KR20150041953A

KR20150041953A - 스토퍼

Info

Publication number: KR20150041953A
Application number: KR20130120555A
Authority: KR
Inventors: 김용현; 배극남
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-20

Abstract

본 발명은 몸체부와 헤드부와 중공부와 노즐부를 포함하고, 상기 몸체부는 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 헤드부는 상기 몸체부의 하단부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 중공부는 상기 몸체부와 헤드부의 내측에서 상기 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 노즐부는 상기 중공부의 하부에서 상기 중공부의 외측으로 하향 경사지게 형성되어 기체를 분사하고, 상기 노즐부는 복수개 형성되며 상기 노즐부들을 통과하여 분사되는 상기 기체가 회전력을 같도록 곡선 형상으로 형성되어 분사되는 상기 기체가 상기 헤드부의 외주면을 균일하게 커버 가능한 스토퍼로서, 용강을 처리하는 용기에 승하강 가능하도록 마련되어, 용강 토출구를 개폐시키는 과정에서 상기 기체를 상기 헤드부의 외주면에 균일하게 분사하여 상기 헤드부의 외주면에 개재물이 부착되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있는 스토퍼가 제시된다.

Description

스토퍼{Stopper}

본 발명은 스토퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강을 처리하는 용기에 마련되어 용기의 토출구를 개폐시키는 과정에서 개재물의 부착을 억제할 수 있는 스토퍼에 관한 것이다.

연속주조 설비는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 주편을 생산하는 설비이다. 일반적인 연속주조 설비는 정련된 용강을 임시 저장하는 턴디시(tundish), 턴디시로부터 용강을 공급받아 주편 형상으로 응고시키는 몰드(mold) 및 일련의 성형 작업을 수행하여 주편을 제조하는 스트랜드(strand)를 포함한다. 이러한 연속주조 설비를 이용하여 다음과 같이 연속주조 조업을 수행한다. 정련이 완료된 용강을 턴디시에 공급하고, 이를 다시 몰드에 공급하여 용강을 주편 형상으로 응고시킨다. 몰드 내에서 반 응고되는 주편은 스트랜드에 의하여 연속적으로 몰드의 하측으로 인발되어 슬래브 등의 반제품으로 제조된다.

여기서, 연속주조 설비의 턴디시는 래들(ladle)의 용강을 받아서, 몰드(mold)로 공급하는 장치이다. 턴디시는 용강 흐름 조절, 용강 온도 관리, 개재물의 부상 분리, 용강 재산화 방지, 슬래그(slag) 안정화, 그리고 스트랜드(strand)로 용강을 분배하는 역할을 한다. 이때, 턴디시에는 용강의 흐름 조절, 상세하게는 용강의 출강 과정에서 몰드 내의 용강 레벨을 목적하는 레벨로 조절하기 위하여 스토퍼가 구비된다. 스토퍼는 턴디시의 용강 토출구의 상측에 승하강 가능하도록 마련되며, 턴디시는 스토퍼를 승하강시켜 스토퍼의 헤드부와 용강 토출구 사이의 간격을 조절함으로써 몰드로 공급되는 용강의 출강량을 조절한다.

한편, 스토퍼의 승하강을 제어하며 연속적으로 조업을 실시하는 과정에서 용강 내에 잔존하는 개재물이 스토퍼의 헤드부에 융착되어 성장하는 문제가 발생된다. 스토퍼의 헤드부에 형성되는 개재물은 스토퍼의 헤드부와 용강 토출구 사이의 간격을 변화시키는 등 턴디시 내부로부터 용강 토출구로 공급되는 용강의 유로를 불균일하게 변화시킨다. 이로 인해, 턴디시 내부로부터 용강 토출구를 거쳐 몰드로 공급되는 용강의 흐름이 교란되어, 몰드 내에서의 탕면 레벨이 불규칙하게 변동되고, 이에 생산되는 주편의 품질이 저하되며, 따라서 조업 생산성이 저하된다. 특히. 헤드부에 융착되는 개재물에 의해 스토퍼의 위치가 지속 상승되어 턴디시의 출강량을 조절 가능한 범위를 벗어나는 경우 조업이 중단될 수 있다.

