KR20100026973A

KR20100026973A - 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치

Info

Publication number: KR20100026973A
Application number: KR1020090068461A
Authority: KR
Inventors: 장진수; 최주태; 유석현
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2010-03-10
Also published as: WO2010024529A3; CN102046307A; JP2011520618A; EP2286939A2; KR101175400B1; US8307883B2; JP5168704B2; CN102046307B; US20110079379A1; EP2286939B1; EP2286939A4; WO2010024529A2

Abstract

본 발명은 턴디쉬의 용강으로부터 발생되는 폐열을 회수하여 몰드 파우더를 예열 및 건조시킬 수 있도록 한 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치에 관한 것이다.

그 구성은 일측면이 턴디쉬의 상부로부터 발생되는 복사열을 흡수하도록 턴디쉬 주위에 인접한 프레임에 장착되는 파우더 호퍼와, 파우더 호퍼의 내부에 충전된 몰드 파우더를 교반시키는 교반수단과, 파우더 호퍼의 하부에 연결되어 파우더 호퍼내의 몰드 파우더를 몰드의 내부로 공급하는 공급관으로 대별된다.

이에 따르면 본 발명은 몰드 파우더를 건조시키는 데 필요한 에너지를 턴디쉬의 폐열을 사용하므로 에너지를 절감할 수 있으며, 파우더 호퍼의 설치공간에 대한 공간 활용성을 증대시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치{DEVICE FOR INSERTING POWDER USING WASTE HEAT FROM TURNDISH}

본 발명은 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치에 관한 것으로, 특히 턴디쉬로부터 발생되는 폐열을 회수하여 몰드 파우더를 예열 및 건조시킬 수 있도록 함과 아울러, 턴디쉬 주위의 공간 활용성을 증대시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치에 관한 것이다.

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

기존 연속주조법에 의해 주편을 생산하는 경우에는 주편의 표면 온도 관리가 대단히 중요하다.

연주기내에서 주편은 주조중 벤딩(bending) 및 스트레이트닝(Straightening) 과정을 거치며, 이 과정에서 주편의 표면에는 큰 응력이 가해진다.

또한, 강은 용강에서 응고하여 냉각되는 도중, 강의 인성이 급격히 떨어지는 온도구간이 존재한다. 즉, 큰 응력이 가해지는 구간의 주편의 표면 온도가 인성이 급격히 떨어지는 온도로 되면 주편의 표면에 결함이 발생한다.

주편에 상기와 같은 표면 결함이 발생할 경우, 연주 조업의 생산성이 떨어지며, 심할 경우에는 주편을 사용할 수 없게 된다.

기존 연속 주조중에 몰드의 내측면으로 몰드 파우더가 투입되는 공정을 가지며, 이 몰드 파우더는 용강의 몰드내 배출을 보조하는 윤활작용 및 용강의 표면 단열 기능을 가질 뿐만 아니라, 용강의 재산화를 방지하고 개재물을 흡수하며 열전달 성능을 향상시키는 기능을 갖는다.

몰드 파우더의 투입방법에는 작업자가 직접 손으로 몰드 파우더를 투입하는 수동투입방식과 투입기에 의해서 이루어지는 자동투입방식이 있다.

그러나, 수동투입방식에서는 몰드파우더의 투입시에 발생하는 많은 분진과 몰드 턴디쉬(Tundish)에서 발생하는 높은 복사열로 인하여 작업자는 매우 열악한 작업조건에서 몰드 파우더를 투입하여야 할 뿐만 아니라, 안전 사고의 위험이 뒤따르는 문제점이 있다.

