KR20140140341A - 연속주조장치의 스토퍼 - Google Patents

연속주조장치의 스토퍼 Download PDF

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KR20140140341A
KR20140140341A KR20130061062A KR20130061062A KR20140140341A KR 20140140341 A KR20140140341 A KR 20140140341A KR 20130061062 A KR20130061062 A KR 20130061062A KR 20130061062 A KR20130061062 A KR 20130061062A KR 20140140341 A KR20140140341 A KR 20140140341A
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stopper
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molten steel
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윤태형
김용현
배극남
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 턴디쉬의 용강 토출구의 상방에 승강 가능하게 구비되어, 턴디쉬의 하부에서 용강 토출구와 연통되도록 설치된 노즐의 입구를 개폐시키는 연속주조장치의 스토퍼로서, 길이 방향으로 연장 형성되며, 길이 방향으로 동일한 외경을 가지는 상부 본체, 상부 본체의 하부에 연결되어, 길이 방향으로 연장되며, 상부 본체의 외경에 비해 작은 외경을 가지는 하부 본체, 상부 본체와 하부 본체 사이를 연결하며, 상부 본체로부터 상기 하부 본체 방향으로 외경이 점차 좁아지도록 형성되어, 외측면에 경사를 가지는 테이퍼부 및 하부 본체의 하부에 연결되어, 노즐의 입구를 개폐하는 헤드부를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 스토퍼에 의하면, 헤드부 주변의 용강의 정체 영역의 폭과, 헤드부의 경사면의 길이를 종래에 비해 줄일 수 있다. 이에, 헤드부 주변, 노즐 상부의 주변 영역에서 용강의 유동 속도가 느려지는 정체 현상을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 노즐로 유입되는 용강의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이로 인해, 스토퍼의 헤드부와 노즐 상부에 개재물이 융착되는 것을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 이에 용강을 노즐로 원활하게 공급할 수 있어, 주편의 품질 저하 및 생산성 저하를 문제점을 최소화할 수 있다.

Description

연속주조장치의 스토퍼{STOPPER FOR CONTINUOUS CASTING MACHINE}
본 발명은 연속주조장치의 스토퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개재물 부착을 줄일 수 있는 연속주조장치의 스토퍼에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조장치는 제강로에서 생산되어 레이들로 이송된 용강을 턴디쉬에 받았다가 주형에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속 생산하는 설비로 이루어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 연속주조장치를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 도 1을 참조하면, 종래 연속주조장치는, 용강(11)이 수용되는 턴디쉬(1)와, 상기 턴디쉬(1)로부터 용강(11)을 공급받는 주형(2)과, 턴디쉬(1)의 용강 토출구(1a)와 상기 주형(2) 사이에 구비되어 턴디쉬(1)로부터 주형(2)으로 용강을 공급하기 위한 통로를 형성하는 노즐(3)과, 주형(2)으로 공급되는 용강(11)의 유량을 제어하기 위해 턴디쉬(1)의 내부에 용강 토출구(1a) 또는 노즐(3)의 상단 입구의 상방에 승강 가능하게 구비되는 스토퍼(4)를 포함한다. 이때, 스토퍼(4)는 연결부재(7a)를 매개로 승강유닛(7)과 연결되어, 상기 승강유닛(7)이 승하강함으로써 턴디쉬(1) 내부에서 승강할 수 있다. 여기서, 노즐(3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 용강이 통과하는 내부 공간을 가지는 노즐 본체(31)와, 노즐 본체(31)의 상부에 연결되며 턴디쉬(1) 내의 용강이 노즐 본체(31) 내로 유입되도록 노즐(3)의 입구 역할을 하는 내부 공간을 가지는 노즐 상부(32)로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 종래의 스토퍼(4)는 길이 방향으로 연장 형성되어, 상단이 승강유닛(7)과 연결되는 스토퍼 본체(41), 스토퍼 본체(41)의 하부에 연결되어 용강 토출구(1a) 또는 노즐(3)의 입구를 개폐하는 헤드부(42)를 포함한다.
이러한 스토퍼(4)는 승강유닛(7)에 의해 노즐 상부(32)의 상측에서 상하로 이동하여 상기 스토퍼(4)의 헤드부(42)와 노즐 상부(32) 사이의 간격을 조절함으로써 주형(2)에 공급되는 용강(11)의 공급량을 제어한다.
