KR20130040328A

KR20130040328A - 슬라브 표면의 스케일 모사장치

Info

Publication number: KR20130040328A
Application number: KR1020110105008A
Authority: KR
Inventors: 이희호; 서영종; 탁영준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-04-24
Also published as: KR101330278B1

Abstract

스케일발생에 대한 경향 및 냉각수와의 연관관계를 규명할 수 있도록 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치가 소개된다.
이 슬라브 표면의 스케일 모사장치는 가이드레일이 마련된 모사테이블과, 가이드레일을 따라 전후진 이동가능하게 장착되는 메인캐리어와, 메인캐리어의 일단에 연장형성되고 선단에 시편이 안착되는 시편거치대와, 내부에 시편이 장입되는 가열공간이 마련되어 모사테이블의 일단부에 설치되는 유도로와, 메인캐리어 및 유도로를 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하여 구성된다.

Description

슬라브 표면의 스케일 모사장치{APPARATUS FOR SIMULATING SCALE ON SLAB}

본 발명은 슬라브 표면의 스케일 모사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스케일생성과 냉각수 분사시 스케일의 반응 상태를 연구하여 스케일발생에 대한 경향 및 냉각수와의 연관관계를 규명할 수 있도록 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조장치는 턴디쉬내의 용강을 주형내로 노즐을 통하여 공급하면서 주편의 제조가 이루어진다. 이러한 연속주조장치는 "주형 무진동 전자기 연속주조장치(특허공개공보 : 10-2001-0058173)"에 구체적으로 공지되어 있다.

예컨대, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 연속주조장치에서 턴디쉬(5)내의 용강이 노즐(9)을 통해 주형(2)내로 공급되는 경우, 분말형태의 몰드파우더(4 :mold powder)를 몰드내 용강 상부에 뿌려 용강의 산화를 방지하고 주형(2) 및 주편(6) 간의 원활한 윤활이 이루어지게 한다. 이때, 주편(6)과 주형(2)의 융착(sticking)을 방지하기 위해, 별도의 진동발생장치(미도시)를 주형(2)근방에 마련하여 몰드가 상하 왕복이동하도록 하는 오실레이션(oscillation)을 실시한다.

그런데 이러한 공정으로 주조된 주편의 표면에는, 탕면부의 과냉으로 인한 후크(8 :hook)가 형성되고, 후크(8)가 성장하면서 물결무늬 흠 형태의 오실레이션마크(3 :oscillation mark)가 발생된다. 아울러, 용융된 몰드파우더(4)는 윤활작용 이후 몰드를 빠져 나오면서 냉각수에 의해 일부는 씻겨 내려가고, 일부는 오실레이션 마크와 함께 후공정으로 이동되어 2차 흠발생의 중요한 원인으로 작용한다.

이에, 스케일발생 경향과 냉각수와의 연관관계를 규명하기 위해, 스케일생성에 대한 연구와 더불어, 스케일이 생성된 시편에 냉각수 분사하여 스케일의 반응 상태를 연구할 수 있는 슬라브 표면 스케일 모사장치가 요구되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 슬라브 표면에 스케일을 모사하여 스케일발생에 대한 경향 및 냉각수와의 연관관계를 규명할 수 있도록 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슬라브 표면의 스케일 모사장치는, 모사테이블, 메인캐리어, 시편거치대, 유도로 및 컨트롤러를 포함하고, 모사테이블은 가이드레일이 마련되고, 메인캐리어는 상기 가이드레일을 따라 전후진 이동가능하게 장착되고, 시편거치대는 상기 메인캐리어의 일단에 연장형성되고 선단에 시편이 안착되고, 유도로는 내부에 상기 시편이 장입되는 가열공간이 마련되어 상기 모사테이블의 일단부에 설치되고, 컨트롤러는 상기 메인캐리어 및 유도로를 제어한다.