또한, 몰드 파우더가 미립 또는 과립의 형상으로 이루어져 있으므로 대기중의 수분을 쉽게 흡수하기 때문에 몰드 파우더를 예열 및 건조시키기 위한 별도의 열원 및 장치가 요구되며, 그 열원을 지속적으로 공급해야 하므로 에너지가 낭비될 뿐만 아니라, 장치의 설치공간이 요구되어 공간상의 제약을 갖는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 턴디쉬로부터 발생되는 폐열을 이용하여 몰드 파우더를 예열 및 건조시킬 수 있도록 한 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴디쉬의 측면으로부터 이격되고 상기 턴디쉬의 상부로부터 발생되는 복사열에 의해 일측면이 가열되도록 배치되며 내부에 몰드 파우더가 충전되는 공간을 갖는 파우더 호퍼를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 파우더 호퍼는 내부에 충전된 몰드 파우더를 교반시키는 교반수단을 더 구비하되,

상기 교반수단은 상기 파우더 호퍼의 상부에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 상기 파우더 호퍼의 내부로 배치된 교반 임펠러를 회전시키는 임펠러 모터를 구비한다.

상기 파우더 호퍼는 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형태로 마련된다.

상기 파우더 호퍼는 상기 턴디쉬와 근접된 일측면이 라운드진 원호 형태로 형성된다.

상기 교반 임펠러는 내부에 상기 턴디쉬로부터 발생되는 폐열을 수집하여 전달하기 위한 열 매체관이 배치된다.

상기 파우더 호퍼는 상기 턴디쉬의 외측에 발생되는 폐열을 수집하여 상기 파우더 호퍼측으로 전달하는 보조 열전달수단을 더 구비하되,

상기 보조 열전달수단은 상기 턴디쉬의 외측에 부착되도록 배치되고 내부에 열전달매체가 충전되는 열 공급관과,

상기 열 공급관과 연통되도록 연결되고 상기 파우더 호퍼의 외측면에 접촉되도록 배치되는 열 전달관을 구비한다.

본 발명은 턴디쉬의 용강으로부터 발생되는 폐열을 회수하여 몰드 파우더를 예열 및 건조시킬 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 몰드 파우더를 건조시키는 데 필요한 에너지를 턴디쉬의 폐열을 사용하므로 에너지를 절감할 수 있으며, 파우더 호퍼의 설치공간에 대한 공간 활용성을 증대시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 1 실시 예는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 그 구성은 일측면이 턴디쉬(10)의 상부로부터 발생되는 복사열을 흡수하도록 턴디쉬(10) 주위에 인접한 프레임(30)에 장착되는 파우더 호퍼(100)와, 파우더 호퍼(100)의 내부에 충전된 몰드 파우더(P)를 교반시키는 교반수단과, 파우더 호퍼(100)의 하부에 연결되어 파우더 호퍼(100)내 의 몰드 파우더(P)를 몰드의 내부로 공급하는 공급관(150)으로 대별된다.

더 상세히 설명하면, 파우더 호퍼(100)는 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형태로 마련되며, 일측면이 턴디쉬(10)의 상부측으로 근접되도록 경사지게 형성된 구조로 되어 있다.

공급관(150)은 몰드 파우더(P)가 이송 가능한 관 형태로 구성되며 중간에 몰드 파우더(P)의 이송을 선택적으로 공급하기 위한 공급밸브(155)가 구비된다.

교반수단은 파우더 호퍼(100)의 내부로 배치되고 외주면 둘레에 다수개의 블레이드를 갖는 교반 임펠러(250)와, 파우더 호퍼(100)의 상부에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 구동되어 교반 임펠러(250)를 회전시키는 임펠러 모터(200)를 구비한 것이다.

또한, 파우더 호퍼(100)는 내부의 온도가 외부로 누출되는 것을 방지하고 상부에 임펠러 모터(200)를 지지하도록 덮개가 구비된다.

파우더 호퍼(100)는 열전도성 및 강도를 고려하여 스틸 소재의 것이 바람직하나, 굳이 이에 한정하지는 아니한다.

그리고 턴디쉬(10)의 외측에 발생되는 폐열을 수집하여 파우더 호퍼(100)측으로 전달하는 보조 열전달수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

그 보조 열전달수단은 턴디쉬(10)의 외측에 부착되도록 배치되고 내부에 열전달매체가 충전되는 열 공급관(310)과, 열 공급관(310)과 연통되도록 연결되고 파우더 호퍼(100)의 타측면에 접촉되도록 배치되는 열 전달관(320)으로 구성된다.

