KR20090072127A - 연속주조장치의 스토퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 턴디시에 설치되어 연속주조 중 턴디시 탕 내에 수강된 용강에 함유된 알루미나 및 개재물이 턴디시 노즐의 출강구 주변에서 융착 성장되거나 스토퍼에 융착되었을 때 상기 알루미나 및 개재물을 용이하게 제거하고 턴디시에서 주형으로 공급되는 용강의 주입량을 정밀하게 제어하여 고품질의 주편을 생산할 수 있는 연속주조장치의 스토퍼에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼는 턴디시의 출강구 상방에 위치하고 출강구를 향하는 내경이 형성된 중공관과, 상기 중공관의 내경에 삽입되어 상기 중공관을 관통하는 세척봉과, 상기 세척봉의 상단과 연결되고 상기 세척봉을 승하강시키는 제 1 승강 실린더와, 상기 중공관의 외경을 감싸는 커터와, 상기 커터의 상단과 연결되고 상기 커터를 승하강시키는 제 2 승강 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
턴디시, 스토퍼, 알루미나 개재물, 세척봉, 커터

Description

연속주조장치의 스토퍼{STOPPER FOR CONTINUOUS CASTING MACHINE}
본 발명은 연속주조장치의 스토퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디시에 설치되어 연속주조 중 턴디시 탕 내에 수강된 용강에 함유된 알루미나 및 개재물이 턴디시 노즐의 출강구 주변에서 융착 성장되거나 스토퍼에 융착되었을 때 상기 알루미나 및 개재물을 용이하게 제거하고 턴디시에서 주형으로 공급되는 용강의 주입량을 정밀하게 제어하여 고품질의 주편을 생산할 수 있는 연속주조장치의 스토퍼에 관한 것이다.
일반적으로 연속조주공정은 제강로에서 생산되어 레이들로 이송된 용강을 턴디쉬에 받았다가 주형에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속 생산하는 설비로 이루어진다. 즉, 연속주조공정은 제강공정에서 정련된 용강을 담은 레들이 레들 터렛에 안착된 상태에서 각 스트랜드로 분배하는 기능을 가진 턴디시로 공급되면 침지 노즐을 통해 주형으로 용강을 주입하여 주편을 생산하게 된다.
이때, 주형에 공급되는 용강의 유량을 제어하기 위해 슬라이딩 게이트 노즐 방식 또는 스토퍼 방식을 사용하게 된다. 도 1은 종래의 스토퍼 방식을 이용한 턴디시를 나타낸 개략도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 턴디시(20)의 외형을 이루는 철피(22)의 내측면에는 연와(24)가 축조되고, 상기 연와(24)의 바닥에는 받아 벽돌(26)과 일체로 침지 노즐(30)이 설치된다. 그리고, 상기 침지 노즐(30) 상부에 스토퍼(50)가 설치되고, 상기 스토퍼(50)를 승하강시키는 승강장치(60)가 스토퍼(50)와 연결된다.
이에 따라 상기 스토퍼(50)는, 승강장치(60)에 의해 침지 노즐(30) 상부 즉, 출강구(28)에서 스토퍼(50)를 상하로 이동하여 스토퍼(50) 기단과 턴디시 내 침지 노즐의 출강구(28) 사이의 간격을 조절하여, 주형(40)에 공급되는 용강(10)의 주입량을 제어하게 된다.
이렇게, 스토퍼(50)의 승하강에 의해 주형(40)에 용강(10)이 공급되면 주형(40) 내의 탕면 위치를 레벨계(70)가 검출하고, 검출된 탕면 위치에 따라 스토퍼(50)의 승하강 높이를 승강장치(60)가 조절하여 주형(40)에 공급되는 용강(10)의 주입량을 제어하게 된다.
상기와 같이, 턴디시(20)에 수강된 용강(10)에는 알루미나 및 개재물을 포함하고 있는데, 상기 알루미나 및 개재물은 턴디시(20) 내에서 부상하고 청정한 용강만이 턴디시(20) 바닥에 설치된 침지 노즐(30)을 통해 주형(40)으로 공급된다. 그러나, 상기와 같은 알루미나 및 개재물은 연속주조공정이 진행됨에 따라 용강(10)에 함유된 알루미나 및 개재물이 스토퍼(50)의 기단 둘레와 턴디시 내 출강구(28) 주변에 융착 성장(R)하게 된다.