바람직하게, 본 발명은 상기 모사테이블의 타측에 설치되어 상기 유도로에서 가열된 시편에 냉각수를 분사하는 스프레이노즐을 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명은 선단이 시편의 내부에 삽입되도록 상기 메인캐리어에 장착되어 상기 시편의 내부 온도를 측정하는 서머커플을 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명은 상기 시편거치대의 선단을 지지하기 위해 와이어를 매개로 상기 메인캐리어와 연결되는 보조캐리어를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 유도로는 상기 모사테이블의 일단부에 설치되고 일측벽에 상기 시편이 장입되는 관통홀이 형성되는 유도케이스와, 상기 관통홀에 연통되도록 상기 유도케이스 내에 마련되는 가열공간과, 상기 가열공간을 일정 온도로 가열하기 위한 가열코일과, 상기 가열코일에 전원을 인가하는 고주파전원부를 포함한다.

바람직하게, 상기 모사테이블의 일측에는 상기 유도로에 대한 시편의 장입 상태에서 메인캐리어 위치를 감지하는 워크포지션 리미트스위치가 마련되고, 상기 모사테이블의 타측에는 시편을 적치하기 위한 메인캐리어의 위치를 감지하는 홈포지션 리미트스위치가 마련된다.

바람직하게, 상기 모사테이블은 상기 스프레이노즐에 의한 냉각수 비산으로부터 작업자를 보호하기 위해 유리케이스에 의해 덮여진다.

바람직하게, 상기 보조캐리어는 상기 가이드레일의 일측에서 하방향으로 바이패스되는 보조레일을 통해, 상기 메인캐리어가 상기 유도로에 근접하는 경우 하방향으로 이동된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 유도로내 시편을 투입한 후 유도로의 온도를 제어함으로써, 슬라브 표면온도 및 용강온도별 스케일 생성 정도 및 생성경향을 파악할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 유도로에서 가열된 시편의 스케일에 냉각수의 살수함으로써, 시편에 스케일이 어떻게 제거되고 잔류되는지를 확인하여 스케일을 감소시키기 위한 적정 압력에 대한 연구에 도움을 줄 수 있다는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 슬라브 표면의 스케일 생성 및 제거를 모사를 통해 반복 실험함으로써, 오실레이션 마크와 스케일의 생성 및 제거에 대한 구체적인 데이터를 얻을 수 있다는 이점이 있다.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 연속주조장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 슬라브 표면의 스케일 모사장치를 도시한 측면도.
도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 슬라브 표면의 스케일 모사장치의 작동 후 상태를 도시한 상태도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 슬라브 표면의 스케일 모사장치의 측면을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 "A"부를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 슬라브 표면의 스케일 모사장치는, 슬라브 표면에 스케일이 생성되고 스케일이 냉각수에 의해 제거되는 상황을 모사하기 위한 구성으로, 크게 모사테이블(100), 메인캐리어(200), 유도로(400), 스프레이노즐(600) 및 이들 구성을 제어하기 위한 컨트롤러(500)로 이루어진다.

구체적으로, 모사테이블(100)은 상술한 구성들이 장치되는 테이블로서, 해당 길이방향으로 가이드레일(110)이 연장 형성되고, 해당 일측에 유도로(400) 및 워크포지션 리미트스위치(730)가 구비되며, 해당 타측에 스프레이노즐(600) 및 홈포지션 리미트스위치(720)가 설치된다. 여기서, 워크포지션 리미트스위치(730)는 유도로(400)에 대한 시편(800)의 장입시 메인캐리어(200) 위치를 감지하고, 홈포지션 리미트스위치(720)는 시편거치대(300)에 시편(800)을 적치하거나 시편(800)에 냉각수를 분사하기 위한 메인캐리어(200)의 위치를 감지한다.

그리고 모사테이블(100)은 유리케이스(미도시)에 의해 덮여질 수 있는데, 이때, 사용되는 유리케이스는 스프레이노즐(600)에 의한 냉각수 분사시, 비산되는 냉각수로부터 작업자를 보호하는 역할을 한다.

