KR20110073769A - 래들의 슬래그 유출방지 장치 - Google Patents

Abstract

래들 내에서 회전와류의 발생으로 인해 슬래그가 유출되는 현상을 방지하기 위한 래들의 슬래그 유출방지 장치가 소개된다. 본 발명에 따른 래들의 슬래그 유출방지 장치는 래들(10); 상기 래들내의 용강 중에 존재하는 슬래그가 와류에 의해 턴디쉬로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 각각의 회전와류에 의한 회전력이 서로 상쇄되는 수 개의 용강출입구(22)가 관통 형성된 슬래그유출방지구(20)를 포함한다.

래들, 슬래그, 유출, 방지, 댐

Description

래들의 슬래그 유출방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING DRAIN AWAY OF SLAG IN LADLE}

본 발명은 래들의 슬래그 유출방지 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 편향력에 따른 회전와류의 회전력이 서로 상쇄될 수 있도록 수 개의 용강출입구가 형성된 슬래그방지유출구를 포함하는 래들의 슬래그 유출방지 장치에 관한 것이다.

제강공정은 일반적으로 전로, 래들, 턴디쉬 및 몰드 등 여러가지 단위 공정을 거치면서 진행된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 실제 조업시 래들(1)로부터 턴디쉬로 용강이 유출될 때, 래들(1) 내의 용강의 높이가 낮아질수록 노즐(3)을 통하여 빠져나가는 용강에는 와류가 형성되는 것이 일반적이다.

이러한 와류는 지구 자전에 의한 편향력에 의해 발생된다. 편향력은 일반적으로 코리홀리 효과라고도 불리우는데, 이는 둥근 지구가 자전하기 때문에 발생되는 현상이다. 즉, 지구는 둥글기 때문에 자전할 때, 경도에 따라 그 자전 속도가 다르다. 북반구의 어느 지점에서 멀리 던진 물체는 본래의 방향에서 오른쪽으로 편향되어 떨어지는데, 이렇게 운동하는 물체에는 중력 이외의 다른 힘, 즉, 지구자전 에 의해 본래의 방향으로 오른쪽으로 편향되어 떨어지는 전향력(Coriolis force)이 작용하기 때문이다. 이러한 코리올리 효과는 서에서 동으로 자전하는 지구 자전의 효과에 기인하는 것인 바, 남반구에서는 북반구와 반대 현상이 일어난다. 즉, 지구 표면에서의 운동을 북반구에서는 시계 방향으로, 남반구에서는 반시계 방향으로 휘게 하는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 와류(C)가 발생하는 경우, 용강의 양이 줄어들수록 와류(C)의 세기는 더해지고, 결국, 흘러나가는 노즐(3) 측으로 용강의 표면에 부유하던 슬래그(S) 등의 부유물들이 빨려나가게 되는 현상이 발생한다. 이렇듯, 래들(1)로부터 혼입되는 슬래그(S)는 턴디쉬 내에서 부상하지 못하고, 몰드까지 혼입되어 주조 중에도 브레이크-아웃 등 설비사고를 유발한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해서, 래들 하부에 전자식 센서를 설치함으로써, 슬래그가 노즐을 통과하여 턴디쉬로 유입될 때, 슬라이드 게이트를 폐쇄하는 방법을 취하기도 하였으나, 이러한 방법은 슬래그 유입시점을 감지하여 게이트를 즉시 폐쇄함으로써, 슬래그 유입을 차단할 수는 있지만, 래들 바닥에 잔류 용강이 많아져서 실수율이 감소되고, 노즐 내의 클로킹(clogging)발생으로 오동작이 잦다는 문제점이 있었다.

또한, 내부에 철재를 삽입한 구형의 내화물을 슬래그와 용탕 탕면 간에 위치시켜 와류 형성과 슬래그의 유입을 막는 방법이 있으나, 이러한 방법은 와류 발생 시점에 정확하게 투입되지 않으면, 와류 억제 효과가 저하되는 등의 단점이 있었 다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 래들 내에서 발생되는 회전 와류의 발생을 억제하여, 근본적으로 래들로부터 턴디쉬로 슬래그가 유출되는 것을 방지함과 동시에 용강 잔탕량도 최소화한 래들의 슬래그 유출방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래들의 슬래그 유출방지 장치는 래들; 상기 래들내의 용강 중에 존재하는 슬래그가 와류에 의해 턴디쉬로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 각각의 회전와류에 의한 회전력이 서로 상쇄되는 수 개의 용강출입구가 상하 방향으로 관통 형성된 슬래그유출방지구를 포함한다.