이에 따라, 알루미나 및 개재물이 턴디시 내 침지 노즐의 상부 입구(28)를 좁히고, 스토퍼(50)의 기단 직경을 넓히게 되어 스토퍼(50) 기단과 출강구(28) 사 이의 유로가 감소하게 된다. 따라서, 턴디시(20)에서 주형(40)으로 공급되는 용강(10)의 주입량이 감소하여 주편의 품질에 영향을 미치고 경우에 따라서는, 출강구(28)를 알루미나 및 개재물이 완전히 막아 연속주조를 중단시킨다.
이렇게, 알루미나 및 개재물에 의해 출강구(28) 내경의 크기가 감소하거나 스토퍼(50)의 기단 둘레가 증가하는 경우 작업자가 파이프나 치구를 이용하여 융착된 알루미나 및 개재물(R)을 타격하여 제거하거나, 승강장치(60)를 조작하여 스토퍼(50)를 반복적으로 승하강시켜 알루미나 및 개재물을 탈락시킨다.
그러나, 이러한 작업자 또는 승강장치(60)의 조작에 의한 스토퍼(50)와 출강구(28) 주변에 융착된 알루미나 및 개재물 제거는 작업자의 작업 부하를 가중시킬 뿐만 아니라 알루미나 및 개재물 제거 작업 중 용강 내지 알루미나 및 개재물이 비산되어 작업자의 부상 및 설비 사고를 일으키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 턴디시 내 알루미나 및 개재물이 턴디시 내 침지 노즐 상부 입구에서 융착 성장하거나 스토퍼 둘레에 융착 성장하였을 때 용이하게 상기 알루미나 및 개재물을 제거하여 주형으로 공급되는 용강의 주입량이 젱밀하게 제어할 수 있도록 하는 연속주조장치의 스토퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼는 턴디시의 출강구 상방에 위치하고 출강구를 향하는 내경이 형성된 중공관과, 상기 중공관의 내경에 삽입되어 상기 중공관을 관통하는 세척봉과, 상기 세척봉의 상단과 연결되고 상기 세척봉을 승하강시키는 제 1 승강 실린더와, 상기 중공관의 외경을 감싸는 커터와, 상기 커터의 상단과 연결되고 상기 커터를 승하강시키는 제 2 승강 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 중공관의 하단은, 출강구 주변에 밀착되는 반구 형상인 것이 바람직하다.
또한 상기 세척봉은, 상기 중공관 내경보다 작은 외경을 갖는 세척봉 로드와, 상기 세척봉 로드의 하단부에 형성되고 중공관 내경보다 큰 외경을 갖는 세척봉 헤드를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 세척봉 헤드는, 출강구 내경보다 작은 외경을 갖는 것이 바람직하 다.
그리고 상기 세척봉 헤드는 원추 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 스토퍼와 턴디시 출강구 주변에 융착된 알루미나 및 개재물을 용이하게 제거할 수 있어 턴디시에서 주형으로 공급되는 용강의 주입량을 정밀하게 제어할 수 있고, 이로부터 고품질의 주편을 생산할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼를 나타낸 측단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼(100)는, 턴디시의 출강구 상방에 위치하고 출강구를 향하는 내경이 형성된 중공관(170)과, 상기 중공관(170)의 내경(172)에 삽입되어 상기 중공관(170)을 관통하는 세척봉(110)과, 상기 세척봉(110)의 상단과 연결되고 상기 세척봉(110)을 승하강시키는 제 1 승강 실린더(140)와, 상기 중공관(170)의 외경을 감싸는 커터(120)와, 상기 커터(120)의 상단과 연결되고 상기 커터(120)를 승하강시키는 제 2 승강 실린더(150)로 구성된 다.
상기 중공관(170)은 대략 원통의 형상을 갖고, 턴디시 상부로부터 턴디시 내부로 인입되어 상기 중공관(170)의 하단이 턴디시의 바닥에 형성된 출강구 상방에 위치하게 되며, 상기 중공관(170) 내부에는 중공관(170) 상단에서 중공관(170) 하단으로 연통되는 내경(172)이 형성된다. 그리고, 상기 중공관(170) 하단은 출강구 주변에 밀착되도록 반구 형상을 갖는다.