주형(2)에 용강(11)이 공급되면 상기 주형(2)의 탕면 위치를 레벨 센서(5a)가 검출하고, 레벨 센서(5a)와 연결된 레벨 제어기(5b)가 엑츄에이터(6)를 제어하여, 검출된 주형(2)의 탕면 위치에 따라 승강유닛(7)을 승강시킴으로써 스토퍼(4)의 승강 조절을 통해 상기 주형(2)에 공급되는 용강(11)의 공급량을 제어한다.
한편, 스토퍼(4)를 승하강 운동을 제어하면서 연속적으로 주조 작업을 실시하면, 용강 내에 잔존하는 산화물과 같은 개재물(11a)이 도 2에 도시된 바와 같이, 스토퍼(4)의 헤드부(42)와, 노즐(3) 상단 입구 주변의 내벽 즉, 노즐 상부(32)에 융착되어 성장하는 문제가 발생 된다. 스토퍼(4)의 헤드부(42)와 노즐 상부(32)에 융착 성장된 개재물(11a)은 헤드부(42)와 노즐 상부(32) 사이의 간격을 변화시키는 등 턴디쉬(1)로부터 노즐(3)로 공급되는 용강(11)의 유로를 불균일하게 변화시킨다. 따라서, 주형(2)으로 용강(11)이 원활하게 공급되기 어렵고, 노즐(3)을 통해 주형(2)으로 공급되는 용강(11)의 흐름이 교란되어, 주형(2)에서 탕면 레벨이 불규칙하게 변동됨으로써, 생산되는 주편의 품질 저하 및 생산성 저하를 초래하는 문제점이 있었다. 특히, 노즐(3)의 상단 입구를 개재물(11a)이 완전히 막을 경우 연속주조 공정이 중단될 수도 있다.
이에, 작업자가 헤드부(42)와 노즐 상부(32)에 융착된 개재물(11a)을 파이프나 치구를 이용하여 타격하여 탈락시키거나, 스토퍼(4)를 반복적으로 승강시켜 탈락시킬 수 있으나, 이는 작업자의 작업 부하를 가중시키고 작업자의 부상 및 설비 사고를 초래하는 문제점이 있었다.
그래서, 종래에는 개재물(11a)의 부착을 방지하기 위해, 도 2 및 공개번호 10-20008-0064428호에도 개시된 바와 같이, 스토퍼(4) 내부에 내공부(41a)를 마련하고, 상기 내공부(41a)를 통해 불활성 가스를 취입하는 방법이 적용되고 있지만, 개재물(11a) 부착에 의한 용강 공급 불안정으로 여전히 생산성 향상에 큰 제약을 받고 있는 실정이다.
한국공개특허 제10-2008-0064428호
본 발명은 개재물 부착을 줄일 수 있는 연속주조장치의 스토퍼를 제공한다.
또한, 본 발명은 헤드부 및 노즐 입구 주변에서 용강의 유속이 감소하는 것을 최소화하고, 용강의 유동을 균일하게 하는 연속주조장치의 스토퍼를 제공한다.
본 발명은 턴디쉬의 용강 토출구의 상방에 승강 가능하게 구비되어, 상기 턴디쉬의 하부에서 상기 용강 토출구와 연통되도록 설치된 노즐의 입구를 개폐시키는 연속주조장치의 스토퍼로서, 턴디쉬의 용강 토출구의 상방에 승강 가능하게 구비되어, 상기 턴디쉬의 하부에서 상기 용강 토출구와 연통되도록 설치된 노즐의 입구를 개폐시키는 연속주조장치의 스토퍼로서, 길이 방향으로 연장 형성되며, 길이 방향으로 동일한 외경을 가지는 상부 본체; 상기 상부 본체의 하부에 연결되어, 길이 방향으로 연장되며, 상기 상부 본체의 외경에 비해 작은 외경을 가지는 하부 본체; 상기 상부 본체와 하부 본체 사이를 연결하며, 상기 상부 본체로부터 상기 하부 본체 방향으로 외경이 좁아지도록 형성되어, 외측면이 경사를 가지는 테이퍼부; 및 상기 하부 본체의 하부에 연결되어, 상기 노즐의 입구를 개폐하는 헤드부; 포함한다.
