KR20190084328A - 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1) 에 관한 것으로서, 상기 어셈블리 (1) 는 턴디쉬 (3), 상기 턴디쉬 (3) 로부터 용융 금속의 탭핑을 제공하도록 구성된 침지 노즐 (submerged entry nozzle; SEN) (5), 및 상기 SEN (5) 주위에 배열된 전자기 교반기 (7) 를 포함하고, 상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 SEN (5) 에서 회전 전자기장을 발생시키기 위하여 코일들이 제공된 폐쇄되고 일체형인 SEN 을 둘러싸고 있는 부분을 갖고, 상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 상기 SEN (5) 이 연장되는 원주 방향으로 폐쇄되고 일체형인 환형 통로를 제공하고, 상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 턴디쉬 (3) 및 상기 SEN (5) 에 대해 움직이지 않게 장착된다.
Description
본 개시는 일반적으로 금속 제조, 특히 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리에 관한 것이다.
침지 노즐들 (Submerged Entry Nozzles; SEN) 은 슬래브 캐스터 몰드에서 유동 패턴을 제어하기 위해 사용되고, 결과적으로 슬래브 및 최종 제품 품질을 위해 사용된다. SEN 내부 벽에 형성되는 산화물들로 인한 노즐 막힘을 회피하고, 그리고 몰드에서 유동 패턴을 제어하기 위하여 SEN 내로 아르곤 가스를 퍼징하는 것이 일반적이다.
제품 품질에 대한 요구가 높아짐에 따라, 종래의 SEN들에 대한 몇 가지 문제점들이 확인되었고, 그리고 와류 유동 노즐 (swirling flow nozzle) 은 몰드에서 유동을 향상시켜 제품 품질을 향상시키는데 하나의 효과적인 조치로서 고려되었다.
턴디쉬 노즐을 통하여 유동하는 용융 금속의 전자기 교반은 지난 20 년 동안 개발중이였다. 상기 노즐 주위에 배열된 전자기 교반기의 원리는 상기 노즐에서 회전 자기장을 발생시키는 것이다. 이에 따라, 노즐을 통하여 유동하는 용융 금속에서 맴돌이 전류들이 유도된다. 이것은 SEN 에서 수평으로 용융 금속을 회전시키는 전자기력을 발생시킨다.
CN 100357049C 는 전자기 와류 노즐을 개시한다. 전자기 와류 수단은 상기 노즐 주위의 이동 메카니즘에 제공되고, 상기 이동 메카니즘은 주조 위치로부터 이동 가능하다.
강 제조 프로세스와 같은 금속 제조 프로세스에 존재하는 열악한 환경 때문에, 이동 부분들은 일반적으로 고정된 구조물들 보다 고장 위험이 더 높다. CN 100357049C 에 제공된 전자기 와류 수단은 일반적으로 약 6 번째 가열 후 마다 주조 위치로부터 멀리 이동되어야 하는데, 그 이유는 이때 노즐이 마모로 인해 교체되어야 하기 때문이다. 이것은 일반적으로 임의의 금속 제조 프로세스에 적용된다. 따라서, 이동 가능한 메카니즘은 몇 번의 가열 후에 수직으로 상하로 이동되어야 한다. 이동 가능한 메카니즘이 고장난 경우에, 주조를 위한 전체 어셈블리는 이동 가능한 메카니즘을 수리하는데 필요한 수리 시간 (downtime) 만큼 영향을 받게 될 것이다.
상기와 관련하여, 본 개시의 목적은 선행 기술의 문제점들을 해결하거나 적어도 완화시키는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리를 제공하는 것이다.
따라서, 턴디쉬, 상기 턴디쉬로부터 용융 금속의 탭핑을 제공하도록 구성된 침지 노즐 (SEN), 및 상기 SEN 주위에 배열되도록 구성된 전자기 교반기를 포함하는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리가 제공되고, 상기 전자기 교반기는 상기 SEN 에서 회전 전자기장을 발생시키기 위하여 코일들이 제공된 폐쇄되고 일체형인 SEN 을 둘러싸고 있는 부분을 갖고, 상기 전자기 교반기는 상기 턴디쉬 및 상기 SEN 에 대해 고정되게 장착되도록 구성된다.