이를 방지하기 위하여 종래에는 스토퍼의 내부에 관통 세공을 마련하고, 관통 세공에 불활성 가스를 지속 취입하는 방법이 적용되었다. 하지만, Al 탈산으로 인하여 용강 내 알루미나 개재물이 많은 강종에서는 불활성 가스의 취입에도 불구하고 여전히 헤드부에 개재물이 다량 융착되고 있는 실정이고, 이로인한 용강의 공급 불안정으로 조업 안정성 및 생산성 향상에 제약을 받고 있는 실정이다.

JP

1994-073724

B2

본 발명은 개재물의 부착을 억제 혹은 방지할 수 있는 스토퍼를 제공한다.

본 발명은 조업의 안정성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 스토퍼를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 스토퍼는 용강을 처리하는 용기에 승하강 가능하도록 마련되어 용강 토출구를 개폐시키는 스토퍼로서, 길이방향으로 연장 형성되는 몸체부; 상기 몸체부의 하단부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되는 헤드부; 상기 몸체부와 헤드부의 내측에서 상기 길이방향으로 연장 형성되는 중공부; 및 상기 중공부의 하부에서 상기 중공부의 외측으로 하향 경사지게 연장 형성되어 기체를 분사하는 복수개의 노즐부; 를 포함하고, 상기 노즐부들은 상기 노즐부들을 통과하여 분사되는 상기 기체가 회전력을 갖도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다.

상기 노즐부들은 상기 몸체부의 길이방향 중심축을 중심으로 대칭하도록 방사형으로 배치되고, 상기 노즐부들의 분사구는 상기 헤드부의 외주면 상에 노출될 수 있다.

상기 노즐부의 분사구를 통과하여 분사되는 상기 기체는 상기 헤드부의 길이방향 중심축에 교차하는 수평단면 상에서 상기 분사구에 접하는 접선으로부터 수평방향으로 10° 내지 30°의 범위의 수평방향분사각을 갖도록 분사방향이 형성될 수 있다.

상기 노즐부는 상기 노즐부를 통과하여 분사되는 상기 기체가 상기 헤드부의 길이방향 중심축에 나란한 수직단면 상에서 상기 중심축에 직교하는 수평선으로부터 수직방향으로 30° 내지 40°의 범위의 수직방향분사각을 갖도록 하향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 노즐부는 상기 노즐부의 양단부를 연결하는 직선의 길이를 L이라 할 때, 상기 노즐부와 상기 노즐부의 양단부를 연결하는 직선 사이의 최대 이격지점에서의 이격거리가 0.3L 내지 0.4L의 범위를 갖는 곡선 형상으로 형성될 수 있다.

상기 분사구는 상기 헤드부의 하단부로부터 상측으로 50㎜ 내지 70㎜의 높이에 형성될 수 있다.

상기 몸체부는 상기 용강 토출구의 상측에서 상기 용강 토출구를 향하여 배치되고, 상기 용강 토출구의 중심위치에 상기 몸체부의 길이방향 중심축이 정렬될 수 있다.

상기 몸체부는 외경이 상기 용강 토출구의 내경보다 크게 형성되고, 상기 헤드부는 외경이 상기 용강 토출구를 향하는 방향으로 점진적으로 작아지며, 상기 몸체부와 헤드부의 외주면은 나란하게 이어질 수 있다.

상기 용기는 연속주조 설비에서 사용되는 턴디시를 포함하고, 상기 기체는 아르곤 가스를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 용강을 처리하는 용기에 장착되어 용강 토출구를 개폐하는 과정에서, 헤드부에 개재물이 부착되는 것을 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있는 스토퍼를 얻을 수 있다.

이로부터, 용강의 출강량 조절을 안정적으로 실시할 수 있고, 스토퍼가 적용되는 각종 조업의 안정성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 연속주조 설비에 적용되는 경우, 스토퍼는 턴디시에 승하강 가능하도록 마련되어 턴디시의 용강 출강량을 제어한다. 이때, 장착된 스토퍼에는 곡선 형상으로 형성되는 노즐부가 마련되고, 노즐부를 통하여 분사되는 기체는 회전력을 가질 수 있다. 이에, 분사되는 기체는 스토퍼 헤드부의 외주면을 균일하게 커버할 수 있고, 이로인해 헤드부의 외주면에 개재물이 부착되는 것을 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있다.