상기 상부 본체 및 하부 본체 각각은 길이 방향으로 동일한 외경을 가지도록 형성된다.
상기 헤드부는 상기 노즐이 위치한 방향으로 갈수록 외경이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 하부 본체의 외경은 상기 노즐의 내경에 비해 큰 것이 바람직하다.
상기 하부 본체의 상단의 외경은 상기 테이퍼부의 하단의 외경에 대응하고, 상기 헤드부 상단의 외경은 상기 하부 본체의 하단의 외경에 대응한다.
본 발명의 실시형태에 따른 스토퍼에 의하면, 헤드부 주변의 용강의 정체 영역의 폭과, 헤드부의 경사면의 길이를 종래에 비해 줄일 수 있다. 따라서, 헤드부 주변, 노즐 상부의 주변 영역에서 용강의 유동 속도가 느려지는 정체 현상을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 노즐로 유입되는 용강의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 스토퍼의 헤드부와 노즐 상부에 개재물이 융착되는 것을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 이에 용강을 노즐로 원활하게 공급할 수 있어, 주편의 품질 저하 및 생산성 저하를 문제점을 최소화할 수 있다.
또한, 작업자가 헤드부 및 노즐 상부에 융착된 개재물을 탈락시키는 작업을 줄일 수 있어, 작업자의 작업 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 연속주조장치를 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 종래의 스토퍼를 설명하기 위한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조장치의 스토퍼를 설명하기 위한 단면도
도 4a는 비교예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도
도 5a는 비교예에 따른 스토퍼 본체 및 헤드부 주변의 용강의 유속을 나타낸 사진도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼에 있어서, 스토퍼 본체 및 헤드부 주변의 용강의 유속을 나타낸 위한 사진
도 6은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼의 헤드부 주위의 위치?별 유속을 비교하기 위한 도면
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조장치의 스토퍼를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속주조장치의 구성 중, 턴디쉬(1), 노즐(3), 몰드(2) 등의 구성은 일반적인 연속주조장치의 구성과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연속주조장치의 스토퍼(400)는 적어도 일부가 턴디쉬(1) 내부에 설치되며, 턴디쉬(1)의 하부에 마련된 용강 토출구(1a)의 상측에 대응 위치하여, 승하강 가능하게 구비됨으로써, 용강 토출구(1a) 또는 노즐(3)의 상단 입구를 개폐한다.
이러한 연속주조장치의 스토퍼(400)는 도 3에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 연장 형성된 스토퍼 본체(410), 스토퍼 본체(410)의 하부에 연결되어, 용강 토출구(1a) 또는 노즐(3)의 상단 입구를 개폐하는 헤드부(420), 스토퍼 본체(410)의 내부에 마련되는 빈공간으로서, 불활성 가스 예컨대, 아르곤(Ar) 가스가 유입되는 내공부(430), 헤드부(420)의 내부에 삽입 설치되며, 포러스(porous)한 기공이 형성된 다공체(440)를 포함한다. 이러한 스토퍼(400)는 그 단면의 형상이 원형인 원기둥 형상일 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 용강 토출구(1a) 또는 노즐 상부(32)의 입구를 개폐할 수 있는 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
스토퍼 본체(410)는 길이 방향으로 연장 형성된 상부 본체(411), 상부 본체(411)의 하부에 연결되어 길이 방향으로 연장 형성되며, 상부 본체(411)의 외경에 비해 작은 외경을 가지도록 형성된 하부 본체(413), 상부 본체(411)와 하부 본체(413) 사이에 위치하며, 외주면이 중심 방향으로 경사진 테이퍼부(412)를 포함한다. 그리고, 내공부(430)는 상부 본체(411), 테이퍼부(412), 하부 본체(413)의 내부에 각기 마련되어, 상호 연통되도록 형성된다.
