KR20120020370A - 강괴 주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강괴 주조장치에 관한 것으로, 강괴를 주조하는 주형(10)과, 상기 주형(10)이 상부에 안착되고, 일정두께를 갖는 원반형상으로 형성되며 상면과 저면에 각각 상기 주형(10)의 저면 직경에 대응되는 주형 정치 홈(23)이 형성된 정반(20)을 포함한다.
본 발명은 정반의 수명이 증대되고, 연간 소요되는 정반 비용을 크게 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

강괴 주조장치{Apparature for ingot casting}

본 발명은 강괴 주조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형 강괴를 진공 조괴하는 강괴 주조장치에 관한 것이다.

제강로에서 정련을 마친 용강의 응고처리 방법에는 성분 조정 후에 주형에 주조하여 강괴(ingot)로 제조하는 조괴법이 있다.

조괴법에는 상부 조괴법과 하부 조괴법의 2종류가 있다. 상부 조괴법은 진공 상태에서 래들을 통해 주형의 상부에 용강을 주입하는 방법이고, 하부 조괴법은 대기에 노출된 래들에서 래들 하부에 위치하는 노즐을 통하여 주형의 저부로 용강을 주입하는 방법이다.

상부 조괴법은 순도가 높은 재질의 제품을 주조할 때 주로 사용하고, 하부 조괴법은 용강이 주형에 천천히 주입되도록 하여 스플러쉬(splash) 발생을 방지하기 위해 주로 사용한다.

본 발명의 목적은 대형 강괴의 진공조괴시 주형이 안착되는 정반의 사용수명이 연장되도록 한 강괴 주조장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 강괴를 주조하는 주형과, 상기 주형이 상부에 안착되고, 일정두께를 갖는 원반형상으로 형성되며 상면과 저면에 각각 상기 주형의 저면 직경에 대응되는 주형 정치 홈이 형성된 정반을 포함한다.

상기 주형 정치 홈에 상기 정반의 침식 방지를 위한 보강판이 배치된다.

상기 보강판은 철판이다.

상기 주형 정치 홈의 가장자리에는 경사진 가이드면이 형성된다.

본 발명은 주형을 조형하는 정반의 상부와 하부 양면에 대칭되게 주형 정치 홈을 두어 보강판의 배치로도 정반의 상면에 열크랙이 발생하는 경우 하면을 사용함으로써 정반의 수명을 증대시킨다.

따라서, 정반의 수명이 증대되고, 연간 소요되는 정반 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 강괴 주조장치를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 강괴 주조장치를 구성하는 정반의 모습을 보인 사시도.
도 3은 도 2의 측단면도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 강괴 주조장치는 상부에서 용강을 주입하는 상부 조괴법을 채용한 장치로, 강괴를 주조하는 주형(10)이 정반(20)의 상부에 안착되고 진공 장치(30) 내에 배치된 구조를 갖는다.

진공 장치(30)는 진공 상태에서 래들(미도시)을 통해 주형(10)의 상부에 용강을 주입하기 위한 장치로, 상부에 용강 주입을 위한 주입구(33)가 형성되고, 상부 측면에 투시경(25)이 설치되어 주형(10)에 주입된 용강(m)의 상태를 확인할 수 있도록 된다.

진공 상태는 수소 등 단조에 치명적인 결함을 미치는 가스를 제거하기 위한 것이다. 단조용으로 주로 사용되는 강괴는 단조에 치명적인 결함을 야기하는 수소 등의 가스 제거가 필수적이다.

강괴를 제조하는 주형(10)은 양측으로 개구되게 형성되고, 측면에는 이송돌기(13)가 구비된 구조를 갖는다. 주형(10)의 형상은 제조하고자 하는 강괴의 종류에 따라 사각형, 항아리형 등 다양한 형태가 채용가능하다. 이송돌기(13)는 제조된 강괴를 주형(10)으로부터 분리시 강괴와 주형의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다. 주형은 정반의 상부에 안착되어 하부가 차폐되고, 상부는 압탕부를 위한 압탕몰드(11)가 결합된 구조를 갖는다.