열 공급관(310)은 턴디쉬(10)의 외측면 일부나 외주면 둘레에 권회되도록 부 착되어 턴디쉬(10)의 폐열을 열 전달매체를 매개로 열 전달관(320)측으로 공급하는 기능을 갖는다.

열 전달관(320)은 파우더 호퍼(100)의 타측면에 균일하게 열을 전달하도록 "S"자 복수회 절곡되는 형태를 갖는 것이 바람직하나, 타측면에 각각 다른 높이에 분할된 다수개의 관으로 형성될 수도 있다.

열 전달매체는 턴디쉬(10)로부터 공급되는 고온의 열을 전달할 수 있도록 200~500℃의 비등점을 갖는 매체를 채용하거나, 융점이 높은 그리스(grease)를 채택하는 것이 바람직하다.

이때, 열 전달매체의 이송을 위해 펌프(미도시)가 구비되며, 열 공급관(310)의 일부에 열 전달매체의 이송을 제어하도록 개폐밸브(315)가 배치되어 있다.

미 설명부호 "15"는 턴디쉬의 용강 이송을 유도하는 침지노즐을 나타낸 것이고, "20"은 침지노즐을 통해 유도된 용강을 응고시켜 주편으로 제조하기 위한 몰드를 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치는, 턴디쉬(10)와 근접된 프레임(30)측에 파우더 호퍼(100)가 마련되어 있으므로, 턴디쉬(10)내의 용강으로부터 고온의 복사열이 상측으로 전달됨에 따라 파우더 호퍼(100)의 일측면이 가열되어 파우더 호퍼(100) 내에 충전된 몰드 파우더(P)를 예열 및 건조시킨다.

이때, 턴디쉬(10)의 외측면에 부착된 열 공급관(310)은 턴디쉬(10)의 외측면에서 발생되는 폐열을 흡수하여 열 전달매체인 그리스를 통해 열 전달관(320)측으 로 턴디쉬(10)의 폐열을 전도하게 되고, 이에 따라 파우더 호퍼(100)의 타측면도 가열되어 몰드 파우더(P)를 예열 및 건조시키게 된다.

열 전달매체인 그리스는 작업자가 개폐밸브(315)를 개방한 후에, 펌프의 압송 압력을 이용하여 열 전달매체를 열 공급관(310)에서 열 전달관(320)으로 압송되는 과정을 갖는다.

이어서, 파우더 호퍼(100)내에 충전된 몰드 파우더(P)를 골고루 가열하여 건조시키기 위해서 교반수단인 임펠러 모터(200)를 구동시키면, 임펠러 모터(200)의 구동에 따라 수직 하방에 배치된 교반 임펠러(250)가 회전되어 몰드 파우더(P)를 교반한다.

이에 따라 파우더 호퍼(100)는 턴디쉬(10)의 상측에 근접되게 배치된 일측면에 턴디쉬(10)의 상부에서 복사열이 전달되고, 타측면에 열 전달관(320)의 내부에 충전된 열 전달매체로부터 턴디쉬(10)의 폐열을 회수하여 내부의 몰드 파우더(P)측에 열을 전달하여 예열 및 건조시키게 된다.

예열 및 건조가 완료된 몰드 파우더(P)는 파우더 호퍼(100)의 하부에 연결된 공급관(150)을 통해 몰드 내로 공급되어 파우더 본연의 기능을 수행하게 된다.

이때, 공급관(150)은 중간에 배치된 공급밸브(155)의 개폐동작에 따라 선택적으로 개방되며, 공급밸브(155)가 개방된 상태에서 몰드 보다 상측에 배치된 파우더 호퍼(100)로부터 몰드 파우더(P)의 이송이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 2 실시 예를 나타낸 것으로서, 그 구조는 열 전달관(320)이 파우더 호퍼(100)의 타측면에만 배치되는 것이 아니라, 측면에도 배치될 수 있음을 나타낸 것이다.

