KR20110088071A - 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치에 관한 것으로, 몰드(10) 상부의 침지노즐(30) 양쪽에 고정아암(40)이 설치되고, 상기 고정아암(40)에 탕면을 관통하여 용탕의 상층류 유동을 억제하는 유동저항판(50)이 설치된다.
따라서, 탕면 속도가 감소되고 유동이 안정됨으로써 슬래그와 개재물이 용강으로 혼입되는 것이 방지되어 슬래그와 개재물 혼입으로 인한 제품 불량이 방지된다.

Description

연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치{apparatus for decreasing molten metal surface velocity of mold in continuous casting installation}

본 발명은 연속주조설비에서 몰드 내 용강의 탕면 속도를 감소시킬 수 있도록 된 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치에 관한 것이다.

연속주조설비에서는 턴디쉬의 용강이 침지노즐을 통해 몰드로 유입되고, 용강은 몰드를 통과하면서 응고쉘이 형성되며, 이후 스트랜드를 따라 이동하면서 냉각수가 분사되어 완전 응고됨으로써 중간재(압연 이전 제품)로 제조된다.

상기 몰드 내 용강의 탕면에는 몰드와 응고쉘간의 윤활, 용강의 재산화 방지 등을 위해 몰드파우더를 도포하며, 몰드파우더에 의해 탕면에 용융 슬래그 층이 형성된다.

그런데, 연속주조공정의 생산성 향상을 위해 고속주조를 실시할 경우, 침지노즐에서의 용강 토출량이 증가하여 몰드 내에서 용강의 상승류가 강해진다.

상기의 강한 상승류는 탕면 속도를 증가시킬 뿐만 아니라 유동을 불안정하게 하여 슬래그와 개재물의 혼입을 유발한다.

용강에 슬래그와 개재물의 혼입량이 증가하면 이후의 압연공정에서 스캡(scab), 슬리버(sliver) 등의 제품 불량이 발생한다.

이에 본 발명은 연속주조공정을 고속으로 실시하는 경우에도 몰드의 탕면 속도를 감소시키고 유동을 안정화하여 슬래그와 개재물의 혼입을 방지함으로써 그로 인한 압연제품의 불량을 방지할 수 있도록 된 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

침지노즐의 양쪽에 고정된 고정아암과;

상기 고정아암에 장착되고, 용강의 탕면을 관통한 상태로 유지되는 유동저항판;

을 포함한다.

또한, 상기 고정아암의 단부에 상호 마주보는 한 쌍의 마운팅플레이트가 용접되고,

상기 마운팅플레이트의 사이에 상기 유동저항판의 상부가 삽입되며,

상기 마운팅플레이트와 유동저항판을 관통하여 볼트가 체결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 양쪽 고정아암의 침지노즐측 단부에 침지노즐의 반을 둘러싸는 장착부가 형성되어 상호 힌지핀으로 연결되고,

상기 양쪽 장착부의 타단에 서로 맞대어지는 플랜지가 형성되며,

상기 양쪽 플랜지에 걸쇠홈이 형성되고,

상기 걸쇠홈에 걸쇠가 삽입된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침지노즐의 외주면에 상기 장착부가 삽입되는 고정아암장착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸쇠홈은 상방으로 개구된 형상으로 형성되고,

상기 걸쇠는 양단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동저항판의 양측면과 하단부가 둥글게 라운딩 성형된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동저항판의 탕면 레벨 아랫 부분의 양측 모서리부가 절단 제거된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동저항판의 양측면이 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 경사 형성되고, 상기 유동저항판의 탕면 레벨 아랫 부분이 호형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,

침지노즐의 양쪽에 몰드내 용탕의 탕면 유동을 억제하는 유동저항판이 구비되어 탕면속도가 저감되고, 유동이 안정화됨으로써 탕면에 부유하는 슬래그와 개재물이 용탕 내부로 혼입되는 것이 방지된다.

따라서, 상기 슬래그와 개재물의 혼입으로 인한 압연 제품의 불량이 방지됨으로써 제품의 품질이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치의 설치 상태 정단면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 양쪽 고정아암 장착부의 결합 구조를 도시한 사시도,
도 4는 유동저항판의 장착 구조를 도시한 사시도,
도 5는 유동저항판의 다양한 실시예들을 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드(10)의 상부에 침지노즐(30)이 위치되어 그 하단의 토출공을 통해 턴디쉬의 용강이 몰드(10)로 공급된다.

상기 침지노즐(30)은 턴디쉬의 하부에 설치된 것으로 턴디쉬가 하강함으로써 몰드의 내부로 침지된다.

상기 몰드(10)에 채워진 용강(20)은 몰드에 접촉한 외측부에 응고쉘을 형성하면서 몰드 하방으로 배출되어 스트랜드를 따라 진행하면서 수냉각되고, 상기 몰드(10)에는 지속적으로 용강이 공급되어, 상기와 같은 주조공정이 연속적으로 이루어진다.