상부 본체(411)는 길이 방향으로 연장 형성되며, 그 단면이 원형인 원기둥 형상으로서, 턴디쉬(1) 내부에서 용강 토출구(1a)의 상측에 대응 위치한다. 본 발명에 따른 상부 본체(411)는 길이 방향으로 동일한 외경(또는 직경)을 가지며, 도 2에 도시된 종래의 스토퍼 본체(41)의 외경과 동일한 외경을 가질 수 있다. 그리고 상부 본체(411)의 상단은 턴디쉬(1)의 외부로 돌출되어 턴디쉬(1)의 외측에 위치하는 연결부재(7a)를 매개로 승강유닛(7)과 연결된다. 이에, 상부 본체(411)가 승강유닛(7) 및 연결부재(7a)에 의해 턴디쉬(1) 내부에서 승하강함으로써, 스토퍼(400) 전체가 승하강하며, 이에 따라 턴디쉬(1)의 용강 토출구(1a) 및 노즐(3)의 상단 입구가 개폐된다.
스토퍼(400)의 승하강은 종래와 동일하게 수행될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
테이퍼부(412)는 상부 본체(411)와 하부 본체(413) 사이를 연결하도록 설치되며, 외주면이 중심 방향으로 하향 경사지는 경사면을 가진다. 다시 말하면, 테이퍼부(412)의 상단은 상부 본체(411)의 하단과 연결되고, 테이퍼부(412)의 하단은 하부 본체(413)의 상단과 연결되며, 테이퍼부(412)의 상단으로부터 하단으로 갈수록 그 외경이 점차 좁아지도록 형성된다. 따라서, 테이퍼부(412)의 외측면은 길이 방향으로 일정한 기울기를 가지는 평면이다. 이때, 테이퍼부(412)의 상단의 외경은 상부 본체(411)의 하단의 외경에 대응하고, 테이퍼부(412)의 하단의 외경은 하부 본체(413)의 상단의 외경에 대응하도록 제작되는 것이 바람직하다. 여기서 테이퍼부(412)의 상단의 외경이 상부 본체(411)의 하단의 외경에 대응하고, 테이퍼부(412)의 하단의 외경이 하부 본체(413)의 상단의 외경에 대응한다는 의미는, 예컨대, 테이퍼부(412) 상단의 외경이 상부 본체(411) 하단의 외경과 동일하고, 테이퍼부(412) 하단의 외경이 하부 본체(413) 상단의 외경과 동일하다는 의미이다. 이러한 테이퍼부(412)의 경사면에 의해 용강의 유속이 종래에 비해 향상되는데, 이에 대한 설명은 이후, 도 5를 통해 설명한다.
상기에서는 테이퍼부의 외측면이 길이 방향으로 일정한 기울기를 가지는 평면인 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 길이 방향으로 기울기가 변하도록 소정의 곡률을 가지는 곡면일 수 있다. 이때, 테이퍼부의 외측면은 중심 방향으로 오목한 곡면인 것이 바람직하다.
하부 본체(413)는 테이퍼부(412)와 헤드부(420) 사이에 위치하며, 상부 본체(411)에 비해 작은 외경을 가진다. 다시 말하면, 하부 본체(413)의 상단은 테이퍼부(412)의 하단과 연결되며, 하부 본체(413)의 하단은 헤드부(420)의 상단과 연결되고, 길이 방향으로 동일한 외경(또는 직경)을 가지는 형상으로, 하부 본체(413)의 외주면은 테이퍼부(412)와 같이 경사를 가지지 않는 직선 형태이다. 이때, 하부 본체(413)의 외경은 상술한 바와 같이, 상부 본체(411)의 외경에 비해 작으면서, 적어도 노즐 본체(31)의 내경에 비해 크다. 그리고, 하부 본체(413)의 상단의 외경은 테이퍼부(412) 하단의 외경에 대응하고, 하부 본체(413)의 하단의 외경은 헤드부(420)의 상단의 외경에 대응하도록 제작된다. 즉, 하부 본체(413)의 상단의 외경이 테이퍼부(412) 하단의 외경과 동일하고, 하부 본체(413)의 하단의 외경이 헤드부(420)의 상단의 외경과 동일하다.
헤드부(420)는 용강 토출구(1a) 또는 노즐(3)의 입구를 개폐하는 것으로, 하부 본체(413)의 하부에 연결되며 용강 토출구(1a) 또는 노즐 상부(32)가 위치한 방향으로 갈수록 외경이 점차 좁아지도록 형성된다. 이에, 헤드부(420)의 외주면은 중심 방향으로 하향 경사진 직선의 경사면을 가지거나, 곡률을 가지도록 형성된다. 이때, 헤드부(420) 상단의 외경은 하부 본체(413)의 하단의 외경에 대응하도록 제작된다. 즉, 헤드부(420) 상단의 외경이 하부 본체(413)의 하단의 외경과 동일하다.
