KR20100127560A - 불순물 혼입 방지장치 - Google Patents

불순물 혼입 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 불순물 혼입 방지장치는 침지 노즐과 턴디쉬가 체결되는 부분에 대응하는 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되는 격벽 및 상기 턴디쉬의 바닥면에 고정되어 상기 격벽이 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되도록 상기 격벽을 지지하는 체결구를 포함한다.
이에 따르면, 본 발명에 따른 불순물 혼입 방지장치는, 연속 주조 초기 래들에서 들어오는 래들 필러 및 대형 개재물 등의 불순물이 침지 노즐로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상대적으로 낮은 온도의 용강이 턴디쉬 내부에 체류하는 시간이 증가되어 용강의 온도가 상승하게 됨으로써 상대적으로 차가운 초기 용강이 침지 노즐 안으로 단시간에 들어가는 것이 방지되어 연속주조 초기 우수한 품질의 슬라브를 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 불순물 혼입 방지장치는 연속 주조 초기 조업 시 용강 내의 불순물을 일정 시간 침지 노즐로의 혼입을 방지한 후, 정상적인 조업이 이루어지면 용강 내부에서 제거되어 턴디쉬 내부의 용강 유동에 영향을 미치지 않게 되는 효과가 있다.
턴디쉬, 웨어, 댐, 침지 노즐