따라서, 턴디시의 용강 출강량 조절을 안정적으로 실시할 수 있고, 이에 연속주조 설비의 조업 안정성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼 및 이를 구비하는 연속주조 설비의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 모식도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼를 종래와 비교한 모식도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

스토퍼는 용강을 수강하는 제1 용기에 장착되어 제1 용기에 수강된 용강을 제2 용기로 출강시키는 과정에서 용강의 출강량을 제어하는 장치이다. 본 실시 예에서는 스토퍼가 적용되는 설비로서 연속주조 설비를 예시한다. 이때, 스토퍼가 장착되는 제1 용기는 래들(ladle)로부터 정련된 용강을 공급받아 이를 임시 저장하는 턴디시(tundish)일 수 있고, 제2 용기는 턴디시로부터 용강을 공급받아 이를 주편 형상으로 응고시키는 몰드(mold)일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼 및 이를 구비하는 연속주조 설비를 도시한 개략도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 개략도 이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 모식도 이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼를 종래와 비교한 모식도 이다. 여기서, 도 2(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 수직단면을 확대 도시한 개략도 이고, 도 2(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 A-A'의 위치에서의 수평단면을 확대 도시한 개략도 이며, 도 2(c)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 중공부와 노즐부의 형상을 입체적으로 도시한 개략도 이다. 또한, 도 3(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 수직단면 상에서 기체의 분사방향의 수직방향 성분을 도시한 모식도 이고, 도 3(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 수평단면 상에서 기체의 분사방향의 수평방향 성분을 도시한 모식도 이다. 또한, 도 4(a)는 비교 예에 따른 스토퍼의 분사구를 통하여 분사되는 기체를 입체적으로 도시한 모식도 이며, 도 4(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼의 분사구를 통하여 분사되는 기체를 입체적으로 도시한 모식도 이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)가 적용되는 연속주조 설비를 설명한다.

연속주조 설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 정련된 용강(M)을 공급받아 임시 저장하는 턴디시(10), 턴디시(10)의 하측에 마련되어 턴디시(10)로부터 출강되는 용강(M)을 주편 형상으로 응고시키는 몰드(20) 및 일련의 성형 작업을 수행하여 주편을 형성하도록 몰드의 하측에 마련되는 스트랜드(strand)(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 턴디시(10)에는 턴디시(10) 내의 용강(M)을 몰드(20)로 출강시키도록 턴디시(10)의 바닥부를 상하방향으로 관통하여 용강 토출구(30)가 마련될 수 있고, 턴디시(10)의 하측에서 용강 토출구(30)를 상하방향으로 관통하여 침지노즐(40)이 장착될 수 있다.

상술한 턴디시(10), 몰드(20), 스트랜드(미도시) 및 침지노즐(40)은 연속주조 설비에 적용되는 일반적인 구성일 수 있고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 특정 구성으로 제한할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)를 설명한다.

스토퍼(100)는 적어도 일부가 턴디시(10)의 내부에 설치되며, 턴디시(10)의 하부에 마련된 용강 토출구(30)의 상측에 대응 위치하고, 용강 토출구(30)를 개폐시키도록 승하강 가능하게 구비된다.

이러한 스토퍼(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 용강(M)을 처리하는 용기 예컨대 턴디시(10)에 승하강 가능하도록 마련되어 용강 토출구(30)를 개폐시키는 스토퍼(100)로서, 길이방향 예컨대 z축 방향으로 연장 형성되는 몸체부(110), 몸체부(110)의 하단부에서 길이방향으로 연장 형성되는 헤드부(120), 몸체부(110)와 헤드부(120)의 내측에서 길이방향으로 연장 형성되는 중공부(130) 및 중공부(130)의 하부에서 중공부(130)의 외측으로 하향 경사지게 연장 형성되어 기체(g) 예컨대 아르곤 가스를 분사하는 복수개의 노즐부(140)를 포함하고, 노즐부(140)들은 노즐부(140)들을 통과하여 분사되는 기체(g)가 회전력을 갖도록 곡선 형상으로 형성된다. 이러한 스토퍼(100)는 그 단면의 형상이 원형인 원통체 형상일 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 스토퍼(100)의 형상은 용강 토출구(30)를 개폐할 수 있는 다양한 형상으로 변경될 수 있다.