또한 헤드부(420)의 노즐 상부(32) 내부로 삽입되어 노즐(3)의 입구를 폐쇄할 수 있도록, 헤드부(420)의 적어도 일부 영역의 외경이 노즐 상부(32)의 내경에 비해 크다.
한편, 턴디쉬(1) 내의 용강을 노즐(3)로 주입하기 위해서는 스토퍼(400)를 상승시켜, 스토퍼(400)의 헤드부(420)와 노즐(3)의 상단을 이격시킨다. 이에 따라, 헤드부(420)와 노즐(3)의 상단 사이에 마련된 이격 공간 또는 갭(gap)을 통해 턴디쉬 내의 용강이 노즐(3) 내로 유입된다. 그런데, 용강이 헤드부(420)와 노즐(3) 사이의 이격 공간을 통과하도록 흐를 때, 헤드부(420)의 외주면 및 노즐(3) 상단의 내주면은 용강의 흐름을 방해하는 저항으로 작용한다. 다른 말로 하면, 용강의 흐름이 헤드부(420)의 외주면 및 노즐(3) 상단의 내주면에 의해 그 흐름이 방해되며, 이에 따라 상기 헤드부(420)의 외주면 및 노즐(3) 상단의 내주면 주변의 용강의 유속이 다른 영역에 비해 감소 또는 늦어지는 정체 현상이 발생 된다. 또한, 이러한 용강의 정체 현상은 노즐(3)로 유입되는 용강의 유동을 불균일하게 하는 요인이 되며, 용강의 유속 감소 및 유동의 불균일에 의해 헤드부(420) 및 노즐(3)의 상단부 내주면에 개재물이 융착, 성장된다.
또한, 헤드부(420)가 노즐(3)의 입구를 폐쇄하기 위해서는 헤드부(420)의 하부의 적어도 일부의 외경이 노즐 상부(32)의 적어도 일부 영역의 내경에 비해 크도록 제작된다. 이에 따라 스토퍼(400)의 하강 시에, 헤드부(420)가 노즐 상부(32) 내로 삽입되어, 상기 헤드부(420)의 외주면의 적어도 일부가 노즐 상부(32)의 내벽의 적어도 일부에 걸쳐지도록 체결되어, 노즐(3)의 입구 즉, 노즐 상부(32)가 폐쇄된다. 이로 인해, 노즐 상부(32)의 내주면의 상측에 헤드부(420)의 외주면이 대응 위치하게 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 노즐 상부(32)의 내주면의 적어도 일부와 헤드부(420)의 외주면의 적어도 일부가 상하 방향의 위치에서 중첩되게 되며, 이러한 중첩 영역에서 중첩 영역에서 유속이 다른 영역에 비해 현저하게 감소하는 정체 현상이 발생 된다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 헤드부(42,420)의 상부에 위치하는 스토퍼(4, 400)의 상부의 외주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 1 연장선과, 노즐(3) 내부의 직선 형태의 내주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 2 연장선 사이의 영역이, 노즐(3) 상단의 내주면의 적어도 일부와 헤드부(42, 420)의 외측면의 적어도 일부가 상하 방향의 위치에서 중첩되는 중첩 영역을 "정체 영역"이라 명명한다.(도 4 참조)
본 발명의 실시예에서는 정체 영역의 폭을 종래에 비해 줄이기 위해, 스토퍼 본체(410)를 구성하는데 있어서, 상부 본체(411)의 하부에 상기 상부 본체(411)의 외경에 비해 작은 외경을 가지는 하부 본체(413)를 마련하고, 상기 하부 본체(413)의 하부에 헤드부(420)를 형성한다. 그리고 헤드부(420)의 상단의 외경이 하부 본체(413)의 하단의 외경과 대응하며, 하측으로 갈수록 외경이 감소하도록 제작한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의하면, 정체 영역의 폭(W2)을 종래에 비해 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 용강의 유속이 종래에 비해 향상되는 효과가 있다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼를 비교하여 설명하기 위한 단면도이다. 도 4a는 비교예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5a는 비교예에 따른 스토퍼 본체 및 헤드부 주변의 용강의 유속을 나타낸 사진이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼에 있어서, 스토퍼 본체 및 헤드부 주변의 용강의 유속을 나타낸 위한 사진이다. 도 6은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼의 헤드부 주위의 위치 별 유속을 비교하기 위한 도면이다. 여기서, 도 6a는 비교예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼를 설명하기 위한 단면도이며, 도 6c는 노즐 상부로부터의 위치에서의 위치 별 용강의 유속을 나타낸 그래프이다.