또한, 도면에는 미도시되어 있지만 열 전달관(320)이 파우더 호퍼(100)의 외주면 둘레를 감싸는 구조로 배치될 수도 있다.

즉, 열 전달관(320)이 파우더 호퍼(100)의 외측면을 감는 구조로 된 것을 채택할 수 있다.

도 5는 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 3 실시 예를 나타낸 것으로서, 그 구조는 턴디쉬(10)로부터 발생되는 폐열을 수집하여 전달하는 열 공급관(310)과 연결되며 교반 임펠러(250)의 내부에 배치되는 열 매체관(330)을 구비한 것이다.

열 매체관(330)은 교반 임펠러(250)의 내부에 교반 임펠러(250)의 외형과 대응되도록 지그재그 형태로 배치된다.

도 6은 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 4 실시 예를 나타낸 것으로서, 턴디쉬(10)와 근접된 파우더 호퍼(100)의 일측면이 곡률을 갖도록 라운드진 원호 형태로 형성된다.

이는, 파우더 호퍼(100)의 외측면이 턴디쉬(10)로부터 발생되는 폐열을 용이하게 회수할 수 있는 다른 형태를 가질 수 있음을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 턴디쉬(10)의 용강으로부터 발생되는 복사열과 폐열을 회수하여 몰드 파우더를 예열 및 건조시킬 수 있도록 한 것으로서, 본 발명 은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 1실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 파우더 호퍼를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 단면도.

도 4는 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 2실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 3실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 6은 본 발명 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치의 제 4실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 턴디쉬 100 : 파우더 호퍼

150 : 공급관 155 : 공급밸브

200 : 임펠러 모터 250 : 교반 임펠러

310 : 열 공급관 320 : 열 전달관

330 : 열 매체관 P : 몰드 파우더

Claims

턴디쉬(10)의 측면으로부터 이격되고 상기 턴디쉬(10)의 상부로부터 발생되는 복사열에 의해 일측면이 가열되도록 배치되며 내부에 몰드 파우더(P)가 충전되는 공간을 갖는 파우더 호퍼(100)를 구비한 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 파우더 호퍼(100)는 내부에 충전된 몰드 파우더(P)를 교반시키는 교반수단을 더 구비하되,

상기 교반수단은 상기 파우더 호퍼(100)의 상부에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 상기 파우더 호퍼(100)의 내부로 배치된 교반 임펠러(250)를 회전시키는 임펠러 모터(200)를 구비한 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 파우더 호퍼(100)는 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 형태로 마련된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 파우더 호퍼(100)는 상기 턴디쉬(10)와 근접된 일측면이 라운드진 원호 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 2에 있어서,

상기 교반 임펠러(250)는 내부에 상기 턴디쉬(10)로부터 발생되는 폐열을 수집하여 전달하기 위한 열 매체관이 배치된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 5에 있어서,

상기 열 매체관은 단부가 상기 턴디쉬(10)의 외측에 밀착되게 배치되고 내부에 상기 턴디쉬(10)로부터 발생되는 폐열을 상기 파우더 호퍼(100)측으로 전달하는 열전달매체가 충전되는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.
청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한 항에 있어서,

상기 파우더 호퍼(100)는 상기 턴디쉬(10)의 외측에 발생되는 폐열을 수집하여 상기 파우더 호퍼(100)측으로 전달하는 보조 열전달수단을 더 구비하되,

상기 보조 열전달수단은 상기 턴디쉬(10)의 외측에 부착되도록 배치되고 내부에 열전달매체가 충전되는 열 공급관(310)과,

상기 열 공급관(310)과 연통되도록 연결되고 상기 파우더 호퍼(100)의 외측 면에 접촉되도록 배치되는 열 전달관(320)을 구비한 것을 특징으로 하는 턴디쉬 폐열을 이용한 몰드 파우더 공급장치.