몸체부(110)는 길이방향으로 연장 형성되며, 그 단면이 원형인 원통체 형상일 수 있고, 그 외경이 용강 토출구(30)의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 몸체부(110)는 용강 토출구(30)의 상측에서 용강 토출구(30)를 향하여 배치되어 용강 토출구(30)의 중심위치에 몸체부(110)의 길이방향 중심축이 정렬될 수 있다. 또한, 몸체부(110)의 상단부는 턴디시(10)의 상측 외부로 돌출되어 턴디시(10)의 외측에 마련된 승하강 유닛(미도시)과 연결된다. 이에, 몸체부(110)는 승하강 유닛(미도시)에 의해 승하강 될 수 있고, 이에 따라, 스토퍼(100) 전체가 승하강하며 스토퍼(100)의 하단부에 마련된 헤드부(120)가 용강 토출구(30)에 밀착 또는 분리되어 용강 토출구(30)를 개폐시킨다. 이러한 스토퍼(100)의 승하강 동작은 종래와 동일하게 수행될 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

헤드부(120)는 몸체부(110)의 승하강에 의해 그 외주면이 용강 토출구(30)에 밀착 혹은 분리되며 용강 토출구(30)를 개폐하는 역할을 한다. 헤드부(120)는 몸체부(110)의 하단부에 연결되며, 그 외경이 용강 토출구(30)를 향하는 방향으로 점진적으로 작아지도록 형성될 수 있다. 이에, 헤드부(120)의 외주면은 중심 방향으로 하향 경사진 직선의 경사면을 가지거나, 혹은 소정 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 헤드부(120)는 용강 토출구(30)에 밀착하여 용강 토출구(30)를 개폐시키도록, 헤드부(120)의 상부 소정 영역의 외경이 용강 토출구(30)의 내경보다 크고, 나머지의 외경이 용강 토출구(30)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

상술한 몸체부(110)의 하단부와 헤드부(120)의 상단부는 각각의 외경이 서로 대응하도록 제작되며, 몸체부(110)와 헤드부(120)의 외주면은 나란하게 이어지도록 형성될 수 있다. 이에 몸체부(110)와 헤드부(120)가 연결된 영역 부근에서 용강의 흐름이 원활하게 형성될 수 있다.

한편, 스토퍼(100)를 사용하여 용강(M)의 출강량을 제어하는 방법은 다음과 같다. 턴디시(10) 내의 용강(M)을 용강 토출구(30)로 출강시키기 위해서 스토퍼(100)를 소정 높이 상승시켜, 스토퍼(100)의 헤드부(120)를 용강 토출구(30)로부터 이격시킨다. 이에 따라, 헤드부(120)와 용강 토출구(30) 사이에 마련되는 이격 공간을 통하여 턴디시(10) 내의 용강이 용강 토출구(30) 내로 유입될 수 있다. 이때, 몰드(30) 내의 용강 레벨(level)을 목적하는 레벨로 제어하기 위해, 스토퍼(100)를 승하강시켜 용강(M)이 유입되는 경로인 헤드부(120)와 용강 토출구(30) 사이의 이격 공간의 크기를 제어한다. 이에, 이격 공간을 통하여 용강 토출구(30)로 유입되는 용강(M)의 출강량이 목적하는 출강량으로 조절될 수 있다.

