KR20120052781A - 용강 노즐장치 - Google Patents

Abstract

용강을 압연 또는 주조 설비등에 공급토록 하는 용강 노즐장치가 제공된다.
상기 용강 노즐장치는, 용강공급 대상설비에 배치되면서 서로 협력하여 용강을 토출토록 제공된 제 1,2 노즐부; 및, 상기 제1,2 노즐부 중 적어도 어느 하나에 조립되면서 마이크로 파 인가시 발열되는 발열체를 포함하여 그 구성 일예로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 마이크로 파를 매개로 노즐의 가열 제어를 구현하여, 용강 특히, 마그네슘 용강의 노즐 초도 주입시, 용강의 (국부적인) 과냉을 방지시키는 한편, 이에 따라 용강의 과냉으로 생성되는 개재물에 의한 노즐 막힘을 차단하고, 노즐 내부의 중심부분과 에지부분에서의 용강 온도차에 따른 조직의 상이함을 차단하여, 궁극적으로 압연 또는 주조된 판재의 제품 품질을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

용강 노즐장치{Nozzle Apparatus for Molten Steel}

본 발명은 압연 또는 주조 설비에 용강 공급을 가능하게 하는 용강 노즐장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 용강의 노즐 초도 주입시, 용강 과냉각에 의해 생성되는 개재물에 의한 노즐 막힘을 방지하는 한편, 노즐 내부의 중심과 에지부분에서의 용강 온도차를 방지하여 제품 품질을 향상시키고, 특히 마이크로 파를 이용하기 때문에, 구조 간소화를 가능하게 한 용강 노즐장치에 관한 것이다.

마그네슘 제품(판재, 강판)은 실용 금속 중 가장 비중이 작으면서 비강도가 크고 주조성, 절삭성, 치수 안정성 및 내구성이 매우 뛰어난 이점을 제공한다.

따라서, 마그네슘을 이용한 관련 제품(합금)은 자동차 부품, 통신부품, 전자부품, 컴퓨터, 휴대용 전자기기뿐만 아니라 스포츠 용품의 재료로도 근래 폭 넓게 사용되고 있다.

한편, 이와 같은 마그네슘 제품은 다이캐스팅(Die-casting), 잉곳 캐스팅(Ingot casting), 칠 캐스팅(Chill casting) 또는 스트립 캐스팅(Strip casting) 등으로 가공 생산된다.

예를 들어, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 마그네슘 제품의 스트립 캐스팅은 주조롤 (또는 압연롤)에 마그네슘 용강을 공급하여 판재, 강판 등으로 생산하는데, 이와 같은 주조롤에 마그네슘 용강을 공급하기 위하여는 한쌍의 주조롤 입측에 연계되는 용강 공급 노즐을 사용한다.

그런데, 지금까지 대부분의 용강 노즐은, 주조롤 일측으로 상온에서 배치된 상태로 있기 때문에, 용강 예컨대, 700℃ 정도의 마그네슘 용강이 노즐에 초도 공급되는 경우, 노즐의 내부에서 노즐과 접촉하는 부분(노즐 내부의 에지부분)에서는 용강의 온도가 내려가는 과냉각 현상이 발생된다.

결국, 노즐 내부의 중심부분과 에지부분 사이에서 용강의 온도차이가 발생되고, 이와 같은 온도차이는 주조(압연)되는 마그네슘 제품의 조직을 서로 상이하게 하여, 결과적으로 제품의 품질을 저하시키는 것이다.

또한, 노즐을 미리 승온시킨다 해도, 설비(롤 스탠드)에 설치하는 시간동안 노즐은 자연 냉각되기 때문에, 앞에서 설명한 적어도 노즐에 공급된 용강의 노즐 초도 접촉시 발생하는 (국부적인) 과냉각 문제를 해소하는 것은 어려운 것이었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은, 마그네슘 용강 등을 압연롤(주조롤)에 공급하되, 온라인으로 원하는 시점에서 마이크로 파(micro wave)의 인가를 통하여 노즐의 적어도 일부분의 승온을 구현하여, 적어도 노즐에 용강의 초도 유입시, 용강의 과냉각에 따른 온도차를 제거하고, 개재물에 의한 노즐 막힘을 차단하면서, 구조 변경이 적어 구조 간소화를 가능하게 한 본 발명을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 용강이 노즐에 초도 주입되는 경우 용강의 (국부적인) 과냉각에 의한 개재물의 생성을 차단하여 노즐 막힘을 방지하는 한편, 노즐 내부의 중심부분과 에지부분에서의 용강 온도차를 제거하여 제품 품질을 향상시키고, 마이크로 파를 이용하기 때문에, 가열 구현에도 불구하고 구조 간소화가 가능한 용강 노즐장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 용강공급 대상설비에 배치되면서 서로 협력하여 용강을 토출토록 제공된 제 1,2 노즐부; 및,