따라서, 상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 개방될 수 없다. 상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 상기 SEN 이 연장되도록 구성되는 원주 방향으로 폐쇄되고 일체형인 환형 통로를 제공한다. 상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 이동 부분들을 가지고 있지 않고, 이는 전자기 교반기의 수명을 연장시킨다. 개방 타입의 전자기 교반기들에 비해, 더 높은 자기장 강도가 얻어질 수도 있고, 그리고 자기 누설이 감소될 수도 있다.
상기 전자기 교반기는 턴디쉬 및 SEN 에 대해 고정되게 또는 움직이지 않게 장착되거나 배열되도록 구성된다. 상기 전자기 교반기는 고정된 구조물에, 일반적으로 턴디쉬 바디에 직접적으로 또는 간접적으로 장착되도록 구성된다.
고정되게 배열된 폐쇄 타입의 전자기 교반기에 의해서, 어셈블리의 더 높은 신뢰성이 제공될 수도 있다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 SEN 을 수용하도록 구성된 채널을 형성하는 관통 개구부를 갖고, 상기 채널은 그 내부 원주를 따라서 이음매 없는 내부 벽들을 갖는다.
일 실시 형태는 턴디쉬에 장착되도록, 그리고 턴디쉬 아래에 배열되도록 구성된 SEN 컷팅 디바이스를 포함한다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 전자기 교반기는 상기 SEN 컷팅 디바이스에 장착되도록 구성된다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 전자기 교반기는 상기 SEN 컷팅 디바이스의 밑면에 장착되도록 구성된다.
일 실시 형태는 잠금 디바이스를 포함하고, 상기 SEN 은 턴디쉬로부터 연장되도록 구성된 제 1 노즐 부분 및 상기 잠금 디바이스에 의해서 상기 제 1 노즐 부분에 제거 가능하게 부착되도록 구성된 제 2 노즐 부분을 갖는다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 전자기 교반기는 상기 잠금 디바이스에 장착되도록 구성된다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 전자기 교반기는 턴디쉬의 바닥에 장착되도록 구성된다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 전자기 교반기는 잠금 디바이스와 일체형이다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 금속 제조 프로세스는 강 제조 프로세스이다.
일반적으로, 청구 범위에서 사용된 모든 용어들은 여기서 달리 명시적으로 규정되지 않는 한, 기술 분야에서의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. 단수 표기의 요소, 장치, 구성요소, 수단 등에 대한 모든 언급 대상들은, 달리 명백하게 규정되지 않는 한, 요소, 장치, 구성요소, 수단 등의 적어도 하나의 일례를 지칭하는 것으로서 개방적으로 해석되어야 한다.
발명의 개념에 대한 특정 실시 형태들은 이제 첨부 도면들을 참고로 하여, 실시예로써, 설명될 것이다.
도 1 은 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리의 실시예의 종단면을 개략적으로 도시하고; 그리고
도 2 는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리의 또 다른 실시예의 종단면을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리의 또 다른 실시예의 종단면을 개략적으로 도시한다.
발명의 개념은 이제 첨부 도면들을 참고로 하여 이하에서 더 충분히 설명될 것이고, 여기서 전형적인 실시 형태들이 나타난다. 하지만, 발명의 개념은 많은 상이한 형태들로 구현될 수도 있고, 그리고 여기서 제시된 실시 형태들로 한정되는 것으로 이해되어서는 안되고; 오히려, 이들 실시 형태들은 이런 개시가 완전하고 완벽해지고, 그리고 이 분야의 당업자에게 발명의 개념의 범위를 충분히 전달하도록 실시예로서 제공된다. 동일한 도면부호들은 상세한 설명 전반에 걸쳐 동일한 요소들을 지칭한다.
본 개시는 금속 주조 프로세스, 일반적으로 연속 주조 프로세스, 예를 들면, 강 제조 프로세스, 알루미늄 제조 프로세스, 또는 금속 합금 제조 프로세스를 위한 어셈블리에 관한 것이다.