여기서, 비교예에 따른 스토퍼(4)는 도 2에 도시된 종래의 스토퍼(4)로서, 상단부로부터 하단부까지 외경이 동일한 스토퍼 본체(41)와, 스토퍼 본체(41)의 하부에 연결된 헤드부(42)를 포함한다. 또한, 실시예에 따른 스토퍼(400)는 상부 본체(411), 상부 본체(411)의 하부에 연결되며 외주면으로부터 중심 방향으로 하향 경사면을 가지는 테이퍼부(412), 테이퍼부(412)의 하부에 연결되며, 상부 본체(411)의 외경에 비해 작은 외경을 가지도록 형성된 하부 본체(413), 하부 본체(413)의 하부에 연결된 헤드부(420)를 포함한다. 이때, 실시예에 따른 상부 본체(411)의 외경은 비교예에 따른 스토퍼 본체(41)의 외경과 동일하다. 또한, 비교예의 스토퍼(4)의 하측에 위치하는 노즐(3)과 실시예에 따른 스토퍼(400)의 하측에 위치하는 노즐(3)은 동일한 사이즈를 갖는다.
도 4a를 참조하면, 비교예에 따른 스토퍼(4)에 있어서, 헤드부(42)의 상부에 위치하는 스토퍼 본체(41)의 외주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 1 연장선과, 노즐 본체(31)의 내주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 2 연장선 사이의 영역이 정체 영역이다. 또한, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)에 있어서, 헤드부(420)의 상부에 위치하는 하부 본체(413)의 외주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 1 연장선과 노즐 본체(31)의 내주면을 따라 상하 방향으로 연장된 제 2 연장선 사이의 영역이 정체 영역이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 비교예에 따른 스토퍼(4)에 의한 정체 영역의 폭(W1)에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)에 의한 정체 영역의 폭(W2)이 좁다. 이는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)에서는 헤드부(420)의 상부에 상부 본체(411)에 비해 작은 외경을 가지는 하부 본체(413)를 위치시키고, 상기 하부 본체(413)의 하부에 헤드부(420)를 연결함으로써, 실시예에 따른 헤드부(420)의 외측면이 비교예에 따른 헤드부(42)의 외측면에 비해 내측에 위치하기 때문이다. 이에, 노즐 상부(32)의 내주면과 헤드부(420)의 외측면이 상하 방향으로 중첩되는 영역의 폭(W2)이 비교예의 폭(W1)에 비해 작다. 또한, 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 헤드부(420)의 경사면의 길이(L2)가 비교예에 따른 헤드부(42)의 경사면의 길이(L1)에 비해 짧다.
따라서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)의 헤드부(420) 주변의 용강의 유속이 비교예에 따른 헤드부(42) 주변의 용강의 유속에 비해 빠르다. 또한, 도 6을 참조하여 노즐 상부(32)로부터의 헤드부(42, 420) 외주면의 영역별 또는 위치 별 용강의 유속을 살펴보면, 비교예에 비해 실시예의 경우에 용강의 유속이 더 빠르다. 즉, 노즐 상부(32) 면으로부터 상측으로 10mm 내지 55mm 높이의 지점에서, 비교예에 비해 실시예에 따른 헤드부(420) 주변의 용강의 유속이 더 빠르다. 보다 구체적으로 예를 들어 설명하면, 노즐 상부(32) 면으로부터 동일한 높이 예컨대, 25mm 지점(P1), 다른 예로 40mm 지점(P2) 각각에서, 비교예의 경우에 비해 실시예에 따른 스토퍼(400)에서 용강의 유속이 더 빠르다.