상기 제1,2 노즐부 중 적어도 어느 하나에 조립되면서 마이크로 파 인가시 발열되는 발열체;

를 포함하여 구성된 용강 노즐장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 용강공급 대상설비는 압연롤 또는 주조롤로 제공되고, 상기 제1 노즐부는, 롤 스탠드에 한 쌍이 마주하도록 배치된 메인 노즐판을 구비하고, 상기 제2 노즐부는 메인 노즐판들 사이로 양측에 개재되어 조립되면서 내측에 용강 토출구와 유입구를 형성토록 제공되는 보조 노즐판들을 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 발열체는, 상기 제2 노즐부를 구성하는 보조 노즐판에 가공된 개구부에 각각 끼워져 조립되면서, 마이크로 판의 인가시 자기 발열되는 발열판으로 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 메인 노즐판들은, 롤 스탠드에 연결부재를 매개로 고정되고, 롤 스탠드에 마이크로 파를 발생토록 연계되는 마그네트 론 또는, 마그네트 론과 연계되는 도파관이 노즐부에 인접하여 배치될 수 있다.

이때, 상기 제1,2 노즐부들을 구성하는 노즐판들은 세라믹으로 형성되고, 상기 발열체는, 마이크로 파 인가시 자기 발열되는 실리콘 카바이드로 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 노즐부의 보조 노즐판의 용강 접촉면에 제공되는 용강 접촉면적 증대수단을 더 포함하고, 상기 용강 접촉면적 증대수단은, 노즐판의 용강 접촉면을 따라 길이방향으로 제공되는 하나 이상의 만곡면으로 구성되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 용강 노즐장치에 의하면, 마이크로 파를 매개로 노즐의 가열 제어를 구현하기 때문에, 노즐 장치 전체적인 구조 변경이 적은 것이다.

예를 들어, 노즐판에 형성된 개구부에 실리콘 카바이드의 발열판을 끼워서 조립하기 때문에, 노즐의 보수 유지시 발열판의 재활용도 가능하기 때문에, 경제적인 이점도 제공하는 것이다.

또한, 노즐판에 끼워서 제공되는 발열판의 형태에 따라 노즐의 원하는 부위의 국부적인 승온 제어도 가능하게 하는 것이다.

특히, 용강의 노즐 초도 유입시, 노즐 접촉면(노즐 내부의 에지부분)에서의 용강 온도 저하를 차단하여, 용강의 (국부적인) 과냉각을 방지시키는 것이다.

따라서, 본 발명은 용강의 과냉각으로 발생되는 개재물에 의한 노즐 막힘을 차단하는 한편, 노즐 내부에서 중심부분과 에지부분에서의 용강 온도차에 따른, 제품의 조직 이 불균일하게 되는 것을 방지시키어, 압연 또는 주조된 제품의 품질을 향상시키는 것이다.

더하여, 본 발명은 마이크로 파를 원하는 시점에서 인가시키면, 노즐의 승온(가열)이 이루어 지기 때문에, 조업 중단이나 휴지 없이 실시간 온도제어를 가능하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용강 노즐장치가 사용되는 압연공정을 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 노즐장치를 도시한 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 노즐장치를 통한 용강 토출상태를 도시한 평면 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 노즐장치의 조립 상태를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 보조 노즐판의 변형예를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 본 발명 보조 노즐판을 이용한 용강 토출 상태를 도시한 평면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 용강 노즐장치(1)의 사용 상태를 도시하고 있다. 이때 도 1에서 70,80 단위의 도면부호는 마그네슘 괴 등을 용해시키는 도가니(설비)와, 본 발명 노즐장치(1)와 도가니 사이에 연계되고 용강(M)을 일시 저장 공급하는 헤드부를 도시하고 잇다.