즉, 상기 중공관(170)의 하단은 도면에 도시된 바와 같이 대략 돔 형상으로 이루어져, 턴디시에서 침지 노즐을 통해 주형으로 공급되는 용강의 주입량을 제어하게 되는 경우 상기 중공관(170) 하단과 출강구 간의 간격으로 용강의 주입량을 조절하게 된다. 이때, 상기 출강구 주변은 중공관(170)의 하단에 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 중공관(170)의 하단이 반구의 형상을 갖는 경우 상기 출강구의 입구는 가장자리가 만곡됨으로써 출강구의 입구 면적이 상방에서 하방으로 갈수록 감소하는 상광하협(上廣下挾)의 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같은 중공관(170)은, 턴디시 외부에 설치된 승강장치와 연결되는데, 이를 위해 상기 중공관(170)은 홀더(190)에 고정된다. 상기 홀더(170)는, 하부가 개방된 원통의 형상을 갖고 턴디시 외부에 설치된 승강장치와 연결된다. 또한 상기 홀더(190)의 중심에는 세척봉 로드(112)의 상단이 관통하는 개구부(192)가 형성된다. 상기 홀더(190)를 관통한 세척봉 로드(112)의 상단은 플레이트(130)에 의해 지지되는 제 1 승강 실린더(140)의 로드(142)와 연결된다.
그러나, 상기 홀더(190) 및 플레이트(130)는 이에 한정되지 않고 다양하게 변형되거나 경우에 따라서는 불필요할 수도 있다. 예를 들어, 상기 중공관(170)은 제 1 승강 실린더(140)를 지지하는 플레이트(130)와 일체로 형성되고, 상기 플레이트(130)는 앞서 설명한 턴디시 외부에 설치된 승강장치와 연결될 수도 있다. 또는, 상기 턴디시 외부에 설치된 승강장치에 의해 중공관(170)이 턴디시의 출강구를 개폐하도록 연결되되 상기 중공관(170)과 승강장치 사이에는 중공관(170) 외경과 내경에 설치된 커터(120) 및 세척봉(110)을 개별적으로 동작시킬 수 있도록 설치될 수도 있을 것이다.
상기와 같은 중공관(170)의 외경에는 커터(120)가 설치되는 바, 상기 커터(120)는 중공관(170)의 외경 둘레를 감싸도록 형성되고, 특히, 상기 커터(170)가 중공관(170) 외경 상부에서 중공관(170) 외경 하부로 슬라이딩 될 수 있도록 설치된다. 이와 같은 커터(170)는 플레이트(130)에 의해 지지되는 제 2 승강 실린더(150)의 로드(152)와 연결된다.
한편, 상기 중공관(170) 내경에서 세척봉(100)이 설치되는 바, 상기 세척봉(100)은 상기 중공관(170)의 내경(172)보다 작은 외경을 갖는 세척봉 로드(112)와, 상기 세척봉 로드(112)의 하단부에 형성되고 중공관(170)의 내경(172)보다 큰 외경을 갖는 세척봉 헤드(114)로 구성된다.
즉, 상기 세척봉 로드(112)는 앞서 설명한 바와 같이 홀더(190)를 관통하여 제 1 승강 실린더(140)와 연결되어 상기 제 1 승강 실린더(140)의 승하강 동작에 의해 상기 중공관(170)의 내경(172) 내에서 세척봉 로드(112)가 슬라이딩하여 상기 세척봉 로드(112)의 하단부에 형성된 세척봉 헤드(114)가 중공관(170) 하단에서 돌출되거나 인입된다.
상기 제 1 승강 실린더(140)에 의해 중공관(170) 하단에서 턴디시 바닥에 형성된 출강구를 향해 돌출되는 세척봉 헤드(114)는, 출강구 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성되어, 출강구 주변에 알루미나 및 개재물이 융착되는 경우 상기 세척봉 헤드(114)가 출강구 내경을 향해 돌출되면서 알루미나 및 개재물을 타격하여 제거하게 된다. 이와 같은 세척봉 헤드(114)는 하부에서 상부로 갈수록 외경이 증가하는 원추 형상인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 갖는 연속주조장치의 스토퍼의 작동을 도 3 내지 도 6에 의거하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 스토퍼에 의한 턴디시 내 침지 노즐의 상부 입구의 간격을 조절을 나타낸 측단면도로써, 도 3은 스토퍼(100)에 의해 턴디시(20)의 출강구(28)가 폐쇄된 상태이고, 도 4는 스토퍼(100)에 의해 턴디시(20)의 출강구(28)가 개방된 상태이다.