그런데, 용강(M)이 헤드부(120)와 용강 토출구(30) 사이의 이격 공간을 통과하여 흐를 때, 헤드부(120)의 외주면은 용강의 흐름을 방해하는 저항으로 작용한다. 이에, 용강(M)의 흐름은 헤드부(120)의 외주면에 의해 방해되며, 이로 인해 헤드부(120)의 외주면과 그 주변의 영역에서 유동하는 용강(M)은 나머지 영역에서 유동하는 용강(M)에 비해 그 유동 속도가 감소되며, 정체 현상이 발생된다. 또한, 이러한 정체 현상은 용강 토출구(30)로 유입되는 용강(M)의 유동을 불균일하게 하는 요인이 되며, 상술한 바에 의해 헤드부(120)의 외주면에는 개재물이 융착 형성된다. 헤드부(120)의 외주면에 융착되는 개재물은 헤드부(120)와 용강 토출구(30) 사이에 마련되는 이격 공간을 목적하는 크기로 제어하는 것을 방해하는 요인으로 작용하며, 이에 조업 중 몰드(20) 내부의 용강 레벨을 제어하는 데 어려움이 발생한다. 이러한 용강(M)의 공급 불안정으로 조업의 안정성 및 생산성 향상에 제약을 받는다.

이러한 개재물의 융착을 억제 혹은 방지하기 위해 다음과 같은 방법이 적용된다. 스토퍼(100)에 중공부(130)와 이에 연통하는 노즐부(140)를 마련하고, 노즐부(140)에 기체(g) 예컨대 아르곤 가스를 지속 취입하여 이를 헤드부(120)의 외주면 근방에 분사, 개재물이 융착되는 것을 억제하는 방법이 적용된다. 이에, 본 실시 예에서는 스토퍼(100)를 구성하는데 있어서, 몸체부(110)와 헤드부(120)의 내측에서 길이방향으로 연장 형성되는 중공부(130) 및 중공부(130)의 하부에서 중공부(130)의 외측으로 하향 경사지게 연장 형성되어 기체(g) 예컨대 아르곤 가스를 포함하는 불활성 기체를 분사하는 복수개의 노즐부(140)를 마련한다. 특히, 본 실시 예에 따른 노즐부(140)들은 노즐부(140)들을 통과하여 분사되는 기체(g)가 회전력을 갖도록 곡선 형상으로 형성된다. 이에, 분사되는 기체(g)는 회전력에 의해 헤드부(130)의 외주면을 종래보다 균일하게 감싸도록 그 분사영역이 유도되어, 기체(g)의 분사영역을 종래보다 넓게 형성할 수 있다. 따라서, 기체(g)는 헤드부(130)의 외주면을 효과적으로 보호할 수 있으며, 이로 인해 헤드부(120)는 그 외주면에 개재물이 부착되는 현상이 종래보다 억제 혹은 방지되는 효과가 있다. 이를 하기에서 상세히 설명한다.

이하, 도2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 중공부(130)와 노즐부(140)를 설명한다.

중공부(130)는 스토퍼(100)의 내부에 마련되는 빈 공간으로서, 기체(g) 즉 불활성 기체인 아르곤 가스가 유입되는 경로이다. 중공부(130)는 몸체부(110)와 헤드부(120)에 각각 마련되어 상호 연통되도록 형성된다.

노즐부(140)들은 스토퍼(100)를 승하강시켜 턴디시(10)의 용강 출강량을 조절하는 과정에서, 헤드부(120)의 외주면 근방에 기체(g)를 분사하는 역할을 한다. 상세하게는 노즐부(140)들은 헤드부(120)의 외주면 상에 기체(g)의 분사영역이 균일하게 형성되도록 유도하여, 헤드부(120)의 외주면에 개재물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 노즐부(140)는 기체(g)가 통과하는 내부공간을 가지는 관의 형상으로 형성되고, 양 단부에는 중공부(130)에 연결되어 기체(g)가 유입되는 유입구(141)와 헤드부(120)의 외주면 상에 노출되어 기체가 분사되는 분사구(142)가 각각 마련된다. 이러한 노즐부(140)들은 헤드부(120)의 내부에서 중공부(130)의 하부에 연결되어 중공부(130)와 상호 연통된다. 또한, 노즐부(140)들은 몸체부(110)와 헤드부(120)의 길이방향 중심축을 중심으로 대칭하도록 방사형으로 배치되며, 중공부(130)로부터 공급되는 기체(g)가 외부로 분사될 수 있도록 노즐부(140)들의 분사구(142)는 헤드부(120)의 외주면 상에 노출된다.