이는, 도 4a 및 도 4b에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)의 적용 시에, 비교예에 따른 스토퍼(4)에 비해 정체 영역이 축소되기 때문이다. 그리고 정체 영역이 축소되면, 그만큼 용강의 흐름에 대한 저항 면적이 줄어드는 것이므로, 헤드부(420) 주변의 용강의 유속이 빨라지고, 이에 따라 노즐(3)로 유입되는 용강의 유동이 비교예에 비해 균일해 지는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 의하면, 헤드부(420)의 경사면의 길이(L2)가 비교예에 따른 헤드부(42)의 경사면의 길이(L1)에 비해 짧아짐으로써, 비교예에 비해 용강의 직류 흐름이 증가하며, 이에 따라 용강의 유속이 빨라진다.
또한, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)의 경우, 경사면을 가지는 테이퍼부(412)에 의해 용강의 유속이 빨라지는 효과가 있다. 즉, 도 5b에서 본 발명의 스토퍼(400)에서 테이퍼부(412) 및 하부 본체(413) 주위 영역(도 5b 점선 표시)의 유속과, 도 5a에서 이와 대응하는 위치에서의 스토퍼 본체(41)의 주위 영역(도 5a 점선 표시)의 유속을 비교하면, 본 발명에서의 유속이 더 빠름을 알 수 있다. 이는 결과적으로 헤드부(420)와 노즐 상부(32) 사이의 이격 공간으로 노즐이 통과하는 유속이 상승되는 효과를 가져온다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(400)에 의하면, 헤드부(420) 주변의 용강의 정체 영역의 폭(W2)과, 헤드부(420)의 경사면의 길이(L2)를 종래에 비해 줄일 수 있다. 따라서, 헤드부(420) 주변, 노즐 상부(32)의 주변 영역에서 용강의 유동 속도가 느려지는 정체 현상을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 노즐(3)로 유입되는 용강의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 스토퍼(400)의 헤드부(420)와 노즐 상부(32)에 개재물이 융착되는 것을 종래에 비해 줄일 수 있으며, 이에 용강을 노즐(3)로 원활하게 공급할 수 있어, 주편의 품질 저하 및 생산성 저하를 문제점을 최소화할 수 있다.
또한, 작업자가 헤드부(420) 및 노즐 상부(32)에 융착된 개재물을 탈락시키는 작업을 줄일 수 있어, 작업자의 작업 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.
400: 스토퍼 410: 스토퍼 본체
411: 상부 본체 412: 테이퍼부
413: 하부 본체 420: 헤드부

Claims (6)

  1. 턴디쉬의 용강 토출구의 상방에 승강 가능하게 구비되어, 상기 턴디쉬의 하부에서 상기 용강 토출구와 연통되도록 설치된 노즐의 입구를 개폐시키는 연속주조장치의 스토퍼로서,
    길이 방향으로 연장 형성되며, 길이 방향으로 동일한 외경을 가지는 상부 본체;
    상기 상부 본체의 하부에 연결되어, 길이 방향으로 연장 형성되며, 상기 상부 본체의 외경에 비해 작은 외경을 가지는 하부 본체;
    상기 상부 본체와 하부 본체 사이를 연결하며, 상기 상부 본체로부터 상기 하부 본체 방향으로 외경이 좁아지도록 형성되어, 외측면이 경사를 가지는 테이퍼부; 및
    상기 하부 본체의 하부에 연결되어, 상기 노즐의 입구를 개폐하는 헤드부;
    를 포함하는 연속주조장치의 스토퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 테이퍼부의 외측면은 길이 방향으로 일정한 기울기를 가지는 평면이거나, 곡률을 가지는 곡면인 연속주조장치의 스토퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 본체는 길이 방향으로 동일한 외경을 가지도록 형성된 연속주조장치의 스토퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 노즐이 위치한 방향으로 갈수록 외경이 좁아지도록 형성된 연속주조장치의 스토퍼.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 하부 본체의 외경은 상기 노즐의 내경에 비해 큰 연속주조장치의 스토퍼.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부 본체의 상단의 외경은 상기 테이퍼부의 하단의 외경에 대응하고, 상기 헤드부 상단의 외경은 상기 하부 본체의 하단의 외경에 대응하는 연속주조장치의 스토퍼.

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CN108176842A (zh) * 2018-03-05 2018-06-19 北京利尔高温材料股份有限公司 一种连铸控流用整体塞棒

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