(120)를 각각 지지하는 받침부재(132,134)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 용강의 비산 방지장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드(100)는 상기 용강(S)의 흐름을 양측으로 유도하도록 상단부가 상기 토출구(25a)의 바닥면에 대해 삼각뿔 형태로 경사면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 용강의 비산 방지장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가이드(100)는 상기 용강(S)의 흐름을 유도하는 경사면이 절곡 형성되어 다른 각도의 경사각을 적어도 하나이상 갖는 것을 특징으로 하는 용강의 비산 방지장치.

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