KR20130077484A - 주조공정 중 노즐 예열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤의 열손상을 최소화하면서 노즐에 열을 집중시켜 예열 효과를 높이고, 조업 중에도 지속적으로 노즐을 가열하여 온도저감 및 편차를 크게 줄이기 위해 개선된 주조공정 중 노즐 예열장치에 관한 것이다.
본 발명은, 주조공정 중 용탕을 공급하는 노즐과, 상기 노즐에 인접하여 회전 가능하게 설치된 냉각롤을 구비하여 된 주조장치에 있어서, 상기 노즐에는 상기 노즐의 온도가 일정하게 지속적으로 유지될 수 있도록 상기 노즐에 열을 가하는 노즐 예열 및 가열수단이 구비된 주조공정 중 노즐 예열장치를 제공한다.

Description

주조공정 중 노즐 예열장치{APPARATUS AND METHOD FOR PREHEATING NOZZLE DURING CASTING PROCESS}

본 발명은 주조공정 중 노즐 예열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤의 열 손상을 최소화하면서 노즐에 열을 집중시켜 예열 효과를 높이고, 조업 중에도 지속적으로 노즐을 가열하여 온도저감 및 편차를 크게 줄이기 위해 개선된 주조공정 중 노즐 예열장치에 관한 것이다.

일반적으로 비정질 스트립에 제조되는 노즐은 열 전달율이 금속에 비해 현저히 떨어지므로, 주조 초반, 또는 중후반에 노즐의 온도저하에 의해 용강이 굳거나 막히는 경우가 자주 발생한다.

따라서 노즐을 고온으로 예열하여 사용하거나, 턴디쉬 자체를 예열 할 수 있도록 장치를 개선하여 적용하는 경우가 많다.

그러나, 전자의 경우 노즐의 장착 공정에서 노즐의 온도가 저하되어 예열 효과를 크게 볼 수 없으며, 후자의 경우에는 턴디쉬 예열에 의한 노즐 예열 효과가 있지만 노즐 자체를 예열할 수 없으며, 예열장치에 많은 시간과 비용을 필요로 한다.

그리고 박판 또는 비정질 스트립의 제조공정에서는 노즐 형상 및 균일 분사 기술이 매우 중요하며, 세라믹 노즐의 재질과 더불어 온도조건이 중요하다.

또한 500um 내외의 미세한 노즐의 온도저감을 위한 다양한 시도가 있었으나, 실제 적용되는 사례는 극히 드문 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 용탕의 균일한 분사가 이루어지며, 노즐에 열을 집중시켜 예열 효과를 높이고, 조업 중에도 지속적으로 노즐을 가열하여 온도저감 및 편차를 크게 줄이며, 장치 제조 및 그 설치비용이 저렴하고, 스트립의 품질을 향상시켜 비용절감에 기여할 수 있도록 한 주조공정 중 노즐 예열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주조공정 중 노즐 예열장치는, 주조공정 중 용탕을 공급하는 노즐과, 상기 노즐에 인접하여 회전 가능하게 설치된 냉각롤을 구비하여 된 주조장치에 있어서, 상기 노즐에는 상기 노즐의 온도가 일정하게 지속적으로 유지될 수 있도록 상기 노즐에 열을 가하는 노즐 예열 및 가열수단이 구비된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 노즐 예열 및 가열수단은 상기 노즐 하부에 설치된 열선을 포함하여 된다.

그리고 상기 열선은 상기 열선을 보호하기 위한 보호관 내에 설치되고, 상기 보호관은 석영관을 포함하며, 상기 열선과 상기 보호관의 두께는 0.5~1.5mm이다.

또한 상기 냉각롤과 인접한 상기 보호관의 하부는 상기 냉각롤로 열이 전달되는 것을 방지하기 위한 열전달 방지용 도금층이 형성되고, 상기 도금층은 상기 보호관 내의 하부 반원 부위에 형성된다.

그리고 상기 노즐 예열 및 가열수단은 상기 노즐의 하부의 단차부에 설치된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 노즐 하부에 노즐 예열 및 가열수단을 채용함으로써, 냉각롤로 열이 전달되는 것을 방지하여 냉각롤의 열손상을 최소화할 수 있고, 노즐에 열을 집중시켜 예열 효과가 높을 뿐 아니라, 조업 중에도 지속적으로 노즐을 가열할 수 있어 온도저감 및 편차를 크게 줄일 수 있다.

무엇보다도 노즐 예열 및 가열수단을 적용하는 비용이 저렴하며, 제조되는 스트립 품질 향상은 물론 비용절감에 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치의 구성을 나타낸 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 노즐 예열 및 가열수단의 상세도이다.
도 3 및 도 4는 실제 노즐 예열 및 가열수단을 노즐 하부에 적용하여 용탕 분사 중에도 노즐을 가열할 수 있도록 한 일 실시예를 나타내 보인 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치의 구성을 나타낸 부분 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 노즐 예열 및 가열수단의 상세도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치가 적용된 주조장치는, 박판, 스트립, 또는 리본 등의 제품(40)을 제조하기 위한 주조공정 중 용탕(11)을 공급하는 턴디쉬(10) 및 노즐(20)과, 이 노즐(20)에 인접하여 회전 가능하게 설치된 냉각롤(30)을 구비하여 된다.

그리고 상기 노즐(20)에는 노즐(20)의 온도가 일정하게 지속적으로 유지될 수 있도록 노즐(20)에 열을 가하는 노즐 예열 및 가열수단(50)이 구비된다. 이 노즐 예열 및 가열수단(50)은 노즐(20) 하부에 설치된 열선(51)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 열선(51)은 이 열선(51)을 보호하기 위한 보호관(52) 내에 설치되고, 이 보호관(52)은 내열성이 우수하고, 도 2에 도시된 바와 같이 튜브 형상으로 이루어져 열이 균일하게 분포되는 석영관(quartz tube)을 포함하여 된다.