상기 어셈블리는 턴디쉬, 상기 턴디쉬로부터 용융 금속의 탭핑을 제공하도록 구성된 SEN, 및 상기 SEN 주위에 장착되도록 구성된 전자기 교반기를 포함한다. 상기 전자기 교반기는 상기 턴디쉬 및 상기 SEN 에 대해 고정되게 장착되도록 구성된다. 따라서, 상기 전자기 교반기는 상기 턴디쉬 및 상기 SEN 에 대해 움직이지 않게 장착되도록 구성된다. 특히, 상기 전자기 교반기는 상기 턴디쉬 및 상기 SEN 에 대해 고정되는 고정된 구조물에 장착되도록 구성된다. 상기 고정된 구조물은, 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 예를 들면, 턴디쉬 자체, 상기 턴디쉬에 장착된 SEN 컷팅 디바이스, 또는 일반적으로 턴디쉬에 장착되고 SEN 의 2 개의 종방향으로 연장되는 노즐 부분들을 함께 부착 및 잠금하도록 구성된 잠금 디바이스일 수도 있다.
상기 어셈블리의 사용시, 용융 금속은 레이들로부터 턴디쉬 내로 태핑된다. 상기 턴디쉬로부터 배출된 용융 금속의 유동은 일반적으로 스톱퍼 로드에 의해서 SEN 을 통하여 제어될 수도 있다. 상기 SEN 아래에는 용융 금속이 유입되고 용융 금속이 부분적으로 응고되는 몰드가 있다. 그 다음에, 부분적으로 응고된 금속은, 일반적으로 성형 및 냉각을 위해 롤러들의 배열을 통하여 몰드로부터 중력에 의해서 이동된다. 이런 방식으로, 빌렛들, 블룸들 (blooms) 또는 슬래브들이 얻어질 수도 있다.
도 1 은 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리의 제 1 실시예를 도시한다. 어셈블리 (1) 는 바닥 태핑 구멍 (3a) 이 제공된 금속 용기인 턴디쉬 (3) 와 SEN (5) 을 포함한다. SEN (5) 은 턴디쉬 (3) 의 바닥 태핑 구멍 (3a) 에 배열되도록 구성되고, 이에 따라 턴디쉬 (3) 로부터의 용융 금속의 태핑이 허용된다.
예시된 SEN (5) 은 모놀리식 SEN 이고, 그리고 턴디쉬 (3) 및 SEN (5) 아래에 배열된 몰드 (11) 내로 연장되도록 구성되어, SEN (5) 을 통하여 유동하는 용융 금속이 중력에 의해서 몰드 (11) 내로 유동할 수 있다. 일 실시예에 따라, 어셈블리 (1) 는 아르곤 가스 입구가 제공된 스톱퍼 로드 (6) 를 포함하여 아르곤 가스가 스톱퍼 로드 (6) 내로 유입되도록 할 수 있다. 스톱퍼 로드 (6) 는 아르곤 가스가 유동할 수 있는 축선 방향 채널 및 아르곤 가스 입구에 연결된 아르곤 가스 출구를 구비하여 아르곤 가스가 스톱퍼 로드 (6) 를 통하여 SEN (5) 내로 유동하게 한다. 따라서, 용융 금속의 유동은 노즐 막힘을 회피하기 위하여 SEN (5) 에서 제어될 수도 있다. 스톱퍼 로드 (6) 는 턴디쉬 (3) 로부터 SEN (5) 을 통해 몰드 (11) 로 유동하는 용융 금속의 유속을 조절하도록 수직으로 상하로 이동되도록 부가적으로 구성된다.