또한, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는 용강공급 대상설비 즉, 압연롤(110) 또는 주조롤에 연계되는데, 이하의 본 실시예에서는 압연롤(110)과 본 발명 노즐장치(1)가 연계되어 배치되는 것으로 일괄하여 설명한다. 다만, 본 발명 노즐장치는 주조롤과 기타 용강을 공급하는 대상설비에 연계 사용 가능함은 당연하다.

먼저, 도 1, 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는, 용강공급 대상설비 즉, 롤 스탠드(100)의 상,하측에 회전 구동토록 제공된 압연롤(110)의 입측에 연계 배치되면서 용강(M)을 토출토록 제공되는 제1,2 노즐부(10)(30) 및, 상기 제1,2 노즐부 중 어느 하나에 조립되면서 마이크로 파 인가시 발열되는 발열체(40)를 포함하여 그 구성 일예로 제공될 수 있다.

따라서, 다음에 상세하게 설명하듯이, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는 제1 노즐부(10)와 제2 노즐부(30)가 서로 조립되어 용강(M) 예컨대, 마그네슘 용강을 압연롤(110)에 토출하여 압연이 이루어지도록 한다.

그리고, 상기 발열체(40)는, 다음에 상세하게 설명하듯이, 마이크로 파 (micro wave)의 인가시 자기 발열되면서, 상기 제1,2 노즐부(10)(30)중 적어도 제2 노즐부(30)의 승온을 가능하게 한다.

따라서, 노즐의 승온이 가능하기 때문에, 상온에 배치된 노즐장치(10)에 용강이 초도 공급되어도, 용강의 노즐 접촉부분이 국부적으로 과냉각되면서, 노즐 내부의 중심부분과 에지부분(도 3의 'A' 부분)에서의 용강 온도차이가 방지되지 않게 하는 것이다.

즉, 다음에 상세하게 설명하듯이, 발열체(40)에 마이크로 파(micro wave)는 제1 노즐부의 메인 노즐판을 투과하여 발열체에 인가되고, 이때 발열체(40)는 자기 발열되어, 열(복사열)은 제1,2 노즐부(10)(30) 특히, 제2 노즐부(30)의 용강 접촉면인 노즐 내부의 에지부분에 전달되면서 그 부분의 승온으로 용강의 과냉각을 방지한다.

한편, 도 1에서는 본 발명의 노즐장치(1)를 이용하여 도가니(90)에서 용강공급 대상설비 즉, 압연롤(110)로의 용강 토출을 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도가니(90)의 본체(92)에 구비된 가열수단(92)(히팅 코일(열선), 유도 가열기 또는, 버너 등)를 통하여 본체에 투입된 피용해물질 예컨대, 마그네슘 괴가 대략 700℃에서 용융되어 마그네슘 용강(M)이 생성되면 가열수단(82)으로 예열되는 연결관(80)을 통하여 헤드부(70)의 본체(72)에 공급되고, 상기 헤드부(70)의 공급관(76)과 연결되고 롤 스탠드(100)에 장착된 본 발명의 용강 노즐장치(1)를 통하여 용강은 압연롤 사이에서 토출되어 판재 또는 강판으로 압연(또는 주조롤인 경우 주조)된다. 이때, 헤드의 상부에는 가스 처리관(74)들이 구비될 수 있다.

그리고, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는 압연롤(110)사이에 입측으로 배치되는데, 노즐장치에 결합되는 연결부재(6) 즉, 브라켓트 등이 압연롤(110)이 설치된 롤 스탠드(100)에 연결 설치될 수 있다.

한편, 이와 같은 본 발명의 노즐장치에 인접하여서는, 다음에 상세하게 설명하는 발열체(40)에 마이크로 파(극 초단파)를 인가하는 알려진 마그네트 론(2)이 배치되거나, 도 1과 같이 바람직하게는 마이크로 파를 본 발명 노즐장치에 외부 간섭없이 인가하도록 하는 상기 마그네트 론(2)과 연계된 도파관(4)이 인접 배치될 수 있다.