모사테이블(100)의 가이드레일(110)에는 메인캐리어(200)가 전후진 가능하게 장착된다. 이 메인캐리어(200)는 시편(800)을 이동시키기 위한 이동수단으로, 해당 일단에 시편(800)이 안착되는 시편거치대(300)가 마련되고, 시편(800)의 내부 온도를 측정하기 위한 서머커플(710)이 연결된다. 이때, 시편(800)의 상면에는 복수의 V형홈(820)가 형성되고 해당 내부에 서머커플(710)의 선단이 삽입되는 삽입유로(810)가 형성되는데, 이 삽입유로(810)는 시편(800)의 중심부까지 연장 형성된다.

이 메인캐리어(200)에는 와이어(750)를 매개로 보조캐리어(740)가 연결될 수 있다. 보조캐리어(740)는 시편거치대(300)의 선단 하부에 위치하여 시편거치대(300)의 선단이 고열에 의해 아래로 쳐지는 것을 방지한다. 이러한 보조캐리어(740)는 메인캐리어(200)가 유도로(400)에 근접하는 경우, 가이드레일(110)의 일측에서 하방향으로 바이패스되는 보조레일(120)을 통해 하방향으로 이동된다.

본 실시예에서 메인캐리어(200)는 별도의 구동모터(미도시)에 의해 작동되는 컨베이어 벨트에 의해 이동되는 구조이지만, 컨베이어 벨트에 의한 구성 이외에, 회전모터를 메인캐리어(200)에 설치하여 메인캐리어(200)의 바퀴를 자체적으로 회전시키거나, 별도의 와이어를 통해 메인캐리어(200)를 이동시키는 구성이 적용될 수도 있을 것이다.

모사테이블(100)의 일측에 설치되는 유도로(400)는, 해당 내부로 인입되는 시편(800)을 일정 온도 가열하기 위한 것으로, 주형 내 온도와 유사한 온도로 설정되어 종래 주편에 몰드파우더가 뿌려진 상태를 구현한다.

이러한 유도로(400)는 유도케이스(410), 가열코일(420) 및 고주파전원부(430)로 구성된다. 여기서, 유도케이스(410)는 모사테이블(100)의 일단부에 설치되고, 일측벽에 시편(800) 장입을 위한 관통홀(411)이 형성되며, 내부에 관통홀(411)에 연통되는 가열공간(401)이 마련된다. 이 가열공간(401)은 고주파전원부(430)로부터 전원을 인가받는 가열코일(420)에 의해 감싸진다.

모사테이블(100)의 타측에 설치되는 스프레이노즐(600)은, 유도로(400)에서 가열된 시편(800)에 냉각수를 분사함으로써, 종래 몰드파우더가 묻은 주편에 냉각수를 살수하는 조건을 구현한다. 이를 위해, 스프레이노즐(600)의 냉각수는 실험전 종래 주편에서 살수되는 냉각수와 동일한 설정 값으로 셋팅된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 시편(800)의 적정온도를 셋팅하고, 스프레이노즐(600)의 냉각수 분사압력을 셋팅한다. 상기의 준비 작업이 완료되면, 홈포지션 위치(홈포지션 리미트스위치 위치)에 있는 메인캐리어(200)의 시편거치대(300)에 시편(800)을 올리고, 시편(800)의 삽입유로(810)에 서머커플(710)의 선단을 삽입한 후, 시편(800) 상면에 몰드파우더(801)를 올린다.

이후, 컨트롤러(500)를 통해 메인캐리어(200)를 작동시키면, 메인캐리어(200)는 가이드레일(110)을 따라 유도로(400)를 향해 이동하게 된다. 이때, 메인캐리어(200)가 워크포지션 리미트스위치(730)가 설치된 워크포지션 위치에서 컨트롤러(500)의 제어에 의해 정지되면, 보조캐리어(740)는 보조레일(120)을 통해 하부로 이동하고 시편(800)이 장착된 시편거치대(300)의 선단은 유도로(400)의 내부로 인입된다.