이때, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 분사구(142)들은 헤드부(120)의 외주면 상에서 개재물의 부착이 집중적으로 이루어지는 소정 영역에 위치하도록 그 위치가 형성될 수 있다. 이에, 분사구(142)들은 개재물의 부착이 집중적으로 이루어지는 헤드부(120)의 외주면 상의 소정 영역에 기체(g)를 집중적으로 분사할 수 있다. 본 실시 예에서는 헤드부(120)의 하단부로부터 상측으로 제1 높이(h1) 예컨대 50㎜ 내지 제2 높이(h2) 예컨대 70㎜의 높이 사이에 형성되는 분사구(142)를 예시한다.

또한, 각각의 노즐부(140)는 중공부(130)의 외측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 상세하게는, 노즐부(140)는 노즐부(140)를 통과하여 분사되는 기체(g)가 헤드부(120)의 길이방향 중심축에 나란한 수직단면 상에서 중심축에 직교하는 수평선으로부터 수직방향으로 30° 내지 40°의 범위의 수직방향분사각(θ1)을 갖도록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 여기서 수직방향분사각(θ1)이란, 분사구(142)를 통과하여 분사되는 기체(g)의 분사방향 중 수직 방향의 성분이 중심축에 직교하는 수평선과 이루는 각을 의미한다.

또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐부(140)는 노즐부(140)와 나란하게 형성된 임의의 수평면(미도시) 상에서 소정 곡률을 가지도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 상세하게는, 노즐부(140)는 노즐부(140)의 양단부를 연결하는 직선의 길이를 L1이라 할 때, 노즐부(140)와 노즐부(140)의 양단부를 연결하는 직선 사이의 최대 이격지점에서의 이격거리(L2)가 0.3L 내지 0.4L의 범위를 갖는 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 노즐부(140)의 분사구(142)를 통과하여 분사되는 기체(g)는 헤드부(120)의 길이방향 중심축에 교차하는 수평단면 상에서 형성되는 분사구(142)에 접하는 접선으로부터 수평방향으로 10° 내지 30°의 범위의 수평방향분사각(θ2)을 갖도록 분사방향이 형성될 수 있다. 여기서, 수평방향분사각(θ2)이란, 분사구(142)를 통과하여 분사되는 기체(g)의 분사방향 중 수평 방향의 성분이 중심축에 직교하는 수평면 상에 형성되는 분사구(142)의 접선과 이루는 각을 의미한다.

또한, 노즐부(140)들은 복수개 마련되며, 본 실시 예에서는 여섯 개의 노즐부(140)가 마련되는 스토퍼(100)를 예시한다. 하지만 이에 한정되지 않고, 노즐부(140)들은 조업 환경 예컨대 턴디시(10)의 내부 용적, 용강 토출구(30)의 크기 및 용강 토출구(30) 부근에서의 용강(M)의 흐름에 대응하여 그 개수가 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 형성되는 노즐부(140)들의 형상에 의해 노즐부(140)의 내부에서 유동하는 기체(g)가 노즐부(140)의 분사구(142)를 통하여 분사될 때, 회전력을 가질 수 있다. 여기서 회전력은 분사구(142)로부터 분사되는 기체(g)의 분사방향의 수직방향 성분과 수평방향 성분에 의해 발생하는 회전력을 의미한다. 이에, 분사된 기체(g)는 헤드부(120)의 외주면을 종래보다 균일하게 커버할 수 있고, 이로 인해 헤드부(120)의 외주면에 개재물이 부착되는 현상이 종래보다 억제되거나 혹은 방지되는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)를 종래와 비교하여 설명하기 위한 모식도 이다. 이때, 본 실시 예에 따른 스토퍼(100)를 종래와 비교하기 용이하도록 종래의 노즐(50)의 모식도를 도 4(a)에 비교 예로서 도시하였다. 즉, 도 4(a)에는 비교 예에 따른 스토퍼(50)의 운용 상태를 도시하였고, 도 4(b)에는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)의 운용 상태를 도시하였다.

이하, 도 4을 참조하여, 비교 예에 따른 스토퍼(50)와 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)의 운용 상태를 비교하여 설명한다. 여기서 비교 예에 따른 스토퍼(50)는 종래의 스토퍼로서, 노즐부(53)가 직선 형상으로 형성되는 스토퍼(50)를 예시한다.