압탕부는 주형(10)에 주입된 용강이 냉각되어 응고 수축될 때 주형(10) 내 공간 형성으로 강괴의 결함이 발생하지 않도록 해주는 것으로서, 주형(10)의 최상 위치에서 압탕몰드(11)에 담겨지는 여분의 용강을 의미한다.

정반(20)은 주형(10)의 하부에 배치되어 주형(10)을 조형한다. 정반(20)은 일정두께를 갖는 원반형상으로 형성되고, 양면에 대칭되게 주형 정치 홈(23)이 형성된 구조를 갖는다. 주형 정치 홈(23)은 주형(10)의 저면 직경에 대응되거나 주형(10)의 저면 직경보다는 크게 형성될 수 있다.

주형 정치 홈(23)에는 정반(20)의 침식 방지를 위한 보강판(21)이 배치된다. 대형 강괴 진공 조괴시 응고 시간이 길고 반복적으로 사용하면 정반의 열크랙, 터짐 등으로 일정 횟수 이상 사용시 폐기해야 하는데, 보강판(21)이 정반(20)의 침식을 방지하여 정반의 사용 수명을 연장시킨다.

주형 정치 홈(23)은 보강판(21)의 배치를 용이하게 하고, 주형(10)이 정반(20)의 상면에 유동없이 안정적으로 위치되게 한다. 주형 정치 홈(23)은 정반의 양면 즉, 상면과 저면에 대칭되게 형성되는데, 보강판(21)의 배치로도 정반(20)의 상면에 열크랙이 발생하는 경우 저면을 사용함으로써 정반의 수명이 증대되도록 한다. 즉, 정반(20)의 양면을 사용함으로써 정반(20)의 수명을 증대시킨다.

주형 정치 홈(23)의 가장자리에는 경사진 가이드면(25)이 형성된다. 가이드면(25)은 주형(10)이 정반(20)의 상면에 유동없이 안정적으로 위치되게 한다.

정반(20)은 변형이 적고 재질이 균일하며 가공이 쉽고 내구성이 큰 재질을 사용한다. 정반(20)의 재질로는 ALSI4130강종이 사용될 수 있다. ALSI4130강종은 C:0.3~0.33wt%, Cr:0.95~1.1wt%, Mo:0.2~0.25wt%, 잔부 철과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강종이다. 불가피한 불순물은 Si, Mn, P, S를 포함할 수 있다.

보강판(21)은 일반적인 철판을 사용한다. 보강판(21)은 정반(20) 대신 용강이 응고되는 면과 접촉함으로써 주형 정치 홈(23)이 열크랙으로 손상되는 것을 방지한다. 보강판(21)을 철판을 사용하는 것은 철판 일부가 용강에 의해 소실되어 용강에 혼재되더라도 용강 성분에 영향을 미치지 않도록 하기 위함이다. 보강판(21)은 철판 외에도 용강 성분에 영향을 미치지 않는 성분을 가진 금속의 경우 다양한 재질이 사용가능하다. 예를 들어, 보강판은 30~50mm정도를 갖는 철판이 사용될 수 있다.

정반(20)의 외면에도 돌출되게 이송돌기(27)가 구비된다. 이송돌기(27)는 주형(10)과 정반(20)의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다. 정반(20)은 이송돌기(27)가 별도의 이송장치(미도시)에 걸어져 설정 위치로 이송될 수 있다.

이하 본 발명 실시예의 작용을 설명한다.

강괴를 제조하는 과정을 설명하기로 한다.

강괴를 제조하는 과정은, 진공 장치(30)의 바닥면에 보강판(21)을 정치한 정반(20)을 배치시키고, 정반(20)의 상부에 주형(10)을 안착시킨다. 주형(10)의 상부에는 압탕몰드(11)를 합형하여 주형을 완성한다.