연속주조 중 턴디시(20)의 용강(10)이 침지 노즐(30)을 통해 주형에 공급되지 않도록 차단하는 경우 턴디시(20) 외부에 설치된 승강장치(60, 미도시)가 중공관(170) 하단이 턴디시(20)의 출강구(28) 주변에 접하도록 하강시키게 된다. 이와는 반대로, 턴디시(20)에서 주형으로 공급되는 용강(10)의 주입량을 증가시키는 경우 승강장치가 중공관(170)을 상승시키게 된다. 즉, 출강구(28)에서 중공관(170)의 하단을 상하로 이동하여 중공관(170) 하단과 턴디시(20) 내 침지 노즐의 출강구(28) 사이의 간격을 조절하여 주형에 공급되는 용강(10)의 주입량을 제어하게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 스토퍼에 의한 알루미나 및 개재물의 제거를 나타낸 측단면도로써, 도 5는 중공관(170) 외경에 융착된 알루미나 및 개재물의 제거를 나타내고, 도 6은 턴디시(20)의 출강구(28) 주변에 융착된 알루미나 및 개재물의 제거를 나타낸다.
연속주조가 진행됨에 따라 턴디시(20)의 용강(10)에 함유된 알루미나 및 개재물이 중공관(170)의 외경에 융착되면 플레이트(130)에 설치된 제 2 승강 실린더(150)가 작동하게 된다. 이에 따라, 상기 제 2 승강 실린더(150)의 로드(152)와 연결된 커터(120)가 중공관(170) 외경의 상부에서 하부로 슬라이딩하면서 중공관(170) 외경에 융착된 알루미나 및 개재물을 중공관(170) 외경에서 탈락시키게 되고, 알루미나 및 개재물이 중공관(170) 외경에서 제거되면 커터(120)를 중공관(170) 외경의 상부에 위치할 수 있도록 제 2 승강 실린더(150)가 작동하게 된다.
한편, 턴디시(20)의 출강구(28) 주변에 알루미나 및 개재물이 융착되면, 플레이트(130)에 설치된 제 1 승강 실린더(140)가 작동하게 된다. 이에 따라, 상기 제 1 승강 실린더(140)의 로드(142)와 연결된 세척봉 로드(112)가 중공관(170) 내경(172)의 상부에서 하부로 슬라이딩되고, 상기 세척봉 로드(112)의 하단부에 형성된 세척봉 헤드(114)가 중공관(170) 하단에서 출강구(28) 내측을 향하여 돌출된다.
이렇게, 상기 세척봉 헤드(114)가 반복적으로 돌출되면 출강구(28) 주변에 융착된 알루미나 및 개재물을 타격하여 탈락시키게 된다. 그리고, 알루미나 및 개 재물이 출강구(28) 주변에서 제거되면 세척봉 헤드(114)가 중공관(170) 하단에 인입되도록 상기 제 1 승강 실린더(140)가 작동하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼에 의하면 중공관 외경에 설치된 커터와 중공관 하단에서 돌출되는 세척봉 헤드가 중공관 외경과 턴디시 출강구 주변에 융착된 알루미나 및 개재물을 타격하여 제거하고, 이에 따라 턴디시에서 주형으로 공급되는 용강의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 스토퍼 방식을 이용한 턴디시를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 연속주조장치의 스토퍼를 나타낸 측단면도이며,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 스토퍼에 의한 턴디시 내 침지 노즐의 상부 입구의 간격을 조절을 나타낸 측단면도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 스토퍼에 의한 알루미나 및 개재물의 제거를 나타낸 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 턴디시 30 : 침지 노즐
40 : 주형 60 : 승강장치
100 : 스토퍼 110 : 세척봉
112 : 세척봉 로드 114 : 세척봉 헤드
120 : 커터 130 : 플레이트
140 : 제 1 승강 실린더 150 : 제 2 승강 실린더
170 : 중공관 172 : 내경
190 : 홀더 192 : 개구부

Claims (5)

  1. 턴디시의 출강구 상방에 위치하고 출강구를 향하는 내경이 형성된 중공관과,
    상기 중공관의 내경에 삽입되어 상기 중공관을 관통하는 세척봉과,
    상기 세척봉의 상단과 연결되고 상기 세척봉을 승하강시키는 제 1 승강 실린더와,
    상기 중공관의 외경을 감싸는 커터와,
    상기 커터의 상단과 연결되고 상기 커터를 승하강시키는 제 2 승강 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 스토퍼.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중공관의 하단은, 출강구 주변에 밀착되는 반구 형상인 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 스토퍼.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세척봉은, 상기 중공관 내경보다 작은 외경을 갖는 세척봉 로드와,
    상기 세척봉 로드의 하단부에 형성되고 중공관 내경보다 큰 외경을 갖는 세척봉 헤드를 포함하는 연속주조장치의 스토퍼.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 세척봉 헤드는, 출강구 내경보다 작은 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 스토퍼.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 세척봉 헤드는, 원추 형상인 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 스토퍼.
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