예시된 어셈블리 (1) 는 전자기 교반기 (7) 및 SEN 컷팅 디바이스 (9) 를 더 포함한다. 전자기 교반기 (7) 는, 이것이 SEN (5) 을 둘러싸는 부분에서 이동 부분들을 갖고 있지 않다는 점에서, 폐쇄 타입의 전자기 교반기 (7) 이다. 따라서, SEN (5) 을 둘러싸도록 구성된 전자기 교반기 (7) 의 폐쇄되고 일체형인 SEN 을 둘러싸고 있는 부분 또는 환형 단부 부분은 개방될 수 없다. 따라서, 환형 단부 부분이 자기 코어 및 상기 자기 코어 주위에 권취된 코일들과 같은 다수의 별개의 구성 요소들을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있지만, 환형 단부 부분은 일체형이다. 환형 단부 부분은 SEN (5) 을 수용하도록 구성된 채널을 형성한다. 상기 채널은 채널의 내부 원주를 따라서 원주 방향으로 이음새가 없다고 말할 수도 있다. 전자기 교반기 (7) 는 폐쇄 타입이기 때문에, 설치 동안, 전자기 교반기 (7) 는, 폐쇄되기 전에, SEN (5) 의 2 개의 측면들로부터 SEN (5) 주위로 개방 및 위치될 수 없다. 대신에, 설치 동안, 전자기 교반기 (7) 는 SEN 의 축선 방향으로 SEN (5) 에 나사 결합된다.
SEN 컷팅 디바이스 (9) 는 SEN (5) 을 차단하도록 구성된다. SEN 컷팅 디바이스 (9) 는 특히 SEN (5) 의 단면 컷팅이 이루어지록 구성된다. SEN 컷팅 디바이스 (9) 는 일반적으로 스톱퍼 로드 (6) 가 작동 불가능하거나 파괴되는 경우에 비상 상황에서만 사용된다. 본 실시예에 따라, SEN 컷팅 디바이스 (9) 는 턴디쉬 (3) 의 밑면에 고정되게 장착된다. 전자기 교반기 (7) 는 SEN 컷팅 디바이스 (9) 에 고정되게 장착된다. 따라서, 전자기 교반기 (7)는 턴디쉬 (3) 에 간접적으로 장착된다. 본 실시예에 따르면, 전자기 교반기 (7) 는 SEN 컷팅 디바이스 (9) 의 밑면에 장착된다. 전자기 교반기 (7) 는 패스너들에 의해서 SEN 컷팅 디바이스 (9) 에 부착된다. 적절한 패스너들의 예들로는 나사들 및/또는 볼트들이 있다.
도 2 는 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1') 의 또 다른 실시예를 도시한다. 어셈블리 (1') 는 도 1 을 참조하여 전술한 어셈블리 (1) 와 유사하다. 따라서, 어셈블리 (1') 는 턴디쉬 (3), 스톱퍼 로드 (6), 전자기 교반기 (7), SEN (5'), 및 노즐 교환 디바이스인 잠금 디바이스 (13) 를 포함한다.
하지만, SEN (5') 은 SEN (5) 처럼 모놀리식 SEN 이 아니다. SEN (5') 은 제 1 노즐 부분 (5a) 및 제 2 노즐 부분 (5b) 을 포함한다. 제 1 노즐 부분 (5a) 및 제 2 노즐 부분 (5b) 은 잠금 디바이스 (13) 에 의해서 연결되도록 구성된다. 제 1 노즐 부분 (5a) 은 턴디쉬 (3) 에 연결되도록 구성되거나 또는 상기 턴디쉬 (3) 와 일체형이다. 제 2 노즐 부분 (5b) 은 몰드 (11) 내로 연장되도록 구성된다.
제 1 노즐 부분 (5a) 및 제 2 노즐 부분 (5b) 은, 예를 들면, 서로 대면하도록 구성되고 2 개의 노즐 부분들 (5a, 5b) 사이에 인터페이스를 형성하는 각각의 단부 플랜지들을 가질 수 있다. 잠금 디바이스 (13) 는 2 개의 단부 플랜지들을 서로 잠금하도록 구성될 수도 있다. 잠금 디바이스 (13) 에 의해서, 필요시 제 2 노즐 부분 (5b) 을 교체하기 위하여, 제 2 노즐 부분 (5b) 은 유사한 방식으로 제 1 노즐 부분 (5a) 에 연결되고 상기 제 1 노즐 부분 (5a) 으로부터 분리될 수도 있다. 따라서, 제 1 노즐 부분 (5a) 은 잠금 디바이스 (13) 에 의해서 제 2 노즐 부분 (5b) 에 제거 가능하게 부착되도록 구성된다.