계속해서, 고주파전원부(430)가 작동되면 가열코일(420)에 전원이 인가되어 가열공간(401) 내에 위치한 시편(800)이 가열된다. 이때, 시편(800) 상부의 몰드파우더(801)는 용융되면서 스케일을 형성하며, 이러한 과정에서 수집된 모든 데이터는 컴퓨터에 자동으로 저장되어 기초자료로 사용된다.

이후, 시편(800)이 적정 온도로 가열되어 부저가 울리게 되면, 메인캐리어(200)를 유도로(400) 외부로 이동시킨다. 이때, 보조캐리어(740)는 와이어(750)에 의해 이동되면서 가열 상태의 시편거치대(300)를 지지하게 된다. 그리고 메인캐리어(200)가 홈포지션 리미트스위치(720)에 이동되면, 스프레이노즐(600)이 작동되면서 시편(800) 상부에 냉각수가 살수되고, 유도로(400)에서 생성된 스케일은 냉각수에 의해 살수된다. 이를 통해, 스케일의 생성과 탈락, 잔류 스케일의 양 등이 모사될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 유도로내 시편을 투입한 후 유도로의 온도를 제어하여, 슬라브 표면온도 및 용강온도별 스케일 생성 정도 및 생성경향을 파악할 수 있고, 시편에 스케일이 어떻게 제거되고 잔류되는지를 확인하여 스케일을 감소시키기 위한 적정 압력에 대한 연구에 도움을 줄 수 있으며, 오실레이션 마크와 스케일의 생성 및 제거에 대한 구체적인 데이터를 얻을 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :모사테이블 110 :가이드레일
120 :보조레일 200 :메인캐리어
210 :감지바 300 :시편거치대
400 :유도로 401 :가열공간
410 :유도케이스 411 :관통홀
420 :가열코일 430 :고주파전원부
500 :컨트롤러 600 :스프레이노즐
710 :서머커플 720 :워크포지션 리미트스위치
730 :홈포지션 리미트스위치 740 :보조캐리어
750 :와이어 800 :시편

Claims

가이드레일이 마련된 모사테이블;
상기 가이드레일을 따라 전후진 이동가능하게 장착되는 메인캐리어;
상기 메인캐리어의 일단에 연장형성되고 선단에 시편이 안착되는 시편거치대;
내부에 상기 시편이 장입되는 가열공간이 마련되어 상기 모사테이블의 일단부에 설치되는 유도로; 및
상기 메인캐리어 및 유도로를 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모사테이블의 타측에 설치되어 상기 유도로에서 가열된 시편에 냉각수를 분사하는 스프레이노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 1에 있어서,
선단이 시편의 내부에 삽입되도록 상기 메인캐리어에 장착되어 상기 시편의 내부 온도를 측정하는 서머커플을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 시편거치대의 선단을 지지하기 위해 와이어를 매개로 상기 메인캐리어와 연결되는 보조캐리어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유도로는 상기 모사테이블의 일단부에 설치되고 일측벽에 상기 시편이 장입되는 관통홀이 형성되는 유도케이스와, 상기 관통홀에 연통되도록 상기 유도케이스 내에 마련되는 가열공간과, 상기 가열공간을 일정 온도로 가열하기 위한 가열코일과, 상기 가열코일에 전원을 인가하는 고주파전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모사테이블의 일측에는 상기 유도로에 대한 시편의 장입 상태에서 메인캐리어 위치를 감지하는 워크포지션 리미트스위치가 마련되고, 상기 모사테이블의 타측에는 시편을 적치하기 위한 메인캐리어의 위치를 감지하는 홈포지션 리미트스위치가 마련되는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 2에 있어서,
상기 모사테이블은 상기 스프레이노즐에 의한 냉각수 비산으로부터 작업자를 보호하기 위해 유리케이스에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.
청구항 4에 있어서,
상기 보조캐리어는 상기 가이드레일의 일측에서 하방향으로 바이패스되는 보조레일을 통해, 상기 메인캐리어가 상기 유도로에 근접하는 경우 하방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 슬라브 표면의 스케일 모사장치.