상기 용강(20)의 표면 즉, 탕면에는 몰드파우더를 투입함으로써 용융 슬래그층(21)이 형성되고, 이 용융 슬래그층(21)에 용강내 비금속 개재물이 부착되어 개재물층(22)이 형성된다.

본 발명은 상기 침지노즐(30)에 장착된 고정아암(40)과, 상기 고정아암(40)에 장착되어 용강의 탕면을 관통한 상태로 유지되는 유동저항판(50)을 포함한다.

상기 고정아암(40)의 일측 단부에는 침지노즐(30)에 장착하기 위한 장착부(41)가 형성되는데, 상기 장착부(41)는 침지노즐(30)의 외주면과 동일한 곡률의 반원형상으로 이루어져 침지노즐(30)에 안정적으로 밀착되어 장착될 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 양쪽 고정아암(40)의 장착부(41)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상호 힌지핀(42)을 매개로 회동 가능하게 연결되고, 자유단인 타단에는 상호 맞대어지는 플랜지(41a)가 형성되며, 각 플랜지(41a)에는 동일한 위치에 상방으로 개구된 걸쇠홈(41b)이 형성된다.

따라서, 상기 양쪽 장착부(41)를 상기 침지노즐(40)을 감싸도록 하고, 상기 플랜지(41a)를 맞댄 뒤, 서로 일치된 걸쇠홈(41b)에 걸쇠(43)의 중간부를 삽입하여 걸어주면 상기 플랜지(41a)가 상호 결합됨으로써 상기 장착부(41)가 침지노즐(30)을 둘러싼 상태를 유지할 수 있게 되며, 이로써 상기 고정아암(40)의 설치 상태가 유지된다.

상기 걸쇠(43)는 직선형 로드의 양단이 직각으로 절곡 성형된 형상의 것으로 양 절곡단부가 하방을 향하도록 상기 걸쇠홈(41b)에 걸어줌으로써 양쪽 절곡단부에 의해 플랜지(41a)들의 벌어짐이 방지되어 상기 장착부(41)의 설치 상태를 견고히 유지할 수 있다.

한편, 상기 침지노즐(30)의 외주면에 상기 장착부(41)가 삽입될 수 있는 고정아암장착홈(31)을 형성할 수 있는데, 상기 고정아암장착홈(31)이 형성되면 상기 장착부(41)가 고정아암장착홈(31) 내부에 삽입, 안착되어 하방으로 흘러내지지 않게 되므로 고정아암(40)을 더욱 견고하고 안정적으로 장착할 수 있다.

상기 양쪽 플랜지(41a)를 맞대어 결합함에 있어서 볼트와 너트를 이용할 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 상기 걸쇠홈(41b) 대신 단순한 원형의 볼트공을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정아암(40)의 타측 단부는 직사각형 단면을 갖는 강재 플레이트로서 상기 유동저항판(50)의 중량과, 이에 가해지는 탕면 유동에 의한 하중에 견딜 수 있는 강성을 가지도록 충분한 두께로 형성된다.

상기 고정아암(40)은 침지노즐(30)의 양쪽에 모두 구비되며, 양쪽 고정아암(40)의 단부에 모두 상기 유동저항판(50)이 구비된다.

상기 유동저항판(50)은 용강 내부로 직접 침지되어 사용되는 것이므로 용강의 고온에 견딜수 있는 내화물로 제작되며, 사용 후에는 교체된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정아암(40)의 단부(침지노즐(30) 반대쪽 단부) 하면에는 한 쌍의 마운팅플레이트(44,45)가 서로 평행하게 마주보는 상태로 용접된다.

상기 마운팅플레이트(44,45)에는 볼트공이 다수 형성되는데, 양쪽 마운팅플레이트(44,45)상에서 서로 마주보는 동일한 위치에 형성된다.

상기 양쪽 마운팅플레이트(44,45)는 유동저항판(50)의 두께와 동일한 거리로 이격되어 설치된다.

따라서, 상기 양쪽 마운팅플레이트(44,45)의 사이로 유동저항판(50)의 상단부를 삽입하고, 상기 마운팅플레이트(44,45)와 유동저항판(50)의 상부에 형성된 볼트공을 통해 볼트(46)를 삽입하고, 상기 볼트(46)의 단부에 너트(47)를 체결함으로써 유동저항판(50)을 장착할 수 있다.

상기 유동저항판(50)은 용강의 탕면에 형성된 용융 슬래그층(21)과 개재물층(22)을 상부에서 하방으로 관통하고, 그 하단부가 개재물층(22)의 하부로 돌출되는 길이를 갖는다.

즉, 상기 유동저항판(50)은 상기 용융 슬래그층(21)과 개재물층(22)을 관통하여 용탕의 표층부를 차단함으로써 상층류의 유동을 억제할 수 있는 정도의 길이(상하길이)로 형성되면 충분하다.