도 4(a)를 참조하면, 비교 예에 따른 스토퍼(50)는 노즐부(53)의 형상에 의해 노즐부(53)로부터 분사되는 기체(g)의 분사영역이 노즐부(53)의 분사구에서 하측을 향하여 형성되며, 부채꼴 형상으로 좌우로 퍼진다. 이에 스토퍼(50)의 헤드부(52)의 외주면 중 일부 영역에는 기체(g)가 분사되지 않으며, 기체(g)가 분사되지 않는 영역에 개재물이 쉽게 부착될 수 있다. 한편, 도 4(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)는 노즐부(140)의 형상에 의해 노즐부(140)로부터 분사되는 기체(g)는 상술한 회전력에 의해 기체(g)의 분사영역은 헤드부(120)의 외주면을 균일하게 감싸도록 그 방향 및 분사영역의 면적이 형성된다. 이에 분사영역은 종래보다 균일하게 헤드부(120)의 외주면을 감싸 형성되고, 이에 개재물의 부착이 효과적으로 억제 혹은 방지될 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 연속주조 설비의 턴디시의 경우가 예시되었으나, 이외의 각종 용강을 처리하는 다양한 설비의 용강 출강에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명이 해당하는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 턴디시 20: 몰드
30: 용강 토출구 100: 스토퍼
130: 중공부 140: 노즐부

Claims

용강을 처리하는 용기에 승하강 가능하도록 마련되어 용강 토출구를 개폐시키는 스토퍼로서,
길이방향으로 연장 형성되는 몸체부;
상기 몸체부의 하단부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되는 헤드부;
상기 몸체부와 헤드부의 내측에서 상기 길이방향으로 연장 형성되는 중공부; 및
상기 중공부의 하부에서 상기 중공부의 외측으로 하향 경사지게 연장 형성되어 기체를 분사하는 복수개의 노즐부;
를 포함하고,
상기 노즐부들은 상기 노즐부들을 통과하여 분사되는 상기 기체가 회전력을 갖도록 곡선 형상으로 형성되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐부들은 상기 몸체부의 길이방향 중심축을 중심으로 대칭하도록 방사형으로 배치되고,
상기 노즐부들의 분사구는 상기 헤드부의 외주면 상에 노출되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐부의 분사구를 통과하여 분사되는 상기 기체는 상기 헤드부의 길이방향 중심축에 교차하는 수평단면 상에서 상기 분사구에 접하는 접선으로부터 수평방향으로 10° 내지 30°의 범위의 수평방향분사각을 갖도록 분사방향이 형성되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐부는 상기 노즐부를 통과하여 분사되는 상기 기체가 상기 헤드부의 길이방향 중심축에 나란한 수직단면 상에서 상기 중심축에 직교하는 수평선으로부터 수직방향으로 30° 내지 40°의 범위의 수직방향분사각을 갖도록 하향 경사지게 형성되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐부는 상기 노즐부의 양단부를 연결하는 직선의 길이를 L이라 할 때, 상기 노즐부와 상기 노즐부의 양단부를 연결하는 직선 사이의 최대 이격지점에서의 이격거리가 0.3L 내지 0.4L의 범위를 갖는 곡선 형상으로 형성되는 스토퍼.
청구항 2에 있어서,
상기 분사구는 상기 헤드부의 하단부로부터 상측으로 50㎜ 내지 70㎜의 높이에 형성되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체부는 상기 용강 토출구의 상측에서 상기 용강 토출구를 향하여 배치되고, 상기 용강 토출구의 중심위치에 상기 몸체부의 길이방향 중심축이 정렬되는 스토퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체부는 외경이 상기 용강 토출구의 내경보다 크게 형성되고,
상기 헤드부는 외경이 상기 용강 토출구를 향하는 방향으로 점진적으로 작아지며,
상기 몸체부와 헤드부의 외주면은 나란하게 이어지는 스토퍼.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기는 연속주조 설비에서 사용되는 턴디시를 포함하고,
상기 기체는 아르곤 가스를 포함하는 스토퍼.