이러한 열선(51)과 보호관(52)의 두께는 0.5~1.5mm이며, 1.0mm 내외로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 여기에서는 상기 노즐(20)에 전원을 공급하는 전원공급수단, 온도를 일정하게 유지되도록 감지하는 온도센서, 그리고 보호관(52)의 밀봉 방법 등은 공지이므로 도면에 도시 및 상세 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기 냉각롤(30)과 인접한 상기 보호관(52)의 하부는 상기 냉각롤(30)로 열이 전달되는 것을 방지하기 위한 열전달 방지용 도금층이 형성된다. 이 도금층은 예컨대, 열선(51)의 열이 냉각롤(30)로 전달되지 않도록 된 재료로 이루어지면 특정한 재료로 한정되지 않는다.

상기와 같이 열선(51)의 열이 냉각롤(30)로 전달되지 않도록 하기 위해 상기한 도금층은 보호관(52) 내의 하부 반원 부위에 형성되는 것이 바람직하다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 구성된 노즐 예열 및 가열수단(50)은 노즐(20)의 하부의 단차부(21)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명에 앞서, 비정질 스트립 제조를 위해서는 균일한 용강의 분사가 필요한데, 균일한 분사를 위해서는 미세한 슬릿 간격의 노즐 예열이 필요하다.

왜냐하면, 미세한 슬릿을 통과하는 용강이 초반 또는 중후반에 일부 응고가 발생하거나 막힘을 초래할 수 있기 때문이다. 또한 노즐의 중앙 부위는 온도가 높고, 측면부는 온도가 낮아 용강 분사시 폭방향 온도구배를 초래할 우려도 있다.

이에 따라 노즐을 예열하여 균일한 온도로 용강을 분사시키는 기술이 필요한데, 노즐의 예열 특히 주조 공정 중 가열할 수 있는 장치를 설치할 수 있는 공간적인 제약이 있다.

그리고 예열 또는 가열은 가스 버너, 전열 히터 등의 장치로 제작이 가능하나, 냉각롤의 위치로 인한 공간적이 제약이 있어 하부에 부착이 어렵고, 상부 턴디쉬에는 노즐까지 예열할 수 있는 장치 부착이 어렵다는 한계가 있었다.

상기와 같은 기존의 문제점을 해결한 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(20) 하부의 냉각롤(30)에 영향을 주지 않으면서 노즐(20)을 예열할 수 있는 것으로, 우선, 열선(51)을 노즐(20) 하부에 보호관(52)을 이용하여 삽입, 부착하되, 냉각롤(30)로 열이 전달되는 것을 방지하기 위하여 보호관(52)의 내부 중 하부 절반을 도금한다.

이러한 도금은 열이 냉각롤(30)로 전달되는 것을 방지하고, 상부 노즐(20) 가열에 집중하기 위함이다.

또한 열선(51) 및 보호관(52)의 두께를 1.0mm 내외로 하여 노즐(20)의 단차부(21)에 부착하여 적용할 수 있도록 하였다. 이로써, 냉각롤(30)과 노즐(20)간의 미세한 간격(300~600um)에 공간적 제약을 받지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주조공정 중 노즐 예열장치는, 노즐(20) 하부의 단차부(21)에 열선(51)을 이용하여 주조 공정 중에도 지속적으로 노즐(20)을 예열할 수 있도록 된 노즐 예열 및 가열수단(50)이 채용된 것으로, 주조 공정 중에도 지속적으로 온도 하락을 방지한다.

특히, 상기한 노즐 예열 및 가열수단(50)은, 노즐(20) 하부에 거의 접촉하도록 부착할 수 있는 크기이고, 보호관(52)의 하부 반원 부위를 코팅하여 노즐(20) 하부의 냉각롤(30)로 열이 전달되는 것을 방지하며 이와 함께 노즐(20)로 열이 집중되도록 구성되어 있다.

이러한 노즐 예열 및 가열수단(50)을 적용하면 온도저감을 크게 방지할 수 있을 뿐 아니라, 장치가 소형이므로 장치 제작 및 설치비용이 저렴하다.

한편, 도 3 및 도 4는 실제 상기한 노즐 예열 및 가열수단(50)을 노즐(20) 하부(단차부(21))에 적용하여 용탕 분사 중에도 노즐(20)을 가열할 수 있도록 한 일 실시예를 나타내 보인 사진이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 턴디쉬
20 : 노즐
30 : 냉각롤
40 : 제품
50 : 노즐 예열 및 가열수단
51 : 열선
52 : 보호관

Claims (8)

1. 주조공정 중 용탕을 공급하는 노즐과, 상기 노즐에 인접하여 회전 가능하게 설치된 냉각롤을 구비하여 된 주조장치에 있어서,
   상기 노즐에는 상기 노즐의 온도가 일정하게 지속적으로 유지될 수 있도록 상기 노즐에 열을 가하는 노즐 예열 및 가열수단이 구비된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 예열 및 가열수단은 상기 노즐 하부에 설치된 열선을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열선은 상기 열선을 보호하기 위한 보호관 내에 설치된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보호관은 석영관을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 열선과 상기 보호관의 두께는 0.5~1.5mm인 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 냉각롤과 인접한 상기 보호관의 하부는 상기 냉각롤로 열이 전달되는 것을 방지하기 위한 열전달 방지용 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 도금층은 상기 보호관 내의 하부 반원 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 예열 및 가열수단은 상기 노즐의 하부의 단차부에 설치된 것을 특징으로 하는 주조공정 중 노즐 예열장치.

Images