Description

불순물 혼입 방지장치{Device for preventing impurities from intruding into submerged nozzle}
본 발명은 불순물 혼입 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 턴디쉬의 바닥면에 다공질의 가벼운 소재인 격벽과, 용강에 용융되는 강(steel) 소재의 체결구를 구비함으로써, 연속 주조 초기 조업시 용강 내의 불순물이 침지 노즐로 혼입되는 것을 방지할 수 있는 불순물 혼입 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연속주조 초기 조업시 래들내의 용강을 쉬라우드 노즐을 통하여 턴디쉬 내로 주입하고, 상기 용강은 웨어(weir) 및 댐(dam)을 경유하면서 침지 노즐을 통하여 몰드에 주입되고, 성분이 제어된 고온의 액상상태의 용강은 이 후 여러 냉각 공정을 통해 고상의 슬라브 형태로 제조된다.
여기서, 턴디쉬는 래들을 통해 들어오는 용강을 일정시간 동안 체류시키고, 래들로부터 들어온 불순물들을 용강 흐름의 제어를 통해 제거하는 역할을 하게 된다. 이러한 기능을 하기 위해 턴디쉬 내 웨어(weir) 및 댐(dam) 같은 구조물들을 부착하여 그 효과를 증대시키고 있다.
도 1은 연속주조 초기 조업시 턴디쉬 내부에서 불순물이 이동하는 경로를 도 시한 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연속주조 초기 조업시에는 턴디쉬 내에 용강이 비워진 상태이며, 이 경우 턴디쉬 내부는 용강 온도보다 낮은 온도를 갖게 되어, 용강 흐름은 낮은 온도로 이루어지게 된다.
이 때, 래들 주입구에 용강 유출 방지를 위해 삽입해 놓은 래들 필러(filler)가 용강과 함께 턴디쉬 내로 유입되고, 제강 공정에서 발생된 대형 개재물도 함께 유입된다. 그러므로 입자가 큰 래들 필러나 대형 개재물은 도 1에 도시된 바와 같이 용강 흐름에 의해 턴디쉬 상부로의 이동이 힘들어지고 그것들이 침지 노즐을 통해 몰드 내로 직접적으로 들어가게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 래들 필러나 대형 개재물 뿐만 아니라, 상대적으로 낮은 턴디쉬 내부 온도에 의해 식은 용강도 몰드 내로 단시간에 들어가게 되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 대형 래들 필러나 대형 개재물은, 제조된 슬라브 상에 표면 결함을 유발할 수 있고, 불순물이 침지 노즐로 혼입되면서 침지 노즐의 내벽에 불순불이 붙어 침지 노즐이 서서히 막히는 현상(clogging)을 유발하는 문제점이 있다.
본 발명은 턴디쉬의 바닥면에 다공질의 가벼운 소재인 격벽과, 용강에 용융되는 강(steel) 소재의 체결구를 구비함으로써, 연속 주조 초기 조업시 용강 내의 불순물이 침지 노즐로 혼입되는 것을 방지할 수 있는 불순물 혼입 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 연속 주조 초기 조업시 턴디쉬 내의 불순물이 침지 노즐로 혼입되는 것을 방지하는 불순물 혼입 방지장치에 관한 것으로, 상기 침지 노즐과 상기 턴디쉬가 체결되는 부분에 대응하는 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되는 격벽 및 상기 턴디쉬의 바닥면에 고정되어 상기 격벽이 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되도록 상기 격벽을 지지하는 체결구를 포함한다.
또한, 상기 격벽은 MgO-SiO2계의 다공질 소재일 수 있다.
또한, 상기 격벽은 복수개의 세그먼트들로 분할되고, 상기 세그먼트들은 각 세그먼트에 대응되는 체결구에 의해 각각 턴디쉬의 바닥면에 설치될 수 있다.
또한, 상기 격벽은 원통형일 수 있다.
또한, 상기 체결구는 'ㄱ'자 형태의 꺽임부를 갖는 강(steel) 소재일 수 있다.
또한, 상기 격벽은 상기 꺽임부 내측에 개재될 수 있다.
본 발명에 따른 불순물 혼입 방지장치는, 연속 주조 초기 래들에서 들어오는 래들 필러 및 대형 개재물 등의 불순물이 턴디쉬로부터 침지 노즐로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상대적으로 낮은 온도의 용강이 턴디쉬 내부에 체류하는 시간이 증가되어 용강의 온도가 상승하게 됨으로써 상대적으로 차가운 초기 용강이 침지 노즐 안으로 단시간에 들어가는 것이 방지되어 연속주조 초기 우수한 품질의 슬라브를 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 불순물 혼입 방지장치는 연속 주조 초기 조업 시 용강 내의 불순물을 일정 시간 침지 노즐로의 혼입을 방지한 후, 정상적인 조업이 이루어지면 용강 내부에서 제거되어 턴디쉬 내부의 용강 유동에 영향을 미치지 않게 되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 혼입 방지장치의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 불순물 혼입 방지장치의 평면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 혼입 방지장치 및 턴디쉬 내부에서 불순물이 이동하는 경로를 함께 도시 한 모식도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 불순물 혼입 방지장치(10)는 격벽(20) 및 체결구(30)를 포함한다.
격벽(20)은 턴디쉬(40)의 바닥면(41) 중 침지 노즐(47)과 턴디쉬(40)가 체결되는 부분의 바닥면(41a) 상에 설치되며, 후술할 체결구(30)를 통해 지지된다. 여기서, 격벽(20)은 MgO-SiO2계의 다공질(porous) 소재이며, 원통형인 것이 바람직하다.
격벽(20)의 소재를 MgO-SiO2계의 다공질(porous) 소재로 한정하는 것은, 후술하는 바와 같이 연속 주조 초기로부터 일정 시간이 지난 후, 턴디쉬(40)의 바닥면(41a)에 설치되어 있던 격벽(20)은 턴디쉬(40) 상부로 부상할 때 보다 용이하게 부상할 수 있도록 하기 위함이다.
격벽(20)은 입자가 큰 래들 필러나 대형 개재물이 용강 흐름에 의해 침지 노즐(46)로 유입되는 것을 저지하는 기능을 수행하며, 본 발명의 일 실시예에서는 격벽(20)이 침지 노즐(47)과 턴디쉬(40)가 체결되는 부분의 바닥면(41a) 상에 설치되고, 상기 바닥면(41a) 상에 원통형으로 설치되는 것으로 한정한다.
격벽(20)의 형상을 침지 노즐(47)의 형상과 동일한 원통형으로 함으로써, 침지 노즐(47)로 유입되는 불순물을 보다 효과적으로 저지할 수 있다.
하지만, 격벽(20)의 형상은 이에 한정되지 않고, 턴디쉬(40) 내에서 침지 노즐(47) 측으로 흐르는 용강의 흐름을 저지하기 위한 다양한 형상으로 설계하는 것 도 가능하다.
즉, 격벽(20)은 침지 노즐(47) 측으로 용강이 유입되기 직전의 턴디쉬(40)의 바닥면(41) 상에 편평한 벽면 형태로 설치될 수도 있다.