주형(10)이 완성된 후에는 진공 장치(30)의 상부에 커버(31)를 결합하여 주형(10)을 진공으로 유지한 상태에서 진공 장치(30)의 주입구(33)를 통하여 주형(10) 내로 용강을 주입한다. 용강(m)의 주입이 압탕부까지 완료되면 보온재를 진공 상태에 투입하여 용강(m)의 상부 탕면을 덮는다.

그러면, 주형(10) 내의 용강(m)은 대기와 차단된 상태로 주형에 주입된 상태가 되고 응고되어 강괴로 응고된다. 응고가 완료되면 주형(10)으로부터 강괴를 분리한다.

용강(m)의 주형(10) 주입시 용강의 부력에 의해 주형(10)과 정반(20) 사이가 벌어지지 않고 용강이 외부로 유출되는 일도 방지되는데, 이는 용강(m)의 주형(10) 주입시 주형(10)이 정반(20)을 누르는 힘이 크고 가이드면(25)에 의해 주형(10)이 정반(20)의 상면에 유동없이 안정적으로 위치되기 때문이다.

그리고, 강괴의 분리는 주형(10)의 이송돌기(13)가 별도의 이송장치에 걸어져 설정 위치로 이송됨에 의해 가능하다.

상술한 조괴법을 반복적으로 수행하는 경우 일정 횟수 이후에는 정반(20)에 보강판(21)을 정치하더라도 주형 정치 홈(23)에 열크랙이 발생한다. 이 경우 정반(20)의 저면에 형성된 주형 정치 홈(23)에 보강판(21)을 정치시키고, 상기 저면이 상부를 향하게 정반(20)을 위치시킨 후 그 상부에 주형(10)을 안착시켜 강괴를 제조하는 과정을 수행하면 된다.

이와 같이, 정반(20)의 상면 손상시 저면을 사용함으로써 정반(20)의 수명을 증대시킬 수 있게 되는 것이다. 특히, 정반(20)의 양면 사용은 응고시간이 긴 80ton 이상의 대형 강괴 주조시 수명 향상 효과가 더 크다.

아래의 표 1은 정반 상면과 저면의 양면에 주형 정치 홈을 형성한 경우와 상면에만 주형 정치 홈을 형성한 경우 정반 사용 수명을 비교한 것이다.

구분	비교예		발명예		절감 수량
	정반(일면 사용)		정반(양면 사용)
	강괴 제조	소요량	강괴 제조	소요량
80ton 강괴	55Ch	6EA	55Ch	3EA	3EA
250ton 강괴	55Ch	13EA	55Ch	5EA	8EA

표 1에 의하면, 정반의 양면에 주형 정치 홈을 형성하여 양면을 사용한 경우 정반의 수명을 증대시킬 수 있었다. 특히, 정반의 양면 사용은 응고시간이 긴 250ton의 대형 강괴 주조시 수명 향상 효과가 더 컸다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10:주형 11:압탕몰드
13:이송돌기 20:정반
21:보강판 23:주형 정치 홈
25:가이드면 27:이송돌기
30:진공 장치 31:커버
33:주입구 25:투시경
m:용강

Claims (4)

1. 강괴를 주조하는 주형과;
   상기 주형이 상부에 안착되고, 일정두께를 갖는 원반형상으로 형성되며 상면과 저면에 각각 상기 주형의 저면 직경에 대응되는 주형 정치 홈이 형성된 정반을 포함하는 것을 특징으로 하는 강괴 주조장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 주형 정치 홈에 상기 정반의 침식 방지를 위한 보강판이 배치되는 것을 특징으로 하는 강괴 주조장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 보강판은 철판인 것을 특징으로 하는 강괴 주조장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 주형 정치 홈의 가장자리에는 경사진 가이드면이 형성된 것을 특징으로 하는 강괴 주조장치.

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