상기 용강출입구는 정삼각형의 꼭지점의 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 래들의 슬래그 유출방지 장치는 용강이 특정 높이에 다다른 경우 회전와류의 발생을 완화할 수 있도록 상기 래들의 내부에 설치되며, 그 하단이 상기 용강출입구의 상단으로부터 소정 간격 이격되어 설치된 와류억제댐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 와류억제댐은 상기 슬래그유출방지구상을 가로질러 그 양측이 상기 래들의 내주면에 결합된 것을 특징으로 한다.

용강이 이동될 수 있도록 상기 와류억제댐에는 용강유통구가 형성된 것을 특 징으로 한다.

본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 편향력에 따른 회전와류의 회전력이 서로 상쇄됨으로써, 용강 표면 중의 슬래그 유출이 방지된다. 이러한 회전와류에 의한 표면 슬래그 유출이 방지됨으로써, 슬래그가 턴디쉬로 빠져나가 몰드 등에 끼어 발생되는 설비 사고 발생을 방지할 수 있다. 또한, 래들 내의 용강이 최소화된 시점에서 슬래그를 제거할 수 있으므로, 용강의 래들내의 잔탕량을 최소화할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 래들의 슬래그 유출방지 장치에 대하여 살펴본다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 래들의 슬래그 유출방지 장치는 래들(10)과 슬래그유출방지구(20)를 포함한다.

슬래그유출방지구(20)에는 래들(10)내의 용강 중에 존재하는 슬래그가 와류에 의해 턴디쉬(미도시)로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 각각의 편향력에 따른 회전와류의 회전력이 서로 상쇄되는 수 개의 용강출입구(22)가 관통 형성된다. 슬래그유출방지구(20)는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 슬래그유출방지구(20)가 원통 형상으로 제조되는 경우, 용강출입구(22)는 슬래그유출방지구(20)의 높이 방향으로 관통 형성되며, 상기한 효과가 도출되려면, 수 개의 용강출입구(22)가 형성되어야 한다. 이러한 수 개의 용강출입구(22) 각각에 발생되는 회전와류에 의한 회 전력이 상호 작용하여 상쇄됨으로써, 슬래그가 급작스럽게 회전와류에 휘말리면서 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

용강출입구(22)는 각각 정삼각형의 꼭지점을 이루도록 위치시키는 것이 바람직하다. 용강출입구(22)를 전삼각형 형상의 꼭지점의 위치에 오도록 배치시키는 경우, 편향력에 의해 발생되는 회전와류에 의한 회전력이 서로 상쇄되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 래들의 슬래그 유출방지 장치는 와류억제댐(30)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 와류억제댐(30)은 상기 슬래그유출방지구(20)를 중심으로 래들(10) 내의 공간을 분할한다. 즉, 일측은 래들(10)의 내주면에 접촉, 결합되고, 타측은 상기 슬래그유출방지구(20) 상에 위치하도록 설치된다. 물론, 상기 용강출입구(22)에 의한 회전 와류의 회전력이 상쇄효과를 위해서 그 저면 일측은 슬래그유출방지구(20)와 소정 간격 이격되어 설치되어야만 한다.

이러한, 와류억제댐(30)이 래들(10)내에 수 개가 설치되어 래들(10) 내의 공간을 수 개로 분할하면, 일차적으로 회전와류의 발생이 방지된다.