따라서, 상기 마그네트 론(2)의 가동에 따라 마이크로 파가 본 발명 노즐장치 특히, 발열체(40)에 인가되어 자기 발열됨에 따라, 노즐 내부에서 적어도 에지부분(도 3의 'A' 부분 - 물론 도 3에서는 한쪽만 도시하였지만 양쪽의 에지부분을 의미한다)에서 용강의 노즐 초도 유입시 상온의 노즐과 접촉함에 따른 용강의 과냉각을 방지할 수 있게 한다.

한편, 이와 같은 본 발명 용강 노즐장치(1)를 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는 제1,2 노즐부(10)(30)가 조립되면서 선단부의 용강 토출구(16)와 후단부의 용강 주입구(18)를 형성한다.

이때, 상기 제1 노즐부(10)는, 롤 스탠드(100)에 연결부재(6)를 통하여 한쌍이 (상,하로) 마주하도록 배치되고, 용강이 토출 및 주입되는 메인 노즐판(12)(14)들로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 노즐부(30)는, 상기 제1 노즐부(10)의 메인 노즐판(12) (14)들 사이로 양측에 개재되면서 일체로 노즐판들의 구멍(h)을 통하여 체결되는 볼트와 너트로 서로 긴밀하게 밀착된 상태로 조립되고, 예컨대 상기 메인 노즐판과 협력하여 용강의 유입과 토출을 가능토록 노즐 내부에 용강 유동공간을 형성하는 대략 삼각형 구조의 보조 노즐판(32)(34)들을 포함한다.

이때, 상기 메인 노즐판(12)(14)들과 보조 노즐판(32)(34)들은 내열소재인 세라믹 계열의 소재로 성형 제공될 수 있고, 볼팅 조립을 위한 구멍(h)들이 형성될 수 있다.

이와 같은 구멍들은 보조 노즐판(32)(34)에 끼워지는 발열체(40)를 피하도록 위치 조정되는 것이 바람직하다.

상기 제1 노즐부(10)의 메인 노즐판(12)(14)들은 연결부재(6)(노즐장치를 커버하는 커버체이면서 롤 스탠드에 장착되는 브라켓트 구조물)와 연계되면서 노즐장치의 전체적인 틀(외형)을 형성하는 사각형태의 노즐판 바디부(12a)(14a)와 상기 바디부의 선단으로 두께가 점차 얇아져, 선단부 사이에 길게 슬릿 형태의 용강 토출구(16)를 형성하는 선단부(12b)(14b)로 형성될 수 있다.

따라서, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 메인 노즐판(12)(16)의 선단부 갭은 용강 토출구(16)로 형성되고, 이와 같은 용강 토출구(16)는 대략 2mm 정도의 갭으로 형성될 수 있다.

따라서, 용강 노즐장치(1)에서 압연롤 사이로 용강을 토출(공급)하는 용강 토출구(16)는 매우 간격이 작기 때문에, 앞에서 종래문제점으로 설명한 바와 같이. 용강이 상온에 배치된 노즐에 초도 주입되면, 노즐내부에서 노즐판들과 접촉하는 에지부분(도 3의 'A')부분에서의 용강 과냉각이 발생되고, 이와 같은 용강 과냉각에 따라 발생되는 개재물은 매우 좁은 틈새인 용강 토출구(16)를 막게 되는 것이다.

반면에, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는, 제1,2 노즐부 중 적어도 하나, 바람직하게는 내부 에지부분에 근접한 제2 노즐부의 보조노즐판(32)(34)들에 형성(가공)된 개구부(31)에 끼워지는 발열체(40)에 마이크로 파를 인가시키어 이때 발생되는 복사열로, 노즐판들을 승온시킴으로서, 적어도 용강이 노즐 내부로 초도 유입되는 경우, 용강의 부분적인 과냉각을 방지하는 것이다.

결국, 본 발명의 용강 노즐장치(1)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 노즐 내부에서 중심부분과 에지부분에서의 용강 온도차이도 억제하여, 온도차에 의한 제품의 조직 상이함도 방지시키는 것이다.