전자기 교반기 (7) 는 잠금 디바이스에 장착될 수도 있다. 잠금 디바이스 (13) 는, 예를 들면, 수평의 상부 표면을 가질 수 있고, 그리고 전자기 교반기 (7) 는 수평의 상부 표면에 고정되게 부착되도록 구성될 수도 있다. 잠금 디바이스 (13) 는 SEN (5') 에 고정되게 부착되고, 차례로 상기 SEN (5') 은 턴디쉬 (3) 에 고정되게 부착되고, 그리고 전자기 교반기 (7) 는 잠금 디바이스 (13) 에 고정되게 부착된다. 이를 위해, 전자기 교반기 (7) 는 턴디쉬 (3) 에 간접적으로 연결되거나 부착된다.
잠금 디바이스에 고정되게 부착되는 전자기 교반기에 대한 대안으로서, 전자기 교반기는 턴디쉬에 직접적으로 고정되게 부착될 수 있다. 이 경우에, 전자기 교반기는 일반적으로 턴디쉬의 밑면 또는 바닥에 고정되게 부착될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 전자기 교반기는 잠금 디바이스와 일체형일 수 있다.
발명의 개념은 주로 몇몇 실시예들을 참고로 하여 전술되었다. 하지만, 이 분야의 당업자에 의해서 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 전술한 실시 형태들 외에 다른 실시 형태들은, 첨부된 청구범위에 의해서 규정된 바와 같이, 발명의 개념의 범위 내에서 동일하게 가능하다.
Claims (10)
- 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1; 1') 로서,
턴디쉬 (3),
상기 턴디쉬 (3) 로부터 용융 금속의 탭핑을 제공하도록 구성된 침지 노즐 (submerged entry nozzle; SEN) (5; 5'), 및
상기 침지 노즐 (5; 5') 주위에 배열된 전자기 교반기 (7) 를 포함하고,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 침지 노즐 (5; 5') 에서 회전 전자기장을 발생시키기 위하여 코일들이 제공된 폐쇄되고 일체형인 SEN 을 둘러싸고 있는 부분을 갖고,
상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 상기 침지 노즐 (5) 이 연장되는 원주 방향으로 폐쇄되고 일체형인 환형 통로를 제공하고,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 턴디쉬 (3) 에 대해 및 상기 침지 노즐 (5; 5') 에 대해 움직이지 않게 장착되는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1; 1'). - 제 1 항에 있어서,
상기 SEN 을 둘러싸고 있는 부분은 상기 침지 노즐 (5; 5') 을 수용하도록 구성된 채널을 형성하는 관통 개구부를 갖고,
상기 채널은 그 내부 원주를 따라서 이음매 없는 내부 벽들을 갖는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1; 1'). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 턴디쉬 (3) 에 장착되도록, 그리고 상기 턴디쉬 (3) 아래에 배열되도록 구성된 SEN 컷팅 디바이스 (9) 를 포함하는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1). - 제 3 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 SEN 컷팅 디바이스 (9) 에 장착되도록 구성되는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1). - 제 4 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 SEN 컷팅 디바이스 (9) 의 밑면에 장착되도록 구성되는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
잠금 디바이스 (13) 를 포함하고,
상기 침지 노즐 (5') 은 상기 턴디쉬 (3) 로부터 연장되도록 구성된 제 1 노즐 부분 (5a) 및 상기 잠금 디바이스 (13) 에 의해서 상기 제 1 노즐 부분 (5a) 에 제거 가능하게 부착되도록 구성된 제 2 노즐 부분 (5b) 을 갖는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1'). - 제 6 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 잠금 디바이스 (13) 에 장착되도록 구성되는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1'). - 제 6 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 턴디쉬 (3) 의 바닥에 장착되도록 구성되는, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1'). - 제 6 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (7) 는 상기 잠금 디바이스 (13) 와 일체형인, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1'). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 제조 프로세스는 강 제조 프로세스인, 금속 제조 프로세스를 위한 어셈블리 (1; 1').
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