상기 와류억제댐(30)에는 용강유통구(32)가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 용강유통구(32)는 와류억제댐(30)에 의해서 분할된 각각의 공간에서 용강의 이동을 자유롭게 한다. 즉, 용강이 특정 공간에 머무르는 경우, 특정 용강출입구(22)로 빨려들어갈 수 밖에 없기 때문에, 회전와류 발생이 심화된다. 따라서, 각각의 회전와류가 서로 상쇄됨에도 불구하고, 각각의 회전와류에 의한 힘이 서로 완전히 동일하지는 않기 때문에, 특정 회전와류의 세기가 큰 경우에 슬래시는 특정 용강출 입구(22)로 빨려들어갈 수 밖에 없다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 와류억제댐(30)에 용강유통구(32)를 형성하는 것이다.

상술한 바와 같이, 용강이 래들(10) 내에서 일정 높이에 다다른 경우, 와류억제댐(30)에 의해서 회전와류의 발생이 최소화된다. 이 상태에서 용강의 높이가 더 낮아진 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 용강출입구(22)에 의해 발생된 회전와류에 의한 회전력은 서로 상쇄된다. 특히, 용강출입구(22)를 정삼각형의 꼭지점의 형상이 되도록 배치한 경우에는 회전력이 상쇄되고, 슬래그는 정삼각형의 중심부에서 위치한 채로 용강의 표면에 떠 있게 된다. 용강의 높이가 충분히 낮아진 경우에, 래들의 출강 작업을 중지한 후에 슬래그(S)를 제거하면, 래들(10)내의 용강의 잔탕량을 최소화하면서 슬래그(S)도 효율적으로 제거할 수 있게 된다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 종래의 래들구조를 모식화한 구조에 따르면, 용강(물)이 일정 높이에 다다른 경우, 급격히 회전와류가 발생됨을 알 수 있다. 이러한 회전와류에 의해서 슬래그(비누거품)가 용강출입구를 통해 빨려나게 되는 것이다.

한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 래들의 슬래그 유출방지 장치를 모식화한 구조에 따르면, 용강(물)이 일정 높이에 다다른 경우에도 회전와류는 발생되지 않음을 알 수 있다. 회전와류가 발생되지 않기 때문에 슬래그(비누거품)가 급작스럽게 용강출입구를 통하여 빠져나가지 않는 바, 용강의 표면에 부유하는 슬래그가 일정높이에 다다른 경우, 용강출입구를 폐쇄하여 슬래그를 제거할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 일반적인 래들을 나타낸 도면;

도 2는 출강시 일반적인 래들에서 발생되는 회전와류를 나타낸 도면;

도 3은 본 발명의 래들의 슬래그 유출방지 장치의 분해사시도;

도 4는 본 발명의 슬래그유출방지구를 나타낸 도면;

도 5는 본 발명의 래들의 슬래그 유출방지 장치의 원리를 나타낸 도면;

도 6a는 종래의 래들 구조에 따른 회전와류의 발생 모식화한 도면;

도 6b는 본 발명의 래들의 슬래그 유출방지 장치를 모식화한 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 래들 20: 슬래그유출방지구

22: 용강출입구 30: 와류억제댐

32: 용강유통구

Claims (5)

1. 래들(10);

   상기 래들내의 용강 중에 존재하는 슬래그가 와류에 의해 턴디쉬로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 각각의 회전와류에 의한 회전력이 서로 상쇄되는 수 개의 용강출입구(22)가 상하 방향으로 관통 형성된 슬래그유출방지구(20)를 포함하는 래들의 슬래그 유출방지 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 용강출입구(22)는 정삼각형의 꼭지점의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 래들의 슬래그 유출방지 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 용강이 특정 높이에 다다른 경우 회전와류의 발생을 완화할 수 있도록 상기 래들(10)의 내부에 설치되며, 그 하단이 상기 용강출입구(22)의 상단으로부터 소정 간격 이격되어 설치된 와류억제댐(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 래들의 슬래그 유출방지 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 와류억제댐(30)은 상기 슬래그유출방지구(20)상을 가로질러 그 양측이 상기 래들(10)의 내주면에 결합된 것을 특징으로 하는 래들의 슬래그 유출방지 장치.
5. 청구항 3에 있어서, 용강이 이동될 수 있도록 상기 와류억제댐(30)에는 용강유통구(32)가 형성된 것을 특징으로 하는 래들의 슬래그 유출방지 장치.

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