다음, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강 노즐장치(1)에서 상기 제2 노즐부(30)는, 앞에서 설명한 제1 노즐부(10)를 구성하는 (상,하측의) 메인 노즐판(12)(14)사이로 양측에 볼팅시 구멍(h)들이 체결되어 일체로 조립된다.

이와 같은 제2 노즐부의 보조 노즐판(32)(34)들은, 앞에서 설명한 바와 같이, 대략 삼각형 형태로서, 보조 노즐판들의 상,하면은 메인 노즐판사이에 긴밀하게 밀착 조립되고, 용강이 직접 접촉되는 내측면(32a)(32b)(32c)(34a) (34b)(34c)들은 용강 유동공간과 길게 신장되는 용강 토출구(16)를 형성하기 위하여 경사진 부분(32a)(34a)과 수평부분(32b)(34b) 및 다시 용강 토출구 폭에 대응되기 위하여 얇게 된 경사부분(32c)(34c)으로 구성된다.

따라서, 제1 노즐부(10)의 메인 노즐판(12)(14)사이의 양측에 삼각형태의 제2 노즐부(30)의 보조 노즐판(32)(34)들이 조립되고, 메인 노즐판(12)(14)들 사이로 보조 노즐판(32)(34)들의 두께에 해당하는 공간, 즉 용강이 유입되고 토출되는 용강 유동공간이 형성되게 된다.

이때, 상기 보조 노즐판(32)(34)사이의 이격된 거리는 용강 유입구(18)로 형성되어 여기에, 도 1에서 설명한 헤드부(70)의 공급관(76)이 인입되어 용강은 용강 주입구(18)를 통하여 노즐 내부로 유입되게 된다.

물론, 용강 토출구(16)는 압연롤에서 압연되는 제품에 대응하는 길이를 갖도록 슬릿 형태로 길게 신장되어 제공되고, 이를 위하여 앞에서 설명한 바와 같이, 제1 노즐부의 메인 노즐판(12)(14)들은 사각 형태로 제공되는 것이다.

다음, 본 발명의 용강 노즐장치(1)에서, 상기 발열체(40)는, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제2 노즐부(30)의 보조 노즐판(32)(34)에 일체로 가공(관통 형성)된 개구부(31)에 각각 끼워져 조립되는 발열판으로 제공될 수 있다.

따라서, 앞에서 설명한 바와 같이, 마그네트 론(2)의 가동시 발생되는 마이크로 파가 인가되면 발열판은 자기 발열되어, 이때 발생되는 복사열은 제1 노즐부(10)의 메인 노즐판(12)(14)들은 물론, 제2 노즐부(30)의 보조 노즐판(32) (34)으로 전달되는데, 에컨데 인접한 보조 노즐판의 용강 접촉면(32a-c)(34a-c)을 승온하게 된다.

물론, 상기 발열판(40)의 형태는, 용강 유입구와 토출구 형성을 위하여 삼각형 형태인 보조 노즐판들에 대응하여 삼각형태가 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 발열판(40)의 형태에 대응하여 보조 노즐판(32)(34)들에 제공되는 개구부(31)의 형태로 조정하는 것은 가능하다.

이때, 상기 보조 노즐판들은 세라믹 재질로 성형될 수 있어 개구부(31)의 형성은 어렵지 않는데, 예를 들어 제1 노즐부(10)의 메인 노즐판(12)(14)들과 제2 노즐부(30)의 보조노즐판(32)(34)들은, Al₂O₃ 및 SiO₂를 주성분으로 하는 세라믹 재질로 성형 제공될 수 있다.

그리고, 바람직하게는 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 개구부에 삽입되는 발열판(40)에는 핀 구조를 제공하여 유동되지 않게 할 수 있다.

더하여, 상기 발열판(40)도, 마이크로 파 인가시 쉽게 자기 발열되는 소재로 성형되는데, 예컨대 마이크로 파의 인가시 자기 발열되는 것으로 알려진 실리콘 카바이드(SiC)로 제공될 수 있다.