한편, 체결구(30)는 격벽(20)을 턴디쉬(40)의 바닥면(41a) 상에 설치시키기 위해 턴디쉬(40)의 바닥면(41a)에 고정되어 격벽(20)을 지지한다.
체결구(30)는 'ㄱ'자 형태의 꺽임부(30a)를 갖는 강(steel) 소재인 것이 바람직하고, 격벽(20)은 꺽임부(30a)의 내측에 개재되어 턴디쉬(40)의 바닥면(41a) 상에 지지됨으로써 설치된다.
여기서, 격벽(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 세그먼트들(20a, 20b, 20c)로 분할되고, 상기 세그먼트들(20a, 20b, 20c)은 각 세그먼트에 대응되는 체결구(30)에 의해 각각 턴디쉬(40)의 바닥면(41a)에 설치될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 혼입 방지장치(10)를 시공하기 위해서는, 먼저 도 3에 도시된 6개의 체결구(30)를 용접 등의 방법으로 턴디쉬(40)의 바닥면(41a) 상에 일정 높이로 고정시킨다.
그 후, 각 체결구(30)에 대응되는 복수개의 세그먼트들(20a, 20b, 20c)을 각 체결구(30)의 꺽임부(30a) 내측에 개재시키며, 도 3을 참조하면 각 세그먼트(20a, 20b, 20c)는 각각 2개의 체결구(30)에 의해 지지됨을 알 수 있다.
격벽(20)을 복수개의 세그먼트들(20a, 20b, 20c)로 분할하여 체결구(30)에 의해 지지되도록 함으로써, 분할되지 않은 격벽(20)을 체결구(30)의 꺽임부(30a)에 개재하는 것보다, 격벽(20)을 턴디쉬(40)의 바닥면(41a) 상에 용이하게 설치하는 것이 가능해진다.
뿐만 아니라, 격벽(20) 자체의 무게가 복수개의 세그먼트들(20a, 20b, 20c)로 분산됨으로 인해, 후술하는 바와 같이 연속 주조 초기로부터 일정 시간이 지난 후, 턴디쉬(40)의 바닥면(41a)에 설치되어 있던 격벽(20)은 턴디쉬(40) 상부로 부상할 때 보다 용이하게 부상할 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연속주조 초기 조업시에는 턴디쉬(40) 내에 용강이 비워진 상태이며, 턴디쉬(40) 내부는 용강 온도보다 낮은 온도를 갖게 되고, 그로 인해 용강 흐름은 낮은 온도에서 이루어진다.
이 때, 래들 주입구에 용강 유출 방지를 위해 삽입해 놓은 래들 필러(filler)가 용강과 함께 턴디쉬(40) 내로 유입되고, 제강 공정에서 발생된 대형 개재물 또는 상대적으로 낮은 턴디쉬(40) 내부 온도에 의해 식은 용강이 함께 유입되면, 웨어(42) 및 댐(43)을 경유하여, 침지 노즐(46) 방향으로 흐르게 된다.
이 때, 입자가 큰 래들 필러나 대형 개재물은 용강 흐름에 의해 격벽(20)에 부딪혀 턴디쉬(40) 상부로 부상하게 되고, 그로 인해 침지 노즐(46)을 통해 몰드(50) 내로 직접적으로 유입되는 것이 방지된다.
이러한 대형 래들 필러나 대형 개재물과 같은 불순물이 침지 노즐로 혼입되는 것을 방지함으로 인해, 제조된 슬라브 상에 발생하는 표면 결함 및 침지 노즐의 내벽에 불순불이 붙어 침지 노즐이 서서히 막히는 현상(clogging)을 방지하는 효과가 도출된다.
또한, 연속 주조 초기에 유입되어 상대적으로 낮은 용강 온도를 가지는 용강 흐름이 격벽(20)에서 일부 차단됨으로 인해, 용강이 턴디쉬(40) 내부에 체류하는 시간이 증가되어 용강의 온도가 상승하게 된다. 그로 인해 상대적으로 차가운 초기 용강이 침지 노즐 안으로 단시간에 들어가는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 연속 주조 초기로부터 일정 시간이 지나면 강(steel) 소재의 체결구(30)는 용강에 의해 용융되어 사라지게 된다.
체결구(30)가 사라지면, 체결구(30)에 의해 턴디쉬(40)의 바닥면(41a)에 설치되어 있던 격벽(20)의 복수개의 세그먼트들(20a, 20b, 20c)들은 턴디쉬(40) 상부로 각각 부상하게 되고, 그로 인해 연속 주조 초기 이후 용강의 흐름을 저해하지 않게 된다.
즉, 불순물 혼입 방지장치(10)는 연속 주조 초기 조업 시 용강 내의 불순물을 일정 시간 침지 노즐(46)로의 혼입을 방지한 후 정상적인 조업이 이루어지면 용강 내부에서 제거되어 턴디쉬(40) 내부의 용강 유동에 영향을 미치지 않게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기 술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 연속주조 초기 조업시 턴디쉬 내부에서 불순물이 이동하는 경로를 도시한 모식도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 혼입 방지장치의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 불순물 혼입 방지장치의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 혼입 방지장치 및 턴디쉬 내부에서 불순물이 이동하는 경로를 함께 도시한 모식도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>
10: 불순물 혼입방지 장치 20, 20a, 20b, 20c: 격벽
30: 체결구 30a: 꺽임부
40: 턴디쉬 41: 턴디쉬의 바닥면
42: 웨어 43: 댐
44: 래들 45: 쉬라우드 노즐
46: 침지 노즐 50: 몰드

Claims (6)

  1. 연속 주조 초기 조업시 턴디쉬 내의 불순물이 침지 노즐로 혼입되는 것을 방지하는 불순물 혼입 방지장치에 있어서,
    상기 침지 노즐과 상기 턴디쉬가 체결되는 부분에 대응하는 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되는 격벽; 및
    상기 턴디쉬의 바닥면에 고정되어 상기 격벽이 상기 턴디쉬의 바닥면 상에 설치되도록 상기 격벽을 지지하는 체결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽은 MgO-SiO2계의 다공질 소재인 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽은 복수개의 세그먼트들로 분할되고, 상기 세그먼트들은 각 세그먼트에 대응되는 체결구에 의해 각각 턴디쉬의 바닥면에 설치되는 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽은 원통형인 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 체결구는 'ㄱ'자 형태의 꺽임부를 갖는 강(steel) 소재인 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 격벽은 상기 꺽임부 내측에 개재되는 것을 특징으로 하는 불순물 혼입 방지장치.
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