한편, 상기 유동저항판(50)에 의하여 상층류의 수평 유동이 완전히 차단될 경우 하강 유동이 발생하여 그 하강 유동에 의해 슬래그와 개재물의 혼입이 발생할 수 있으므로 어느 정도의 상층류 수평 유동이 허용될 수 있도록 상기 유동저항판(50)의 폭은 몰드(10)의 전후길이에 비해 짧게 형성된다.

즉, 설치상태에서 상기 유동저항판(50)의 양단부와 몰드(10)의 전, 후벽 사이에는 갭(G)이 존재한다.(도 2참조)

이때, 상기 유동저항판(50)에 의한 저항을 감소시켜 유동이 교란되는 것을 방지하기 위하여 유동저항판(50)의 양 측면은 둥글게 라운딩 성형되는 것이 바람직하다.

또한, 동일한 작용효과를 위하여 상기 유동저항판(50)의 하단부도 둥글게 형성되는 것이 좋다.

상기와 같이 몰드(10)의 상부 양쪽 부분에 유동저항판(50)이 설치되어 탕면의 상층류 유동을 차단, 억제함으로써 탕면 속도가 감소되고, 유동이 안정된다.

이에 탕면에 형성된 용융 슬래그층(21)과 개재물층(22)으로부터 슬래그와 개재물이 용탕 내부로 혼입되지 않게 됨으로써 슬래그와 개재물의 혼입에 의한 제품 불량 발생이 방지되는 효과가 있다.

한편, 도 5의 (a),(b),(c)는 유동저항판(50)의 정면도들로서, 유동저항판(50)의 다양한 실시 형태를 도시한 것이다.

점선으로 나타낸 부분은 탕면 레벨로서 탕면의 높낮이는 변화하는 것이므로 일정 범위로 표시하였다.

(a)는 유동저항판(50)의 정면 형상이 직사각형 형상의 것으로, 탕면 레벨 밑으로 돌출된 부분의 양측 모서리부(51)가 삼각형상으로 절단된다.

(b)도 유동저항판(50)의 정면 형상이 직사각형 형상의 것으로, 탕면 레벨 밑으로 돌출된 부분의 양측 모서리부(52)가 사각형상으로 절단된다.

(c)는 유동저항판(50)의 양측면이 하방으로 갈수록 점차 폭이 줄어드는 형상으로 경사지게 형성되어 있고, 탕면 레벨 밑으로 돌출된 부분은 완만한 호형상으로 형성된다.

상기 (a),(b),(c)의 세 가지 실시예들은 모두 유동저항판(50)의 탕면 레벨 밑으로 돌출되는 면적을 감소시킨 것으로, 이로써 탕면 근처의 난류 유동을 감소시키는 유동저항판 본연의 역할을 충분히 수행하면서, 유동저항판으로 인한 용탕의 내부 유동에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.

10 : 몰드 20 : 용강
21 : 용융 슬래그층 22 : 개재물층
30 : 침지노즐 31 : 고정아암장착홈
40 : 고정아암 41 : 장착부
41a : 플랜지 41b : 걸쇠홈
42 : 힌지핀 43 : 걸쇠
44,45 : 마운팅플레이트 46 : 볼트
47 : 너트 50 : 유동저항판
51,52 : 모서리부 G : 갭(gap)

Claims (8)

1. 침지노즐의 양쪽에 고정된 고정아암과;
   상기 고정아암에 장착되고, 용강의 탕면을 관통한 상태로 유지되는 유동저항판;
   을 포함하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정아암의 단부에 상호 마주보는 한 쌍의 마운팅플레이트가 용접되고,
   상기 마운팅플레이트의 사이에 상기 유동저항판의 상부가 삽입되며,
   상기 마운팅플레이트와 유동저항판을 관통하여 볼트가 체결된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 양쪽 고정아암의 침지노즐측 단부에 침지노즐의 반을 둘러싸는 장착부가 형성되어 상호 힌지핀으로 연결되고,
   상기 양쪽 장착부의 타단에 서로 맞대어지는 플랜지가 형성되며,
   상기 양쪽 플랜지에 걸쇠홈이 형성되고,
   상기 걸쇠홈에 걸쇠가 삽입된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 침지노즐의 외주면에 상기 장착부가 삽입되는 고정아암장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 걸쇠홈은 상방으로 개구된 형상으로 형성되고,
   상기 걸쇠는 양단이 직각으로 절곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동저항판의 양측면과 하단부가 둥글게 라운딩 성형된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동저항판의 탕면 레벨 아랫 부분의 양측 모서리부가 절단 제거된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동저항판의 양측면이 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 경사 형성되고, 상기 유동저항판의 탕면 레벨 아랫 부분이 호형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조설비 몰드의 탕면 속도 저감장치.
   
   
   

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