예를 들어, 롤 스탠드 측에 제공되는 마그네트 론(2)에서 발생되는 마이크로 파가 인가되면 자기 발열되는 실리콘 카바이드는, 발열체로 최적의 재질로 알려져 있는데, 예를 들어 이와 같은 실리콘 카바이드는 밀도가 3.22g/㎤(solid) 정도이다.

따라서, 발열판의 실리콘 카바이드는 공유결합에 의해 생성되는 인공광물이기 때문에, 본 발명의 노즐장치의 크기나 형태에 맞추어 원하는 형태로의 성형(제작)이 가능하고, 높은 경도를 갖고 있어, 내마모성과 경도가 우수하다.

즉, 높은 열전도성과 낮은 열팽창률을 갖기 때문에, 장기간 발열체로 사용하여도 파손율이 적다.

따라서, 극 초단파의 마이크로 파를 인가시키어도 실리콘 카바이드의 발열판들은 자기 발열되고, 이때 발생되는 복사열은 상,하로 면 접촉상태로 밀착되는 상,하측 메인 노즐판(12)(14)과 보조 노즐판(32)(34)의 에지부분(예를 들어, 도 3의 'A'부분)의 승온을 구현하여, 적어도 앞에서 설명한 노즐 내부의 에지부분에서의 용강 과냉각을 방지시키는 것이다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 발열판이 인접한 보조 노즐판의 내측면(32a)(32b)(32c)(34a)(34b)(34c)을 따라 용강이 접촉하면서 유동되기 때문에, 이부분에서의 용강 승온이 효과적으로 구현되게 된다.

한편, 본 실시예에서 노즐장치의 온도를 용강 예를 들어, 마그네슘 용강인 경우 700℃ 까지 승온기키어, 마그네슘 용강이 초도 유입되는 경우에도, 적어도 노즐과 접촉하는 부분에서의 용강의 과냉각을 방지하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이 경우, 용강이 적어도 국부적으로도 과냉각되지 않기 때문에, 냉각에 따른 개재물의 발생이 방지되고, 따라서 기존과 같은 용강 토출구가 생성된 개재물로 막히는 것이 방지된다.

물론, 용강이 노즐에 초도 주입된 후 시간이 지나 계속적으로 용강이 노즐 내부에 공급되면, 용강 온도에 의하여 발열체(40)에 마이크로 파를 인가시키지 않아도 노즐부들의 승온은 이루어 질 것이다.

따라서, 도면에서는 별도로 도시하지 않았지만, 노즐장치의 메인 노즐판을 관통하여 열전대 등의 온도센서를 제공하고, 온도센서와 장치 제어부를 전기적으로 연계하고, 상기 장치 제어부를 마그네트 론의 가동부(전원 공급부)에 연계시키면, 마그네트 론의 작동을 제어하여 마이크로 파의 발열체 인가 세기를 제어할 수 있을 것이다.

즉, 노즐 내부 또는 용강 토출구에서의 용강 온도를 실시간으로 측정하고, 이를 바탕으로 마이크로 파의 인가 또는 그 세기 등을 제어하면, 보다 적절한 용강 과냉각 방지와 불필요한 마그네트 론 사용에 따른 낭비를 줄일 수 있을 것이다.

예를 들어, 실제 테스트 노즐을 필폐된 용기내에 넣고, 마그네트 론(2)의 마이크로 파 출력을 1.8 Kw/h로 하고, 30분 정도 인가한 후, 온도를 측정한 결과 SiC의 발열판 자체의 온도는 대략 980℃ 였고, 테스트 노즐에 6mm 깊이로 삽입된 열전대(서머커플)를 이용하여 노즐장치의 좌측, 중간 및 우측에서 각각 온도를 측정한 결과, 각각 284℃, 201℃, 340℃ 였다.

따라서, 노즐내부의 온도는 대략 500℃ 정도까지의 승온이 가능하고, 용강 과냉각이 발생되기 쉬운 노즐 내부의 에지부분( 도 3의 'A')부분은 SiC 발열판에 인접하기 때문에 더 높은 온도 예를 들어, 마그네슘 용융온도인 700℃에 근접한 온도까시 승온시키는 것이 가능할 것이다.

다음, 도 5 및 도 6에서는 본 발명에 따른 용강 노즐장치(1)의 다른 변형예를 도시하고 있는데, 예를 들어 용강이 접촉하는 보조 노즐판(32)(34)들의 내측면의 형태를 구조 개선하여, 용강 접촉면적을 증대시키는 용강 접촉면적 증대수단을 더 구비하도록 할 수 있다.

즉, 이와 같은 상기 용강 접촉면적 증대수단은, 예를 들어 보조 노즐판(32)(34)들의 용강 접촉면을 따라 길이방향으로 제공되는 하나 이상의 만곡면(50)으로 제공될 수 있다.

바람직하게는, 이와 같은 만곡면들을 연속적으로 보조 노즐판의 내측면을 따라 형성시키되, 용강 토출구로 갈수록 만곡면의 길이를 길게 하는 것이다.

따라서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 용강(M) 특히, 에지부분(노즐판 내측면과 접촉하는 부분)에서 용강은 노즐판 내측면의 만곡면과 더 접촉면적이 증대되면서 유동되기 때문에, 용강 토출구로 갈수록 용강의 승온을 더 강화할 수 있을 것이다.

더 바람직하게는, 실제 조업 라인에서는 마이크로 파의 인가에 따른 작업자에 대한 안정 대책이 바람직한데, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 바람직하게는 도 1과 같이 도파관(4)이 노즐장치에 근접하게 배치하고, 마이크로 파의 누설을 감지하는 감지설비와 롤 스탠드에 차폐설비를 배치하여 적어도 마그네트 론의 가동시 작업자의 접근을 차단하도록 하는 것이다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 용강 노즐장치(1)는, 용강이 노즐장치에 초도 투입되는 때에, 적어도 국부적인 과냉각을 차단하여, 용강의 온도 저하에 따른 개재물 생성을 차단하여 노즐 막힘을 방지시키고, 특히 노즐 내부의 중심부분과 에지부분에서의 용강의 온도 차이를 제거하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1.... 용강 노즐장치 10,30.... 제1,2 노즐부
12,14.... 메인 노즐판 16,18.... 용강 토출구 및 주입구
31.... 발열체 삽입개구 32,34.... 보조 노즐판
40.... 발열체 50.... 용강 접촉면적 증대수단

Claims (6)

1. 용강공급 대상설비에 연계되면서 서로 협력하여 용강을 토출토록 제공된 제 1, 2 노즐부(10)(30); 및,
   상기 제1,2 노즐부 중 적어도 어느 하나에 조립되면서 마이크로 파 인가시 발열되는 발열체(40);
   를 포함하여 구성된 용강 노즐장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 용강공급 대상설비는 압연롤 또는 주조롤로 제공되고,
   상기 제1 노즐부(10)는, 롤 스탠드(100)에 한 쌍이 마주하도록 배치된 메인 노즐판(12)(14)을 구비하고,
   상기 제2 노즐부(30)는 메인 노즐판들 사이로 양측에 개재되어 조립되면서 내측에 용강 토출구(16)와 유입구(18)를 형성토록 제공되는 보조 노즐판(32)(34)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 용강 노즐장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 발열체(40)는, 상기 제2 노즐부를 구성하는 보조 노즐판(32)(34)에 가공된 개구부(31)에 각각 삽입되면서, 마이크로 파의 인가시 자기 발열되는 발열판으로 구성된 것을 특징으로 하는 용강 노즐장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 메인 노즐판들은, 롤 스탠드(100)에 연결부재(6)를 매개로 고정되고,
   롤 스탠드에 마이크로 파를 발생토록 연계되는 마그네트 론(2) 또는, 마그네트 론과 연계되는 도파관(4)이 노즐부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 용강 노즐장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1,2 노즐부들을 구성하는 노즐판들은 세라믹으로 형성되고,
   상기 발열체(40)는, 마이크로 파 인가시 자기 발열되는 실리콘 카바이드 (SiC)로 형성된 것을 특징으로 하는 용강 노즐장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 제2 노즐부의 보조 노즐판의 용강 접촉면에 제공되는 용강 접촉면적 증대수단을 더 포함하고,
   상기 용강 접촉면적 증대수단은, 노즐판의 용강 접촉면을 따라 길이방향으로 제공되는 하나 이상의 만곡면(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 용강 노즐장치.

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